(57)【要約】      （修正有）【課題】多大な労力を要さずに家畜の体重を精度良く求めることができる家畜の体重推定装置及び家畜の体重推定方法を提供する。【解決手段】体重推定装置４は、照射装置２から複数のスリットレーザ光が家畜の体長方向に所定間隔で照射されることで家畜の体表面に現れる、各スリットレーザ光に対応する複数の輝線を撮像装置３に撮像させて、各輝線の形状を取得する輝線形状取得部１５２と、輝線形状取得部１５２によって取得された各輝線の形状に対応した、家畜の断面形状を推定する断面形状推定部１５３と、断面形状推定部１５３によって推定された複数の断面形状に基づいて、家畜の体長及び胸囲を推定する体長胸囲推定部１５５と、体長胸囲推定部１５５によって推定された体長及び胸囲に基づいて、家畜の体重を推定する体重推定部１５６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】
照射装置から複数のスリットレーザ光が家畜の体長方向に所定間隔で照射されることで前記家畜の体表面に現れる、各スリットレーザ光に対応する複数の輝線を撮像装置に撮像させて、各輝線の形状を取得する輝線形状取得部と、
前記輝線形状取得部によって取得された各輝線の形状に対応した、前記家畜の断面形状を推定する断面形状推定部と、
前記断面形状推定部によって推定された複数の前記断面形状に基づいて、前記家畜の体長及び胸囲を推定する体長胸囲推定部と、
前記体長胸囲推定部によって推定された前記体長及び前記胸囲に基づいて、前記家畜の体重を推定する体重推定部と、
を備える、家畜の体重推定装置。
【請求項２】
撮像装置によって撮像された家畜の立体画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部によって取得された前記立体画像から、前記家畜の体長方向において所定間隔毎の輪郭画像を抜き出して、前記家畜の断面形状を推定する断面形状推定部と、
前記断面形状推定部によって推定された複数の前記断面形状に基づいて、前記家畜の体長及び胸囲を推定する体長胸囲推定部と、
前記体長胸囲推定部によって推定された前記体長及び前記胸囲に基づいて、前記家畜の体重を推定する体重推定部と、
を備える、家畜の体重推定装置。
【請求項３】
前記輝線形状取得部によって取得された前記輝線は、円弧状の形状であり、
前記断面形状推定部は、前記輝線の形状を円近似して、前記家畜の枝肉の断面形状を推定する、
請求項１に記載の家畜の体重推定装置。
【請求項４】
前記輪郭画像は、前記家畜の断面輪郭の一部分を示し、
前記断面形状推定部は、前記一部分の断面輪郭を円近似して、前記家畜の枝肉の断面形状を推定する、
請求項２に記載の家畜の体重推定装置。
【請求項５】
家畜の基準となる断面形状を示す基準断面モデルを記憶する記憶部を更に備え、
前記断面形状推定部は、前記基準断面モデルを前記断面輪郭に合うように変形し、変形後の基準断面モデルに基づいて断面形状を推定する、
請求項４に記載の家畜の体重推定装置。
【請求項６】
前記撮像装置による前記家畜の撮像時に、前記家畜の背筋の位置と方向を指示するように前記撮像装置の撮像方向に線状の可視レーザ光を前記家畜の体表面の背筋の位置に照射させる照射制御部を更に備え、
前記断面形状推定部は、前記可視レーザ光によって前記体表面に現れるマーカーに基づいて前記撮像装置の撮像姿勢を特定することで前記撮像装置の撮像画像から前記家畜の背筋の位置を求め、求めた前記背筋の位置を前記断面形状の頂点とする、
請求項１から５のいずれか１項に記載の家畜の体重推定装置。
【請求項７】
前記断面形状推定部が推定した複数の前記断面形状の頂点に基づいて、前記家畜の背筋を推定する背筋推定部を更に備え、
前記体長胸囲推定部は、前記背筋推定部が推定した前記背筋の長さに基づいて、前記家畜の体長を推定する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の家畜の体重推定装置。
【請求項８】
前記体重推定部が推定した体重を示す体重情報を、前記体重が推定された家畜の体表面に投影させる投影制御部を更に備える、
請求項１から６のいずれか１項に記載の家畜の体重推定装置。
【請求項９】
前記撮像装置によって撮像された前記家畜の輪郭を示す輪郭画像から、前記家畜の尾の付け根及び耳の位置を特定する位置特定部を更に備え、
前記体長胸囲推定部は、前記位置特定部によって特定された前記尾の付け根の位置と前記耳の位置との間の距離を、前記家畜の体長として推定する、
請求項１から８のいずれか１項に記載の家畜の体重推定装置。
【請求項１０】
前記位置特定部は、前記輪郭画像と、予め前記家畜の尾の付け根及び周辺部を示す基準画像とをマッチングして、尾の付け根の位置を特定する、
請求項９に記載の家畜の体重推定装置。
【請求項１１】
前記位置特定部は、
前記輪郭画像中の輪郭線から前記家畜の体長方向に沿った中心線と、前記中心線の法線方向での前記輪郭線の幅の大きさを示す体幅線とを求め、
求めた前記中心線と前記体幅線に基づいて、前記耳の位置を特定する、
請求項９又は１０に記載の家畜の体重推定装置。
【請求項１２】
前記位置特定部は、
前記輪郭画像中の輪郭線から前記家畜の体長方向に沿った中心線と、前記中心線の法線方向での前記輪郭線の幅の大きさを示す体幅線とを求め、
前記体幅線の前記中心線に対する分布状態に基づいて、前記家畜の胸部の位置を特定する、
請求項９又は１０に記載の家畜の体重推定装置。
【請求項１３】
前記体長胸囲推定部は、特定された前記胸部の位置での前記体幅線の長さを、前記胸囲として推定する、
請求項１２に記載の家畜の体重推定装置。
【請求項１４】
照射装置から複数のスリットレーザ光が家畜の体長方向に所定間隔で照射されることで前記家畜の体表面に現れる、各スリットレーザ光に対応する複数の輝線を撮像装置に撮像させて、各輝線の形状を取得するステップと、
取得された各輝線の形状に対応した、前記家畜の断面形状を推定するステップと、
推定された複数の前記断面形状に基づいて、前記家畜の体長及び胸囲を推定するステップと、
推定された前記体長及び前記胸囲に基づいて、前記家畜の体重を推定するステップと、
を備える、家畜の体重推定方法。
【請求項１５】
撮像装置によって撮像された家畜の立体画像を取得するステップと、
取得された前記立体画像から、前記家畜の体長方向において所定間隔毎の断面画像を抜き出して、前記家畜の断面形状を推定するステップと、
推定された複数の前記断面形状に基づいて、前記家畜の体長及び胸囲を推定するステップと、
推定された前記体長及び前記胸囲に基づいて、前記家畜の体重を推定するステップと、
