JP2004138824A

JP2004138824A - 水底生態系調査用撮影装置

Info

Publication number: JP2004138824A
Application number: JP2002303501A
Authority: JP
Inventors: Masumi Yamamuro; 山室　真澄; Kanehito Otani; 大谷　謙仁; Akira Negishi; 根岸　明; Takeshi Nozaki; 野崎　健; Takeshi Kato; 加藤　健
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-10-17
Also published as: JP3829194B2

Abstract

【課題】本発明は、水底撮影用カメラと水底撮影フレームとの距離、すなわち、撮影面積を従来型と同じにした場合でも、小型・軽量で作業性の良い遠隔作業用水中ロボットを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の水底生態系調査用撮影装置は、操作船上あるいは陸上から操作されて水底を撮影可能な遠隔作業用水中ロボットを備えた水底生態系調査用撮影装置において、遠隔作業用水中ロボットの前部に装着される水底撮影フレームを水平面から略４５度の角度をなすように装着するとともに該水底撮影フレームと直交する上方位置に水底撮影用カメラを装着してなることを特徴とする。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環境保全などの水底生態系の調査に利用する水底生態系調査用撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、海草などの沿岸海域の底生生物の種類と被覆率の分布を観測するには、専門知識を有する熟練したダイバーが、クオドラートという１ｍ角、あるいは、０．５ｍ角程度の写真撮影用フレームの枠内の底生生物の種類を目視、接写撮影、標本採取することにより、所定の地点の底生生物の分布を求めている。しかし、ダイバーによる作業では、作業時間や安全性の面で問題があり、また、専門知識を有するダイバーが少ないことが問題であった。これを解決するため、図６に示す水中カメラを装備した遠隔作業用水中ロボットによる底生生物の撮影、調査が行われるようになった（例えば、特許文献１参照。）。遠隔作業用水中ロボットを船上で操作することで、安全で、長時間の作業が行え、専門家は水中ロボットを操作する船上で、または後日にデータを解析することができる。ところが、この装置では、電源ケーブルおよび信号ケーブルが後部より出ているため、写真撮影用フレーム２１を遠隔作業用水中ロボット２０の前方に設置し、該フレーム２１にデジタルカメラ２２を真下に向けて装着して一定枠内の写真がとれるような構造としている。デジタルカメラ２２の画角を確保するためにはデジタルカメラ２２の取付け位置をロボットよりも高い位置に、また、写真撮影用フレーム２１内に遠隔作業用水中ロボット２０の一部が撮影されないようにするためにはデジタルカメラ２２の取付け位置を遠隔作業用水中ロボット２０の前方に配置しなければならない。このため、大きな写真撮影用フレームが必要となり、装置全体として大型にならざるを得なかった。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−５８３７０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来の写真撮影用フレームを装着した遠隔作業用水中ロボットでは、大きく重いため、小型船舶上での取扱いが難しく、また、浅い海域やサンゴなどが点在するところでは運航すること自体困難であった。さらに、遠隔作業用水中ロボットの運搬用の容器も大きくなるため、調査対象となる地点への輸送に航空便が使用できないなどの問題があった。
【０００５】
本発明は、水底撮影用カメラと水底撮影フレームとの距離、すなわち、撮影面積を従来型と同じにした場合でも、小型・軽量で作業性の良い遠隔作業用水中ロボットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の水底生態系調査用撮影装置は、操作船上あるいは陸上から操作されて水底を撮影可能な遠隔作業用水中ロボットを備えた水底生態系調査用撮影装置において、遠隔作業用水中ロボットの前部に装着される水底撮影フレームを水平面に対してほぼ４５゜±１５゜の角度範囲において装着するとともに該水底撮影フレームの面とほぼ直交する上方位置に水底撮影用カメラを装着してなることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る水底生態系調査用撮影装置の遠隔作業用水中ロボットを示す側面図である。
図１において、耐圧穀１はスキッド４上に裁置され、後部バンパ５およびサイドバンパ６により後部および側面をガードされている。
また、推進力を得るため、あるいは俯抑・旋回運動等を行うため、水平スラスタ７が３基、垂直スラスタ８が２基および横スラスタ９が１基装着される。俯抑・旋回運動等は、上記水平スラスタ７、垂直スラスタ８および横スラスタ９を適宜制御して行うものであるが、俯抑運動を容易に行えるようにするため、装置の重心位置と浮心位置とを一致させておくのが良い。
なお、各スラスタの取付け位置あるいは基数は、適宜変更可能であり、公知（例えば、特公平５−７９５６０号公報）の構成を採用することもできる。
さらに、水中照明灯１０およびチルト装置１４を介してテレビカメラ１３が装着され、海底の様子等を操作船上あるいは陸上に送信できるようになっている。
【０００８】
１６は、スキッド４の前部に装着された水底撮影フレームで、方形をした枠形状をしており、水平面に対してほぼ４５゜±１５゜の角度範囲においてスキッド４の前部に装着される。この水底撮影フレーム１６の取付け角度は、スキッド４と水底撮影フレーム１６基部との間に設けられた公知のヒンジ部材等を調節することにより適宜変更できるようになっている。水底撮影フレーム１６の装着角度は、通常４５゜に設定されるが、水底の地形等に応じて適宜変更して装着されるものであり、その際、装置の長さ方向寸法および高さ方向寸法のバランスを考慮すると水平面に対してほぼ４５゜±１５゜の角度範囲が適切である。
