СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КУРСОМ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ Российский патент 2017 года по МПК G01S5/00 A01K11/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к способу управления курсом передвижения сельскохозяйственных животных. Включает измерение скорости, направление движения животного и регистрацию паспортных данных животного при помощи закрепленного транспондера на теле животного, сравнение полученных скоростей движения, направлений движения отдельных животных по отношению к периметру перемещения стада согласно установленных правил заинтересованными лицами вдоль пути следования на участках местности. При недопустимом удалении животного от периметра стада пастух выполняет защитную функцию, зафиксировав нарушение установленных правил, в том числе правил дорожного движения в виде нарушения режима пересечения мостов, шлагбаумов, железных дорог, путепроводов. Идентифицируют и записывают конкретных животных-нарушителей при помощи планшетного компьютера, на процессор которого транспондером передаются оцифрованные данные по имеющемуся каналу связи с тарифным планом оператора сотовой связи, проводится обработка данных о движении стада компьютерными программными средствами, отличается тем, что транспондеры располагают на каждом животном, обеспечивая удаленный контроль движения стада, и транслируют как минимум две характеристики - курс и координаты местности нахождения животного относительно обусловленного периметра пастбища, не охваченного целиком на местности зрением пастуха, при этом рассчитывают скорость, отклонение, время пересечения границы периметра и минимальную траекторию для возвращения отбившегося животного в стадо.

Карта района местности записывается в компьютерную программу-навигатор, прототипами навигационных систем являются Garmin, Навител, IGO, ТОМ ТОМ.

Жители деревень организуют поочередный выгул стада, с каждого животного транслируется сигнал, местоположение фиксируется меткой на дисплее планшета. На планшете может отображаться краткая характеристика (паспорт) животного, адрес двора владельца, стойло на ферме.

Наше изобретение позволяет расширить область использования сотовой связи и компьютерных технологий не только для водителей машин, но и в подотрасли сельского хозяйства - животноводстве, в котором одушевленные объекты наблюдения находятся в движении.

В плане прогулки отмечаются координаты местности, маршрут движения, места стоянки. Образ занятой территории местности животных в стаде образует геометрическую фигуру, очерченную периметром вписанной в него стадом площади пастбища, выбившейся из графика или периметра, отклонившееся от курса животное видит на планшете пастух, то же в реальном времени видит на своем планшете и собственник. Вычисляют периметр фигуры фактического расположения стада и опасные отклонения от него отделившихся от основной группы животных. Рассчитывают скорость движения животных по времени преодоления заданных точек передвижения по маршруту. Определение времени пересечения любой из выставленных точек на маршруте стадом проводится путем сравнения скорости и преодолеваемого расстояния между точкой маршрута и периметра фигуры, внутри которого движется стадо. Пастух идет самостоятельно на помощь к животному или посылает в его сторону сторожевую собаку, также оснащенную датчиком связи.

Согласно предложенному способу транспондеры крепят на каждом животном.

Достигаемый технический результат заключается в увеличении эффективности контроля пасущихся на открытой местности животных, движущихся в плотном потоке, и повышении достоверности доказательства нарушений прав земельной собственности, имущественных прав, правил дорожного движения. Изобретение может быть использовано в личных подсобных хозяйствах, фермерских хозяйствах, агрохолдингами, в крупных и мелких животноводческих стадах, обеспечивая безопасность собственности и сохранность стада.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известны методы, широко используемые в мясном и молочном животноводстве в настоящее время, основанные на считывании информации планшетными компьютерами с транспондеров, крепящихся на животных или вживляемых в них для выявления охоты, свойств молока, определения стоянки животного. Однако этот метод не позволяет идентифицировать животное, т.е. не позволяет распознать паспортные данные, следовательно, определить его принадлежность владельцу.

Для распознавания паспортных данных животного, нарушившего режим отдыха или движения, предлагается метод с использованием координат местности, регистрируемых оригинальными транспондерами (датчиками), устанавливаемыми на животном на время выпаса под контролем пастуха.