を備える、家畜の体重推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家畜の体重推定装置及び家畜の体重推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、豚等の家畜は、飼育中に体重が測定されている。体重計を用いて家畜の体重を測定する場合には、家畜が体重計の上で動くため、測定が困難である。一方で、下記の非特許文献１に記載のように、家畜の体長や胸囲を測定し、所定の体重式に代入することで、家畜の体重を求める手法が提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】浅井孝康、他５名、「大型種（ＬＷ）の肉豚における簡易体重計算法」、日豚研誌、１９６９年４月、第６巻、第１号、ｐ．１−５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、非特許文献１に記載の手法では、測定者が家畜の体長や胸囲を直接測定する必要があるが、豚等の家畜は測定の際に動くため、測定のために多大な労力と時間を要することになっていた。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、多大な労力を要さずに家畜の体重を精度良く求めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様においては、照射装置から複数のスリットレーザ光が家畜の体長方向に所定間隔で照射されることで前記家畜の体表面に現れる、各スリットレーザ光に対応する複数の輝線を撮像装置に撮像させて、各輝線の形状を取得する輝線形状取得部と、前記輝線形状取得部によって取得された各輝線の形状に対応した、前記家畜の断面形状を推定する断面形状推定部と、前記断面形状推定部によって推定された複数の前記断面形状に基づいて、前記家畜の体長及び胸囲を推定する体長胸囲推定部と、前記体長胸囲推定部によって推定された前記体長及び前記胸囲に基づいて、前記家畜の体重を推定する体重推定部と、を備える、家畜の体重推定装置を提供する。
【０００７】
本発明の第２の態様においては、撮像装置によって撮像された家畜の立体画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部によって取得された前記立体画像から、前記家畜の体長方向において所定間隔毎の輪郭画像を抜き出して、前記家畜の断面形状を推定する断面形状推定部と、前記断面形状推定部によって推定された複数の前記断面形状に基づいて、前記家畜の体長及び胸囲を推定する体長胸囲推定部と、前記体長胸囲推定部によって推定された前記体長及び前記胸囲に基づいて、前記家畜の体重を推定する体重推定部と、を備える、家畜の体重推定装置を提供する。
【０００８】
また、前記輝線形状取得部によって取得された前記輝線は、円弧状の形状であり、前記断面形状推定部は、前記輝線の形状を円近似して、前記家畜の枝肉の断面形状を推定することとしてもよい。
【０００９】
また、前記輪郭画像は、前記家畜の断面輪郭の一部分を示し、前記断面形状推定部は、前記一部分の断面輪郭を円近似して、前記家畜の枝肉の断面形状を推定することとしてもよい。
【００１０】
また、前記家畜の体重推定装置は、家畜の基準となる断面形状を示す基準断面モデルを記憶する記憶部を更に備え、前記断面形状推定部は、前記基準断面モデルを前記断面輪郭に合うように変形し、変形後の基準断面モデルに基づいて断面形状を推定することとしてもよい。
【００１１】
また、前記家畜の体重推定装置は、前記撮像装置による前記家畜の撮像時に、前記家畜の背筋の位置と方向を指示するように前記撮像装置の撮像方向に線状の可視レーザ光を前記家畜の体表面の背筋の位置に照射させる照射制御部を更に備え、前記断面形状推定部は、前記可視レーザ光によって前記体表面に現れるマーカーに基づいて前記撮像装置の撮像姿勢を特定することで前記撮像装置の撮像画像から前記家畜の背筋の位置を求め、求めた前記背筋の位置を前記断面形状の頂点とすることとしてもよい。
【００１２】
また、前記家畜の体重推定装置は、前記断面形状推定部が推定した複数の前記断面形状の頂点に基づいて、前記家畜の背筋を推定する背筋推定部を更に備え、前記体長胸囲推定部は、前記背筋推定部が推定した前記背筋の長さに基づいて、前記家畜の体長を推定することとしてもよい。
【００１３】
また、前記家畜の体重推定装置は、前記体重推定部が推定した体重を示す体重情報を、前記体重が推定された家畜の体表面に投影させる投影制御部を更に備えることとしてもよい。
【００１４】
また、前記家畜の体重推定装置は、前記撮像装置によって撮像された前記家畜の輪郭を示す輪郭画像から、前記家畜の尾の付け根及び耳の位置を特定する位置特定部を更に備え、前記体長胸囲推定部は、前記位置特定部によって特定された前記尾の付け根の位置と前記耳の位置との間の距離を、前記家畜の体長として推定することとしてもよい。
【００１５】
また、前記位置特定部は、前記輪郭画像と、予め前記家畜の尾の付け根及び周辺部を示す基準画像とをマッチングして、尾の付け根の位置を特定することとしてもよい。
【００１６】
また、前記位置特定部は、前記輪郭画像中の輪郭線から前記家畜の体長方向に沿った中心線と、前記中心線の法線方向での前記輪郭線の幅の大きさを示す体幅線とを求め、求めた前記中心線と前記体幅線に基づいて、前記耳の位置を特定することとしてもよい。
【００１７】
また、前記位置特定部は、前記輪郭画像中の輪郭線から前記家畜の体長方向に沿った中心線と、前記中心線の法線方向での前記輪郭線の幅の大きさを示す体幅線とを求め、前記体幅線の前記中心線に対する分布状態に基づいて、前記家畜の胸部の位置を特定することとしてもよい。
【００１８】
また、前記体長胸囲推定部は、特定された前記胸部の位置での前記体幅線の長さを、前記胸囲として推定することとしてもよい。
【００１９】
本発明の第３の態様においては、照射装置から複数のスリットレーザ光が家畜の体長方向に所定間隔で照射されることで前記家畜の体表面に現れる、各スリットレーザ光に対応する複数の輝線を撮像装置に撮像させて、各輝線の形状を取得するステップと、取得された各輝線の形状に対応した、前記家畜の断面形状を推定するステップと、推定された複数の前記断面形状に基づいて、前記家畜の体長及び胸囲を推定するステップと、推定された前記体長及び前記胸囲に基づいて、前記家畜の体重を推定するステップと、を備える、家畜の体重推定方法を提供する。
【００２０】
本発明の第４の態様においては、撮像装置によって撮像された家畜の立体画像を取得するステップと、取得された前記立体画像から、前記家畜の体長方向において所定間隔毎の断面画像を抜き出して、前記家畜の断面形状を推定するステップと、推定された複数の前記断面形状に基づいて、前記家畜の体長及び胸囲を推定するステップと、推定された前記体長及び前記胸囲に基づいて、前記家畜の体重を推定するステップと、を備える、家畜の体重推定方法を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、多大な労力を要さずに家畜の体重を精度良く求めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る体重推定システムＳの構成を説明するためのブロック図である。
【図２】体重が推定される家畜１００の一例を示す図である。
【図３】スリットレーザ光が照射された状態の家畜１００を示す模式図である。
【図４】家畜１００への体重情報の投影状態を説明するための図である。
【図５】輝線形状取得部１５２が取得した輝線の形状の一例を示す模式図である。
【図６】輝線Ｌに対応した断面形状の推定方法を説明するための模式図である。
【図７】断面形状推定部１５３によって推定された家畜１００の断面形状を示す模式図である。
【図８】背筋推定部１５４が生成した背筋曲線を説明するための模式図である。
【図９】第１の実施形態に係る体重推定処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態に係る体重推定システムＳの構成を説明するためのブロック図である。
