Validation of an Ultra-Wideband Positioning System for Monitoring Dairy Cows in a Commercial Barn

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00027014%3A_____%2F24%3A10006103" target="_blank" >RIV/00027014:_____/24:10006103 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Validace ultraširokopásmového pozičního systému pro monitoring dojnic v komerční stáji

Original language description

Ultraširokopásmové (UWB) poziční systémy představují inovativní metodu sledování pohybu hospodářských zvířat. Tagy (štítky) upevněné na obojcích zvířat jsou malé a lehké, což umožňuje jejich použití bez ovlivnění chování zvířat. Využití těchto systémů ve stáji však čelí výzvám kvůli specifickému prostředí.Cílem této studie byla validace UWB systému (TrackLab 2.13, Noldus) a jeho potenciálu pro behaviorální studie v produkční stáji dojnic. Spolehlivost systému byla hodnocena testy zaměření stacionárních i pohyblivých tagů. Předpokladem bylo, že výpadky by měly být menší než 5 % a odchylky od centoridu zaměřených pozic do 30 cm.Data byla sbírána během 7 dní v produkční stáji s volným pohybem 44-49 dojnic. Systém sledoval 10 stacionárních tagů na konstrukcích stáje, 8 tagů na obojcích dojnic a 3 tagy na tyči, se kterou se pohyboval pozorovatel. Stáj byla rozdělena do 130 podoblastí podle funkčních zón (např. krmiště nebo lehací boxy) a šířky lehacích boxů. Každé pozici bylo přiděleno souřadnicové zaměření metodou Time Difference of Arrival (TDoA), která určuje polohu na základě časových rozdílů při přijímání signálu u různých přijímačů. Vzdálenosti mezi pozicemi byly vypočítány pomocí Pythagorovy věty. Analyzovány byly vzdálenosti od průměrného zaměření (centroidu) u stacionárních tagů, vzájemné vzdálenosti mezi třemi tagy na tyči a vzdálenosti osmi tagů na obojcích dojnic vůči stacionárním tagům, pokud byly v blízkosti (do 2 m). Přímé pozorování určení vzájemné blízkosti spočívalo v zařazení krávy do podoblasti podle toho, zda byla ve stejné, vedlejší či protější zóně ke stacionárnímu tagu.Spolehlivost měření se pohybovala od 4,09 % do 96,73 % v závislosti na umístění tagu. Průměrná přesnost stacionárních tagů činila 0,126 +/- 0,278 m, ale po automatické aktualizaci systému se zvýšila na 0,063 +/- 0,066 m. Jen 0,62 % zaměření překročilo p požadovaných 30 cm. Přiblížení krávy ke stacionárnímu tagu bylo správně určeno v 81,42 % případů, přičemž chybné určení činilo 9 minut ze 24 hodin pozorování. Tagy na tyči vykazovaly spolehlivost v 84,6 %, s krajními tagy vzdálenými od středního v průměru 0,41 +/- 0,20 m a 0,42 +/- 0,23 m. Navzdory rozdílům v přesnosti a spolehlivosti splňovaly tagy parametry výrobce. Výsledky potvrzují potenciál UWB technologie pro chov skotu, hodnocení welfare a výzkum chování, včetně sociálních interakcí a prostorového chování. Pro komerční využití systému doporučujeme pravidelné aktualizace a kalibraci dat.

Czech name

Validace ultraširokopásmového pozičního systému pro monitoring dojnic v komerční stáji

Czech description

Ultraširokopásmové (UWB) poziční systémy představují inovativní metodu sledování pohybu hospodářských zvířat. Tagy (štítky) upevněné na obojcích zvířat jsou malé a lehké, což umožňuje jejich použití bez ovlivnění chování zvířat. Využití těchto systémů ve stáji však čelí výzvám kvůli specifickému prostředí.Cílem této studie byla validace UWB systému (TrackLab 2.13, Noldus) a jeho potenciálu pro behaviorální studie v produkční stáji dojnic. Spolehlivost systému byla hodnocena testy zaměření stacionárních i pohyblivých tagů. Předpokladem bylo, že výpadky by měly být menší než 5 % a odchylky od centoridu zaměřených pozic do 30 cm.Data byla sbírána během 7 dní v produkční stáji s volným pohybem 44-49 dojnic. Systém sledoval 10 stacionárních tagů na konstrukcích stáje, 8 tagů na obojcích dojnic a 3 tagy na tyči, se kterou se pohyboval pozorovatel. Stáj byla rozdělena do 130 podoblastí podle funkčních zón (např. krmiště nebo lehací boxy) a šířky lehacích boxů. Každé pozici bylo přiděleno souřadnicové zaměření metodou Time Difference of Arrival (TDoA), která určuje polohu na základě časových rozdílů při přijímání signálu u různých přijímačů. Vzdálenosti mezi pozicemi byly vypočítány pomocí Pythagorovy věty. Analyzovány byly vzdálenosti od průměrného zaměření (centroidu) u stacionárních tagů, vzájemné vzdálenosti mezi třemi tagy na tyči a vzdálenosti osmi tagů na obojcích dojnic vůči stacionárním tagům, pokud byly v blízkosti (do 2 m). Přímé pozorování určení vzájemné blízkosti spočívalo v zařazení krávy do podoblasti podle toho, zda byla ve stejné, vedlejší či protější zóně ke stacionárnímu tagu.Spolehlivost měření se pohybovala od 4,09 % do 96,73 % v závislosti na umístění tagu. Průměrná přesnost stacionárních tagů činila 0,126 +/- 0,278 m, ale po automatické aktualizaci systému se zvýšila na 0,063 +/- 0,066 m. Jen 0,62 % zaměření překročilo p požadovaných 30 cm. Přiblížení krávy ke stacionárnímu tagu bylo správně určeno v 81,42 % případů, přičemž chybné určení činilo 9 minut ze 24 hodin pozorování. Tagy na tyči vykazovaly spolehlivost v 84,6 %, s krajními tagy vzdálenými od středního v průměru 0,41 +/- 0,20 m a 0,42 +/- 0,23 m. Navzdory rozdílům v přesnosti a spolehlivosti splňovaly tagy parametry výrobce. Výsledky potvrzují potenciál UWB technologie pro chov skotu, hodnocení welfare a výzkum chování, včetně sociálních interakcí a prostorového chování. Pro komerční využití systému doporučujeme pravidelné aktualizace a kalibraci dat.

Type

O - Miscellaneous

CEP classification

—

OECD FORD branch

40201 - Animal and dairy science; (Animal biotechnology to be 4.4)

Project

<a href="/en/project/QK1910242" target="_blank" >QK1910242: Elimination of risk factors for dairy cow health and reproduction using systems of automatic measurement and collection of data</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Publication year

2024

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů