(57)【要約】【課題】外部環境の影響を考慮して、動物の体温測定の正確性を向上させ、より信頼性の高い健康管理を実現することができる測温システム及び測温方法を提供すること。【解決手段】動物（子牛Ｃ）の体温を非接触で測定する測温システム１は、風情報を検知可能な風速計４と、非接触で所定の範囲の温度分布を測定可能なサーモグラフィカメラ３と、サーモグラフィカメラ３により測定した温度分布から子牛Ｃの眼部Ｅの温度を抽出する抽出部２０と、風速計４により検知した風情報に応じて、抽出部２０が抽出した子牛Ｃの眼部Ｅの温度を補正する制御部２４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物の体温を非接触で測定する測温システムであって、
風情報を検知可能な風検知部と、
非接触で所定の範囲の温度分布を測定可能な体温測定部と、
前記体温測定部により測定した温度分布から前記動物の測温対象部分の温度を抽出する抽出部と、
前記風検知部により検知した風情報に応じて、前記抽出部が抽出した前記動物の測温対象部分の温度を補正する制御部と、
を備える測温システム。
【請求項２】
前記抽出部は、前記体温測定部により測定した温度分布から前記動物の測温対象部分を特定することを機械学習により学習した画像解析機能を用いる請求項１記載の測温システム。
【請求項３】
さらに大気温度を検知可能な大気温度検知部を備え、
前記制御部は、前記風情報と、大気温度検知部より検知される大気温度とに応じて、前記抽出部が抽出した前記動物の測温対象部分の温度を補正する請求項１又は２記載の測温システム。
【請求項４】
動物の体温を非接触で測定する測温方法であって、
風検知部により風情報を検知する風検知工程と、
体温測定部により非接触で所定の範囲の温度分布を測定する体温測定工程と、
抽出部により前記温度測定工程により測定した温度分布から前記動物の測温対象部分の温度を抽出する抽出工程と、
制御部により前記風検知工程により検知した風情報に応じて、前記抽出工程にて抽出した前記動物の測温対象部分の温度を補正する補正工程と、
を備える測温方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家畜等の動物の体温を測定する測温システム及び測温方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、牛等の動物の体温を測定するためには、体温計などの接触型温度計を直腸内又は口内に挿入し、一定時間、定位置に留めなければならなかった。それゆえ、測定者にも、動物にも多大なストレスや労力がかかっていた。
【０００３】
そこで、サーモグラフィカメラ等のような非接触型温度計により、摂餌中の動物を非接触で深部体温（核心温度）に相関する眼やその周囲（眼部）の温度を複数回測定し、測定結果の平均値を求める体温の測定手法が開発されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−８５９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非接触により動物の体温測定を行う時に、風が動物の眼部に当たっていると、測定した眼部の温度が深部体温に相関しなくなるという問題がある。
【０００６】
また、特許文献１では、動物の体温測定を迅速化するため、撮影された動物頭部の熱画像から最も高い温度を示している部分を、深部体温と相関する眼部であると判断して測温しているが、例えば大気温度が高い時には、眼部と大気との温度差が小さいため眼部を特定しにくくなる。それ以外にも、動物の個体差や撮影している角度等の様々な要因から必ずしも熱画像の中で最も高い温度を示している部分が眼部とは限らない。
【０００７】
このように、非接触による動物の体温測定では、動物が置かれている外部環境の影響を受けやすく、正確に深部体温と相関する箇所を特定できなければ体温測定に誤差が生じることとなる。このような誤差が生じると健康管理の信頼性を損なうという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、外部環境の影響を考慮して、動物の体温測定の正確性を向上させ、より信頼性の高い健康管理を実現することができる測温システム及び測温方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、本発明に係る測温システムでは、動物の体温を非接触で測定する測温システムであって、風情報を検知可能な風検知部と、非接触で所定の範囲の温度分布を測定可能な体温測定部と、前記体温測定部により測定した温度分布から前記動物の測温対象部分の温度を抽出する抽出部と、前記風検知部により検知した風情報に応じて、前記抽出部が抽出した前記動物の測温対象部分の温度を補正する制御部と、を備える。
【００１０】
また、上述した測温システムにおいて、前記抽出部は、前記体温測定部により測定した温度分布から前記動物の測温対象部分を特定することを機械学習により学習した画像解析機能を用いてもよい。
【００１１】
また、上述した測温システムにおいて、さらに大気温度を検知可能な大気温度検知部を備え、前記制御部は、前記風情報と、大気温度検知部より検知される大気温度とに応じて、前記抽出部が抽出した前記動物の測温対象部分の温度を補正してもよい。
