家畜的机器人协助监视
阅读：192发布：2020-08-26
专利汇可以提供家畜的机器人协助监视专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且描述了一种用于监测棚中的 家畜 安危的系统，所述系统包括用于测量棚中的环境条件的多个 传感器 ； 机器人 ，适配成移动通过棚；所述机器人包括至少两个相机，其中一个是热相机；处理引擎和可操作地与该处理引擎相关联的 存储器 ，处理引擎可操作地与机器人和多个传感器相关联，用于接收由机器人和多个传感器记录的数据，所述记录的数据包括对棚中的环境条件的测量；以及来自所述至少两个相机的图像。，下面是家畜的机器人协助监视专利的具体信息内容。
1.一种用于监测棚中的家畜安危的系统，所述系统包括：
-多个传感器，用于测量所述棚中的环境条件；
-机器人，适配成移动通过所述棚，所述机器人包括至少两个相机，其中一个是热相机；
-处理引擎和可操作地与所述处理引擎相关联的存储器，所述处理引擎可操作地与所述机器人和所述多个传感器相关联，用于接收由所述机器人和所述多个传感器记录的数据，所述记录的数据包括
o所述棚中的环境条件的测量；
o来自所述至少两个相机的图像。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述家畜是家禽、牛、猪、绵羊或山羊中的任何一种。
3.如权利要求1或权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多个传感器是所述机器人的一部分。
4.如前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述至少两个相机提供多个耦合图像，一个图像是热图像，并且其中所述处理引擎进一步适配成分析所述多个耦合图像用于动物、死动物、动物粪便，湿垫料和/或设备的检测。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述多个耦合图像的所述分析被安排成区分健康动物与生病和/或死亡动物。
6.如权利要求4或权利要求5所述的系统，其特征在于，所述家畜是家禽，并且其中所述分析通过个体动物的至少头部和两条腿的检测来涉及所述个体动物的检测。
7.如权利要求4-6中任一项所述的系统，其特征在于，所述处理引擎被配置成将所分析的动物粪便分成两类，至少一类被安排用于警告所述系统用户。
8.如前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述环境条件的测量包括所述棚的温度、湿度、二氧化碳和氨浓度、气流和/或光度。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述环境条件的测量进一步包括在棚中进行声音登记。
10.如前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述处理引擎被配置成用于在所述棚区域的整个或部分上映射环境条件的测量值。
11.如前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述机器人进一步配备了用于标记个体动物的设备，所述标记优选地是用涂料进行标记。
12.一种在系统中使用的机器人，所述系统用于监控针对棚中进行密集肉类生产的家畜安危，所述机器人包括至少两个用于提供多个耦合图像的相机，一个相机是热相机，所述机器人可操作地耦合到处理引擎，所述处理引擎用于分析所述多个耦合图像以检测动物、动物粪便、湿垫料和/或设备。
13.如权利要求12所述的机器人，其特征在于，所述机器人被适配成在地面上行进，并且其中所述机器人具有多个轮子，每个轮子由专用于该轮子的马达驱动，并且每个轮子具有涂有非粘性材料的牵引表面或轮子由不粘材料制成。
14.如权利要求12所述的机器人，其特征在于，所述机器人可操作地与具有一组轨道的运输系统相关联，所述轨道连接到所述棚的墙壁和/或天花板，允许所述机器人移动通过所述棚。
15.如权利要求14所述的机器人，其特征在于，所述运输系统包括交叉装置，其端部与所述一组轨道可操作地连接。
16.如权利要求15所述的机器人，其特征在于，所述交叉装置包括杆。
17.如权利要求15所述的机器人，其特征在于，所述交叉装置包括电缆。
18.如权利要求15-17中任一项所述的机器人，其中所述机器人具有可操作地连接到所述交叉装置的第一部分，和通过降低系统的使用可操作地连接到所述第一部分的第二部分，所述降低系统用于将所述机器人的所述第二部分降低至地平面或任何中间水平。
19.如权利要求18所述的机器人，其特征在于，所述下降系统包括从由剪叉式升降机、缆索升降机、螺旋升降机、拉链桅杆或伸缩式升降机及其组合组成的组中选择的任何一个。
20.一种通过使用机器人监测棚中的家畜安危的方法，所述机器人被适配成穿过所述棚，所述机器人具有至少两个用于提供多个耦合图像的相机，一个相机是热相机，所述方法包括：
-通过所述多个传感器的使用来测量所述棚中的环境条件，
-通过所述至少两个相机的使用来捕获多个耦合图像，
-由处理引擎分析所述多个耦合图像，针对动物、动物粪便和/或设备的存在，所述处理引擎可操作地与所述机器人相关联，以及
-在检测到有病或死亡的动物、粪便异常、设备故障或环境条件不符合预定值时，产生警告信号。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述家畜是家禽、牛、猪、绵羊或山羊中的任何一种。
22.如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，捕获具有所述至少两个相机的耦合图像，一个图像是热图像，并且其中所述处理引擎分析所述多个耦合图像用于动物、死动物、动物粪便、湿垫料和/或设备的检测。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，进一步包括分析所述多个耦合图像以区分健康动物与生病和/或死亡动物。
24.如权利要求22或权利要求23所述的方法，其特征在于，所述家畜是家禽，并且其中所述分析通过个体动物的至少头部和两条腿的检测来涉及所述个体动物的检测。
25.如权利要求22至24中任一项所述的方法，其中所述处理引擎被配置成将所分析的动物粪便分成两类，至少一类被安排用于警告所述系统用户。
26.如权利要求20至25中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括测量环境条件包括所述棚的温度、湿度、二氧化碳和氨浓度、气流和/或光度。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，环境条件的所述测量进一步包括在所述棚中的声音登记。
28.如权利要求20至27中任一项所述的方法，其特征在于，所述处理引擎被配置成用于在所述棚区域的整个或部分上映射环境条件的测量值。
29.如权利要求20至28中任一项所述的方法，其特征在于，所述机器人进一步配备了用于标记个体动物的设备，所述标记优选地是用涂料进行标记。
30.一种包括代码装置的计算机程序产品，所述代码装置被配置为使处理引擎执行根据权利要求1－11中任一项或权利要求12至19中任一项所述的系统的功能或权利要求20至
29中任一项所述的方法。
31.一种非瞬态信号存储介质，所述非瞬态信号存储介质存储权利要求30所述的计算机程序产品。
家畜的机器人协助监视
背景技术
[0002] 肉类产品的市场已经受到世界卫生组织的国际癌症研究机构(IARC)的分类影响，加工肉类是一种致癌物质，并将红肉分类为可能的致癌物质。加工过的肉类包括热狗、火腿、培根、香肠，并且通常指的是已经以某种方式处理过的肉类，例如通过腌制、加工、发酵和烟熏来保存或调味。红肉包括牛肉、猪肉、羊肉和山羊肉。
[0003] 基于这些声明，有人呼吁限制红肉和加工肉的销售。美国癌症协会关于癌症预防的营养和身体活动的指南建议选择鱼、家禽或豆类来代替红肉和加工肉。新鲜白肉可以从家禽中获得，包括鸡(包括矮脚鸡)、火鸡、鸭、鹅、鹧、鹌鹑、野鸡、饲养肉用的鸽子、珍珠鸡、鸵鸟、鸸和美洲鸵。
[0004] 肉鸡或“肉用仔鸡”是一种鹑鸡类的驯养家禽，繁殖并饲养主要用于肉类生产。肉用仔鸡和产蛋鸡是红色密林鸡(Gallus gallus)的亚种。大多数商业肉用仔鸡在5至7周龄时达到屠宰体重，其中一些品种在14周龄时达到屠宰体重。肉用仔鸡容易受到一些安危问题的影响，特别是骨骼畸形和功能障碍、皮肤和眼睛病变以及充血性心脏病。在密集条件下，肉用仔鸡通常在大棚中作为混合性别鸡群生长。
[0005] 肉用仔鸡等家禽提供优质的白肉。然而，饲养方法会降低禽类的生活质量，并会降低肉的质量。家禽应该避免饥饿和口渴-动物必须获得淡水和保持健康和活力的饮食。家禽应该没有不适-应该提供适当的环境，包括居所和舒适的休息区。
