機動給料車及運行動物養(yǎng)殖系統(tǒng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種機動給料車、動物養(yǎng)殖系統(tǒng)和操作動物養(yǎng)殖系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]關(guān)于動物養(yǎng)殖，特別是皮毛動物養(yǎng)殖例如養(yǎng)殖貂，動物們通常被養(yǎng)在建筑或棚中，在該建筑或棚中動物容納在單個籠子中或每個籠子容納少量動物。短語籠子應(yīng)當被理解為也包含用于動物的類似的圍欄。建筑通常具有屋頂和墻壁，但是其也可以具有至少部分開放的結(jié)構(gòu)。籠子通常位于穿過建筑物的通道的每一側(cè)上。在小養(yǎng)殖場中，可以人工喂養(yǎng)動物，但是在大養(yǎng)殖場中，通過使用機動給料車進行動物的喂養(yǎng)。
[0003]機動給料車可包括底盤、駕駛員位置、移動控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動物給料系統(tǒng)。給料系統(tǒng)包括飼料存儲箱和用于將動物飼料直接傳送到籠子上的管道。飼料通常提供為可流動的形式。由此用戶開入建筑中籠子附近，使得管道位于籠子上方并隨后操縱泵或傳送系統(tǒng)以傳送單個動物的用戶所確定量的飼料。
[0004]這種機動給料車的操作是非常單調(diào)的工作，因為它包含開車到達籠子、操作給料系統(tǒng)、開車到達下一個籠子等等。此外，必須每天在動物需要被給料時多次重復給料。因此現(xiàn)有技術(shù)中重要的工作是用于開發(fā)允許機動給料車自動控制的技術(shù)。下面說明一些現(xiàn)有技術(shù)。
[0005]德國專利申請DElO 2006 037 232 Al記載了一種用于車輛的導航系統(tǒng)，其具有內(nèi)部無線讀卡器，該內(nèi)部無線讀卡器可以從位于與車輛相同的區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)發(fā)器讀取位置數(shù)據(jù)。
[0006]丹麥專利DK 176 402 BI記載了一種全自動給料車，其可以在例如GPS系統(tǒng)的無線定位系統(tǒng)的幫助下沿預定路徑自動移動。
[0007]丹麥專利DK 177 425 BI記載了一種具有導航系統(tǒng)的給料車，其測量車輪的角旋轉(zhuǎn)并基于車輪的半徑和角運動計算給料車移動的距離。
[0008]丹麥專利DK 177 406 BI記載了一種具有給料管和伺服馬達的給料車，該給料管被分為兩個管部分，該伺服馬達用于移動給料管。
[0009]歐洲專利申請EP 366 350 A2記載了一種用于主要為無人操縱的車輛，其裝備有向上對準的視頻攝像機，該視頻攝像機在人工驅(qū)動學習模式期間觀察頭頂上方的特征，在隨后的無人駕駛的旅程中使用這些特征以供指導。
[0010]荷蘭專利NL 1020093涉及一種具有用于檢測地面標記的檢測器的自主車輛。
[0011]荷蘭專利NL 1035687涉及一種具有使用傳感器或GPS的控制系統(tǒng)的無人操縱的車輛?？刂葡到y(tǒng)的傳感器可以是使用車輛的周圍環(huán)境中的滑道或地標。
[0012]美國專利申請US2010/0161225A1涉及一種利用定位用3D照相機構(gòu)造地圖信息的方法。
[0013]國際專利申請W02008/101500A1涉及一種用于喂養(yǎng)皮毛動物的系統(tǒng)，其中沿引導線引導無人操縱的機動給料車。文獻也描述了 RFID標簽的使用。
[0014]歐洲專利EP 2 124 528 BI涉及一種用于為動物供應(yīng)飼料的無人操縱的車輛，該車輛具有用于形成觀察區(qū)域的圖像的傳感器。
[0015]中國實用新型專利CN 203015614 U描述了一種用于毛皮動物的自動給料機，具有給料斗和給料泵。
[0016]中國實用新型專利CN 202697443 U描述了一種包括座椅和轉(zhuǎn)向盤的自動給料機。
[0017]中國實用新型專利CN 201426302 Y描述了一種包括液壓馬達和液壓泵的自動給料機。
[0018]中國實用新型專利CN 201690880 U描述了一種具有料斗和飼料輸送設(shè)備的自動給料機。
[0019]中國實用新型專利CN 201733700 U涉及一種具有車把型轉(zhuǎn)向設(shè)備的小型三輪車。
[0020]中國專利申請CN 103004626A涉及一種為動物分配喂養(yǎng)用肉的機器，其包括固定連接到具有網(wǎng)狀齒輪泵的齒輪軸的動力設(shè)備和連接與給料端口一起設(shè)置的存儲料斗底部的排出管道。