Известен способ контроля движения транспортных средств, включающий измерение скорости транспортных средств и фиксацию номерных знаков транспортных средств при помощи видеокамеры [1]. В данном изобретении измерение скорости транспортных средств проводят с помощью лазерных сигналов, а для увеличения зоны охвата использует несколько видеокамер, по одной на каждую полосу.

Недостатком данного решения является невозможность эксплуатации системы в условиях плотного потока транспортных средств, что характерно для сельскохозяйственных животных, движущихся или на лежанке и расстановки видеокамер. При использовании предлагаемого способа ошейники подают сигнала по координатам фактически с места положения животного, между тем в прототипе определение скорости транспортного средства и определение его номера проводятся разными устройствами, и при этом устройство определения скорости имеет зону охвата, в которую одновременно могут попадать несколько автомобилей. Дополнительно такое решение имеет недостаток, выраженный в сложности установки видеокамер вдоль маршрута движения стада.

Известен также аналогичный способ контроля движения транспортных средств, включающий измерение скорости транспортных средств и фиксацию номерных знаков транспортных средств при помощи видеокамеры (патент №2382426, G08G 1/052) [1]. В данном способе измерение скорости производят радаром с помощью излучения в направлении движущихся по участку дороги автомобилей импульсов электромагнитного излучения и приема импульсов отраженного электромагнитного излучения.

Недостатком прототипа является также невозможность эксплуатации системы в условиях плотного потока транспортных средств, характерного для организации движения стада в полевых условиях. При плотном движении невозможно таким образом однозначно соотнести факт нахождения с каким-то одним конкретным транспортным средством, следовательно, и животным. Дополнительно такое решение имеет недостаток, выраженный в отсутствии технической возможности размещения радара, вдоль неэлектрофицированного маршрута движения стада.

В изобретении используются технические решения, приведенные в публикации М. Афанасенко. «Стадо под присмотром» [2].

Прототипом изобретения является описание в публикации, размещенной в Интернет [3]. Изобретение относится к области контроля движения дорожного транспорта, а именно к способам регистрации нарушений правил дорожного движения с использованием видеокамер.

Следующим прототипом является изобретение, изложенное в публикации «Электронный пастух» [4]. Это автоматизированная система, предназначенная для облегчения контроля за стадом при беспривязном содержании, - рассказывает главный зоотехник хозяйства «КубаньАгроПрод» Сергей Коненко. Она проста в обращении, но при этом заменяет работу нескольких человек. «Электронный пастух» позволяет ограничивать зону перемещения стада. Животное, пытающееся преодолеть преграду, наткнется на провод, находящийся под напряжением. Не опасный для скота слабый удар током заставляет корову не выходить за пределы отведенной ей территории.

Однако в этом прототипе есть недостатки: не всегда можно снять без согласования с заинтересованными органами электричество из стационарных сетей, или подвести автономную электростанцию и не всегда электросети проложены; фиксируются характеристики продуктивности животного, а не его местоположение.

Основная сложность при внедрении «электронного пастуха» состоит в том, что животные консервативны в своих привычках. Если в условиях беспривязного содержания они привыкли к свободе, то вначале пытаются преодолеть преграду. В случае повышенной активности и конфликтов в стаде заградительный провод может быть порван, но такое случается крайне редко.

В предлагаемом способе преследуется цель своевременного обнаружения и присечения разделения стада как единого целого, физически установленная электронная ограда заменена образом периметра пастбища, вход-выход за границу которого мгновенно фиксируется транспондером.

Известно о способе контроля передвижений крупного рогатого скота [5]. По описанию, «именно так в шутку называют мою скотинку мои знакомые. Ну, пусть не навигатор, но GPS-трекер в самом деле использую. По просьбе моих уважаемых соседей по порталу раскрываю тему: «Как я «пасу» коров с помощью трекера».

Прототипом ошейника служит считывающее устройство - транспондер, который обычно представляет собой ушной, шейный или желудочный чип [6]. Ушной чип - это бирка, которая крепится к уху на манер серьги, шейный - ошейник с датчиком, а желудочный - капсула, вживляемая в желудок. Каждому чипу присваивается идентификационный номер, под которым корова числится в базе. Однако сигнал подается не на планшет собственнику или пастуху, а в доильный зал через антенну.