[0007] 在密集的肉用仔鸡棚中，空气可能会受到粪便中氨的高度污染。在这种情况下，必须增加通风以引入更干净的新鲜空气。高氨水平会损害肉用仔鸡或鸡的眼睛和呼吸系统，并会导致腿上疼痛的烧伤，称为飞节烧伤和脚上的水泡。氨气是由含有尿酸的湿禽粪便通过酶和细菌活性产生的。只要垫料能够吸湿，细菌的活性就很低，因此氨的浓度就很低。湿垫料连同氨的释放会加剧深度皮炎和跗骨烧伤。超过50，例如70ppm的氨，出现结膜炎。因此，肉用仔鸡室内空气中的氨浓度在很大程度上取决于湿垫料、动物密度和通风率。
[0008] 为了快速生长而饲养的肉用仔鸡腿部畸形率很高，因为巨大的胸部肌肉会导致发育中的腿部和骨盆变形，而禽类无法支撑其增加的体重。在肉用仔鸡或鸡变得残废并且不能行走的情况下，农场工作人员必须进去，拉出有效的禽，并可能杀死它们。大多数损失往往是在屠宰前的最初三到七天或更晚。
[0009] 例如，如果棚中的肉用仔鸡或鸡只能受限移动，肉用仔鸡或鸡肉可能无法调节环境以避免在自然条件下产生热、冷或污垢。增加的体重和过度拥挤也会给他们的心脏和肺部带来压力，并且腹水也会发展。据报道，仅在英国，每年就有多达1900万只肉用仔鸡因心力衰竭而在它们的棚中死亡。如果在热浪期间由于电力故障而没有通风，则20000只鸡或肉用仔鸡会在短时间内死亡。一些研究小组开发了“步态评分”(GS)来客观地对肉用仔鸡的行走能力和跛足进行排序。在这些尺度的一个例子中，GS＝0表示正常的步行能力，GS＝3表示明显的步态异常，其影响禽的移动能力，GS＝5表示根本不能行走的禽。GS＝5只禽试图用它们的翅膀帮助它们行走，或者在它们的小腿上爬行，参见Tunrner,J；GarcésL.和Smith.W。(2005).“欧盟肉用仔鸡的安危”(世界农场信托基金会的同情。2014年11月16日检索)。。在一项研究中，接受检查的禽类中有近26％被评为GS＝3或以上，因此可被认为遭受跛足的疼痛。
[0010] 在第一周，可能会有慢生长者、虚弱的禽类、跛鸡、感染腹水的疾病，但通常在前三周的问题是较低的。禽类在异常情况下死亡，诸如由热浪中的热应激。肉用仔鸡或鸡肉的热能吸收大约为67千焦/千克。高于这个值，热焓会引起越来越多的热问题。从74kJ/kg开始，这就变得至关重要，因为禽类不能再散发身体热量。禽类45％的热量通过呼气(呼吸)散发。如果热空气吸收的热能高于散热能力，则会导致过热。热负荷由空气的温度和湿度决定。如果空气温度达到32℃且相对湿度为80％，则热量摄入量超过耗散量。禽类显示强力呼吸并死于心力衰竭，肉用仔鸡或鸡体可达到46℃的温度。
[0011] 年轻的肉用仔鸡可以发展为肺动脉高压综合征，特别是如果涉及增加的钠或肺病理学(例如曲霉菌病)，并且在5周龄后死亡率最高。直到右心室衰竭(RVF)发生并且腹水发展前通常没有迹象。曲霉菌病与潮湿的垫料有关，那里有湿度和温暖。因为随着RVF的发展，生长停止，受影响的肉用仔鸡可能比它们的围栏伙伴小。
[0012] 临床受影响的肉用仔鸡是紫绀的。发绀是指鸡或肉用仔鸡皮肤和粘膜的深蓝色或紫色着色。
[0013] 鸡或肉用仔鸡放在室内但空间合理，例如，每平方米约12至14只鸡，拥有更丰富的环境，例如自然光或稻草包，鼓励觅食和栖息。肉用仔鸡或鸡生长得更慢，比密集养殖的禽类寿命长两周。高福利室内系统的好处是减少(更健康)的增长率，减少拥挤和更多自然行为的机会。自然行为诸如啄食、搔痒、觅食和运动。
[0014] 动物密度越低，上述问题越低。然而，欧盟法规允许在育肥期结束时最多42公斤体重禽/m2。
[0015] 如果加围栏的环境允许进入自由区域，那么因猛禽和狐狸的损失就会增加。因此，需要使室内环境更合适。然而，商业压力可以促使快速增长率的使用，有时最大的肉用仔鸡会受到这些问题的影响。雄性出现问题的频率可能高于雌性。腹水会增加呼吸频率并降低运动耐量。受影响的肉用仔鸡经常朝天死去。
[0016] 家禽可能受到各种疾病和寄生虫的影响。家禽的两种最严重的疾病是新城疫和家禽流行性感冒(禽流感)。其他家禽疾病包括慢性呼吸道疾病、家禽霍乱、沙门氏菌、弯曲杆菌和内部寄生虫。沙门氏菌和弯曲杆菌虽然在家禽中具有高度传染性，但不具有致病性，但如果它们进入食物链，就会对人类造成严重的疾病。家禽上方的空气中的粉尘包括谷物和植物粉尘、真菌孢子、动物皮屑、细菌和内毒素。这些都会引起哮喘、支气管炎和农民的肺部疾病。受过训练的工作人员在良好的照明条件下，独立于任何自动监视设备对家禽进行日常检查被认为是预防严重疾病爆发的最佳方法。这些检查仅仅通过记录个体母鸡的行为和状况的变化来检测疾病的早期迹象，从而健康状况不佳的早期迹象可能包括食物和水摄入的变化，用嘴巴整理羽毛，“喋喋不休”和活动。产蛋量下降和蛋品质变化，如壳缺陷。但这些检查使人类与家禽及其环境接触，从而增加了人类接触有害物质的风险。人畜共患病是从动物传染给人类的感染。传播可能是由于直接接触患病动物，受污染的粪便或尿液，或通过食用受污染的农产品所致。有许多不同的人畜共患病，也可能取决于地点，家禽品种等，并且其中一些是应通报的。常见的人畜共患病包括沙门氏菌和弯曲杆菌(引起食物中毒)、大肠杆菌(引起剧烈腹泻)和癣(真菌性皮肤感染)。良好的卫生习惯可以预防多种类型的人畜共患病。
[0017] 大肠杆菌存在于家禽中，大肠杆菌可在粪便或土壤中存活数周。食用受污染的食物或接触粪便会导致感染。
[0018] 鹦鹉热衣原体感染被认为在许多禽类如火鸡、鸭和鹅中很常见。也已经记录了人感染，感染在世界范围内得到认可。该疾病的临床症状包括食欲不振、浊音、呼吸困难、体重减轻和腹泻。
[0019] 禽流感(AI)是一种应通报的疾病。
[0020] 家禽养殖户需要管理风险、公开，因此必须通过以下方式控制：
[0021] ·通过保持库存健康和适当接种疫苗来最小化感染风险
[0022] ·在进食、饮水或吸烟前洗涤，确保良好的个人卫生
[0023] ·在处理动物时穿着工作服，特别是如果他们生病了，如果处理出生或粪便和污水的产品，戴上手套和防水围裙
[0024] ·洗涤并覆盖所有切割和擦伤
[0026] ·报告应通报的疾病
[0027] 虽然在上文中，重点是肉用仔鸡密集养育的各种问题，但读者会理解类似的问题，特别是那些与动物健康和卫生条件有关的问题，出现在其他动物的养育中，诸如猪、绵羊、山羊、马和牛。例如，李斯特菌病是牛的传染性人畜共患疾病，可通过食用软奶酪或未经巴氏消毒的牛奶转移给人(尽管已报道涉及巴氏杀菌奶的爆发)。大多数感染是由摄入感染的低质量青贮饲料引起的。受感染的牛可以发烧，以及其他症状，并在牛奶、粪便和尿液中排出细菌。
[0028] 从上面可以清楚地看出，尽可能地密切关注棚内动物的状况和安危是至关重要的，因为这样的结果是，在训练有素的工作人员的干预下，允许快速诊断动物的异常行为。对受影响动物的快速检测和隔离减少了疾病在棚中进一步蔓延的风险。然后将隔离的动物处理或杀死并破坏以防止进一步传播。
[0029] 还将清楚的是，由于各种原因，限制受过训练的工作人员与棚中的动物之间的接触可能是有利的，这显然在现行的法律框架内。一个这样的原因涉及由于灰尘和氨的存在而在棚中的不利条件。还应该注意的是，人类的干预可能导致流行病在一个迄今未感染的棚中进一步扩散，就像在牛群中传播口蹄疫一样。
[0030] 然而，根据目前的农场实践，人类每天都暴露于危险和有害物质。
[0033] 大多数封闭式浇水系统和进料系统使用不受氨影响的塑料部件。经常使用特殊镀锌钢，可以承受氨的腐蚀性，应尽量保持垫料干燥。一个问题是设计浇水系统，以便家禽获得茁壮成长所需的所有水，但不要太多，以至于它会溢出到垫料/板条上。
发明内容
[0034] 根据本发明的一个方面，提供了一种用于监控棚中家畜安危的系统，所述系统包括
[0036] -适配成移动通过棚的机器人，所述机器人包括至少两个相机，其中一个是热相机；
[0037] -处理引擎和可操作地与处理引擎相关联的存储器，处理引擎可操作地与机器人和多个传感器相关联，用于接收由机器人和多个传感器记录的数据，所述记录的数据包括[0038] ο测量棚内的环境条件
[0039] ο来自所述至少两个相机的图像。
[0040] 本发明的优点是可以通过使用，优选地连续测量棚中的条件以及通过对机器人的相机的视野中的动物的永久“扫描”来观察棚中动物的安危。对棚动物种群的连续筛查允许快速发现棚内的任何异常情况，诸如潜在有害疾病的开始。还可以快速检测到故障设备(诸如用于喂养动物的设备)，以及棚中的环境条件与优选的预定值的偏差。术语“环境条件”包括诸如温度、大气压、气流、湿度、光度以及氨和二氧化碳的空气浓度的参数。此外，环境条件的测量还可以包括测量棚中的声音。在棚中声音的登记具有以下优点：可以检测到棚中的动物的压力和攻击行为。
[0041] 出于本发明的目的，术语“家畜”是指可以在农业环境中饲养的任何动物。在根据本发明的系统的一个实施方案中，家畜是家禽、牛、猪、绵羊或山羊。
[0042] 本发明的一个优点是该系统适用于筛选不同种类的动物。
[0043] 在根据本发明的系统的实施例中，多个传感器是机器人的一部分。
[0044] 该实施例的一个优点是可以在筛选的动物附近测量环境条件。
[0045] 在根据本发明的系统的实施例中，至少两个相机提供多个耦合图像，一个图像是热图像。处理引擎还适配用于分析用于动物、动物粪便(垫料)、例如垫料的湿度、温度和/或设备的检测的这多个耦合图像。