【図１１】基準断面モデルと輪郭画像を用いた断面形状の推定方法を説明するための模式図である。
【図１２】第２の実施形態に係る体重推定処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図１３】第３の実施形態に係る体重推定装置４の構成を説明するためのブロック図である。
【図１４】家畜１００の輪郭画像Ｇ１の一例を示す模式図である。
【図１５】家畜１００の尾の付け根の位置を特定するためのテンプレート画像Ｇ２の一例を示す模式図である。
【図１６】マッチング結果を説明するための模式図である。
【図１７】家畜の体長方向に沿った中心線Ｉ１を説明するための模式図である。
【図１８】中心線Ｉ１に垂直な法線Ｉ２を説明するための模式図である。
【図１９】法線Ｉ２の分布状態を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜１．第１の実施形態＞
（１−１．体重推定システムの概要）
本発明の第１の実施形態に係る家畜の体重推定装置を含む体重推定システムの概要について、図１を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は、第１の実施形態に係る体重推定システムＳの構成を説明するためのブロック図である。家畜の体重推定システムＳは、図１に示すように、照射装置２と、撮像装置３と、体重推定装置４と、投影装置５とを有する。
【００２５】
体重推定システムＳは、例えば家畜の飼育場所に設けられており、家畜の体重を推定するためのシステムである。体重推定システムＳは、例えば飼育中の家畜が出荷に適した体重であるか否かを判別するために、家畜の体重を推定する。体重推定システムＳは、家畜の内蔵を取り除いた後の肉であり出荷される枝肉の体重を推定しうる。また、体重推定システムＳは、家畜が静止せずに動いていても、家畜の体重を高精度に推定できる。
【００２６】
図２は、体重が推定される家畜１００の一例を示す図である。ここでは、家畜１００の一例として、豚の体重が推定されるものとする。ただし、家畜１００は豚に限定されず、例えば羊等の他の家畜であってもよい。
【００２７】
照射装置２は、被照射体である家畜１００に、スリット状の複数のスリットレーザ光を照射する。照射装置２は、例えば複数のスリットレーザ光を同時に家畜１００に照射する。照射装置２は、レーザ光を照射するレーザ素子と、細長い開口であるスリットを有しており、レーザ素子から出射されたレーザ光は、スリットを通過して、スリットレーザ光として家畜１００に照射される。複数のスリットレーザ光は、それぞれ、所定の照射方向に向かって照射される。
【００２８】
図３は、スリットレーザ光が照射された状態の家畜１００を示す模式図である。複数のスリットレーザ光が家畜１００に照射されることで、図３に示すように、家畜１００の体表面に複数の円弧状の輝線Ｌが現れる。図３では、輝線Ｌを分かり易くするために破線で示されているが、実際には実線である。複数の輝線Ｌは、家畜１００の体長方向（図３のＸ方向）において所定間隔で位置している。本実施形態では、照射装置２が家畜１００の上方（一例として真上）からスリットレーザ光を家畜１００へ向かって照射するため、家畜１００の背中側に輝線Ｌが現れる。
【００２９】
また、照射装置２は、上述したスリットレーザ光の他に、スリットレーザ光の家畜１００への照射位置の目印となる線状の可視レーザ光（以下、背筋マーカー用線状光と呼ぶ）を照射しうる。背筋マーカー用線状光は、家畜１００の背筋の位置と方向を指示するためのものである。例えば、照射装置２は、スリットレーザ光の照射方向に対して垂直方向に背筋マーカー用線状光を照射する。スリットレーザ光の照射方向の先に家畜１００が存在する場合には、図３に示すように、背筋マーカー用線状光が家畜１００の体表面に線状マーカーＭとして現れる。
【００３０】
測定者は、家畜１００の体表面に現れた線状マーカーＭの位置を見ることで、スリットレーザ光が家畜１００に対して適切に照射されているか否かを判定できる。例えば、測定者は、図３に示すように線状マーカーＭが体表面の背筋と重なって現れた場合には、スリットレーザ光の家畜１００に対する照射位置が適切であると判定する。
【００３１】
なお、上記では、照射装置２が、スリットレーザ光及び背筋マーカー用線状光を照射することとしたが、これに限定されない。例えば、照射装置２は、背筋マーカー用線状光を照射せず、家畜１００の体表面に線状マーカーが現れないこととしてもよい。また、照射装置２とは異なる照射装置が、背筋マーカー用線状光を家畜１００に照射してもよい。
また、上記では、照射装置２が、図３に示す一直線状のマーカーＭが家畜１００の体表面に現れるように可視レーザ光を照射することとしたが、これに限定されない。例えば、照射装置２は、十字状のマーカー（当該マーカーは、背筋に沿う第１直線と、第１直線の中央部分で第１直線と直交する第２直線を含む）が家畜１００の体表面に現れるように、可視レーザ光を照射してもよい。
【００３２】
撮像装置３は、例えばカメラであり、スリットレーザ光が照射された家畜１００を撮像して、撮像画像を生成する。具体的には、撮像装置３は、複数のスリットレーザ光が照射されることで家畜１００の体表面に現れる複数の輝線Ｌを撮像して、撮像画像を生成する。撮像装置３は、生成した撮像画像を体重推定装置４へ出力する。
【００３３】
体重推定装置４は、例えばコンピュータであり、照射装置２、撮像装置３及び投影装置５の動作を制御する制御装置である。体重推定装置４は、撮像装置３が撮像して生成した輝線Ｌを含む撮像画像に基づいて、家畜１００の体重を推定する。詳細は後述するが、体重推定装置４は、撮像画像中の複数の輝線Ｌに対応した断面形状を推定し、推定した複数の断面形状に基づいて家畜１００の体長及び胸囲を推定する。そして、体重推定装置４は、家畜１００の体長及び胸囲に基づいて、家畜１００の体重を推定する。これにより、家畜１００にスリットレーザ光を照射することで、家畜１００の体重を自動で求めることができるので、測定者の負担を大幅に低減できる。
【００３４】
投影装置５は、例えばプロジェクタであり、体重推定装置４の推定結果（家畜１００の体重）を示す体重情報を家畜１００に投影する。通常、測定者はモニター画面を見ながら測定を行うが、上記のように体重情報が家畜１００に体表面に投影されれば、測定者がモニター画面を見る必要がなくなるので、測定時の作業性が向上する。
【００３５】
図４は、家畜１００への体重情報の投影状態を説明するための図である。体重情報として、例えば図４に示すように体重の大きさを示す数値１１１が、家畜１００の体表面に投影される。これにより、測定者は、数値１１１を見ることで、瞬時に家畜１００の体重（１１０ｋｇ）を把握できる。なお、体重情報の家畜１００への投影は、レーザ光の家畜１００へ照射が終わった後に行われる。
【００３６】
照射装置２、撮像装置３及び投影装置５は、例えば家畜１００の飼育場の所定の設置箇所に固定されている。設置箇所の近傍を家畜１００が通過する際に、照射装置２等が動作することで家畜１００の体重が推定される。ただし、これに限定されず、照射装置２、撮像装置３及び投影装置５は、測定者が手で持って操作可能な構成（ハンディタイプ）であってもよい。この場合には、測定者が家畜１００の傍に立って、照射装置２等を動作させることで家畜１００の体重を推定できる。
