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JP6525271B2 - Residual feed measuring device and program for measuring residual feed - Google Patents
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JP6525271B2 - Residual feed measuring device and program for measuring residual feed - Google Patents

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Description

本発明は、残餌量測定装置および残餌量測定用プログラムに関し、特に、撮影画像に基づいて、家畜の飼槽上に堆積した飼料の量を測定する装置に用いて好適なものである。   The present invention relates to an apparatus for measuring the amount of remaining bait and a program for measuring the amount of remaining bait, and is particularly suitable for use in an apparatus for measuring the amount of feed deposited on the feeding tank of livestock based on a photographed image.

乳牛および肉牛の飼養においては、飼料価格および子牛の価格が上昇傾向にあることから、農家の経営状態が悪化しており、1頭および単位飼料量あたりの生産性の増大が求められている。そのための方法として、家畜の各個体がその時点で必要としている栄養量に応じた飼料を過不足なく給与することが必要とされ、そのための技術開発が行われている。   In the breeding of dairy cows and beef cattle, the farmer's business condition is deteriorating because feed prices and prices of calves tend to rise, and an increase in productivity per cow and unit feed is required. . As a method for that purpose, it is necessary to feed the feed according to the amount of nutrition required by each animal at that time without excess and deficiency, and technical development for that purpose is carried out.

例えば、飼槽上に給与した飼料量のうち、家畜が実際に摂取した飼料量から、その時点で必要としている栄養量を推定することが行われている。家畜が実際に摂取した飼料量は、摂取後に飼槽上に堆積した飼料の量、つまり残飼量を測定することによって推定することができる。そこで、個体別の残飼量を正確に測定する技術の開発が求められている。   For example, it is performed to estimate the amount of nutrition needed at that time from the amount of feed actually consumed by livestock among the amount of feed fed on the feeding tank. The amount of feed actually consumed by the livestock can be estimated by measuring the amount of feed deposited on the feeding tank after intake, that is, the amount of remaining feed. Therefore, there is a need for development of a technique for accurately measuring the amount of remaining feed for each individual.

残飼量の測定に用いられている従来技術としては、各個体の飼槽上に重量計を設置する方法や、3次元カメラを用いて各個体の飼槽を撮影し、その撮影画像を解析して残飼量を測定する方法がある。しかしながら、重量計は設置に多大な経費を要するため、生産現場への適用は困難である。3次元カメラを用いる方法においても、カメラを多数用意して各個体の飼槽ごとに固定的に設置すると、多大な経費を要するため、生産現場への適用は困難である。   As a conventional technique used for measurement of the amount of remaining feed, the method of installing a weight scale on the feeding tank of each individual or photographing the feeding tank of each individual using a three-dimensional camera, and analyzing the photographed image There is a method to measure the amount of remaining feed. However, since the weight scale is expensive to install, its application to production sites is difficult. Also in the method using a three-dimensional camera, if a large number of cameras are prepared and fixedly installed for each feeding tank of each individual, application to production sites is difficult because it requires a large cost.

これに対し、牛舎にレール等の移動機構を設けてカメラを移動させ、各飼槽位置で停止をしながら撮影する方法を採用すれば、カメラの設置台数を少なくすることが可能である。また、既存の自動給餌機のレールをカメラ移動機構として兼用すれば、設備投資の増大を抑制することが可能である。ただし、この場合、各個体の飼槽に対するカメラの停止位置を正確に制御することが必要である。   On the other hand, it is possible to reduce the number of installed cameras by adopting a method of moving the camera by providing a moving mechanism such as a rail in the barn and taking a picture while stopping at each feeding tank position. Moreover, if the rail of the existing automatic feeder is combined as a camera moving mechanism, it is possible to suppress the increase in equipment investment. However, in this case, it is necessary to accurately control the stop position of the camera relative to the feeding tank of each individual.

また、牛舎においては、飼槽側に張り出したネックレールや牛の首の存在によって、真上から飼槽全体を撮影することは困難である。そのため、カメラを飼槽面に対して傾斜させた位置に設定する必要があることから、両者の位置関係を同定することも必要である。さらに、飼槽面に対して斜めの位置から撮影した画像では、同じ残飼量であっても、撮影画像内の写る位置によって画像上で占める被写体面積が異なるため、これを補正する手段を備える必要がある。   In addition, in the barn, it is difficult to photograph the entire feeding tank from directly above due to the presence of the neck rail and the neck of the cow protruding to the feeding tank side. Therefore, since it is necessary to set a camera in the position which made it incline with respect to the tank surface, it is also necessary to identify the positional relationship of both. Furthermore, in the case of an image taken from a position oblique to the feeding tank surface, the area occupied by the subject on the image differs depending on the position captured in the photographed image even with the same residual feeding amount, so it is necessary to provide means for correcting this. There is.

従来、このような斜め撮影の被写体に対する測定誤差を低減するようにした技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載の装置では、圃場を上空から撮影し、その撮影画像内から離散的に存在する作物部分の画像を抽出する。そして、抽出した画像を真上から見た状態に補正した上で、当該補正後の画像から作物の生育量を測定する。   Conventionally, there has been known a technique for reducing the measurement error with respect to the subject of such oblique photographing (see, for example, Patent Document 1). In the apparatus described in Patent Document 1, a field is photographed from the sky, and an image of a crop portion discretely present is extracted from the photographed image. Then, after correcting the extracted image to a state seen from directly above, the growth amount of the crop is measured from the image after the correction.

特開2003−9664号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-9664

しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、撮影画像内から作物部分の画像を選択的に抽出する処理や、抽出した画像を真上から見た状態に補正する処理を行ってから生育量を測定しているため、計算負荷が高くなってしまうという問題があった。   However, in the technology described in the above-mentioned Patent Document 1, after the processing of selectively extracting the image of the crop part from within the photographed image, and the processing of correcting the extracted image into a state seen from directly above, the growth amount is There is a problem that calculation load becomes high because it is measured.

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、撮影画像に基づいて、家畜の飼槽上に堆積した飼料の量を少ない計算負荷で測定することができるようにすることを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and it is possible to measure the amount of feed deposited on the stocking tank of livestock with less calculation load based on the photographed image. With the goal.

上記した課題を解決するために、本発明では、家畜の飼槽面を座標軸平面に持つ第1の3次元座標系において、離散的に配置された複数の測定点を設定し、当該設定した複数の測定点を、飼槽の斜め上方に設置された3次元カメラの光軸に垂直な面を座標軸平面に持つ第2の3次元座標系上の測定点に変換する。そして、飼槽の斜め上方から3次元カメラにより撮影した撮影画像から、変換後の測定点における画像を抽出し、当該抽出した画像に基づいて、飼槽上にある飼料の量を測定するようにしている。   In order to solve the problems described above, in the present invention, a plurality of discrete measurement points are set in a first three-dimensional coordinate system having a stocking plane of livestock in a coordinate axis plane, and the plurality of set points are set. The measurement points are converted into measurement points on a second three-dimensional coordinate system having in the coordinate axis plane a plane perpendicular to the optical axis of the three-dimensional camera installed obliquely above the feeding tank. Then, the image at the measurement point after conversion is extracted from the photographed image taken by the three-dimensional camera from obliquely above the feeding tank, and the amount of feed present on the feeding tank is measured based on the extracted image. .

