NL1004756C2 - Method for mechanically applying teat cups. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Werkwijze voor het machinaal aanbrengen van melkbekers.Short designation: Method for mechanically applying teat cups.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze vo<jr het machinaal aanbrengen van melkbekers op tepels van de uier van een te melken dier door middel van een robotarm, waarbij voor het bepalen van de plaats van de tepels een 5 camera wordt toegepast.The invention relates to a method for mechanically applying teat cups to the nipples of the udder of an animal to be milked by means of a robot arm, wherein a camera is used to determine the location of the nipples.

Een dergelijke werkwijze is bijvoorbeeld bekend uit EP-A-0 300 115 en dient ertoe, in met melkrobotten uitgevoerde melkinrichtingen, het zelfstandig opzoeken van de tepels en het daarop aanbrengen van de melkbekers mogelijk 10 te maken. Bij deze werkwijze wordt de vorm van de uier rechtstreeks of eventueel met gebruikmaking van een lichtbron door de camera vastgelegd. Dit levert echter geen scherpe contour van de uier op, zodat een exacte plaatsbepaling van de tepels nauwelijks kan worden bereikt. Boven-15 dien kunnen in de weg zittende andere lichaamsdelen alsmede in het gebied van de uier aanwezige apparatuur hierbij foutieve metingen veroorzaken, die een nauwkeurige plaatsbepaling van de tepels extra bemoeilijken of verhinderen.Such a method is for instance known from EP-A-0 300 115 and serves, in milking devices designed with milking robots, to enable independent search of the nipples and the application of the teat cups thereon. In this method, the shape of the udder is captured directly or optionally by the camera using a light source. However, this does not produce a sharp contour of the udder, so that an exact location of the nipples can hardly be achieved. In addition, obstructing other parts of the body as well as equipment present in the area of the udder can hereby cause erroneous measurements, which further complicate or prevent accurate positioning of the nipples.

Uit DD-A-258 554 is een werkwijze bekend voor het 20 machinaal aanbrengen van melkbekers op de tepels van de uier van een te melken dier door middel van een robot. Bij deze werkwijze is een de uier omsluitend draagnet over de rug van de koe aangebracht. Op het draagnet zijn plaatsmer-ken bevestigd die samenwerken met de plaatsbepalingssenso-25 ren van de plaatsingsrobotten. De plaatsmerken kunnen naar keuze de stand van de uier, de stand van de tepels, of de stand van de uier en de stand van de tepels kenmerken. Verder kunnen de plaatsmerken passieve of actieve, permanente of alleen tijdens het plaatsen werkende, magnetische, 30 electromagnetische of anders werkende plaatsmerken zijn.From DD-A-258 554 a method is known for mechanically applying teat cups to the nipples of the udder of an animal to be milked by means of a robot. In this method, a support net enclosing the udder is arranged over the back of the cow. Placemarks are attached to the carrier net that cooperate with the positioning sensors of the positioning robots. The location marks may optionally characterize the position of the udder, the position of the nipples, or the position of the udder and the position of the nipples. Furthermore, the placemarks can be passive or active, permanent or placeable magnetic, electromagnetic or otherwise acting placemarks.

De uitvinding heeft als doel, een werkwijze voor het bepalen van de plaats van de tepels te verschaffen, die niet gevoelig is voor storende omgevingsinvloeden en een 1nn 4756 - 2 - exacte plaatsbepaling van de tepels mogelijk maakt. Een ander doel van de uitvinding is een werkwijze te verschaffen die tegen relatief lage kosten kan worden uitgevoerd.The object of the invention is to provide a method for determining the location of the nipples, which is not sensitive to disturbing environmental influences and which allows an exact location of the nipples. Another object of the invention is to provide a method which can be performed at relatively low cost.