【００３７】
（１−２．体重推定装置の詳細構成）
第１の実施形態に係る体重推定装置４の詳細構成について、図１を参照しながら説明する。体重推定装置４は、図１に示すように、通信部１１と、表示部１２と、操作部１３と、記憶部１４と、制御部１５とを有する。
【００３８】
通信部１１は、外部機器との間で通信を行う通信インターフェイス（以下、通信ＩＦ）である。通信部１１は、照射装置２、撮像装置３及び投影装置５との間で、例えばケーブル等を介して有線通信を行い、情報を送受信する。ただし、これに限定されず、例えば、通信部１１は、照射装置２、撮像装置３及び投影装置５との間で、無線通信を介して情報を送受信してもよい。
【００３９】
表示部１２は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等により構成される。例えば、表示部１２は、撮像装置３が撮像した撮像画像を表示する。
【００４０】
操作部１３は、例えばキーボードやマウス等により構成され、ユーザが入力操作を行うことが可能である。ユーザは、操作部１３を介して家畜１００の体重推定に関する様々な入力操作を行う。
【００４１】
記憶部１４は、例えばＲＯＭ及びＲＡＭ等により構成され、体重推定装置４を機能させるための各種プログラムや各種データを記憶する。記憶部１４は、例えば撮像装置３から受信した撮像画像を記憶する。
【００４２】
制御部１５は、例えばＣＰＵにより構成される。制御部１５は、記憶部１４に記憶されている各種プログラムを実行することにより、体重推定装置４に係る機能を統括的に制御する。本実施形態では、制御部１５は、照射制御部１５１と、輝線形状取得部１５２と、断面形状推定部１５３と、背筋推定部１５４と、体長胸囲推定部１５５と、体重推定部１５６と、投影制御部１５７として機能する。
【００４３】
照射制御部１５１は、照射装置２からのレーザ光の照射を制御する。例えば、照射制御部１５１は、複数のスリットレーザ光を、家畜１００の体長方向に所定間隔で照射させる。これにより、図３に示すように、家畜１００の背中側の体表面に、各スリットレーザ光に対応する複数の輝線Ｌが現れる。
【００４４】
照射制御部１５１は、スリットレーザ光を照射させる際に、背筋マーカー用線状光も共に照射させてもよい。背筋マーカー用線状光は、例えばスリットレーザ光と平行に照射される。スリットレーザ光の照射方向の先に家畜１００が存在する場合には、背筋マーカー用線状光も家畜１００の体表面に照射される。これにより、図３に示すように、家畜１００の体表面に、背筋マーカー用線状光に対応する線状マーカーＭが現れる。
【００４５】
輝線形状取得部１５２は、スリットレーザ光の照射により家畜１００の体表面に現れる複数の輝線の形状を取得する。例えば、輝線形状取得部１５２は、輝線が体表面に現れた家畜１００を撮像装置３に撮像させることで、輝線の形状を取得する。この際、輝線形状取得部１５２は、光切断法の原理により、輝線の形状を取得してもよい。
【００４６】
図５は、輝線形状取得部１５２が取得した輝線の形状の一例を示す模式図である。図５に示す複数の輝線Ｌは、家畜１００の体表面に沿った線であり、円弧状の形状となっている。例えば、複数の輝線Ｌは、略半円状の形状となっている。複数の輝線Ｌは、家畜１００の体長方向において所定間隔毎に位置している。
【００４７】
断面形状推定部１５３は、輝線形状取得部１５２によって取得された各輝線の形状に対応した、家畜１００の断面形状を推定する。断面形状推定部１５３が推定する断面形状は、家畜１００の体長方向と直交する直交面での断面形状である。前述したように輝線形状取得部１５２が取得した輝線Ｌは、家畜１００の背中側の形状を示すものである。そこで、断面形状推定部１５３は、輝線Ｌを参照して家畜１００のお腹側の形状を推定することで、家畜１００の断面形状を推定できる。
【００４８】
図６は、輝線Ｌに対応した断面形状の推定方法を説明するための模式図である。断面形状推定部１５３は、輝線Ｌの形状を円近似して、家畜１００の枝肉の断面形状を推定する。具体的には、断面形状推定部１５３は、半円状の輝線Ｌを用いて円近似することで、円形状の近似曲線Ｃが得られる。この近似曲線Ｃは、家畜１００のお腹側の輪郭形状を示す。このため、輝線Ｌ及び近似曲線Ｃが、家畜１００の断面形状を示すことになる。
【００４９】
なお、家畜１００の背中側に現れる輝線Ｌを円近似する場合には、以下のような利点がある。例えば、レーザスリット光を照射した際に、家畜１００が呼吸等してお腹が膨らむことがある。この膨らみは、中が空気であるため、体重を求める際には誤差につながる。そして、家畜１００が呼吸した際に現れるレーザスリット光による輝線は、お腹の膨らみも示すものとなる。これに対して、背中側の輝線Ｌを円近似した場合には、近似後の円において膨らみに対応する部分が無くなる。これにより、家畜１００の枝肉の断面形状を高精度に推定することができる。
【００５０】
図７は、断面形状推定部１５３によって推定された家畜１００の断面形状を示す模式図である。図７に示す家畜１００の断面形状は、それぞれ輝線Ｌを円近似したものであり、家畜１００の体長方向に所定間隔で位置している。また、図７に示す複数の断面形状を用いることで、例えば家畜１００の三次元形状も特定できる。
【００５１】
背筋推定部１５４は、断面形状推定部１５３が推定した複数の断面形状（輝線Ｌ）の頂点に基づいて、家畜１００の背筋を推定する。例えば、背筋推定部１５４は、Ｚ軸方向において複数の断面形状の各々の頂点を求め、各頂点を結ぶ背筋曲線（近似曲線）を生成することで、家畜１００の背筋を推定する。
【００５２】
図８は、背筋推定部１５４が生成した背筋曲線を説明するための模式図である。図８（ａ）には家畜を上方から見た際の背筋曲線Ｄが示され、図８（ｂ）には家畜を横から見た際の背筋曲線Ｄが示されている。背筋曲線Ｄは、図８（ａ）に示す方向では２次曲線を示し、図８（ｂ）に示す方向では４次曲線を示す。背筋曲線Ｄは、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、各輝線Ｌ（断面形状）の頂点を結ぶように生成した近似曲線である。また、背筋曲線Ｄが図８（ｂ）に示す４次曲線である場合には、家畜１００の耳の部分を除いた背筋曲線Ｄを生成できるので、高精度に家畜１００の背筋を推定できる。
【００５３】
背筋推定部１５４が推定した背筋は、以下のように利用してもよい。家畜１００の健康状態は、家畜１００の背筋に反映されることが知られている。そこで、背筋推定部１５４が推定した背筋の態様に基づいて、家畜１００の健康状態を推定してもよい。例えば、背筋の曲がり具合が小さい場合には健康状態が良いと推定し、背筋の曲がり具合が大きい場合には健康状態が悪いと推定する。
【００５４】
体長胸囲推定部１５５は、断面形状推定部１５３によって推定された複数の断面形状に基づいて、家畜１００の体長及び胸囲を推定する。例えば、体長胸囲推定部１５５は、断面形状推定部１５３が推定した断面形状に基づいて背筋推定部１５４が推定した背筋の長さから、家畜１００の体長を推定する。具体的には、体長胸囲推定部１５５は、背筋推定部１５４が生成した背筋曲線Ｄの長さに所定の係数を掛け合わせた値を、家畜１００の体長として推定する。
【００５５】