[0021]歐洲專利EP O 739 161 BI涉及一種利用檢測設(shè)備在飼料加載站之間移動的飼料添料車，該檢測設(shè)備用于檢測被動信標(passive beacon)或線。
[0022]歐洲專利EP 2 334 169 BI涉及一種無人操縱的車輛，其具有導電體形式的保護設(shè)備用以保護車輛抵御障礙，例如動物的腿。
[0023]美國專利US7, 689，434 BI涉及一種包括具有GPS系統(tǒng)的車輛的動物給料系統(tǒng)。
[0024]美國專利US5，424，957涉及一種安裝在飼料卡車中的控制和監(jiān)控系統(tǒng)，其檢測是否有之前給料的飼料保留在食槽中。
[0025]丹麥專利176 138 BI涉及一種通過動物的自動單個給料增加雌性動物的生育力的方法。
[0026]GB I 564 197涉及一種包括一排單獨飼料槽和飼料分配車輛的飼料分配系統(tǒng)，該飼料分配車輛可以沿著該排移動。
[0027]US2007/0288249涉及一種包括至少一個用于測量單個動物的一個或多個參數(shù)的裝置的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)用于實時確定單個動物的管理策略。
[0028]上述文獻中提及的自動給料車允許對籠子中的動物自動給料，而不用用戶的直接參與。為了允許給料車導航而不需要用戶參與，給料車必須包括導航系統(tǒng)。用于上述現(xiàn)有技術(shù)文獻中的導航系統(tǒng)可以基本上被分為全球?qū)Ш较到y(tǒng)例如GPS，本地導航系統(tǒng)例如RFID標簽或照相機，和車載導航系統(tǒng)例如車載距離和方向測量。
[0029]以上所有系統(tǒng)都具有它們各自的優(yōu)點和缺陷。全球?qū)Ш较到y(tǒng)通常依賴于衛(wèi)星發(fā)出的高頻無線電波，其定位準確但在室內(nèi)無法準確地接收。本地導航系統(tǒng)可以在室內(nèi)和室外定位，但是它們對灰塵、雨、雪和類似的環(huán)境影響十分敏感。車載導航系統(tǒng)具有內(nèi)在缺陷，也就是需要良好確定的開始位置，并且其后的任意導航誤差都是累積的，并因而從良好確定開始點隨時間和距離增加。
[0030]一些導航系統(tǒng)依賴安裝在動物養(yǎng)殖系統(tǒng)的房屋上的信標或電線。這種導航系統(tǒng)可以通過使用例如對位置的三角測量的方法提供很高的位置精度，但這種系統(tǒng)需要進行很高的投資以安裝系統(tǒng)。需要可以直接用在現(xiàn)有的動物養(yǎng)殖系統(tǒng)中的準確的定位系統(tǒng)，而不需要投資新的基礎(chǔ)設(shè)施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0031]因此，所有以上描述的給料車都有導航系統(tǒng)故障的風險。應(yīng)當避免這種故障，因為它需要用戶的參與。因此本發(fā)明的目的是找到一種在保持動物養(yǎng)殖系統(tǒng)的低投資的同時允許機動給料車更安全和故障安全(fail-safe)的導航。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的第一方面通過用于動物養(yǎng)殖系統(tǒng)的機動給料車獲得上述目的與多個其他目的，從本發(fā)明的詳細說明來看上述目的與多個其他目的是明顯的，該動物養(yǎng)殖系統(tǒng)包括具有容納有多個籠子的建筑的場地，每個籠子適于容納一個或多個動物，動物優(yōu)選地是皮毛動物，更優(yōu)選地是貂，所述機動給料車包括:
[0033]用于驅(qū)動所述機動給料車的動力系統(tǒng)，
[0034]用于確定所述機動給料車的方向的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，
[0035]用戶操作的移動控制系統(tǒng)，其用于手動地控制所述動力系統(tǒng)和所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，
[0036]衛(wèi)星導航系統(tǒng)接收器，用于根據(jù)衛(wèi)星導航系統(tǒng)生成構(gòu)成位置信息的第一組參數(shù)，
[0037]接近傳感器，用于生成第二組參數(shù)，該第二組參數(shù)構(gòu)成所述機動給料車附近的區(qū)域的空間信息，
[0038]內(nèi)部位置傳感器，其包括方向傳感器和速度傳感器，用于生成構(gòu)成運動信息的第三組參數(shù)，
[0039]動物給料系統(tǒng)，包括用于存儲動物飼料的飼料存儲箱和用于將所述動物飼料從所述飼料存儲箱分別傳輸?shù)剿龌\子的給料管，所述動物給料系統(tǒng)還包括給料控制系統(tǒng)，用于基于構(gòu)成給料參數(shù)的第四組參數(shù)經(jīng)由所述動物給料系統(tǒng)對所述動物受控地給料或不給料，及
