[发明专利]反刍动物监测系统

说明书

提供了一种用于自动监测反刍动物的系统和方法。所述系统(1)包括3D相机系统(3)，所述3D相机系统从感兴趣区域(10)获得图像。图像处理器(5)将所述感兴趣区域中的表面曲率确定为时间的函数。基于所述函数达到局部极大值的频率，生成所述动物的健康指示。

本发明涉及一种用于自动监测反刍动物、特别是比如奶牛等乳畜的系统，所述系统包括：3D相机系统，用于在至少预定时间段期间的连续时间点处获得所述动物的至少一个感兴趣区域的多个3D图像；连接到所述3D相机系统的控制设备，所述控制设备设置有用于处理所获得的多个3D图像的图像处理设备；以及输出设备。

这样的动物监测系统是已知的。例如，文件WO 12/138290 A1披露了一种用于确定乳畜瘤胃的肠道填充水平的系统。3D相机系统确定瘤胃三角形的深度或体积。还已知基于3D相机的身体状况评分系统。

然而，肠道填充水平或身体状况评分对于反刍动物的健康状态的重要性有限。

还已知WO 9901026 A1，该文件披露了例如运动传感器和/或呼吸传感器，其包括触觉传感器(对)或非接触式传感器(比如激光距离传感器或超声传感器)、或者带有图像处理的相机。

然而，没有给出关于什么样的图像处理可以引起对呼吸率的可靠确定的细节，并且虽然该文件披露了确定呼吸率的方法，但在实践中证实这并不总是提供可靠的值。

因此，需要实用、简单且可靠的系统和方法来比如基于动物的3D图像确定更多和/或更好的关于反刍动物的健康指示信息。

本发明至少部分地实现了该目标，并且在一个方面提供了一种用于自动监测反刍动物、特别是比如奶牛等乳畜的系统，所述系统包括：3D相机系统，用于在至少预定时间段期间的连续时间点处获得所述动物的至少一个感兴趣区域的多个3D图像；连接到所述3D相机系统的控制设备，所述控制设备设置有用于处理所获得的多个3D图像的图像处理设备；以及输出设备，所述控制设备被布置为基于经处理的图像确定健康参数的健康参数频率值，并将所述健康频率参数值输出到所述输出设备，其中，所述图像处理设备被布置为确定所述多个3D图像中的感兴趣区域，以及以下之一：针对每个3D图像计算所述感兴趣区域的曲率值，并将计算出的曲率确定为时间的函数；或针对每个3D图像测量所述感兴趣区域中的至少一个预定点相对于所述动物的相对位置，并将所述相对位置确定为时间的函数，其中，所述控制设备被布置为确定所述时间函数的局部极值出现的时间点以及所述健康参数频率值(这通过分析所述时间点来进行)。

本文使用以下见解：查看健康相关的运动本身以确定健康参数(或指示)值可能会受到来自例如其他的自发动物运动的噪声的影响。在现有技术中，确定那些健康相关的运动的频率甚至更加困难。在本发明中，使用了确定曲率值，这是更具体的，因为曲率值与身体(部位)的形状相关。即使动物整体移动，身体部位的形状也不太可能发生变化并因而导致影响健康参数频率值的确定。因此，本发明至少提供了用于确定(多个)健康频率参数值的替代性系统，并且还可以用于改进用于确定这样的值的现有技术系统。

本发明中的监测涉及确定健康相关的参数(运动)的频率值。重要的健康信息基于此类身体运动、尤其是这些运动的频率。下文中将进一步阐明其示例。此外，以非接触方式确定所述健康信息是重要的或至少是有利的，因为接触动物本身可能引起动物的压力和变化，这可能导致健康指示值的错误确定。另外，具有非接触式传感器允许确定许多不同动物的健康指示值，而不需要例如动物身上的可穿戴传感器设备。

在本文中，对局部极值出现的时间点的分析可以像确定连续的局部极值之间的平均时间段并随后取倒数以获得频率一样简单。实际上，出于本发明的目的，频率及其倒数(即特性时间段)被认为是等效的。此外，也可以采用更精确或替代性的方法，如将在稍后阐明的。

在该方法中，可以将函数的局部极值确定为特别是计算出的曲率值或相对位置在时间上的局部极大值。这里的位置极大值被认为是最接近3D相机的位置。“局部”在数学意义上被认为是“相对于变量”，不一定与空间位置有关。