上記のように構成した本発明によれば、飼槽の斜め上方から撮影した画像そのものに基づいて、離散的な複数の変換後測定点の画像部分のみを対象として飼料量が測定される。このため、本発明によれば、撮影画像内から飼料部分の画像を選択的に抽出する処理を行ってから当該抽出画像を補正する処理を行うことなく、あらかじめ定められた位置にある変換後測定点の画像のみから飼料量を適切に測定することができる。これにより、撮影画像に基づいて、家畜の飼槽上に堆積した飼料の量を少ない計算負荷で測定することができる。   According to the present invention configured as described above, the feed amount is measured only on the image portion of the plurality of discrete measurement points after conversion based on the image itself taken from obliquely above the feeding tank. Therefore, according to the present invention, after the processing of selectively extracting the image of the feed portion from within the photographed image and then the processing of correcting the extracted image, the converted measurement at the predetermined position is performed. The amount of feed can be properly measured only from the image of the point. Thereby, based on the photographed image, the amount of feed deposited on the stocking tank of the livestock can be measured with a small calculation load.

本実施形態による残餌量測定装置の機能構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of functional composition of a remaining food amount measuring device by this embodiment. カメラの配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of a camera. 本実施形態の測定点設定部による測定点の設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the measurement point by the measurement point setting part of this embodiment. 本実施形態の測定点変換部により変換が行われた後の測定点を示す図である。It is a figure which shows the measurement point after conversion by the measurement point conversion part of this embodiment. 残餌高さの算出例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of calculation of residual bait height. 本実施形態の測定点設定部による測定点の他の設定例を示す図である。It is a figure which shows the other setting example of the measurement point by the measurement point setting part of this embodiment. 本実施形態の測定点設定部による測定点の他の設定例を示す図である。It is a figure which shows the other setting example of the measurement point by the measurement point setting part of this embodiment. 本実施形態の測定点設定部による測定点の他の設定例を示す図である。It is a figure which shows the other setting example of the measurement point by the measurement point setting part of this embodiment. 残餌高さの他の算出例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other calculation example of residual bait height.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態による残餌量測定装置100の機能構成例を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態の残餌量測定装置100は、その機能構成として、測定点設定部11、測定点変換部12、撮影画像入力部21、画像抽出部22および飼料量測定部23を備えて構成されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of a functional configuration of the remaining bait amount measuring device 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the residual food measuring apparatus 100 according to this embodiment has, as its functional configuration, a measuring point setting unit 11, a measuring point conversion unit 12, a photographed image input unit 21, an image extracting unit 22 and feed amount measurement. A unit 23 is configured.

また、残餌量測定装置100には、3次元カメラ200および入出力装置50が接続されている。本実施形態の残餌量測定装置100は、家畜(例えば、牛)に給与した飼料の食べ残しである残餌量を撮影画像から測定するものである。なお、入出力装置50は、残餌量測定装置100に対して取り外し可能に有線により接続してもよいし、無線により接続してもよい。あるいは、入出力装置50を残餌量測定装置100と一体に設けてもよい。   Further, a three-dimensional camera 200 and an input / output device 50 are connected to the remaining bait amount measuring device 100. The remaining food amount measuring apparatus 100 according to the present embodiment measures the remaining food amount, which is the uneaten amount of the feed fed to a domestic animal (for example, a cow), from the photographed image. The input / output device 50 may be detachably connected to the remaining bait amount measuring device 100 by wire or may be connected wirelessly. Alternatively, the input / output device 50 may be provided integrally with the remaining bait amount measuring device 100.

図1に示す残餌量測定装置100の各機能ブロック11〜12,21〜23は、ハードウェア、DSP(Digital Signal Processor)、ソフトウェアの何れによっても構成することが可能である。例えばソフトウェアによって構成する場合、上記各機能ブロック11〜12,21〜23は、実際にはコンピュータのCPU、RAM、ROMなどを備えて構成され、RAMやROM、ハードディスクまたは半導体メモリ等の記録媒体に記憶されたプログラムが動作することによって実現される。   The functional blocks 11 to 12 and 21 to 23 of the remaining amount measuring apparatus 100 shown in FIG. 1 can be configured by any of hardware, DSP (Digital Signal Processor), and software. For example, when configured by software, each of the functional blocks 11 to 12 and 21 to 23 is actually configured to include a CPU, a RAM, a ROM, and the like of a computer, and is used as a storage medium such as a RAM, a ROM, a hard disk, or a semiconductor memory. It is realized by operating a stored program.

入出力装置50は、残餌量の測定に関する各種のパラメータを設定したり、測定結果を表示したりするインターフェースである。具体的には、入出力装置50は、マウス、キーボード、タッチパネル等の入力デバイスと、ディスプレイ等の出力デバイスとを備えて構成される。   The input / output device 50 is an interface for setting various parameters related to measurement of the amount of remaining bait, and displaying the measurement result. Specifically, the input / output device 50 includes an input device such as a mouse, a keyboard, and a touch panel, and an output device such as a display.

3次元カメラ200は、画像のRGB値の他に、被写体までの奥行情報としての深度値を画素ごとに得ることが可能なカメラである。深度値とは、その画素が位置しかつ光軸中心と垂直な平面と焦点との間の距離である。この3次元カメラ200と残餌量測定装置100との間は、有線により接続してもよいし、無線により接続してもよい。   The three-dimensional camera 200 is a camera capable of obtaining, for each pixel, a depth value as depth information to a subject in addition to the RGB values of the image. The depth value is the distance between a plane where the pixel is located and a plane perpendicular to the optical axis center and the focal point. The three-dimensional camera 200 and the remaining amount measuring device 100 may be connected by wire or may be connected wirelessly.

図2は、3次元カメラ200の配置例を示す図である。図2の例では、繋ぎ飼い牛舎に設置された自動給餌機のレール211に懸架して走行可能な移動機構212を設け、その移動機構212に3次元カメラ200を取り付けている。通常、牛舎においては、牛床302から飼槽301側に張り出したネックレール303や、牛床302から飼槽301側に出てくる牛の首の存在によって、飼槽301の全体を真上から撮影することは困難である。そのため、3次元カメラ200は、飼槽301を斜め上方から撮影することになる。   FIG. 2 is a view showing an arrangement example of the three-dimensional camera 200. As shown in FIG. In the example of FIG. 2, a moving mechanism 212 capable of traveling by being suspended on a rail 211 of an automatic feeder installed in a bridged cowshed is provided, and a three-dimensional camera 200 is attached to the moving mechanism 212. Generally, in a cow barn, it is difficult to photograph the entire feeding tank 301 from directly above due to the presence of the neck rail 303 protruding from the cattle floor 302 to the feeding tank 301 side and the neck of a cow coming out from the feeding bed 302 to the feeding tank 301 side. It is. Therefore, the three-dimensional camera 200 shoots the feeding tank 301 from diagonally above.

図2に示す例では、3次元カメラ200が移動機構212に取り付けられ、残餌量測定装置100(図2中には図示せず)は3次元カメラ200と無線で接続される。なお、3次元カメラ200と残餌量測定装置100との間を有線により接続する場合は、残餌量測定装置100も移動機構212に取り付けられる。そして、入出力装置50が残餌量測定装置100に対して無線で接続される。   In the example shown in FIG. 2, the three-dimensional camera 200 is attached to the moving mechanism 212, and the remaining bait amount measuring device 100 (not shown in FIG. 2) is wirelessly connected to the three-dimensional camera 200. When the three-dimensional camera 200 and the remaining bait amount measuring device 100 are connected by wire, the remaining bait amount measuring device 100 is also attached to the moving mechanism 212. Then, the input / output device 50 is wirelessly connected to the remaining bait amount measuring device 100.

