牲畜监控设备

本申请根据35USC 119(e)要求于2018年10月17日提交的临时申请62/746790、2018年10月22日提交的临时申请62/748774和2019年5月16日提交的临时申请62/848942的权益，其公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种饲养牲畜的设备，该设备包括围栏，尤其涉及允许对围栏中的动物进行监视的部件。在某些布置中，这可以用于确定行为的变化，行为的变化可能与动物的特征的变化有关。尽管该设备尤其可用于饲养动物以进行屠宰的情形，但是该设备也可以用于饲养动物以提供奶、蛋。

本文的布置主要设计用于猪和家禽生产，其中动物被紧紧地关在室内牲口棚中，但是可以用于任何畜牧业。术语“动物”当然旨在包括家禽。

背景技术

通常在动物被紧紧地关在室内牲口棚的情况下展开生猪生产和家禽生产。目前为止熟练的技术人员通过观察和控制来管理动物。但是，希望提供技术支持来识别和监控动物，以及监控动物的行为，包括进食。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于饲养牲畜的设备，该设备包括用于监控动物及其行为的装置。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于饲养牲畜的设备，该设备包括：

至少一个第一围栏，其限定了限制区域，该限制区域中包含一组牲畜成员；

一种相机系统，包括一个或多个图像生成相机，所述相机系统安装在所述限制区域，并布置成获得一张或多张有关所述限制区域的所有部分的图像，其中该组牲畜的成员可进入所述限制区域；

所述相机系统设置成重复获得所述一个或多个图像，以使得在所述至少一个图像中始终可以看到在所述限制区域中的所述一组牲畜的所有成员；以及

一处理器，用于分析所述图像；

其中所述处理器使用所述图像来连续跟踪每个成员，并将每个成员与其它成员区分开。

因此，这种布置是专门设计用于牲口棚中而不是用于单个围栏中，其中动物们成群结队地聚集在一起。

在这种布置中，一个重要的独立特征是所述处理器布置成在所述一个或多个图像中为一组牲畜中的每个成员分配一个单独的名称。所述单独的名称优选是任意的，以便独立于牲畜组的成员的任何物理或识别标记。优选地，所述处理器连续地跟踪每个成员，并通过随时观察和跟踪所有成员来区分每个成员与其它成员。即，优选地，所述处理器运行以生成与各个成员的运动有关的数据，而不必标记或识别各个成员。

在该布置中，一个重要的独立特征是所述处理器布置成定期使用来自外部系统的数据，该外部系统识别成员，以检查和确认是否正确识别成员。因此，在检测到两个成员之间出现混淆的情况下，所述处理器可以运行以识别哪些成员出现混淆，并将收集到的数据重新分配给那些出现混淆的成员。

在这种布置中，一个重要的独立特征是所述处理器运行以检查并确认成员何时出现在围栏的特定位置处，例如出现在饲喂点。

在这种布置中，一个重要的独立特征是所述处理器布置成通过显示设备向工作人员提供指示，以识别具体指定的成员。例如，所述处理器可以通过定义标识号来向工作人员提供指示。可替代地，所述处理器可通过以下方式向工作人员提供指示：向工作人员指示该成员处在形成所述限制区域的多个围栏中的哪个围栏中，从而使得工作人员可以用他的有经验的双眼识别出该成员。

另外，所述处理器可以将成员的标识传达给标记组件，该标记组件用于标记所识别的成员。

另外，所述处理器可以向工作人员提供限制区域的交互式地图，以便实时识别所识别的成员之一在何处。

根据本发明的另一个特征，提供了一种用于饲养牲畜的设备，该设备包括：

至少一个围栏，其限定了其中包含一组牲畜的限制区域；

一种相机系统，包括至少一个图像生成相机，其布置成获得动物的一个或多个图像；

以及一处理器，用于分析图像；

多个耳标，安装在动物上，每个耳标上具有可见图像，该可见图像包含用于识别各个动物的信息；

所述处理器布置成通过图像的图像分析来检测识别动物的信息，从而确定动物在围栏内的位置。

优选地，每只动物具有两个耳标，每个耳标包含用于识别相应动物的图像，但是仅使用一个标签的系统可能是合适的。

优选地，包含识别动物的信息的可见图像包括标签号，其中围栏中的工作人员可轻松读取所述标签号。标签号上具有数字符号或字母数字符号。但是，可以包含QR码和其他机器可读信息，也可以使用QR码和其他机器可读信息来代替字母数字代码。

优选地，提供至少一个饲喂器，其在所述围栏内具有至少一个用于饲料和/或水的饲料分配槽，其中所述处理器布置成识别所述饲喂器处的动物。

在这种情况下，可以提供控制系统，用于控制向饲料槽供应饲料和/或水的数量或容量，其中饲料和水的数量或容量是根据所述信息识别的动物而定。

在一些情况下，每只动物可以具有两个耳标，每个耳标上具有用于识别相应动物的数字符号或字母数字符号。

优选地，标签号容易被围栏中的工作人员读取，从而该标签号不是条形码或其他可电子编码的图案。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于饲养牲畜的设备，该设备包括：

至少一个第一围栏，其限定了限制区域，在该限制区域中容纳了一组牲畜；

至少一个饲喂器，其在一区域内具有至少一个用于饲料和/或水的饲料分配槽，用于对其中一只动物进行喂食；

一种相机系统，包括至少一个相机，所述至少一个相机安装在所述饲喂器处并布置成获取所述饲喂器的图像；

以及一处理器，用于分析图像；

其中所述处理器布置成通过图像的图像分析来检测所述饲喂器中的饲料和/或水的量。

在某些情况下，在饲喂器处使用该系统，所述饲喂器在所述围栏内具有至少一个用于饲料和/或水的饲料分配槽，并且所述处理器布置成使用标签读取系统识别所述饲喂器处的动物。

在某些情况下，提供了一种控制系统，用于控制向饲料槽供应饲料和/或水的量，其中饲料和水的量是根据所述信息识别的动物而定。尽管即使不停这种定制的喂食系统也可以使用同一系统。

