Validace ultraširokopásmového pozičního systému pro monitoring dojnic v komerční stáji
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v 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>
Výsledek na webu
—
DOI - Digital Object Identifier
—
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
čeština
Název v původním jazyce
Validace ultraširokopásmového pozičního systému pro monitoring dojnic v komerční stáji
Popis výsledku v původním jazyce
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.
Název v anglickém jazyce
Validation of an Ultra-Wideband Positioning System for Monitoring Dairy Cows in a Commercial Barn
Popis výsledku anglicky
Ultrawideband (UWB) positioning systems represent an advanced method for tracking livestock movement. Lightweight, compact tags attached to animal's collars allow for seamless integration without affecting animal behaviour. However, deploying these systems in barn environments poses specific challenges due to the unique environmental conditions. The aim of this study was to validate the UWB system (TrackLab 2.13, Noldus) and evaluate its potential for behavioural studies in a commercial dairy barn. The precision of the system was assessed by testing the localization accuracy of both stationary and moving tags. The criteria for validation were set to a localization failure rate below 5% and deviations from the centroid of measured positions within 30 cm. Data collection occurred over a 7-day period in a commercial free-stall barn housing 44-49 dairy cows. The system monitored 10 stationary tags attached to barn structures, 8 tags on cow's collars, and 3 tags fixed on a stick carried by an observer. The barn was divided into 130 sub-sections based on functional zones (e.g., feeding areas and lying cubicles) and the width of the lying boxes. Each position was assigned coordinates using the Time Difference of Arrival (TDoA) method, which determines position based on signal arrival time differences at multiple anchors.Distances between recorded positions were calculated using the Pythagorean theorem. Analyses included the deviation of stationary tags from their mean positions (centroid), inter-tag distances between the three tags on the stick and distances of tags on cow's collars from nearby stationary tags (within a 2 m radius). Direct observations of proximity were validated by assigning cows to sub-sections based on whether they were in the same, neighboring or opposing zones relative to stationary tags.The precision of measurements ranged from 4.09% to 96.73% depending on tag location. The average accuracy of stationary tags was 0.126 +/- 0.278 m, improving to 0.063 +/- 0.066 m following automatic system updates. Only 0.62 % of measurements exceeded the 30 cm threshold. The proximity of cows to stationary tags was correctly identified in 81.42 % of cases, with misclassification amounting to just 9 minutes over 24 hours of observation. Tags fixed on the stick showed a precision of 84.6%, with the outermost tags positioned at an average distance of 0.41 +/- 0.20 m and 0.42 +/- 0.23 m from the central tag. Despite variations in accuracy and precision, the tags met the manufacturer's specifications. The findings confirm the potential of UWB technology for livestock monitoring, welfare assessment, and behavioural research, including the study of social interactions and spatial behaviour. For commercial application, regular system updates and data calibration are recommended.
Klasifikace
Druh
O - Ostatní výsledky
CEP obor
—
OECD FORD obor
40201 - Animal and dairy science; (Animal biotechnology to be 4.4)
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/QK1910242" target="_blank" >QK1910242: Eliminace rizikových faktorů zdraví a reprodukce dojnic pomocí využití automatizovaných systémů měření a sběru dat</a><br>
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace
Ostatní
Rok uplatnění
2024
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů