[发明专利]基于3D成像的动物体重测定

说明书

本公开内容涉及基于视觉技术、特别是3D成像在棚舍环境中测量动物、尤其是牛的体重。第一实施方式涉及一种用于测定已知品种的动物的体重的方法，所述方法包括下述步骤：采集所述动物的背部的至少一个3D图像；从有关所述动物的背部的拓扑结构的所述至少一个3D图像提取数据；和通过将对照包括所述背部的拓扑结构的信息的参比模型的经提取的所述数据与所述动物的品种的体重关联来计算所述动物的体重。

技术领域

本公开内容涉及基于视觉技术、特别是3D成像在棚舍环境中测量动物、尤其是牛的体重。

背景技术

当经营一个拥有大量个体动物的大型农业时，经常注意每只动物的健康是一个挑战。动物的健康是非常重要的，这既是从对这些动物的健康负责的农民的人道角度出发，也是因为健康的、饲养得好的动物确保更大的生产力，而且对农民来说也有更大的价值。动物的健康与动物的体重、特别是成年动物的体重稳定性和仍在生长的动物的体重增长高度相关。因此，经常监测动物的体重非常有意义。

对农场动物进行称重的过程通常是通过物理性地将动物放置在体重计上、并以手动或数字方式记录该特定动物的体重来提供的。这通常是一个费力而漫长的过程，因为现代农场有大量的动物，这意味着每只动物都必须被逐一带到在体重计上，以记录每只动物的个体体重。此外，在这个过程中必须对动物进行识别，以便将正确的体重归于正确的动物。例如，这种识别可以通过使用动物身上的识别标签来实现，进一步延长了这一过程。此外，如果动物生活在棚舍或田野中，在其中它们可以自由地四处走动，那就更难跟踪哪些动物已经被称重，哪些没有被称重。由于对动物进行称重的过程复杂，称重没有得到广泛的应用，在评估每只动物的体重发育时可用的数据量有限、或甚至没有。

WO 2014/026765公开了一种基于移动3D相机的方法，用于测定有关牲畜的参数，诸如体重、部分体重、或瘦肉比例。在该方法中，记录了牲畜的3D图像以产生一个3D模型，该3D模型在先前测定的参考值的基础上进行分析，以便输出和/或存储从经分析的牲畜获得的信息。

WO 2010/127023描述了一种用于估计动物的体积、质量或体重的非接触式系统和方法。优选地，用立体相机对动物进行成像，并从立体图像中得出目标动物的3D表现。提供了一个软件模块，使用一组可独立配置的形状变量，对虚拟模型进行重塑，以近似拟合个体动物的空间表现。动物的质量或体重作为表征重塑的虚拟模型的形状变量的函数来估计。

WO 2015/156833描述了一种通过动物的图像来估计体重的方法。该系统使用标记来表征动物的体重、健康、和其他参数。该系统被配置成将这些参数记录在时间数据库中。

Nir等人(Biosystem engineering,173,p.4-10(2018))描述了一种从成像数据中测定母牛体重的方法，并通过椭圆来估计动物的形状以计算所述动物的近似体重。

在测定体重中使用3D图像的挑战往往是将每只动物挑出、并将其固定在3D成像设备处。通常的做法是把动物放置在一个小牲畜棚中，在其中侧壁或栏杆把动物限制住使其基本上无法移动。在这种情况下，使用3D成像并未消除必须处理每只动物的需要，因为动物将不得不被单独关在狭小的密闭空间中，并因此这个过程仍然是漫长且费力的，而且有些手工操作。此外，设置往往复杂且昂贵，使体重测定成为一件昂贵的事情。

此外，动物的体重、尤其是体重的发育，是用于动物总体身体健康的一个重要措施。因此，这也是在评价动物身体健康分数时的重要参数。此外，动物的健康对于具有多产的动物而言也很重要，因为饲养得好的动物可以从年轻时就开始怀孕，并会生产更大量的牛奶和肉类。

发明内容

本公开内容的发明目的在于提供一种用于基于动物的成像、优选专门基于动物的成像且优选从以上动物3D成像来自动或半自动测定动物体重的系统和方法。