Smart Hoof Analysis – die nächste Generation der Hufvermessung in SmartFarrier

Die Hufvermessung ist bereits heute Bestandteil von SmartFarrier. Winkel, Längen, Balancewerte und Bilder können dokumentiert und einem Pferd zugeordnet werden.

Mit Smart Hoof Analysis wird dieser Bereich nun grundlegend weiterentwickelt.

Aus der bisherigen digitalen Vermessung soll ein vollständiges System für standardisierte Huffotografie, automatische Kalibrierung, geometrische Analyse sowie Vorher-Nachher- und Langzeitvergleiche entstehen.

Dabei geht es nicht darum, die Erfahrung des Hufbearbeiters durch eine Software zu ersetzen. SmartFarrier soll vielmehr Daten sichtbar und vergleichbar machen, die im Arbeitsalltag häufig nur als Foto, Notiz oder persönliche Einschätzung vorhanden sind.

 

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Vom einzelnen Messwert zur vollständigen Analyse

Bisher wird eine Hufvermessung im Wesentlichen als Datensatz betrachtet: Huf auswählen, Werte erfassen, Bild hinterlegen und speichern.

Smart Hoof Analysis geht einen Schritt weiter.

Künftig bildet eine Vermessung eine komplette Analyse-Session für einen bestimmten Huf.

Beispielsweise:

Pferd → Termin → vorne rechts → vor der Bearbeitung

Zu dieser Analyse können mehrere Aufnahmen gehören:

• Seitenansicht

• Sohlenansicht

• Frontalansicht

• optional Röntgenaufnahme

Nach der Bearbeitung kann für denselben Huf eine zweite Aufnahmephase dokumentiert werden.

Damit entsteht innerhalb eines Termins ein direkter Vergleich zwischen dem Zustand vor und nach der Bearbeitung.

Zusätzlich können spätere Kontrollaufnahmen als Verlauf gespeichert werden.

Die vier Hufe – vorne links, vorne rechts, hinten links und hinten rechts – werden dabei konsequent getrennt betrachtet.

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Standardisierte Fotos statt zufälliger Aufnahmen

Eine präzise Bildvermessung beginnt nicht erst mit dem Setzen von Messpunkten.

Sie beginnt beim Fotografieren.

Ein Foto kann technisch gestochen scharf sein und trotzdem für eine Vermessung ungeeignet sein, wenn die Kamera zu hoch, zu niedrig oder stark seitlich gehalten wurde.

Deshalb soll SmartFarrier zukünftig bereits während der Aufnahme unterstützen.

Die mobile Anwendung soll beispielsweise prüfen können:

• Ist der komplette Huf sichtbar?

• Ist das Bild ausreichend scharf?

• Wird die Kamera annähernd gerade gehalten?

• Ist die relevante Bodenebene erkennbar?

• Ist die Perspektive für die gewählte Aufnahme geeignet?

• Ist die Referenzkarte vollständig sichtbar?

Zusätzlich können Hilfslinien oder transparente Silhouetten eingeblendet werden, an denen der Huf ausgerichtet wird.

Das Ziel ist nicht, jede Aufnahme identisch aussehen zu lassen. Die Bilder sollen aber so standardisiert sein, dass ein Vergleich zwischen verschiedenen Terminen tatsächlich sinnvoll wird.

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Die SmartFarrier-Referenzkarte

Eine der wichtigsten Neuerungen wird eine eigene Referenzkarte zur automatischen Kalibrierung.

Sie wird beim Fotografieren neben beziehungsweise in derselben Messebene wie der Huf positioniert.

Auf der Karte befindet sich ein maschinenlesbarer Marker mit exakt bekannten Abmessungen.

SmartFarrier kann diesen Marker automatisch erkennen und erhält dadurch einen realen Maßstab für das Foto.

Angenommen, eine definierte Strecke auf der Karte ist exakt 50 mm lang und erscheint im Bild mit 320 Pixeln.

Dann kennt die Software das Verhältnis:

320 Pixel = 50 mm

Damit lassen sich anschließend Abstände im Bild in reale Millimeter umrechnen.

