JP2016065807A - ダイバーを中心とする生物の位置情報取得システム - Google Patents

Abstract

【課題】スキューバダイビング中の限られた時間で有効に生き物と遭遇できるように生物の位置が確認できる情報を提供することが可能なシステムを提供する。【解決手段】水面に浮かべたブイ１０２，１０７，１１２と、このブイに取り付けられ、当該ブイの絶対位置情報をＧＰＳ衛星電波を利用して取得する位置情報取得手段と、前記ブイに取り付けられ、音波により水中のダイバーおよび生物の相対位置および形状を検出する検出手段と、当該検出手段により検出した水中のダイバーおよび生物の相対位置および形状と前記位置情報取得手段により検出した前記ブイの絶対位置情報とに基づき、前記ダイバー及び生物の絶対位置情報を算出し、ダイバー及び生物の絶対位置並びに生物の形状を地図上にマッピングして表示する情報表示装置とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、スキューバダイビングにおける、ダイバーを中心とするダイバーと生物の位置情報を取得するシステムに関するものである。

ダイビングの目的は様々だが、その目的の一つとして水中の生物に遭遇することが挙げられる。スキューバダイビングにおいては、水中の生物に関する情報を、潜る前にヒアリングなどをして確認し、潜水計画を立てて潜る。ダイバーが水中で移動する際の水中でのナビゲーションは、一般的に方位を確認するために磁気コンパス及び水深を確認するためにダイビングコンピュータを使用する。
しかし、水中を移動中に自身の現在の位置及び、遭遇したい生物の位置を把握するには、これら装備だけでは不十分であり、ダイバーが目視で周辺を確認する必要がある。
水中での位置を把握するための装置として、水中ナビゲーションシステムがある。これに関連する公知技術文献としては下記特許文献がある。下記の特許文献１は、ダイバーが腕などに装着する携帯装置に、数個のソナーを装備し、その受信信号の位相（方位）差によって位置を算出、送信から受信までの時間を計算して２点間の距離を求め、戻る船の位置を把握できる装置について開示されている。また、ダイバーの体にソナーを付けることで、ダイバーの動きや位置を把握する技術として下記の特許文献２が知られている。さらに音源装置を使用してダイバーの位置を把握する技術として特許文献３が知られている。

特開平１１−２３１０５４号公報 特開２００４−３４０８８３号公報 特開２００６−２７５９２０号公報

しかし、上記公報に開示された装置で得られる情報はダイバー自身の位置及びマッピングした水中地図のみであり、その周辺の生き物の位置を把握することができないうえ、目的のダイビングポイントに辿り着いても、生物が付近にいることに気づかない場合がある。
本発明の目的は、スキューバダイビング中の限られた時間で有効に生き物と遭遇できるように生物の位置が確認できる情報を提供することが可能なシステムを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るシステムは、水面に浮かべたブイと、このブイに取り付けられ、当該ブイの絶対位置情報をＧＰＳ衛星電波を利用して取得する位置情報取得手段と、前記ブイに取り付けられ、音波により水中のダイバーおよび生物の相対位置および形状を検出する検出手段と、当該検出手段により検出した水中のダイバーおよび生物の相対位置および形状と前記位置情報取得手段により検出した前記ブイの絶対位置情報とに基づき、前記ダイバー及び生物の絶対位置情報を算出し、ダイバー及び生物の絶対位置並びに生物の形状を地図上にマッピングして表示する情報表示装置とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ダイバーが自身と生物までの位置関係を把握することができる。また、ダイバーが生物位置情報取得システム端末を見て、生物の位置に移動できる。

本発明に係る生物情報取得システムの一実施形態を示す図である。 子ブイの構成図である。 マスターブイの構成図である。 ダイバーが保持する装置の構成図である。 ダイバーが保持する装置から位置情報取得リクエストを受信してから、対象生物の相対位置情報をダイバーに伝えるまでの処理全体を示すフローチャートである。 マスターブイでの処理のフローチャートである。 子ブイでの位置情報取得処理のフローチャートである。 生物位置情報取得システム端末への表示例を示す図である。

以下、本発明を適用したダイバーを中心とする生物位置情報取得システムについて説明する。
図１は生物位置情報取得システムの一実施形態を示すシステム概要図である。
図１に示すように、海上に配置している１個以上のブイ（１０２，１０７，１１２）に設置されているトランシーバ（１０４，１０９，１１４）、ソナー（１０５，１０９，１１５）と、ダイバー（１１７）が身につけている生物位置情報取得システム端末（１１８）及びトランスポンダー（１１９）から構成される。
ブイ（１０２，１０７，１１２）にはＧＰＳが組み込まれており、ＧＰＳ衛星（１０１）からの電波を受信してブイ自身の位置（経緯）を認識する。また、ブイ（１０２，１０７，１１２）に設定されているトランシーバ（１０４，１０９，１１４）とダイバー装着のトランスポンダー（１１９）により、該当ブイ（１０２，１０７，１１２）からのダイバー（１７）の相対位置を認識する。また、水中の生物（１２０）はブイ（１０２，１０７，１１２）に設置されているソナー（１０５，１０９，１１５）により相対位置を認識する。