【００１２】
また、上記した目的を達成するために、本発明に係る測温方法では、動物の体温を非接触で測定する測温方法であって、風検知部により風情報を検知する風検知工程と、体温測定部により非接触で所定の範囲の温度分布を測定する体温測定工程と、抽出部により前記温度測定工程により測定した温度分布から前記動物の測温対象部分の温度を抽出する抽出工程と、制御部により前記風検知工程により検知した風情報に応じて、前記抽出工程にて抽出した前記動物の測温対象部分の温度を補正する補正工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
上記手段を用いる本発明によれば、外部環境の影響を考慮して、動物の体温測定の正確性を向上させ、より信頼性の高い健康管理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る測温システムの全体構成図である。
【図２】本実施形態における測温システムの制御部が実行する測温制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１６】
図１には本発明の一実施形態に係る測温システムの全体構成図が示されている。以下同図に基づき測温システムの構成について説明する。
【００１７】
測温システム１は、動物の体外から当該動物の体温を非接触で測温するものであり、本実施形態においては測定対象の動物を子牛Ｃとし、深部体温と相関性の高い身体部分である眼部Ｅを測温対象部分としている。
【００１８】
そして、当該測温システム１は、主に、子牛Ｃの飼料であるミルクを供給する哺乳器２と、非接触で所定の範囲の温度分布を測定するサーモグラフィカメラ３（体温測定部）と、風情報を検知する風速計４（風検知部）と、当該サーモグラフィカメラ３及び風速計４の制御や子牛Ｃの健康状態を管理する演算装置５から構成されている。
【００１９】
哺乳器２は、子牛Ｃが哺乳のために咥える人工乳首１０と、当該人工乳首１０を支持する本体部１１と、ミルクを貯留するミルクタンク１２から本体部１１にミルクを輸送する輸送管１３とから構成されている。本体部１１は、一端面中央部にて人工乳首１０を支持する円筒部１１ａと、当該円筒部１１ａの他端から輸送管１３まで円錐状に延びる円錐部１１ｂとからなる。
【００２０】
哺乳器２の円筒部１１aの上部には支持板１４が設けられ、サーモグラフィカメラ３と風速計４は当該支持板１４上に設けられている。支持板１４は人工乳首１０の延長方向に対して、垂直な水平方向に延びており、一端部が円筒部１１ａ上部に固定されている。
【００２１】
サーモグラフィカメラ３は、支持板１４の一端側に設けられており、レンズ部が哺乳時の子牛Ｃの頭部に指向するよう固定されている。なお、サーモグラフィカメラ３は手動又は自動でレンズ部の向きを変更可能な構成としてもよい。
【００２２】
サーモグラフィカメラ３は、測定対象物から発せられる赤外線量に基づいて、非接触で所定の範囲の温度分布を示す熱画像（静止画又は動画）を撮影可能なカメラであり、撮影した熱画像を演算装置５に送信可能である。また、サーモグラフィカメラ３には、大気温度を検知可能な温度センサ３ａ（大気温度検知部）が設けられており、当該温度センサ３ａにより検知された大気温度も演算装置５に送信可能である。
【００２３】
風速計４は、支持板１４の他端部に設けられている。なお、風速計４は測定対象に近いほど好ましい。本実施形態の風速計４は、いわゆる風車型風速計であり、風速を検知可能であるとともに、風向きも検知可能である。この他にも風速計としては風杯型風速計等がある。風速計４により検知した風速、風向を含む風情報は演算装置５に送信可能である。
【００２４】
演算装置５は、サーモグラフィカメラ３及び風速計４と有線、無線、又はインターネット等の通信網を介して接続されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）やサーバ等のコンピュータであり、抽出部２０、記憶部２１、出力部２２、通信部２３、制御部２４を有している。
【００２５】
抽出部２０は、サーモグラフィカメラ３により撮影された熱画像から子牛Ｃの体温（深部体温）に相関する眼部Ｅの温度を抽出する部分である。眼部Ｅの温度を抽出する手法として、抽出部２０は、熱画像内から眼部Ｅの位置を特定して、当該位置の温度を抽出する。本実施形態における抽出部２０はこの眼部Ｅの特定に、熱画像の温度分布から子牛の眼部Ｅを特定することを機械学習により学習した画像解析機能を用いる。例えば、当該画像解析機能は、子牛の眼部を特定した大量の熱画像を学習用データセットとしてディープラーニングにより学習した学習済みモデルにより形成する。なお、機械学習の方法はこれに限られず、他の方法を用いて学習してもよい。
【００２６】
記憶部２１は、抽出部２０が抽出した子牛Ｃの眼部Ｅの温度、当該温度を取得した日時、当該温度の基となった熱画像、当該熱画像撮影時の風情報、大気温度と、これらの情報に基づいて算出される子牛Ｃの体温データ等を記憶しており、子牛Ｃの個体ごとに体温データのデータベースが構築される部分である。
【００２７】