当所述相机系统用于所述饲喂器处时或与饲喂器一起使用时，所述相机系统可包括一相机，该相机获得槽的图像，并且其中所述处理器布置成通过图像的图像分析来检测槽中的饲料和/或水的量，以确定是否该量处于操作限制之内，并在该量超出操作限制时提供信号。

也就是说，例如，所述处理器可以布置成通过图像的图像分析来检测槽中的饲料量。

在某些情况下，所述饲喂器可以是以下类型的饲喂器，其包括用于向槽供应水的供水接头，并且处理器布置成通过图像的图像分析来检测槽中是否充满水或不含水，从而指示接头出现故障。

在某些情况下，当与饲喂器一起使用时，提供了一种动物引导系统，该动物引导系统控制动物接近所述饲喂器，从而由引导系统控制每只动物并将每只动物引导至饲喂器以获取饲料和/或水，在这种情况下，可以将相机放置在可获得引导系统处的动物的图像的位置处，以读取标签，从而获得动物的身份，并且如果需要，可为所识别的动物规定所需的饲料量。

在这种布置中，另一个重要的独立特征是处理器可以布置成检测特定动物离开槽后残留在槽中的饲料量，并减去供槽边下一只动物食用的供应至槽中的饲料的量。

即，如果第一只动物选择不摄取为该动物选择的饲料的供应量，而在槽中留下一定比例的残余饲料，则系统可以检测到剩余的量，并向槽中存放规定量的饲料(包括先前剩余的量)，由此下一只动物只能吃到它本该吃到的饲料量，而不是由于前一只动物留下了一些饲料而吃到超出规定的量。还可以记录剩余的量，并在第一只动物返回饲喂器时，将这些剩余的量作为额外补充的量，饲喂给第一只动物。这样，可以更好地监测和控制动物实际摄取的饲料量，以使每只动物在一段时间内都能吃到总量以满足其需求

在一个重要的独立特征中，所述饲喂器布置成以多种剂量向动物分配所需量的饲料，并且其中所述处理器布置成在分配另一剂量之前检测动物是否已经摄取了先前的剂量。

使用所述标签读取系统，在某些情况下，所述处理器还可以布置成提供与特定识别的动物在所述围栏内的运动有关的输出数据。

在某些情况下，使用所述标签读取系统，所述处理器可以布置成在围栏的给定位置处提供指示动物的输出，并将该信息馈送到跟踪系统。

如此定义的跟踪系统的其中一种用途如下，可以提供一种包含雄性动物的围栏，并且所述处理器布置成通过检测雌性动物看望雄性动物时的频率来提供指示所识别的动物的发情期的输出。

在该系统的另一用途中，所述处理器还可以布置成通过图像分析来检测所识别的动物的计算出的重量。这可用于监测体重增加，以确定市场重量，并调整饲料以最大限度地提高饲料摄取效率。

本文所公开的系统可以与以下特征的饲喂器一起使用，其中一种饲喂器具有同时喂养多头猪的多个空间，其中具有连接在一起的多个槽，另外的饲喂器是单个专用的饲喂器，这些单个专用的饲喂器通常但不一定要有分配给识别的动物的特定饲料。

虽然标签读取在识别饲喂器和饮水处识别动物身份最为有用，但是它也可以用在其它位置，以便识别出作出其它个别决定或获得其它个别数据的各个动物。其中一种这样的应用是通过监测猪圈中的母猪看望公猪猪圈的频率来检测出发情。另一个示例可以是简单地识别围栏中给定位置的动物，并将该信息提供给跟踪系统。

槽监测不仅可用于为每只动物量身定制饮食。它也可以用来向工作人员发出警报，以防槽中本应有一些饲料时却出现槽中空荡荡没有饲料的情况，也就是说，饲喂系统可能无法正常工作。如果槽内装满水或没有水，槽检测也可用于识别水接头问题。即使在没有单独的饲喂背景下，也有可能发生上述两种情况，这里所述的没有单独的饲喂背景指的是例如具有多个空间的饲喂器，用于通过连接的槽同时喂养多头猪。

本文的系统还公开了一种用于饲养牲畜的设备，该设备包括：

至少一个第一围栏，其限定了限制区域，该限制区域中包含一组牲畜；

一种相机系统，包括一个或多个图像生成相机，所述相机系统安装在所述限制区域，并布置成获得一张或多张有关所述限制区域的所有部分的图像，其中该组牲畜的成员可进入所述限制区域；

所述相机系统设置成重复获得所述一个或多个图像，以使得在所述至少一个图像中始终可以看到在所述限制区域中的所述一组牲畜的所有成员；以及

一处理器，用于分析所述图像；

所述处理器布置成在所述一个或多个图像中为所述一组牲畜的每个成员分配单独的名称；

所述单独的名称优选是任意的，以便独立于牲畜组的成员的任何物理或识别标记；

其中所述处理器连续地跟踪每个成员，并通过随时观察和跟踪所有成员来区分每个成员与其它成员。

优选地，所述处理器运行以生成与各个成员的运动有关的数据，而不必标记或识别各个成员，以及提供对识别作出反应的系统。应当理解，即使在该组中使用了标记系统对动物进行标记，本文所述的布置也可以并且通常确实在不需要参考该系统的情况下进行操作。然而，在某些情况下，所述处理器布置成定期使用来自外部系统的数据，该外部系统识别成员，以检查和确认是否正确识别成员，因为有可能出现一些错误。

