Demande avis pour recherche sur comportement du mouton. (avec utilisation d’accéléromètres)

[invite33b2f33c]

nombreuses photos et films : (1go) http://dl.free.fr/getfile.pl?file=/MfNOZpEF
photos moutons et logiciels : (30 mo) http://dl.free.fr/qSSIm9AUh

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Bonjour tout le monde.
Premier message pour moi sur ce forum. J’aime bien l’électronique et la programmation mais je suis complètement nouveau dans ce domaine (mais je compte essayer d’apprendre). Je viens demander des avis à des connaisseurs sur la faisabilité d’un petit circuit pour enregistrer le comportement de moutons. J’explique :
Je suis en stage dans un labo de comportement animal qui travail sur le déplacement des moutons. J’aide à dépouiller des expériences. Des moutons sont laissés 30 min dans une arène délimité, mon job est de marquer leurs positions sur chaque image (1 image seconde) en traçant un vecteur sur le dos de chaque mouton (à l’aide d’un petit logiciel créé pour l’occasion). Je dois aussi marquer le comportement de chaque moutons à chaque seconde à savoir : 1 = il mange (il a alors la tête baisser et le mouton peut ou non se déplacer) 2 = debout (tête levé, mouton immobile) 3 = déplacement (tête levé, mouton se déplace). Cf photos jointes pour que ça soit plus clair. (les moutons sont individualisés par des numéros propres)

Je cherche donc à automatiser tout ça car pour un film de 30 min (1800 images) avec 4 moutons, il faut compter au moins 8H de boulot. Or, les futures expériences compteront 100 moutons !!!!
Toutes vos suggestions pour y arriver sont les bienvenus, le budget n’est pas illimité mais je pense que mon maitre de stage est prêt à investir dans une solution qui fonctionne bien. Quant à moi, j’ai commencé à y réfléchir, voilà ce que j’en pense :

- Pour le déplacement des moutons. D’abord investir dans une bonne caméra HD. Ensuite, prenons l’exemple d’un groupe de 100 moutons. Les peindre en autant de couleur différentes possible (mais de ton très différent et non vert, couleur de l’herbe) ex : 20 moutons en noir, 20 en rouge, 20 en jaune, 20 en bleu, 20 en marron. Placer la caméra le plus haut possible (en effet le problème est que souvent, un mouton va être caché derrière un autre) ce qui n’est d’ailleurs pas facile (difficile de construire une tour haute et sécurisée). Ensuite, on écrit un programme qui considère l’arène comme un plan (en utilisant des repères sur les grillages). Sur la première image, on peut rentrer à la main les positions des 100 moutons et leurs numérotations. Ensuite on écrit un code qui va rechercher chaque pixel ou groupe de pixel dans la gamme des rouges, puis des noirs, puis des jaunes, puis des bleus et enfin des marron. Ensuite, on fait la supposition que comme on est en 24 images secondes (ou plus), la position du mouton x en position n+1 est celle la plus proche de la position x en n. Pour le problème des moutons qui se cachent entre eux ou sont collés : la séparation du groupe en plusieurs couleurs permet de diminuer les chances de confondre un mouton avec un autre (ici un mouton rouge ne peut pas être confondu avec les 80 autres de couleurs différentes). De plus, il faudrait écrire un code qui permet si un mouton disparait durant quelques images (mais pas trop) de comparer sa position lors de sa disparition et de sa réapparition, si ces positions sont proche et/ou que seul ce mouton à disparut dans une zones de quelques mètres autour de lui, on peut supposer qu’il s’agit du même mouton x qui réapparait. Enfin, lorsque le doute est trop gros, demander à un œil humain de décider où est passé le mouton x.

- Pour le comportement. Je pense qu’un accéléromètre placé sur la tête d’un mouton (attaché avec un collier) est capable de mesurer s’il a la tête baisser (donc qu’il broute) ou lever (donc qu’il est debout ou en déplacement) en fonction de l’inclinaison mesuré par l’accéléromètre. L’accéléromètre doit donc être couplé à une mémoire qui stocke régulièrement (au moins 1 fois par seconde) les infos. On se débrouille pour numéroter de façon visible les 100 colliers de notre groupe. Ensuite, à la main, dans le logiciel précédent, pour chaque mouton, on indique quel accéléromètre correspond à quel mouton et on importe et intègre les infos enregistré par les accéléromètres aux positions des moutons.


Voilà, désolé c’était un peu long, je résume mes questions pour que ce soit plus simple :
1- Voyer vous d’autres solutions (software ou hardware) pour automatiser ces expériences ?
2- Pour ceux qui programment un peu, un logiciel tel que je le propose pourrait-il fonctionner pour enregistrer la position des mouvements ?
3- En utilisant un accéléromètre et le circuit qui va avec, mon idée est-elle crédible pour mesurer la position des têtes des moutons et donc leurs comportements ? Quel en serait le prix et la difficulté ?
4- Pensait vous qu’un accéléromètre plus performant pourrait aussi mesurer le déplacement des moutons ? (et donc leur position si on connait leurs positions initiales)

Je ne demande pas comment tout faire clé en main (je demanderais de l'aide sur ma fac) mais juste la faisabilité de mes idées ou de nouvelles propositions.

Merci d’avance pour vos réponses ou ne serait-ce que pour m’avoir lu !

Julien.

Ps : au passage, si je veux m’initier au bidouillage en électronique, vous me conseillez quoi ? Des bouquins ?
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[invitea3c675f3]

Bonjour EIRev et bienvenue sur FUTURA'

L’éthologie animale est une science. Je me souviens avec délice de soirée passées avec ma blonde dans un terrarium du lyonnais à observer une colonie de rats (moitié sauvage, moitié de laboratoire) pour étudier les variations de la dominance.
On peut te suggérer des tas de solutions très chères avec GPS, caméra et autres qui t’éviterons de passer des nuits ou des jours à observer tes animaux.

