JP4368209B2

JP4368209B2 - 発情検知装置

Info

Publication number: JP4368209B2
Application number: JP2004019162A
Authority: JP
Inventors: 忠幸谷; 厚多久和
Original assignee: 株式会社ワコムアイティ
Priority date: 2004-01-28
Filing date: 2004-01-28
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2024-01-28
Also published as: JP2005210927A

Description

本発明は、牛の発情期を検知する発情検知装置に関し、特に、牛の体に取り付けて発情行動の頻度を計測する発情行動計測手段と、発情行動計測手段の計測結果に基づいて発情している可能性のある牛を検知する発情牛検知手段とを有する発情検知装置に関する。

牛に対して最適時期に種付けを行うためには、メスの発情期を正確に把握することが必要である。発情期を把握するひとつの方法として、飼育者が牛の発情行動例えば乗駕行動などを目視により監視し、発情期にあるメスを特定する方法がある。しかしながらこの方法には、飼育者が常に牛を監視していなければならず作業負担が大きいという問題点と、飼育する牛の数が増えると高い精度で監視を行うことができないという問題点があった。

このような、問題点を解決するために、牛の発情行動に基づき発情を検知する技術が提案されている。特開平１１−３２６０９号公報「雌牛の発情管理装置」では、牛の腰角部位に圧力検出部を取り付け、乗駕時の密着圧力を検出して乗駕回数を計測し、発情期を検知している。

特開平１１−３３２４１１号公報「雌牛の発情確認により人工授精を行う雌牛の増殖飼育方法とそれに用いる電波信号・発信信号発信装置内蔵装置」では、牛の腰に乗駕時の圧力によって起動する電波信号・発光信号発信装置を設け、乗駕された際にこの発信装置から牛の発情を教示する信号を飼育者へ発信し発情期を検知している。

特開平４−３２０６３２号公報「乗駕行動計測装置」、特開平４−３７００４８号公報「乗駕行動計測装置」、特開平４−３７００４９号公報「乗駕行動計測装置」、特開平４−３７００５０号公報「乗駕行動計測装置」では、乗駕した動物の押圧接触で作動するスイッチの作動回数や作動時間などから、乗駕行動の頻度を自動計測し、発情期を検知している。

特開平１１−３２６０９号公報特開平１１−３３２４１１号公報特開平４−３２０６３２号公報特開平４−３７００４８号公報特開平４−３７００４９号公報特開平４−３７００５０号公報

しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。
すなわち、上述した従来の技術では、乗駕した牛の押圧によって乗駕回数を計測する装置を起動させるため、装置を腰部周辺に取り付けなければならなかった。このため、牛が寝そべったり、牧場の柵などに体をぶつけたり、こすり付けたりした場合でも装置が作動してしまい、発情期の検知精度が低下してしまうという問題点があった。

また、腰周辺に装置を取り付けることが牛へのストレスとなってしまいうまく発情せず、最適時期に種付けするという本来の目的が達成できないという問題点があった。また、乳牛の場合ストレスにより搾乳量が低下してしまうという問題点があった。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、牛にストレスを与えることなく、正確に発情期を検知することのできる発情検知装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発情検知装置は、牛の体に取り付けて発情行動の頻度を計測する発情行動計測手段と、発情している可能性のある牛を前記発情行動計測手段の計測結果に基づいて検知する発情牛検知手段とを有する発情検知装置であって、前記発情行動計測手段は、前記牛の首に装着される首輪と、前記首輪に取り付けられ、体の傾きを検知して乗駕した回数を計測する乗駕回数計測部と、前記首輪の喉側に取り付けられ、乗駕した際に乗駕した旨を示す信号を発信する発信部と、前記首輪の背中側に取り付けられ、乗駕された際に乗駕した牛の前記発信部が発信する前記信号を受信する受信部と、前記受信部が前記信号を受信した回数を乗駕された回数として計測する被乗駕回数計測部と、前記乗駕回数計測部および前記被乗駕回数計測部の計測結果と自らの識別情報とを、前記発情牛検知手段へ送信する乗駕情報送信部と、を備え、前記発情牛検知手段は、前記発情行動計測手段が送信する乗駕した回数と乗駕された回数とに基づいて、発情している可能性のある牛を選定する選定部と、前記選定部の選定結果を出力する出力部とを備えたことを特徴とする。