在这种情况下，在检测到两个成员之间出现混淆的情况下，所述处理器布置成识别哪些成员出现混淆，并将收集到的数据重新分配给那些出现混淆的成员。因此，当成员出现在围栏的特定位置处，例如饲喂点处时间，所述处理器可运行以检查和确认其身份。

优选地，为了使工作人员可以对可能生病或发情的特别识别的动物采取行动，处理器布置成向工作人员提供指示，以识别该组中的特定指定成员。可以根据系统的操作模式以多种不同方式来完成此操作。

在该系统与如上所述的识别动物的单独系统结合工作的一个示例中，处理器可通过限定来自单独的识别系统的识别号向工作人员提供指示，其中工作人员可以识别该识别号和具有该找到的号码的动物。

在另一系统中，所述处理器可通过以下方式向工作人员提供指示：向工作人员指示该成员处在形成所述限制区域的多个围栏中的哪个围栏中，从而使得工作人员可以用他的慧眼识别出该成员。在这种布置中，所述限制区域中的全部动物被分入只有几只动物的各个围栏中，由此围栏的识别就足以使工作人员利用其经验来找到出现了病症的动物。

在又一布置中，所述处理器将成员的标识传达给标记组件，该标记组件使用带颜色的标记或可见的指示性标志来标记所识别的成员。因此，例如，可以在饲喂点处设置油漆或喷雾剂，并且当相关动物在该饲喂点处时进行操作。

另外，在另一种布置中，所述处理器布置成向工作人员提供限制区域的交互式地图，以便实时识别所识别的成员在何处。

优选地，所述处理器布置成为每个成员生成以下一组或多组数据：

每个成员的位置，可实时连续获得该位置，或者可通过重复周期性分析数据来提供有关该位置的定期信息，从而确定所述每个成员的位置。

每个成员的速度，同样也可以是连续的或周期性的。

成员不同部位(全身、头部、尾巴等)的姿势，同样可以是连续的或周期性的。

成员的能量水平，同样可以是连续的或周期性的。

优选地，所述处理器布置成为成员的子组生成以下数据集中的一个或多个：

成员子组的能量水平，同样可以是连续的或周期性的。

子组的平均速度，同样可以是连续的或周期性的。

在本发明的重要的独立方面中，可以将限制区域细分为不同的区域，包括饲喂区域，饮水区域，休息区域，并且可以分析与这些区域中的所有动物有关的数据以得到这些特定区域的任何一个区域的单个或组数据。鉴于动物在这些区域中的活动不同，对动物在这些区域中的行为进行分析可以揭示有关动物状况的信息，且无法通过分析动物在限制区域内走动时的平均活动来确定这些信息。

另外，在本发明的重要的独立方面中，可以通过检测图像的包络线或通过用同一个相机系统来分析图像内的特定标记来估算每只动物的体重并将该体重分配给正在被系统跟踪的动物的方式来使用所获得的数据。在本发明的重要的独立方面中，也可以获取其他度量，例如身体状况、战斗痕迹等。无法从行为指标中获得这些信息，而是将使用相同的相机来检测图像的包络线和/或图像内的标记，并且还可以与特定的动物相关联。

这些通过分析得到的有关该组中的每只动物的数据可用于检测疾病、管理问题、气候控制问题、生殖事件、攻击事件等。

优选地，所述限制区域包括以围栏或一组围栏，其中牲畜一直待在围栏中，直到需要转移，以作为购买的一部分进行运输。

优选地，所述围栏包括一个或多个饲喂系统，以使牲畜保持包含在围栏中。

优选地，所述处理器布置成用于分析来自围栏的图像，以生成在限制区域中检测到的牲畜的数量或计数。在该区域由一系列单独的围栏形成的情况下，所述处理器布置成分析来自多个围栏的图像，以生成每个相应的围栏中的组中的检测到的牲畜数量，同时用于重复生成库存，该清单包含每个围栏中的检测到的牲畜数量和限制区域中的所有围栏中的检测到的全部牲畜的数量，由此，库存中包含减去的牲畜数量以及从一个围栏转移到另一个围栏的牲畜数量。

以此方式，所述处理器自动提供牲畜的库存，这里的牲畜指的是由于病得太重而死后，从围栏中移出的牲畜，以及从一个围栏转移到另一个围栏的牲畜数量，和加到围栏中的牲畜的数量。

优选地，所述库存包括用于购买该组的会计凭证。

在许多情况下，所述限制区域大于单个相机可以成像的区域，并且其中多个相机具有集成的图像，以允许对围栏中牲畜的总数进行计数。

优选地，所述相机在固定位置处安装在限制区域的天花板上。

优选地，所述相机可以从其安装座上拆卸下来并进行无线通信，因此可以移动到另一围栏的另一个安装座上。

优选地，所述处理器能够将人与牲畜区分开。

牲畜通常包括猪或家禽，但并不是说必须包括猪或家禽。

本文所述的布置还可以用于饲养牲畜的设备，该设备包括：

多个围栏，其中含有多群牲畜；

一走道，连接在围栏之间并在围栏之间延伸；

由此工作人员可将牲畜从围栏中移出，包括从围栏中提取出来或从围栏的一个区域转移到另一个区域；

每个围栏具有至少一个安装在其上的相机，从而可以将各个围栏中的所有牲畜群捕获在至少一张图像上；

以及一处理器，用于分析来自围栏的图像，所述处理器布置成在每个相应的围栏中生成检测到的组中的牲畜数量；

以及重复生成库存，该库存包含每个围栏中的检测到的牲畜数量和所有围栏中的检测到的全部牲畜的数量，由此，库存中包含减去的牲畜数量以及从一个围栏转移到另一个围栏的牲畜数量。