Dit doel wordt bereikt doordat de uier van het dier is 5 voorzien van ten minste één markering, waarbij aan de hand van de plaats van de markering met behulp van de camera de exacte plaats van de tepels bepaald wordt, waarbij de markering wordt aangestraald door een lichtbron die ultraviolet licht uitstraalt.This object is achieved in that the udder of the animal is provided with at least one marking, the exact location of the nipples being determined on the basis of the location of the marking using the camera, the marking being irradiated by a light source that emits ultraviolet light.

10 Een dergelijke markering steekt constrasterend af van de lichaamsdelen van het dier, en de plaats van deze markering laat zich dan ook met behulp van de camera exact bepalen. Het contrast van de markering wordt nog verder versterkt doordat de markering door een lichtbron wordt 15 aangestraald. Door het toepassen van een lichtbron, die ultraviolet licht uitstraalt, kan een eenduidige herkenning van de markering door de camera bereikt worden. Een storende invloed van lichaamsdelen of onderdelen van de uitrusting wordt hierdoor uitgesloten.Such a marking contrasts contrastingly with the body parts of the animal, and the location of this marking can therefore be determined precisely with the aid of the camera. The contrast of the marking is further enhanced by the fact that the marking is irradiated by a light source. By using a light source that emits ultraviolet light, an unambiguous recognition of the marking by the camera can be achieved. A disturbing influence of body parts or parts of the equipment is hereby excluded.

20 De markering is bijvoorbeeld uitgevoerd in de vorm van een tatoeage op de uier van het dier. Een dergelijke markering is zeer duurzaam en waarborgt tijdens het gehele leven van het dier een gelijkblijvende goede vastlegging van de uiervorm.The marking is, for example, in the form of a tattoo on the udder of the animal. Such a marking is very durable and guarantees a good udder shape fixation throughout the life of the animal.

25 In een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding wordt als markering een fluoriserende verfstof toegepast. Daardoor wordt een zeer contrastrijke markering bereikt.In another embodiment according to the invention, a fluorescent dye is used as a marking. This produces a very contrast-rich marking.

Het doel volgens de uitvinding wordt al dan niet in combinatie met bovenstaande ook bereikt doordat de uier van 3 0 het dier is voorzien van ten minste één markering van een fluoriserende kleurstof, waarbij aan de hand van de plaats van de markering met behulp van de camera de exacte plaats van de tepels bepaald wordt, waarbij het einde van de robotarm voorzien is van een stralingsbron en de stralings-35 bron een pulserend licht met dezelfde golflengte uitzendt als de golflengte van het door de fluoriserende kleurstof uitgestraalde licht. De precieze positionering van de melkbekers wordt mogelijk doordat het einde van de robotarm 1 00 4756 - 3 - voorzien is van een stralingsbron, die een pulserend licht met dezelfde golflengte uitzendt als de golflengte van het door de fluoriserende kleurstof uitgestraalde licht. Met een stereocamera kan de plaats van deze stralingsbron 5 bepaald worden en vervolgens snel en gecontroleerd de plaats van de tepels worden aangestuurd, zonder gedefinieerde stuurstappen van de melkrobot te moeten berekenen.The object according to the invention, whether or not in combination with the above, is also achieved in that the udder of the animal is provided with at least one marking of a fluorescent dye, based on the location of the marking using the camera. the exact location of the nipples is determined, the end of the robot arm being provided with a radiation source and the radiation source emitting a pulsating light of the same wavelength as the wavelength of the light emitted by the fluorescent dye. Precise positioning of the teat cups is possible because the end of the robot arm 1 00 4756-3 is provided with a radiation source, which emits a pulsating light of the same wavelength as the wavelength of the light emitted by the fluorescent dye. The location of this radiation source 5 can be determined with a stereo camera and the location of the nipples can then be controlled quickly and in a controlled manner, without having to calculate defined control steps of the milking robot.