すなわち、請求項１にかかる発明は、体の傾きにより発情行動の頻度を計測するので、発情行動計測手段を牛への付加が実質的に生じない首に取り付けることが可能となる。
なお、ここでいう首輪は、乗駕回数計測部と発信部と受信部と被乗駕回数計測部と乗駕情報送信部とを動物の首に取り付けることができるものであればよく、形状や材質は特に限定されるものではない。

また、請求項２に記載の発情検知装置は、請求項１に記載の発情検知装置において、前記発情行動計測手段がさらに、前記首輪の背中側に取り付けられ、乗駕した際に前記首輪が乗駕された牛の背中に当って持上がり前記首輪の背中側に緩みが生じるのを検知して乗駕した回数を計測する第二の乗駕回数計測部を備えたことを特徴とする。すなわち、請求項２にかかる発明は、体の傾きの検知に加えて、首輪の緩みを検知して発情行動の頻度を計測する。

また、請求項３に記載の発情検知装置は、請求項１または２に記載の発情検知装置において、前記発信部が発信する前記信号に、超音波、電磁波および赤外線のうちのいずれかを用いたことを特徴とする。すなわち、請求項３にかかる発明は、発信部、受信部双方に指向性をもたせることが可能となる。

また、請求項４に記載の発情検知装置は、請求項３に記載の発情検知装置において、前記発信部が超音波を発信し、前記受信部が超音波を受信する超音波センサであり、前記発信部および前記受信部が指向性を有することを特徴とする。すなわち、請求項４にかかる発明は、より確実に信号の受信を行う。

以上のように、本発明の発情検知装置（請求項１）は、体の角度により発情行動の頻度を計測するので、発情行動計測手段を牛への付加が実質的に生じない首に取り付けることが可能となり、牛に対してストレスを与えることのない発情検知装置を提供することができる。また、寝そべり等による誤作動もなく正確に発情期を検知できる。

また、本発明の発情検知装置（請求項２）は、請求項１に記載の発情検知装置において、体の傾きの検知に加えて、首輪の緩みを検知して発情行動の頻度を計測するので、発情期の検知精度が向上する。

また、本発明の発情検知装置（請求項３）は、請求項１または２に記載の発情検知装置において、発信部、受信部双方に指向性をもたせることが可能となり、受信部はより確実に信号の受信を行うことができ、発情期の検知精度が向上する。

また、本発明の発情検知装置（請求項４）は、請求項３に記載の発情検知装置において、より確実に信号の受信を行うので、発情期の検知制度が向上する。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の発情検知装置は、牛が発情の初期の段階では数秒間の他の牛への乗駕を繰り返し、その後の段階では他の牛から乗駕されるようになることに着目して発情を検知する装置である。図１は、本実施の形態の発情検知装置の構成例を示した図である。図２は、発情行動計測手段を牛に取り付けた場合の概略図である。

発情検知装置１は、牛の首に取り付けられ牛の発情行動の頻度を計測する発情行動計測手段２と、発情している可能性のある牛を発情行動計測手段２の計測結果に基づいて検知する発情牛検知手段３とからなる。

発情行動計測手段２は、首輪４に加速度センサ５、角度センサ６、ストレンゲージセンサ７、超音波発信部８、受信側超音波センサ９および乗駕情報送信部１０を取り付けて構成される。一方、発情牛検知手段３は、乗駕情報受信部１１、記憶部１２、第一解析部１３、第二解析部１４および出力部１５を有する。

加速度センサ５は、乗駕行動により牛の体の角度が水平から所定の角度以上に傾いたのを感知し、この傾きを感知した回数を牛が乗駕した回数（以下、第一乗駕回数と適宜称する）としてカウントする。