測定点設定部11は、家畜の飼槽301がある面を座標軸平面(例えば、XY平面)に持つ第1の3次元座標系において、飼槽301の上方における仮想視点からみて均等に配置された離散的な複数の測定点を設定する。第1の3次元座標系は、例えば、飼槽面上の所定の点(例えば、飼槽301の中心点)を原点とし、矩形形状をした飼槽301の一辺の方向をX軸、他辺の方向をY軸、高さ方向をZ軸とする座標系である。また、仮想視点は、XY平面上の飼槽301の中心点から真上で所定距離の位置にあるものとする。   In the first three-dimensional coordinate system in which the measurement point setting unit 11 has a plane on which a feeding tank 301 of livestock is located in a coordinate axis plane (for example, an XY plane), discretely arranged as seen from a virtual viewpoint above the feeding tank 301 Set multiple measurement points. The first three-dimensional coordinate system has, for example, a predetermined point on the feeding surface (for example, the central point of feeding tank 301) as the origin, and the direction of one side of feeding tank 301 having a rectangular shape is the X axis and the direction of the other side It is a coordinate system in which the Y axis and the height direction are Z axes. Further, it is assumed that the virtual viewpoint is at a predetermined distance from the center point of the feeding tank 301 on the XY plane.

測定点設定部11による測定点の設定は、入出力装置50に対するユーザ操作を通じて行う。例えば、入出力装置50のディスプレイに所定の設定画面を表示し、当該設定画面において入力デバイスを操作することにより、複数の測定点を設定する。測定点の設定方法は任意であるが、一例として、測定点設定部11は、矩形領域を等間隔の格子状に分割して複数の小領域を設定し、複数の小領域における代表点をそれぞれ測定点として設定する。ここで、代表点の設定方法は任意であるが、一例として、格子の各交点を測定点として用いることが可能である。あるいは、小領域の中心点を代表点とするようにしてもよい。   The setting of the measurement point by the measurement point setting unit 11 is performed through the user operation on the input / output device 50. For example, a predetermined setting screen is displayed on the display of the input / output device 50, and a plurality of measurement points are set by operating the input device on the setting screen. The measurement point setting method is arbitrary, but as an example, the measurement point setting unit 11 divides a rectangular area into grids at equal intervals, sets a plurality of small areas, and sets representative points in the plurality of small areas. Set as a measurement point. Here, although the setting method of the representative points is arbitrary, it is possible to use each intersection of the grid as a measurement point as an example. Alternatively, the central point of the small area may be used as the representative point.

図3は、測定点設定部11による測定点の設定例を示す図である。本実施形態では、残餌の測定対象とする測定領域301Pを設定するとともに、当該測定領域301P内に複数の離散的な測定点30を均等に設定する。図3の例では、飼槽301を真上から見下ろした状態で矩形となる測定領域301Pを設定するとともに、当該測定領域301Pの縦横を均等に分割し、格子の各交点位置を測定点30としている。なお、測定領域301Pは、飼槽301と同形同大となるように設定するのが好ましいが、飼槽301内の特定の領域だけを測定領域301Pとして設定するようにしてもよい。   FIG. 3 is a diagram showing an example of setting of measurement points by the measurement point setting unit 11. In the present embodiment, a measurement area 301P to be a measurement object of residual food is set, and a plurality of discrete measurement points 30 are equally set in the measurement area 301P. In the example of FIG. 3, while setting up the measurement area 301P which becomes a rectangle in the state which looked down on the feeding tank 301 from the upper right, the height and width of the said measurement area 301P are divided equally, and each intersection position of a lattice is made into the measurement point 30. . The measurement area 301P is preferably set to be the same size and size as the feeding tank 301, but only a specific area in the feeding tank 301 may be set as the measurement area 301P.

図2のように、飼槽301を斜め上から撮影した場合、飼槽301は3次元カメラ200に近い手前側ほど大きく写り、3次元カメラ200から遠い奥側ほど小さく写る。そのため、3次元カメラ200から得られた画像の飼槽301部分の全体を用いて残飼量を測定すると、奥側の残餌量に比べて手前側の残餌量が大きく反映されてしまうため、測定誤差が大きくなるおそれがある。これに対し、図3のように測定点30を均等に配置し、各測定点30上の残餌の高さを測定して残餌量を求めるようにすることで、そのような測定誤差を回避することが可能である。   As shown in FIG. 2, when the feeding tank 301 is photographed from diagonally above, the feeding tank 301 is photographed larger toward the near side to the three-dimensional camera 200 and smaller toward the back side farther from the three-dimensional camera 200. Therefore, if the amount of remaining feed is measured using the entire feeding tank 301 part of the image obtained from the three-dimensional camera 200, the amount of remaining feed on the near side is largely reflected compared to the amount of remaining feed on the back side, The measurement error may increase. On the other hand, such measurement error can be obtained by evenly arranging the measurement points 30 as shown in FIG. 3 and measuring the height of the remaining bait on each measurement point 30 to obtain the amount of remaining bait. It is possible to avoid.

測定領域301Pの設定は、例えば、マウスのドラッグ操作あるいはタッチパネルへのタッチ操作により行うことが可能である。あるいは、測定領域301Pの大きさや位置(座標)などの値をキーボード操作により入力することによって行うようにしてもよい。また、測定点30の設定は、例えば、縦横の分割数を入力することによって行うことが可能である。なお、ここに示した設定方法は一例であって、これに限定されるものではない。   The setting of the measurement area 301P can be performed, for example, by a drag operation of a mouse or a touch operation on a touch panel. Alternatively, it may be performed by inputting values such as the size and position (coordinates) of the measurement area 301P by keyboard operation. Also, the setting of the measurement point 30 can be performed, for example, by inputting the number of divisions in the vertical and horizontal directions. In addition, the setting method shown here is an example, Comprising: It is not limited to this.

なお、測定領域301Pおよび測定点30を設定する際に、飼料の給与されていない飼槽301をあらかじめ撮影した画像をディスプレイの設定画面上に表示し、測定領域301Pや測定点30をその画像に重ねて表示するのが好ましい。設定の妥当性が容易に確認できるからである。ここで表示する画像は、例えば、飼槽301を真上の仮想視点の位置からカメラ(3次元カメラ200でもそれ以外のカメラでもよい)により撮影した画像であってもよいし、図2のようにレール211に設置された3次元カメラ200により飼槽301を斜め上方から撮影した画像であってもよい。あるいは、当該斜め上方から撮影した画像を真上から見たのと同じ状態となるように平面視に画像変換したものであってもよい。なお、この場合の画像変換の内容については後述する。   When setting the measurement area 301P and the measurement point 30, an image obtained by photographing in advance the feeding tank 301 not fed with feed is displayed on the setting screen of the display, and the measurement area 301P and the measurement point 30 are superimposed on the image. Is preferably displayed. This is because the appropriateness of the setting can be easily confirmed. The image displayed here may be, for example, an image captured by a camera (which may be the three-dimensional camera 200 or any other camera) from the position of the virtual viewpoint directly above the feeding tank 301, as shown in FIG. It may be an image obtained by photographing the feeding tank 301 obliquely from above with the three-dimensional camera 200 installed on the rail 211. Alternatively, the image may be converted into a planar view so that the image captured from the oblique upper side is in the same state as viewed from directly above. The contents of the image conversion in this case will be described later.