La paresse de l’observateur n’influence-t-elle pas alors la mesure? La collecte d’info sur vidéo montre-t-elle la réaction de peur ou de calme?

C’est cute de pouvoir faire sa maîtrise en regardant sur l’ordi qui est déjà programmé pour trouver les moments intéressants; mais j’ai la faiblesse de croire que l’observation éthologique se fait avec un appareil photo devant un groupe d’animaux et se faisant le plus discret possible. J’ai de très belles photos du mâle alpha se faisant bouffer la queue par les autres mâles.

[invitea7fdb485]

Salut,

voilà un truc qui m'aurait plus (le système de suivi, pas forcément les moutons)

1er point:
ce n'est pas des accéléromètres qu'il te faut mais des gyroscopes qui eux mesurent bien l'inclinaison.

pour ton analyse d'image, tu touches à l'intelligence artificielle là. Tu peux faire des recherches de détection des formes, du mouvement. Je te conseille d'aller demander sur des forums qui parlent d'IA. Je ne sais pas du tout quel type de logiciel ou librairies existent.

Coupler 2 systèmes (pour la tête et pour le déplacement), c'est peut être traiter 2 difficultés. Tu pourrais peut être n'en prendre qu'un seul:
- la video ne peut elle pas voir la position de la tête?
- une sorte de GPS sur le mouton peut remplacer la video?

Mettre de la couleur sur les moutons ne risque t il pas d'impacter leur comportement?
De même un module sur leur dos?

Pas facile de déterminer la position avec juste un accéléromètre, car les erreurs d'intégration finiront par prendre le dessus, surtout que le déplacement est faible et que l'accéléromètre restera pas forcément bien à plat. L'idéal serait que tu te fasses ton propre système de triangulation. Je dis ça de manière théorique, j'ai jamais essayé.

En bref:
soit tout vidéo
soit tout électronique : chaque module a un n° d'ID, et enregistre ses données dans sa mémoire en étant capable de s'autolocaliser.

Voilà ça fait pas forcément beaucoup de réponses, c'est le genre de sujet facile pour l'homme, moins pour la machine.

[invite7b66e893]

Ton projet est très intéressant, j'aurais rêvé de pouvoir bosser sur un tel sujet à la fac plutôt que les projets bidons que l'on a eu à faire. bref. Je vais répondre sur le sujet que je connais, pour le reste je laisse ma place aux autres.

1) Inclinaison de la tête:

1er point:
ce n'est pas des accéléromètres qu'il te faut mais des gyroscopes qui eux mesurent bien l'inclinaison.

Un accéléromètre peut tout à fait mesurer une inclinaison. Pas besoin d'un gyro qui coute très cher et peut faire beaucoup plus que l'accéléro.

Les accéléromètres à détection capacitive à masse sismique pendulaire (MEMs) permettent d'assurer la fonction d'inclinomètre. Cette dernière est rendue possible par la configuration mécanique des accéléromètres capacitifs pendulaires et la gravité terrestre. La masselotte, soumise à la gravité, fera varier la capacité mesurée entre celle ci et les armatures métalliques du capteur en fonction de l'inclinaison de ce dernier.

Il te suffit d'approvisionner un accéléromètre 1 axe, de le placer dans le sens de mesure de l'angle de tangage, et le tour est joué. Tu peux aller faire un tour chez Analog Devices, Freescale, Memsic, Texas Instru, etc... Les documents sur le sujet ne manquent pas.

Pour la mesure de déplacement des moutons, je te déconseille l'accéléromètre, celui ci est régulièrement utilisé dans les podometre, et cela fonctionne plutôt bien si il est bien étalonné (chaque porteur ne fait pas la même distance sur un pas). Cependant, c'est surtout valable pour ceux qui pratiques la course ou la marche sportive pour lesquelles il s'agit simplement de compter le nombre de foulée et de le multiplier par la distance d'une foulée pour connaitre la distance parcourue. Pour un mouton ce sera trop aléatoire, impossible d'en tirer des informations pertinentes.

Concernant l'arène ou seront observés les moutons, tu n'en dit pas plus sur ses dimensions?
Pour le GPS je ne suis pas persuadé que ce soit pertinent, la précision n'étant pas suffisante.

La triangulation semblerait être une bonne idée.

Tu pourrais également réaliser une sorte de "quadrillage", et repérer les déplacements des moutons dans ceux ci.
Imaginons chaque mouton équipé d'un récepteur infra rouge, le plafond de cette arène tapissé de marqueurs infra rouge, chacun ayant un code identifiant différent, il serait aisé de déterminer le déplacement du mouton sur le quadrillage,

A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[Seb.26]

Pour l'identification des moutons :

première solution : peint leur un datamatrix sur le dos ... ajoute un APN (caméra HD = budget arghhh + besoin d'un PC ) en l'air grâce à un genre de ballon sonde si la météo le permet, une prise de vue à chaque seconde et le tour est joué.
( il faudra ensuite faire un soft qui repositionne chaque photo dans un révérenciel fixe, mais ensuite, ça n'est "plus que" du soft)

En autre approche pourrait être d'installer sous le ventre de chaque mouton un petit lecteur autonome RFID, et de "planter" dans ton champ des tags espacés de 50cm par exemple, le lecteur enregistrerait les infos pour les restituer plus tard sur un PC ... plus simple à mettre en œuvre, mais aussi plus cher ...

Si ça t'intéresse, j'ai participer à un truc dans le même genre pour observer le comportement des abeilles ...