Het doel volgens de uitvinding wordt al dan niet in combinatie met bovenstaande ook bereikt doordat de uier van 10 het dier is voorzien van ten minste één markering, waarbij aan de hand van de plaats van de markering met behulp van de camera de exacte plaats van de tepels bepaald wordt, waarbij als camera een stereo-camera wordt toegepast. Door het toepassen van een stereocamera wordt het opnemen van 15 een driedimensionaal beeld mogelijk. De stand van de tepels kan hiermee exact berekend worden.The object according to the invention, whether or not in combination with the above, is also achieved in that the udder of the animal is provided with at least one mark, whereby the exact location of the mark is determined on the basis of the location of the mark using the camera nipples are determined, whereby a stereo camera is used as the camera. By using a stereo camera, the recording of a three-dimensional image becomes possible. The position of the nipples can be calculated exactly.

Er kunnen ook meerdere markeringen op verschillende plaatsen op de uier van het dier zijn aangebracht, om zo de vorm van de uier nog exacter te kunnen bepalen.Several markings may also be placed on the udder of the animal in different places, in order to be able to determine the shape of the udder more precisely.

2 0 Het exacte bepalen van de plaats van de uier wordt gesteund doordat de markeringen als verticale lijnen op de uier van het dier zijn aangebracht.2 0 The exact determination of the position of the udder is supported because the markings are applied as vertical lines on the udder of the animal.

Een reproduceerbaar positioneren van de melkbekers wordt bereikt doordat de exacte plaatsen van de markeringen 25 in relatie tot de posities van de tepels van de uier voor elk dier in een computergeheugen zijn opgeslagen.Reproducible positioning of the teat cups is achieved in that the exact locations of the markings in relation to the positions of the nipples of the udder for each animal are stored in a computer memory.

Een zeer nauwkeurig vastleggen van de plaats van de tepels wordt bereikt als de markeringen op de tepels van de uier zijn aangebracht. Omdat zich op de tepels geen haren 30 bevinden, zijn de markeringen zeer goed zichtbaar.A very accurate determination of the location of the nipples is achieved when the markings are placed on the nipples of the udder. Since there are no hairs on the nipples, the markings are very visible.

Een storingsvrij vastleggen van de tepels door de camera wordt bereikt doordat de camera zijdelings naast de hartlijn van het dier en nabij het midden van het dier geplaatst is.A trouble-free recording of the nipples by the camera is achieved because the camera is placed sideways next to the centerline of the animal and near the center of the animal.

35 Opgemerkt wordt dat in de niet voor-gepubliceerde WO35 It should be noted that in the pre-published WO

97/15183 een inrichting beschreven wordt voor het machinaal aanbrengen van melkbekers op tepels van de uier van een te melken dier. Voor het bepalen van de plaats van de tepels 1 00 4756 - 4 - wordt een camera toegepast. De uier van het dier is voorzien van een markering, bijvoorbeeld fluoriserende verf of een tatoeage. Bij het bepalen van de plaats van de markering wordt echter geen ultraviolet licht gebruikt of pulse-5 rend licht met dezelfde golflengte als de golflengte van het door de fluoriserende kleurstof uitgestraalde licht gebruikt. Ook het toepassen van een stereocamera wordt in deze publicatie niet beschreven.97/15183 describes a device for mechanically applying teat cups to the nipples of the udder of an animal to be milked. A camera is used to determine the location of the nipples 1 00 4756 - 4. The udder of the animal is provided with a marking, for example fluorescent paint or a tattoo. However, in determining the location of the marker, no ultraviolet light or pulsating light having the same wavelength as the wavelength of the light emitted by the fluorescent dye is used. The use of a stereo camera is also not described in this publication.

Een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding is weerge-10 geven in de tekening en wordt hieronder nader toegelicht.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below.