上記3タイプの画像のうち、飼槽301を真上から撮影した画像、または、飼槽301を斜め上方から撮影した画像を平面視に画像変換した画像の何れかをディスプレイの設定画面上に表示させるのがより好ましい。設定画面上に表示された飼槽301の画像部分に合わせて測定領域301Pを設定することが容易にできるからである。なお、飼槽301を斜め上方から撮影した画像を設定画面上に表示させる場合、図3のように設定した測定領域301Pの画像を、真上から見た状態から斜め上方から見た状態に画像変換(上述の画像変換の逆変換)し、これを飼槽301の画像に重ねて表示させるようにしてもよい。このようにすれば、測定領域301Pの設定の妥当性をより容易に確認することができる。   Among the above three types of images, either an image obtained by photographing the feeding tank 301 from directly above or an image obtained by converting the image of the feeding tank 301 obliquely from above into a planar view is displayed on the setting screen of the display. Is more preferred. This is because it is possible to easily set the measurement region 301P in accordance with the image portion of the feeding tank 301 displayed on the setting screen. In addition, when displaying the image which image | photographed the feeding tank 301 from diagonally upper on the setting screen, it is an image conversion of the image of the measurement area 301P set like FIG. (The inverse conversion of the image conversion described above) may be superimposed on the image of the feeding tank 301 and displayed. In this way, the appropriateness of the setting of the measurement area 301P can be more easily confirmed.

測定点変換部12は、飼槽301の斜め上方に設置された3次元カメラ200の位置および姿勢、仮想視点の位置、並びに飼槽301の位置の相関から求められた変換情報に基づいて、測定点設定部11により設定された複数の測定点30を、第2の3次元座標系上の測定点に変換する。第2の3次元座標系は、3次元カメラ200の光軸に垂直な面を座標軸平面に持ち、3次元カメラ200の光軸中心との交点を原点とする座標系である。すなわち、第2の3次元座標系は、3次元カメラ200と飼槽301の中心点とを結ぶ光軸に垂直な平面上の所定の点(例えば、光軸上の点)を原点とし、当該平面に平行な2軸をX’軸およびY’軸とし、光軸方向をZ’軸とする座標系である。   The measurement point conversion unit 12 sets measurement points based on the conversion information obtained from the correlation of the position and posture of the three-dimensional camera 200 installed obliquely above the feeding tank 301, the position of the virtual viewpoint, and the position of the feeding tank 301. The plurality of measurement points 30 set by the unit 11 are converted into measurement points on the second three-dimensional coordinate system. The second three-dimensional coordinate system is a coordinate system having a plane perpendicular to the optical axis of the three-dimensional camera 200 as a coordinate axis plane and having an intersection point with the optical axis center of the three-dimensional camera 200 as an origin. That is, in the second three-dimensional coordinate system, a predetermined point (for example, a point on the optical axis) on a plane perpendicular to the optical axis connecting the three-dimensional camera 200 and the center point of the feeding tank 301 is an origin Is a coordinate system in which two axes parallel to the X axis are X 'and Y' axes, and the optical axis direction is Z 'axis.

なお、変換情報は、公知のキャリブレーション処理によってあらかじめ求めておくことが可能である。この変換情報は、測定点30に関するものだけでなく、画像の全画素に関するものである。測定点設定部11によってどの画素が測定点30に設定されるかは任意だからである。測定点変換部12は、この変換情報を記憶している。測定点変換部12は、このあらかじめ記憶しておいた変換情報に基づいて、第1の3次元座標系において測定点設定部11により設定された複数の測定点30を第2の3次元座標系の測定点に座標変換する。   The conversion information can be obtained in advance by a known calibration process. This conversion information relates not only to the measurement point 30 but also to all pixels of the image. This is because which pixel is set as the measurement point 30 by the measurement point setting unit 11 is arbitrary. The measurement point conversion unit 12 stores this conversion information. The measurement point conversion unit 12 generates a plurality of measurement points 30 set by the measurement point setting unit 11 in the first three-dimensional coordinate system based on the conversion information stored in advance as a second three-dimensional coordinate system. Coordinate transformation to the measurement point of

なお、斜め上方から飼槽301を撮影した画像を真上から平面視した画像に変える上述の画像変換は、この変換情報に基づく座標変換の逆変換に相当するものである(ただし、画像の全画素について変換する点で、測定点変換部12が測定点30だけを座標変換するのとは異なる)。   In addition, the above-mentioned image conversion which changes the image which image | photographed the feeding tank 301 from diagonally upward into the image which planarly viewed from right above is equivalent to the inverse conversion of the coordinate conversion based on this conversion information (However, all the pixels of an image In that the measurement point conversion unit 12 performs coordinate conversion of only the measurement point 30).

図4は、図3のように設定した測定領域301Pおよび測定点30が、測定点変換部12により変換を受けた結果の例を示す図である。図4に示すように、測定点変換部12により、測定領域301Pは、撮影画像の手前側から奥側に向けて左右の間隔が狭くなる台形状(手前側が長辺で奥側が短辺となる台形状)の測定領域401Pに変換される。   FIG. 4 is a view showing an example of the result of conversion of the measurement area 301 P and the measurement point 30 set as shown in FIG. 3 by the measurement point conversion unit 12. As shown in FIG. 4, the measurement area 301 P has a trapezoidal shape in which the distance between the right and left is narrowed from the front side to the rear side of the photographed image by the measurement point conversion unit 12 (the front side is the long side and the back side is the short side It is converted into a trapezoidal measurement area 401P.

また、図3において測定点30を水平に繋ぐ水平線(図において横方向に示す線)と、測定点30を垂直に繋ぐ垂直線(図において縦方向に示す線)は、図4においては水平線の間隔が奥側に向かうに従って狭くなり、垂直線の間隔が奥側に向かうに従って狭くなるように変換される。また、それに伴って、変換後の測定点40も、手前側から奥側に向けて間隔が狭くなる。   Also, the horizontal line connecting the measurement points 30 horizontally in FIG. 3 (line shown in the horizontal direction in the figure) and the vertical line connecting the measurement points 30 vertically (line shown in the vertical direction in the figure) are horizontal lines in FIG. It is converted so that the interval becomes narrower toward the back and the interval between the vertical lines becomes narrower toward the back. Also, along with that, the distance between the measuring points 40 after conversion also narrows from the near side to the far side.

なお、図4では、3次元カメラ200が飼槽301の左右方向中央に位置した場合の変換例を示しているが、これに限られるものではない。3次元カメラ200と同様にレール211を走行する自動給餌機との関係などで、3次元カメラ200を飼槽301の左右方向中央に停止できない場合は、3次元カメラ200の停止位置に応じて変換情報を設定すればよい。この場合は、変換後の水平線も、垂直線と同様に互いに平行ではなくなる。   In addition, although the example of conversion in case the three-dimensional camera 200 is located in the left-right direction center of the feeding tank 301 is shown in FIG. 4, it is not restricted to this. If it is not possible to stop the three-dimensional camera 200 at the center of the feeding tank 301 in the left-right direction due to the relationship with the automatic feeding machine that travels the rails 211 like the three-dimensional camera 200, conversion information is Should be set. In this case, the horizontal lines after conversion are not parallel to one another as well as the vertical lines.