本文所述的布置还可以用于饲养牲畜的设备，该设备包括：

多个围栏，其中含有多群牲畜；

所述围栏包括围栏，牲畜一直保留在该围栏中，直到被要求运输以作为购买该群动物的一部分为止；

所述围栏具有至少一个安装在其上的相机，从而可以将围栏中的所有牲畜群捕获在至少一张图像上；

一处理器，用于分析来自围栏的图像，所述处理器布置成在围栏中生成检测到的组中的牲畜数量；以及

其中，所述围栏大于可以由单个相机成像的围栏，并且其中多个相机具有被集成的图像，以允许对围栏中的牲畜总数进行计数。

本文所述的布置还可以用于饲养牲畜的方法，该方法包括：

用至少一支围栏圈住牲畜；

从围栏中移走牲畜，或者将其从围栏中取出或转移到另一个围栏中，然后将牲畜加到围栏中；

在围栏上安装至少一个相机，以便可以在至少一张图像上捕获围栏中的所有牲畜；

分析来自围栏的图像，所述处理器布置成在围栏中产生检测到的家畜数量；

以及重复生成库存，该库存包含每个围栏中的检测到的牲畜数量和所有围栏中的检测到的全部牲畜的数量，由此，库存中包含减去的牲畜数量以及从一个围栏转移到另一个围栏的牲畜数量。

将理解的是，本发明可以被表达为方法或设备，并且也可以表达本文中的所有定义

上面定义的发明可以与下面列出的一个或多个可选或进一步的改进特征一起使用，并且每个特征可以独立使用或者与任何其他特征组合使用。

优选地，所述走道的部分包括所述走道的整个宽度。

优选地，所述围栏包括围栏，牲畜一直圈养在该围栏中，直到要求运输以作为购买该群的一部分而被转移为止。

优选地，所述围栏包括一个或多个饲喂系统，以使牲畜保持圈养在围栏中。因此，可以将围栏分成几个单独的部分，休息区、进食区和排泄物区，但是在本文的布置中，所有动物在所有部分中都是可见且可检测到的，从而从头到尾一直对其进行跟踪。

在典型的布置中，通过所述走道将动物转移到的偏远位置包括运输容器。但是，远程位置可以包括另一个围栏。

优选地，所述库存包括用于购买该组的会计凭证。所述库存可以是来自所述处理器的打印图像，也可以在适当的屏幕上形成显示。然而，所述库存是工作人员可以访问并研究的真实的东西，从而提供管理牲畜操作所需的数据。

优选地，所述走道的该部分具有一定的宽度，使得牲畜可以至少并排经过两个，并且可以沿着与行进方向相反的方向移动，而不受行进方向的任何限制，从而当在走道中进行计数时，图像处理器必须考虑到动物的这些不同动作。因此，动物不会被走道的任何部分所限制，而沿单个方向在单排中进行走动。

优选地，所述处理器包括寄存器，该寄存器对初始组中的第一中间数量的牲畜进行计数，并继续对第二组中的牲畜进行计数，以提供中间数量和随后的总数。

优选地，所述处理器布置成在达到预定数量的牲畜之后产生警报。

优选地，所述系统允许回放先前的计数会话视频以用于质量保险或在调解纠纷的情况下，回放先前的计数会话视频。

在这种情况下，可以通过将图像拼接为一个更大的图像，然后分析该图像来整合图像。或者，通过独立地分析每个图像的内容，然后将不同相机的坐标系更改为全局坐标系，来整合图像。

本文的布置旨在解决需要对猪进行计数的这一反复出现的挑战，并使之成为第一个无需人工干预即可自动，可靠地对猪进行计数的工具。它使用最先进的计算机视觉算法实时对猪进行计数，甚至想都不想，就可以完成计数。

本文的布置提供了第一个由人工智能驱动的视觉系统，旨在帮助养猪者完成对猪进行计数的日常任务。该视觉系统由一个或多个摄像头，一个计算模块以及一个简单的智能手机/平板电脑用户界面组成。这一视觉系统可用在走廊中，用于通过虚拟线对走来走去的猪进行计数，或者可用于围栏或其它限制区域上方，用于即时计数或完成清点库存的目的。本文的布置旨在解决需要对猪进行计数的这一反复出现的挑战，并使之成为第一个无需人工干预即可自动，可靠地对猪进行计数的工具。它使用最先进的计算机视觉算法实时对猪进行计数，甚至想都不想，就可以完成计数。

该布置使用固定的硬接线相机或电池供电的移动相机，这些类型的相机可以轻松地从计数区域移动到另一个区域。它使用人工智能算法分析实时视频流，并实时返回走过虚拟线的猪的数量或指定区域中猪的瞬时数量。其简单的移动用户界面使您可以轻松地在动态计数或瞬时计数之间进行选择。在动态计数模式下，对通过虚拟线的所有猪都进行正计数，对所有返回的猪都进行负计数。不会将人类检测成猪，因此不会被误认为动物。通过该界面，用户可以随时看到计数区域和猪的数量，记录猪的中间数量，将警报设置为在达到一定数量的猪后响起，并生成有关猪的接收/运输的报告。该系统允许播放最后一次计数的会议视频，以进行质量保险或解决争端。

本文的布置减少了为了对动物进行计数而处理动物的需要，从而提高了动物的福利和工作人员的安全性。它使动物饲养员能够更好地专注于他们的工作，避免因繁琐的动物计数任务而分心。

本文的布置使农场的管理更加有效和精确。它减少了计数错误，计数错误可能导致猪肉链的利益相关者之间发生纠纷。它也可以用于监控整个农场，并且总是可以实时更新现有库存数量。

尽管易于用作独立系统，但该布置具有开放的应用程序编程接口(API)，供第三方自由使用。这使农场管理软件公司可以轻松地将系统连接到他们自己的集成解决方案，而养猪者可以从自动实时库存中无缝受益，而无需改变他们的习惯。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于饲养牲畜的设备，该设备包括：