角度センサ６は、乗駕行動により牛の体の角度が所定の角度以上変化したのを感知し、この角度変化を感知した回数を乗駕した回数（以下、第二乗駕回数と適宜称する）としてカウントする。

ストレンゲージセンサ７は、首輪の背中側に設けられ、牛が乗駕した際首輪が乗駕された牛の背中に当たって持ち上がり首輪の背中側に緩みが生じるのを検知し、この緩みを検知した回数を乗駕した回数（以下、第三乗駕回数と適宜称する）としてカウントする。

なお、本実施の形態では、乗駕回数の計測精度を高めるために、３種類のセンサを用いているが、３つのうちいずれか１つを用いた構成であればよい。

超音波発信部８は、首輪４の喉側に取り付けられており、加速度センサ５または角度センサ６のいずれかが乗駕回数をカウントすると超音波を発信する。この超音波発信部８には指向性があり、前方斜め下つまり乗駕された牛の受信側超音波センサ９に向かって超音波を発信するように構成されている。なお、加速度センサ５や角度センサ６と関連付けて超音波を発信するのは、超音波発信部８に用いられている電池の消耗を抑えるためである。

受信側超音波センサ９は、首輪４の背中側に取り付けられており、乗駕した牛の超音波発信部８が発信した超音波を受信し、受信した回数を乗駕された回数（以下、被乗駕回数と適宜称する）としてカウントする。この受信側超音波センサ９には指向性があり、後方斜め上から発信される超音波つまり乗駕した牛の超音波発信部８が発信する超音波を受信するよう構成されている。

乗駕情報送信部１０は、各牛に割り振られたＩＤと、加速度センサ５、角度センサ６およびストレンゲージセンサ７がそれぞれカウントした第一、第二、第三乗駕回数と、受信側超音波センサ９のカウントした被乗駕回数とを１０分おきに発情牛検知手段３へと送信する。なお、この際、乗駕情報送信部１０は送信時刻も合わせて送信する。

乗駕情報受信部１１は、発情行動計測手段２から送信された第一、第二、第三乗駕回数、被乗駕回数、ＩＤおよび送信時刻を受信し、これらの受信内容を記憶部１２と第一解析部１３とへ出力する。記憶部１２は、出力されたＩＤに基づいて、牛毎に第一、第二、第三乗駕回数、被乗駕回数および送信時刻を対応付けて記憶する。

第一解析部１３は、乗駕情報受信部１１が出力した各牛の第一、第二、第三乗駕回数を参照し、各乗駕回数毎に予め設定した設定値と比較する。第一、第二、第三乗駕回数が共に設定値以上であった場合、乗駕行動を繰り返しているつまり発情している可能性がある牛として該当する牛のＩＤを抽出し、出力部へ出力する。同様に、被乗駕回数についても予め設定した設定値と比較し、設定値以上であれば乗駕されるのを許しているつまり発情している可能性がある牛として該当する牛のＩＤを抽出し、出力部１５へ出力する。

第二解析部１４は、記憶部１２に記憶された計測結果を読み出し、時間経過に対する各乗駕回数および被乗駕回数の変化をグラフにする。さらに第二解析部１４は、このグラフの内容を解析し、予め設定した設定値以上乗駕行動を行った後、乗駕される側になり、被乗駕回数が予め設定した設定値以上であった牛を発情している可能性のある牛とし、該当する牛のＩＤとグラフとを出力部１５へ出力する。すなわち、第一解析部１３が発情の初期段階（乗駕行動）と、発情が進んだ段階（被乗駕行動）と、別々に着目して解析を行うのに対し、第二解析部１４は乗駕行動から被乗駕行動へと移行する一連の発情行動に着目して解析を行う。出力部１５は、第一解析部、第二解析部が出力した解析結果を表示する。