撮影画像入力部21は、家畜の飼槽301上を斜め上方から3次元カメラ200により撮影した撮影画像を入力する。残餌量測定装置100と3次元カメラ200との間を無線により接続する場合は、残餌量測定装置100および3次元カメラ200の双方に無線通信手段を設け、3次元カメラ200で撮影した画像を残餌量測定装置100に無線送信し、これを撮影画像入力部21が入力する。なお、3次元カメラ200で撮影した画像を3次元カメラ200内のリムーバル記憶媒体に記録し、当該リムーバル記憶媒体を残餌量測定装置100に接続することにより、撮影画像入力部21がリムーバル記憶媒体から撮影画像を入力するようにしてもよい。   The photographed image input unit 21 inputs a photographed image obtained by photographing the upper part of the feeding tank 301 of a domestic animal obliquely from above with the three-dimensional camera 200. When wireless connection is established between the remaining bait amount measuring device 100 and the three-dimensional camera 200, wireless communication means is provided in both the remaining bait amount measuring device 100 and the three-dimensional camera 200, and an image captured by the three-dimensional camera 200 Are wirelessly transmitted to the remaining bait amount measuring device 100, and the photographed image input unit 21 inputs the same. Note that the image captured by the three-dimensional camera 200 is recorded in a removable storage medium in the three-dimensional camera 200, and the removable image storage unit is connected to the remaining amount measuring device 100, whereby the captured image input unit 21 is a removable storage medium. The captured image may be input from

画像抽出部22は、撮影画像入力部21により入力された撮影画像から、測定点変換部12により変換された測定点(以下、変換後測定点40という)における画像を抽出する。   The image extraction unit 22 extracts an image at a measurement point (hereinafter, referred to as a converted measurement point 40) converted by the measurement point conversion unit 12 from the photographed image input by the photographed image input unit 21.

飼料量測定部23は、画像抽出部22により抽出された複数の変換後測定点40における画像に基づいて、飼槽301上にある飼料の量を測定する。例えば、飼料量測定部23は、3次元カメラ200による撮影画像の一情報として得られる深度値に基づいて、変換後測定点40における飼料の高さを求め、当該高さと所定面積とを乗ずることにより、当該変換後測定点40における飼料の量を算出する。そして、飼料量測定部23は、複数の変換後測定点40において上述のように算出した飼料量を合計することにより、飼槽301上の残餌量を測定する。   The feed amount measurement unit 23 measures the amount of feed on the feeding tank 301 based on the images at the plurality of converted measurement points 40 extracted by the image extraction unit 22. For example, the feed amount measurement unit 23 obtains the height of the feed at the measurement point 40 after conversion based on the depth value obtained as one information of the image captured by the three-dimensional camera 200, and multiplies the height by a predetermined area. By this, the amount of feed at the converted measurement point 40 is calculated. Then, the feed amount measurement unit 23 measures the remaining feed amount on the feeding tank 301 by totaling the feed amounts calculated as described above at the plurality of converted measurement points 40.

一例として、飼料量測定部23は、3次元カメラ200から変換後測定点40までの距離から深度値を減算した値を飼料の高さとして求める。図5は、これを示すための模式図である。図5に示すように、飼槽301には残餌Fが堆積している。この飼槽301の斜め上方に設置された3次元カメラ200が、当該飼槽301の3次元画像を撮影する。なお、図5には、変換後測定点40の位置が飼槽301上に示されている。   As an example, the feed amount measurement unit 23 obtains a value obtained by subtracting the depth value from the distance from the three-dimensional camera 200 to the measurement point 40 after conversion as the height of the feed. FIG. 5 is a schematic view for showing this. As shown in FIG. 5, residual feed F is deposited in the feeding tank 301. The three-dimensional camera 200 installed obliquely above the feeding tank 301 captures a three-dimensional image of the feeding tank 301. In FIG. 5, the position of the measurement point 40 after conversion is shown on the feeding tank 301.

ここで、ある変換後測定点40の上に堆積している残餌Fの高さを求める方法を説明する。変換後測定点40と3次元カメラ200とを結ぶ直線をLとすると、直線Lの長さdは、3次元カメラ200と変換後測定点40との位置関係から幾何学的計算で得ることができる。また、直線Lが残餌Fの表面を通過する位置を残餌点Uとし、変換後測定点40と残餌点Uとの間の距離をh’とする。 Here, a method of determining the height of the remaining bait F deposited on a certain converted measurement point 40 n will be described. Assuming that the straight line connecting the converted measurement point 40 n and the three-dimensional camera 200 is L, the length d of the straight line L is obtained by geometrical calculation from the positional relationship between the three-dimensional camera 200 and the converted measurement point 40 n be able to. Further, a position where the straight line L passes through the surface of the remaining bait F is a remaining bait point U, and a distance between the measurement point 40 n after conversion and the remaining bait point U is h ′.

3次元カメラ200が撮影した3次元画像データにより得られる深度値は、3次元カメラ200と残餌点Uとの距離を表すものであるから、変換後測定点40における3次元画像データを読み取れば、3次元カメラ200と残餌点Uとの間の距離(深度値)sが求まる。従って、距離h’は、
h’=d−s
となる。
Since the depth value obtained by the three-dimensional image data captured by the three-dimensional camera 200 represents the distance between the three-dimensional camera 200 and the remaining bait point U, the three-dimensional image data at the converted measurement point 40 n can be read For example, the distance (depth value) s between the three-dimensional camera 200 and the remaining bait point U can be obtained. Thus, the distance h 'is
h '= d-s
It becomes.

変換後測定点40における残餌Fの本来の高さはhであるが、本実施形態では、距離h’を残餌高さhとみなしている。本来の高さhと距離h’との差は十分に小さいといえるからである。すなわち、図5では説明の便宜上、隣接する変換後測定点40間のピッチを大きく図示しているが、実際には変換後測定領域401Pを縦横に数百分割した交点に変換後測定点40が設定されるため、変換後測定点40間の間隔は短い。そして、本実施形態において測定対象とする残飼Fの形状は、短区間で急速に変化するものではなく、かつ高さhは直線Lの長さdに比べて十分小さいため、本来の高さhと距離h’との差は十分に小さくなる。 Although the original height of the remaining food F at the measurement point 40 n after conversion is h, in the present embodiment, the distance h 'is regarded as the remaining food height h. This is because the difference between the original height h and the distance h ′ can be said to be sufficiently small. That is, although the pitch between adjacent converted measurement points 40 is illustrated largely in FIG. 5 for convenience of explanation, actually, the converted measurement points 40 are converted into intersections into which the converted measurement area 401P is divided into several hundreds in the vertical and horizontal directions. As it is set, the distance between the converted measurement points 40 is short. And since the shape of residual food F made into a measuring object in this embodiment does not change rapidly in a short section, and height h is small enough compared with length d of straight line L, original height The difference between h and the distance h 'is sufficiently small.