[0046] 本实施例的优点是，耦合图像(通常是在实质上相同的时刻拍摄并显示实质上相同的对象)的使用允许收集对象的相关信息。优选地，所述耦合图像在同一时刻拍摄并显示相同的物体。更具体地说，摄像机拍摄的照片与相同物体的热照片相结合，可以识别动物并进行比较，例如它们的体温。这使得可以检测发烧的动物和死亡的动物，因为死亡动物的温度将与背景相同，因此死亡动物的体温已经降低到环境温度，所以在热照片中无法检测到它们。
[0047] 检测动物粪便是另一个优势。粪便分析可以评估动物整个消化系统的健康水平。例如，由于肉用仔鸡的泄殖腔同时被消化道和泌尿生殖道使用，过量的水摄入会导致不完全消化的食物的排出，这可以通过分析所述多个耦合图像来检测。此外，还可以检测到粪便中有血液。检测湿垫料有助于警告氨水平将上升。
[0048] 在根据本发明的系统的实施例中，家畜是家禽，并且分析涉及通过图像识别标志的组合(例如通过检测个体动物的头部和两条腿)的个体动物的检测。
[0049] 该实施例的一个优点是，它允许快速和敏捷地检测到一只禽，因为头、腿和脚的温度通常高于禽身体的其他部分，因此会显示在来自热相机的图像上。
[0050] 在根据本发明的系统的实施例中，处理引擎配置为在整个或部分棚区映射环境条件的测量。这种映射可以跨一段时间进行，从而生成与任何疾病、饮食习惯、攻击等相关的历史记录。一个重要的条件是检测湿垫料的存在，这不仅代表家禽的健康危害，而且还会产生氨。
[0051] 本实施例的优点是，这允许识别影响棚区一部分生活条件的偏差参数。
[0052] 在根据本发明的系统的实施例中，机器人还配备了用于标记个体动物的设备，所述标记优选是用油漆标记。
[0053] 该实施例的优点是，它允许从其余动物中区分可能生病的动物。该标记允许干预的专业人员快速发现受影响的动物，因为即使在棚等狭小空间，肉用仔鸡等动物也往往停留在棚的受限部分。因此，专业人员在棚内的时间有限。
[0054] 根据本发明的一方面，提供了一种用于棚内密集肉类生产的家畜安危监测系统中的机器人。该机器人包括至少两个用于提供多个耦合图像的相机，一个相机为热相机。该机器人可操作地耦合到处理引擎，用于分析用于检测动物、动物粪便、垫料湿度、温度和/或设备的多个耦合图像。
[0055] 该实施例的优点是，机器人可以帮助监视家禽等动物的密集肉类生产。例如，机器人可以自动检测至少GS4或GS5残废的禽类，例如，通过观察缺乏诸如行走等运动(即使在被刺激时)、不稳定的行走、坠落，并且可以指示这些在棚内的位置，或者如果机器人有附加的拖车甚至可以自行将它们移走。探测机器人还可以通过无线连接呼叫特殊的重型起重机器人，以收集残废或死亡的禽类。
[0057] 在实施例中，根据本发明，机器人被适配成在地面上方或地面上行走。机器人有若干个轮子，每个轮子由专用于该轮子的电机驱动，每个轮子有一个涂有不粘材料的牵引表面，或者轮子由不粘材料制成。
[0058] 这个实施例的优点是机器人可以通过使用轮子在地面上移动通过棚子，而不会阻塞这些轮子。
[0060] 在本发明的实施例中，运输系统包括交叉装置，其末端与一组轨道可操作地连接。
[0061] 在根据本发明的实施例中，交叉装置包括杆。
[0062] 在根据本发明的实施例中，交叉装置包括电缆。
[0063] 在本发明的实施例中，机器人具有与交叉装置可操作地连接的第一部分，以及通过降低系统的使用可操作地连接到第一部分的第二部分，该降低系统适于将所述机器人的第二部分降低到地面或任何中间水平。
[0064] 该实施例的优点是，机器人可以接近棚内的每一只动物，而无需接触地面，从而避免可能的疾病从棚内的一个部分传播到另一个未受污染的部分。该实施例的另一个优点是，相对于动物种群处于高位的机器人可以快速发现棚内的任何异常行为。棚内的这种异常行为可以由个体动物表现出来，也可以由一群动物表现出来。后者的非限制性示例可以是动物由于优选和预定的环境条件的偏差而对特定区域的避开。高位置和小尺寸减少了惊吓禽类的风险。
[0066] 根据本发明的一方面，提供了一种通过适配成穿过棚的机器人监测棚内家畜安危的方法，所述机器人具有至少两个用于提供多个耦合图像的相机，一个相机是热相机，该方法包括：
[0067] -使用多个传感器测量棚内的环境条件，
[0068] -使用所述至少两个相机捕捉多个耦合图像，
[0069] -通过与机器人可操作地相关联的处理引擎分析所述多个耦合图像以发现动物、动物粪便和/或设备的存在，以及
[0070] -在检测到生病或死亡的动物、粪便异常、设备故障或环境条件不方便达到预定值时发出警告信号。
[0071] 由此可知，所述预定值不仅是用户在某一时间点确定的值，而且是由于机器人持续观察以维持棚内动物的安危而及时调整的值。
[0072] 根据本发明的一方面，提供了一种计算机程序产品，其包括被配置成使处理引擎执行系统功能的代码手段。
[0073] 本发明计算机程序产品实施例和系统实施例的技术效果和优点与本发明系统相应实施例的技术效果和优点进行了必要的修改。非瞬态信号存储介质可用于存储计算机程序产品，例如光盘(CDROM或DVD ROM)、磁带、硬盘、固态存储器(例如闪存)或类似介质。
[0074] 处理引擎可以在机器人中，也可以在计算机系统中，相机可以与计算机系统进行通信，例如通过无线通信系统。所述处理引擎被编程为软件，所述软件在所述处理引擎上运行时，能够分析来自至少两个相机的多个耦合图像，以监测棚中用于密集肉类生产的家畜的安危。
[0075] 来自传感器的数据可以被传输到(比如机器人本身上的，或者在远程计算机系统中的)处理引擎。数据传输可以通过无线或电缆进行，例如，当机器人正在移动时，或处在充电和清洗的坞站处。无线连接可以是近场通信系统，诸如WiFi、ZigBee或蓝牙系统。这些数据还可以发送到外部平台，诸如智能手机、PC等，以便农民能够实时家禽正在发生什么。
[0076] 在另一方面，本发明提供了一种用于在家禽棚等家畜的棚中对机器人进行室内定位的系统，特别是用于监测诸如家禽等家畜的安危的系统，包括：
[0077] 第一结构，位于诸如家禽棚等家畜的棚中，所述第一结构包括多个第一离散编码标记，每个离散编码标记具有从诸如家禽棚等家畜的棚的地面可见的正面；
[0078] 机器人，用于穿过跨诸如家禽棚等家畜的棚的地面轨迹，具有相机的机器人，用于获取第一离散编码标记中的至少一个的图像，
[0079] 处理引擎和可操作地与处理引擎相关联的存储器，所述处理引擎可操作地与所述机器人相关联，用于接收第一离散编码标记中的至少一个的图像，并用于由此确定机器人在诸如家禽棚等的家畜的棚中的位置。
[0080] 第一离散编码标记包括允许使用机器人上的相机识别标记的代码。该标记可以是例如以下中的任一者或任何组合：
[0081] 发光标记，
[0082] 反光标记
[0083] 彩色编码标记
[0084] 一维或二维条码，
[0085] 磁性标记，
[0086] 固定在面板上的标记等。
[0087] 每个标记的正面最好有一个唯一的可见代码。该处理引擎优选地适配成分析来自所述相机的图像并识别标记的前表面上的代码。唯一代码为机器人的位置提供了唯一的位置参考。如果相机可以捕获一个以上标记的图像，则可以通过标记在图像中的放置来确定方向和位置。
[0088] 处理引擎可以在机器人中，也可以在计算机系统中，相机可以与计算机系统进行通信，例如通过无线通信系统。处理引擎用软件编程，当在处理引擎上运行时，该软件可以分析来自相机的图像，以从棚内的标记的已知位置确定机器人的位置。标记的这些已知位置可以存储在处理装置的存储器中，或者可选地存储在计算机系统中。
[0089] 第一结构可以放置在地面上方的升高位置，例如，在天花板上或椽子的下面。第一结构也可以是棚的墙壁，但是升高的位置是优选的。
[0090] 为了提高确定机器人的位置和方向的准确度，可以使用第一和第二离散编码标记，例如，第一个标记位于升高的位置，标记的正面朝向地面，因此当相机垂直指向时相机可以看到，而第二个标记位于棚(诸如家禽棚)的墙壁上，每个标记具有正面朝向家畜的棚(诸如家禽棚)的内部部分，并且因此当相机朝向适当的方向，例如，在垂直或水平方向时，机器人上的相机可以看到。
[0091] 标记上的代码可以包括关于机器人方向的信息，例如，如果该标记位于椽子的天花板或下侧并且代码是条形码，则相机捕获的图像中的条形码线的方向不仅可用于确定机器人的位置，还可用于确定机器人的方向。这允许处理引擎基于预先存储的路线确定轨迹的下一部分。此种路线可以遵循空间填充曲线，诸如栅格轨迹或Peano曲线，以覆盖棚的整个楼层空间。
[0093] 优选地，存在多个离散编码标记，每个离散编码标记具有在其前表面上由机器人上的相机可见的唯一代码。
[0094] 相机优选地具有使相机定向的装置，使得它面向适当的方向，例如，垂直向上或水平以观察标记。
[0096] 可以在机器人上提供陀螺仪，该马达使用陀螺仪来定向相机，使其面向适当的方向，例如，垂直向上或水平以观察标记。
[0097] 优选地，相机适配成获得三个第一离散编码标记的图像。处理引擎可以适配成获得机器人在棚(诸如家禽棚)中的位置，允许相机不与垂直或水平对齐。
[0098] 由相机捕获的图像可以存储在例如，在机器人上或计算机系统中的存储器中。计算机系统可以具有监视器，该监视器适配成显示由相机捕获的和/或存储在存储器中的图像。