[0040]控制單元，該控制單元連接到所述衛(wèi)星導航系統(tǒng)以接收所述第一組參數(shù)，連接到所述接近傳感器以接收所述第二組參數(shù)，并且連接到所述內(nèi)部位置傳感器以接收所述第三組參數(shù)，所述控制單元限定:
[0041]第一模式，該第一模式構(gòu)成學習模式，在該第一模式中，所述用戶經(jīng)由用戶移動控制系統(tǒng)和用戶給料控制系統(tǒng)控制所述機動給料車，并且所述控制單元連續(xù)地記錄表示所述第一組參數(shù)、所述第二組參數(shù)、所述第三組參數(shù)和所述第四組參數(shù)的數(shù)據(jù)，和
[0042]第二模式，該第二模式構(gòu)成自主模式，在該第二模式中，所述控制單元通過將記錄的數(shù)據(jù)與所述第一組參數(shù)、所述第二組參數(shù)、所述第三組參數(shù)和所述第四組參數(shù)相比較而控制所述動力系統(tǒng)、所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和所述動物給料系統(tǒng)。
[0043]通過結(jié)合三個不同的導航系統(tǒng)，即衛(wèi)星導航系統(tǒng)、接近傳感器和內(nèi)部位置傳感器，與依賴于僅一個或兩個不同的導航系統(tǒng)相比，在自主模式中可以更準確地確定機動給料車的位置并且可以更精確地導航機動給料車。在三個導航系統(tǒng)中的一個或者甚至兩個掉落的情況下，也可以導航。特別是在三個導航系統(tǒng)中的一個或者甚至兩個給出不準確的位置時，可以通過來自剩余導航系統(tǒng)的準確的信息補償誤差。
[0044]也可以利用主導航系統(tǒng)，例如接近傳感器和第二組參數(shù)，設(shè)置控制單元。在接近傳感器不能準確地檢測附近空間環(huán)境中的任意目標時，例如由于機動給料車離任意目標例如墻等太遠的緣故，控制單元可以使用衛(wèi)星導航系統(tǒng)接收器，也就是第一組參數(shù)。當?shù)谝唤M參數(shù)和第二組參數(shù)都不準確時，例如在建筑內(nèi)的籠子之間導航時，控制單元使用內(nèi)部位置傳感器，也就是第三組參數(shù)。
[0045]機動給料車旨在在容納有動物的建筑內(nèi)部和外部導航。通常為機動給料車提供分開的維護庫，在該維護庫中可以保養(yǎng)和補給機動給料車。機動給料車因此應(yīng)當能夠從庫導航到建筑中，通過所有的籠子并隨后返回維護庫。
[0046]動力系統(tǒng)可以包括電機或內(nèi)燃機，用于驅(qū)動車輪組或履帶組。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)允許機動給料車改變方向，例如通過改變車輪方向或履帶組的速度改變方向。動力系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以由用戶操作的控制系統(tǒng)控制，該用戶操作的控制系統(tǒng)可以包括用于控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動力系統(tǒng)的踏板、轉(zhuǎn)向盤、桿等。
[0047]第一組參數(shù)構(gòu)成標示機動給料車的位置的位置信息，例如，諸如經(jīng)度和瑋度的坐標。衛(wèi)星導航系統(tǒng)接收器通過接受衛(wèi)星信息連續(xù)地生成第一組參數(shù)。為了建立具有高精確度的位置，該接收器必須從一定數(shù)量的衛(wèi)星(一般至少三個)接受具有足夠信號強度的信號。屋頂、墻壁和多云的天空可能縮短信號強度并且從而使得第一組參數(shù)的準確度更低。
[0048]接近傳感器滿足了探測阻擋機動給料車的對象的目的。該接近傳感器具有作為沖突預防系統(tǒng)和導航系統(tǒng)的雙重功能。作為沖突預防系統(tǒng)時，該對象可以是人、動物或者任何在發(fā)生沖突時可能被破壞或者破壞機動給料車的其他更大的可移動物體。作為導航系統(tǒng)時，該對象可以是動物養(yǎng)殖系統(tǒng)的建筑的外墻和內(nèi)墻。當機動給料車在場地中導航時，接近傳感器通常不接收任何信息。當接近建筑的入口時，接近傳感器將允許機動給料車進入并避免與建筑的外墻沖突。當位于籠子之間的通道中時，接近傳感器將防止與籠子沖突并允許機動給料車沿著通道導航?？刂茊卧梢员慌渲脼樵趯W習模式和自主模式中導航并避免沖突。在學習模式中，機動給料車可以產(chǎn)生構(gòu)成空間信息的第二組參數(shù)，該空間信息指示例如入口和通道的寬度和位置。而在自主模式中，機動給料車可以使用被記錄的空間信息用于導航，并且使機動給料車偏離其推定的路線而繞開任何偶然的對象。此外，對象可以被放置在場地