Следующим прототипом является система управления производством молока компании DeLaval [6].

Для идентификации животных, предназначены транспондеры, идентификационные ворота и считыватели на кормостанциях. Транспондер является электронной идентификационной карточкой коровы: распознает ее при входе в доильный зал, на кормостанцию или когда она проходит через сортировочные ворота. Обладая этой информацией, система может учитывать индивидуальный надой молока, выдавать необходимую порцию концентрированных кормов, направлять корову в свою группу или загон для лечения.

Кроме того, современные системы оснащены контроллерами доильного места, счетчиками молока и электронными пульсаторами. Они позволяют вести постоянный мониторинг и оценку отдельной коровы или группы коров, что играет важную роль для достижения высокой молочной продуктивности по стаду в целом.

Прототипом ошейника является информация в источнике [7]. В комплекте ошейник (разные модификации по запросу клиента), респондер, шлица (2 шт.), чехол для респондера. При необходимости ошейник может быть укомплектован номерными блоками.

Бурятским козам, коровам и овцам в рамках эксперимента, задуманного чиновниками из министерства сельского хозяйства республики, вживят чипы навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС [8]. Смелая бурятская инновация, как сообщается, не имеет аналогов в мировой практике, так как обычно слежение за животными осуществляется с помощью внешних устройств.

Используются же они, главным образом, для контроля за их перемещениями, реже - для слежения за редкими видами в условиях дикой природы.

В 2008 г. вице-премьер Сергей Иванов преподнес ошейник с таким трекером, работающим от спутников ГЛОНАСС, Владимиру Путину, чтобы тот мог отслеживать перемещения своего лабрадора Кони. Оборудование ГЛОНАСС тогда еще не выпускалось серийно, поэтому над созданием такого ошейника полгода работала группа специалистов из московского НИИ космического приборостроения.

Сегодня несложный спутниковый трекер крепится на ошейник собаки или к школьному портфелю ребенка. В любой момент вы можете увидеть их точное местоположение на электронной карте в интернете или на экране сотового телефона. Трекер стоит около 5 тыс. рублей плюс 200-300 рублей за его месячное обслуживание.

Решение - вживить чипы ГЛОНАСС коровам и овцам - изложено в источнике, отслеживание передвижения животных - в источнике [9, 10].

Известны устройства для подсчета движущихся животных (А.с. СССР 1486123. Устройство для подсчета движущихся животных / В.В. Шевцов, Р.С. Суюнчалиев, С.Т. Искаков // БИ №22. 1989. А.с. СССР 1511755. Устройство для подсчета движущихся объектов. / В.В. Шевцов, Р.С. Суюнчалиев, С.Т. Искаков // БИ №36. 1989). Данные устройства предназначены для подсчета животных, движущихся через проход по одному за другим. Содержат удлиненный порожек и геркон, срабатывающий при прохождении животного через порожек.

Недостатком данных устройств является трудность обеспечения упорядоченного движения животных по одному друг за другом, они могут отличаться по размерам и при этом могут также прижиматься друг к другу своими телами. Пастуху с помощью планшета удается охватить наблюдением все стадо и сэкономить свои силы для перемещения.

Известен прототип из уровня техники по способу контроля движения транспортных средств, включающий измерение скорости транспортных средств и фиксацию государственных номерных знаков транспортных средств при помощи видеокамеры (см. патент KR 20000024551, 06.05.2000 г.). Однако в предлагаемом решении измерение скорости передвижения стада не является принципиальным фактором.

Эти способы являются наиболее близкими по технической сути и выбраны в качестве прототипа предложенного решения.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить способ контроля движения сельскохозяйственных животных, позволяющий, по меньшей мере, сгладить как минимум один из указанных выше недостатков.

Цель заявленного изобретения состоит в устранении рисков потери животного вследствие ошибочных действий или бездействия пастуха либо защиты от внезапного нападения хищника на стадо, кражи животного, непредсказуемого перемещения животного на местности по причине болезни и других негативных факторов, позволяющих отбиться ему от стада.

В предложенном изобретении ставится техническая задача повышения точности определения нарушений периметра локации стада отдельными животными с использованием транспондера и планшета.