[0099] 利用这样的系统，机器人在诸如家禽棚等的家畜的棚中的位置可以确定在10cm以内。
[0100] 在本发明的另一个方面，提供了一种用于在诸如家禽棚等的家畜的棚中进行机器人的室内定位的方法，该棚具有定位成可从家禽棚的地面看到的第一结构，第一结构包括：多个第一离散编码标记，每个离散编码标记具有从地面可见的前侧；机器人被适配成穿过跨诸如家禽棚等的家畜的棚的地面的轨迹，机器人具有用于获得至少一个第一离散编码标记的图像的相机，该方法包括：
[0101] 捕获至少一个第一离散编码标记的图像；和由此确定机器人在家禽棚中的位置。
[0102] 可以确定位置和方向。
[0103] 优选地，提供多个离散编码标记，每个离散编码标记在其前表面上具有可见的唯一代码，由此该方法还包括：
[0104] 捕获至少三个第一离散编码标记的图像，并导出机器人在棚(诸如家禽棚中)的位置，允许相机不与垂直方向对齐。可以确定机器人在诸如家禽棚等的家畜棚中的位置在10厘米以内。
[0105] 机器人可以具有铰接式底盘，该底盘包括通过管状T件平行连接到前部的交叉管和后部的交叉管的两个管。电机可以包含在前交叉管和后交叉管内。这种形式的底盘可以弯曲，使得一个轮子可以在地面的凸起部分上，而所有轮子都保持在地面上。这种形式的铰接式底盘是有利的，因为没有活动部件。
[0106] 机器人可包括轮子，其牵引表面可涂覆有不粘材料，例如不粘聚合物，诸如PTFE。替换地，轮子可以由诸如PTFE的不粘聚合物制成。轮子可以被密封，使得垫料不能进入轮子。
[0107] 本发明的实施例提供一种监视辅助机器人，用于在家禽养殖场中照看家畜和农场动物，例如肉用仔鸡或鸡。该机器人基于具有多个轮子(诸如4个轮子)的移动平台，其携带一系列传感器，例如，各种类型的相机，诸如光学、高光谱、红外线、热成像、飞行时间相机中的任何一个或全部，各种传感器，诸如温度、湿度、声音、氨传感器，其可以直接测量棚中的环境条件。机器人还可以配备其他类型的传感器，诸如音频传感器(麦克风)、超声波和/或惯性传感器、指南针和雷达系统，使其能够控制其运动，以及陀螺仪或其他设备，诸如举例而言，LSM6DS33、作为永远在线的3D加速度计和3D陀螺仪的iNEMO惯性模块、LIS3MDL数字输出磁传感器、三轴磁力计、LPS25H MEMS压力传感器：260-1260hPa绝对数字输出气压计全部由STMicroelectronics NV，或超声波测距模块HC-SR04，ElecFreaks Technology中国有限公司提供。
[0108] 来自传感器的数据可以传输到(诸如机器人本身上的或者在远程计算机系统中的)处理引擎。数据传输可以通过无线或电缆进行，例如，当机器人正在移动时，或处在充电和清洗的坞站处。无线连接可以是近场通信系统，诸如WiFi、ZigBee或蓝牙系统。这些数据还可以被发送到外部平台，诸如智能手机、PC等，以便农民能够实时了解诸如家禽的家畜的情况。
[0109] 机器人可以帮助监视家禽等动物的密集肉类生产。例如，机器人可以自主地检测至少GS4或GS5残缺的禽类，例如，通过观察(诸如行走的)运动的缺乏(即使在被刺激时)，不稳定的行走、跌落，并且可以指示这些位于棚屋中的位置，或者如果机器人具有附连的拖车则甚至将其移除。探测机器人还可以通过无线连接呼叫特殊的重型起重机器人，以收集残废或死亡的禽类。
[0110] 这种机器人适配在密集的畜群中行走。机器人可能有一个关节式机械臂，用于取样或收集散的鸡蛋。
[0111] 在本发明的另一个方面，一种用于在诸如家禽棚的家畜的棚中的机器人的室内定位的系统，包括：
[0112] 从诸如家禽棚的家畜的棚的地面上可见的第一结构，第一结构包括多个第一离散编码标记，每个离散编码标记具有从诸如家禽棚的家畜的棚的地面可见的正面；
[0113] 机器人，用于穿过跨诸如家禽棚的家畜的棚的地面的轨迹，机器人具有用于获得第一离散编码标记中的至少一个离散编码标记的图像的相机、处理引擎和可操作地与该处理引擎相关联的存储器，处理引擎可操作地与机器人相关联以用于接收至少一个第一离散编码标记的图像；以及用于从中确定机器人在诸如家禽棚的家畜的棚中的位置。
[0114] 第一离散编码标记可位于地面上方的升高位置处，进一步包括用于诸如家禽棚的家畜的棚的墙壁上的第二离散编码标记，每个第二离散编码标记具有面向诸如家禽棚的家畜的棚的内部的正面。离散编码标记可包括标记元素，标记元素是反射元件、逆向反射元件、照明元件、杆元件、条形元件、矩形元件、颜色编码元件中的任何一个。
[0115] 存在多个第一和/或第二离散编码标记，每个离散编码标记具有从安装在机器人上的相机的其前表面上可见的唯一代码。该相机可具有定位相机，使其垂直向上或水平面对的装置。还可以包括陀螺仪，马达使用陀螺仪定位相机，使其垂直向上或水平面对。相机适可被配成获得三个第一和/或第二离散编码标记的单个图像。
[0116] 可以提供惯性平台，其中处理引擎适配成导出机器人在诸如家禽棚的家畜的棚中的位置，或者通过里程计和/或惯性平台记录机器人的轨迹。由相机捕获的图像可被存储在存储器中。该系统可包括监视器，该监视器适配成显示由相机捕获的和/或存储在存储器中的图像。机器人在诸如家禽棚的家畜的棚中的位置优选地确定在10cm内。
[0117] 机器人可具有多个轮子，每个轮子具有涂有不粘材料的牵引表面或者轮子由不粘材料制成。
[0118] 在另一方面，提供了一种用于机器人监视系统的机器人，该系统用于在诸如家禽棚的家畜的棚中进行密集肉类生产，该机器人包括多个传感器和至少两个相机，以及用于分析由相机之一捕获的图像用于确定机器人在诸如家禽棚的家畜的棚中的位置的处理引擎，该机器人具有多个轮子，每个轮子由专用于该轮子的马达驱动，并且每个轮子具有涂覆有不粘材料的牵引表面或轮子由不粘材料制成。
[0119] 在另一方面，本发明提供了一种用于在诸如家禽棚的家畜的棚中的机器人的室内定位的方法，该棚具有从诸如家禽棚的家畜的棚的地面可见的第一结构，第一结构包括多个第一离散编码标记，每个离散编码标记具有从诸如家禽棚的家畜的棚的地面可见的前表面，并且每个标记具有在其前表面上可见的唯一编码；该机器人被适配成用于穿过跨诸如家禽棚的家畜棚的地面的轨迹，该机器人具有用于获得至少一个第一离散编码标记的图像的相机，该方法包括：
[0120] 捕获至少一个第一离散编码标记的图像；
[0121] 识别至少一个第一离散编码标记上的代码，以及
[0122] 用于从中确定机器人在诸如家禽棚的家畜的棚中的位置。可以提供多个第一离散编码标记，并且该方法可以进一步包括：
[0123] 捕获至少三个第一离散编码标记的图像，以及
[0124] 用于导出机器人在诸如家禽棚的家畜棚中的位置和/或定向。机器人在诸如家禽棚的家畜的棚中的位置优选地确定在10cm内。
[0126] 图1示出了根据本发明的实施例的家禽棚的顶视图。
[0127] 图2示出了根据本发明的实施例的家禽棚的侧视图。
[0128] 图3示出了根据本发明的实施例的机器人的侧视图。
[0129] 图4示出了根据本发明的实施例的机器人的顶视图。
[0131] 图6至13示出了与本发明的实施例连用的热成像图像。
[0132] 图14示出了根据本发明的实施例的家禽棚的顶视图。
[0133] 图15示出了根据本发明的实施例的机器人的侧视图。
[0134] 图16示出了根据本发明的实施例的家禽棚的顶视图。
[0135] 图17示出了家禽棚的温度图。
[0136] 图18和19示出了与本发明的实施例连用的热成像图像。
具体实施方式
[0137] 将参照图1至5描述本发明的实施例。图1示出了家禽棚10的顶视图。家禽包括鸡(包括矮脚鸡)、火鸡、鸭、鹅、鹧、鹌鹑、野鸡、饲养肉用的鸽子、珍珠鸡、鸵鸟、鸸和美洲鸵，但是本发明将参照肉用仔鸡1以示例性方式描述。棚10配备有具有一个或多个无线收发器2的无线通信系统。“无线”包括诸如WiFi(IEEE 802.11)或蓝牙(IEEE 802.15.1)或Zigbee(IEEE 802.15.4)的射频短程通信系统，并且还包括包含点对点的红外通信系统，但更优选地为漫射红外通信系统。机器人3适配成在棚10的地面1上行进。机器人3优选地是自清洁的4WD(四轮驱动)、自驱动自主机器人，其中每个轮15由诸如N×360°伺服电机(AR-3606HB)的马达独立驱动，其中如果有四个轮子15，N可以是四个。轮子15的牵引表面优选地覆盖有诸如PTFE的不粘材料或由其制成。这有助于防止粪便在轮子15上积聚。为了改善牵引力，可以对轮子的表面进行成型或构造。
[0138] 机器人3可以是地面速度为0.2至1m/s的变速机器人，马达15由处理引擎27控制。处理引擎27包括存储器并且可以被编程为使机器人执行棚10内的轨迹。例如，机器人可以遵循空间填充曲线，诸如光栅轨迹(穿过棚的前后)或Peano曲线，以确保棚10的所有部分都被穿过。在处理引擎27上运行的软件可以是在Raspberry Pi 3或2x Arduino UNO上作为微控制器运行的操作系统。例如，机器人尺寸可以是30×40×30cm。机器人3的重量可以是1至
5kg，例如取决于诸如一个或多个电池28的机载可再充电电能存储设备的尺寸和容量。
5kg，例如取决于诸如一个或多个电池28的机载可再充电电能存储设备的尺寸和容量。