Met 1 is in de figuur een dier aangeduid, waarvan uier 2 met tepels 3 door een lichtbron 4 met ultraviolet licht wordt aangestraald en door een stereocamera 5 wordt vast-gelegd. Op de tepels 3 zijn markeringen 6 aangebracht, die 15 met gebruikmaking van een fluoriserende kleurstof in de tepels 3 getatoeeerd zijn. Een melkbeker 7 bevindt zich in een grijpelement 8 van een beweegbare robotarm 9, die in de buurt van het grijpelement 8 voorzien is van een stralings-bron 10, die een pulserend licht met dezelfde golflengte 20 uitzendt als de golflengte van het door de f luoriserende verfstof uitgestraalde licht.In the figure, 1 denotes an animal, of which udder 2 with nipples 3 is irradiated by a light source 4 with ultraviolet light and is recorded by a stereo camera 5. Markings 6 are applied to the nipples 3, which are tattooed into the nipples 3 using a fluorescent dye. A teat cup 7 is located in a gripping element 8 of a movable robot arm 9, which in the vicinity of the gripping element 8 is provided with a radiation source 10, which emits a pulsating light with the same wavelength as the wavelength of the fluorescent dye emitted light.

Onder invloed van het ultraviolette licht legt de stereocamera 5 alleen de markeringen 6 op de uier 2 vast, zodat storende invloeden van lichaamsdelen en vreemde 25 voorwerpen zijn uitgesloten. De plaats van de markeringen 6 op de tepels 3 wordt bij een eerste melkhandeling opgeslagen in een niet weergegeven computergeheugen. Met behulp van de opgeslagen gegevens stuurt de computer de robotarm 9, die zelfstandig de ene melkbeker 7 na de andere met 30 behulp van het grijpelement 8 op de tepels 3 van het dier 1 aanbrengt. Met behulp van de stereocamera 5 wordt de plaats van de stralingsbron 10 bepaald en is daardoor een snel en gecontroleerd bewegen van de melkbekers 7 naar de aanbreng-positie mogelijk.Under the influence of the ultraviolet light, the stereo camera 5 only records the markings 6 on the udder 2, so that disturbing influences from body parts and foreign objects are excluded. The location of the markings 6 on the nipples 3 is stored during a first milking operation in a computer memory (not shown). With the aid of the stored data, the computer controls the robot arm 9, which independently places one teat cup 7 after another with the aid of the gripping element 8 on the nipples 3 of the animal 1. The location of the radiation source 10 is determined with the aid of the stereo camera 5 and a rapid and controlled movement of the teat cups 7 to the application position is therefore possible.

35 Omdat de markeringen 6 getatoeeerd zijn, is een duur zame kenmerking en daardoor een gelijkblijvende goede vastlegging van de uiervorm door de stereocamera 5 tijdens het hele leven van het dier 1 gewaarborgd.Since the markings 6 are tattooed, a durable marking and thereby a constant good recording of the udder shape by the stereo camera 5 is ensured throughout the life of the animal 1.

1 00 47561 00 4756

Claims (11)