一分娩栏，限定母猪的母猪限定区和由母猪产下的仔猪的至少一个仔猪限制区域；

一饲喂器，具有至少一个饲料分配槽，用于向母猪提供饲料和/或水；

一相机系统，包括至少一个安装在分娩栏处的相机，并且该相机布置成获得包括所述母猪限制区域和所述至少一个仔猪限制区域在内的所述分娩区的图像；

一处理器，用于分析图像；以及

一输出通信系统，用于向工作人员传达与从图像获得的信息有关的数据。

在一个重要的实施例中，所述处理器布置成从图像中获得与仔猪的出生有关的数据，并将所述数据提供给所述输出通信系统。通过在图像中观察分娩栏中存在仔猪来获得该数据的情况下执行该操作。或者，可以通过检测分娩栏中母猪的位置和/或行为的变化来获得数据。

在一个重要的实施例中，所述处理器布置成通过图像的图像分析来检测进饲喂器中饲料和/或水的量。

在一个重要的实施例中，所述处理器布置成根据图像计算并在母猪在分娩栏中的停留期间内反复向工作人员提供母猪的身体状况评分表。所述处理器可以布置成在检测到身体状况评分发生变化的情况下更改供应至饲喂器中的饲料的量。

在一个重要的实施例中，所述处理器布置成通过图像的图像分析来检测槽中的饲料和/或水的量，以确定该量是否在操作极限内，并且在该量超出操作范围时提供信号。

在一个重要的实施例中，所述饲喂器布置成以多种剂量向动物分配所需量的饲料，并且其中所述处理器布置成在分配另一剂量之前检测动物是否已经摄入了先前的剂量。

在一个重要的实施例中，所述处理器布置成从图像中检测出在母猪身下处于压倒位置的至少一只仔猪的位置。通过从图像中检测到一只找不到的仔猪，表明这一只找不到的仔猪在母猪下方，从而观察到压倒位置。

或者可以提供一种声音检测器，该声音检测器用于检测来自被压倒的仔猪的尖叫并且用于将声音数据传送至处理器以指示发现一只压倒了的仔猪。在这种布置中，所述处理器可以布置成使用声音数据和图像的图像分析来确定仔猪被压倒。而且，所述处理器可以布置成使用声音数据来触发图像分析以确定仔猪被压倒了。

附图说明

现在将结合附图描述本发明的一个实施例，其中：

图1是根据本发明的设备的第一实施例的示意性平面图。

图2是根据本发明的设备的第二实施例的示意性平面图。

图3是根据本发明的设备的第三实施例的示意性平面图。

图4是根据本发明的设备的第四实施例的示意性平面图。

图5是以示意图形式示出处理系统的操作的流程图。

图6是该类型的饲喂器的平面图，其中将有序排队的动物引导至单个畜栏式的饲喂器处，使得畜栏可用于专门向识别的动物提供规定量的饲料。

图7是包括本发明的相机系统的限制区域的俯视平面图。

图8是使用本发明的图像分析系统的分娩板条箱的平面图。

在附图中，相同的附图标记表示不同附图中相应的部分。

具体实施方式

图1示出了用于饲养用于屠宰的牲畜的设备，其具有第一围栏10，该围栏中容纳有一群牲畜；以及走道11，用于在该围栏10和运输容器之间沿它们之间的行进方向转移这一群牲畜。

走道通常相对复杂，在围栏上以及在走道和运输集装箱所在建筑物的外部之间具有门廊13和14。走道可包括在门廊14外部的外部组件11A，以将动物引导到容器12。

应当理解，在某些情况下，取决于是将动物运送到终点站还是从终点站运送到市场，将动物从容器12引导到围栏。该系统还可以用于对从种猪场中出来的动物进行计数。然后，当进入终点站时，可以再次对相同的动物进行计数。

走道的宽度设置成使得牲畜可以并排经过至少两个，并可以逆着行进方向在相反的方向上移动。也就是说，走道被设计成允许运输各种设备，使得其尺寸由要求决定，而不是作为单个动物移动到容器12的单一路径。因此，此时非常紧张的动物沿着各个方向走动，同时可以在非常麻烦的情况下转弯并跑回去。

为了提供计数系统，将相机17安装在走道上以获得走道的一部分11B或整个走道的图像，其包括走道中的任何牲畜。

提供了用于分析图像的处理器15，该处理器通过以下公开的方法进行布置，以在整个牲畜群从围栏走到偏远位置处后，生成已经通过走道的牲畜群中的已检测数量的牲畜。

在该组中的所有牲畜从围栏走到偏远位置之后，处理器考虑并排的牲畜和朝相反方向移动的牲畜。将来自处理器15的输出提供给库存16并将输出输入库存16中，从而记录先前计算出的检测到的数量。

处理器运行如下：

借助深度神经网络(将来可能是不同类型的模型或算法)，在视频流的第一帧中检测到每只动物。在图像中每个检测到的动物周围画一个边界框。为了对围栏中的动物进行计数，我们只报告检测到的动物数或几帧的平均值。要在走廊中计数，请继续以下步骤。

与第一帧相同，在第二帧中检测到每只动物。

该算法统计地确定在第二帧中检测到的哪个动物边界框最有可能与前一帧的每个动物边界框相关联。该关联可以基于先前关于动物速度和加速度，边界框大小(与动物大小有关)，动物之间的相似性等知识。建立关联后，我们将在第一个边界框的中心与第二个边界框的中心之间划一条线。

我们对随后的帧重复该过程，并跟踪每个动物的不同位置，其中将这些位置作为边界框的中心，这一中心实际上代表了动物的质心。

也就是说，本文的系统跟随特定动物的位置，这一特定动物选自第一图像，然后在该特定动物的整个走动过程中通过所述系统对其进行追踪。以这种方式，由于相关动物的实际身份并不重要，仅通过单个选择动物的走动来追踪，就不必通过标签或数字或其他识别标记来单独识别动物。