Der Benutzer muss die Bildgröße also nicht jedes Mal manuell kalibrieren.

 

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Gleichzeitig wird die Perspektive kontrolliert

Die Referenzkarte dient nicht nur als Maßstab.

SmartFarrier kennt auch ihre reale Form.

Erscheint ein eigentlich rechteckiger Marker auf dem Foto perspektivisch verzerrt, kann die Software daraus Informationen über den Aufnahmewinkel gewinnen.

Bei einer moderaten Abweichung kann diese Perspektive mathematisch korrigiert werden.

Ist die Abweichung zu groß, soll SmartFarrier stattdessen melden:

Aufnahme für präzise Vermessung ungeeignet – bitte erneut fotografieren.

Das ist entscheidend.

Eine Messsoftware sollte ein schlechtes Ausgangsbild nicht einfach in scheinbar präzise Zahlen umwandeln.

Neben dem eigentlichen Messwert kann daher auch gespeichert werden, wie zuverlässig die Kalibrierung war.

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Drei Hauptansichten des Hufs

Die verschiedenen Perspektiven liefern unterschiedliche Informationen.

Seitenansicht

Die laterale Aufnahme konzentriert sich vor allem auf Winkel, Achsen und Längen.

Daraus sollen unter anderem bestimmt werden können:

• dorsaler Hufwandwinkel

• Trachtenwinkel

• Differenz zwischen Wand- und Trachtenwinkel

• Kronrandwinkel

• Fesselwinkel

• Huf-Fessel-Achse

• Zehenlänge

• Trachtenhöhe

• Bodenlänge

• Breakover-Abstand

• Verhältnis von Zehen- und Trachtenbereich

Gerade bei diesen Werten ist der Verlauf interessant.

Nicht die Frage „Ist 50° gut oder schlecht?“ steht im Mittelpunkt, sondern beispielsweise:

Wie hat sich derselbe Huf innerhalb der letzten sechs Monate verändert?

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Sohlenansicht

Bei der Solaransicht steht die Form des Hufs im Vordergrund.

Mit einer gültigen Referenzkalibrierung können zukünftig unter anderem bestimmt werden:

• maximale Hufbreite

• maximale Huflänge

• Verhältnis von Breite zu Länge

• Trachtenbreite

• Strahllänge

• Strahlbreite

• Abstand der Strahlspitze zur Zehe

• Abstand der Strahlspitze zum Trachtenbereich

• Umfang des Hufs

• Hufgrundfläche

• geometrischer Schwerpunkt

• medio-laterale Flächenverteilung

• Asymmetrie der Hufkontur

Damit wird aus einem normalen Sohlenfoto eine geometrisch auswertbare Aufnahme.

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Frontalansicht

Die frontale Perspektive ergänzt Informationen zur medio-lateralen Situation.

Hier können beispielsweise betrachtet werden:

• mediale und laterale Wandhöhe

• Kronrandneigung

• Bodenebene

• Wandwinkel

• Seitenunterschiede

• Symmetrieveränderungen

Dadurch entsteht aus mehreren Perspektiven ein wesentlich vollständigeres Bild als durch einen einzelnen Messwert.

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Anatomische Bezugspunkte als Grundlage

Die Berechnung erfolgt über definierte Landmarks.

Das sind Punkte, die der Benutzer auf dem Bild setzt beziehungsweise später von der Software vorgeschlagen bekommen kann.

Bei einer Seitenaufnahme können dazu beispielsweise gehören:

• dorsaler Kronrand

• Zehenspitze

• Trachtenbasis

• oberer Trachtenbereich

• Bodenpunkt an der Zehe

• Bodenpunkt an der Trachte

• Referenzpunkte an der Fessel

Bei der Sohlenansicht beispielsweise:

• Zehenzentrum

• mediale Trachte

• laterale Trachte

• breiteste Stelle medial

• breiteste Stelle lateral

• Strahlspitze

• Strahlbasis

Aus diesen Punkten entstehen Linien, Winkel, Abstände und Verhältnisse.

Wird ein Punkt korrigiert, werden die davon abhängigen Messwerte automatisch neu berechnet.