飼料量測定部23は、以上のように算出した変換後測定点40における残餌高さh’(≒h)と所定面積Sとを乗ずることにより、変換後測定点40における残餌量を算出(測定)する。ここで、所定面積Sは、例えば、変換後測定点40の前後左右に隣接する4つの変換後測定点40どうしの中間位置間の距離から求めることが可能である。 Feed amount measuring unit 23, by multiplying the Zan'esa height h 'and (≒ h) and a predetermined area S in calculated post-conversion measurement point 40 n as described above, Zan'esa amount in the post-conversion measurement point 40 n Calculate (measure) Here, the predetermined area S can be obtained, for example, from the distance between the intermediate positions of the four converted measurement points 40 adjacent to the front, rear, left, and right of the converted measurement point 40 n .

飼料量測定部23は、変換後測定領域401P内の全ての変換後測定点40における残餌高さh’を算出し、所定面積Sと掛け合わせることにより、飼槽301全体での残餌量を測定する。このようにして求められた残餌量は、データとして飼料量測定部23に保管されてもよいし、入出力装置50に送られて表示あるいは保管されてもよい。更には、入出力装置50からデータ記録媒体に取り出せるようにしてもよい。   The feed amount measurement unit 23 calculates the remaining bait height h ′ at all the converted measurement points 40 in the converted measurement area 401P, and multiplies the remaining food height h ′ by the predetermined area S, whereby the amount of remaining food in the entire feeding tank 301 is obtained. taking measurement. The remaining bait amount thus obtained may be stored as data in the feed amount measurement unit 23, or may be sent to the input / output device 50 and displayed or stored. Further, it may be taken out from the input / output device 50 to the data recording medium.

また、飼槽301に所定量(あらかじめ測定した量)の飼料を給与し、その一定時間後に、飼槽301上に残っている飼料の量を飼料量測定部23により測定することにより、家畜が実際に摂取した飼料量を算出し、その時点で必要としている栄養量を推定することが可能である。この摂取量を残餌量に代えて、あるいは残餌量とともに飼料量測定部23および/または入出力装置50に保管するようにしても良い。   In addition, livestock are actually fed by measuring the amount of feed remaining on the feeding tank 301 by the feeding amount measuring unit 23 after feeding a predetermined amount (predetermined amount) of feeding to the feeding tank 301 and after a certain period of time. It is possible to calculate the amount of feed consumed and to estimate the amount of nutrition needed at that time. This intake amount may be stored in the feed amount measurement unit 23 and / or the input / output device 50 instead of the remaining feed amount or together with the remaining feed amount.

このようにして3次元カメラ200による飼槽301の残餌の撮影が終了、あるいはそれに続く残餌量および/または摂取量の測定が終了すると、自動給餌機のレール211を移動機構212が走行し、次の牛床302に移動して3次元カメラ200が飼槽301を撮影する。この際、飼槽301の形態に変化がなければ、既に設定した変換後測定点40をそのまま用いても良い。一方、飼槽301が横に広いなどで測定領域301Pを変更する必要があるときは、測定点30の再設定が必要となる。   Thus, when the imaging of the remaining food in the feeding tank 301 by the three-dimensional camera 200 is completed or the measurement of the amount of remaining food and / or intake thereafter is completed, the moving mechanism 212 travels the rail 211 of the automatic feeder, The three-dimensional camera 200 moves to the next cow bed 302 and photographs the feeding tank 301. At this time, if there is no change in the form of the feeding tank 301, the already-set converted measurement point 40 may be used as it is. On the other hand, when it is necessary to change the measurement area 301P because the feeding tank 301 is wide or the like, the measurement point 30 needs to be reset.

なお、個々の飼槽301に合わせて測定点設定部11により測定点30をあらかじめ設定し、さらに測定点変換部12により変換後測定点40を算出して、その結果をデータとして残飼料測定装置100に保管しておき、測定する飼槽301に合わせて該当する変換後測定点40のデータを呼び出して残飼料を測定するようにしてもよい。   In addition, the measuring point 30 is preset by the measuring point setting unit 11 according to each feeding tank 301, and the converted measuring point 40 is calculated by the measuring point conversion unit 12, and the result is used as data to determine the remaining feed measuring device 100. The remaining feed may be measured by storing data of the corresponding converted measurement point 40 according to the tank 301 to be measured.

以上詳しく説明したように、本実施形態では、真上から見た状態の飼槽301上にあらかじめ設定した測定領域301P内に設けた離散的な測定点30を、飼槽301の斜め上方に設置した3次元カメラ200から得られる撮影画像上の対応する位置の測定点40に変換するとともに、飼槽301を斜め上方から3次元カメラ200により撮影した画像から変換後測定点40に対応する位置の画像を抽出して飼槽301上にある残餌量を測定するようにしている。   As described above in detail, in the present embodiment, the discrete measurement points 30 provided in the measurement area 301 P set in advance on the feeding tank 301 viewed from directly above are disposed obliquely above the feeding tank 301 3 While converting into the measurement point 40 of the corresponding position on the photographed image obtained from the two-dimensional camera 200, the image of the position corresponding to the measurement point 40 after conversion is extracted from the image photographed by the three-dimensional camera 200 from diagonally above Then, the amount of remaining food on the feeding tank 301 is measured.

このように構成した本実施形態によれば、飼槽301の斜め上方から撮影した画像そのものに基づいて、離散的な複数の測定点30を基にして変換された変換後測定点40の画像部分のみを対象として飼料量が測定される。このため、撮影画像内から飼料部分の画像を選択的に抽出する処理を行ってから当該抽出画像を補正する処理を行うことなく、あらかじめ定められた位置にある変換後測定点40の画像のみから飼料量を測定することができる。これにより、撮影画像に基づいて、飼槽301上に堆積した飼料の量を少ない計算負荷で測定することができる。   According to this embodiment configured as described above, only the image portion of the converted measurement point 40 converted based on the plurality of discrete measurement points 30 based on the image itself taken obliquely from the upper side of the feeding tank 301 The amount of feed is measured for For this reason, the processing of selectively extracting the image of the feed portion from within the photographed image and then the processing of correcting the extracted image is performed only from the image of the converted measurement point 40 at the predetermined position. The amount of feed can be measured. Thereby, based on the photographed image, the amount of feed deposited on the feeding tank 301 can be measured with a small calculation load.

特に、飼料量の測定に用いる変換後測定点40は、測定領域301P内に偏りを生じることなく均等に配置した測定点30から座標変換されたものであるため、飼槽301上の特定の領域における飼料量が他の領域の飼料量より大きく反映されてしまうことを防ぐことができる。これにより、飼槽301の全体に分布する飼料の量を正確に測定することができる。   In particular, since the post-conversion measurement points 40 used to measure the feed amount are coordinate-transformed from the measurement points 30 evenly arranged without causing a bias in the measurement area 301 P, It is possible to prevent the feed amount from being reflected more than feed amounts in other areas. Thus, the amount of feed distributed throughout the feeding tank 301 can be accurately measured.

