一种用于评估移动时动物的体重的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种用于评估移动时动物的体重的方法及设备，方法包括：将传感器接到动物足部，在动物静止时监测静止值，估计动物的静体重；在动物移动时监视移动力；在动物的第一步行周期处理移动力测量以确定参考峰值lp；根据静体重确定动物的质心的参考加速度；根据以下公式来确定质心的参考加速度：[a参＝lp/W静‑g]，其中，a参是质心的参考加速度，lp是参考峰值，w静是静体重，g是重力常数；在动物的后续步行周期中：处理移动力测量以确定测量的峰值，确定移动力测量的峰值与参考峰值lp之间的力峰值比率；通过力峰值比率确定动物的质心的加速度；通过移动力测量的峰值和质心加速度计算移动时动物的体重。降低复杂度精确地测量动物移动期间体重。

【技术实现步骤摘要】
一种用于评估移动时动物的体重的方法及装置
本专利技术涉及动物健康监测领域，具体而言，涉及一种用于评估移动时动物的体重的方法及装置。
技术介绍
在评估动物园、尤其是野生动物园的哺乳类动物或者荒野生态中的动物，或者畜牧业中的某些牲畜的身体健康情况时，通常需要在动物们的日常行为中不断评估其体重。例如，连续地评估动物的体重变化模式在某些医学状况(例如充血性心力衰竭、肝脏疾病)的诊断中可能是有用的。此外，这样的分析对于受伤或残疾个体的康复可能是有用的。体重变化模式的分析不仅对哺乳动物而且对某些禽类动物都可能是有用的，因为它可以帮助评估动物性能以进行竞争性应用或诊断或以其他方式帮助动物康复。为了能够连续评估目标动物的体重变化，首先必须确定动物移动时的体重情况。传统上，在移动时确定动物的体重非常复杂并且容易出错。为了测量动物在移动时的体重，常规方法已使用力传感器来测量每只足(爪)施加的力。图1示出了示例性曲线图，该曲线图示出了在动物的整个步行周期中每只足(爪)所检测到的力。显然，这些力传感器检测到的力与动物的体重没有直接关系。而是，如图所示，由于动物的运动，传感器在每只足(爪)下所检测到的力会经历在整个步行周期中波动的峰值和谷值。这是由于在步行周期中动物的质心发生变化以及这些变化之间的加速度。考虑到这一点，常规方法使用加速度传感器来确定最佳测量点(BPM)，以测量每只足(爪)所施加的力以获得移动时动物的最准确体重。尤其是，加速度传感器用于确定动物的垂直加速度何时接近零，在这一点上，每只足(爪)的力传感器会准确地反映动物的体重。但是，这种方法容易出错，因为它需要非常精确地放置加速度传感器，并且需要在每只足(爪)的加速度传感器和力传感器之间进行同步。另外，常规方法中常用的传感器使用基于惯性运动单元(IMU)的微机电设计原理的运动传感器。已知由于足(爪)在步行表面上的反复冲击，这种IMU传感器易于产生明显的测量误差。因此，需要一种用于以降低复杂度精确地测量动物重量的设备和方法。
技术实现思路
为了解决上述技术问题至少之一，本专利技术的一个目的在于提供一种用于以降低复杂度精确地测量动物重量，尤其是移动期间同样可以监测动物体重的设备和方法。本申请的所有实施例中，动物的运动力等同于动物的移动力。在一个实施例中，一种用于评估移动时动物的体重的方法，该方法包括：S1、将一个或多个力传感器附接到动物足部，使得所述力传感器测量在动物的每只脚与动物所位于的表面之间施加的力；S2、在动物静止时监测一个或多个力传感器以获得静止力测量值；基于所述静力测量值估计所述动物的体重以获得静体重；S3、在动物移动时监视一个或多个力传感器以获得移动力测量；S4、在动物的第一步行周期期间：处理移动力测量以确定移动力测量的参考峰值lp；根据所述静体重确定所述动物的质心的参考加速度；根据以下公式来确定质心的参考加速度：[a参＝lp/W静-g]，其中，a参是质心的参考加速度，lp是参考峰值，w静是静体重，g是重力常数；S5、在动物的后续步行周期中：处理移动力测量以确定移动力测量的峰值，确定移动力测量的峰值与参考峰值lp之间的力峰值比率；通过力峰值比率确定动物的质心的加速度；S6、通过移动力测量的峰值和质心加速度计算移动时动物的体重：[W移＝lpr/(g-a质)]其中，w移是移动时动物的体重，lpr是移动力测量的峰值，g是重力常数，a质是动物质心的加速度。当动物移动时，在所述动物移动的同时，监视所述一个或多个力传感器以获得所述移动力测量值；处理所述移动力测量值以确定所述移动力测量值的峰值，连续地进行移动力测量，确定多个所述峰值之间的力峰值比率；通过力峰值比率确定动物的质心的加速度，以及通过峰值和质心的加速度计算动物移动时的体重。在一个实施例中，提供一种移动时动物体重监控设备，该设备包括：一个或多个力测量传感器，所述力测量传感器被配置为附接到动物足部，使得所述力传感器测量施加在动物的每只脚与接触表面之间的力；还包括处理电路以及存储指令的存储器，当由处理电路执行指令时，所述指令使该体重监控设备：在动物移动时监视一个或多个力传感器以获得移动力测量值；以及处理移动力测量以确定移动力测量的峰值，该峰值是给定时间段内移动力测量的最大值；以及测量移动力的谷值，其是移动力测量的最小值；在给定时间段内，测量移动力的力范围，所述范围是峰值和谷值之间的差；通过力范围确定动物的质心的加速度；并根据谷底水平和质心加速度估算动物的体重。其中通过所述力范围确定所述动物的质心的加速度包括使用示出了力范围与质心的加速度之间的关系的实验模型，其中所述实验模型是使用相对于力范围的质心加速度的实际测量值获得的。所述存储器和处理电路执行如前所述的用于评估移动时动物的体重的方法。在另外一个实施例中，一种用于评估移动时动物的体重的方法，包括将一个或多个力传感器附接到动物足下，使得该力传感器测量在动物的每只足(爪)与动物所处的表面之间施加的力，在动物运动时监视一个或多个力传感器以获得运动力测量值，处理运动力测量值以确定运动力测量的峰值，该峰值是给定时间段内运动力测量的最大值，确定给定时间段内的移动力测量值的最小值即移动力测量值的谷值，以及作为峰值与谷值之间的差的移动力。测量值的力范围确定加速度力范围内物体的质心的估计，并估计通过山谷移动时物体的重量和物体中心的加速度质量。通过基于力范围估计动物在移动时的体重，可以仅使用力传感器而不使用附加的质量加速度传感器或附加到足(爪)的IMU传感器来估计动物的体重，通过而显着降低了复杂性的过程。在一个实施例中，一种用于评估动物在移动时的体重的方法，包括：将一个或多个力传感器附接到动物足部，使得该力传感器测量在动物的每只足(爪)与动物所位于的表面之间施加的力，在动物静止时监视一个或多个力传感器以获得静止力测量值，基于静止力测量值估计动物的体重以获得静止重量。在动物运动时监视一个或多个力传感器，在动物的第一步行周期中获得运动力测量值：处理运动力测量值以确定运动力测量值的参考峰值，该参考峰值是给定时间段内运动力测量值的最大值，同理，可以测量获得参考谷值，它是给定时间段内的移动力测量值的最小值。以及获得参考力范围，它是参考峰值和参考谷之间的差，并且是在动物的后续行走过程中通过静止重量确定动物质心的参考加速度的过程。处理移动力测量，以确定运动力测量的峰值，这是给定时间段内运动力测量的最大值，运动谷值，是运动力测量的谷值，其是给定时间内的运动力测量的最小值。设定周期里移动力测量的力范围，即峰值和谷值之间的差，可以确定该力范围和参考力范围之间的力范围比，并确定其质量中心的加速度通过力范围比得出被测动物，并通过峰值和质心加速度估计被测动物的重量。通过基于力范围估计移动时动物的重量，可以仅使用力传感器而不使用附加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动时动物体重监控方法，该方法包括：/nS1、将一个或多个力传感器附接到动物足部，使得所述力传感器测量在动物的每只脚与动物所位于的表面之间施加的力；/nS2、在动物静止时监测一个或多个力传感器以获得静止力测量值；基于所述静力测量值估计所述动物的体重以获得静体重；/nS3、在动物移动时监视一个或多个力传感器以获得移动力测量；/nS4、在动物的第一步行周期期间：处理移动力测量以确定移动力测量的参考峰值lp；/n根据所述静体重确定所述动物的质心的参考加速度；根据以下公式来确定质心的参考加速度：[a参＝lp/W静-g]，/n其中，a参是质心的参考加速度，lp是参考峰值，w静是静体重，g是重力常数；/nS5、在动物的后续步行周期中：处理移动力测量以确定移动力测量的峰值，确定移动力测量的峰值与参考峰值lp之间的力峰值比率；/n通过力峰值比率确定动物的质心的加速度；/nS6、通过移动力测量的峰值和质心加速度计算移动时动物的体重：/n[W移＝lpr/(g-a质)]其中，w移是移动时动物的体重，lpr是移动力测量的峰值，g是重力常数，a质是动物质心的加速度。/n