[0139] 地面1将在清洁之前的一段时间(诸如6周)收集来自鸡30的粪便或垫料。机器人3适配成在被粪便或垫料覆盖时在地面1上行进。机器人3适配成无线地与收发器2通信，并且配备有天线29a和收发器29b(图中未示出)，收发器29b连接到数字处理设备27，数字处理设备27包括诸如微处理器或FPGA之类的处理引擎，以及存储器和I/O端口，并且适配成与收发器2双向通信，用于交换命令，下载图像或视频，下载诸如温度、湿度、诸如氨的气体水平的测试结果、录音或其他数据。棚10还包括设计成与机器人3的坞端口14自动耦合的坞站7，用于对车载电池28充电，并可任选地下载诸如图像、视频或测试结果的信息。坞站7最好有集成清洗站，例如位于机器人3入坞到站点7的位置下方，该位置具有液体喷洒和干燥设备，尤其用于清洁机器人3的底面，并且尤其用于清洁机器人轮子15。集成清洗站也最好安排成用于清洗相机。如图5所示，当沿行驶方向观察时，车轮的形状系数可能较低，而当从侧面观察时，车轮的形状系数可能较大。车轮表面最好是封闭的，这样垫料就不会进入车轮中。由于每个轮子15最好有自己的马达20，这减少了机器人3中的运动部件的数量，因为不需要变速箱，变速箱可能会堵塞。轮子15可在清洁过程期间被驱动。除了液体喷雾(诸如冷水和/或热水喷雾)外，清洗站还可配备刮刀和/或刷子。清洁过程可由计算机系统8控制，该系统8最好通过可以是电缆或无线链路的通信链路25与机器人3(在入坞时)进行双向通信。每天可能需要在肉用仔鸡睡觉的夜晚期间6个小时的清洗过程期间，可以将来自机器人3的处理引擎和存储器27的数据下载到计算机系统8上的存储器中。系统8可以用适当的网卡连接到诸如因特网之类的数据网络，以允许与远程计算机的双向通信，例如用于远程监视。所述远程计算机可连接到云平台或者是云平台的一部分。系统8可包括监视器或显示器9，用于查看传感器23、相机、麦克风等的所有输出以及实时或离线接收的视频和图像，或用于查看存档数据。
[0140] 从以上和下面的附加信息可以理解，机器人3是自清洁自主机器人。为了执行其功能，机器人3优选地具有多个传感器23，所有传感器23都可以连接到处理引擎27，用于记录和存储输出值以及结果的机载分析。替换地，传感器23的输出可以通过无线收发器传送到计算机系统8，并且在那里例如远程存储和分析结果。传感器23可包括用于温度和/或湿度的传感器，和/或各种类型的相机，例如选自摄像机、高光谱相机、红外相机、飞行时间相机和/或热相机的一个或多个相机。传感器23可以可任选地适当地安装在机器人3的受保护的圆顶中。在处理引擎27的控制下，一个或多个相机可以安装在由马达26驱动的可移动转台23中。这样的相机是可移动的，以观察棚屋10的天花板或墙壁，特别是观察天花板中或天花板上的分布式编码标记12，机器人3可以使用它来找到其位置在10cm或更小的范围内。机器人3可以具有一个或多个相机并且相机转台安装在可以自由摆动并且处于水平位置的悬挂板上，或者机器人3可以配备有数字陀螺仪18以在垂直方向上定向一个或多个相机。机器人
3还可以配备有数字罗盘，作为机器人3在棚屋10中的定向和路线的进一步辅助。机器人3可具有一个或多个麦克风11，麦克风11也优选地与处理引擎27连接。麦克风11可用于拾取来自肉用仔鸡的声音，尤其是指示疾病，诸如咳嗽、打喷嚏和/或罗音的声音。腹水增加呼吸率并且麦克风可以检测到，例如，从背景噪声中提取循环噪声，如呼吸更快的噪音。处理引擎
27可以被编程为基于为生病的肉用仔鸡记录的识别标志声或者通过技术人员已知的其他音频识别技术来分析这样的声音。在本发明的实施例中，机器人3具有至少两个麦克风。使用两个麦克风的优点是可以跟踪特定声音的来源。机器人3可被配置为以独立的方式或者根据系统用户的请求移动到所述源。
3还可以配备有数字罗盘，作为机器人3在棚屋10中的定向和路线的进一步辅助。机器人3可具有一个或多个麦克风11，麦克风11也优选地与处理引擎27连接。麦克风11可用于拾取来自肉用仔鸡的声音，尤其是指示疾病，诸如咳嗽、打喷嚏和/或罗音的声音。腹水增加呼吸率并且麦克风可以检测到，例如，从背景噪声中提取循环噪声，如呼吸更快的噪音。处理引擎
27可以被编程为基于为生病的肉用仔鸡记录的识别标志声或者通过技术人员已知的其他音频识别技术来分析这样的声音。在本发明的实施例中，机器人3具有至少两个麦克风。使用两个麦克风的优点是可以跟踪特定声音的来源。机器人3可被配置为以独立的方式或者根据系统用户的请求移动到所述源。
[0141] 温度传感器的输出可以由机载处理引擎27或计算机系统8自主处理，以确定家禽是否正在接收太多的热能，并且计算机系统8或处理引擎27可被适配成行通风机21发送命令以启动或停止通风机21以控制棚10内的温度。机器人3可以使用适当的传感器测量相对湿度和温度，并且处理引擎27或计算机8可以计算由禽类接收的热负荷(KJ/kg)。如果该水平太高，则机器人3或计算机系统8可以自主地增加通风和/或启动冷却设施。如果电力已经切断，可以通过机器人的命令激活备用电厂，如果温度不受控制，机器人可以发出警报。
[0142] 可以由机载处理引擎27或计算机系统8处理氨和/或二氧化碳传感器24的输出，以确定家禽的空气环境是否对肉用仔鸡8的安危有害，并且计算机系统8或处理引擎27可被适配成向通风机21发送命令以启动或停止通风机21以控制棚10内的空气纯度。
[0143] 湿度传感器23的输出可以由机载处理引擎27或计算机系统8处理，优选地与气流和温度测量结合，以确定家禽的空气环境是否对于肉用仔鸡的幸福是不舒服的，并且计算机系统8或处理引擎27可被适配成向通风机21发送命令以启动或停止呼吸机21或致动加热器或冷却设备以控制棚10内的空气湿度或当通风机21被实现为空调时打开空调。
[0144] 相机的输出可以由机载处理引擎27或计算机系统8处理，以确定照明是否不合适，并且计算机系统8或处理引擎27可被适配成向灯22发送命令以控制棚10中的照明和/或控制彩色灯以使棚充满特定的颜色。诸如绿光和蓝光之类的彩色光被认为对肉用仔鸡具有镇静作用。临床受影响的肉用仔鸡是紫绀的。发绀是指鸡或肉用仔鸡皮肤和粘膜的深蓝色或紫色着色。光学相机可以检测到诸如禽头的异常颜色。自然行为是啄食、搔痒、觅食和运动。机器人3上的相机可以使用来自光学相机的图像的图像分析来检测室内肉用仔鸡的啄食、搔痒、觅食和锻炼，如果需要，可以使用来自热成像相机的图像。
[0145] 机器人3可配备有铰接式机器人臂16，其配备有马达以提供6DoF运动。机器人臂16可以在关节处配备步进电机和编码器，以测量角度和/或线性运动并控制机器人臂16的6DoF运动。机器人臂16可以在其远端配备有手或爪，并且可以在处理引擎27的控制下被驱动以采集食物和/或诸如粪便或呕吐物的身体废物的样本或收集松散的蛋。在某些实施例中，机器人臂16被配置用于拾取和收集死禽或病禽。这些样品可以存储在机器人3上的特定存储空间19中，该存储空间可以例如通过珀耳帖元件密封和/或冷却。机器人臂16可被适配成将这样的样品卸载到传送机构4上，例如传送带4，传送带4将样品带到分析设备6，诸如桌面诊断设备。该诊断设备6可以是台式设备，其被适配成在诸如150分钟的时间内提供对寄生虫、细菌和/或病毒感染的诊断。此类设备由比利时Mechelen的Biocartis NV以名称IdyllaTM销售。
[0146] 为了避免人与肉用仔鸡身体废物之间的接触，但允许操作和分析样品，可以提供手套箱5，并且诊断设备6可被容纳在例如手套箱中。替换地，或者另外，在手套箱中显微镜可用，以允许对样品进行人体显微镜检查。
[0147] 优选的是，机器人3知道其在10cm或更小的精度内的位置。这是有利的，因为机器人3优选地适配成确定某些肉用仔鸡是否显示出疾病或其他痛苦的迹象，是否超重并且患有疼痛的烧伤，或疼痛的跛足或已死亡或正在死去。一旦识别出这样的肉用仔鸡，就可以用涂料枪17进行标记。此外，此时机器人3的位置可以被注意并且例如经由无线收发器2传递给农民，并且农民可以到达现场并从机器人3取回已经接收到禽的位置的受影响的肉用仔鸡。这减少了农民需要进入棚的时间，从而减少了生物危害。
[0148] 本发明包括使用无线室内定位系统来定位机器人3的位置。例如，可以基于若干分布式无线收发器2的使用来使用三角测量技术。然而，这些方法通常不能非常准确地定位这样的机器人。一种优选的方法是在棚10中使用多个编码标记12，例如在棚屋10的天花板上或在天花板和机器人3之间或棚的墙壁上的任何合适的中间升高位置。转台13中的相机可以可任选地在陀螺仪18和处理引擎27或计算机系统8的控制下通过马达26移动到指向适当方向的位置，诸如垂直向上，并且相机在升高的位置处，例如在天花板上或椽子的下面捕获一个或多个标记12。替换地，马达26将相机移动到水平位置以捕获一个或多个墙壁上的编码标记的图像。然而，从这些图像中捕获它们，机载处理器27或计算机系统8可以确定机器人3的位置。处理引擎27或计算机系统8可以用软件编程，当在处理引擎27或计算机系统8上执行时，该软件能够对捕获的图像进行图像分析，该图像显示编码标记上的唯一代码，诸如一维或二维条形码并且获得机器人3的位置并且优选地获得机器人3在屋10的地面上的定向。棚10内的标记12的位置可以被存储在处理引擎27或计算机系统8的存储器中。