すなわち、図2に示したように、3次元カメラ200が飼槽301の斜め上方から残餌を撮影することになることから、撮影画像上では手間側の方が面積は大きくなり(残餌が大きく写り込むことになり)、奥側の方が面積は小さくなる(残餌が小さく写り込むことになる)。このため、離散的な測定点30を設定することなく、撮影画像の全画素から残餌量を測定すると、手前側の小領域ほど残餌量が過大に算出されてしまう。本実施形態によれば、このような不都合を生じることなく、画像の手前側から奥側まで均等な密度で得た変換後測定点40の画像から残餌量を正確に測定することができる。   That is, as shown in FIG. 2, since the three-dimensional camera 200 shoots residual bait from diagonally above the feeding tank 301, the area on the side of the labor becomes larger in the photographed image (the residual bait is larger The area will be smaller on the back side (the remaining food will be reflected smaller). For this reason, if the amount of remaining food is measured from all the pixels of the photographed image without setting the discrete measurement points 30, the amount of remaining food is excessively calculated in the smaller region on the front side. According to the present embodiment, it is possible to accurately measure the amount of remaining bait from the image of the measurement point 40 after conversion obtained with uniform density from the front side to the back side of the image without causing such a disadvantage.

なお、上記実施形態では、測定領域301Pを飼槽301の形状に合わせて矩形とする例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、家畜の栄養摂取量や健康状態などを評価する上においてより重要となる領域について測定点の設定数が多くなるような形状としてもよい。例えば、図6に示すように、測定領域301P’を、牛床302側を底辺、3次元カメラ200に近い側を頂点とする三角形状としてもよい。このようにすることにより、家畜を適正に管理しつつ、計算量やデータ量を減らすことができる。   In addition, although the said embodiment demonstrated the example which makes the measurement area | region 301P rectangular according to the shape of the feeding tank 301, this invention is not limited to this. For example, the shape may be set such that the number of setting measurement points increases in a region that is more important in evaluating the nutritional intake and health condition of livestock. For example, as shown in FIG. 6, the measurement area 301P 'may be formed in a triangle shape with the bottom side facing the cow bed 302 and the top near the three-dimensional camera 200 as the apex. By doing this, it is possible to reduce the amount of calculation and the amount of data while properly managing livestock.

また、別の例として、残餌量を精度良く把握するために、測定領域301Pの中で残餌の形態のばらつきが大きい牛床302に近い部分に配置する測定点30の数を増やしてもよい。すなわち、測定点設定部11は、複数の小領域に対してそれぞれ設定する代表点(測定点30)の数を、小領域の場所によって異ならせるようにしてもよい。あるいは、測定点設定部11は、測定領域301Pを不等間隔の格子状に分割して複数の小領域を設定し、複数の小領域における代表点をそれぞれ測定点30として設定するようにしてもよい。   Also, as another example, in order to accurately grasp the amount of remaining bait, even if the number of measuring points 30 arranged in a portion close to the cow bed 302 where the variation in the form of the remaining bait is large in the measuring area 301P is increased. Good. That is, the measurement point setting unit 11 may make the number of representative points (measurement points 30) set for each of the plurality of small areas different depending on the place of the small area. Alternatively, the measurement point setting unit 11 divides the measurement area 301P into a grid shape with unequal intervals, sets a plurality of small areas, and sets representative points in the plurality of small areas as measurement points 30, respectively. Good.

図7および図8は、このような測定点30の設定例を示す図である。図7の例では、図3と同様に水平垂直方向に均等に設けられた格子点上に測定点30を設けたうえ、牛床302に近い位置(撮影画像の奥側にある1〜数行の小領域)では、格子点で区切られた小領域の中央部にも更に測定点30を設けている。   FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams showing examples of setting of such measurement points 30. In FIG. In the example of FIG. 7, the measurement points 30 are provided on the grid points equally provided in the horizontal and vertical directions as in FIG. 3, and the position close to the cow bed 302 (one to several lines on the far side of the photographed image) In the small area of (1), a measurement point 30 is further provided in the central part of the small area divided by the grid points.

また、図8の例では、図3と同様に水平垂直方向に均等に設けられた格子点に加え、牛床302に近い位置(撮影画像の奥側にある1〜数行の小領域)では、水平垂直方向に更に細かいピッチの水平線および垂直線を加え、その格子点も更に測定点30として設定している。このように、牛床302に近い位置において測定点30の数を多くすることにより、重要視する部分の測定精度を向上させることができる。   Further, in the example of FIG. 8, in addition to the grid points equally provided in the horizontal and vertical directions as in FIG. 3, in the position close to the cow bed 302 (small area of 1 to several lines on the far side of the photographed image) Horizontal and vertical directions are added with horizontal and vertical lines with finer pitches, and the grid points are also set as measurement points 30. As described above, by increasing the number of measurement points 30 at a position close to the cow bed 302, it is possible to improve the measurement accuracy of the important part.

また、上記実施形態では、変換後測定点40と残餌点Uとの間の距離h’(3次元カメラ200から変換後測定点40までの距離dから深度値sを減算した値)を残餌高さhとみなす例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、飼料量測定部23は、図9に示すように、距離h’に対して、測定点変換部12が保有する変換情報により示される変換の逆変換を行うことによって距離h”を求め、これを残餌高さhとみなすようにしてもよい。 In the above embodiment, the distance h '(value depth value s was subtracted from the distance d to the post-conversion measurement point 40 n from the three-dimensional camera 200) between the post-conversion measurement point 40 n and Zan'esaten U Although the example which considers these as residual food height h was demonstrated, this invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 9, the feed amount measurement unit 23 obtains the distance h ′ ′ by performing inverse conversion of the conversion indicated by the conversion information held by the measurement point conversion unit 12 on the distance h ′. This may be regarded as the remaining baiting height h.

あるいは、残餌高さhを演算によって求めるようにしても良い。例えば、変換後測定点40の座標を(Xo,Yo,0)、残餌点Uの座標を(Xg,Yg,Zg)とした場合、変換後測定点40を点40’(Xo,Yo,Zg)に投影して、当該投影点40’(Xo,Yo,Zg)において上述の逆変換と同様の計算を行うことで、残餌点Uに対する投影点U’(Xg’,Yg’,Zg’)を求めることができる。このような計算を、|Xo-Xg’|+|Yo-Yg’|の値が一定の閾値内になるまで繰り返すことで、投影点U’の高さを求めることが可能であり、これを高さhとすることが可能である。 Alternatively, the remaining baiting height h may be obtained by calculation. For example, assuming that the coordinates of the converted measurement point 40 n are (Xo, Yo, 0) and the coordinates of the remaining bait point U are (Xg, Yg, Zg), the converted measurement point 40 n is a point 40 n ′ (Xo , Yo, Zg), and performing the same calculation as the above-mentioned inverse transformation at the projection point 40 n ′ (Xo, Yo, Zg), the projection point U ′ (Xg ′, Yg ′, Zg ′) can be obtained. It is possible to obtain the height of the projection point U ′ by repeating such calculation until the value of | Xo−Xg ′ | + | Yo−Yg ′ | It is possible to set the height h.

高さhのその他の算出方法として、次の方法を用いることも可能である。すなわち、残餌点UとX軸方向で隣接する別の残餌点Vの座標(Xf,Yf,Zf)から、δZx=(Xg-Xo)/(Xg-Xf)×(Zg-Zf)なる計算を行い、Y軸方向で隣接する別の残餌点についても同様の計算を行って、得られる2つの座標値の補間によって高さhを推定することも可能である。   It is also possible to use the following method as another method of calculating the height h. That is, from the coordinates (Xf, Yf, Zf) of another remaining bait point V adjacent to the remaining bait point U in the X-axis direction, δZx = (Xg−Xo) / (Xg−Xf) × (Zg−Zf) It is also possible to calculate and estimate the height h by interpolation of two obtained coordinate values by performing similar calculation for another remaining bait point adjacent in the Y-axis direction.