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Messpunkte bleiben unabhängig von der Bildgröße

Technisch werden diese Punkte nicht einfach als feste Pixelkoordinaten gespeichert.

Stattdessen verwendet Smart Hoof Analysis normalisierte Koordinaten.

Ein Punkt kann beispielsweise bei:

X = 0,48

und

Y = 0,76

liegen.

Diese Werte beschreiben seine relative Position im Bild.

Dadurch bleibt der Punkt an derselben Stelle, unabhängig davon, ob das Bild später auf einem Smartphone, einem großen Monitor oder in einer anderen Auflösung dargestellt wird.

Erst die Kalibrierungsinformationen der Referenzkarte stellen anschließend die Verbindung zwischen dieser digitalen Position und einem realen Maß in Millimetern her.

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Eine zentrale Geometrie-Engine

Auch technisch wird die Vermessung neu strukturiert.

Berechnungen sollen zukünftig nicht mehr von einer bestimmten Benutzeroberfläche abhängig sein.

Eine gemeinsame Geometrie-Engine übernimmt unter anderem:

• Abstände zwischen Punkten

• Winkel zwischen Linien

• Winkel relativ zu einer Referenzebene

• Größenverhältnisse

• Pixel-zu-Millimeter-Umrechnung

• perspektivische Transformationen

• Polygonflächen

• Konturumfang

• geometrischen Schwerpunkt

• Symmetrieberechnungen

Damit verwendet die Webanwendung dieselbe Berechnungsgrundlage wie die mobile SmartFarrier-App.

Auch spätere Analyseverfahren können auf derselben Grundlage aufbauen.

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Vorher und nachher direkt vergleichen

Ein wichtiger Bestandteil von Smart Hoof Analysis wird der Vergleich verschiedener Aufnahmezeitpunkte.

Innerhalb eines Termins können beispielsweise zwei Analysen entstehen:

Before

Zustand vor der Bearbeitung.

After

Zustand unmittelbar danach.

Die Messwerte können anschließend direkt gegenübergestellt werden:

Messung	Vorher	Nachher
Hufwandwinkel	48,8°	50,6°
Trachtenwinkel	34,1°	38,2°
Zehenlänge	96 mm	88 mm
Hufbreite	124 mm	123 mm

Zusätzlich werden die Bilder selbst vergleichbar.

Geplant sind:

• klassische Gegenüberstellung

• transparentes Overlay

• Vorher-Nachher-Slider

• Ausrichtung zweier Aufnahmen anhand gemeinsamer Referenzpunkte

Dadurch wird eine Veränderung nicht nur als Zahl, sondern auch visuell nachvollziehbar.

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Hufkonturen über mehrere Termine vergleichen

Besonders interessant ist der Vergleich der Sohlenkontur.

Die Außenkontur eines Hufs kann als geometrische Form gespeichert werden.

Bei einem späteren Termin lässt sich eine neue Kontur darüberlegen.

Durch die automatische Kalibrierung können beide Aufnahmen maßstabsgetreu dargestellt werden.

Dadurch lässt sich beispielsweise erkennen, ob sich ein bestimmter Bereich des Hufs verbreitert, verschmälert oder in seiner Form verändert hat.

Zusätzlich können Werte wie Fläche, Umfang und Schwerpunkt verglichen werden.

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Aus einzelnen Terminen entsteht eine Entwicklung

SmartFarrier besitzt bereits die Verbindung zwischen Kunde, Pferd und Termin.

Smart Hoof Analysis nutzt genau diese Struktur.

Eine Messung steht deshalb nicht isoliert für sich.

Für jeden einzelnen Huf kann langfristig eine Messreihe entstehen.

Beispielsweise:

Trachtenwinkel – vorne rechts

12. Januar – 36,8°

13. März – 38,0°

14. April – 39,4°

15. Juni – 40,1°

16. Juli – 40,6°

Das gleiche Prinzip funktioniert für Längen, Breiten, Strahlmaße oder Flächen.

Damit kann die Entwicklung eines Hufs über viele Bearbeitungsintervalle nachvollzogen werden.

