WO2018229142A1 - Farm animal activity detection - Google Patents
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Classifications
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- A01K1/0151—Grids; Gratings; Slatted floors
Definitions
- the present invention relates to a device for livestock activity detection. Another aspect of the invention is a method for livestock activity detection.
- Devices and methods for livestock activity detection are used in particular in modern livestock husbandry to identify certain behavior patterns of a livestock due to its activity and to detect abnormalities.
- Identifiable conspicuous behavior patterns include, for example, disease-typical behavioral patterns, cannibalism, tail biting, incipient sexual behavior, or the like.
- An activity recording process should be understood to mean an at least partially automated process in which a behavior of an animal or a group of animals, or also a predominantly occurring behavior of an animal or a group of animals, is understood. Tenswise within a group of animals is determined.
- an activity recording process can also be understood as a process in which a behavioral pattern of a livestock, a livestock group or an overriding behavioral pattern of a livestock group can be identified by matching the detected activity with known normal patterns, individual empirical values and event expectations. In the course of or in advance of such activity recording of livestock, it may be necessary in particular to gather empirical values regarding the behavior of the livestock or the livestock group in order to be able to recognize conspicuous patterns of behavior. Background of the invention
- DE 10 2006 018 545 B4 and DE 20 2016 003 420 U1 list two systems for recording activity in quadrupeds and ungulates.
- an acceleration sensor is attached to an animal, such as a collar or leg, thereby enabling the detection of accelerations by movements of the animal.
- the disadvantage is that in this measuring system no detection of the spatial arrangement of the animal and consequently no spatial allocation of activities is made possible.
- the system is error-prone to externally induced movements of the sensor, for example, when other animals touch the sensor.
- From DE 20 2010 008 325 U1 a similar embodiment with the same functional properties and disadvantages in the form of an ear tag is known for detecting the activity of livestock, which includes an acceleration sensor.
- the mentioned activity detection devices of livestock especially livestock with a strong exploration instinct, such as pigs, faces a number of disadvantages.
- Another disadvantage of the acceleration sensors is the error rate with respect to external influence of other farm animals.
- a animal locating device is known, in which an animal activity is detected by an optical tracking of an animal. The device makes it possible to have an animal-specific behavior pattern or a group behavior of a plurality of To observe and detect animals by a single animal activity detection by means of a camera.
- EP 2 786 655 B1 discloses an animal detection device which likewise operates by means of optical detection of the animal and which is designed to record a birth process and time period.
- the data processing device acquires the animal contours in a surveillance area and the point in time when two or more separate contours become isolated from an isolated single contour of a pregnant animal, which can be recognized separately from one another by means of the image capture device.
- a cub can also be identified by its contour or size in comparison to the dam.
- the sensitivity of the device depends on the distance of the passive infrared sensor to the animal itself and therefore can not be generally indicated for the device.
- the sensitivity of the device must therefore be individually determined after their installation and commissioning and adapted to the detected animals.
- Another disadvantage is the susceptibility to error in Livestock activity detection in the vicinity of heat sources.
- the heat sources inside a stable, such as a young baby's heat lamp, can distort the results of a passive infrared sensor because the ambient temperature is approximately the same as the calf's body temperature.
- Another drawback is the error-prone nature of the device in detecting the activity of an animal that is behind another animal and that is obscured by the animal due to its size.
- the invention has for its object to provide an apparatus and method for detecting the activity of livestock, which require both a transmission of only a small amount of data and at the same time ensure efficient detection of livestock activity by means of reliable data processing.
- This object is achieved by an activity detecting device for detecting an activity of a farm animal.
- the activity detection device comprises an acceleration sensor, which is mounted with a fastening device for fixed attachment of the acceleration sensor to a portion of a Bodenaufstands- surface of a livestock breeding bay.
- the activity detection device comprises a data processing device, which is signal-technically connected to the acceleration sensor in order to detect an acceleration of the section of the ground contact surface of the livestock housing bay and to calculate a calculated livestock activity from this acceleration.
- An electronic interface of the activity detection device is finally designed to signal the calculated Nutztierak- activity.
- the activity detecting device With the activity detecting device according to the present invention, it becomes possible to record an activity of a farm animal located within a livestock housing bay.
- the livestock breeding bay is in this context mutatis mutandis to a Enclosed animal habitat in which an animal or a plurality of animals can move freely and unhindered.
- the livestock breeding bay can accordingly be designed, for example, as a box, cage, or the like.
- the device is designed to detect the activity of a single livestock or a plurality of livestock within the livestock bay. An activity of a single farm animal from a plurality of livestock can be detected without first identifying or labeling the individual animals and without individually recording their activities.
- an acceleration sensor is used for this purpose, which is attached to a portion of the ground contact surface of the livestock bay so that it has a rigid and stationary connection to the section, the section itself must be elastically deformable or by elastic deformation of other areas of the ground contact surface under load moved to the ground contact patch.
- the acceleration sensor is in this case designed to be fastened to the section of the ground contact surface by means of a fastening device, such as, for example, screws, nails, a clamping device or the like.
- a fastening device such as, for example, screws, nails, a clamping device or the like.
- the rigid and stationary connection enables the activity detection by recording a deflection of the portion of the ground contact patch, by a specimen of the acceleration sensor and at the same time prevents falsification of a measurement result due to natural oscillations of the acceleration sensor. Due to the rigid connection of the acceleration sensor and thus also the specimen with the ground contact surface, the deflection of the specimen is directly proportional to the deflection of the portion of the ground contact patch to which the acceleration sensor is attached.
- the deflection of the specimen is therefore a measure of the force acting on this specimen and thus on the portion of the ground contact surface forces, the weight and the inertial force of the farm animal, livestock or livestock from a plurality of livestock, which / which are located on the ground contact patch and move.
- the acceleration sensor is signal-technologically connected to a data processing device.
- This data processing device receives a detected activity in the form of a signal of the acceleration sensor and calculates therefrom the activity of the livestock.
- the data processing device is designed, for example, to calculate the position of the farm animal at the time of the calculated livestock activity with respect to the position of the acceleration sensor within the ground contact patch of the livestock bay.
- the position of the acceleration sensor can be programmed in accordance with the ground contact surface in order to make the assignment of the position of the farm animal in this way.
- livestock activity can be determined in a position-dependent manner or else the animal with a specific activity can be identified more quickly and found from a plurality of livestock.
- this embodiment makes it possible to record the social behavior of the livestock within a livestock breeding bay, since it can be distinguished whether the activity of the livestock is spatially separated or crowded together in dense space.
- an electronic interface which makes it possible to signal the livestock activity calculated by the data processing device.
- the electronic interface can be designed, for example, as a display device in the form of a screen and can display the detected signal of the acceleration sensor to a user.
- Another embodiment of the electronic interface may for example be designed so that livestock activities are signaled by means of a wireless transmission. This wireless transmission can send the calculated livestock activity, for example, to a mobile terminal or else trigger an alarm of a radio message receiver with defined signals.
- the activity detection device is further developed in that the electronic interface is a user interface.
- the electronic interface is a user interface.
- This development allows the user, for example, to set the time interval in which the livestock activity is to be recorded, to associate livestock activity with animal-specific information about the age and the state of health, an observed behavior of the livestock or the like.
- a user of the calculated activity can set an event, such as a night's sleep, a feeding, a birth period, a weighing process, a sorting process or the like. These settings can preferably be made via preprogrammed number or letter codes.
- the electronic interface is designed as a data interface and is connected by signal technology with the data processing device.
- This training data can be retrieved from a central controller and associated with the calculated livestock activity and / or data transmitted to such a central controller.
- the central controller can control, for example, the ambient temperature, the humidity, light intensity, medication supply, water supply, feed composition, feed quantity or the like.
- This embodiment enables communication of all control units, computers and sensors of the entire animal living area, such as a barn, which includes a plurality of livestock housing bays.
- the data processing device thus receives from the acceleration sensor, on the one hand, a detected signal from which the livestock activity is calculated and, on the other hand, animal-specific information as well as information on the environmental conditions prevailing at the time of the activity detection, such as the ambient temperature, the humidity, the Light intensity, the drug supply, the water supply, feed composition, feed amount or the like. Also supplied and taken into account in the data processing and the control of parameters.
- the data processing device comprises a memory unit.
- the signal of the acceleration sensor and the livestock activity calculated therefrom can be stored in a signal profile.
- the signal profile contains additional information about the position of the livestock calculated by the data processing device if this has been calculated.
- the signal profile can be completed with information that can be assigned via the electronic interface.
- the data processing device is preferably designed to be able to select from a plurality of detected signal profiles a normal pattern, an empirical value or an event expectation form, store them and thereby calibrate the activity detection device.
- a pattern matching, a difference analysis and / or an average comparison with a plurality of signal profiles stored in the memory unit a behavior pattern of a farm animal can be detected. In particular, this allows location-specific and daytime-specific behavioral patterns of the farm animal to be detected and conspicuous behavior patterns, such as, for example, riots or disease-typical signals to be detected.
- a group behavior of a plurality of animals is to be distinguished from an individual behavior of an animal within a group. Occurring behavioral problems can be signaled by the electronic interface or even alerted.
- the data interface of the data processing device is signal-wise coupled to the central control software.
- a control signal can be output to a device such as an air conditioner, a ventilation device, a lighting device, a medicine supply device, a water supply device, a feed supply device or the like depending on the detected activity.
- the control signal can adapt animal-specific environment conditions by this design to prevent an activity deviating from normal patterns.
- the environmental conditions can automatically be adapted to the individual animal taking into account the recorded livestock activities. Individual optimal conditions may depend on the age of the livestock, the number of livestock within a bay, the health of a livestock and the event maintenance. This embodiment allows, for example, the detection of nocturnal groupings of livestock. This behavioral pattern may indicate a too cold ambient temperature and thus cause control and adjustment of ambient temperature.
- the data processing device is adapted to detect complete behavioral patterns within the bay without permanently monitoring the activity by using the normal patterns, empirical values and event expectations, a need for a permanent measurement, a periodic point measurement or a periodic sequence measurement can be defined.
- the data processing device can be used in a preferred Embodiment be designed to be able to process a detected livestock activity as amplitude, frequency and / or as a punctual signal in the form of a maximum or minimum value. Both the nature and the time interval of the activity measurement as well as the form of the processed signal can be programmed down from the expected livestock activity in order to be able to assign a complete behavioral pattern to the detected signal profiles of the livestock activities in two successive activity detection processes.
- a punctual signal For example, due to an expected night's sleep, it may be sufficient to control periodic point measurements at night and to process the detected activity in the form of a punctual signal. During the night, usually only signals of lower intensities can be recorded at greater intervals than during the day. In addition, the detected punctual signals are often in an area defined for the night's sleep. Abnormalities can be recorded and stored in the form of maximum and minimum values.
- Another preferred application may be, for example, the monitoring of a birthing process. Due to the lack of predictability of an exact time at which the birth begins, the need to permanently record the activity of the pregnant animal may exist. As another option, livestock activity can be recorded as a periodic sequence measurement. This type of livestock activity detection can be used in repetitive events, such as during feeding.
- Another aspect of the invention is a method of detecting livestock activity by means of an activity detection device.
- the activity of livestock located within a bay is detected by detecting a vertical acceleration of a portion of a ground contact patch and calculating the livestock activity from the acceleration.
- the calculated activity of a farm animal, a plurality of livestock or a livestock within a plurality of livestock can be detected and monitored by this method.
- the method according to the invention an efficient detection of a livestock activity is made possible.
- the activity of a single livestock or of a plurality of livestock, which are freely and freely movable in the livestock breeding bay, can be calculated from a signal of the acceleration sensor, without it being necessary to individually record the activities of all livestock.
- the method according to the invention may be suitable for controlling the environmental conditions of the entire animal residence area.
- This embodiment comprises the following steps: detecting and calculating the livestock activity, assigning the calculated livestock activity to a behavioral pattern of the livestock by matching the detected activity with a normal pattern stored in a storage unit and / or an empirical value, retrieving the environmental conditions, assigning the calculated livestock activities to environmental conditions, Analyze animal behavior patterns taking into account environmental conditions, time of day, and event expectancy.
- This embodiment can enable an automatic adaptation of the environmental conditions by outputting a control signal from the data processing device to a signal-connected central control device taking into account the determined behavioral pattern.
- the environmental conditions with respect to the ambient temperature, the ventilation, the light intensity, the feed supply, the water supply, the medication supply or the like can be adjusted.
- the environmental conditions may be adjusted manually via a user interface.
- Fig. 1 Structure of a ground contact patch of a livestock breeding bay
- FIGS. 3A-D show different embodiments of the activity acquisition device according to the invention
- the ground contact surface 10 of a livestock breeding bay may be formed as a slatted floor 10.
- the slatted floor 10 may be characterized by planks 1 1, which form a tread surface 10 and narrow gaps 12 between the planks 1 1 as a passage for excrements of farm animals.
- the livestock breeding bay is a pig bay in the example shown. However, it is to be understood that the livestock breeding bay may also be suitable for other animals and designed accordingly.
- Fig. 1 shows a section of a slatted floor 10 of the Bay of Pigs, on whose beams according to the invention an activity detecting device can be attached.
- the slatted floor 10 consists of a plurality of planks 1 1, which are fixedly connected to each other on a substructure of a plurality of support members 13.
- the planks 1 1 have different widths in the example shown and therefore have a different cross-sectional area and therefore also different elastic behavior or elasticities.
- the elasticity of one of the planks 1 1 is determined by a modulus of elasticity and a moment of area moment of inertia.
- the modulus of elasticity is a material characteristic of the screed 1 1 and describes the relationship between elongation and stress during deformation with linear elastic behavior of the screed 1 1 by the weight and the inertial force of a farm animal.
- a screed 1 1 with a high modulus of elasticity has a higher rigidity than a screed 1 1 with a lower modulus of elasticity.
- the elastic behavior of the screed 1 1 is further determined by the area moment of inertia, which is a parameter derived from the geometry of the cross-sectional area of the screed 1 1.
- the same modulus of elasticity - has a screed having the same width a greater height than another plank a lower deformation under the same force on than this other plank.
- FIG. 2A-C shows an instrumented screed 20 which can be attached as part of the slatted floor 10 to the support members 13 of the substructure.
- the instrumented screed 20 consists of the screed 11 itself and an acceleration sensor 30.
- the acceleration sensor 30 is arranged and configured so that it is immovably fixed to a section 200 of the instrumented screed 20 and thereby accelerates the ground contact surface 10 in the region of the Bohle 20 of the livestock breeding bay can record lossless.
- the acceleration sensor 30 is fastened to the screed 11 by means of a stud screw 31.
- This fastening device requires a threaded bore in the screed 1 1 and a fastening thread in the acceleration sensor 30 and can thereby connect the acceleration sensor 30 rigidly and reliably to the instrumented screed 20.
- This type of coupling can be used for permanent mounting of the acceleration sensor 30. It should be understood, however, that the example of docking shown is just one of a variety of other docking modes suitable for mounting the acceleration sensor within an activity sensing device.