なお、上述したように、距離h’は本来の高さhとの誤差が十分に小さいといえるため、距離h”を算出したり、高さhを算出したりすることは必須ではない。むしろ、残餌量をより少ない計算負荷で測定するという本発明の目的からすれば、距離h’を本来の高さhとみなす実施形態が好ましいといえる。   Note that, as described above, it can be said that the distance h ′ is sufficiently small from the original height h, so it is not essential to calculate the distance h ′ ′ or to calculate the height h. For the purpose of the present invention to measure the amount of remaining food with less calculation load, an embodiment in which the distance h ′ is regarded as the original height h is preferable.

また、上記実施形態では、平面状の飼槽301を残餌量の測定対象とする場合について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、くぼみ型あるいは箱型の飼槽であっても、それらの寸法を残餌量測定装置100のパラメータに設定し、それを残餌量測定に反映させればよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the planar feeding tank 301 was made into the measuring object of the amount of remaining bait, this invention is not limited to this. For example, even in the case of a hollow or box type feeding tank, their dimensions may be set as parameters of the remaining bait amount measuring apparatus 100 and reflected in the remaining bait amount measurement.

その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。   In addition, any of the above-described embodiments is merely an example of embodying the present invention, and the technical scope of the present invention should not be interpreted in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the scope or main features of the present invention.

11 測定点設定部
12 測定点変換部
21 撮像画像入力部
22 画像抽出部
23 飼料量測定部
50 入出力装置
100 残餌量測定装置
200 3次元カメラ
11 measurement point setting unit 12 measurement point conversion unit 21 captured image input unit 22 image extraction unit 23 feed amount measurement unit 50 input / output device 100 residual feed amount measurement device 200 three-dimensional camera

Claims (7)

家畜の飼槽面を座標軸平面に持つ第1の3次元座標系において、離散的に配置された複数の測定点を設定する測定点設定部と、
上記測定点設定部により設定された上記複数の測定点を、3次元カメラの光軸に垂直な面を座標軸平面に持つ第2の3次元座標系上の測定点に変換する測定点変換部と、
上記3次元カメラにより撮影した撮影画像を入力する撮影画像入力部と、
上記撮影画像入力部により入力された撮影画像から、上記測定点変換部により変換された測定点である変換後測定点における画像を抽出する画像抽出部と、
上記画像抽出部により抽出された複数の変換後測定点における画像に基づいて、上記飼槽上にある飼料の量を測定する飼料量測定部とを備えたことを特徴とする残餌量測定装置。
A measurement point setting unit for setting a plurality of measurement points discretely arranged in a first three-dimensional coordinate system having a feeding tank surface of a livestock on a coordinate axis plane;
A measurement point conversion unit for converting the plurality of measurement points set by the measurement point setting unit into measurement points on a second three-dimensional coordinate system having a plane perpendicular to the optical axis of the three-dimensional camera as a coordinate axis plane; ,
A photographed image input unit for inputting a photographed image photographed by the three-dimensional camera;
An image extraction unit for extracting an image at a converted measurement point, which is a measurement point converted by the measurement point conversion unit, from a photographed image input by the photographed image input unit;
And a feed amount measuring unit configured to measure an amount of feed on the feeding tank based on the images at the plurality of converted measurement points extracted by the image extracting unit.
上記測定点設定部は、飼料量の測定領域を設定し、当該測定領域を等間隔に分割して複数の小領域を設定し、上記複数の小領域における代表点をそれぞれ上記測定点として設定することを特徴とする請求項1に記載の残餌量測定装置。   The measurement point setting unit sets measurement areas for feed amount, divides the measurement areas at equal intervals, sets a plurality of small areas, and sets representative points in the plurality of small areas as the measurement points. An apparatus for measuring the amount of remaining food according to claim 1, characterized in that. 上記測定点設定部は、上記複数の小領域に対してそれぞれ設定する上記代表点の数を、上記小領域の場所によって異ならせるようにしたことを特徴とする請求項2に記載の残餌量測定装置。   The amount of remaining bait according to claim 2, wherein the measurement point setting unit changes the number of representative points set for each of the plurality of small areas depending on the place of the small area. measuring device. 上記測定点設定部は、飼料量の測定領域を設定し、当該測定領域を不等間隔に分割して複数の小領域を設定し、上記複数の小領域における代表点をそれぞれ上記測定点として設定することを特徴とする請求項1に記載の残餌量測定装置。   The measurement point setting unit sets measurement areas for feed amount, divides the measurement areas at unequal intervals, sets a plurality of small areas, and sets representative points in the plurality of small areas as the measurement points. An apparatus for measuring the amount of remaining food according to claim 1, characterized in that: 上記飼料量測定部は、上記3次元カメラによる上記撮影画像の一情報として得られる深度値に基づいて、上記変換後測定点における上記飼料の高さを求め、当該高さと所定面積とを乗ずることにより、当該変換後測定点における飼料の量を算出することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の残餌量測定装置。   The feed amount measuring unit obtains the height of the feed at the measurement point after conversion based on the depth value obtained as one information of the photographed image by the three-dimensional camera, and multiplies the height by a predetermined area. The remaining food amount measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the amount of feed at the post-conversion measurement point is calculated. 上記飼料量測定部は、上記3次元カメラから上記変換後測定点までの距離から上記深度値を減算した値を上記飼料の高さとして求めることを特徴とする請求項5に記載の残餌量測定装置。   The remaining feed amount according to claim 5, wherein the feed amount measuring unit obtains a value obtained by subtracting the depth value from the distance from the three-dimensional camera to the measurement point after conversion as the height of the feed. measuring device. 家畜の飼槽面を座標軸平面に持つ第1の3次元座標系において、離散的に配置された複数の測定点を設定する測定点設定手段、
上記測定点設定手段により設定された上記複数の測定点を、上記3次元カメラの光軸に垂直な面を座標軸平面に持つ第2の3次元座標系上の測定点に変換する測定点変換手段、
上記3次元カメラにより撮影した撮影画像を入力する撮影画像入力手段、
上記撮影画像入力手段により入力された撮影画像から、上記測定点変換手段により変換された測定点である変換後測定点における画像を抽出する画像抽出手段、および
上記画像抽出手段により抽出された複数の変換後測定点における画像に基づいて、上記飼槽上にある飼料の量を測定する飼料量測定手段
としてコンピュータを機能させるための残餌量測定用プログラム。
Measurement point setting means for setting a plurality of measurement points discretely arranged in a first three-dimensional coordinate system having a feeding tank surface of a livestock on a coordinate axis plane;
Measurement point conversion means for converting the plurality of measurement points set by the measurement point setting means into measurement points on a second three-dimensional coordinate system having a plane perpendicular to the optical axis of the three-dimensional camera as a coordinate axis plane ,
A photographed image input unit for inputting a photographed image photographed by the three-dimensional camera;
Image extraction means for extracting an image at a converted measurement point which is a measurement point converted by the measurement point conversion means from the photographed image input by the photographed image input means, and a plurality of images extracted by the image extraction means A program for measuring the amount of remaining food for causing a computer to function as feed amount measuring means for measuring the amount of feed on the above-mentioned tank based on an image at a measurement point after conversion.
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