СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ИДЕНТИФИКАЦИИ КОРОВ Российский патент 2011 года по МПК A01K11/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, к животноводству, в частности для идентификации коров.

Известно применение электронных весов для взвешивания живой массы коров с дистанционной передачей результатов взвешивания. Наиболее оптимальными весами для промышленного животноводства, являются автоматические весы платформенные электронные для взвешивания скота «ВПС», изготовленные в соответствии с ГОСТ 29329-92, имеющие весовой терминал ТМ6 с режимом усреднения и интерфейсами.

Известна система автоматического взвешивания «ДЕЙРИ-МАСТЕР» с автоматизированными селекционными воротами, обеспечивающими точное отделение и фиксацию коров во время взвешивания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для разделения стада животных на группы по состоянию здоровья (авт.св. СССР №1813383 от 07.05.1993 г., Бюл. №17, заявитель ВНИМЭСХ). Известное устройство разделяет стадо животных на здоровых и больных с отклонениями по контрольным физиологическим параметрам организма животных путем оценки их состояния по степени напряжения регуляторных механизмов организма. Устройство включает датчики электрокардиосигнала и теплового поля, блоки усиления сигналов этих датчиков, логический блок, блок отклонений, таймер.

Недостатками прототипа являются следующие:

- недостаточная надежность распознавания животных - так сигналы от датчика номера животного, состоящего из излучателя, расположенного в ошейнике на животном, недостаточно точно различаются приемной антенной в условиях ферм промышленного типа и, также за счет возникающих помех от датчиков других животных, находящихся рядом в стаде на ферме;

- недостаточная надежность тепловых датчиков в условиях активной среды микроклимата животноводческих помещений;

- невозможность точной идентификации животного, без подтверждающей индивидуальной информации, характерной для каждого животного;

- большое число электронных элементов, сенсоров, расположенных в непосредственной близости от коров и аппаратуры с учетом обслуживания и обеспечения надежности - все это превращает использование данной системы в большую проблему;

- система из антенны и устройства - идентификатор каждой коровы, заходящей на площадку, недостаточна надежна: если потеряно устройство радиоэлектронного запросчика-ответчика - чип в ошейнике, то данные по целой группе коров на доильной площадке будут потеряны, например - на площадке 2 на 24 места, из-за отсутствия только одного радиоэлектронного запросчика-ответчика теряются данные о 24 коровах;

- большинство систем распознавания животных сигнализирует пользователю о непрочитанном радиоэлектронном запросчике-ответчике, он может проверить о какой корове идет речь и вручную ввести информацию в систему, при большом потоке дойных коров и недостатке времени пользователя такой подход непрактичен.

Система Smart (Смарт) идентификатор фирмы Bou - Matic - «умное распознавание животных» применяет технологию обучения и распознавания по образцу искусственного интеллекта «Neutral Network», но только в процессе доения. Т.е. принцип действия таков, что система сравнивает ожидаемый надой каждой коровы с надоем, который был измерен в каждом стойле, если получены данные больших значений надоя, чем идентифицированных коров. Автоматизированная система идентификации коров предоставляет сведения, которые из-за малой точности не удовлетворяют использованию в системе управления и содержания коров.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение идентификации животных, значительное увеличение точности определения конкретного животного путем сличения основных трех определяющих параметров: сигналов датчика чипа на ошейнике, показывающего номер животного, веса живой массы коровы до доения и данных оптико-электронного измерительного прибора (тепловизора).

В результате использования предлагаемого изобретения быстро и точно достигается идентификация животного для направленного перемещения животного: 1) в станок для машинного доения, 2) в станок для ветеринарной обработки (лечения, взятия крови, проведения прививки), 3) в станок для осеменения и т.д.