次に、本実施の形態の発情検知装置の処理の流れを説明する。図３は、牛の乗駕行動を示した図である。図４は、発情行動計測手段の処理の流れを示したフローチャートである。図５および６は、発情牛検知手段の処理の流れを示したフローチャートである。

運動のため牛舎から放牧場に放牧されると、発情している牛Ａは、先ず図３（ａ）に示したように他の牛に乗駕し始める。このとき発情した牛Ａは同じ牛に長く乗駕するのではなく、相手が嫌がるため数秒程度で乗駕が終わり、相手を次々に変えていく。この際、加速度センサ５、角度センサ６およびストレンゲージセンサ７はそれぞれ第一、第二、第三乗駕回数をカウントする（ステップＳ１）。

乗駕行動をとった後しばらくすると、乗駕を繰り返していた牛Ａは乗駕するのをやめ、図３（ｂ）に示したように乗駕されることを許すつまり乗駕される側になる。この際、乗駕される側になった牛Ａの受信側超音波センサ９は、乗駕した側の牛の超音波発信部８が発信する超音波を受信し、被乗駕回数をカウントする（ステップＳ１）。なお、乗駕される側になった場合、長ければ数十秒程度そのままの姿勢でいる。

乗駕情報送信部１０は、図３（ａ）、（ｂ）に示したように１０分毎に（ステップＳ２）、第一、第二、第三乗駕回数と被乗駕回数とＩＤとを、発信時刻と共に発情牛検知手段３へ送信する（ステップＳ３）。各センサの計測結果が送信されると、各センサに記憶されていた計測結果はクリアされる（ステップＳ４）。放牧を行っている間は、各センサによる乗駕回数および被乗賀回数の計測と、１０分おきの計測結果の送信が繰り返される。

乗駕情報受信部１１は（図５参照）、発情行動計測手段２が送信した第一、第二、第三乗駕回数、被乗駕回数、ＩＤおよび送信時刻を受信し（ステップＳ５）、記憶部１２と第一解析部１３とへ出力する（ステップＳ６）。記憶部１２は、乗駕情報受信部１１が出力したＩＤに基づいて、第一、第二、第三乗駕回数と被乗駕回数と送信時刻とを牛毎に記憶する（ステップＳ７）。

第一解析部１３は、乗駕情報受信部１１が出力した乗駕回数を参照し、予め設定しておいた設定値を超えた場合（ステップＳ８）、乗駕行動を繰り返しているつまり発情している可能性がある牛として該当する牛のＩＤを抽出し（ステップＳ９）、出力部へ出力する（ステップＳ１０）。

次に、被乗駕回数についても参照し、予め設定しておいた設定値を超えた場合（ステップＳ１１）、乗駕されるのを許しているつまり発情している可能性がある牛として該当する牛のＩＤを抽出し（ステップＳ１２）、出力部１５へ出力する（ステップＳ１３）。出力部１５は、第一解析部１３の出力した解析結果を表示する（ステップＳ１４）。

このようにして、約１０分おきに発情している可能性のある牛のＩＤが表示される。第一解析部１３の解析結果を確認することにより、飼育者はより早い段階で発情している牛を見つけ出すことが可能となる。

また、第二解析部１４は（図６参照）、１時間おきに自動的に起動し（ステップＳ１５）、いつからいつまでの計測結果を用いて発情した牛の検知を行いたいのか解析範囲の入力を要求する（ステップ１６）。図示しない入力部から飼育者によって解析範囲として時刻が入力されると（ステップ１７）、第二解析部１４は、入力された時刻と記憶部１２に記憶された送信時刻とを参照し、解析範囲の計測結果を読み出す（ステップＳ１８）。次に、読み出した計測結果に基づいて、横軸を時間経過、縦軸を計測結果としたグラフを牛毎に作成する（ステップＳ１９）。