- a cable 32 is used as a signaling connection between the acceleration sensor 30 and the data processing device.
- the cable 32 can be fastened with a cable clamp 34, as shown in the example. This attachment can avoid the movement of the cable 32 relative to the acceleration sensor 30 and the resulting measurement errors.
- the cable 32 can be fastened by means of the cable clamp 34 such that a sufficient loop 35 is left in order to be able to avoid mechanical stresses acting on the acceleration sensor 30.
- the portion 200 of the instrumented screed 20 to which the acceleration sensor 30 is attached should be elastically deformable for the purpose of activity measurement and therefore have a defined distance 201 in the horizontal direction to the support elements 13 in order to accommodate the vertical acceleration of the ground contact patch 10.
- the acceleration sensor 30 may be oriented such that the direction of the expected acceleration corresponds to the direction of a measurement axis of the acceleration sensor 30.
- the sensitivity of the activity detection device according to the invention can be determined by the elasticity of the instrumented screed 20, the horizontal distance 201 of the section 200 to which the acceleration sensor 30 is attached to the instrumented screed 20 and a parameter of the acceleration sensor 30 itself can be determined. the.
- the selected portion 200 of the instrumented screed 20, to which the acceleration sensor 30 is attached can influence the deflection of the test body of the acceleration sensor 30, since the deflection, ie the orthogonal component of the offset of the deformed layer to the undeformed position of the instrumented screed 20, is greater in the center than in the vicinity of the fastening device of the instrumented screed 20 on the support elements 13.
- FIGS. 3A-D show various embodiments of the activity detection device, wherein in each case at least one acceleration sensor 30 of the same type with identical parameters is attached to exactly one instrumented screed 20 and the activity detection device includes two acceleration sensors 30 each.
- the electronic interface is designed as a screen 40 and shows the user a first signal of a first acceleration sensor and a second signal of a second acceleration sensor.
- the activity detector consists of two instrumented planks 120a, b.
- the instrumented planks 120a, b have an identical cross-sectional area, and the horizontal distance a 201a of the first portion 150a of the first instrumented plank 120a to which the first acceleration sensor 130a is attached corresponds to the horizontal distance a 502 of the second portion 150b of the second instrumented plank 120b the second acceleration sensor 130b is mounted.
- Fig. 3A corresponds to the arrangement of two acceleration sensors 130a, b, which integrates a user within a livestock housing bay, if he wants to capture the livestock activity exactly and exclude any measurement errors.
- both acceleration sensors 130a, b can record signals 141a, b and can offset deviations of the two activity detections by averaging 141.
- Figures 3B-D correspond to arrangements of two acceleration sensors 30 that may be used to detect the livestock activities of several farm animals. It is advantageous for these embodiments if a plurality of instrumented planks 20 have different sensitivities, in this case also livestock activities of livestock with different weights can be detected in good resolution and with a good signal-to-noise ratio.
- the spaced arrangement of two instrumented planks 20 also allows a spatial resolution of livestock activities within the bay by their signals are evaluated in temporal resolution to each other.
- truncated planks can be equipped as follows:
- the activity detector may consist of two instrumented planks 220a, b.
- the instrumented planks 220a, b have an identical cross-sectional area in this embodiment, and the horizontal distance b 503 of the first portion 250a of the first instrumented plank 220a to which the first acceleration sensor 230a is mounted differs from the horizontal distance c 504 of the second portion 250b of FIG second instrumented plank 220b to which the second acceleration sensor 230b is attached.
- the instrumented planks 220a, b have different sensitivities due to the respective selected portions 503 and 504 to which an acceleration sensor 230a and 230b are respectively attached.
- the deflection of the instrumented screed 220a with the acceleration sensor 230a at the portion 503 with the distance b 503 is greater in the example shown than at the portion 250b with the distance c 504 and thus also the specimen of the acceleration sensor 230a at the portion 250a with the distance b 503 more distracted. For this reason, the sensitivity of this instrumented screed 220a is greater and can be used for the activity detection of livestock with a lower weight.
- the signals 241a, b of such a design can be displayed to a user according to the invention via a screen 240.
- the lower sensitivity signal 241b may indicate the activity of the heavier farm animal.
- the difference in the signal 241b of the lower sensitivity device and the signal of the second higher sensitivity device may indicate the activity of a lighter working animal in signal 241a.
- the activity detector may consist of two instrumented planks 320a, b.
- the instrumented planks 320a, b have a different cross-sectional area in the example shown because the first instrumented plank 320a has a height f14 that is less than the height e15 of the second instrumented plank 320b.
- the horizontal distance d 505 of the first portion 350a of the first instrumented plank 320a to which the first acceleration sensor 330a is attached corresponds to the horizontal distance d 506 of the second portion 350b of the second instrumented plank 320b to which the second acceleration sensor 330b is attached.
- the instrumented planks 320a, b different stiffness, since the cross sections and thus the area moments of inertia of the two instrumented planks 320a, b are different. For this reason, the sensitivity of the instrumented plank 320a having the height f14 is greater in the example shown, as this instrumented plank 320a has a smaller cross-sectional area and can be used for the activity detection of livestock with a lower weight.
- the signals 341a, b of such an embodiment can be displayed to a user according to the invention via a screen 340.
- the lower sensitivity signal 341b may indicate the activity of the heavier farm animal.
- the difference in signal 341b of the lower sensitivity device and the higher sensitivity signal of the second device may indicate the activity of a lighter working animal in signal 341a.
- the activity sensing device may include a single instrumented screed 420 consisting of the one instrumented screed 420 and two acceleration sensors 430a, b.
- the first horizontal distance g 507 of the first acceleration sensor 430 a differs in the example shown from the second horizontal distance h 508 of the second acceleration sensor 430 b.
- only one instrumented screed 420 is integrated into the ground contact patch 10 of the livestock bay, but may be equipped with two acceleration sensors 430a, b at different sections 405a, b.
- the instrumented screed 420 has two different sensitivities, as the deflection of the instrumented screed 420 of the horizontally spaced portion 430a with the distance For this reason, the specimen of the acceleration sensor 430a with a distance g 507 can also be deflected more strongly and an activity of lighter livestock can be detected.
- the signals 441a, b of such a configuration can be displayed to a user according to the invention via a screen 440.
- the lower sensitivity signal 441b may indicate the activity of the heavier farm animal.
- One such embodiment can be used, for example, in birth monitoring.
- the activity with the one acceleration sensor 30a can be permanently detected and monitored.
- the second acceleration sensor 30b with a higher sensitivity, additionally occurring vibrations can be detected by a newborn and the time of birth can be determined.
- a plurality of additionally occurring vibrations due to a multiple birth can be detected and the time intervals between them can be determined.
- the activity of the heavy animals, in this case the mother, and the lighter animals, in this case the newborns can be individually recorded and monitored by means of a continuous differential analysis. If the weight of the juvenile is sufficiently large, the values of the difference analysis can approach zero and thus the time at which the juveniles should be separated from the mother can be determined.
- This application option is preferably implemented by means of a random point measurement.
- Another application of one of the embodiments 3B-D is the weight control of the livestock, in particular the monitoring of the weight gain of the livestock.
- the livestock activity can be randomly recorded and monitored as a point measurement with an acceleration sensor 30a.
- the second acceleration sensor 30b in this embodiment has a lower sensitivity and detects only accelerations by the movement of a livestock above a certain weight.
- a weighing process can be initiated from a defined weight gain, a feed composition can be adjusted due to a lack of weight gain or the like.
- the weight control can serve to determine a lack of space due to low livestock activity and weight gain of livestock within a bay and to report. As a result, for example, a manual and / or an automated selection of the livestock can be stopped according to the respective weight.
- a user of the device may therefore equip individual livestock housing bays or multiple livestock housing bays of his animal residence area as needed and individually record the activities of his livestock in each livestock housing bay.
- Embodiment 3B 503 horizontal distance of the section 250a; Embodiment 3B 504 horizontal distance of the section 250b; Embodiment 3B
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Abstract
The invention relates to an activity detection device for detecting the activity of a farm animal, comprising: an accelerometer (30) with an attachment unit (31) for the locally fixed attachment of the accelerometer (30) to a section (200) of a ground contact area (10) of a farm animal holding bay, a data processing unit that has a signal connection to the accelerometer (30) and is designed to detect an acceleration of the section (200) of the ground contact area (10) of the farm animal holding bay and from this acceleration to calculate a calculated farm animal activity, and an electronic interface (40) that is designed to signal the calculated farm animal activity.
Description
Nutztieraktivitätserfassung Domestic activity detection
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nutztieraktivitätserfassung. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Nutztieraktivitätserfassung. The present invention relates to a device for livestock activity detection. Another aspect of the invention is a method for livestock activity detection.
Vorrichtungen und Verfahren zur Nutztieraktivitätserfassung werden insbesondere in der modernen Nutztierhaltung eingesetzt, um bestimmte Verhaltensmuster eines Nutztieres aufgrund dessen Aktivität zu identifizieren und Auffälligkeiten zu erkennen. Identifizierbare auffällige Verhaltensmuster umfassen dabei beispielsweise krankheitstypische Verhaltensmuster, Kannibalismus, Schwanzbeißen, einsetzendes Sexualverhalten oder dergleichen. Durch Anpassen der Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise eine Temperaturveränderung oder eine Belüftungsanpassung, Verabreichen einer besonderen Futter- gäbe, eine tiermedizinische Untersuchung oder Zuführen des Nutztieres zu einem anderen Aufenthaltsbereichs, können die genannten Auffälligkeiten gesteuert, vermindert oder verhindert werden, wenn entsprechende Tieraktivitäten zuvor festgestellt worden sind. Devices and methods for livestock activity detection are used in particular in modern livestock husbandry to identify certain behavior patterns of a livestock due to its activity and to detect abnormalities. Identifiable conspicuous behavior patterns include, for example, disease-typical behavioral patterns, cannibalism, tail biting, incipient sexual behavior, or the like. By adapting the environmental conditions, such as a change in temperature or a ventilation adjustment, administering a special feeding, a veterinary examination or feeding the farm animal to another location area, said abnormalities can be controlled, reduced or prevented, if appropriate animal activities have previously been determined ,
Unter einem Aktivitätserfassungsvorgang soll hierbei ein zumindest teilweise automatisiert ablaufender Prozess verstanden werden, bei dem eine Verhaltensweise eines Tieres oder einer Gruppe von Tieren, oder auch eine überwiegend stattfindende Verhal-
tensweise innerhalb einer Gruppe von Tieren ermittelt wird. Insbesondere kann unter einem Aktivitätserfassungsvorgang auch ein Vorgang verstanden werden, bei dem durch einen Abgleich der erfassten Aktivität mit bekannten Normalmustern, individuellen Erfahrungswerten, sowie Ereigniserwartungen, ein Verhaltensmuster eines Nutztieres, einer Nutztiergruppe oder ein überwiegendes Verhaltensmuster einer Nutztiergruppe identifiziert werden kann. Im Zuge oder im Vorfeld einer solchen Aktivitätserfassung von Nutztieren kann es insbesondere erforderlich sein, Erfahrungswerte bezüglich des Verhaltens des Nutztieres oder der Nutztiergruppe zu sammeln, um auffällige Verhaltensmuster erkennen zu können. Hintergrund der Erfindung An activity recording process should be understood to mean an at least partially automated process in which a behavior of an animal or a group of animals, or also a predominantly occurring behavior of an animal or a group of animals, is understood. Tenswise within a group of animals is determined. In particular, an activity recording process can also be understood as a process in which a behavioral pattern of a livestock, a livestock group or an overriding behavioral pattern of a livestock group can be identified by matching the detected activity with known normal patterns, individual empirical values and event expectations. In the course of or in advance of such activity recording of livestock, it may be necessary in particular to gather empirical values regarding the behavior of the livestock or the livestock group in order to be able to recognize conspicuous patterns of behavior. Background of the invention
Aus DE 10 2006 018 545 B4 und DE 20 2016 003 420 U1 sind zwei Systeme zur Aktivitätserfassung bei Vierbeinern bzw. Huftieren aufgeführt. Bei diesen Systemen wird ein Beschleunigungssensor jeweils an einem Tier befestigt, beispielsweise an einem Halsband oder einem Bein, und ermöglicht hierdurch die Erfassung von Beschleunigungen durch Bewegungen des Tieres. Nachteilig ist allerdings, dass bei diesem Messsystem keine Erfassung der räumlichen Anordnung des Tieres und folglich keine räumliche Zuordnung von Aktivitäten ermöglicht wird. Zudem ist das System fehleranfällig gegenüber extern hervorgerufenen Bewegungen des Sensors, beispielsweise, wenn andere Tiere den Sensor berühren. Aus DE 20 2010 008 325 U1 ist zur Aktivitätserfassung von Nutztieren eine ähnliche Ausgestaltung mit den gleichen funktionalen Eigenschaften und Nachteilen in Form einer Ohrmarke vorbekannt, welche einen Beschleunigungssensor beinhaltet. DE 10 2006 018 545 B4 and DE 20 2016 003 420 U1 list two systems for recording activity in quadrupeds and ungulates. In these systems, an acceleration sensor is attached to an animal, such as a collar or leg, thereby enabling the detection of accelerations by movements of the animal. The disadvantage, however, is that in this measuring system no detection of the spatial arrangement of the animal and consequently no spatial allocation of activities is made possible. In addition, the system is error-prone to externally induced movements of the sensor, for example, when other animals touch the sensor. From DE 20 2010 008 325 U1 a similar embodiment with the same functional properties and disadvantages in the form of an ear tag is known for detecting the activity of livestock, which includes an acceleration sensor.
Den genannten Aktivitätserfassungsvorrichtungen von Nutztieren, insbesondere von Nutztieren mit einem ausgeprägten Erkundungstrieb, wie beispielsweise Schweinen, steht eine Reihe von Nachteilen gegenüber. Durch auftretende mechanische Belastungen auf den Beschleunigungssensor, insbesondere bei einer großen Anzahl an Tieren, die gemeinsam gehalten werden, können diese zerstört werden oder verloren gehen. Ein weiterer Nachteil der Beschleunigungssensoren ist die Fehlerträchtigkeit bezüglich Fremdeinwirkens anderer Nutztiere. Aus EP 2 260 699 B1 ist eine Tierortungsvorrichtung bekannt, bei der eine Tieraktivität durch eine optische Verfolgung eines Tieres erfasst wird. Die Vorrichtung ermöglicht es, ein tierindividuelles Verhaltensmuster oder ein Gruppenverhalten einer Mehrzahl von
Tieren durch eine Einzeltieraktivitätserfassung mittels einer Kamera zu beobachten und zu erfassen. The mentioned activity detection devices of livestock, especially livestock with a strong exploration instinct, such as pigs, faces a number of disadvantages. By occurring mechanical loads on the acceleration sensor, especially in a large number of animals that are kept together, they can be destroyed or lost. Another disadvantage of the acceleration sensors is the error rate with respect to external influence of other farm animals. From EP 2 260 699 B1 a animal locating device is known, in which an animal activity is detected by an optical tracking of an animal. The device makes it possible to have an animal-specific behavior pattern or a group behavior of a plurality of To observe and detect animals by a single animal activity detection by means of a camera.