【技术特征摘要】
1.一种移动时动物体重监控方法，该方法包括：
S1、将一个或多个力传感器附接到动物足部，使得所述力传感器测量在动物的每只脚与动物所位于的表面之间施加的力；
S2、在动物静止时监测一个或多个力传感器以获得静止力测量值；基于所述静力测量值估计所述动物的体重以获得静体重；
S3、在动物移动时监视一个或多个力传感器以获得移动力测量；
S4、在动物的第一步行周期期间：处理移动力测量以确定移动力测量的参考峰值lp；
根据所述静体重确定所述动物的质心的参考加速度；根据以下公式来确定质心的参考加速度：[a参＝lp/W静-g]，
其中，a参是质心的参考加速度，lp是参考峰值，w静是静体重，g是重力常数；
S5、在动物的后续步行周期中：处理移动力测量以确定移动力测量的峰值，确定移动力测量的峰值与参考峰值lp之间的力峰值比率；
通过力峰值比率确定动物的质心的加速度；
S6、通过移动力测量的峰值和质心加速度计算移动时动物的体重：
[W移＝lpr/(g-a质)]其中，w移是移动时动物的体重，lpr是移动力测量的峰值，g是重力常数，a质是动物质心的加速度。


2.根据权利要求1所述的方法，当动物移动时，在所述动物移动的同时监视所述一个或多个力传感器以获得所述移动力测量值；
处理所述移动力测量值以确定所述移动力测量值的峰值，
连续地进行移动力测量，确定多个所述峰值之间的力峰值比率；
通过力峰值比率确定动物的质心的加速度，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭龙飘，
申请(专利权)人：永康龙飘传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33