Способ контроля курса движения стада отличается тем, что система управления стадом отслеживает точное местоположение каждого животного, пастух визуально сравнивает и принимает решение по координации движения, местоположению животного или другие действия, и, если происходит нарушение отведенного периметра для нахождения животного, принимает решение подойти к нему на помощь.

Данная техническая задача решается за счет того, что ошейник идентифицируется системой по оригинальному номеру, присвоенному каждому конкретному животному со своими координатными и паспортными данными, обеспечивающем контроль движения и местоположения на планшете пастуха или собственника, вычисляют координаты на местности по заданному периметру, в котором должно находиться стадо, и расстояние до него отбившегося животного, а также скорость и время движения на местности, погодные условия.

Благодаря этой выгодной характеристике становится возможным с высокой точностью определить географическое местоположение с помощью координат местности, скорость движения животных при небольшом (в несколько сантиметров) расстоянии между животными в стаде. Так как в такой ситуации положение отделившегося животного и его курс по отношению к стаду сравнимы с периметром пасущегося стада, поэтому пастух видит и спешит на помощь наиболее уязвимому потеряться животному, зная с какой стороны стада он находится, может послать и охотничью собаку. При этом можно определить момент пересечения животным периметр стада и скорректировать вручную направление движения. Поэтому точное время, место, с которого ушло животное, пересечение разметки периметра стада являются отдельной задачей, которую решают с помощью фиксации отклонения пространственного местоположения датчика компьютерной программой, встроенной в планшет. Компьютерная программа держит в памяти время получения животного пастухом, время на пастбище и состояние животного, погодные условия, а значит, не сложно рассчитать трудоемкость и оплату услуг пастуха с собакой, лошадью.

Преимущественно в данном изобретении в качестве элементов животного могут являться элементы паспорта животного, сопряженные с транспондером и идентифицируемые компьютерной программой.

Транспондеры служат идентификаторами животных, которые пересекают периметр пастбища, связаны координатами местности именно те элементы, которые все равно необходимо фиксировать в предлагаемом методе для идентификации животного.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Требованием к ориентации животных является недопущение непреднамеренного пересечения ими границы периметра пастбища. При этом расстояние между стадом и отбившемся животным должно быть известно и зафиксировано.

Фиксация животного осуществляется следующим образом. Определяются моменты времени пересечения транспондером на животном электронного периметра, и, зная ориентацию и курс животного и стада в пространстве и расстояние между ними, вычисляется оптимальное расстояние для возврата пастухом или его собакой животного в стадо.

Таким образом, получаем особенность заявленного способа контроля курса движения сельскохозяйственных животных - ею является нечувствительность способа к креплению транспондера на теле животного, так как любые расстояния, преодолеваемые животным и стадом, не должны выходить за рамки электронного периметра, заданного пастухом в плане выпаса.

Непреднамеренное пересечение границы электронного периметра животным отображается курсом на карте местности в планшете. Назовем его контролируемой траекторией движения животного. Его пастух будет наблюдать на планшете, оценивать и выбирать свои действия. Нужно определить время пересечения транспондера с животным контрольной границы периметра. Контролируемая траектория [s1,s2] и время пересечения s1. На транспондере фиксируются координаты местности и время пересечения границы периметра s1.

Наша цель - определить [s1,s2]. Зная расстояние между контролируемыми точками и характер местности, можно подсчитать скорость движения животного, курс, траекторию возврата в стадо, степень тревоги для пастуха и сторожевой собаки.

При нарушении допустимых границ периметра расположения стада на данном участке маршрута движения производится фиксация нарушения периметра в виде нарушения границы и расстояния, местоположения с идентификацией конкретных животных, правила прогулки, пастбища, так как именно по сигналам транспондера вычисляют скорость, удаление и курс животного на маршруте движения стада.

Предлагаемый способ контроля курса движения сельскохозяйственных животных может быть осуществлен в сельском хозяйстве с применением освоенных технологий, материалов и процессов и может быть использован для контроля соблюдения режима пастбища и выявления и регистрации нарушений конкретными животными. Изобретение может быть использовано животноводами, правовыми инстанциями, обеспечивающими безопасность и охрану прав собственности, и для решения спорных вопросов по состоянию отдельных животных.