Aus EP 2 786 655 B1 ist weiterhin eine ebenfalls mittels optischer Erfassung des Tieres arbeitende Tiererfassungsvorrichtung bekannt, die zum Erfassen eines Geburtsvorgangs und -Zeitraums ausgebildet ist. Dazu erfasst die Datenverarbeitungseinrichtung die Tierkonturen in einem Überwachungsbereich und den Zeitpunkt, in dem aus einer isolierten einzigen Kontur eines trächtigen Tiers zwei oder mehr getrennte Konturen werden, die sich mittels der Bilderfassungseinrichtung getrennt voneinander erkennen lassen. Zudem kann ein Jungtier auch anhand der Kontur oder der Größe im Vergleich zum Muttertier erkannt werden. Furthermore, EP 2 786 655 B1 discloses an animal detection device which likewise operates by means of optical detection of the animal and which is designed to record a birth process and time period. For this purpose, the data processing device acquires the animal contours in a surveillance area and the point in time when two or more separate contours become isolated from an isolated single contour of a pregnant animal, which can be recognized separately from one another by means of the image capture device. In addition, a cub can also be identified by its contour or size in comparison to the dam.
Für die aus dem Stand der Technik bekannte optisch gestützte Aktivitätserfassung eines einzelnen Tieres innerhalb einer Mehrzahl von Tieren sind spezifische zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um fehlerbehaftete Ergebnisse zu vermeiden, wenn beispielsweise einzelne tierindividuelle Merkmale nicht eindeutig zu einem Tier zugeordnet werden können oder ein erstes Tier ein zweites Tier, welches kleiner ist und sich aus Sicht der Tierortungsvorrichtung hinter dem ersten Tier befindet, verdeckt. For the optically-assisted activity detection of a single animal within a plurality of animals known from the prior art, specific additional measures are required to avoid erroneous results, for example, if individual animal-specific features can not be unambiguously assigned to one animal or if a first animal has a second one Animal, which is smaller and is behind the first animal from the point of view of the animal detection device, hidden.
Schließlich liegt ein weiterer Nachteil aller zuvor genannten Aktivitätsmessungen darin, dass durch die Erfassung der Aktivität der Tiere eine große Datenmenge in einer entsprechenden Datenverarbeitungseinrichtung verarbeitet werden muss. Dies erschwert in bestimmten kontinuierlich durchgeführten Überwachungen größerer Tierbestände die Handhabung und Speicherung der Daten, erfordert eine erhebliche Rechner- und Speicherkapazität der eingesetzten Hardware und ist gegenüber Datenfehlern und Datenverlusten empfindlich. Ein damit zusammenhängender Nachteil der vorbekannten Tieraktivi- tätsmessungssysteme ist in den nicht unerheblichen Investitionskosten für die Kompo- nenten der Vorrichtung selbst zu sehen. Finally, another disadvantage of all the aforementioned activity measurements is that the detection of the activity of the animals requires the processing of a large amount of data in a corresponding data processing device. This complicates the handling and storage of the data in certain continuously performed surveys of larger livestock, requires a considerable computing and storage capacity of the hardware used and is sensitive to data errors and data losses. A related disadvantage of the previously known animal activity measuring systems can be seen in the not inconsiderable investment costs for the components of the device itself.
In dem Artikel„Monitoring of piglets' open field activity and choice behaviour during the replay of maternal vocalization: a comparison between Observer and PID technique Laboratory" der Ausgabe 33 (S. 215-220) des Journals Laboratory Animals aus dem Jahre 1999 von B. Puppe, P.C. Schön und K. Wendland wird eine weitere Möglichkeit der Aktivitätserfassung eines Tieres beschrieben. Hierbei wird ein Tieraufenthaltsbereich mit Passiv-Infrarot-Sensoren ausgestattet und eine sich ändernde Wärmestrahlung im Infrarotbereich erfasst. Die sich ändernde Wärmestrahlung entspricht der Aktivität eines
Tieres mit einer bestimmten Körperwärme. Dieser Vorrichtung steht ein entscheidender Nachteil gegenüber. So wird für die Nutztieraktivitätserfassung eines gesamten Bereichs, in dem sich die Tiere befinden, eine Mehrzahl von Passiv-Infrarot-Sensoren benötigt, da diese nur einen beschränkten Erfassungsbereich aufweisen. Zudem ist die Sensitivität der Vorrichtung von dem Abstand des Passiv-Infrarot-Sensors zum Tier selbst abhängig und kann daher nicht allgemein für die Vorrichtung angegeben werden. Die Sensitivität der Vorrichtung muss daher nach deren Montage und Inbetriebnahme individuell selbst bestimmt und an die erfassten Tiere angepasst werden. Ein weiterer Nachteil ist die Fehleranfälligkeit bei der Nutztieraktivitätserfassung in der Nähe von Wärmequellen. Die Wärmequellen innerhalb eines Stalls, wie zum Beispiel in Form einer Wärmelampe für Jungtiere, können die Ergebnisse eines Passiv-Infrarot Sensors verfälschen, da die Umgebungstemperatur in etwa der Körpertemperatur der Jungtiere entspricht. Ein weiterer Nachteil ist die Fehlerträchtigkeit der Vorrichtung bei der Aktivitätserfassung eines Tieres, das sich hinter einem anderen Tier befindet und das aufgrund der Größe von dem Tier verdeckt wird. In the article "Monitoring of piglets' open field activity and choice behavior during the replay of maternal vocalization: a comparison between Observer and PID technique Laboratory" of issue 33 (pp. 215-220) of the journal Laboratory Animals of 1999 by B Puppen, PC Schön and K. Wendland describe another way to record the activity of an animal, where an animal area is equipped with passive infrared sensors and a changing heat radiation in the infrared range is recorded Animal with a certain body heat. This device faces a crucial disadvantage. Thus, for the livestock activity detection of an entire area in which the animals are located, a plurality of passive infrared sensors are needed because they have only a limited detection area. In addition, the sensitivity of the device depends on the distance of the passive infrared sensor to the animal itself and therefore can not be generally indicated for the device. The sensitivity of the device must therefore be individually determined after their installation and commissioning and adapted to the detected animals. Another disadvantage is the susceptibility to error in Livestock activity detection in the vicinity of heat sources. The heat sources inside a stable, such as a young baby's heat lamp, can distort the results of a passive infrared sensor because the ambient temperature is approximately the same as the calf's body temperature. Another drawback is the error-prone nature of the device in detecting the activity of an animal that is behind another animal and that is obscured by the animal due to its size.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Aktivitätserfassung von Nutztieren bereitzustellen, die/das sowohl eine Übertragung einer nur geringen Datenmenge erfordern und gleichzeitig eine effiziente Erfassung einer Nutztieraktivität mittels einer zuverlässigen Datenverarbeitung gewährleisten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Aktivitätserfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Aktivität eines Nutztieres gelöst. Die Aktivitätserfassungsvorrichtung umfasst einen Beschleunigungssensor, der mit einer Befestigungseinrichtung zur ortsfesten Befestigung des Beschleunigungssensors an einem Abschnitt einer Bodenaufstands- fläche einer Nutztierhaltungsbucht angebracht ist. Zudem umfasst die Aktivitätserfas- sungsvorrichtung eine Datenverarbeitungseinrichtung, welche mit dem Beschleunigungssensor signaltechnisch verbunden ist, um eine Beschleunigung des Abschnitts der Bo- denaufstandsfläche der Nutztierhaltungsbucht zu erfassen und aus dieser Beschleunigung eine berechnete Nutztieraktivität zu berechnen. Eine elektronische Schnittstelle der Aktivitätserfassungsvorrichtung ist schließlich ausgebildet, um die berechnete Nutztierak- tivität zu signalisieren. The invention has for its object to provide an apparatus and method for detecting the activity of livestock, which require both a transmission of only a small amount of data and at the same time ensure efficient detection of livestock activity by means of reliable data processing. This object is achieved by an activity detecting device for detecting an activity of a farm animal. The activity detection device comprises an acceleration sensor, which is mounted with a fastening device for fixed attachment of the acceleration sensor to a portion of a Bodenaufstands- surface of a livestock breeding bay. In addition, the activity detection device comprises a data processing device, which is signal-technically connected to the acceleration sensor in order to detect an acceleration of the section of the ground contact surface of the livestock housing bay and to calculate a calculated livestock activity from this acceleration. An electronic interface of the activity detection device is finally designed to signal the calculated Nutztierak- activity.
Mit der erfindungsgemäßen Aktivitätserfassungsvorrichtung wird es möglich, eine Aktivität eines Nutztieres, welches sich innerhalb einer Nutztierhaltungsbucht befindet, aufzuzeichnen. Die Nutztierhaltungsbucht steht in diesem Zusammenhang sinngemäß für eine
umschlossene Tieraufenthaltsfläche, in der sich ein Tier oder eine Mehrzahl von Tieren frei und ungehindert bewegen können. Die Nutztierhaltungsbucht kann demnach beispielsweise als Box, Käfig, oder dgl. ausgebildet sein. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung ausgebildet, um die Aktivität eines einzelnen Nutztieres oder einer Mehrzahl von Nutztieren innerhalb der Nutztierhaltungsbucht zu erfassen. Eine Aktivität eines einzelnen Nutztieres aus einer Mehrzahl von Nutztieren kann erfasst werden, ohne hierbei zuvor die einzelnen Tiere zu identifizieren oder zu kennzeichnen und ohne deren Aktivitäten einzeln zu erfassen. Erfindungsgemäß wird hierzu ein Beschleunigungssensor verwendet, der solcherart an einem Abschnitt der Bodenaufstandsfläche der Nutztierhaltungsbucht befestigt ist, dass er eine starre und ortsfeste Verbindung zu dem Abschnitt aufweist, wobei der Abschnitt selbst elastisch verformbar sein muss oder sich durch elastische Verformungen anderer Bereiche der Bodenaufstandsfläche unter Lasteinwirkung auf die Bodenaufstandsfläche bewegt. With the activity detecting device according to the present invention, it becomes possible to record an activity of a farm animal located within a livestock housing bay. The livestock breeding bay is in this context mutatis mutandis to a Enclosed animal habitat in which an animal or a plurality of animals can move freely and unhindered. The livestock breeding bay can accordingly be designed, for example, as a box, cage, or the like. According to the invention, the device is designed to detect the activity of a single livestock or a plurality of livestock within the livestock bay. An activity of a single farm animal from a plurality of livestock can be detected without first identifying or labeling the individual animals and without individually recording their activities. According to the invention, an acceleration sensor is used for this purpose, which is attached to a portion of the ground contact surface of the livestock bay so that it has a rigid and stationary connection to the section, the section itself must be elastically deformable or by elastic deformation of other areas of the ground contact surface under load moved to the ground contact patch.
Der Beschleunigungssensor ist hierbei ausgebildet, um mittels einer Befestigungseinrich- tung, wie zum Beispiel Schrauben, Nägel, einer Klemmvorrichtung oder dgl., an dem Abschnitt der Bodenaufstandsfläche befestigt zu werden. Die starre und ortsfeste Verbindung ermöglicht die Aktivitätserfassung durch Aufzeichnen einer Auslenkung des Abschnitts der Bodenaufstandsfläche, durch einen Probekörper des Beschleunigungssensors und verhindert zugleich Verfälschungen eines Messergebnisses aufgrund von Eigenschwingungen des Beschleunigungssensors. Durch die starre Verbindung des Beschleunigungssensors und damit auch des Probekörpers mit der Bodenaufstandsfläche ist die Auslenkung des Probekörpers direkt proportional zu der Auslenkung des Abschnittes der Bodenaufstandsfläche an dem der Beschleunigungssensor befestigt ist. Die Auslenkung des Probekörpers ist demnach ein Maß für die auf diesen Probekörper und damit auf den Abschnitt der Bodenaufstandsfläche wirkende Kräfte, die Gewichtskraft und die Trägheitskraft des Nutztieres, der Nutztiere oder eines Nutztieres aus einer Mehrzahl von Nutztieren, welches/welche sich auf der Bodenaufstandsfläche befinden und bewegen. The acceleration sensor is in this case designed to be fastened to the section of the ground contact surface by means of a fastening device, such as, for example, screws, nails, a clamping device or the like. The rigid and stationary connection enables the activity detection by recording a deflection of the portion of the ground contact patch, by a specimen of the acceleration sensor and at the same time prevents falsification of a measurement result due to natural oscillations of the acceleration sensor. Due to the rigid connection of the acceleration sensor and thus also the specimen with the ground contact surface, the deflection of the specimen is directly proportional to the deflection of the portion of the ground contact patch to which the acceleration sensor is attached. The deflection of the specimen is therefore a measure of the force acting on this specimen and thus on the portion of the ground contact surface forces, the weight and the inertial force of the farm animal, livestock or livestock from a plurality of livestock, which / which are located on the ground contact patch and move.
Erfindungsgemäß ist der Beschleunigungssensor mit einer Datenverarbeitungseinrich- tung signaltechnisch verbunden. Diese Datenverarbeitungseinrichtung erhält eine erfass- te Aktivität in Form eines Signals des Beschleunigungssensors und berechnet daraus die Aktivität des Nutztieres.
Für die Funktion der Erfindung vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet ist, um beispielsweise die Position des Nutztieres zum Zeitpunkt der berechneten Nutztieraktivität in Bezug auf die Position des Beschleunigungssensors innerhalb der Bodenaufstandsfläche der Nutztierhaltungsbucht zu berechnen. Dazu kann beispielsweise die Lage des Beschleunigungssensors innerhalb der Bodenaufstandsfläche entsprechend einprogrammiert sein, um auf diese Weise die Zuordnung der Position des Nutztieres vornehmen zu können. Auf diese Art, kann die Nutztieraktivität positionsabhängig bestimmt werden oder aber auch das Tier mit einer bestimmten Aktivität schneller identifiziert und aus einer Mehrzahl von Nutztieren gefun- den werden. Zudem ermöglicht diese Ausgestaltung ein Erfassen des Sozialverhaltens der Nutztiere innerhalb einer Nutztierhaltungsbucht, da unterschieden werden kann, ob die Aktivität der Nutztiere räumlich getrennt oder auf dichtem Raum gedrängt stattfindet. According to the invention, the acceleration sensor is signal-technologically connected to a data processing device. This data processing device receives a detected activity in the form of a signal of the acceleration sensor and calculates therefrom the activity of the livestock. In this context, it is advantageous for the function of the invention if the data processing device is designed, for example, to calculate the position of the farm animal at the time of the calculated livestock activity with respect to the position of the acceleration sensor within the ground contact patch of the livestock bay. For this purpose, for example, the position of the acceleration sensor can be programmed in accordance with the ground contact surface in order to make the assignment of the position of the farm animal in this way. In this way, livestock activity can be determined in a position-dependent manner or else the animal with a specific activity can be identified more quickly and found from a plurality of livestock. In addition, this embodiment makes it possible to record the social behavior of the livestock within a livestock breeding bay, since it can be distinguished whether the activity of the livestock is spatially separated or crowded together in dense space.