一条或几条虚拟计数线垂直于动物(走廊)的方向放置。在计数方向上越过计数线的每个动物轨道都会向计数器加1。在相反方向上越过计数线的每个动物轨道都会从计数器中删除1。我们可以使用几条平行的计数线，这样，如果算法的前面部分出现问题，导致计数错误，则该问题很可能不会影响其他计数线。

我们根据不同的计数线统计地选择最终计数。可以使用不同的策略，例如最高，平均，民主投票或其他策略，从计数线的结果中得出猪的数量。

可以实时进行处理，或不进行实时处理。我们更喜欢实时进行处理，但也可以事后进行处理。

所解释的方法是当前优选的算法。可以使用其他算法。例如，我们可以找到一种方法，无需先检测到动物，就可以直接对动物进行跟踪。

如果要监视的区域大于单个相机的视场，则可以布置多个相机以覆盖整个区域。在那种情况下，算法将负责整合不同的图像，以使它们的内容被视为来自单个图像。可以通过以下方式来整合不同的图像，将图像拼接成一个更大的图像，然后分析该图像(动物检测)，或者通过独立分析每个图像的内容(动物检测)，然后将不同相机的坐标系更改为全局坐标系，以完成下一步操作。

图2中示出了一种用于饲养用于屠宰的牲畜的改进的设备，该设备在牲口棚20中包括多个围栏21至26，其中容纳有多群牲畜。走道27连接并在围栏之间延伸，从而允许工作人员移除围栏中的牲畜，这种移除包括两种情况，其一是在出现死亡或严重疾病时取出围栏中的动物，将其丢在牲口棚外，或者将动物从一个围栏转移到另一个围栏。

为了准确跟踪移除和转移，提供了一个计数系统，该系统重复生成库存，该库存包含每个围栏中检测到的牲畜数量和所有围栏中所检测到的牲畜总数，从而库存中包含取出的牲畜的数量以及从一个围栏转移到另一个围栏中的牲畜的数量。因此，仅根据围栏中看到的动物来调整库存。该系统只能在围栏中使用相机，而在走道中不成像。但是，在走道中成像还可以获得有关转移的直接信息。

这是通过在每个围栏中设置至少一个相机17来完成的，以便可以在至少一个图像上捕获相应围栏中的所有牲畜，并且处理器15用来分析来自围栏的图像，处理器布置成在每个相应的围栏中产生组中检测到的家畜数量。

在图3中示出了改进的用于屠宰的牲畜的饲养设备，其包括限定了一个大的围栏的牲口棚30，其中容纳有一群牲畜。这种布置通常用于家禽，其中整个牲口棚内充满了一批牲畜，并且该批次中的牲畜一直圈养在牲口棚内，直到需要将其运输出去，用于作为群体购买的一部分进行转移，或用于将死了的动物移除。在这种布置中，围栏大于可以由单个相机成像的围栏，因此设置了多个相机，对图像进行整合，以允许对围栏中的牲畜总数进行计数。

图4中示出了图3的用于饲养牲畜的设备的修改形式，该设备包括牲口棚30或限制区域。这可以是单个区域，也可以分成单独的各个围栏，每个围栏包括正在被饲养的动物的总数的一部分和正被本文的系统所监控的动物的一部分。

每个围栏或单个共同的围栏通常包括饲喂器系统40，休息区41，饮水器44和排泄区42，动物们可以根据自己的意愿从一个区移动到另一个区。该实施例中的处理器15不仅指示限制区域中动物的数量的库存或计数，而且还提供用于显示如下所述由系统所获得的数据的显示设备。

图5中以示意性形式示出了处理系统的操作。在该操作中，处理器如50所示接收整个限制区域的图像流。在步骤51处，处理器首先分析总图像以丢弃或忽略该区域中的非动物部分，例如静止的物体和人类。

在识别出该区域中的每只动物后，每只动物都被分配或指定为任意标识符，如52所示。如上所述，这不依赖于动物本身的实际标记或标签或其他标识符，而是由系统随意分配，以便每只动物都有其自己的标识符，在动物被跟踪期间，该标识符一直在动物的图像中，与实际动物相关的任何事物都无关。

如步骤53所示，处理器连续跟踪每只动物，并通过随时观察和跟踪所有动物来区分每只动物与其他动物。因此，动物的跟踪标记如下，动物A如54所示，而其它动物中的每一只标记为动物B至动物X。

仅看动物A，当然其它动物中的每一只动物都遵循这同一过程，但是并未示出，处理器在步骤55处运行以生成与动物姿势有关的数据，包括躺着，站着，和其它姿势。

再次关于动物A，处理器在步骤56运行以生成与各个成员从一个位置到另一位置的运动有关的数据。

再次关于动物A，处理器在步骤57运行以生成与静止或行进运动期间各个动物的身体运动有关的数据。

再次关于动物A，处理器在步骤58运行以生成关于各个动物的特定位置的数据。

所有这些操作都是使用上面定义的处理步骤执行的，其中检测动物的轮廓和质心并将其应用于该区域的图像，随后，轮廓位置的变化将提供上述数据，且轮廓形状的变化提供有关肢体动作的数据。

在步骤59处，当使用主动向动物施加标记或标识的外部系统时，处理器可布置成周期性地使用来自外部系统的数据，该外部系统识别成员以检查并确认被追踪的动物保持一致并且被正确识别。也就是说，当两只动物非常接近或躺地非常近且系统将两者混淆的情况下，偶尔会出现错误。可以周期性地检查是否有外部识别系统可用，因为在可以确认有关动物的位置时，例如在饲喂点40时，可以用所述外部系统的实际识别系统来检查本系统的任意分配。如68处所示，当检测到识别错误时，该信息被反馈到跟踪步骤53，以将正确的身份重新分配给两只混淆的动物，从而可以按照步骤55、56、57和58跟踪其自身合适分配的动作。