[0149] 机器人上只有一个相机并且该相机指向天花板，并且多个编码标记分布在棚中的升高位置和具有可见代码的一个天花板标记12上，该可见代码被机载相机捕获，这足以使机器人3或计算机系统8的处理引擎27确定机器人的位置在10厘米以内。例如，标记的4个角和侧面(例如，矩形)和标记12上的颜色代码可用作标记元素。示出这些标记元件的变形排列的图像(即与该标记的存储图像相比)将指示相机不是垂直定向的，并且图像中标记的变形可用于增加位置测量的准确性/可靠性。在机载相机捕获的图像中可以看到多个标记元素，计算误差随着可见标记的数量呈指数下降。
[0150] 例如，如果相机可以在一个图像中观看至少三个标记，则处理引擎27或计算机8可以重建相机的位置(6DOF)。陀螺仪18结合一个或多个标记和相机(其方向由陀螺仪控制)可以提供准确的位置信息。天花板的高度可以是已知参数，或者可以使用飞行时间相机来测量从机器人到标记的距离。驾驶时相机可以捕获多个连续图像，其中通过里程计和/或惯性平台记录路径。可以使用天花板上的一个目标和地面上的已知基线(行进路径)来执行三角测量。这也可以实现三角测量。
[0151] 标记12可以是反射标记，例如逆向反射标记、或照明标记、彩色编码或几何编码标记。机器人3可以具有诸如LED光源的光源以照亮标记12。
[0152] 用于机器人3的定位的另一选择是使用基于相机的解决方案，其中被动逆向反射标记被放置在天花板上或中间水平并且最终放置在棚10的壁上。每个标记提供独特的指纹。基于三角测量计算，可以计算机器人3相对于固定环境参考帧的6DOF位置，例如，处理引擎27或计算机系统8。逆向反射目标可以容纳一些ID，例如通过实现4×4逆向反射点的矩阵，可以产生216种组合(＝64000)。3x 3矩阵产生512个唯一可识别的组合。这足够大以识别反射器并定位机器人3。可选地，添加一个或多个点扫描以指示逆向反射目标(2D目标)的坐标系中的XY轴，以便能够确定机器人在地面上的取向。
[0153] 窄带通滤波器可以应用在机器人3上的特定相机上，与机器人3上的红外LED照明(860nm)一起，指向相机的方向，并提供同步的脉动，从而机载相机在黑暗的背景下看到红外照明目标)。像素插值(系数10到100)可用于通过相同因子增加相机的分辨率，从而实现非常精确的测量(<10cm)。
[0154] 可以使用经纬仪系统或激光扫描仪来完成不同逆向反射目标的校准。
[0155] 用于定位机器人3的另一选择是使用磁性标记，其中所述磁性标记放置在天花板上或中间水平并且最终放置在棚10的壁上。机器人3包括至少一个霍尔传感器以及用于描述两个磁性标记之间的距离的配置。
[0156] 可以使用单独的手持相机设备来识别环境中物体的6DOF位置(馈线、墙壁......)。因此，不需要对不同的逆向反射器进行精确的总体测量。然后通过使用逆向反射器坐标系，相对于环境中的物体执行机器人位置测量。该系统可以是非线性的。可以放置逆向反射器，例如在稳定天花板上10×10m的网格上，产生4×9＝36个反射器，用于100m×
50m的棚10。
50m的棚10。
[0157] 然后通过在特定机器人位置读出相机坐标来执行机器人定位。然后通过连续测量X、Y、Z坐标，并通过将这些实际位置与沿机器人3的编程路径的计划位置进行比较来执行机器人导航。测量位置和计划位置之间的偏差给出了对实际机器人路径的校正的输入，从而使误差最小化。
[0158] 这种机器人定位和导航解决方案可以从数据的角度来丰富，以及通过使用以下一个或两个解决方案从定位精度的角度来看：
[0159] 1.惯性导航(6DOF)和罗盘信息(1DOF＝运动平面中的旋转)
[0160] 2.测距，通过测量不同的车轮运动(3自由度：X、Y和运动平面中的旋转)并随时间存储这些。
[0161] 卡尔曼滤波可用于组成不同的位置信息，例如，测距可优先用于短距离信息，以及惯性导航数据。可以为每个车轮提供具有到处理引擎27的输出的编码器，以确定机器人3在任何方向上行进了多远。罗盘信息可用于长期定向更新(无漂移)。罗盘数据可用于补偿里程计旋转漂移(滑动)和惯性导航漂移(基于加速度计的输入和陀螺仪输入数据)。
[0162] 另一种解决方案包括一组减少的逆向反射目标(有或没有ID)，因此可以测量精确的机器人位置，例如，用于入坞操纵。入坞操纵的一个示例是朝向机器人坞和充电站的行近路径。然后可以使用其他位置数据计算解决方案(惯性、测距、罗盘，......)来测量两个位置之间的路径。以这种方式，机器人3在多组逆向反射器之间自由放置。主要优点是逆向反射器只需要安装在感兴趣的特定位置(充电站、坞站、装卸站、生物安全端口/门/接口......)。
[0163] 现在将描述家禽棚自清洁自主机器人3的其他功能。
[0164] 机器人3的主要功能是能够在禽类之间的家禽棚内自行移动和控制。处理引擎27可以用检查点来编程或者可以由用户直接控制。可以提供超声波或雷达传感器以检测机器人3远离任何障碍物(活着与否)的距离。
[0165] 由上述传感器收集的数据可以使用室内无线通信系统发送到外部计算机系统8，在那里用户可以实时看到机器人3正在记录什么。可以在计算机系统8中提供监视器9，用于查看任何图像或数据。可以在机器人上提供允许夜视的相机。
[0166] 机器人3可以具有由马达20单独驱动的诸如四个的数量的轮子，使得机器人可以在任何方向上向前或向后或以曲线行驶。例如，轮子15的直径可以在5到15cm之间。牵引表面可以被诸如PTFE的不粘材料覆盖或由诸如PTFE的不粘材料制成，以避免鸡粪、地面、稻草、羽毛或家禽棚内的任何典型材料的粘附。使用不粘(例如PTFE)轮或不粘涂层(例如PTFE)用于车轮的牵引表面使得自清洁轮设计能够摆脱垫料。PTFE的摩擦系数低：0.05至0.1。使用结构化的牵引表面，诸如与地面接触表面上的空腔，可以将摩擦力增加到接近1的值(图5中示意性地示出)。使用开口角度为+90°的空腔(例如齿)，将增加自清洁。可以安装刮削机构以保持车轮表面和凸缘无垃圾。
[0167] 马达20可以是伺服电动机，例如，四个轮子和四个马达用于移动机器人3并引导它。以不同的速度和方向移动马达，机器人可以在长半径曲线中改变方向，无需移动或其组合。此外，四个马达和四个轮子具有即使三个轮子滑动也不会失去牵引力的优点。
[0168] 提供传感器用于测量与家禽饲养有关的不同方面，诸如湿度、温度、气流、二氧化碳、氨、光度、噪声/音频等中的任一者、一些或全部。此外，提供一个或多个相机以获得真实的时间图像视频和可任选的声音。
[0169] 机器人3配备有处理引擎27，诸如Raspberry Pi 3，其是配备有无线(WiFi)和串行(USB)端口的微处理器。机器人3中的功能可以通过与收发器2的无线通信来控制，例如，通过将由车载相机捕获的视频和声音作为实时数据传输。替换地，机器人3可以在板上存储数据并在放置在坞站7时下载它。机器人3可以由微控制器控制，例如由两个或更多个Arduino UNO微控制器控制。例如，这些微控制器中的一个可被适配成读取传感器以了解车辆的状态。为此目的，机器人可以具有位于机器人3上的不同位置的多个(诸如六个)超声波传感器，例如，三个在前面，三个在后面，以便总是能够确定到物体的距离。还可以提供IMU(惯性测量单元)和罗盘。利用这种设备的组合，机器人3可以自己控制它在哪里以及哪个是避开障碍物的最佳路线。遵循程序指令的另一个微控制器可以控制车辆并向每个伺服电机发送命令以适应车辆的速度和方向。为了提高系统的运行稳定性，每个微控制器(诸如Arduino)控制另一个微控制器的状态，并且能够在需要时重新启动它。该微控制器还可以从微处理器Raspberry Pi接收例如，预先确定或由用户确定的有关移动、速度和位置的指令。
[0170] 机器人3可以具有位于两个分开的轴上的四个轮子。对于刚性系统，这些系统可以连接到板上。但是，最好使用没有移动部件的自适应底盘。该系统可以例如基于诸如数量为两个的塑料管的使用，沿机器人3的长度延伸的这两个塑料管通过管状'T'连接器连接机器人3的前部和后部的交叉管。交叉管可容纳马达20和与轮子15的轴颈连接。这种形式的底盘可能在负载下变形，例如，当一个轮子高于其他轮子时。底盘与一个凸起的轮子扭转，但是这个轮子和其他轮子与地形完全接触。
[0172] 诸如Raspberry Pi 3的微处理器可以连接到微控制器，诸如Arduino UNO(A)，用于通过例如串行端口控制马达20、26。这允许诸如Raspberry Pi 3的微处理器使用库将控制信号发送到诸如Arduino UNO(A)的微控制器，并且还允许诸如Arduino UNO(A)的微控制器将数据发送到诸如Raspberry的微处理器。负责从传感器和相机收集数据的诸如Arduino UNO(B)的微控制器被适配成经由I2C(内部集成电路)、允许多主设备和多从设备的串行总线将这些数据发送到诸如Arduino UNO(A)的微控制器。可以将数据发送到诸如Raspberry Pi 3的微处理器的诸如Arduino UNO(A)的微控制器可以充当主设备，向诸如Arduino UNO(B)的从微控制器询问数据。这将收集数据并使用总线发送到主设备。这两个微控制器Arduino和诸如Raspberry的微处理器之间的通信控制操作，使得如果传感器、相机或马达不能按预期工作的情况下，它可以适应这种情况停止程序，或为用户发出警告或错误信号。