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Die Verbindung mit dem Termin macht den Unterschied

Der besondere Vorteil der Integration in SmartFarrier besteht darin, dass diese Informationen nicht isoliert gespeichert werden.

Zum gleichen Zeitpunkt können bereits Informationen vorhanden sein über:

• das Pferd

• den Kunden

• den Termin

• die Art der Bearbeitung

• verwendete Materialien

• Beschlag beziehungsweise Barhuf

• Befunde

• frühere Bilder

• frühere Messwerte

Damit lässt sich später nicht nur sehen, wie sich ein Huf verändert hat, sondern auch, wann diese Veränderung dokumentiert wurde und welche Arbeit zu diesem Termin durchgeführt wurde.

Das unterscheidet eine integrierte Hufanalyse deutlich von einer reinen Foto- oder Messanwendung.

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Unterstützung durch künstliche Intelligenz

Auch automatische Bilderkennung ist Bestandteil der langfristigen Entwicklung.

Sie bekommt jedoch eine klar begrenzte Aufgabe.

Die Software soll zunächst keine Erkrankungen diagnostizieren.

Stattdessen soll sie dem Benutzer beim Vermessen helfen.

Ein zukünftiges Analysemodell könnte beispielsweise auf einem Bild automatisch mögliche Positionen erkennen für:

• Zehenspitze

• Kronrand

• Trachtenbereich

• Strahlspitze

• breiteste Stelle des Hufs

• Hufkontur

Diese Punkte werden zunächst als Vorschlag dargestellt.

Der Hufbearbeiter kann sie bestätigen oder korrigieren.

Zusätzlich wird gespeichert, ob ein Punkt

• manuell gesetzt,

• automatisch vorgeschlagen,

• unverändert bestätigt oder

• manuell korrigiert

wurde.

Damit bleibt nachvollziehbar, wie ein Messwert entstanden ist.

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Warum die Rohdaten erhalten bleiben

SmartFarrier speichert zukünftig nicht nur das fertige Ergebnis wie:

Hufwandwinkel: 51,4°

sondern auch die Informationen, aus denen dieser Wert berechnet wurde.

Dazu gehören beispielsweise:

• Rohfoto

• Referenzpunkte

• Kalibrierung

• Bildansicht

• Algorithmusversion

• Messwerte

• eventuelle manuelle Korrekturen

Das eröffnet einen wichtigen Vorteil:

Wird die Berechnungslogik später verbessert, können ältere Analysen möglicherweise erneut berechnet werden.

Das ursprüngliche Bildmaterial bleibt damit auch langfristig nutzbar.

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Röntgenbilder als eigener Messmodus

Auch ein eigener Bereich für Röntgenaufnahmen ist vorgesehen.

Dort können – bei geeigneter Kalibrierung und klar gesetzten Referenzpunkten – beispielsweise geometrische Werte dokumentiert werden wie:

• Sohlendicke

• dorsale Hufwandstärke

• Zehenlänge

• Palmar- beziehungsweise Plantarwinkel

• Winkel der Hufkapsel

• definierte Winkelbeziehungen zum Hufbein

Dieser Bereich wird bewusst als Mess- und Dokumentationsfunktion aufgebaut.

Eine geometrische Messung ist nicht automatisch eine medizinische Diagnose.

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Auch der Pferdehalter kann Entwicklungen nachvollziehen

Für Kunden soll eine vereinfachte Ansicht entstehen.

Der Hufbearbeiter entscheidet, welche Analysen freigegeben werden.

Der Besitzer kann anschließend beispielsweise sehen:

• aktuelle Hufbilder

• Vorher-Nachher-Vergleiche

• ausgewählte Messwerte

• zeitliche Entwicklung

• Kommentare des Hufbearbeiters

Interne technische Daten wie Algorithmusversionen oder Erkennungswahrscheinlichkeiten müssen dafür nicht sichtbar sein.

Der Mehrwert liegt vielmehr darin, Veränderungen verständlich zeigen zu können.

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Der Ausbau erfolgt Schritt für Schritt

Smart Hoof Analysis wird nicht als einzelnes großes Update entstehen.

Der Ausbau erfolgt in mehreren Stufen.