Затраты на НИОКР и производство заявленного изобретения не могут значительно отличаться от таковых при разработке и производстве транспондеров, трансиверов, трэкеров, смартфонов, айпадов, айфонов, нетбуков, ноутбуков.

Требования к материалам и технологиям не выходят за рамки современных возможностей.

Предложенный способ контроля движения животных позволяет единовременно взять под визуальное наблюдение за всем стадом одним пастухом, что повышает эффективность труда пастуха и снижает волнения собственников о пропаже или утере животного, а вместе с ним и финансовые потери. Предлагаемый способ контроля движения животных обладает высокой точностью обнаружения животного на местности среди всего стада, выбрать когда необходимое конкретное животное. Кроме того, появляется достоверная информационная база для доказывания нарушений пастбищного режима сторонами и конкретными животными.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Перечень рисунков включает:

Рисунок 1. Пастбище

Рисунок 2. Транспондер

Рисунок 3. Планшет пастуха

Рисунок 4. Пастух

Рисунок 5. Подворье

Рисунок 6. Планшет собственника

Перечень фигур на рисунках 1-6 состоит из:

1- карта местности;

2 - периметр стоянки стада на пастбище;

3 - сельскохозяйственное животное;

4 - служебная собака;

5 - пастух;

6 - отбившееся от стада сельскохозяйственное животное;

7 - подворье;

8 - кратчайший путь возврата сельскохозяйственного животного в стадо [s1, s2];

9 - стадо на пастбище;

10 - транспондер;

11 - номер сельскохозяйственного животного в стаде;

12 - собственник.

Пояснения к рисунку 1.

На рисунке 1 запечатлен кадр пасущегося стада сельскохозяйственных животных, одни животные лежат, другие животные стоят, третьи, как показано стрелкой 9, перемещаются по травяному полю, на заднем плане виден густой лес.

Пояснения к рисунку 2.

На рисунке 2 запечатлен снимок закрепленного на крепежном ремешке устройства - транспондера, на который указывает стрелка 10, стрелкой 11 обозначен номер животного в стаде, под которым он транслируется транспондером на планшет пастуха (рисунок 3) и планшет собственника (рисунок 6).

Пояснения к рисунку 3 и рисунку 6.

На рисунке 3 изображен планшет пастуха, на экране отображается топографический план местности под цифрой 1, очертание периметра стоянки стада на пастбище обозначено цифрой 2, цифрой 3 обозначены попавшие в периметр сельскохозяйственные животные, цифрой 6 обозначено не попавшее в периметр наблюдения пастухом отбившееся от стада сельскохозяйственное животное, пастух, обозначенный цифрой 5, стоит в правом углу периметра, слева от пастуха стадо, а справа отбившееся животное, которое он визуально может не видеть из-за леса, но транспондер транслирует его координаты и они попадают на экран планшета пастуха и собственника (рисунок 6), при этом картина реального времени пастуха и собственника синхронизирована, несмотря на то, что модели планшетов могут отличаться, пастух может послать служебную собаку, которая обозначена цифрой 4, на помощь отбившемуся сельскохозяйственному животному, чтобы оно поскорее примкнуло плотнее к стаду и вошло в рамки периметра наблюдения пастбища по отрезку [s1,s2], обозначенному цифрой 8 на планшете собственника (рисунок 6).

Пояснения к рисунку 3 и рисунку 6 выполнены одновременно, так как в реальных условиях пастух и собственник находятся на удаленном расстоянии, недоступном невооруженным глазом, а картинки на экранах планшетов совпадают в каждый момент времени.

Пояснения к рисунку 4.

На рисунке 4 сделан снимок пастуха, стоящего перед стадом и наблюдающим за движением сельскохозяйственных животных.

Пояснения к рисунку 5.

На рисунке 5 запечатлен снимок деревенского подворья, показанный стрелкой с цифрой 7, через ворота которого может направляться в стадо на выпас сельскохозяйственное животное.