家畜１００の体長は、例えば、家畜１００の頭における両耳の中央から体上線に沿って尻尾の根までの長さである。ただし、これに限定されず、両耳の中央の代わりに、頭の鼻先にしてもよい。
【００５６】
また、体長胸囲推定部１５５は、断面形状の周長から、家畜１００の胸囲を推定する。例えば、体長胸囲推定部１５５は、断面形状推定部１５３が推定した全ての断面形状の周長の平均値に所定の係数を掛け合わせた値を、胸囲として推定する。ただし、これに限定されず、全ての断面形状の代わりに、体長方向において所定範囲の断面形状の周長の平均値を利用してもよい。
【００５７】
なお、上述した背筋曲線Ｄを用いて家畜１００の体長を求める際には、体長胸囲推定部１５５は、背筋曲線Ｄの前端及び後端の位置を以下のように決定することで、体長を精度良く求めることができる。
まず、体長胸囲推定部１５５は、背筋曲線Ｄの前端及び後端を、それぞれ三次元座標（ｘ、ｙ、ｚ）から二次元座標（ｕ、ｖ）を算出する下記の式から求める。
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そして、体長胸囲推定部１５５は、求めた二次元座標（ｕ、ｖ）が撮像画像中の家畜１００のシルエット内にあるか否かを判定し、シルエットの端に位置する点を背筋曲線Ｄの前端及び後端とする。
【００５８】
体重推定部１５６は、体長胸囲推定部１５５によって推定された体長及び胸囲に基づいて、家畜１００の体重を推定する。例えば、体重推定部１５６は、家畜１００の体長、胸囲及び体重の関係を示す所定の体重式に、体長胸囲推定部１５５が推定した体長及び胸囲の値を代入することで、家畜１００の体重を推定する。体重式は、予め実験等によって求められた式であり、例えば記憶部１４に記憶されている。
ただし、これに限定されず、例えば、記憶部１４が家畜１００の体長、胸囲及び体重の関係を示すテーブルを記憶しており、体重推定部１５６は、記憶部１４に記憶されたテーブルを参照して、体長胸囲推定部１５５が推定した体長及び胸囲に対応する家畜１００の体重を推定してもよい。
上述した体重式やテーブルを用いて家畜１００の体重を推定することで、作業者が家畜１００を直接測定しなくても、家畜１００の体重を精度良くかつ迅速に求めることができる。
【００５９】
体重推定部１５６は、家畜１００の体長及び胸囲に加えて他の情報（例えば、家畜１００の体高）に基づいて、家畜１００の体重を推定してもよい。例えば、体重推定部１５６は、家畜１００の体長、胸囲、体高及び体重の関係を示すテーブルを参照して、体長、胸囲及び体高に対応する体重を推定する。このように３つ以上の情報を用いて体重を推定することで、より高精度に家畜１００の体重を求めることができる。
なお、家畜１００の体高は、上述したように照射装置２及び撮像装置３が固定されている場合には、照射装置２及び撮像装置３の高さ方向での位置が決まっているため、撮像画像から求めることができる。
【００６０】
投影制御部１５７は、投影装置５による投影を制御する。投影制御部１５７は、体重推定部１５６が推定した体重を示す体重情報を、体重が推定された家畜１００の体表面に投影させる。例えば、投影制御部１５７は、体重情報として図４に示す体重の大きさを示す数値を、家畜１００の体表面に投影させる。
【００６１】
（１−３．家畜の体重推定処理）
上述した体重推定装置４による家畜１００の体重推定処理について、図９を参照しながら説明する。家畜１００の体重推定処理は、体重推定装置４の制御部１５が記憶部１４に記憶されたプログラムを実行することで実現される。
【００６２】
図９は、家畜１００の体重推定処理の流れを説明するためのフローチャートである。まず、制御部１５の照射制御部１５１は、照射装置２を動作させて、家畜１００にスリットレーザ光を照射させる（ステップＳ１０２）。これにより、図３に示すように、家畜１００の体表面に、スリットレーザ光に対応する輝線Ｌが体長方向において所定間隔で現れる。なお、照射制御部１５１は、スリットレーザ光に加えて、背筋マーカー用線状光も家畜１００に照射させてもよい。
【００６３】
次に、制御部１５は、撮像装置３を動作させて、体表面に複数の輝線Ｌが現れた家畜１００を撮像させる（ステップＳ１０４）。これにより、家畜１００の体表面に現れた複数の輝線Ｌを含む撮像画像が生成される。
【００６４】
次に、輝線形状取得部１５２は、スリットレーザ光の照射により家畜１００の体表面に現れる複数の輝線Ｌの形状を取得する（ステップＳ１０６）。具体的には、図５に示すように、輝線形状取得部１５２は、撮像装置３が生成した撮像画像から、複数の輝線Ｌの形状を取得する。
【００６５】
次に、断面形状推定部１５３は、各輝線Ｌの形状に対応した、家畜１００の断面形状を推定する（ステップＳ１０８）。例えば、図７に示すように、断面形状推定部１５３は、複数の輝線Ｌの各々を円近似した近似曲線を求めることで、各輝線Ｌに対応する断面形状を推定する。
【００６６】
次に、背筋推定部１５４は、複数の断面形状の頂点に基づいて、家畜１００の背筋を推定する（ステップＳ１１０）。例えば、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、背筋推定部１５４は、各断面形状の頂点を結びように生成された背筋曲線に基づいて、家畜１００の背筋を推定する。
【００６７】
次に、体長胸囲推定部１５５は、断面形状推定部１５３によって推定された複数の断面形状に基づいて、家畜１００の体長及び胸囲を推定する（ステップＳ１１２）。例えば、体長胸囲推定部１５５は、背筋推定部１５４が生成した背筋曲線の長さから、家畜１００の体長を推定する。また、体長胸囲推定部１５５は、例えば複数の断面形状の周長を平均して、家畜１００の胸囲を推定する。
【００６８】
次に、体重推定部１５６は、体長胸囲推定部１５５によって推定された体長及び胸囲に基づいて、家畜１００の体重を推定する（ステップＳ１１４）。例えば、体重推定部１５６は、家畜１００の体長、胸囲及び体重の関係を示す体重式に、推定した体長及び胸囲の値を代入することで、家畜１００の体重を推定する。
【００６９】
次に、投影制御部１５７は、体重推定部１５６が推定した体重を示す体重情報を、体重が推定された家畜１００の体表面に投影させる（ステップＳ１１６）。例えば、図４に示すように、投影制御部１５７は、推定値である体重の大きさを示す数値１１１を、家畜１００の体表面に投影させる。
これにより、家畜１００の体重推定処理が完了する。
【００７０】
（１−４．第１の実施形態における効果）
第１の実施形態に係る体重推定装置４は、体長方向において所定間隔でスリットレーザ光が照射された家畜１００の体表面に現れる複数の輝線Ｌの形状を取得し、取得した各輝線Ｌの形状に対応した家畜１００の複数の断面形状を推定する。そして、体重推定装置４は、推定した複数の断面形状に基づいて家畜１００の体長及び胸囲を推定し、推定した体長及び胸囲に基づいて家畜１００の体重を求める。
上記の構成によれば、家畜１００の体表面に現れる複数の輝線Ｌの形状を取得して家畜１００の断面形状を推定することで、家畜１００の体長及び胸囲を自動で推定できる。そして、推定した体長及び胸囲に基づいて、家畜１００の体重を高精度に推定できる。また、瞬時に測定できるので、測定の際に家畜１００が動いても、家畜１００の体重を推定することができる。この結果、測定者に多大な労力を強いることなく、家畜１００の体重を精度良く求めることができる。