出力部２２は、例えばディスプレイやプリンタであり、画面上や紙に子牛Ｃの体温等の健康状態に関する情報を出力する部分である。
【００２８】
通信部２３は、必要に応じて外部の装置と通信可能な部分である。例えば、通信部２３は制御部２４が子牛Ｃの健康状態に異常があると判別した場合等に、管理者や獣医師等が所持している端末等にその旨を発信する。また、事態の緊急性に応じて発信先を選択することも可能である。例えば子牛Ｃが微熱等の緊急性の低い異常状態である場合には管理者のみに発信し、高熱等の緊急性の高い異常状態である場合には獣医師にも発信を行う。さらに、異常状態が検出されたときには、出力部２２において緊急性に応じたアラート表示を出したり、図示しないアラーム等で警告音を発する等して、演算装置５を操作している者に対して注意喚起してもよい。
【００２９】
そして、制御部２４は、子牛Ｃの体温を体外から非接触で測定すべく、哺乳器２を介して哺乳中の子牛Ｃの眼部Ｅを測温対象部分として、サーモグラフィカメラ３により子牛Ｃの眼部Ｅの温度を測定する。そして、風速計４により検知した風情報に応じて、抽出部２０が抽出した子牛Ｃの眼部Ｅの温度を補正して、当該子牛Ｃの体温データを算出する。
【００３０】
詳しくは、図２に本実施形態における測温システムの制御部が実行する測温制御ルーチンを示すフローチャート、以下同フローチャートに沿って測温制御について説明する。
【００３１】
まず、ステップＳ１において、制御部２４は子牛Ｃが哺乳器２の人工乳首１０を咥えたことを検知（哺乳検知）する。
【００３２】
続くステップＳ２において、制御部２４はサーモグラフィカメラ３により熱画像を撮影する。具体的には、哺乳器２前にいる子牛Ｃの眼部Ｅ及びその周囲に焦点が合うようにサーモグラフィカメラ３のフォーカスを調整し、温度センサ３ａにより検知される大気温度を用いて熱画像の温度分布を校正した上で、熱画像を撮影する。なお、このとき撮影する熱画像は１枚に限られず複数枚撮影してもよい。また、制御部２４は熱画像の撮影とともに温度センサ３ａにより検知される大気温度の情報も取得する。
【００３３】
次にステップＳ３において、抽出部２０が熱画像から眼部Ｅの位置を画像解析機能により特定する。そして、ステップＳ４において、抽出部２０は特定した眼部Ｅの温度を抽出する。
【００３４】
また、ステップＳ５において、制御部２４は風速計４により検知される風速や風向き等の風情報を取得する。
【００３５】
ステップＳ６において、制御部２４は取得した風情報に応じて、抽出部２０が抽出した子牛Ｃの眼部Ｅの温度を補正する。具体的には、制御部２４は、熱画像撮影時の風速と風向きから子牛Ｃの眼部Ｅに当たる風量等を推定し、それに伴う眼部Ｅの温度変化を算出する。さらに、温度センサ３ａより取得した大気温度を用いて、眼部Ｅの温度変化を算出する。この温度変化の算出においては、例えば予め実験やシミュレーションにより風速、風向き、大気温度、眼部Ｅの温度との関係のテーブルを作成しておくことで算出してもよい。そして、制御部２４は算出した温度変化により眼部Ｅの温度を補正したものを子牛Ｃの体温データとする。
【００３６】
そして、ステップＳ７において、制御部２４は、補正後の体温データを記憶部２１に保存し、当該ルーチンを終了する。
【００３７】
このように、本実施形態に係る測温システム１は、サーモグラフィカメラ３により非接触で子牛Ｃの眼部Ｅの温度を抽出して、当該温度を風情報に応じて補正することで、子牛Ｃに当たる風を考慮した、より正確な体温を測定することができる。
【００３８】
また、抽出部２０は熱画像の温度分布から眼部Ｅの位置を特定することを機械学習により学習した画像解析機能を用いて特定することで、外部環境の変化に対応しつつ眼部Ｅの位置を特定することができる。
【００３９】
さらに、温度センサ３ａにより大気温度を検知して、当該大気温度も用いて眼部Ｅの温度の補正を行うことで、より一層正確に体温を測定することができる。
【００４０】
このように本実施形態に係る測温システム及び測温方法によれば、強風時や高温時又は低温時等の外部環境の影響を考慮して、子牛Ｃの体温測定の正確性を向上させ、より信頼性の高い健康管理を実現することができる。
【００４１】
以上で本発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。
【００４２】
上記実施形態では、サーモグラフィカメラ３に温度センサ３ａが設けられているが、大気温度を検知する温度センサはサーモグラフィカメラ以外に設けられてもよい。例えば、独立した温度センサとして設けてもよいし、風速計等の他の装置が有している温度センサを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１  測温システム
２  哺乳器
３  サーモグラフィカメラ（体温測定部）
３ａ  温度センサ（大気温度検知部）
４  風速計（風検知部）
５  演算装置
２０  抽出部
２４  制御部
Ｃ  子牛
Ｅ  眼部
【図１】
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【図２】
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