如上所述，可以在步骤62、63和64处使用检测到的数据，以生成动物的原始数据，即，在不同姿势(例如站立或躺着)期间与比率有关的数据，动物任何时候的速度，动物由于肢体动作和平移运动所花费的能量大小。同样，在步骤65处，系统可以在任何时间生成所有动物的当前位置的地图。在步骤60和61处，系统获取所计算的各个动物的身份和当前位置，然后如43所示，在输出显示器上将各个动物的身份和当前位置显示给工作人员。

因此，处理器使用显示器43向工作人员提供指示，以根据上述分析步骤检测到的状况识别指定的动物，供工作人员对该指定的动物进行所需处理。可通过向工作人员提供指示来完成该操作，即，根据上述外部识别系统获得该内容时，通过识别标识号向工作人员提供指示来完成操作。

或者，可以简单地执行步骤61，其中处理器通过向工作人员指示成员在形成限制区域的多个围栏中的哪一个围栏中来向工作人员提供指示，从而使得工作人员能够直观地识别成员，因为一般用于照顾相关动物的训练有素的工作人员可轻松看到识别的状况。

作为另一替代方案，处理器使成员的识别与组件70通信，该组件70用于标记例如在饲喂点40处的所识别的动物。也就是说，饲喂点可能需要单个动物以预定方位站立在饲喂点上，同时喂食，以便当被识别的动物到达该位置时，可以对其进行标记而不会与其他动物混淆。

作为另一替代方案，处理器布置成在限制区域的步骤65处向工作人员提供交互式地图，以便实时识别所识别的动物位于何处。这允许工作人员在视觉上识别要取出的动物。

因此，如步骤61至步骤64所示，处理器布置成为每个成员生成以下一组或多组数据：

每个成员在任何时刻t的位置。

每个成员在任何时刻t的速度。

成员的不同部位(全身，头部，尾部等)在任何时刻t的姿势。

成员在任何时刻t的能级。

同样如步骤66所示，处理器布置成为动物的子组生成以下一组或多组数据：

成员子组在任何时刻t的能级。

子组在任何时刻t的平均速度。

使用上述获得的数据，对处理器进行配置，以便将数据用于检测疾病，管理问题，气候控制问题，繁殖事件，攻击事件等，然后将其传达给工作人员以采取行动，这对整个组的动物采取行动，或者可以需要单独的动物识别，如上所述。

如图4所示，可以将限制区域细分为不同的区域，包括进食区域，饮水区域和休息区域，并且可以按照指示分析与这些区域中所有动物有关的数据，以获得这些特定区域中的任何一个区域的单个数据或组数据。

鉴于动物在这些区域中的活动不同，对动物在这些区域中的行为进行分析可以揭示有关动物状况的信息，而这些信息将无法通过在整个限制区域期间移动时对其平均活动的分析来确定。

另外，步骤55所示，通过检测图像的轮廓或通过分析图像内的特定标记而获得的数据。如步骤70所示，可以使用该数据通过相同相机系统来估算每只动物的体重并将该体重分配给系统正在跟踪的动物。在步骤55也可以获取其他度量，例如身体状况，战斗痕迹等。这些将不会从行为度量中获取，而是将使用相同的相机来检测图像的轮廓和/或图像中的标记，并也可以与特定动物相关联。然后在步骤71中使用这些，以输出来自所获得的数据的信息，包括指示打斗和攻击。

现在转向图6和图7所示的另外的实施例，示出了用于饲养牲畜的设备，该设备包括限定一限制区域的围栏30，该限制区域内容纳有一群牲畜。前述类型的相机系统包括通常位于围栏的区域中的相机72和在饲喂器40处的相机73。图7中所示的饲喂器是多室类型的，其中动物不是单独喂食而是在动物想要吃的时候，从里面含有饲料的一个隔室中吃饲料。图6中所示的饲喂器是包括单个饲喂器位置的一种饲喂器，在该位置处，动物被控制沿着带有控制门75的引导系统74进入，该控制门仅允许一次进一只动物，而其它动物则排成一排，防止干扰畜栏上的动物。

相机系统包括至少一个图像生成相机，并且通常在畜栏或引导系统处的一系列这样的相机72、73和相机76全部布置成获取动物的图像。

该系统还包括用于分析图像的处理器15和多个耳标，图8中示出了其中的一个耳标，以安装在动物上，每个耳标上具有可见的数字以识别相应的动物。

处理器布置成通过对在相机处拍摄的图像进行图像分析来检测动物的标签号，从而确定所识别的动物在围栏内的位置。

每只动物具有图8所示的两个耳标，每只耳标上具有相同的数字符号或字母数字符号以识别相应的动物。这允许根据动物在相关位置的站立方式从任一方向识别动物。

标签上常规的大数字或字母数字符号的使用也使标签号也可以被围栏中的工作人员轻易读取，使得工作人员可以在需要时识别和定位选定的动物。

饲喂器40具有用于饲料和/或水的至少一个饲料分配槽401，和水分配器402，用于将水排入槽中，其中接头通常由动物开启，以提供所需的量。饲料和水通常排入同一槽中，但是这在本发明中并不是必须的，同时槽可以是分开的或者甚至可以位于不同的位置处。

在图6中，提供了控制系统761，该控制系统761用于控制饲料分配器762向槽中供应饲料的量，和/或用于控制饲料分配器762通过阀763向槽中供应水的量，槽中的饲料和/或水的量根据所识别的动物而定，其中通过标签号识别所述动物，且饲喂器控制系统结合在系统内或是系统的一部分，所述系统如前所述根据标签或动物的图像来识别动物。