【００７１】
＜２．第２の実施形態＞
（２−１．体重推定システムの概要）
第１の実施形態では、家畜１００にスリットレーザ光を照射することで体表面に現れる輝線の形状を用いて家畜１００の断面形状を推定して、家畜１００の体重を求めることとした。これに対して、第２の実施形態では、家畜１００にスリットレーザ光を照射させる代わりに家畜１００の立体画像を取得することで、家畜１００の断面形状を推定して、家畜１００の体重を求める。
【００７２】
図１０は、第２の実施形態に係る体重推定システムＳの構成を説明するためのブロック図である。第２の実施形態に係る体重推定システムＳは、図１０に示すように、照射装置２と、撮像装置３と、体重推定装置４と、投影装置５とを有する。以下では、体重推定システムＳの第１の実施形態とは異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様な構成については詳細な説明を省略する。
【００７３】
照射装置２は、撮像装置３による家畜１００の撮像位置の目印となる線状のレーザ光（以下、背筋マーカー用線状光）を照射する。具体的には、照射装置２は、撮像装置３の撮像方向に対して垂直方向に背筋マーカー用線状光を照射する。撮像装置３の撮像方向の先に家畜１００が存在する場合には、背筋マーカー用線状光が家畜１００の体表面に線状マーカーとして現れる（図３参照）。
【００７４】
撮像装置３は、例えば３Ｄカメラであり、背筋マーカー用線状光が照射された家畜１００を撮像して、立体画像を生成する。例えば、測定者は、家畜１００の体表面に現れる線状マーカーの位置を確認しながら、撮像装置３によって家畜１００を撮像する。撮像装置３は、生成した立体画像を体重推定装置４へ出力する。
なお、測定者は、家畜１００の体表面に現れた線状マーカーＭの位置を見ることで、撮像装置３の姿勢が家畜１００に対して適切に配置されているか否かを判定できる。例えば、測定者は、線状マーカーＭが体表面の背筋と重なって現れた場合には、家畜１００に対する撮像装置３の姿勢が適切であると判定する。
【００７５】
体重推定装置４は、撮像装置３が撮像して生成した家畜１００の立体画像に基づいて、家畜１００の体重を推定する。詳細は後述するが、体重推定装置４は、家畜１００の立体画像の中から体長方向において所定間隔毎の輪郭画像を抜き出して、家畜１００の断面形状を推定する。そして、体重推定装置４は、推定した複数の断面形状に基づいて家畜１００の体長及び胸囲を推定することで、家畜１００の体重を求める。
【００７６】
投影装置５は、体重推定装置４の推定結果（家畜１００の体重）を示す体重情報を家畜１００に投影する。体重情報の家畜１００への投影は、照射装置２による家畜１００へのレーザ光の照射が終わった後に行われる。体重情報を家畜１００の体表面に投影することで、測定者は、モニター画面を見ることなく測定作業を行えるので、作業性が向上する。
【００７７】
（２−２．体重推定装置の詳細構成）
第２の実施形態に係る体重推定装置４の詳細構成について、図１０を参照しながら説明する。体重推定装置４は、図１０に示すように、通信部１１と、表示部１２と、操作部１３と、記憶部１４と、制御部１６とを有する。なお、通信部１１、表示部１２及び操作部１３は、第１の実施形態（図１）と同様な構成であるので、説明を省略する。
【００７８】
記憶部１４は、撮像装置３から受信した立体画像を記憶する。また、記憶部１４は、家畜１００の基準となる断面形状を示す基準断面モデルを記憶している。詳細は後述するが、基準断面モデルは、家畜１００の断面形状を推定する際に、拡大・縮小、回転等をさせることで、家畜１００の断面形状を求める際に利用される。
【００７９】
制御部１６は、照射制御部１６１と、画像取得部１６２と、断面形状推定部１６３と、背筋推定部１６４と、体長胸囲推定部１６５と、体重推定部１６６と、投影制御部１６７として機能する。
【００８０】
照射制御部１６１は、照射装置２からのレーザ光の照射を制御する。照射制御部１６１は、撮像装置３による家畜１００の撮像時に、撮像装置３の撮像方向に背筋マーカー用線状光を照射させる。例えば、照射制御部１６１は、撮像装置３の光軸方向と平行に、背筋マーカー用線状光を照射させる。これにより、撮像装置３の光軸方向の際に家畜１００が存在する場合には、背筋マーカー用線状光が家畜１００の体表面に照射され、背筋マーカー用線状光に対応する線状マーカー（例えば図３の線状マーカーＭ）が家畜１００の体表面に現れる。
【００８１】
画像取得部１６２は、撮像装置３の動作を制御して、撮像装置３が撮像した画像を取得する。例えば、画像取得部１６２は、撮像装置３によって撮像された家畜１００の立体画像を取得する。
【００８２】
断面形状推定部１６３は、画像取得部１６２によって取得された立体画像から、家畜１００の断面形状を推定する。例えば、断面形状推定部１６３は、家畜１００の立体画像から、家畜１００の体長方向において所定間隔毎の輪郭画像を抜き出して、家畜１００の体長方向において所定間隔毎の断面形状を推定する。撮像装置３が家畜１００の上方から撮像しているため、撮像装置３が撮像した立体画像から抜き出した輪郭画像は、家畜１００の断面輪郭の一部分を示す（図５の輝線Ｌと似た形状）。
【００８３】
断面形状推定部１６３は、輪郭画像と、記憶部１４に記憶された基準断面モデルとを用いて、家畜１００の断面形状を推定する。例えば、断面形状推定部１６３は、基準断面モデルを輪郭画像の断面輪郭に合うように変形し、変形後の基準断面モデルに基づいて断面形状を推定する。この際、断面形状推定部１６３は、体長方向において所定間隔毎の輪郭画像の各々に対して、対応する基準断面モデルを断面輪郭に合うようにそれぞれ変形することで、各位置での断面形状を推定できる。
【００８４】
図１１は、基準断面モデルと輪郭画像を用いた断面形状の推定方法を説明するための模式図である。基準断面モデルは、過去に求めた断面形状を示すものであり、例えば家畜１００の断面形状の輪郭を示すモデルである。図１１では、基準断面モデルＥが、略円形状に示されている。断面形状推定部１６３は、基準断面モデルＥを断面輪郭Ｆに合うように変形させる。具体的には、断面形状推定部１６３は、基準断面モデルＥの頂点Ｅ１が、断面輪郭Ｆの頂点に合うように、基準断面モデルＥを回転、拡大・縮小させる。
【００８５】
上記の基準断面モデルＥを用いて家畜１００の断面形状を求める場合には、以下のようなメリットがある。例えば背筋マーカーが無い状態で撮像装置３が家畜１００の斜め上方から撮像した場合には、輪郭画像の断面輪郭Ｆが側面寄りになるため、断面輪郭Ｆの頂点を特定し難い。これに対して、頂点Ｅ１の位置が分かっている基準断面モデルＥを断面輪郭Ｆに合うように変形することで、変形後の基準断面モデルＥから断面輪郭Ｆの頂点を特定できる。
なお、断面形状推定部１５３は、前述した家畜１００の体表面に現れる線状マーカーに基づいて撮像装置３の撮像姿勢を特定することで撮像装置３の撮像画像（立体画像）から家畜１００の背筋の位置を求め、求めた背筋の位置を断面形状の頂点としてもよい。これにより、高精度に家畜１００の背筋の位置を求められる。
【００８６】
背筋推定部１６４は、断面形状推定部１６３が推定した複数の断面形状（変形後の基準断面モデル）の頂点を用いて、家畜１００の背筋を推定する。例えば、背筋推定部１６４は、各頂点を結ぶように背筋曲線（図８参照）を生成することで、家畜１００の背筋を推定する。なお、家畜１００の体表面に投光した線状光を用いて、いわゆる光切断法の原理により背筋曲線を求めてもよい。