Вышеуказанный результат достигается тем, что в предлагаемом способе идентификации коров, кроме распознавания номера животного по чипу индивидуального ошейника, взвешивания, определения точного местоположения животного и направления в требуемое место нахождения, при прохождении коровы через место распознавания номера, ее на несколько секунд задерживают автоматическими входными сортировочными воротами и при помощи пневмопривода с механической рукой одновременно отодвигают одну заднюю ногу коровы в области скакательного сустава для мгновенного снимка тепловизором, регистрирующим температуру, формы вымени и сосков, затем полученный видеосигнал, вместе с электронными сигналами от антенны-респондера и весов, обрабатывают в электронном блоке управления, при этом данные сигналы сличают и накапливают в базе данных блока памяти, и полученные данные передают на монитор компьютера, при этом сортировочным воротам подают отпирающий сигнал, направляющий корову к доильному станку или в станок для оказания лечебной помощи.

Технический результат достигается тем, что образована предлагаемая система, состоящая из устройства идентификации коров, содержащего ошейник с чипом и приемную антенну-респондер; электронных весов; сортировочных ворот; пневмопривода с механической рукой; оптико-электронного измерительного прибора, работающего в инфракрасной области электромагнитного спектра - тепловизора, переводящего собственное тепловое излучение животного в видимую область и, компьютерного блока управления, выполненного в виде моноблока, состоящего из блока распознавания номеров, блока усиления сигналов, блока определения местоположения животного, блока памяти, блока сопряжения и монитор.

В результате применения ошейника с чипом, электронных платформенных весов для взвешивания скота «ВПС», изготовленных в соответствии с ГОСТ 29329-92, имеющих весовой терминал ТМ6 с режимом усреднения и интерфейсами, взвешивающих животное при входе на доильную установку (типа «Елочка», «Тандем», «Карусель» и т.д.) и оптико-электронного измерительного прибора, работающего в инфракрасной области электромагнитного спектра, электронные сигналы от которых одновременно и одномоментно поступают в компьютерный блок управления, где определяется местоположение животного, сличаются данные с базой блока памяти, обрабатываются и отображаются на экране компьютера - точно и эффективно идентифицируется животное.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена общая схема устройства для идентификации коров.

Устройство содержит тепловизор 1, идентификатор, состоящий из датчика в виде чипа-излучателя 2 в ошейнике животного 3, приемную антенну-респондер 4, блок распознавания номеров животных 5, блок усиления сигналов 6, блок определения местоположения животного 7, блок памяти 8, блок сопряжения 9, образующих компьютерный моноблок управления 10, монитор компьютера 11, сортировочные ворота 12, пневмопривод с механической рукой 13, электронные весы 14.

Тепловизор 1 связан с блоком распознавания номеров животных 5, соединенным с блоком усиления сигналов 6, который соединен с блоком определения местоположения животного 7, соединенный с блоком памяти 8. Блок памяти 8 соединен с блоком сопряжения 9 и оптико-электронным измерительным прибором 1, данные отображаются на экране компьютера 11.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

С датчика 2 через антенну 4 сигнал поступает в блок распознавания номеров животных 5. Затем сигнал усиливается в блоке 6, в блоке 7 определяется местоположение животного и регистрируется в блоке памяти 8. Через блок сопряжения 9 осуществляют отвод задней конечности коровы с помощью механической руки 13 и производится снимок - измерение вымени оптико-электронным прибором 10 и полученные данные поступают в электронный блок управления - компьютер и отображаются на мониторе 11.

Способ осуществляют следующим образом.

В момент прохождения на дойку корова на несколько секунд автоматически задерживается входными сортировочными воротами на технологической зоне - площадке, представленной платформой электронных весов размером 1000×2000, взвешивающей животное при входе на доильную установку (типа «Елочка», «Тандем», «Карусель» и т.д.) и при помощи пневмопривода механическая рука одновременно отодвигает, фиксирует заднюю ногу коровы в области скакательного сустава для мгновенного снимка тепловизором. В этот момент обьектив тепловизора направлен на вымя и регистрируют форму вымени и сосков, а видеосигнал, одновременно и одномоментно обрабатывается вместе с электронными сигналами от респондера и электронных весов в блоке управления, затем от блока управления воротам подают отпирающий сигнал и корову направляют к доильному станку. При этом в течение 1-2 секунд электронные сигналы поступают через блок усиления сигналов в блок управления, где сличают и накапливают в базе данных блока памяти, что значительно улучшает точность и надежность идентификации животного.