[0173] 本发明对家禽的优点是以下一种或多种：
[0174] 所有改善家禽福利的操作都包括在内，诸如：
[0175] -使用相机和其他专用传感器来监控照明、温度、湿度、气流、二氧化碳和氨浓度，并且通过包括通风和/或空调的控制系统来使用这些以使其更舒适。
[0176] -使用热成像相机观察鸡并通过三点测试识别它们-两只脚和头部所有这些都显示出比禽类其他部分更高的温度。
[0177] -使用相机和图像分析来检测攻击性鸡，例如，用彩弹，标记它们并警告/通知农民。
[0178] -使用相机和图像分析来检测病鸡或死鸡。参考图4，机器人3可以在前部具有延伸结构，用于将禽移动到一侧或者推动它们，并且在后部具有类似的延伸结构，其可以包括到坞站的连接。如果禽不移动，则机器人3可以轻推鸡30并且识别步态类型GS＝5但是热成像相机图像指示禽是活着的，如果禽仅移动短距离，则机器人3可以轻推鸡并且仅识别步态类型GS＝4，但热成像相机图像表明禽是活着的，并且在任何一种情况下例如，用彩弹射击标记它们，并警告/通知农民。机器人3的形状优选地使得它能够执行障碍滑雪路线穿过禽类。
[0179] -使用热成像相机和图像分析来检测可能导致足垫病变的漏水和增加的氨产量。
[0180] -使用相机和图像分析来检测跛行。
[0181] -机器人3可减少人体交互，减少外部疾病的污染。
[0182] -使用机器人手臂取样潮湿的垫料或粪便，通过取样监测食物和水，测试样品，和/或使用机器人手臂收集死肉用仔鸡。
[0183] 所有使农民保证禽类健康和保持良好的操作也被整合：
[0184] -使用相机和其他传感器来监控照明、温度、湿度、气流、二氧化碳和氨浓度，并且通过控制系统，包括通风和/或空调适应空气通风、照明以提供更多的舒适......并让农民放心。
[0185] -检测攻击性的鸡、彩弹射击它们并给出警报。
[0186] -使用相机和图像分析来检测病鸡或死鸡。健康的鸡自然地从移动的物体(诸如，机器人3)中逃逸，特别是当机器人发出声音、光线等时。病态的肉用仔鸡可能不再有可能逃离接近的机器人。如果禽不移动，则机器人3可以轻推鸡并且识别步态类型GS＝5，但是热成像相机图像指示禽是活着的，如果禽仅移动短距离，则机器人3可以轻推鸡并且仅识别步态类型GS＝4，但热成像相机图像表明禽是活着的，并且在任何一种情况下，例如，用彩弹射击标记它们并警告/通知农民。死禽可以被识别为GS-5但温度不正常。
[0187] -使用热成像相机和图像分析来检测可能导致病足垫病变的漏水和增加的氨产量。
[0188] -检测跛脚。
[0189] -机器人3可减少人体交互，减少来自外部疾病的污染。
[0190] -使用机器人手臂取食物样本，取样垫料并分析样本。
[0191] -这些参数的独特报警系统。
[0192] -基于室内定位的天花板标记。
[0193] -自动估算生长和重量。
[0194] -来自农民的肉用仔鸡的相互作用较少，这将更加健康。
[0195] 所有为垂直组织的家禽养殖场的经理提供一些禽类福利保证的操作……[0196] -使用相机和其他传感器监控照明、温度、湿度，并通过控制系统，包括通风和/或空调适应空气通风、照明，以提供更多的舒适......并向农民保证。
[0197] -检测攻击性的鸡、彩弹射击它们并给出警报。
[0198] -使用相机和图像分析来检测病鸡或死鸡，例如，如果禽不移动，则机器人3可以轻推鸡并且识别步态类型GS＝5，但是热成像相机图像指示禽是活着的，如果禽仅移动短距离，则机器人3可以轻推鸡并且识别步态类型GS＝4，但热成像相机图像表明禽是活着的，在任何一种情况下例如，用彩弹射击标记它们，并警告/通知农民。死禽可以被识别为GS-5但温度不正常。
[0199] -使用热成像相机和图像分析来检测可能导致病足垫病变的漏水和增加的氨产量。
[0200] -检测跛脚。
[0201] -机器人3可减少人体交互，减少来自外部疾病的污染。
[0202] -使用机器人手臂取食物样本，取样垫料并分析样本。
[0203] -这些参数的独特报警系统。
[0204] -基于室内定位的天花板标记。
[0205] -生长和重量的自动估算。
[0206] -来自农民的肉用仔鸡的相互作用较少，这将更加健康。
[0207] 在家禽棚中使用热成像相机
[0208] 可以通过热成像相机作为非接触式传感器来测量或显示各种参数。
[0209] 热图像或热成像图实际上是物体发射、透射和反射的红外能量的视觉显示。热成像相机的图像能够通过基于计算机的方法进行分析，以解释该数据并构建图像。
[0210] 热成像的优点·它显示了可视图像，因此可以比较大面积的温度
[0211] ·它能够实时捕捉移动目标
[0212] ·在它们失效之前能够发现恶化的，即更高温度的组分·可用于在用其他方法无法进入或危险的区域进行测量或观察
[0213] ·它是一种非破坏性的测试方法
[0214] ·它可用于检测黑暗区域中的物体
[0215] ·它有一些医疗应用例如，在棚10中作为家禽养殖的特殊环境中，非接触式热成像相机和/或传感器可以被包括在自动自清洁监视设备，例如，机器人3中。
[0216] 诸如Flickr E40的热成像相机可以安装在机器人3上。这种相机具有可选择的选项来控制相机的测量，例如，以自动调节为每个温度分配色标的温度范围。例如，这些调整可以由机载处理引擎27完成。
[0217] 图6至图13示出了如何使用热成像相机来检测肉用仔鸡的安危方面的示例，其中在每幅图中，来自热成像相机的图像显示在顶部。机器人3上的热成像相机可用于测量家禽垫料中的湿度。从图6中可以看出，餐巾上的水可以看到。可以清楚地看到餐巾的哪个部分是湿的，哪个不是，即使水温几乎与环境温度相同。一个重要的条件是湿垫料的存在不仅对家禽造成健康危害，而且还产生氨。
[0218] 图7显示，可以检测到鸡体温度超过38℃，并且可以测量鸡体内的温度变化。例如，腿和头部更热，羽毛覆盖的部分的温度更低。这为鸡提供了可用于识别个体鸡的三点独特的识别标志。可以通过阈值处理提取更亮的区域，并且三个热点的布置是可以通过图像分析识别的识别标志。
[0219] 如图8中所示，通过羽毛的去除而部分未被覆盖的鸡的身体具有比正常温度更高的新区域，并且这由相机检测到。这可以用于可视化导致伤害的攻击性行为。
[0220] 在使用相机的情况下，可以检测到粪便的新鲜度，如图9中所示，以及哪些比其他更老，如图10中所示。
[0221] 如图11至13中所示，可以看到漏水(图11)、垫料湿度(图12)和食物水平(图13)。
[0222] 提供机器人3以移动通过棚。
[0223] 根据上文描述的某些实施例，所述机器人3可以具有多个轮子，其允许优选地通过遵循棚10的地面上的轨迹，移动通过棚10，。通常，机器人将通过使用其轮子在地面上行进而穿过棚。
[0224] 根据替换实施例，所述机器人3可被适配成在棚10的地面上移动，同时可操作地与运输系统110相关联，运输系统110的一部分可附接到棚10的墙壁或天花板。根据这样的实施例，机器人3可以避免与棚10的地面接触。通常，机器人3将从运输系统110垂下。
[0225] 图14中示出了从运输系统110垂下的这种机器人的优选实施例。
[0226] 图14示出了棚10和运输系统110。运输系统110包括闭合电路或闭合的轨道框架90。
[0227] 闭合电路90通常以使得其有利地允许机器人3到达棚区域的每个部分的方式连接到棚10的天花板。闭合电路90可具有任何形状。优选地，闭合电路90具有带圆角的矩形形状，以便于机器人3通过。替换地，闭合电路90可以具有螺旋形状、椭圆形状或圆形形状。
[0228] 闭合电路90优选地通过使用多个电缆连接到棚的天花板。电缆可以穿过天花板的区域。将闭合电路90连接到棚10的天花板具有以下优点：电路的振荡运动减小到最小。优选地，闭合电路90和天花板之间的每个连接点使用至少两根电缆以获得最小的振荡运动。
[0229] 该实施例的优点是闭合电路90可以连接到不同配置的棚。
[0230] 替换地，闭合电路被连接到棚的墙壁上，包围棚区域。
[0231] 机器人3优选地通过一组轮子可操作地连接到运输系统110的闭合电路90。机器人3使用这组轮子沿闭合电路90移动。
[0232] 图15中示出了机器人3的实施例。机器人3设置有第一部分150，第一部分150是可操作地连接到闭合电路90的部分。机器人3的第一部分150通常包括一组轮子或用于与传输系统110连接的任何其他连接装置151。如图15所示的传输系统110的闭合电路90在此示出为具有轨道92的T形元件91，轨道92通过电缆93连接到棚的天花板(图中未示出)。第一部分150通常还包括电动马达152和霍尔传感器153，用于检测棚10的壁上的磁性标记。机器人3还可以设置有至少一个Arduino微控制器154。
[0233] 机器人3还设置有第二部分160，第二部分160通过使用下降系统170可操作地连接到第一部分，下降系统170被布置用于将机器人3的所述第二部分160降低到地面的地平面。