Наличие планшета облегчает пастуху задачу приема-передачи сельскохозяйственного животного собственнику, обозначенного цифрой 12, точной информации местоположения, режима передвижения, произошедших во время выпаса непредвиденных обстоятельствах.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Способ контроля движения транспортных средств [Электронный ресурс]-Режим доступа// http://www.findpatent.ru patent/248 /2488171.html

2. М. Афанасенко «Стадо под присмотром» [Электронный ресурс]-Режим доступа //http://www.agroinvestor.ru /technologies/article/14713-stado-pod-prismotrom/

3. Способ и устройство контроля численности поголовья [Электронный ресурс]-Режим доступа //:http://www.findpatent.ru/ patent/249/ 2490877.html

4. «Электронный пастух» [Электронный ресурс]-Режим доступа // www.agroinvestor.ru/ technologies /article/14713-stado-poti-prismotrom/

5. Корова с навигатором [Электронный ресурс]-Режим доступа // http://derevnyaonline.ru/ user/Petrovna/blog/7462.html]

6. Стадо под присмотром - Агроинвестор [Электронный ресурс]-Режим доступа //http://www.agroinvestor.ru/ technologies/article/ 14713-stado-pod-prismotrom/

7. Ошейник с респондером для идентификации КРС [Электронный ресурс]-Режим доступа //http://witconsulting.agroserver.ru/ tovari 316643.htm

8. Коз, коров и овец Бурятии оснастят спутниковой навигацией. Чиновники хотят вживлять чипы ГЛОНАСС под кожу животных [Электронный ресурс]-Режим доступа //http://hitech.newsru.ru/ article/ 16Sep 2010 /buryatglonass

9. Ошейник для КРС в сборе [Электронный ресурс]-Режим доступа//http://www.r-tp.ra/Production/Page/Collar.aspx

10. Как сделать, чтобы корова не убежала [Электронный ресурс]-Режим доступа //https://www.gdemoi.ru/resources/kak-sdelat-chtoby-korova-ne-ubezhala

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к управлению курсом передвижения животных. Выполняют измерение скорости, направление движения животного и регистрацию паспортных данных животного при помощи закрепленного транспондера на теле животного (3). Сравнивают полученные скорости движения, направления движения животного по отношению к периметру (2) перемещения стада. При недопустимом удалении животного от периметра стада пастух (5) выполняет идентификацию и запись конкретных животных-нарушителей (6) при помощи планшетного компьютера, на процессор которого транспондером передаются оцифрованные данные. Проводится обработка данных о движении животных компьютерными программными средствами. Транспондеры располагают на каждом животном, обеспечивая удаленный контроль движения отдельного животного и стада. Транслируют курс и координаты местности нахождения животного относительно периметра пастбища. Рассчитывают скорость, время пересечения границы периметра, отклонение и оптимальную траекторию для принудительного возвращения животного в стадо. Повышается точность обнаружения животного. 6 ил.

Способ управления курсом передвижения сельскохозяйственных животных, включающий измерение скорости, направление движения животного и регистрацию паспортных данных животного при помощи закрепленного транспондера на теле животного, сравнение полученных скоростей движения, направлений движения животного по отношению к периметру перемещения стада согласно установленным правилам заинтересованными лицами вдоль пути следования на участках местности, причем при недопустимом удалении животного от периметра стада пастух выполняет защитную функцию, зафиксировав нарушение установленных правил, в том числе правил дорожного движения в виде нарушения режима пересечения мостов, шлагбаумов, железных дорог, путепроводов с идентификацией и записью конкретных животных-нарушителей при помощи планшетного компьютера, на процессор которого передаются транспондером оцифрованные данные по тарифному плану оператора сотовой связи, производится обработка данных о движении животных компьютерными программными средствами, отличающийся тем, что транспондеры располагают на каждом животном, обеспечивая удаленный контроль движения отдельного животного и стада, и транслируют как минимум две характеристики - курс и координаты местности нахождения животного относительно обусловленного периметра пастбища, не охваченного целиком на местности зрением пастуха, при этом рассчитывают скорость, время пересечения границы периметра, отклонение и оптимальную траекторию для принудительного возвращения животного в стадо.