1. Bestehende Vermessung überarbeiten

Die vorhandenen Funktionen werden technisch vereinheitlicht und die Berechnungsgrundlage wird sauber getrennt.

2. Analyse-Session und mehrere Bilder

Ein Huf kann innerhalb einer Analyse aus mehreren Perspektiven dokumentiert werden.

3. Automatische Referenzkalibrierung

Die SmartFarrier-Referenzkarte liefert Maßstab und Informationen zur Perspektive.

4. Verlauf und Vorher-Nachher-Vergleich

Bilder und Messwerte verschiedener Termine werden direkt vergleichbar.

5. Geführte Smartphone-Aufnahme

Sensoren und Kamera-Overlays helfen bei reproduzierbaren Aufnahmen.

6. Automatische Landmark-Vorschläge

Bildanalyse unterstützt beim Setzen der relevanten Messpunkte.

7. Erweiterte Analyseverfahren

Dazu gehören beispielsweise Röntgenmessungen und langfristig weitere geometrische Verfahren.

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Und was ist mit 3D?

Ein dreidimensionales Hufmodell ist langfristig ebenfalls interessant.

Mögliche Anwendungen wären:

• Volumenvergleich

• dreidimensionale Verlaufsdarstellung

• virtuelle Beschlagsplanung

• Passformkontrolle

• Export digitaler Modelle

• später eventuell individuelle Fertigungsverfahren

3D steht allerdings bewusst nicht am Anfang.

Ein dreidimensionales Modell ist wenig wert, wenn bereits die zugrunde liegenden Aufnahmen nicht reproduzierbar sind.

Deshalb liegt der Schwerpunkt zunächst auf einer sauberen 2D-Grundlage:

standardisierte Aufnahme → Referenzkalibrierung → Geometrie → Verlauf → Automatisierung.

Darauf kann später sinnvoll aufgebaut werden.

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Ein digitaler Hufverlauf statt einer Fotosammlung

Im Arbeitsalltag entstehen ohnehin ständig Daten.

Fotos liegen auf dem Smartphone.

Messwerte stehen in Notizen.

Termine befinden sich im Kalender.

Informationen zum Beschlag liegen wiederum an anderer Stelle.

Die eigentliche Entwicklung eines Hufs befindet sich häufig hauptsächlich im Kopf des Bearbeiters.

Smart Hoof Analysis soll daraus einen strukturierten Verlauf machen.

Zu jedem Messwert bleibt nachvollziehbar:

Welches Pferd?

Welcher Huf?

Welcher Termin?

Vor oder nach der Bearbeitung?

Welches Foto?

Welche Referenzpunkte?

Welche Kalibrierung?

Welche Messwerte?

Wie sah derselbe Huf beim vorherigen Termin aus?

Genau darin liegt das eigentliche Ziel des Umbaus.

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SmartFarrier entwickelt sich weiter

SmartFarrier deckt heute bereits viele organisatorische Bereiche des Arbeitsalltags ab:

Kundenverwaltung, Pferde, Termine, Touren, Leistungen, Material, Dokumentation und Abrechnung.

Mit Smart Hoof Analysis wird die Verbindung zur fachlichen Arbeit am Pferd deutlich stärker.

Der Termin wird mit der Bearbeitung verbunden.

Die Bearbeitung mit Bildern.

Die Bilder mit realen Messwerten.

Die Messwerte mit früheren Terminen.

Und aus einzelnen Besuchen entsteht schließlich eine langfristig nachvollziehbare Entwicklung jedes einzelnen Hufs.

Smart Hoof Analysis soll deshalb keine Software sein, die dem Hufbearbeiter seine Entscheidung abnimmt.

Es soll ein Werkzeug werden, mit dem sich die eigene Arbeit präziser dokumentieren, vergleichen und nachvollziehen lässt.

Vier Hufe.

Viele Bearbeitungstermine.

Standardisierte Aufnahmen.

Eine automatische Referenzkalibrierung.

Reproduzierbare Messwerte.

Und eine gemeinsame Historie innerhalb von SmartFarrier.

Das ist das Ziel von Smart Hoof Analysis.