[0234] 在现有技术中已知用于将装置降低到地面的地平面的系统。此类系统包括剪式升降机、缆绳升降机、螺旋升降机、拉链桅杆和伸缩系统。
[0235] 为了本发明的目的，术语“剪式升降机”是指一种系统，该系统可以通过关闭或打开像一对剪刀的两半一样枢转的交叉支撑来升高或降低设备。术语“螺旋升力”是指使用螺旋形管的系统，该螺旋形管安装在由引擎提供动力的旋转轴上。术语“电缆提升”是指通过改变电缆的长度可以升高或降低设备的系统，通常通过在卷轴上卷绕和展开所述电缆。术语“拉链桅杆”指的是可以通过缝合或压缩由多个马达驱动的多个金属条来升高或降低设备的系统。
[0236] 机器人3的第二部分160通常设置有至少一个微处理器161，诸如Raspberry Pi 3，以及用于测量温度、湿度、光度、二氧化碳和/或氨、灰尘和/或空气流动浓度的传感器162。为此目的，提供了延伸槽163。此外，提供至少一个用于记录声音的麦克风164和至少一个扬声器(图中未示出)。
[0237] 机器人3还设置有多个相机165。所述多个相机165的目的是监视棚中家畜的安危和/或具有将机器人定位在棚中的目的，如文中其他地方所解释的。
[0238] 机器人3还可以设置有LED 166，其允许由受过训练的人员对机器人的功能进行外部诊断。
[0239] 图16中示出了传输系统110的替换实施例。图16示出了棚10和运输系统110。运输系统110通常包括一组轨道111、112，其连接到棚10的相对墙壁。优选地，轨道111、112附接到在棚10中最远延伸的那些相对的墙壁(在图16中，轨道111、112沿着X轴附接到墙壁)。
[0240] 根据该替换实施例的运输系统110还包括交叉装置113，其在其端部与轨道组111、112可操作地连接。所述交叉装置113可以是杆或梁，由任何合适的刚性轻质材料制成。优选地，所述交叉装置113包括电缆。
[0241] 根据某些实施例，交叉装置113沿着一组轨道111、112移动，其中交叉装置113保持与一对相对的墙壁平行。在图16中，交叉装置113平行于Y轴移动。由于这些壁通常是棚中的最短墙壁，因此可以为移动机器人3提供高度稳定性。有利的是，移动机器人3不会开始振荡，因为突然移动或在空中摆动的物体会吓到附近的动物。特别是肉用仔鸡在发现它们上方的移动物体时会表现出恐慌反应，因为它们将它与捕食禽类的存在联系起来。
[0242] 替换地，当交叉装置113包括电缆时，交叉装置113可以与相对的墙壁形成一个角度，该组轨道111、112连接到该相对的墙壁上，该角度不同于90°。为了改变电缆的长度，轨道组111、112设置有卷轴或线轴，用于卷绕和展开电缆。
[0243] 交叉装置113允许机器人3沿与轨道组111、112的方向不同的方向穿过棚空间。根据图16，机器人3可以沿着交叉装置113在与交叉装置113移动的方向垂直的方向上移动。当所述交叉装置113包括杆或梁时，机器人3可以通过轨道系统在所述梁上移动。当所述交叉装置113包括电缆时，机器人3可以通过在电缆的相应端部处的两个卷轴上卷绕和展开，沿着电缆的方向移动。
[0244]
[0245] 当使用诸如梁或杆的刚性交叉装置113时，通过使用所述下降系统170降低机器人3的第二部分160。
[0246] 当交叉装置113包括电缆时，可以通过展开缠绕在卷轴上的电缆来降低机器人3。
[0247] 替换地，机器人3的第二部分可以通过组合使用具有变化长度的电缆和下降系统170来降低，如上所述。
[0248] 上文描述的运输系统的实施例允许机器人3在X和Y方向上穿过房间移动。下降系统170允许机器人的第二部分160沿Z方向移动。因此，机器人3可以移动通过棚10并且接近每个单独的动物而不必接触地面。
[0249] 根据本发明的某些实施例、系统，优选地处理引擎被配置为在棚的整个区域上映射环境条件。一个重要的条件是湿垫料的存在不仅对家禽造成健康危害，而且还产生氨。通常，机器人3沿着轨迹路线移动通过棚10，同时连续地或重复地，意味着在给定时刻，进行测量。所述轨迹路线可以基于预先存储的路线。替换地，机器人3随机移动。当在棚区域的整个或重要部分上进行测量时，系统可以创建一个图，其中示出了观察到的参数之一的空间变化。作为非限定性示例，图17显示了家禽棚中温度变化的图。棚区域中的温度可以以这样的方式变化，使得动物在该特定区域中不再感到舒适。
[0250] 发明人已经发现，在棚的总面积中连续测量环境条件，然后绘制诸如温度、二氧化碳和/或氨的浓度、空气流量、湿度、光度和灰尘等参数，允许棚中的生活条件的更好的整体图像。已经发现，横跨棚10的有限数量的静态传感器可以隐藏参数偏差，诸如图17中所示的参数偏差。然后，系统可以进一步配置为报告本地超过特定值的参数。系统也可以配置为干预；例如，通过局部增加气流可以抵消过高的温度。一个重要的条件是湿垫料的存在不仅对家禽造成健康危害，而且还产生氨。
[0251] 该系统还可以配置成在棚的该部分中将局部超过参数与动物聚集度联系起来。
[0252] 根据本发明的有利实施例，机器人设置有至少两个适于监视家畜安危的相机，其中至少一个相机是热相机。至少一个相机是摄像机。
[0253] 本发明的一个优点是所述至少两个相机可以提供多个耦合图像。优选地，所述多个耦合图像包括由所述至少两个相机在基本相同的时刻拍摄的图像，示出基本上相同的对象。多个耦合图像可用于检测死亡或生病的肉用仔鸡。另一个优点是，所述多个耦合图像可用于检测故障设备，这可能影响家畜的安危。如果饮水器出现故障，如图18中所示，肉用仔鸡不仅会减少饮水机会，故障饮水器起源处的漏水也可能导致湿垫料，这可能导致疾病、氨气产生，这里如上所述。通过能够识别家禽棚任何位置的湿垫料，即使在检测到氨之前，也可以发出氨生成警告。
[0254] 另一个优点是多个耦合图像可用于检测动物粪便(垫料)。通过粪便系统分析可以评估动物整体消化系统的健康水平。该系统为此目的使用消化质量指数，其允许基于预定参数分离检测和分析的粪便。例如，粪便中存在血液或未消化的食物可作为可能的疾病的指示。根据某些实施例，系统可以将分析的粪便划分为至少两个类别。至少有一类会提醒系统采取措施降低可能传播疾病的风险。在机器人3已经检测到个体动物的情况下，这些措施可以包括隔离受影响的动物。当例如棚中观察到有限量的牛时，这是可行的。对于棚屋中的大量动物，如通常用于肉用仔鸡的情况，对策可包括通过使用例如饮用水，给予整个动物群体的药物。
[0255] 优选地，机器人具有两个相机，一个相机是摄像机，而第二相机是热相机。通常，两个相机将在基本相同的场景的基本相同的瞬间拍摄照片。这些照片随后被耦合。感兴趣的对象被检测到对象检测器模块，该对象检测器模块是由系统的处理引擎运行的软件的一部分。训练对象检测器模块以检测鸡、设备和/或粪便。该模块将比较摄像机拍摄的照片和热相机拍摄的照片。通常，模块将对摄像机拍摄的照片进行分段。然后，模块将在热图像中寻找热点并将所述热点与分段照片进行比较。如果模块决定两张照片都显示相同的对象(例如两张照片都显示鸡)，那么照片中的对象将被归类为合适的类别(例如“鸡”、“设备”、“粪便”、“湿垫料”)。
[0256] 图19示出了对象检测器模块将不会找到关于两张照片上的对象的性质的一致性的情况的示例。该模块将在左侧摄像机记录的图像中找到总共三只肉用仔鸡。然而，当分析右边的热照片时，只发现了两只肉用仔鸡，因为第三只死肉用仔鸡的体温已降至环境温度。系统的物体检测器模块检测到这种异常，并且可以随后通过例如，警告训练有素的员工来采取行动。
[0257] 优选地，物体检测模块使用三点检测方法或三点测试来检测热照片中的鸡。所述测试基于以下事实：鸡的腿和头部具有比禽的其他身体部分更高的温度。
[0258] 发明人现已发现，这三个点－两条腿和头部－可有利地用于热照片中的鸡检测。
[0259] 指示肉用仔鸡的体温可用于检测家畜安危的变化。作为一个例子，可以理解，系统可以快速检测到具有不寻常的高体温的发烧肉鸡。由于身体各部分的温度突然差异，也可以检测到由于攻击行为而损失部分羽毛的肉用仔鸡。
[0260] 根据本发明的优选实施例，机器人还设有用于标记个体肉用仔鸡的设备。所述标记设备优选地使用颜色标记来标记个体动物，诸如油漆标记。当机器人检测到生病的肉用仔鸡时，例如，步态类型GS：4或GS＝5的肉鸡，该标记设备可用于标记受影响的肉用仔鸡。有利地，已经发现禽类即使被限制在家禽棚的有限空间内，也倾向于停留在棚的某个区域中。这允许介入人员快速发现标记的禽。
[0261] 在不与动物接触的情况下，热成像可以确定健康环境和条件的各个方面，以及检测诸如漏水或生病动物等故障的机会。本发明的机器人系统可以尽早起作用以最小化负面影响，尤其是在使用来自不同类型的相机的图像分析和图像时。
[0262] 本发明实施例的技术效果和优点可以是在处理引擎上执行计算机程序产品，并且根据本发明的系统在必要的变更后对应于根据本发明的系统的相应实施例的系统。非瞬态信号存储介质可用于存储计算机程序产品，例如，光盘(CDROM或DVD ROM)，磁带，硬盘，固态存储器，如闪存等。
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