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FLIR在線熱像儀應用于奶牛炎癥在線監(jiān)測

來源:深圳市金厚德電子科技有限公司   2019年07月19日 11:51  

隨著產業(yè)化發(fā)展,現(xiàn)代化農場的構成與工廠越來越相似。如今的農場主們花在體力勞動上的時間越來越少,大部分時間都是通過計算機操作。在這種環(huán)境下,良好的自動化監(jiān)測系統(tǒng)對于確保生產質量和持續(xù)性而言*。位于瑞典林雪平的Agrican公司意識到這一點,并使用FLIR紅外熱像儀開發(fā)了一套自動化奶牛監(jiān)測系統(tǒng)。

 

 

Agrican的創(chuàng)始人Ellinor Eineren解釋道:“現(xiàn)代奶牛業(yè)面臨的一大難題是奶牛的乳腺炎,乳腺炎是指奶牛乳房中持續(xù)出現(xiàn)炎癥。這種乳腺傳染病存在致命風險,是奶牛?;嫉囊环N疾病,但如果能夠早期確診,則非常容易治療。”

 

Eineren認為,傳統(tǒng)手工擠奶很容易發(fā)現(xiàn)正在惡化的乳腺炎。“乳腺炎的血液加速流動會導致奶牛乳房非正常升溫,憑此可判斷奶牛乳房的健康狀況。農場主們在識別這些癥狀方面本應有大量的實際經驗,但由于現(xiàn)代社會擠奶機取代人工進行擠奶,所以靠經驗診斷并非易事。”

 

上千萬的損失

“傳統(tǒng)經驗無法判斷奶?;疾。@對乳業(yè)來說是個棘手的問題。乳腺炎給動物帶來疼痛和不適,必須用抗生素加以治療。這樣不僅會增加獸藥成本,而且根據嚴格的歐洲規(guī)定,在所有抗生素殘留物從動物體內排出前,所有擠出的牛奶都不能使用。”     

 

盡管估計值有一定出入,但是能肯定,歐洲奶牛場的農場主們每年會因奶牛患上乳腺炎而損失上千萬。“因此我們開始為這個難題尋找解決方案:一套基于熱成像技術的自動早期檢測系統(tǒng)。

 

炎癥檢測工具

世界各地都有獸醫(yī)使用便攜式紅外熱像儀為家畜檢測炎癥的案例。作為診斷馬、牛、狗、貓等動物的炎癥和其他健康問題的工具,紅外熱像儀受到越來越多動物健康專業(yè)人士的歡迎。“但在這些情況下,必須有操作人員在場手動記錄這些圖像并分析熱圖像數據。就我所知,沒有哪套系統(tǒng)能實現(xiàn)自動化。”

 

因此Eineren及其公司Agrican開發(fā)出一套自己的系統(tǒng),名為CaDDi(Cattle Disease Diagnostics“奶牛疾病診斷”的縮寫)。“我們與位于林雪平的FLIR產品經銷商Termisk Systemteknik合作測試了這種產品的可行性。合作步即是測試紅外熱像儀能否檢測出乳腺炎,為此我們使用FLIR P660紅外熱像儀手動記錄奶牛乳房的熱圖像,并與來自瑞典國家獸醫(yī)局的獸醫(yī)共同分析獲得的熱圖像。”

 

利用先進算法自動分析

Elineren補充道:“下一步就是開發(fā)一套能自動完成上述工作的系統(tǒng)。但是說起來容易做起來難。在熱圖像中,并非每一塊熱區(qū)都代表出現(xiàn)炎癥。動物的體溫波動是正常現(xiàn)象,而且不同動物的熱圖像也存在許多細微差異。所以,我們需要更先進的分析方法來防止誤報警。”

 

Termisk Systemteknik的執(zhí)行官Stefan Sjokvist說道:“Termisk Systemteknik分析各類圖像(包括熱圖像)的經驗已超過30年。但是這個特殊應用領域依舊是一個艱難的挑戰(zhàn),因為我們需要考慮每只動物特有的熱性能,這樣才能得到結果。”  

 

FLIR A310紅外熱像儀

在林雪平附近的一個奶牛場里,Sjokvist 和他的同事將兩臺FLIR A310紅外熱像儀安裝在擠奶機兩側的牢固防水外殼內。Sjokvist 解釋道:“FLIR A310紅外熱像儀的熱靈敏度為50mk,分辨率為320*240像素,足以提供我們用于此應用所需的細節(jié)圖像和熱數據。”

為保護FLIR A310紅外熱像儀不受奶牛場中不利條件的影響,將其安裝在配備自動窗戶清潔系統(tǒng)的防水外殼內。

 

這兩臺FLIR A310紅外熱像儀連續(xù)6個月都在記錄奶牛乳房熱圖像。通過自動擠奶機上配備的無線射頻識別(RIFD)項圈的識別系統(tǒng),我們建立了每一頭奶牛的熱圖像數據庫。“借助該數據庫,軟件就能確定每只動物的正常熱圖像。系統(tǒng)能夠將每次的新讀數與早先記錄的數據進行對比,從而準確地檢測出表示患有乳腺炎的熱異常類型。隨著數據庫的擴展,這種自學系統(tǒng)的準確性也會相應提升。” 

臺FLIR A310紅外熱像儀從奶牛兩側記錄其乳房圖像。

 

檢測其他健康問題

據Sjokvist所說,他們還計劃擴展該系統(tǒng),使其能夠檢測其他健康問題。“這種技術可以在動物表現(xiàn)出臨床癥狀之前,檢測出各種健康問題,例如,其他類型的炎癥、神經損傷、骨骼問題或創(chuàng)傷等。”Eieren對此表示同意:“我們現(xiàn)在銷售的產品是針對乳腺炎的CaDDi,但將來會開發(fā)面向其他疾病和其他動物的模塊。我們與瑞典國家獸醫(yī)局的獸醫(yī)緊密合作,共同驗證我們現(xiàn)有和將要開發(fā)的所有模塊的準確性。”

 

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