Schließlich ist erfindungsgemäß eine elektronische Schnittstelle vorgesehen, welche es ermöglicht, die von der Datenverarbeitungseinrichtung berechnete Nutztieraktivität zu signalisieren. Die elektronische Schnittstelle kann beispielsweise als Anzeigevorrichtung in Form eines Bildschirms ausgebildet sein und kann das erfasste Signal des Beschleunigungssensors einem Benutzer anzeigen. Eine andere Ausgestaltung der elektronischen Schnittstelle kann beispielsweise so ausgeführt sein, dass Nutztieraktivitäten mittels einer drahtlosen Übertragung signalisiert werden. Diese drahtlose Übertragung kann die be- rechnete Nutztieraktivität beispielsweise an ein mobiles Endgerät senden oder aber auch einen Alarm eines Funkmeldeempfängers bei definierten Signalen auslösen. Finally, according to the invention, an electronic interface is provided which makes it possible to signal the livestock activity calculated by the data processing device. The electronic interface can be designed, for example, as a display device in the form of a screen and can display the detected signal of the acceleration sensor to a user. Another embodiment of the electronic interface may for example be designed so that livestock activities are signaled by means of a wireless transmission. This wireless transmission can send the calculated livestock activity, for example, to a mobile terminal or else trigger an alarm of a radio message receiver with defined signals.
Mit der erfindungsgemäßen Aktivitätserfassungsvorrichtung wird eine Erfassung derjenigen Tieraktivitäten, die ein besonderes Einschreiten erfordern, mit einem geringen Aufwand an Hardware und Installation erreicht und ermöglicht, auch größere Tierbestände effizient zu überwachen. With the activity detection device according to the invention, detection of those animal activities requiring special intervention is achieved with a low expenditure on hardware and installation and makes it possible to efficiently monitor also larger animal stocks.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Aktivi- tätserfassungsvorrichtung weitergebildet, indem die elektronische Schnittstelle eine Benutzerschnittstelle ist. Diese Weiterbildung ermöglicht es dem Benutzer beispielsweise, den Zeitabstand, in dem die Nutztieraktivität erfasst werden soll einzustellen, der Nutztieraktivität tierindividuelle Informationen über das Alter und den Gesundheitszustand, ein beobachtetes Verhalten des Nutztieres zuzuordnen oder dgl. Desweiteren kann ein Benutzer der berechneten Aktivität ein Ereignis, wie beispielsweise eine Nachtruhe, eine Fütterung, ein Geburtenzeitraum, ein Wiegevorgang ein Sortierungsvorgang
oder dgl. zuordnen. Diese Einstellungen können vorzugsweise über vorprogrammierte Zahlen- oder Buchstabencodes vorgenommen werden. According to a first preferred embodiment, the activity detection device according to the invention is further developed in that the electronic interface is a user interface. This development allows the user, for example, to set the time interval in which the livestock activity is to be recorded, to associate livestock activity with animal-specific information about the age and the state of health, an observed behavior of the livestock or the like. Furthermore, a user of the calculated activity can set an event, such as a night's sleep, a feeding, a birth period, a weighing process, a sorting process or the like. These settings can preferably be made via preprogrammed number or letter codes.
Insbesondere ist es gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die elektronische Schnittstelle als Datenschnittstelle ausgebildet ist und mit der Datenverarbeitungseinrichtung signaltechnisch verbunden ist. Mit dieser Fortbildung können Daten von einer zentralen Steuerung abgerufen und der berechneten Nutztieraktivität zugeordnet werden und/oder Daten zu solch einer zentralen Steuerung übermittelt werden. Die zentrale Steuerung kann beispielsweise die Umgebungstemperatur, die Luftfeuchtigkeit, Lichtintensität, Medikamentenversorgung, Wasserversorgung, Futterzu- sammensetzung, Futtermenge oder dgl. steuern. Durch eine signaltechnische Verbindung mit der zentralen Steuerung oder mit jeweiligen Steuerungseinheiten können die zuvor genannten Parameter unter Berücksichtigung der erfassten Tieraktivität gesteuert und verwaltet werden. In particular, it is provided according to a further preferred embodiment that the electronic interface is designed as a data interface and is connected by signal technology with the data processing device. With this training data can be retrieved from a central controller and associated with the calculated livestock activity and / or data transmitted to such a central controller. The central controller can control, for example, the ambient temperature, the humidity, light intensity, medication supply, water supply, feed composition, feed quantity or the like. By a signaling connection with the central control or with respective control units, the aforementioned parameters can be controlled and managed taking into account the detected animal activity.
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine Kommunikation aller Steuerungseinheiten, Rechner und Sensoren des gesamten Tieraufenthaltsbereichs, wie beispielsweise eines Stalles, der eine Mehrzahl an Nutztierhaltungsbuchten umfasst. Die Datenverarbeitungseinrichtung erhält somit einerseits von dem Beschleunigungssensor ein erfasstes Signal aus dem die Nutztieraktivität berechnet wird und andererseits können von der elektronischen Schnittstelle tierindividuelle Informationen sowie Informationen zu den Umgebungsbedin- gungen, welche zum Zeitpunkt der Aktivitätserfassung vorherrschen, wie beispielsweise die Umgebungstemperatur, die Luftfeuchtigkeit, die Lichtintensität, die Medikamentenversorgung, die Wasserversorgung, Futterzusammensetzung, Futtermenge oder dgl. ebenfalls zugeführt und bei der Datenverarbeitung und der Steuerung von Parametern berücksichtigt werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Datenverarbeitungseinrichtung eine Speichereinheit. Bei dieser Ausgestaltung können das Signal des Beschleunigungssensors und die daraus berechnete Nutztieraktivität in einem Signalprofil gespeichert werden. Das Signalprofil enthält gegebenenfalls eine zusätzliche Information über die von der Datenverarbeitungseinrichtung berechnete Position des Nutztieres sofern diese berechnet wurde. Zudem kann das Signalprofil mit Informationen, die über die elektronische Schnittstelle zugeordnet werden können, vervollständigt werden. Die Datenverarbeitungseinrichtung ist bevorzugt ausgebildet, um aus einer Mehrzahl erfass- ter Signalprofile ein Normalmuster, einen Erfahrungswert oder eine Ereigniserwartung zu
bilden, diese abzuspeichern und dadurch die Aktivitätserfassungsvorrichtung zu kalibrieren. Durch einen Musterabgleich, einer Differenzbetrachtung und/oder einen Durchschnittsvergleich mit mehreren in der Speichereinheit gespeicherten Signalprofilen kann ein Verhaltensmuster eines Nutztiers erfasst werden. Insbesondere können dadurch ortsspezifische und tageszeitspezifische Verhaltensmuster des Nutztieres erfasst werden und auffällige Verhaltensmuster, wie beispielsweise Unruhen oder auch krankheitstypische Signale erkannt werden. Weiter soll durch den Musterabgleich, der Differenzbetrachtung und/oder dem Durchschnittsvergleich des Signalprofils ein Gruppenverhalten einer Mehrzahl von Tieren von einem Einzelverhalten eines Tieres innerhalb einer Grup- pe unterschieden werden. Auftretende Verhaltensauffälligkeiten können mittels der elektronischen Schnittstelle signalisiert oder auch alarmiert werden. This embodiment enables communication of all control units, computers and sensors of the entire animal living area, such as a barn, which includes a plurality of livestock housing bays. The data processing device thus receives from the acceleration sensor, on the one hand, a detected signal from which the livestock activity is calculated and, on the other hand, animal-specific information as well as information on the environmental conditions prevailing at the time of the activity detection, such as the ambient temperature, the humidity, the Light intensity, the drug supply, the water supply, feed composition, feed amount or the like. Also supplied and taken into account in the data processing and the control of parameters. According to a further preferred embodiment, the data processing device comprises a memory unit. In this embodiment, the signal of the acceleration sensor and the livestock activity calculated therefrom can be stored in a signal profile. If appropriate, the signal profile contains additional information about the position of the livestock calculated by the data processing device if this has been calculated. In addition, the signal profile can be completed with information that can be assigned via the electronic interface. The data processing device is preferably designed to be able to select from a plurality of detected signal profiles a normal pattern, an empirical value or an event expectation form, store them and thereby calibrate the activity detection device. By a pattern matching, a difference analysis and / or an average comparison with a plurality of signal profiles stored in the memory unit, a behavior pattern of a farm animal can be detected. In particular, this allows location-specific and daytime-specific behavioral patterns of the farm animal to be detected and conspicuous behavior patterns, such as, for example, riots or disease-typical signals to be detected. Furthermore, by the pattern matching, the difference analysis and / or the average comparison of the signal profile, a group behavior of a plurality of animals is to be distinguished from an individual behavior of an animal within a group. Occurring behavioral problems can be signaled by the electronic interface or even alerted.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aktivitätserfas- sungsvorrichtung ist die Datenschnittstelle der Datenverarbeitungseinrichtung signaltechnisch mit der zentralen Steuerungssoftware gekoppelt. Durch diese Ausbildung kann ein Steuerungssignal an eine Einrichtung, wie zum Beispiel eine Klimaeinrichtung, eine Belüftungseinrichtung, eine Beleuchtungseinrichtung, eine Medikamentenversorgungseinrichtung, eine Wasserversorgungseinrichtung, eine Futterversorgungseinrichtung oder dgl. in Abhängigkeit der erfassten Aktivität ausgegeben werden. Das Steuerungssignal kann durch diese Ausgestaltung die Umgebungsbedingungen tierindividuell anpassen, um eine von Normalmustern abweichende Aktivität zu verhindern. Durch diese Ausführungsform können unter Berücksichtigung der erfassten Nutztieraktivitäten die Umgebungsbedingungen automatisch tierindividuell angepasst werden. Tierindividuelle Optimalbedingungen können sich dabei nach dem Alter der Nutztiere, der Anzahl der Nutztiere innerhalb einer Bucht, dem Gesundheitszustand eines Nutztieres und der Ereigniser- Wartung richten. Diese Ausgestaltung ermöglicht beispielsweise das Erfassen von nächtlichen Gruppierungen der Nutztiere. Dieses Verhaltensmuster kann auf eine zu kalte Umgebungstemperatur hinweisen und folglich eine Kontrolle sowie eine Anpassung der Umgebungstemperatur veranlassen. In a further preferred embodiment of the activity detection device according to the invention, the data interface of the data processing device is signal-wise coupled to the central control software. With this configuration, a control signal can be output to a device such as an air conditioner, a ventilation device, a lighting device, a medicine supply device, a water supply device, a feed supply device or the like depending on the detected activity. The control signal can adapt animal-specific environment conditions by this design to prevent an activity deviating from normal patterns. By means of this embodiment, the environmental conditions can automatically be adapted to the individual animal taking into account the recorded livestock activities. Individual optimal conditions may depend on the age of the livestock, the number of livestock within a bay, the health of a livestock and the event maintenance. This embodiment allows, for example, the detection of nocturnal groupings of livestock. This behavioral pattern may indicate a too cold ambient temperature and thus cause control and adjustment of ambient temperature.
