РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ КОПЫТ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА НА ОСНОВЕ ПРОФИЛЕЙ ТЕРМОГРАММ

Воспаление в копытах кров приводит к снижению удоев и может стать причиной ранней выбраковки животных. Ранняя диагностика заболевания обеспечивает снижение затрат на лечение, позволяет сохранить здоровье и молочную продуктивность животных. Применение инфракрасной термографии для определения температуры конечностей крупного рогатого скота является быстрым и неинвазивным способом получения достоверной информации о состоянии здоровья животного. С целью разработки математической модели определения состояния конечностей крупного рогатого скота на основе профилей термограмм копыт были обработаны данные 20 коров ярославской породы, находящихся на 2-4-й лактации, с лактационным периодом от 1 до 7 мес. Массив данных формировался с помощью тепловизора Guide C400M в ИК-диапазоне. Данные о физиологическом состоянии КРС вносились в программу Matlab R2019b. Для градации цвета выбрано цветовое пространство RGB. Представленная математическая модель обработки профиля термограмм позволяет собрать информацию о пространственно-временной динамике температур копыт КРС по термофизиологическим категориям. При определении состояния конечностей выделяются области пространственно-временного распределения температуры в копыте в виде преобразованного сегментационного профиля термограммы в матрицу, где к пикселям из каждого фрагмента области присваивается RGB, обозначающее определенную температуру. Превышение значений R > 230, G > 103, B < 0 символизирует температуру выше 40°C и означает наличие воспаления в копыте. Разработанный алгоритм позволит ветеринару хозяйства в автоматическом режиме получать информацию о состоянии копыт каждой коровы, определять очаг воспаления, место его расположения и определять заболевание.

молочное животноводство, диагностика заболеваний копыт, ИКТ, Matlab

1. Концевая С.Ю. Биоинертный копытный клей для лечения копыт и копытец // Эффективное животноводство. 2021. № 2 (168). С. 61-63. EDN: NRKPDX.

2. Родионов Г.В. Стрессоустойчивость и стрессореактивность // Ветеринария сельскохозяйственных животных. 2006. № 2. С. 41-47. EDN: TEROWX.

3. Ярован Н.И., Смагина Т.В. Морфо-биохимические изменения крови при окислительном стрессе у коров с болезнями копыт // Проблемы и перспективы инновационного развития агротехнологий: Сборник материалов XX Международной научно-производственной конференции. Белгород: Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина, 2016. С. 27-28. EDN: XSXNHF.

4. Самойлов А.А. Некробактериоз крупного рогатого скота (эпизоотология, диагностика и меры борьбы): Автореф. дис.. д-ра ветеринар. наук. Новосибирск, 1991. С. 25. EDN: ZJLFLD.

5. Hansen M.F., Smith M.L., Smith L.N., Abdul Jabbar K., Forbes D. Automated monitoring of dairy cow body condition, mobility and weight using a single 3D video capture device.Computers in Industry. 2018; 98: 14-22. https://doi.org/10.1016/j.compind.2018.02.011

6. Pavkin D.Yu., Dorokhov A.S., Vladimirov F.E., Dovlatov I.M., Lyalin K.S. Algorithms for detecting cattle diseases at early stages and for making diagnoses and related recommendationsm. Applied Sciences (Switzerland). 2021; 11: 11148. https://doi.org/10.3390/app112311148

7. Proshkin Y.A., Smirnov A.A., Sokolov A.V., Dovlatov I.M., Kachan S.A. Study of thermal modes of operation of SMD-LEDs in phyto-lamps. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. «International Conference on World Technological Trends in Agribusiness)). 2021; 624: 012091. https://doi.org/10.1088/1755-1315/624/1/012091

8. Moorman V.J., Reiser R.F., Mahaffey C.A., Peterson M.L.; McIlwraith C.W., Kawcak C.E. Use of an inertial measurement unit to assess the effect of forelimb lameness on three-dimensional hoof orientation in horses at a walk and trot. American journal of veterinary research. 2014; 75 (9): 800-808. https://doi.org/10.2460/ajvr.75.9.800

9. Mohling C.M.; Johnson A.K., Coetzee J.F., Karriker L.A., Abell C.E., Millman S.T., Stalder K.J. Kinematics as objective tools to evaluate lameness phases in multiparous sows. Livestock scienc. 2014; 165: 120-128. https://doi.org/10.1016/j.livsci.2014.04.031

10. Moorman V.J., Reiser R.E., Peterson M.L., McIlwraith C.W., Kawcak C.E. Effect of forelimb lameness on hoof kinematics of horses at a trot. American journal of veterinary research. 2013; 74 (9): 1192-1197. https://doi.org/10.2460/ajvr.74.9.1192

11. Кирсанов В.В., Павкин Д.Ю., Никитин Е.А., Довлатов И.М Методика оптимизации параметров машинного кормления крупного рогатого скота // Агроинженерия. 2021. № 1 (101). С. 10-14. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2021-1-10-14

12. Tijssen M., Hernlund E., Rhodin M., Bosch S., Voskamp J.P, Nielen M., Serra Bragana F.M. Automatic detection of breakover phase onset in horses using hoof-mounted inertial measurement unit sensors. PLOS ONE. 2020; 15 (7): e0236181. https://doi.org/10.1371/joumal.pone.0236181

13. Мамедова Р.А. Особенности обработки тепловизионных изображений для диагностики заболеваний конечностей КРС // Техника и технологии в животноводстве. 2021. № 4 (44). С. 37-41. EDN: FLSSZZ.