北京中仪联众科技开发有限公司

产品信息
使用FLIR红外热像仪在奶牛场进行自动化健康检查
产品分类:
,红外热像仪,在线红外热像仪(红外热像监测系统),
产品厂家:
FLIR
产品特点:
产品简介:

随着产业化发展,现代化农场的构成与工厂越来越相似。如今的农场主们花在体力劳动上的时间越来越少,大部分时间都是通过计算机操作。在这种环境下,良好的自动化监测系统对于确保生产质量和持续性而言必不可少。位于瑞典林雪平的Agrican公司意识到这一点,并使用FLIR红外热像仪开发了一套自动化奶牛监测系统。

Agrican的创始人Ellinor Eineren解释道:“现代奶牛业面临的一大难题是奶牛乳腺炎疾病。乳腺炎是指奶牛乳房中持续出现炎症。这种乳腺传染病存在致命风险,是奶牛最常患的一种疾病,但如果能够早期确诊,则非常容易治疗。通常情况下会不断给受感染的奶牛挤奶,确保奶牛乳房中只有少许甚至没有牛奶积存,从而避免引起感染病的细菌繁殖。这样一来,动物自身的免疫系统就能在出现乳腺炎临床症状前摆脱细菌的入侵。” 

Eineren认为,使用传统手工的挤奶方法诊断正在恶化的乳腺炎相对简单。“血液加速流动造成乳房升温是感染炎症的    症状,若奶牛乳房升温便可认定其患病。农场主们在识别这些症状方面本应有大量的实际经验,但由于现代社会挤奶机取代人工进行挤奶,所以靠经验诊断并非易事。”

 

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FLIR A310红外热像仪提供分辨率为320*240像素的全辐射热画面。

 

自动分析软件使用先进的算法在奶牛乳房热图像中检测正在恶化的乳腺炎。

 

丢弃的牛奶

由于大部分现代奶牛场中不再由人工挤奶,农场主就无法感知到乳房升温这一乳腺炎恶化的迹象。“这对乳业来说是个棘手的问题。乳腺炎给动物带来疼痛和不适,必须用抗生素加以治疗。这样不仅会增加兽药成本,而且根据严格的欧洲规定,在所有抗生素残留物从动物体内排出前,所有挤出的牛奶都不能使用。”     

尽管估计值有一定出入,但是能肯定,欧洲奶牛场的农场主们每年会因奶牛患上乳腺炎而损失上千万。“平均每位奶农每年会因乳腺炎而损失20,000至60,000欧元,对此我很震惊。这可不是笔小数。因此我们开始为这个难题寻找解决方案:一套基于热成像技术的自动早期检测系统。”

炎症检测工具

全世界都有兽医使用便携式红外热像仪为家畜检测炎症。作为诊断马、牛、狗、猫等动物的炎症和其他健康问题的工具,红外热像仪受到越来越多动物健康专业人士的欢迎。“但在这些情况下,必须有操作人员在场手动记录这些图像并分析热图像数据。就我所知,没有哪套系统能实现自动化。”

因此Eineren及其公司Agrican开发出一套专利系统,名为CaDDi(Cattle Disease Diagnostics“奶牛疾病诊断”的缩写)。“我们与位于林雪平的FLIR产品经销商Termisk Systemteknik合作测试了这种产品的可行性。合作第一步即是测试红外热像仪能否检测出乳腺炎,为此我们使用FLIR P660红外热像仪手动记录奶牛乳房的热图像,并与来自瑞典国家兽医局的兽医共同分析获得的热图像。”

 

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为保护FLIR A310红外热像仪不受奶牛场中不利条件的影响,将其安装在配备自动窗户清洁系统的防水外壳内。


利用先进的算法进行自动分析

Elineren补充道:“下一步就是开发一套能自动完成上述工作的系统。但是说起来容易做起来难。在热图像中,并非每一块热区都代表出现炎症。动物的体温波动是正常现象,而且不同动物的热图像也存在许多细微差异。所以,我们需要更先进的分析方法来防止误报警。在这方面,合作伙伴Termisk Systemteknik提出的专业意见令我们获益良多。”

Termisk Systemteknik的首席执行官Stefan Sjokvist说道:“Termisk Systemteknik分析各类图像(包括热图像)的经验已超过30年。但是这个特殊应用领域依旧是一个艰难的挑战,因为我们需要考虑每只动物特有的热性能,这样才能得到精准结果。”

FLIR A310红外热像仪

在林雪平附近的一个奶牛场里,Sjokvist 和他的同事将两台FLIR A310红外热像仪安装在挤奶机两侧的牢固防水外壳内。Sjokvist 解释道:“FLIR A310红外热像仪的热灵敏度为50mk,分辨率为320*240像素,足以提供我们用于此应用所需的细节图像和热数据。”


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Agrican的创始人Ellinor Eineren演示使用红外热像仪对奶牛乳腺炎进行早期检测。

 

 

 

这两台FLIR A310红外热像仪连续6个月都在记录奶牛乳房热图像。通过自动挤奶机上配备的无线射频识别(RIFD)项圈的识别系统,我们建立了每一头奶牛的热图像数 据库。“借助该数据库,软件就能确定每只动物的正常热图像。系统能够将每次的新读数与早先记录的数据进行对比,从而准确地检测出表示患有乳腺炎的热异常类 型。随着数据库的扩展,这种自学系统的准确性也会相应提升。”

 

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两台FLIR A310红外热像仪从奶牛两侧记录其乳房图像。

 

检测其他健康问题

据Sjokvist所说,他们还计划扩展该系统,使其能够检测其他健康问题。“这种技术应该能,甚至在动物表现出临床症状之前,检测出各种健康问题,例如    其他类型的炎症、神经损伤、骨骼问题或创伤。”Eieren对此表示同意:“我们现在销售的产品是针对乳腺炎的CaDDi,但将来会开发面向其他疾病和其他动物的模块。我们与瑞典国家兽医局的兽医紧密合作,共同验证我们现有和将要开发的所有模块的准确性。”

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