Noch weiter ist es insbesondere bevorzugt, dass die Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet ist, um vollständige Verhaltensmuster innerhalb der Bucht zu erfassen, ohne die Aktivität permanent zu überwachen, indem mithilfe der Normalmuster, der Erfahrungswerte und der Ereigniserwartungen eine Notwendigkeit einer permanenten Messung, einer periodischen Punktmessung oder einer periodischen Sequenzmessung definiert werden kann. Zudem kann die Datenverarbeitungseinrichtung in einer bevorzug-
ten Ausführungsform dazu ausgebildet sein, eine erfasste Nutztieraktivität als Amplitude, Frequenz und/oder als punktuelles Signal in Form eines Maximal- oder Minimalwertes verarbeiten zu können. Sowohl die Art und der Zeitabstand der Aktivitätsmessung als auch die Form des verarbeiteten Signals können abgängig von der erwarteten Nutztierak- tivität einprogrammiert werden, um den erfassten Signalprofilen der Nutztieraktivitäten in zwei aufeinanderfolgenden Aktivitätserfassungsvorgängen ein vollständiges Verhaltensmuster zuordnen zu können. Aufgrund einer erwarteten Nachtruhe kann es beispielsweise ausreichen, nachts periodische Punktmessungen anzusteuern und die erfasste Aktivität in Form von einem punktuellen Signal zu verarbeiten. Während der Nachtruhe können in der Regel lediglich Signale von geringeren Intensitäten in größeren Zeitabständen als am Tag verzeichnet werden. Die erfassten punktuellen Signale befinden sich zudem oftmals in einem für die Nachtruhe definierten Bereich. Auffälligkeiten können in Form von Maximal- bzw. Minimalwerten aufgezeichnet und gespeichert werden. Eine weitere bevorzugte Anwendung kann beispielsweise die Überwachung eines Geburtsvorgangs sein. Aufgrund fehlender Vorhersagbarkeit eines exakten Zeitpunkts an dem die Geburt beginnt, kann die Notwendigkeit die Aktivität des trächtigen Tieres permanent aufzuzeichnen bestehen. Als weitere Möglichkeit kann die Nutztieraktivität als periodische Sequenzmessung aufgezeichnet werden. Diese Art der Nutztieraktivitätserfassung kann bei sich wiederholenden Ereignissen eingesetzt werden, wie zum Beispiel während der Futtergabe. Still further, it is particularly preferred that the data processing device is adapted to detect complete behavioral patterns within the bay without permanently monitoring the activity by using the normal patterns, empirical values and event expectations, a need for a permanent measurement, a periodic point measurement or a periodic sequence measurement can be defined. In addition, the data processing device can be used in a preferred Embodiment be designed to be able to process a detected livestock activity as amplitude, frequency and / or as a punctual signal in the form of a maximum or minimum value. Both the nature and the time interval of the activity measurement as well as the form of the processed signal can be programmed down from the expected livestock activity in order to be able to assign a complete behavioral pattern to the detected signal profiles of the livestock activities in two successive activity detection processes. For example, due to an expected night's sleep, it may be sufficient to control periodic point measurements at night and to process the detected activity in the form of a punctual signal. During the night, usually only signals of lower intensities can be recorded at greater intervals than during the day. In addition, the detected punctual signals are often in an area defined for the night's sleep. Abnormalities can be recorded and stored in the form of maximum and minimum values. Another preferred application may be, for example, the monitoring of a birthing process. Due to the lack of predictability of an exact time at which the birth begins, the need to permanently record the activity of the pregnant animal may exist. As another option, livestock activity can be recorded as a periodic sequence measurement. This type of livestock activity detection can be used in repetitive events, such as during feeding.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Erfassen einer Nutztieraktivität mittels einer Aktivitätserfassungsvorrichtung. Die Aktivität von Nutztieren, die sich innerhalb einer Bucht befinden, wird durch das Erfassen einer vertikalen Beschleunigung eines Abschnitts einer Bodenaufstandsfläche und die Berechnung der Nutztieraktivität aus der Beschleunigung erfasst. Die berechnete Aktivität eines Nutztieres, einer Mehrzahl von Nutztieren oder aber eines Nutztieres innerhalb einer Mehrzahl von Nutztieren kann durch dieses Verfahren erfasst und beobachtet werden. Another aspect of the invention is a method of detecting livestock activity by means of an activity detection device. The activity of livestock located within a bay is detected by detecting a vertical acceleration of a portion of a ground contact patch and calculating the livestock activity from the acceleration. The calculated activity of a farm animal, a plurality of livestock or a livestock within a plurality of livestock can be detected and monitored by this method.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein effizientes Erfassen einer Nutztieraktivität ermöglicht. Die Aktivität eines einzelnen Nutztieres oder einer Mehrzahl von Nutztie- ren, die sich gemeinsam und untereinander frei und ungehindert beweglich in der Nutztierhaltungsbucht aufhalten, kann aus einem Signal des Beschleunigungssensors berechnet werden, ohne dass es hierfür erforderlich wäre die Aktivitäten aller Tiere einzeln aufzunehmen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann sich das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern der Umgebungsbedingungen des gesamten Tieraufenthaltsbereichs eignen. Diese Ausführungsform umfasst folgende Schritte: Erfassen und Berechnen der Nutztieraktivität, zuordnen der berechneten Nutztieraktivität zu einem Verhaltensmuster des Nutztieres durch Abgleichen der erfassten Aktivität mit einem in einer Speichereinheit gespeicherten Normalmuster und/oder einem Erfahrungswert, abrufen der Umgebungsbedingungen, zuordnen der berechneten Nutztieraktivitäten zu Umgebungsbedingungen, Analysieren der tierindividuellen Verhaltensmuster unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen, der Tageszeit und der Ereigniserwartung. Diese Ausgestaltung kann eine automatische Anpassung der Umgebungsbedingungen durch Ausgeben eines Steuerungssignals von der Datenverarbeitungseinrichtung an eine signaltechnisch verbundene zentrale Steuerungseinrichtung unter Berücksichtigung des ermittelten Verhaltensmusters ermöglichen. In Abhängigkeit des durch den Musterabgleich ermittelten Verhaltensmusters können die Umgebungsbedingungen bezüglich der Umgebungstem- peratur, der Belüftung, der Lichtintensität, der Futterversorgung, der Wasserversorgung, der Medikamentenversorgung oder dgl. anpasst werden. With the method according to the invention, an efficient detection of a livestock activity is made possible. The activity of a single livestock or of a plurality of livestock, which are freely and freely movable in the livestock breeding bay, can be calculated from a signal of the acceleration sensor, without it being necessary to individually record the activities of all livestock. In a preferred embodiment, the method according to the invention may be suitable for controlling the environmental conditions of the entire animal residence area. This embodiment comprises the following steps: detecting and calculating the livestock activity, assigning the calculated livestock activity to a behavioral pattern of the livestock by matching the detected activity with a normal pattern stored in a storage unit and / or an empirical value, retrieving the environmental conditions, assigning the calculated livestock activities to environmental conditions, Analyze animal behavior patterns taking into account environmental conditions, time of day, and event expectancy. This embodiment can enable an automatic adaptation of the environmental conditions by outputting a control signal from the data processing device to a signal-connected central control device taking into account the determined behavioral pattern. Depending on the pattern of behavior determined by the pattern matching, the environmental conditions with respect to the ambient temperature, the ventilation, the light intensity, the feed supply, the water supply, the medication supply or the like can be adjusted.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Nutztieraktivitätserfassung können die Umgebungsbedingungen manuell über eine Benutzerschnittstelle angepasst werden. In another embodiment of the method for livestock activity detection, the environmental conditions may be adjusted manually via a user interface.
Durch dieses Verfahren können zum einen Verhaltensmuster von Tieren erfasst werden und zum anderen Auffälligkeiten durch das Anpassen der Umgebungsbedingungen vermieden werden. By this method, on the one hand behavior patterns of animals can be detected and on the other abnormalities can be avoided by adapting the environmental conditions.
Dieses Verfahren kann insbesondere mit der zuvor erläuterte Aktivitätserfassungsvorrich- tung oder Teilen davon ausgeführt werden. Weiterhin ist zu verstehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere solcherart bevorzugt fortgebildet werden kann, dass es diejenigen Verfahrensschritte aufweist bzw. ermöglicht, die zuvor erläuterte Fortbildungen der erfindungsgemäßen Aktivitätserfassungsvorrichtung bereitgestellt werden. This method can be carried out in particular with the previously described Aktivitätserfassungsvorrich- tion or parts thereof. Furthermore, it is to be understood that the method according to the invention can be developed in particular in such a way that it has or make possible those method steps which are provided with the previously explained further developments of the activity detection device according to the invention.
Bevorzugte Ausführungsformen der Aktivitätserfassungsvorrichtung werden anhand der anhängenden Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 Aufbau einer Bodenaufstandsfläche einer Nutztierhaltungsbucht Preferred embodiments of the activity detecting device will be described with reference to the attached drawings. Show it: Fig. 1 Structure of a ground contact patch of a livestock breeding bay
Fig. 2A-C Befestigung eines Beschleunigungssensors an einer instrumentierten Fig. 2A-C attachment of an acceleration sensor to an instrumented
Bohle an der Bodenaufstandsfläche Bohle at the ground contact surface
Fig. 3A-D unterschiedliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Aktivi- tätserfassu ngsvorrichtu ng FIGS. 3A-D show different embodiments of the activity acquisition device according to the invention
Die Bodenaufstandsfläche 10 einer Nutztierhaltungsbucht kann als Spaltenboden 10 ausgebildet sein. Der Spaltenboden 10 kann durch Bohlen 1 1 , die eine Auftrittsfläche 10 bilden und schmale Spalten 12 zwischen den Bohlen 1 1 als Durchlass für Exkremente der Nutztiere gekennzeichnet sein. Die Nutztierhaltungsbucht ist im gezeigten Beispiel eine Schweinebucht. Es ist jedoch zu verstehen, dass die Nutztierhaltungsbucht auch für andere Tiere geeignet und dementsprechend ausgestaltet sein kann. Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Spaltenbodens 10 der Schweinebucht, an dessen Unterzügen erfindungsgemäß eine Aktivitätserfassungsvorrichtung angebracht werden kann. Der Spaltenboden 10 besteht aus einer Mehrzahl von Bohlen 1 1 , die fest auf einer Unterkonstruktion aus mehreren Tragelementen 13 miteinander verbunden sind. Die Bohlen 1 1 weisen im gezeigten Beispiel unterschiedliche Breiten auf und haben demnach eine unterschiedliche Querschnittsfläche und daher auch unterschiedliches elastisches Verhalten bzw. Elastizitäten. Die Elastizität einer der Bohlen 1 1 wird durch einen Elastizitätsmodul und ein Flächenträgheitsmoment bestimmt. Der Elastizitätsmodul ist ein Materialkennwert der Bohle 1 1 und beschreibt den Zusammenhang von Dehnung und Spannung bei der Verformung mit linear elastischem Verhalten der Bohle 1 1 durch die Gewichtskraft und die Trägheitskraft eines Nutztieres. Demnach besitzt eine Bohle 1 1 mit einem hohen Elastizitätsmodul eine höhere Steifigkeit als eine Bohle 1 1 mit einem niedrigeren Elastizitätsmodul. Das elastische Verhalten der Bohle 1 1 wird weiterhin durch das Flächenträgheitsmoment bestimmt, welches eine Kenngröße ist, die sich aus der Geometrie der Querschnittsfläche der Bohle 1 1 ableitet. Bei gleichen Materialeigenschaften - also gleichem Elastizitätsmodul - weist eine Bohle, die bei gleicher Breite eine größere Höhe aufweist als eine andere Bohle eine geringere Verformung unter gleicher Krafteinwirkung auf als diese andere Bohle. Durch Auswahl von Bohlen mit unterschiedlichem Elastizitätsmodul und/oder unterschiedlicher Flächenträgheitsmoment kann daher das elastische Verformungsverhalten der Bohle an unterschiedliche Belastungszustände angepasst werden.
Fig. 2A-C zeigt eine instrumentierte Bohle 20, die als Bestandteil des Spaltenbodens 10 an den Tragelementen 13 der Unterkonstruktion befestigt werden kann. Die instrumentierten Bohle 20 besteht aus der Bohle 1 1 selbst und einem Beschleunigungssensor 30. Der Beschleunigungssensor 30 ist solcherart angeordnet und ausgebildet, dass er unbe- weglich an einem Abschnitt 200 der instrumentierten Bohle 20 befestigt ist und dadurch eine Beschleunigung der Bodenaufstandsfläche 10 im Bereich der Bohle 20 der Nutztierhaltungsbucht verlustfrei aufzeichnen kann. In dem gezeigten Beispiel ist der Beschleunigungssensor 30 mittels einer Stiftschraube 31 an der Bohle 1 1 befestigt. Diese Befestigungseinrichtung setzt eine Gewindebohrung in der Bohle 1 1 und ein Befestigungsge- winde im Beschleunigungssensor 30 voraus und kann dadurch den Beschleunigungssensor 30 starr und zuverlässig mit der instrumentierten Bohle 20 verbinden. Diese Ankopplungsart kann zur dauerhaften Montage des Beschleunigungssensors 30 verwendet werden. Es ist jedoch zu verstehen, dass das gezeigte Beispiel der Ankopplungsart nur eines aus einer Vielzahl weiterer Ankopplungsarten ist, die sich zur Befestigung des Beschleunigungssensors im Rahmen einer Aktivitätserfassungsvorrichtung eignen. The ground contact surface 10 of a livestock breeding bay may be formed as a slatted floor 10. The slatted floor 10 may be characterized by planks 1 1, which form a tread surface 10 and narrow gaps 12 between the planks 1 1 as a passage for excrements of farm animals. The livestock breeding bay is a pig bay in the example shown. However, it is to be understood that the livestock breeding bay may also be suitable for other animals and designed accordingly. Fig. 1 shows a section of a slatted floor 10 of the Bay of Pigs, on whose beams according to the invention an activity detecting device can be attached. The slatted floor 10 consists of a plurality of planks 1 1, which are fixedly connected to each other on a substructure of a plurality of support members 13. The planks 1 1 have different widths in the example shown and therefore have a different cross-sectional area and therefore also different elastic behavior or elasticities. The elasticity of one of the planks 1 1 is determined by a modulus of elasticity and a moment of area moment of inertia. The modulus of elasticity is a material characteristic of the screed 1 1 and describes the relationship between elongation and stress during deformation with linear elastic behavior of the screed 1 1 by the weight and the inertial force of a farm animal. Accordingly, a screed 1 1 with a high modulus of elasticity has a higher rigidity than a screed 1 1 with a lower modulus of elasticity. The elastic behavior of the screed 1 1 is further determined by the area moment of inertia, which is a parameter derived from the geometry of the cross-sectional area of the screed 1 1. For the same material properties - ie the same modulus of elasticity - has a screed having the same width a greater height than another plank a lower deformation under the same force on than this other plank. By selecting planks with different modulus of elasticity and / or different area moment of inertia, therefore, the elastic deformation behavior of the screed can be adapted to different loading conditions. Fig. 2A-C shows an instrumented screed 20 which can be attached as part of the slatted floor 10 to the support members 13 of the substructure. The instrumented screed 20 consists of the screed 11 itself and an acceleration sensor 30. The acceleration sensor 30 is arranged and configured so that it is immovably fixed to a section 200 of the instrumented screed 20 and thereby accelerates the ground contact surface 10 in the region of the Bohle 20 of the livestock breeding bay can record lossless. In the example shown, the acceleration sensor 30 is fastened to the screed 11 by means of a stud screw 31. This fastening device requires a threaded bore in the screed 1 1 and a fastening thread in the acceleration sensor 30 and can thereby connect the acceleration sensor 30 rigidly and reliably to the instrumented screed 20. This type of coupling can be used for permanent mounting of the acceleration sensor 30. It should be understood, however, that the example of docking shown is just one of a variety of other docking modes suitable for mounting the acceleration sensor within an activity sensing device.
In dem gezeigten Beispiel wird ein Kabel 32 als signaltechnisches Verbindungselement zwischen dem Beschleunigungssensor 30 und der Datenverarbeitungseinrichtung verwendet. Um die Bewegung des Kabels 32, welches über den Steckverbinder 33 an dem Beschleunigungssensor 30 angeschlossen ist, möglichst gering zu halten, kann das Kabel 32, wie in dem Beispiel gezeigt, mit einer Kabelschelle 34 befestigt werden. Diese Befestigung kann die Bewegung des Kabels 32 relativ zum Beschleunigungssensor 30 und die daraus resultierenden Messfehler vermeiden. Das Kabel 32 kann dabei solcherart mittels der Kabelschelle 34 befestigt werden, dass eine hinreichende Schlaufe 35 gelassen wird, um mechanische Spannungen, die auf den Beschleunigungssensor 30 wirken vermeiden zu können. Der Abschnitt 200 der instrumentierten Bohle 20 an dem der Beschleunigungssensor 30 befestigt ist, soll für den Zweck der Aktivitätsmessung elastisch verformbar sein und daher einen definierten Abstand 201 in horizontaler Richtung zu den Tragelementen 13 haben, um die vertikale Beschleunigung der Bodenaufstandsfläche 10 aufnehmen zu können. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Beschleunigungssensor 30 so ausgerichtet werden, dass die Richtung der erwarteten Beschleunigung der Richtung einer Messachse des Beschleunigungssensors 30 entspricht. Die Empfindlichkeit der erfindungsgemäßen Aktivitätserfassungsvorrichtung kann durch die Elastizität der instrumentierten Bohle 20, den horizontalen Abstand 201 des Abschnitts 200 an dem der Beschleunigungssensor 30 an der instrumentierten Bohle 20 befestigt ist und einen Parameter des Beschleunigungssensors 30 selbst bestimmt wer-
den. Der gewählte Abschnitt 200 der instrumentierten Bohle 20, an dem der Beschleunigungssensor 30 befestigt ist, kann die Auslenkung des Probekörpers des Beschleunigungssensors 30 beeinflussen, da die Durchbiegung, also der orthogonale Anteil des Versatzes der verformten Lage zur unverformten Lage der instrumentierten Bohle 20 mittig größer ist, als in der Nähe der Befestigungseinrichtung der instrumentierten Bohle 20 an den Tragelementen 13. In the example shown, a cable 32 is used as a signaling connection between the acceleration sensor 30 and the data processing device. In order to minimize the movement of the cable 32, which is connected to the acceleration sensor 30 via the connector 33, the cable 32 can be fastened with a cable clamp 34, as shown in the example. This attachment can avoid the movement of the cable 32 relative to the acceleration sensor 30 and the resulting measurement errors. In this case, the cable 32 can be fastened by means of the cable clamp 34 such that a sufficient loop 35 is left in order to be able to avoid mechanical stresses acting on the acceleration sensor 30. The portion 200 of the instrumented screed 20 to which the acceleration sensor 30 is attached should be elastically deformable for the purpose of activity measurement and therefore have a defined distance 201 in the horizontal direction to the support elements 13 in order to accommodate the vertical acceleration of the ground contact patch 10. In a preferred embodiment, the acceleration sensor 30 may be oriented such that the direction of the expected acceleration corresponds to the direction of a measurement axis of the acceleration sensor 30. The sensitivity of the activity detection device according to the invention can be determined by the elasticity of the instrumented screed 20, the horizontal distance 201 of the section 200 to which the acceleration sensor 30 is attached to the instrumented screed 20 and a parameter of the acceleration sensor 30 itself can be determined. the. The selected portion 200 of the instrumented screed 20, to which the acceleration sensor 30 is attached, can influence the deflection of the test body of the acceleration sensor 30, since the deflection, ie the orthogonal component of the offset of the deformed layer to the undeformed position of the instrumented screed 20, is greater in the center than in the vicinity of the fastening device of the instrumented screed 20 on the support elements 13.
Fig. 3A-D zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele der Aktivitätserfassungsvorrichtung, wobei jeweils mindestens ein Beschleunigungssensor 30 der gleichen Bauart mit identischen Parametern an genau einer instrumentierten Bohle 20 befestigt ist und die Aktivi- tätserfassungsvorrichtung jeweils zwei Beschleunigungssensoren 30 beinhaltet. In diesen Ausführungsbeispielen ist die elektronische Schnittstelle als Bildschirm 40 ausgebildet und zeigt dem Benutzer ein erstes Signal eines ersten Beschleunigungssensors und ein zweites Signal eines zweiten Beschleunigungssensors. FIGS. 3A-D show various embodiments of the activity detection device, wherein in each case at least one acceleration sensor 30 of the same type with identical parameters is attached to exactly one instrumented screed 20 and the activity detection device includes two acceleration sensors 30 each. In these embodiments, the electronic interface is designed as a screen 40 and shows the user a first signal of a first acceleration sensor and a second signal of a second acceleration sensor.
Gemäß der Abbildung 3A besteht die Aktivitätserfassungsvorrichtung aus zwei instru- mentierten Bohlen 120a, b. Die instrumentierten Bohlen 120a, b weisen eine identische Querschnittsfläche auf und der horizontale Abstand a 201a des ersten Abschnitts 150a der ersten instrumentierten Bohle 120a an dem der erste Beschleunigungssensor 130a angebracht ist entspricht dem horizontalen Abstand a 502 des zweiten Abschnitts 150b der zweiten instrumentierten Bohle 120b an dem der zweite Beschleunigungssensor 130b angebracht ist. Fig. 3A entspricht derjenigen Anordnung zweier Beschleunigungssensoren 130a, b, die ein Benutzer innerhalb einer Nutztierhaltungsbucht integriert, wenn er die Nutztieraktivität exakt erfassen und etwaige Messfehler ausschließen möchte. Für die erfindungsgemäße Ausführungsform können beide Beschleunigungssensoren 130a, b Signale 141a, b aufzeichnen und können Abweichungen der beiden Aktivitätserfassun- gen durch Mittelwertbildung 141 verrechnen. As shown in Figure 3A, the activity detector consists of two instrumented planks 120a, b. The instrumented planks 120a, b have an identical cross-sectional area, and the horizontal distance a 201a of the first portion 150a of the first instrumented plank 120a to which the first acceleration sensor 130a is attached corresponds to the horizontal distance a 502 of the second portion 150b of the second instrumented plank 120b the second acceleration sensor 130b is mounted. Fig. 3A corresponds to the arrangement of two acceleration sensors 130a, b, which integrates a user within a livestock housing bay, if he wants to capture the livestock activity exactly and exclude any measurement errors. For the embodiment according to the invention, both acceleration sensors 130a, b can record signals 141a, b and can offset deviations of the two activity detections by averaging 141.
Fig. 3B-D entsprechen Anordnungen zweier Beschleunigungssensoren 30, die eingesetzt werden können, um die Nutztieraktivitäten mehrerer Nutztiere zu erfassen. Vorteilhaft für diese Ausführungsformen ist es, wenn mehrere instrumentierten Bohlen 20 unterschiedliche Empfindlichkeiten aufweisen, in diesem Fall können auch Nutztieraktivitäten von Nutztieren mit unterschiedlichem Gewicht in guter Auflösung und mit einem guten Signal- Rausch-Verhältnis erfasst werden. Die beabstandete Anordnung zweier instrumentierter Bohlen 20 ermöglicht zudem eine räumliche Auflösung der Nutztieraktivitäten innerhalb der Bucht, indem deren Signale in zeitlicher Auflösung zueinander ausgewertet werden.
trumentierten Bohlen können erfindungsgemäß folgendermaßen ausgestattet sein: Figures 3B-D correspond to arrangements of two acceleration sensors 30 that may be used to detect the livestock activities of several farm animals. It is advantageous for these embodiments if a plurality of instrumented planks 20 have different sensitivities, in this case also livestock activities of livestock with different weights can be detected in good resolution and with a good signal-to-noise ratio. The spaced arrangement of two instrumented planks 20 also allows a spatial resolution of livestock activities within the bay by their signals are evaluated in temporal resolution to each other. According to the invention, truncated planks can be equipped as follows:
Gemäß der Abbildung 3B kann die Aktivitätserfassungsvorrichtung aus zwei instrumentierten Bohlen 220a, b bestehen. Die instrumentierten Bohlen 220a, b weisen in dieser Ausführungsform eine identische Querschnittsfläche auf und der horizontale Abstand b 503 des ersten Abschnitts 250a der ersten instrumentierten Bohle 220a an dem der erste Beschleunigungssensor 230a angebracht ist unterscheidet sich von dem horizontalen Abstand c 504 des zweiten Abschnitts 250b der zweiten instrumentierten Bohle 220b an dem der zweite Beschleunigungssensor 230b angebracht ist. Gemäß dieser Anordnung weisen die instrumentierten Bohlen 220a, b, aufgrund des jeweils gewählten Abschnittes 503 und 504, an dem jeweils ein Beschleunigungssensor 230a und 230b befestigt ist, unterschiedliche Empfindlichkeiten auf. Die Durchbiegung der instrumentierten Bohle 220a mit dem Beschleunigungssensor 230a am Abschnitt 503 mit dem Abstand b 503 ist in dem gezeigten Beispiel größer, als am Abschnitt 250b mit dem Abstand c 504 und damit wird auch der Probekörper des Beschleunigungssensor 230a am Abschnitt 250a mit dem Abstand b 503 stärker ausgelenkt. Aus diesem Grund ist die Empfindlichkeit dieser instrumentierten Bohle 220a größer und kann für die Aktivitätserfassung von Nutztieren mit einem geringeren Gewicht eingesetzt werden. Die Signale 241a, b einer derartigen Ausgestaltung können einem Benutzer erfindungsgemäß über einen Bildschirm 240 angezeigt werden. Das Signal 241 b der Vorrichtung mit einer geringeren Empfindlichkeit kann die Aktivität des schwereren Nutztieres anzeigen. Durch die Differenz aus dem Signal 241 b der Vorrichtung mit der geringeren Empfindlichkeit und dem Signal der zweiten Vorrichtung mit der höheren Empfindlichkeit kann die Aktivität eines leichteren Nutztieres im Signal 241 a angezeigt werden. As shown in Figure 3B, the activity detector may consist of two instrumented planks 220a, b. The instrumented planks 220a, b have an identical cross-sectional area in this embodiment, and the horizontal distance b 503 of the first portion 250a of the first instrumented plank 220a to which the first acceleration sensor 230a is mounted differs from the horizontal distance c 504 of the second portion 250b of FIG second instrumented plank 220b to which the second acceleration sensor 230b is attached. According to this arrangement, the instrumented planks 220a, b have different sensitivities due to the respective selected portions 503 and 504 to which an acceleration sensor 230a and 230b are respectively attached. The deflection of the instrumented screed 220a with the acceleration sensor 230a at the portion 503 with the distance b 503 is greater in the example shown than at the portion 250b with the distance c 504 and thus also the specimen of the acceleration sensor 230a at the portion 250a with the distance b 503 more distracted. For this reason, the sensitivity of this instrumented screed 220a is greater and can be used for the activity detection of livestock with a lower weight. The signals 241a, b of such a design can be displayed to a user according to the invention via a screen 240. The lower sensitivity signal 241b may indicate the activity of the heavier farm animal. The difference in the signal 241b of the lower sensitivity device and the signal of the second higher sensitivity device may indicate the activity of a lighter working animal in signal 241a.
Gemäß der Abbildung 3C kann die Aktivitätserfassungsvorrichtung aus zwei instrumentierten Bohlen 320a, b bestehen. Die instrumentierten Bohlen 320a, b weisen in dem gezeigten Beispiel eine unterschiedliche Querschnittsfläche auf, da die erste instrumentierte Bohle 320a eine Höhe f 14 aufweist, die geringer als die Höhe e 15 der zweiten instrumentierten Bohle 320b ist. Der horizontale Abstand d 505 des ersten Abschnitts 350a der ersten instrumentierten Bohle 320a an dem der erste Beschleunigungssensor 330a angebracht ist entspricht dem horizontalen Abstand d 506 des zweiten Abschnitts 350b der zweiten instrumentierten Bohle 320b an dem der zweite Beschleunigungssensor 330b angebracht ist. Gemäß dieser
Anordnung weisen die instrumentierten Bohlen 320a, b unterschiedliche Steifigkeiten auf, da die Querschnitte und damit die Flächenträgheitsmomente der beiden instrumentierten Bohlen 320a, b unterschiedlich sind. Aus diesem Grund ist die Empfindlichkeit der instrumentierten Bohle 320a mit der Höhe f 14 in dem gezeigten Beispiel größer, da diese instrumentierte Bohle 320a eine geringere Querschnittsfläche aufweist und für die Aktivitätserfassung von Nutztieren mit einem geringeren Gewicht eingesetzt werden kann. Die Signale 341a, b einer derartigen Ausgestaltung können einem Benutzer erfindungsgemäß über einen Bildschirm 340 angezeigt werden. Das Signal 341 b der Vorrichtung mit einer geringeren Empfindlichkeit kann die Aktivität des schwereren Nutztieres anzeigen. Durch die Differenz aus dem Signal 341 b der Vorrichtung mit der geringeren Empfindlichkeit und dem Signal der zweiten Vorrichtung mit der höheren Empfindlichkeit kann die Aktivität eines leichteren Nutztieres im Signal 341 a angezeigt werden. As shown in Figure 3C, the activity detector may consist of two instrumented planks 320a, b. The instrumented planks 320a, b have a different cross-sectional area in the example shown because the first instrumented plank 320a has a height f14 that is less than the height e15 of the second instrumented plank 320b. The horizontal distance d 505 of the first portion 350a of the first instrumented plank 320a to which the first acceleration sensor 330a is attached corresponds to the horizontal distance d 506 of the second portion 350b of the second instrumented plank 320b to which the second acceleration sensor 330b is attached. According to this Arrangement, the instrumented planks 320a, b different stiffness, since the cross sections and thus the area moments of inertia of the two instrumented planks 320a, b are different. For this reason, the sensitivity of the instrumented plank 320a having the height f14 is greater in the example shown, as this instrumented plank 320a has a smaller cross-sectional area and can be used for the activity detection of livestock with a lower weight. The signals 341a, b of such an embodiment can be displayed to a user according to the invention via a screen 340. The lower sensitivity signal 341b may indicate the activity of the heavier farm animal. The difference in signal 341b of the lower sensitivity device and the higher sensitivity signal of the second device may indicate the activity of a lighter working animal in signal 341a.
Gemäß der Abbildung 3D kann die Aktivitätserfassungsvorrichtung eine einzige instrumentierte Bohle 420 beinhalten, bestehend aus der einen instrumentierten Bohle 420 und zwei Beschleunigungssensoren 430a, b. Der erste horizontale Abstand g 507 des ersten Beschleunigungssensor 430a unterscheidet sich in dem gezeigten Beispiel vom zweiten horizontalen Abstand h 508 des zweiten Beschleunigungssensors 430b. Gemäß dieser Anordnung wird nur eine instrumentierten Bohle 420 in der Bodenaufstandsfläche 10 der Nutztierhaltungsbucht integriert, die jedoch mit zwei Beschleunigungssensoren 430a, b an unterschiedlichen Abschnitten 405a, b ausgestattet sein kann. In dem gezeigten Beispiel weist die instrumentierte Bohle 420, aufgrund der gewählten Abschnitte 430a, b, an denen jeweils genau ein Beschleunigungssensor 430a, b befestigt ist, zwei unterschiedliche Empfindlichkeiten auf, da die Durchbiegung der instrumentierten Bohle 420 des horizontal beabstandeten Abschnittes 430a mit dem Abstand g 507 größer ist, als am horizontal beabstandeten Abschnitt 430b mit dem Abstand h 508. Aus diesem Grund kann auch der Probekörper des Beschleunigungssensors 430a mit Abstand g 507 stärker ausgelenkt werden und eine Aktivität von leichteren Nutztieren er- fasst werden. Die Signale 441a, b einer derartigen Ausgestaltung können einem Benutzer erfindungsgemäß über einen Bildschirm 440 angezeigt werden. Das Signal 441 b der Vorrichtung mit einer geringeren Empfindlichkeit kann die Aktivität des schwereren Nutztieres anzeigen. Durch die Differenz aus dem Signal 441 b der Vorrichtung mit der geringeren Empfindlichkeit und dem Signal der zweiten Vor-
richtung mit der höheren Empfindlichkeit kann die Aktivität eines leichteren Nutztieres im Signal 441 a angezeigt werden. As shown in Figure 3D, the activity sensing device may include a single instrumented screed 420 consisting of the one instrumented screed 420 and two acceleration sensors 430a, b. The first horizontal distance g 507 of the first acceleration sensor 430 a differs in the example shown from the second horizontal distance h 508 of the second acceleration sensor 430 b. According to this arrangement, only one instrumented screed 420 is integrated into the ground contact patch 10 of the livestock bay, but may be equipped with two acceleration sensors 430a, b at different sections 405a, b. In the example shown, due to the selected portions 430a, b, to each of which exactly one acceleration sensor 430a, b is attached, the instrumented screed 420 has two different sensitivities, as the deflection of the instrumented screed 420 of the horizontally spaced portion 430a with the distance For this reason, the specimen of the acceleration sensor 430a with a distance g 507 can also be deflected more strongly and an activity of lighter livestock can be detected. The signals 441a, b of such a configuration can be displayed to a user according to the invention via a screen 440. The lower sensitivity signal 441b may indicate the activity of the heavier farm animal. By the difference between the signal 441 b of the device with the lower sensitivity and the signal of the second With the higher sensitivity, the activity of a lighter livestock can be indicated in signal 441 a.