1. Werkwijze voor het machinaal aanbrengen van melkbekers (7) op tepels (3) van de uier (2) van een te melken dier (1) door middel van een robotarm (9) , waarbij voor het bepalen van de plaats van de tepels (3) een camera (5) 5 wordt toegepast, met het kenmerk, dat de uier (2) van het dier (1) is voorzien van ten minste één markering (6) , waarbij aan de hand van de plaats van de markering met behulp van de camera (5) de exacte plaats van de tepels (3) bepaald wordt, waarbij de markering (6) wordt aangestraald 10 door een lichtbron (4) die ultraviolet licht uitstraalt.Method for mechanically applying teat cups (7) to the nipples (3) of the udder (2) of an animal to be milked (1) by means of a robot arm (9), whereby for determining the location of the nipples (3) a camera (5) 5 is used, characterized in that the udder (2) of the animal (1) is provided with at least one marking (6), with reference to the location of the marking with the exact location of the nipples (3) is determined with the aid of the camera (5), the marking (6) being irradiated by a light source (4) which emits ultraviolet light. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de markering in de vorm van een tatoeage is.Method according to claim 1, characterized in that the marking is in the form of a tattoo. 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de markering van een fluoriserende kleurstof is.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the marking is of a fluorescent dye. 4. Werkwijze voor het machinaal aanbrengen van melkbekers (7) op tepels (3) van de uier (2) van een te melken dier 20 (1) door middel van een robotarm (9) , waarbij voor het bepalen van de plaats van de tepels (3) een camera (5) wordt toegepast, in het bijzonder volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de uier van het dier is voorzien van ten minste één markering van een fluoriserende kleurstof, 25 waarbij aan de hand van de plaats van de markering met behulp van de camera de exacte plaats van de tepels bepaald wordt, waarbij het einde van de robotarm (9) voorzien is van een stralingsbron (10) en de stralingsbron (10) een pulserend licht met dezelfde golflengte uitzendt als de 30 golflengte van het door de fluoriserende kleurstof uitgestraalde licht.4. Method for mechanically applying teat cups (7) to the nipples (3) of the udder (2) of an animal to be milked (1) by means of a robot arm (9), wherein for determining the location of the nipples (3) a camera (5) is used, in particular according to claim 1 or 2, characterized in that the udder of the animal is provided with at least one marking of a fluorescent dye, wherein on the basis of the the position of the marking is determined with the aid of the camera, the exact location of the nipples is determined, the end of the robot arm (9) being provided with a radiation source (10) and the radiation source (10) emitting a pulsating light of the same wavelength as the 30 wavelength of the light emitted by the fluorescent dye. 5. Werkwijze voor het machinaal aanbrengen van melkbekers (7) op tepels (3) van de uier (2) van een te melken dier (1) door middel van een robotarm (9) , waarbij voor het bepalen van de plaats van de tepels (3) een camera (5) 1 00 4756 - 6 - wordt toegepast, in het bijzonder volgens één van de conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de uier (2) van het dier (1) is voorzien van ten minste één markering (6) , waarbij aan de hand van de plaats van de markering met behulp van de camera (5) de exacte plaats van de tepels (3) bepaald wordt, waarbij als camera (5) een stereo-camera wordt toegepast.Method for mechanically applying teat cups (7) to nipples (3) of the udder (2) of an animal to be milked (1) by means of a robot arm (9), whereby for determining the location of the nipples (3) a camera (5) 1 00 4756-6 is used, in particular according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the udder (2) of the animal (1) is provided with at least one marking (6), whereby the exact location of the nipples (3) is determined on the basis of the location of the marking with the aid of the camera (5), whereby a stereo camera is used as the camera (5). 6. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-5, met het kenmerk, dat meerdere markeringen (6) op verschillende plaatsen op de uier (2) van het dier (1) zijn aangebracht.Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a plurality of markings (6) are provided at different locations on the udder (2) of the animal (1). 7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de markeringen (6) als verticale lijnen op de uier (2) van het dier (1) zijn aangebracht.Method according to claim 6, characterized in that the markings (6) are arranged as vertical lines on the udder (2) of the animal (1). 8. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de exacte plaats van de markeringen (6) ten opzichte van de plaats van de tepels (3) van de uier (2) voor elk dier (1) in een computergeheugen is opgeslagen.Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the exact location of the markings (6) relative to the location of the nipples (3) of the udder (2) in each animal (1) a computer memory is stored. 9. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-8, met het kenmerk, dat de markeringen (6) op elke tepel (3) van de uier (2) zijn aangebracht.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the markings (6) are provided on each nipple (3) of the udder (2). 10. Werkwijze volgens één van de conclusie 1-9, met het kenmerk, dat de camera (5) zijdelings ten opzichte van de langshartli jn van het dier (1) verplaatst en nabij het midden van het dier (1) geplaatst is.Method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the camera (5) moves laterally with respect to the longitudinal axis of the animal (1) and is placed near the center of the animal (1). 11. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-10, met het kenmerk, dat het einde van de robotarm (9) voorzien is van een stralingsbron (10). 1 00 4756Method according to any one of claims 1-10, characterized in that the end of the robot arm (9) is provided with a radiation source (10). 1 00 4756