处理器布置成通过图像的图像分析来检测槽中的饲料和/或水的量，以确定该量是否在操作极限内，并且在该量超出操作极限的情况下提供信号。一个特别重要的方面是，处理器布置成通过对图像的图像分析来检测槽中的饲料量，以确保系统不为空或发生故障。使用另一个关键特征，通过动物启动的接头来控制供应至槽的水量，其中处理器布置成通过图像的图像分析来检测槽中是否充满水，指示接头本身出现故障或一个或多个动物引入了太多的水，用来娱乐玩耍，而不是用来喝水。也就是说，过多的水的存在会导致剩余的动物停止进食，这应当通过本发明的水检测系统尽快纠正，以允许工作人员根据来自该系统的警告信号采取行动。

在图6中，饲喂器包括动物引导系统，该动物引导系统控制动物接近所述饲喂器，从而由引导系统控制每只动物并将每只动物引导至饲喂器以获取饲料和/或水。在这种情况下，可以将相机放置在合适位置，以获得动物在引导系统或在饲喂器处的图像，因为这可以与饲喂器的控制器结合使用，以管理供应给各个识别的动物的供给。

在这种布置中，处理器布置成在特定动物离开槽之后检测残留在槽中的饲料量。然后，处理器761将供应给槽中下一只动物使用的槽的饲料的量减去上述残留在槽中的剩余的饲料量。也就是说，如果第一只动物选择不摄取为该动物选择的饲料的供应量，而在槽中留下一定比例的残余饲料，则系统可以检测到剩余的量，并向槽中存放规定量的饲料(包括先前剩余的量)，由此下一只动物只能吃到它本该吃到的饲料量，而不是由于前一只动物留下了一些饲料而吃到超出规定的量。

同样在图6中，所述饲喂器40布置成通过分配器762以多种剂量向动物分配所需量的饲料，并且其中所述处理器761布置成在分配另一剂量之前从图像中检测动物是否已经摄取了先前的剂量。以此方式，动物仅摄入为其准备的饲料量，处理器761可以监控每只动物摄入了多少计量，从而通过不断添加饲料或通过向工作人员提供资料来判断动物是否继续摄入比预期少的计量，确保一直提供足够的计量。

另外，使用整个相机系统，处理器布置成在显示器43上提供与特定识别的动物在围栏内的运动有关的输出数据。例如，处理器布置成在显示器43上提供指示动物在围栏的给定位置处的输出，并将该信息馈送到跟踪系统。

如图7所示，提供一种在该位置处包含雄性动物的围栏77，并且所述处理器布置成在显示器43处的输出，该输出通过检测雌性动物来到围栏77的频率来提供指示所识别的动物的发情期。

处理器还可以使用与本文所述相同的图像分析系统，以通过图像的图像分析来检测所计算出的被识别动物的体重。

现在回到图8，示出了一种包括分娩栏80的设备，该分娩栏80通常是一排这样的栏中的其中一个栏，每个栏都容纳有母猪，在母猪快要生时，将母猪转移到该分娩栏中。围栏限定用于容纳母猪的母猪限制区域81和由母猪产下的仔猪的两个仔猪限制区域82。将仔猪区域布置成防止母猪躺在这些区域。当所有母猪从分娩栏中转移出来，准备下一轮孕育时，这些仔猪从出生到断奶都一直待在该栏中。在一个或多个仔猪区域中设置一个保暖垫或加热区域83，以将仔猪吸引离开母猪区域，以减少被压死的危险。饲喂器84设置在带有槽85的母猪区域的前部，其中通过饲料供应系统86向槽中供应饲料，水分配喷嘴87设置成带有控制接头，以允许母猪自行喝水。供应系统86优选地被布置成根据控制程序向母猪供应受控量的饲料，以确保每天足够的摄入量。

该系统还包括相机系统88，该相机系统88包括至少一个相机89，该相机89安装在分娩栏处并且布置成获得包括母猪限制区域和仔猪限制区域的分娩栏的图像。

提供了用于分析图像的处理器90。该处理器可以是独立的，也可以是执行其他功能的另一个处理器的一部分，或者可以是系统的一部分。这与输出通信系统91通信，该输出通信系统91向工作人员传达与从图像获得的信息有关的数据。该处理器或作为其部分的系统也与饲喂器供应系统86通信。相机系统包括接收分娩板条箱的声音的麦克风92。

处理器布置成从相机获得图像并且从麦克风获得声音，并且进行图像分析，并根据图像分析生成以下相关信息：

-a-与仔猪出生有关的数据，并将所述数据提供给输出通信系统。

-b-分娩栏中有仔猪。

-c-分娩栏中母猪的位置和/或行为举止发生变化，表面即将分娩。

-d-饲喂器中饲料的量。

-e-饲喂器中有水。

-f-槽中的一定量的饲料和/或水，以确定该量是否在操作极限之内，并在该量超出操作极限的情况下提供信号。

-g-母猪的身体状况评分，在母猪待在分娩栏期间重复获得该评分。

-h-至少一头处于压倒位置的仔猪在母猪下方的位置。

-i-从图像中检测到少了一头仔猪，表明少了的那头仔猪在母猪下方。

-j-被压到的仔猪发出的尖叫声，用于将声音数据传送到处理以指示仔猪被压倒。

-k-声音数据和图像的图像分析，用于通过使用声音数据触发图像分析来确定仔猪被压倒，从而确定仔猪被压倒。

处理器布置成向工作人员提供输出，要求立即采取行动的警告，或作为上述身体状况的长期数据，以及布置成在检测到身体状况评分出现变化的情况下修改供应至饲喂器中的饲料量。