Eine der derartigen Ausgestaltung kann beispielsweise bei der Geburtenüberwachung eingesetzt werden. Dabei kann die Aktivität mit dem einen Beschleunigungssensor 30a permanent erfasst und überwacht werden. Durch den zweiten Beschleunigungssensor 30b mit einer höheren Empfindlichkeit können zusätzlich auftretende Schwingungen durch ein Neugeborenes erfasst und der Zeitpunkt der Geburt bestimmt werden. Dadurch können mehrere zusätzlich auftretende Schwingungen aufgrund einer Mehrfachgeburt erfasst werden und die Zeitabstände dazwischen ermittelt werden. Zusätzlich kann mit- tels einer kontinuierlichen Differenzbetrachtung die Aktivität der schweren Tiere, in diesem Fall des Muttertieres, und der leichteren Tiere, in diesem Fall die Neugeborenen, einzeln erfasst und überwacht werden. Bei einer ausreichend großen Gewichtskraft der Jungtiere können die Werte der Differenzbetrachtung gegen Null gehen und dadurch kann der Zeitpunkt, an dem die Jungtiere vom Muttertier getrennt werden sollen, be- stimmt werden. Diese Anwendungsmöglichkeit wird bevorzugt mittels einer stichprobenartigen Punktmessung umgesetzt. One such embodiment can be used, for example, in birth monitoring. In this case, the activity with the one acceleration sensor 30a can be permanently detected and monitored. By the second acceleration sensor 30b with a higher sensitivity, additionally occurring vibrations can be detected by a newborn and the time of birth can be determined. As a result, a plurality of additionally occurring vibrations due to a multiple birth can be detected and the time intervals between them can be determined. In addition, the activity of the heavy animals, in this case the mother, and the lighter animals, in this case the newborns, can be individually recorded and monitored by means of a continuous differential analysis. If the weight of the juvenile is sufficiently large, the values of the difference analysis can approach zero and thus the time at which the juveniles should be separated from the mother can be determined. This application option is preferably implemented by means of a random point measurement.
Eine weitere Anwendung einer der Ausgestaltungsformen 3B-D stellt die Gewichtskontrolle der Nutztiere dar, insbesondere die Überwachung der Gewichtszunahme der Nutztiere. Die Nutztieraktivität kann dabei stichprobenartig als Punktmessung mit einem Beschleunigungssensor 30a erfasst und überwacht werden. Der zweite Beschleunigungssensor 30b weist in dieser Ausgestaltung eine geringere Empfindlichkeit auf und erfasst nur Beschleunigungen durch die Bewegung eines Nutztieres ab einem bestimmten Gewicht. Durch diese Ausgestaltung kann ein Wiegeprozess ab einer definierten Gewichtszunahme eingeleitet werden, eine Futterzusammensetzung aufgrund einer ausbleibenden Gewichtszunahme angepasst werden oder dgl. In Kombination mit der Nutztieraktivitätserfassung kann die Gewichtskontrolle dazu dienen, aufgrund einer geringen Nutztieraktivität und der Gewichtszunahme der Nutztiere innerhalb einer Bucht einen Platzmangel festzustellen und zu melden. Dadurch kann beispielsweise eine manuelle und/oder eine automatisierte Selektion der Nutztiere nach dem jeweiligen Gewicht gestoppt werden. Another application of one of the embodiments 3B-D is the weight control of the livestock, in particular the monitoring of the weight gain of the livestock. The livestock activity can be randomly recorded and monitored as a point measurement with an acceleration sensor 30a. The second acceleration sensor 30b in this embodiment has a lower sensitivity and detects only accelerations by the movement of a livestock above a certain weight. By this configuration, a weighing process can be initiated from a defined weight gain, a feed composition can be adjusted due to a lack of weight gain or the like. In combination with the livestock activity detection, the weight control can serve to determine a lack of space due to low livestock activity and weight gain of livestock within a bay and to report. As a result, for example, a manual and / or an automated selection of the livestock can be stopped according to the respective weight.
Ein Benutzer der Vorrichtung kann daher einzelne Nutztierhaltungsbuchten oder mehrere Nutztierhaltungsbuchten seines Tieraufenthaltsbereichs nach Bedarf ausrüsten und die Aktivitäten seiner Nutztiere in jeder Nutztierhaltungsbucht einzeln erfassen.
Bezuqszeichenliste: A user of the device may therefore equip individual livestock housing bays or multiple livestock housing bays of his animal residence area as needed and individually record the activities of his livestock in each livestock housing bay. LIST OF REFERENCES:
10 Spaltboden, Bodenaufstandsfläche 10 gap floor, ground contact area
1 1 Bohlen 1 1 planks
12 Spalten zwischen den Bohlen 1 1 12 columns between the planks 1 1
13 Tragelemente der Unterzüge 13 supporting elements of the beams
14 definierte Höhe f der Bohle 1 1 14 defined height f of the screed 1 1
15 definierte Höhe e der Bohle 1 1 15 defined height e of the screed 1 1
20 instrumentierte Bohle 20 instrumented screed
20a erste instrumentierte Bohle 20a first instrumented plank
20b zweite instrumentierte Bohle 20b second instrumented screed
30 Beschleunigungssensor 30 acceleration sensor
30a erster Beschleunigungssensor 30a first acceleration sensor
30b zweiter Beschleunigungssensor 30b second acceleration sensor
31 Befestigungseinrichtung, Stiftschraube 31 Fastening device, stud
32 Kabel 32 cables
33 Steckverbinder 33 connectors
34 Kabelschelle 34 Cable clamp
35 Schlaufe des Kabels 32 35 loop of the cable 32
40 elektronische Schnittstelle, Bildschirm 40 electronic interface, screen
41 Signal des Beschleunigungssensors 30 41 signal of the acceleration sensor 30th
41a Signal des ersten Beschleunigungssensors 30a 41a signal of the first acceleration sensor 30a
41 b Signal des zweiten Beschleunigungssensors 30b 41b signal of the second acceleration sensor 30b
50 Abschnitt, an dem der Beschleunigungssensor 30 an der instrumentierten 50 section where the acceleration sensor 30 instrumented at the
Bohle 20 befestigt ist Bohle 20 is attached
51 horizontaler Abstand des Abschnittes 50 zu den Tragelementen 13 51 horizontal distance of the section 50 to the support elements 13th
120a erste instrumentierte Bohle 20; Ausführungsbeispiel 3A 120a first instrumented plank 20; Embodiment 3A
120b zweite instrumentierte Bohle 20; Ausführungsbeispiel 3A 120b second instrumented plank 20; Embodiment 3A
130a erster Beschleunigungssensor 30; Ausführungsbeispiel 3A 130a first acceleration sensor 30; Embodiment 3A
130b zweiter Beschleunigungssensor 30; Ausführungsbeispiel 3A 130b second acceleration sensor 30; Embodiment 3A
140 elektronische Schnittstelle, Bildschirm 140 electronic interface, screen
141 Signal des Beschleunigungssensors 141 Signal of the acceleration sensor
141a Signal des ersten Beschleunigungssensors 130a
141 b Signal des zweiten Beschleunigungssensors 130b 141a signal of the first acceleration sensor 130a 141b signal of the second acceleration sensor 130b
150a erster Abschnitt 50; Ausführungsbeispiel 3A 150a first section 50; Embodiment 3A
150b zweiter Abschnitt 50; Ausführungsbeispiel 3A 150b second section 50; Embodiment 3A
220a erste instrumentierte Bohle 20; Ausführungsbeispiel 3B 220a first instrumented plank 20; Embodiment 3B
220b zweite instrumentierte Bohle 20; Ausführungsbeispiel 3B 220b second instrumented plank 20; Embodiment 3B
230a erster Beschleunigungssensor 30; Ausführungsbeispiel 3B 230a first acceleration sensor 30; Embodiment 3B
230b zweiter Beschleunigungssensor 30; Ausführungsbeispiel 3B230b second acceleration sensor 30; Embodiment 3B
250a erster Abschnitt 50; Ausführungsbeispiel 3B 250a first section 50; Embodiment 3B
250b zweiter Abschnitt 50; Ausführungsbeispiel 3B 250b second section 50; Embodiment 3B
320a erste instrumentierte Bohle 20; Ausführungsbeispiel 3C 320a first instrumented plank 20; Embodiment 3C
320b zweite instrumentierte Bohle 20; Ausführungsbeispiel 3C 320b second instrumented plank 20; Embodiment 3C
330a erster Beschleunigungssensor 30; Ausführungsbeispiel 3C 330a first acceleration sensor 30; Embodiment 3C
330b zweiter Beschleunigungssensor 30; Ausführungsbeispiel 3C330b second acceleration sensor 30; Embodiment 3C
350a erster Abschnitt 50; Ausführungsbeispiel 3C 350a first section 50; Embodiment 3C
350b zweiter Abschnitt 50; Ausführungsbeispiel 3C 350b second section 50; Embodiment 3C
420 instrumentierte Bohle 20; Ausführungsbeispiel 3D 420 instrumented plank 20; Embodiment 3D
430a erster Beschleunigungssensor 30; Ausführungsbeispiel 3D 430a first acceleration sensor 30; Embodiment 3D
430b zweiter Beschleunigungssensor 30; Ausführungsbeispiel 3D430b second acceleration sensor 30; Embodiment 3D
450a erster Abschnitt 50; Ausführungsbeispiel 3D 450a first section 50; Embodiment 3D
450b zweiter Abschnitt 50; Ausführungsbeispiel 3D 450b second section 50; Embodiment 3D
500 horizontaler Abstand des Abschnittes 50 500 horizontal section 50 section
501 horizontaler Abstand des Abschnittes 150a; Ausführungsbeispiel 3A 501 horizontal distance of the section 150a; Embodiment 3A
502 horizontaler Abstand des Abschnittes 150b; Ausführungsbeispiel 3A502 horizontal distance of the section 150b; Embodiment 3A
503 horizontaler Abstand des Abschnittes 250a; Ausführungsbeispiel 3B 504 horizontaler Abstand des Abschnittes 250b; Ausführungsbeispiel 3B503 horizontal distance of the section 250a; Embodiment 3B 504 horizontal distance of the section 250b; Embodiment 3B
505 horizontaler Abstand des Abschnittes 350a; Ausführungsbeispiel 3C505 horizontal distance of section 350a; Embodiment 3C
506 horizontaler Abstand des Abschnittes 350b; Ausführungsbeispiel 3C506, horizontal distance of section 350b; Embodiment 3C
507 horizontaler Abstand des Abschnittes 450a; Ausführungsbeispiel 3D507 horizontal distance of section 450a; Embodiment 3D
508 horizontaler Abstand des Abschnittes 450b; Ausführungsbeispiel 3D
508, horizontal distance of section 450b; Embodiment 3D
Claims
Ansprüche claims
Aktivitätserfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Aktivität eines Nutztieres, umfassend: An activity detecting device for detecting an activity of a farm animal, comprising:
einen Beschleunigungssensor (30) mit einer Befestigungseinrichtung (31 ) zur ortsfesten Befestigung des Beschleunigungssensors (30) an einem Abschnitt (200) einer Bodenaufstandsfläche (10) einer Nutztierhaltungsbucht, eine Datenverarbeitungseinrichtung, welche mit dem Beschleunigungssensor (30) signaltechnisch verbunden und ausgebildet ist, um eine Beschleunigung des Abschnitts (200) der Bodenaufstandsfläche (10) der Nutztierhaltungsbucht zu erfassen und aus dieser Beschleunigung eine berechnete Nutztieraktivität zu berechnen, und an acceleration sensor (30) having fixing means (31) for fixedly fixing the acceleration sensor (30) to a portion (200) of a ground contact patch (10) of a livestock bay, data processing means being signaled and connected to the acceleration sensor (30) to detect an acceleration of the section (200) of the ground contact patch (10) of the livestock bay and to calculate a calculated livestock activity from this acceleration, and
eine elektronische Schnittstelle (40), welche ausgebildet ist, um die berechnete Nutztieraktivität zu signalisieren. an electronic interface (40) adapted to signal the calculated livestock activity.
Aktivitätserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenaufstandsfläche (10) aus einer Mehrzahl von Bohlen (1 1 ) besteht, die fest auf einer Unterkonstruktion aus mehreren Tragelementen (13) miteinander verbunden sind und der Beschleunigungssensor (30) in einem vertikal beweglichen Abschnitt (200) einer der Bohlen (1 1 ) befestigt ist, der horizontal beabstandet (201 ) zu den Tragelementen (13) befestigt ist, um die vertikale Beschleunigung der Bodenaufstandsfläche (10) aufzunehmen. Activity detecting device according to claim 1, characterized in that the ground contact surface (10) consists of a plurality of planks (1 1) fixedly connected to each other on a substructure of a plurality of support members (13) and the acceleration sensor (30) in a vertically movable portion (200) one of the planks (1 1) is fixed, which is horizontally spaced (201) attached to the support elements (13) to accommodate the vertical acceleration of the ground contact surface (10).
Aktivitätserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, umfassend eine erste instrumentierten Bohle (20a), dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Beschleunigungssensor (30a) starr an einem ersten Abschnitt (200) der ersten instrumentierten Bohle (20a) einer ersten Nutztierhaltungsbucht befestigbar und so ausgerichtet ist, dass eine Richtung der Beschleunigung des ersten Abschnitts (200) der ersten instrumentierten Bohle (20a) einer Richtung einer Messachse des ersten Beschleunigungssensors (30a) entspricht und weiterhin gekennzeichnet durch eine erste Empfindlichkeit der ersten instrumentierten Bohle (20a), welche durch An activity detecting apparatus according to claim 2, comprising a first instrumented screed (20a), characterized in that a first acceleration sensor (30a) is rigidly attachable to and aligned with a first portion (200) of the first instrumented screed (20a) of a first livestock bay Direction of acceleration of the first portion (200) of the first instrumented screed (20a) corresponds to a direction of a measuring axis of the first acceleration sensor (30a) and further characterized by a first sensitivity of the first instrumented screed (20a) passing through
eine Elastizität der ersten instrumentierten Bohle (20a) und/oder dem Abschnitt (200), an dem der erste Beschleunigungssensor (30a) befestigt ist, und/oder einen Parameter des ersten Beschleunigungssensors (30a)
beeinflusst wird. an elasticity of the first instrumented screed (20a) and / or the portion (200) to which the first acceleration sensor (30a) is attached, and / or a parameter of the first acceleration sensor (30a) being affected.
4. Aktivitätserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, umfassend eine zweite instrumentierte Bohle (20b), dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Beschleunigungssensor (30b) starr an einem zweiten Abschnitt (200) der ersten instrumentier- ten Bohle (20a) oder der zweiten instrumentierten Bohle (20b) befestigbar und so ausgerichtet ist, dass eine Richtung der Beschleunigung des zweiten Abschnitts (200) der instrumentierten Bohle (20) einer Richtung einer Messachse des zweiten Beschleunigungssensors (30b) entspricht, wobei die zweite instrumentierte Bohle (20b) innerhalb der Bodenaufstandsfläche (10) der ersten Nutztierhaltungsbucht oder einer zweiten Nutztierhaltungsbucht angebracht werden kann, und weiterhin gekennzeichnet durch eine zweite Empfindlichkeit der zweiten instrumentierten Bohle (20b), welche durch An activity detecting device according to claim 3, comprising a second instrumented plank (20b), characterized in that a second acceleration sensor (30b) is rigidly attached to a second portion (200) of the first instrumented plank (20a) or the second instrumented plank (20b ) and is oriented such that a direction of acceleration of the second portion (200) of the instrumented screed (20) corresponds to a direction of a measurement axis of the second acceleration sensor (30b), the second instrumented screed (20b) within the ground contact surface (10) the first livestock breeding bay or a second livestock pen bay, and further characterized by a second sensitivity of the second orchestrated lath (20b) which passes through
eine Elastizität der zweiten instrumentierten Bohle (20b) und/oder des Abschnitt (200), an dem der zweite Beschleunigungssensor (30b) befestigt ist, und/oder - einen Parameter des zweiten Beschleunigungssensors (30b) an elasticity of the second instrumented screed (20b) and / or the portion (200) to which the second acceleration sensor (30b) is attached, and / or a parameter of the second acceleration sensor (30b)
beeinflusst wird, wobei die zweite Empfindlichkeit unterschiedlich oder identisch zu der ersten Empfindlichkeit ist. is affected, wherein the second sensitivity is different or identical to the first sensitivity.
5. Aktivitätserfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die erste (20a) und die zweite instrumentierte Bohle (20b) innerhalb der ersten Nutztierhaltungsbucht an- geordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung ein erstes Signal (41a) des ersten Beschleunigungssensors (30a) und ein zweites Signal (41 b) des zweiten Beschleunigungssensors (30b) erfasst und 5. The activity detecting apparatus according to claim 4, wherein the first (20a) and the second instrumented screed (20b) are disposed within the first livestock bay, characterized in that the data processing means comprises a first signal (41a) of the first acceleration sensor (30a) and a second signal (41 b) of the second acceleration sensor (30 b) detected and
aus den beiden Signalen (41 ) genau eine Nutztieraktivität berechnet, wobei die zwei instrumentierten Bohlen (20) eine identische Empfindlichkeit aufweisen, oder - um aus den beiden Signalen (41 ) eine erste Nutztieraktivität und eine zweite Nutztieraktivität zu berechnen, wobei die zweite instrumentierte Bohle (20b) eine von der ersten instrumentierten Bohle (20a) unterschiedliche Empfindlichkeit aufweist. precisely calculating one livestock activity from the two signals (41), wherein the two instrumented planks (20) have an identical sensitivity, or - to calculate from the two signals (41) a first livestock activity and a second livestock activity, the second instrumented lath (20b) has a sensitivity different from the first instrumented plank (20a).
6. Aktivitätserfassungsvorrichtung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die erste instrumentierte Bohle (20a) innerhalb der ersten Nutztierhaltungsbucht angeordnet ist,
die zweite instrumentierte Bohle (20b) innerhalb einer zweiten Nutztierhaltungsbucht angeordnet ist, 6. Activity detecting device according to claim 4, characterized in that the first instrumented screed (20a) is arranged within the first livestock bay, the second instrumented screed (20b) is located within a second livestock bay,
und dass die Datenverarbeitungseinrichtung mit der ersten instrumentierten Bohle (20a) und der zweiten instrumentierten Bohle (20b) signaltechnisch verbunden und ausgebildet ist, um die Nutztieraktivität für jede der zwei Nutztierhaltungsbuchten einzeln zu berechnen. and that the data processing device is signally connected to the first instrumented screed (20a) and the second instrumented screed (20b) and configured to individually calculate the livestock activity for each of the two livestock housing pens.
Aktivitätserfassungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet ist, um eine Position des Nutztieres zum Zeitpunkt der berechneten Nutztieraktivität in Bezug auf die Position (200) des Beschleunigungssensors (30) innerhalb der Nutztierhaltungsbucht zu berechnen. An activity detecting apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the data processing means is adapted to calculate a position of the farm animal at the time of the calculated livestock activity with respect to the position (200) of the acceleration sensor (30) within the livestock bay.
Aktivitätserfassungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schnittstelle (40) als eine Benutzerschnittstelle (40) ausgebildet ist, um durch eine Eingabe des Benutzers einen Zeitabstand einzustellen, in dem die berechnete Nutztieraktivität erfasst wird, der berechneten Nutztieraktivität ein beobachtetes Verhalten des Nutztieres zuzuordnen, An activity detecting device according to any one of the preceding claims, characterized in that the electronic interface (40) is arranged as a user interface (40) to set by an input of the user a time interval in which the calculated livestock activity is detected, the observed livestock activity an observed behavior to assign the livestock
der berechneten Nutztieraktivität eine tierindividuelle Information zuzuordnen, und/oder to assign animal-specific information to the calculated livestock activity, and / or
der berechneten Nutztieraktivität ein Ereignis zuzuordnen, umfassend: to assign an event to the calculated livestock activity comprising:
o Nachtruhe, o night's sleep,
o Fütterung, o feeding,
o Geburtenzeitraum, o birth period,
o Wiegevorgang, oder o weighing process, or
o Sortierungsvorgang. o Sorting process.
Aktivitätserfassungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schnittstelle (40) als eine Datenschnittstelle (40) ausgebildet ist und dass die Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet ist, um über die Datenschnittstelle (40) eine Information
einer zentralen Steuerungssoftware abzurufen und der berechneten Nutztieraktivität zuzuordnen, umfassend: Activity detection device according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic interface (40) is designed as a data interface (40) and that the data processing device is designed to provide information via the data interface (40) retrieve centralized control software and associate it with the calculated livestock activity, comprising:
Umgebungstemperatur, Ambient temperature,
Luftfeuchtigkeit, Humidity,
- Lichtintensität, - Light intensity,
Medikamentenversorgung, Drug delivery,
Wasserversorgung, Water supply,
Futterzusammensetzung und/oder Feed composition and / or
Futtermenge. 10. Aktivitätserfassungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung eine Speichereinheit um- fasst, welche ausgebildet ist, um ein erfasstes Signalprofil zu speichern, wobei das erfasste Signalprofil das Signal (41 ) des Beschleunigungssensors (30), die berechnete Nutztieraktivität und eine ergänzende Information, gegebenenfalls die In- formation über die Position des Nutztieres zum Zeitpunkt der berechneten Nutztieraktivität in Bezug auf die Position (200) des Beschleunigungssensors (30), die über die Benutzerschnittstelle (40) zugeordnete Information und/oder die über die Datenschnittstelle (40) zugeordnete Information, beinhaltet. Feed ration. 10. Activity detection device according to one of the preceding claims, characterized in that the data processing means comprises a memory unit which is adapted to store a detected signal profile, wherein the detected signal profile, the signal (41) of the acceleration sensor (30), the calculated livestock activity and additional information, optionally the information about the position of the farm animal at the time of the calculated livestock activity with respect to the position (200) of the acceleration sensor (30), the information associated with the user interface (40) and / or the data interface (40) associated information includes.
1 1. Aktivitätserfassungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet ist, um durch den Abgleich von mehreren in der Speichereinheit gespeicherten erfassten Signalprofilen ein Normalmuster, einen Erfahrungswert und/oder eine Ereigniserwartung zu erfassen und in der Speichereinheit zu speichern. 1 1. Activity detection device according to claim 10, characterized in that the data processing device is designed to detect a normal pattern, an empirical value and / or an event expectation by the comparison of a plurality of recorded signal profiles stored in the memory unit and to store in the memory unit.
12. Aktivitätserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet ist, um ein erfasstes12. Activity detecting device according to claim 1 1, characterized in that the data processing device is designed to detect a detected
Signalprofil mit dem Normalwert, dem Erfahrungswert und/oder der Ereigniserwartung abzugleichen und durch einen Musterabgleich, einer Differenzbetrachtung und/oder einen Durchschnittsvergleich ein Verhaltensmuster des Nutztieres zu bestimmen.
Match the signal profile with the normal value, the empirical value and / or the event expectation and determine a behavioral pattern of the farm animal by means of a pattern matching, a difference analysis and / or an average comparison.
13. Aktivitätserfassungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung ausgebildet ist, um über die Datenschnittstelle (40) ein Steuerungssignal zur Ansteuerung zumindest einer der folgenden Einrichtungen auszugeben: 13. Activity detecting device according to claim 12, characterized in that the data processing device is designed to output via the data interface (40) a control signal for controlling at least one of the following devices:
eine Klimaeinrichtung, an air conditioning unit,
eine Belüftungseinrichtung, a ventilation device,
eine Beleuchtungseinrichtung, a lighting device,
eine Medikamentenversorgungseinrichtung, a medication supply device,
eine Wasserversorgungseinrichtung, und/oder a water supply device, and / or
eine Futterversorgungseinrichtung, a feed supply device,
wobei das Steuerungssignal in Abhängigkeit des erfassten Signalprofils ausgegeben wird. wherein the control signal is output in dependence on the detected signal profile.
14. Aktivitätserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 1 , 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinrichtung solcherart ausgebildet ist, dass der Beschleunigungssensor (30) in regelmäßigen Zeitabständen für die Nutztierak- tivitätserfassung angesteuert wird, insbesondere in Zeitabständen, die abhängig von der Nutztieraktivität in Normalmuster, Erfahrungswerte und Ereigniserwartungen, solcherart gewählt sind, dass den erfassten Nutztieraktivitäten in zwei aufeinanderfolgenden Aktivitätserfassungen aufgrund des Signalprofils ein vollständiges Verhaltensmuster zugeordnet werden können, wobei die Signale, in Form einer Amplitude, einer Frequenz und/oder eines punktuellen Signals, permanent, als periodische Punktmessung und/oder als periodische Sequenzmessungen aufgenommen werden. 14. Activity detecting device according to claim 1 1, 12 or 13, characterized in that the data processing device is designed such that the acceleration sensor (30) is driven at regular intervals for Livestock activity detection, in particular at intervals, depending on the livestock activity in normal pattern , Empirical values and event expectations are chosen such that the recorded livestock activities in two successive activity detections due to the signal profile can be assigned a complete behavior pattern, the signals, in the form of an amplitude, a frequency and / or a punctual signal, permanent, as a periodic point measurement and / or recorded as periodic sequence measurements.
15. Aktivitätserfassungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Schnittstelle (40) 15. Activity detecting device according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic interface (40)
ein Bildschirm (40) ist, auf dem die Nutztieraktivität der Nutztierhaltungsbucht als Amplitude, Frequenz, Differenzbetrachtung, Musterabgleich und/oder Durchschnittsvergleich angezeigt wird, und/oder a screen (40) is on which the livestock activity of the livestock bay is displayed as amplitude, frequency, difference, pattern matching and / or averaging, and / or
eine drahtlose Übertragung ermöglicht, um die von dem Normalmuster, dem Erfahrungswert und/oder der Ereigniserwartung abweichende Nutztieraktivität zu signalisieren.
Verfahren zum Erfassen einer Nutztieraktivität mittels einer Aktivitätserfas- sungsvorrichtung, mit den Schritten: allows wireless transmission to signal livestock activity other than the normal pattern, empirical value and / or event expectation. Method for detecting livestock activity by means of an activity detection device, comprising the steps of:
Erfassen einer vertikalen Beschleunigung eines Abschnitts (200) einer Bodenaufstandsfläche (10) einer Nutztierhaltungsbucht mit einem Beschleunigungssensor (30), Detecting a vertical acceleration of a section (200) of a ground contact patch (10) of a livestock bay with an acceleration sensor (30),
Berechnen einer Nutztieraktivität aus der erfassten Beschleunigung mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung, die vorzugsweise mit dem Beschleunigungssensor (30) signaltechnisch verbunden ist, Calculating a livestock activity from the detected acceleration by means of a data processing device, which is preferably signal-connected to the acceleration sensor (30),
Verfolgen der so erfassten Nutztieraktivität, vorzugsweise der so erfassten Nutztieraktivitäten einer Mehrzahl von Nutztieren. Tracking the livestock activity thus detected, preferably the livestock activities of a plurality of livestock thus detected.
Verfahren zum Erfassen einer Nutztieraktivität nach Anspruch 16, weiterhin umfassend: The method for detecting a livestock activity according to claim 16, further comprising:
Abgleichen der berechneten Nutztieraktivität mit einem, in einer Speichereinheit gespeicherten, Normalmuster und/oder Erfahrungswert, um auffällige Verhaltensmuster zu identifizieren, wobei die Speichereinheit ein Bestandteil der Datenverarbeitungseinrichtung ist, Matching the calculated livestock activity with a normal pattern and / or empirical value stored in a storage unit to identify conspicuous behavior patterns, the storage unit being part of the data processing device,
Abrufen der Umgebungsbedingungen zum Zeitpunkt der Nutztieraktivitätser- fassung mittels einer zentralen Steuerungssoftware, die vorzugsweise mit der Datenverarbeitungseinrichtung signaltechnisch verbunden ist, Retrieving the environmental conditions at the time of Nutztieraktivitäts- detection by means of a central control software, which is preferably connected to the data processing device signaling technology,
Zuordnen der berechneten Nutztieraktivität zu den Umgebungsbedingungen, umfassend: Associating the calculated livestock activity with the environmental conditions, comprising:
o Umgebungstemperatur, o ambient temperature,
o Belüftung, o ventilation,
o Lichtintensität, o light intensity,
o Futterversorgung, o feed supply,
o Wasserversorgung, o water supply,
o Medikamentenversorgung, o medication supply,
o Tageszeit und o time of day and
o zu erwartende Ereignisse,
Anpassen der Umgebungsbedingungen, um auffällige Verhaltensmuster zu vermeiden, vorzugsweise mittels einer Benutzerschnittstelle (40) oder einer Datenschnittstelle (40). o expected events, Adjustment of environmental conditions to avoid conspicuous behavior patterns, preferably by means of a user interface (40) or a data interface (40).
Verwendung einer instrumentierten Bohle (20) zur Aktivitätserfassung von Nutztieren, wobei die instrumentierte Bohle (20) ein Bestandteil einer Aktivi- tätserfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ist.
Use of an instrumented screed (20) for detecting the activity of livestock, the instrumented screed (20) being part of an activity-detecting device according to one of claims 1 to 15.
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