さらに第二解析部１４はこのグラフの内容を解析し、予め設定した設定値以上乗駕行動を行った後、乗駕される側になり、しかも被乗駕回数が予め設定した設定値以上である牛を発情している可能性のある牛とし（ステップＳ２０）、該当する牛のＩＤとグラフとを出力部１５へ出力する（ステップＳ２１）。出力部１５は第二解析部１４が出力したＩＤとグラフとを表示する（ステップＳ２２）。第二解析部１４の解析結果を確認することによって、飼育者は発情している可能性のある牛をより高い精度で見つけ出すことが可能となる。以上のようにして、本発明の発情検知装置は、発情した牛の検知を行う。

なお、上述の実施の形態では第一解析部および第二解析部の解析結果を出力部に表示したが、解析結果を飼育者や獣医へメール送信するよう構成してもよい。また、乗駕情報送信部が各センサの計測結果を送信する時間間隔や、第二解析部が自動的に起動する時間間隔は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、使用状況にあわせて任意に設定できるものとする。また、広い牧場などで用いる場合は、発情行動計測手段が送信する各センサの計測結果をより確実に受信するため、乗駕情報受信部を牧場内に複数個設置する構成としてもよい。また上述した超音波センサの代わりに、電磁波センサ、赤外線センサを用いる構成としてもよい。

また、超音波発信部が正確に起動しているかを確認するために、超音波発信部が起動した回数を計測し、乗駕回数と比較するよう構成してもよい。また、上述した実施の形態では角度センサおよび加速度センサを牛の首に設けたが、胴体部分に取り付ける構成としてもよい。

本発明を利用することにより、牛の繁殖にかかる作業負担の軽減および繁殖成績の向上を図ることができる。また、本発明は、馬や豚にも利用可能である。

本実施の形態の発情検知装置の構成例を示した図である。発情行動計測手段を牛に取り付けた場合の概略図である。牛の乗駕行動を示した図である。発情行動計測手段の処理の流れを示したフローチャートである。発情牛検知手段の処理の流れを示したフローチャートである。発情牛検知手段の処理の流れを示したフローチャートである。

符号の説明

１発情検知装置
２発情行動計測手段
３発情牛検知手段
４首輪
５加速度センサ
６角度センサ
７ストレンゲージセンサ
８超音波発信部
９受信側超音波センサ
１３第一解析部
１４第二解析部

Claims

牛の体に取り付けて発情行動の頻度を計測する発情行動計測手段と、発情している可能性のある牛を前記発情行動計測手段の計測結果に基づいて検知する発情牛検知手段とを有する発情検知装置であって、
前記発情行動計測手段は、前記牛の首に装着される首輪と、
前記首輪に取り付けられ、体の傾きを検知して乗駕した回数を計測する乗駕回数計測部と、
前記首輪の喉側に取り付けられ、乗駕した際に乗駕した旨を示す信号を発信する発信部と、
前記首輪の背中側に取り付けられ、乗駕された際に乗駕した牛の前記発信部が発信する前記信号を受信する受信部と、
前記受信部が前記信号を受信した回数を乗駕された回数として計測する被乗駕回数計測部と、
前記乗駕回数計測部および前記被乗駕回数計測部の計測結果と自らの識別情報とを、前記発情牛検知手段へ送信する乗駕情報送信部と、
を備え、
前記発情牛検知手段は、発情している可能性のある牛を前記発情行動計測手段が送信する乗駕した回数と乗駕された回数とに基づいて選定する選定部と、
前記選定部の選定結果を出力する出力部と
を備えたことを特徴とする発情検知装置。
前記発情行動計測手段はさらに、前記首輪の背中側に取り付けられ、乗駕した際に前記首輪が乗駕された牛の背中に当って持上がり前記首輪の背中側に緩みが生じるのを検知して乗駕した回数を計測する第二の乗駕回数計測部を備えたことを特徴とする発情検知装置。
前記発信部が発信する前記信号に、超音波、電磁波および赤外線のうちのいずれかを用いたことを特徴とする請求項１または２に記載の発情検知装置。
前記発信部が超音波を発信し、前記受信部が超音波を受信する超音波センサであり、前記発信部および前記受信部が指向性を有することを特徴とする請求項３に記載の発情検知装置。