また、１８は、水底撮影用のデジタルスチルカメラであり、支持フレーム１７に装着され、水底撮影フレーム１６により形成される撮影領域に対応する位置に設けられている。すなわち、水底撮影用のデジタルスチルカメラ１８は、水底撮影用フレーム１６の面にほぼ直交する取付け角度で、かつ、画角が形成できるように水底撮影用フレーム１６から適宜の距離を持って上方位置に設けられており、水底撮影フレーム１６の取付け角度等に対応して支持フレーム１７を調整することにより取付け角度が変更できるようになっている。なお、１９はＧＰＳである。
【０００９】
前記水平スラスタ７、垂直スラスタ８、横スラスタ９、水中照明灯１０、テレビカメラ１３、デジタルスチルカメラ１８およびＧＰＳ１９等には、吊金具１５から伸びる水中ケーブル２を介して操作船上あるいは陸上から電力および制御信号が供給される。また、テレビカメラ１３の画像が水中ケーブル２を介して操作船上あるいは陸上に電送される。この水中ケーブル２は、電送ケーブル、コントロールケーブルおよびテレビ画像送信用のケーブル等を合体することにより構成されている。
【００１０】
上記したように水底撮影フレーム１６を例えば水平面に対して４５゜の角度で取り付けた場合、従来と同じ撮影面積、すなわち、カメラ１８と水底撮影フレーム１６との距離を従来と同じに保った場合でも、水底撮影フレーム１６の水平方向長さは約１／１．４と短くすることができるとともに、デジタルスチルカメラ１８の取付け高さも、同様に低くすることができる。すなわち、デジタルスチルカメラ１８の取付け角度を従来の垂直方向から４５度の方向にしたことにより、遠隔作業用水中ロボットの全長および全体高さを小さくすることができる。
具体的には、従来の装置の長さ×高さが１４００×８５０ｍｍであったものが、本実施の形態によれば、１２２０×７３０ｍｍと小型化され、その重量も５０ｋｇから４０ｋｇと軽量化された。
【００１１】
図２は、水底を撮影している状態を示したものであり、撮影する際には水底撮影フレーム１６を水底とほぼ平行になるように遠隔作業用水中ロボットを例えば４５゜傾け、水底撮影フレーム１６を水底に押付けて撮影する。
図３は、実際に撮影された海草画像を示したものである。
【００１２】
次に、本遠隔作業用水中ロボットを使用して撮影する場合の１例について説明する。
まず、遠隔作業用水中ロボットを小型船（操作船）等に搭載し、調査対象海域に移動する。
次に、図４に示すように、操作船上から遠隔作業用水中ロボットを海中に投入する。投入された遠隔作業用水中ロボットは、図５に示す操作船上に配置したモニターおよびコントローラにより操作され、水平スラスタ７、垂直スラスタ８および横スラスタ９を駆動して撮影地点に向けて推進する。この際、遠隔作業用水中ロボットの前方に装着されたテレビカメラ１３により、操作船上で水底の状況を把握することができる。このテレビカメラ１３の画像から撮影点を確定した後、上下の水平スラスタ７等の水力を調整して図２に示すように遠隔作業用水中ロボットを傾け、水底撮影フレーム１６を水底に押付け、デジタルスチルカメラ１８で水底面を撮影する。
【００１３】
撮影された画像は、ＧＰＳ１９および図示しない音響測位装置により測定した位置データとともに記録され、水底生物の分布状況の解析や地理情報システム（ＧＩＳ）のデータとして使用される。
このようにして撮影された海草画像が図３であり、従来型の装置で撮影したものと変わりない画像が得られることが分かる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は以下に記載の優れた効果を奏する。
（１）水底撮影用カメラと水底撮影フレームとの距離を従来型と同じにした場合でも、従来型に比較して、遠隔作業用水中ロボットの外形寸法が小さくなり、また、重量も軽くなり、装置の小型化を図ることができる。
（２）上記（１）に伴い、遠隔作業用水中ロボットの操作船上での作業を容易にすることができる。例えば、水中への投げ込み作業においては、従来のものでは３名の作業員が必要であったが、本装置の場合、１名から２名で可能となった。
（３）また、遠隔作業用水中ロボットの水中走行抵抗を半減することができる。
（４）さらに、サンゴ礁海域および浅海域などでの運用が容易となる。
（５）上記（１）〜（４）により、水底生態系の面的分布状況の観測が従来に比べ、安全で迅速に行え、調査地域の詳細な分布図作成に大いに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る水底生態系調査用撮影装置の遠隔作業用水中ロボットを示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る遠隔作業用水中ロボットを用いて水底を撮影している状態を示したものである。
【図３】実際に撮影された海草画像を示した図である。
【図４】操作船上から遠隔作業用水中ロボットを海中に投入する状態を示した図である。
【図５】操作船上に配置したモニター等示した図である。
【図６】従来の遠隔作業用水中ロボットを示した側面図である。
【符号の説明】
１　耐圧穀
２　水中ケーブル
４　スキッド
５　後部バンパ５
６　サイドバンパ
７　水平スラスタ
８　垂直スラスタ
９　横スラスタ
１０　水中照明灯
１３　テレビカメラ
１４　チルト装置
１５　吊金具
１６　水底撮影フレーム
１７　支持フレーム
１８　デジタルスチルカメラ
１９　ＧＰＳ

Claims

操作船上あるいは陸上から操作されて水底を撮影可能な遠隔作業用水中ロボットを備えた水底生態系調査用撮影装置において、遠隔作業用水中ロボットの前部に装着される水底撮影フレームを水平面に対してほぼ４５゜±１５゜の角度範囲において装着するとともに該水底撮影フレームの面とほぼ直交する上方位置に水底撮影用カメラを装着してなることを特徴とする水底生態系調査用撮影装置。