【００８７】
体長胸囲推定部１６５は、断面形状推定部１６３によって推定された複数の断面形状に基づいて、家畜１００の体長及び胸囲を推定する。例えば、体長胸囲推定部１６５は、断面形状推定部１６３が推定した断面形状に基づいて背筋推定部１６４が推定した背筋の長さから、家畜１００の体長を推定する。また、体長胸囲推定部１６５は、断面形状の周長から、家畜１００の胸囲を推定する。
【００８８】
体重推定部１６６は、体長胸囲推定部１６５によって推定された体長及び胸囲に基づいて、家畜１００の体重を推定する。例えば、体重推定部１６６は、家畜１００の体長、胸囲及び体重の関係を示す所定の体重式に、体長胸囲推定部１６５が推定した体長及び胸囲の値を代入することで、家畜１００の体重を推定する。ただし、これに限定されず、例えば、記憶部１４が家畜１００の体長、胸囲及び体重の関係を示すテーブルを記憶しており、体重推定部１６６は、記憶部１４に記憶されたテーブルを参照して、体長胸囲推定部１６５が推定した体長及び胸囲に対応する家畜１００の体重を推定してもよい。
【００８９】
投影制御部１６７は、投影装置５による投影を制御する。投影制御部１６７は、体重推定部１６６が推定した体重を示す体重情報を、体重が推定された家畜１００の体表面に投影させる。具体的には、投影制御部１６７は、体重情報として体重の大きさを示す数値を、家畜１００の体表面に投影させる（図４参照）。
【００９０】
なお、上記では、断面形状推定部１６３は基準断面モデルを用いて断面形状を推定したが、これに限定されない。例えば、断面形状推定部１６３は、一部分の断面輪郭を円近似して、家畜１００の枝肉の断面形状を推定してもよい。すなわち、断面形状推定部１６３は、第１の実施形態と同様に、近似曲線を求めることで家畜１００の断面形状を推定してもよい。これにより、家畜１００の枝肉の断面形状を精度良く求めることができる。
また、第１の実施形態において、輝線Ｌを円近似する代わりに第２の実施形態で説明した基準断面モデルＥを用いて、家畜１００の断面形状を推定してもよい。
【００９１】
（２−３．家畜の体重推定処理）
第２の実施形態に係る体重推定装置４による家畜１００の体重推定処理について、図１２を参照しながら説明する。
【００９２】
図１２は、第２の実施形態に係る体重推定処理の流れを説明するためのフローチャートである。まず、制御部１６は、撮像装置３を動作させて、家畜１００を撮像させる（ステップＳ２０２）。この際、制御部１６の照射制御部１５１は、撮像装置３の撮像方向に向かって、背筋マーカー用線状光を照射させる。
【００９３】
次に、画像取得部１６２は、家畜１００の立体画像を取得する（ステップＳ２０４）。例えば、画像取得部１６２は、撮像装置３が家畜１００を撮像することで生成された立体画像を取得する。
【００９４】
次に、断面形状推定部１６３は、家畜１００の立体画像から、体長方向において所定間隔毎の輪郭画像を抜き出す（ステップＳ２０６）。抜き出した輪郭画像の各々は、体長方向に直交する断面における断面輪郭の一部分を示す。
【００９５】
次に、断面形状推定部１６３は、抜き出した輪郭画像に基づいて、家畜１００の断面形状を推定する（ステップＳ２０８）。例えば、断面形状推定部１６３は、輪郭画像と、記憶部１４に記憶された基準断面モデルを用いて、家畜１００の体長方向において所定間隔毎の断面形状を推定する。
【００９６】
次に、背筋推定部１６４は、複数の断面形状に基づいて、家畜１００の背筋を推定する（ステップＳ２１０）。例えば、背筋推定部１６４は、各断面形状の頂点を結んだ背筋曲線を生成することで、家畜１００の背筋を推定する。
【００９７】
次に、体長胸囲推定部１６５は、断面形状推定部１６３によって推定された複数の断面形状に基づいて、家畜１００の体長及び胸囲を推定する（ステップＳ２１２）。例えば、体長胸囲推定部１６５は、背筋推定部１６４が生成した背筋曲線の長さから、家畜１００の体長を推定する。また、体長胸囲推定部１６５は、例えば複数の断面形状の周長を平均して、家畜１００の胸囲を推定する。
【００９８】
次に、体重推定部１６６は、体長胸囲推定部１６５によって推定された体長及び胸囲に基づいて、家畜１００の体重を推定する（ステップＳ２１４）。例えば、体重推定部１６６は、家畜１００の体長、胸囲及び体重の関係を示す体重式に、推定した体長及び胸囲の値を代入することで、家畜１００の体重を推定する。
【００９９】
次に、投影制御部１６７は、体重推定部１６６が推定した体重を示す体重情報を、体重が推定された家畜１００の体表面に投影させる（ステップＳ２１６）。例えば、投影制御部１６７は、推定値である体重の大きさを示す数値を、家畜１００の体表面に投影させる。
【０１００】
（２−４．第２の実施形態における効果）
第２の実施形態に係る体重推定装置４は、撮像装置３が家畜１００を撮像して生成した立体画像の中から体長方向において所定間隔毎の輪郭画像を抜き出して、家畜１００の断面形状を推定する。そして、体重推定装置４は、推定した複数の断面形状に基づいて家畜１００の体長及び胸囲を推定し、推定した体長及び胸囲に基づいて家畜１００の体重を求める。
上記の構成によれば、立体画像から輪郭画像を抜き出して家畜１００の断面形状を推定することで、家畜１００の体長及び胸囲を自動で推定できる。そして、推定した体長及び胸囲に基づいて、家畜１００の体重を高精度に推定できる。また、瞬時に測定できるので、測定の際に家畜１００が動いても、家畜１００の体重を推定することができる。この結果、測定者に多大な労力を強いることなく、家畜１００の体重を精度良く求めることができる。
【０１０１】
＜３．第３の実施形態＞
（３−１．体重推定装置の詳細構成）
第３の実施形態では、家畜１００を撮像した撮像画像から、家畜１００の尾の付け根及び耳の位置を特定して、家畜１００の体長を求める点で、第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる。
【０１０２】
図１３は、第３の実施形態に係る体重推定装置４の構成を説明するためのブロック図である。図１３に示す第３の実際形態に係る体重推定装置４の制御部１７以外の構成は、第１の実施形態に係る体重推定装置４（図１）や第２の実施形態に係る体重推定装置４（図１０）と同様である。
【０１０３】
以下では、体重推定装置４の制御部１７の詳細構成について説明する。
制御部１７は、図１３に示すように、画像取得部１７２と、位置特定部１７３と、体長胸囲推定部１７４と、体重推定部１７５と、投影制御部１７６として機能する。
【０１０４】
画像取得部１７２は、家畜１００の輪郭を示す輪郭画像を取得する。例えば、画像取得部１７２は、撮像装置３が家畜１００を撮像した撮像画像をコンピュータで処理することで、例えば図１４に示す輪郭画像Ｇ１を取得する。画像取得部１７２は、取得した輪郭画像Ｇ１を位置特定部１７３に出力する。
【０１０５】
図１４は、家畜１００の輪郭画像Ｇ１の一例を示す模式図である。輪郭画像Ｇ１は、家畜１００の上方から撮像装置３が撮像した撮像画像に基づき作成されたシルエット画像である。図１４に示すシルエット画像においては、右端側が家畜１００の頭部を示し、左端側が家畜１００の尾を示している。また、シルエット画像は、例えば、家畜１００がいない状態で撮像した画像と、家畜１００がいる状態で撮像した画像との間の差分をとり、画像処理として二値化処理を施すことにより作成される。