Такая оптимальная идентификация животного в режиме реального времени позволяет системе управления процессами производства молока успешно контролировать и управлять технологией производства молока, что ведет к получению дополнительной прибыли хозяйством в результате своевременно принятых зоотехнических и ветеринарных мероприятий. Тепловизор работает в инфракрасной области электромагнитного спектра, переводя собственное тепловое излучение животного в видимую область. Интенсивность и спектр теплового излучения зависят от свойств тела и его температуры (диапазон от 0 до +60°С) с чувствительностью 0,1 люкс, что с высокой степенью достоверности определяет индивидуальное расположение и форму сосков молочной железы коров. Форма вымени и сосков является индивидуальным силуэтом каждой коровы и в совокупности с тепловизорным снимком распределения температур молочной железы коровы и подтверждающим показателем веса - являются значительно более стабильно определяющими индивидуальность факторами, чем идентификация животного по сигналам респондера, часто сбивающимся и накладывающимся на другие сигналы вследствие наведенных электромагнитных помех.

Способ включает распознавание номеров животных, определение местоположения животного и направление их в требуемое место нахождения. В момент прохождения коровы через место распознавания номера ее на несколько секунд задерживают входными автоматическими сортировочными воротами и при помощи пневмопривода с механической рукой одновременно отодвигают одну заднюю ногу коровы в области скакательного сустава для мгновенного снимка тепловизором для регистрации формы вымени и сосков. Полученный видеосигнал обрабатывают в электронном блоке управления вместе с электронными сигналами от респондера и электронных весов одновременно. Данные сигналы сличают и накапливают в базе данных блока памяти. Полученные данные передают на монитор компьютера для визуального контроля. После идентификации коровы от блока управления воротам подают отпирающий сигнал и корову направляют к доильному станку. Устройство содержит тепловизор - оптико-электронный измерительный прибор, работающий в инфракрасной области электромагнитного спектра и переводящий собственное тепловое излучение животного в видимую область. Тепловизор соединен с электронным блоком управления, выполненным в виде моноблока и содержащим блок распознавания номеров, блок усиления сигналов, блок определения местоположения животного, блок памяти и блок сопряжения. Моноблок соединен с монитором и пневмоприводом с механической рукой для отведения и фиксации задней ноги коровы. Устройство также содержит идентификатор, состоящий из датчика в виде чипа-излучателя в ошейнике животного, приемную антенну-респондер, подключенную к блоку распознавания номеров животных. Увеличивается быстрота и точность определения конкретного животного. 1 ил.

1. Способ идентификации коров путем распознавания номеров животных, определения местоположения животного и направления их в требуемое место нахождения, отличающийся тем, что в момент прохождения коровы через место распознавания номера ее на несколько секунд задерживают входными автоматическими сортировочными воротами и при помощи пневмопривода с механической рукой одновременно отодвигают одну заднюю ногу коровы в области скакательного сустава для мгновенного снимка тепловизором для регистрации формы вымени и сосков, затем полученный видеосигнал обрабатывают в электронном блоке управления вместе с электронными сигналами от респондера и электронных весов одновременно, при этом данные сигналы сличают и накапливают в базе данных блока памяти, полученные данные передают на монитор компьютера для визуального контроля, при этом после идентификации коровы от блока управления воротам подают отпирающий сигнал и корову направляют к доильному станку.

2. Устройство идентификации коров, содержащее идентификатор, состоящий из датчика в виде чипа-излучателя в ошейнике животного, приемную антенну-респондер, подключенную к блоку распознавания номеров животных, блок усиления сигналов, блок определения местоположения животного, блок памяти, блок сопряжения, отличающееся тем, что оно содержит тепловизор - оптико-электронный измерительный прибор, работающий в инфракрасной области электромагнитного спектра и переводящий собственное тепловое излучение животного в видимую область, при этом тепловизор соединен с электронным блоком управления, выполненным в виде моноблока и содержащим блок распознавания номеров, блок усиления сигналов, блок определения местоположения животного, блок памяти и блок сопряжения, а моноблок, в свою очередь, соединен с монитором и пневмоприводом с механической рукой для отведения и фиксации задней ноги коровы.