【０１０６】
位置特定部１７３は、家畜１００の輪郭画像Ｇ１から、家畜１００の尾の付け根及び耳の位置を特定する。すなわち、位置特定部１７３は、画像取得部１７２が取得した輪郭画像Ｇ１に基づいて、家畜１００の尾の付け根及び耳の位置を特定する。
【０１０７】
まず、家畜１００の尾の付け根の位置の特定方法について説明する。
位置特定部１７３は、輪郭画像Ｇ１と、予め家畜１００の尾の付け根及び周辺部を示すテンプレート画像（基準画像）とをマッチングして、尾の付け根の位置を特定する。これにより、家畜１００の尾の付け根の位置を自動判別できる。
【０１０８】
図１５は、家畜１００の尾の付け根の位置を特定するためのテンプレート画像Ｇ２の一例を示す模式図である。テンプレート画像Ｇ２において、黒丸（●）の中心が尾の付け根の位置Ｐ１を示している。テンプレート画像Ｇ２は、例えば記憶部１４（図１３）に予め複数記憶されている。テンプレート画像Ｇ２は、例えば、過去に撮像された複数の家畜１００の撮像画像に基づいて作成された画像である。テンプレート画像Ｇ２は、家畜１００の姿勢に応じてそれぞれ作成されていてもよい。
【０１０９】
図１６は、マッチング結果を説明するための模式図である。位置特定部１７３は、記憶部１４に記憶された複数のテンプレート画像Ｇ２の中から、図１４に示す輪郭画像Ｇ１の尾の付け根の部分と同じ形状のテンプレート画像Ｇ２を探す。図１６においては、位置特定部１７３は、輪郭画像Ｇ１の輪郭形状とほぼ合致したテンプレート画像Ｇ２を探した状態が示されている。位置特定部１７３は、探し出したテンプレート画像Ｇ２中の位置Ｐ１を、尾の付け根の位置として特定する。
【０１１０】
次に、家畜１００の耳の位置の特定方法について説明する。なお、特定される耳の位置は、家畜１００の両耳の間の位置を意味する。
位置特定部１７３は、輪郭画像Ｇ１中の家畜１００の輪郭を示す輪郭線から、家畜１００の体長方向に沿った中心線を求め、求めた中心線を用いて家畜１００の耳の位置を特定する。例えば、位置特定部１７３は、図１７に示す家畜１００の輪郭線Ｈに対して中心線Ｉ１を求める。
【０１１１】
図１７は、家畜１００の体長方向に沿った中心線Ｉ１を説明するための模式図である。図１７では、家畜１００の輪郭線Ｈが示されている。輪郭線Ｈは、家畜１００を上から見た際の左側の左輪郭線Ｈ１と右側の右輪郭線Ｈ２とを含む。位置特定部１７３は、左輪郭線Ｈ１を構成する一定間隔の点と、右輪郭線Ｈ２を構成する一定間隔の点との中点（図１７中の黒点）を求める。そして、位置特定部１７３は、求めた複数の中点の近似線Ｉ１を、家畜１００の体長方向に沿った中心線とする。
【０１１２】
位置特定部１７３は、図１８に示すように、中心線Ｉ１に垂直な法線を求める。この際、位置特定部１７３は、中心線Ｉ１上の所定間隔の位置で法線を複数求める。この法線は、家畜１００の体幅の大きさを示す体幅線である。
【０１１３】
図１８は、中心線Ｉ１に垂直な法線Ｉ２を説明するための模式図である。図１８に示す法線Ｉ２は、左輪郭線Ｈ１と右輪郭線Ｈ２とを結ぶ直線であり、法線Ｉ２の長さは、中心線Ｉ１に直交する方向での家畜１００の体幅の大きさを示す。位置特定部１７３は、図１８に示す法線Ｉ２を、中心線Ｉ１上の所定間隔の位置で求める。このように求められた複数の法線Ｉ２の分布状態が、図１９に示される。
【０１１４】
図１９は、法線Ｉ２の分布状態を説明するための模式図である。図１９のグラフの横軸は家畜１００の体長方向を示し、縦軸は法線Ｉ２の長さを示す。位置特定部１７３は、図１９に示す複数の法線Ｉ２の分布状態に基づいて、家畜１００の耳の位置、胸部の位置を求める。
【０１１５】
位置特定部１７３は、複数の法線Ｉ２の分布状態に基づいて、家畜１００の胸部の位置を求める。家畜１００においては、胸部の位置で体幅が小さくなることが分かっているため、位置特定部１７３は、図１９に示す分布で凹んでいる部分Ｘ（体長方向において中心よりも右側の部分で最初に凹んでいる部分）を、胸部の位置Ｐ３として特定する。
【０１１６】
位置特定部１７３は、特定した胸部の位置Ｐ３よりも右側において、法線Ｉ２の上点を結んだ近似曲線Ｉ３を求める。また、位置特定部１７３は、近似曲線Ｉ３の極大値の１／２の位置がほぼ家畜１００の両耳の間の位置となるので、近似曲線Ｉ３の極大値の１／２の大きさを示す閾値線Ｉ４を求める。そして、位置特定部１７３は、近似曲線Ｉ３と閾値線Ｉ４の交点を、耳の位置Ｐ２として特定する。なお、閾値線Ｉ４の位置は、予め実際の家畜１００の画像を複数枚取得して、交点の位置と耳の位置とが一致するように定めてもよい。
【０１１７】
体長胸囲推定部１７４は、特定された胸部の位置Ｐ３での法線Ｉ２の長さを、家畜１００の胸囲として推定する。また、体長胸囲推定部１７４は、位置特定部１７３によって特定された家畜１００の尾の付け根の位置Ｐ１と耳の位置Ｐ２との間の距離を求め、求めた距離を家畜１００の体長として推定する。
【０１１８】
体重推定部１７５は、体長胸囲推定部１７４によって推定された体長及び胸囲に基づいて、家畜１００の体重を推定する。例えば、体重推定部１７５は、家畜１００の体長、胸囲及び体重の関係を示す所定の体重式に、体長胸囲推定部１７４が推定した体長及び胸囲の値を代入することで、家畜１００の体重を推定する。
【０１１９】
投影制御部１７６は、投影装置５による投影を制御する。例えば、投影制御部１７６は、体重推定部１７５が推定した体重を示す体重情報を、体重が推定された家畜１００の体表面に投影させる（図４参照）。
【０１２０】
（３−２．第３の実施形態における効果）
第３の実施形態に係る体重推定装置４は、撮像装置３が撮像した家畜１００の輪郭を示す輪郭画像Ｇ１から、家畜１００の尾の付け根の位置Ｐ１及び耳の位置Ｐ２を特定し、特定した尾の付け根の位置Ｐ１と耳の位置Ｐ２の間の距離を家畜１００の体長として推定する。
これにより、家畜１００の姿勢によらず、家畜１００の体長を自動で適切に求めることができる。また、撮像装置３が家畜１００を撮像する際に、家畜１００が静止した状態を維持する必要もなくなる。この結果、家畜１００の体重を高精度かつ瞬時に推定することができる。
【０１２１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
【符号の説明】
【０１２２】
２    照射装置
３    撮像装置
４    体重推定装置
５    投影装置
１４    記憶部
１００    家畜
１５１    照射制御部
１５２    輝線形状取得部
１５３    断面形状推定部
１５４    背筋推定部
１５５    体長胸囲推定部
１５６    体重推定部
１５７    投影制御部
１６１    照射制御部
１６２    画像取得部
１６３    断面形状推定部
１６４    背筋推定部
１６５    体長胸囲推定部
１６６    体重推定部
１６７    投影制御部
１７３    位置特定部
１７４    体長胸囲推定部
Ｌ    輝線
Ｓ    体重推定システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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