ダイバーはこれらの相対位置の情報を取得するために生物位置情報取得システム端末（１１８）からリクエストを行い、一番近いブイ(図では１０７)が受け付けて、マスターブイ（図では１０２）に連絡する。マスターブイ（１０２）はそのタイミングでその他のブイ（子ブイ）(図では１０７，１１２)で取得した水中生物の相対位置情報を、マスターブイ（１０２）へ送信するようにリクエストする。マスターブイ（１０２）は、そのレスポンス情報から、相対位置情報を集約し、ダイバー（１７）からリクエストを受け付けたブイ（図では１０７）へ水中生物の相対位置情報を無線通信で送信する。リクエストを受けたブイ（１０７）は該当する生物位置情報取得システム端末（１１８）へ可視光通信装置（１０８）で水中生物の相対位置情報を送信する。
端末（１１８）はその情報を受け、位置情報を表示する。

各構成要素について詳細に説明する。
図２〜図４は子ブイ、マスターブイに設置されている手段、ダイバーが装着または保持している装置の構成図である。
図２に示す子ブイ（２００）には、可視光通信送受信装置（２０１）と、ダイバー相対位置を測位する装置（トランシーバー）（２０２）と、生体相対位置測位する装置（ソナー）（２０３）、ブイの絶対位置情報を取得する装置（ＧＰＳ）（２０４）、各装置を制御し、取得した情報を解析して位置情報を集約し、各ブイとの送受信の制御も行うサーバ（２０５）及び、各ブイのサーバと無線通信を行う送受信装置（２０６）が備えられている。
また、図３に示すマスターブイ（３００）には、子ブイ（２００）と同じく可視光通信送受信装置（３０１）と、ダイバー相対位置測位装置（トランシーバー）（３０２）と、生体相対位置測位装置（ソナー）（３０３）と、ブイ絶対位置情報取得装置（ＧＰＳ）（３０４）、ローカル位置情報集約演算機能（３０６）と、さらに各ブイの情報をまとめて一つの位置情報画面を作成する位置情報画像生成機能（３０７）を持つ位置情報演算サーバー（３０５）が備えられ、各子ブイと通信するための無線通信送受信装置（３０８）が備えられている。

また、図４に示すダイバーが装着または保持している生物位置情報取得システム端末（４０１）には可視光通信送受信装置（４０２）と、デジタルコンパス（４０３）と、画像出力装置（４０４）が備えられ、かつダイバー相対位置特定装置（４０５）が備えられている。

図５はダイバー（１１７）が保持する装置から位置情報取得リクエストを受信してから、対象生物（１２０）の相対位置情報をダイバー（１１７）に伝えるまでの処理全体を示すフローチャートである。
まず、ダイバー（１１７）が対象生物（１２０）の位置情報を取得したい場合、生物位置情報取得システム端末（１１８）から取得リクエストを行う（ステップ５０１）。ダイバー（１１７）に一番近いブイ（マスターブイまたは子ブイ）が位置情報取得リクエストを受信し（ステップ５０２）、マスターブイ（１０２）にリクエスト情報を転送する（ステップ５０４）。受け取ったブイがマスターブイ（１０２）の場合はマスターブイ（１０２）への送信処理はスキップするため、５０４、５０６は行われない。
マスターブイ（１０２）での処理の詳細は図６で説明する。

次に、マイスターブイ（１０２）で位置情報を作成し（ステップ５０５）、ダイバー（１１７）のリクエストを受けたブイへ位置情報を送信する（ステップ５０６）。受信した子ブイはその位置情報をダイバー（１１７）が持つ生物位置情報取得システム端末（１１８）へ送信する。生物位置情報取得システム端末（１１８）が位置情報を受信し（ステップ５０８）、位置情報を画像に出力する（ステップ５０９）。

図７は、子ブイでの位置情報取得処理のフローチャートであり、音波通信によるダイバーの相対位置情報取得処理（ステップ７０１）と、ソナーによる魚群相対位置情報取得処理（ステップ７０２）と、ＧＰＳによるブイの絶対位置情報取得処理（ステップ７０３）行い、ローカル位置情報処理（ステップ７０４）によりブイ内での位置情報を作成する。

図６はマスターブイがダイバー（１１７）や生物の位置情報を集約し、ダイバーからリクエストを受けた子ブイへ送信するまでの処理を示すフローチャートである。
マスターブイ（１０２）から子ブイに対して、位置情報取得処理のリクエストを送信すると（ステップ６０１）、各子ブイは図７で示したように音波通信によるダイバーの相対位置情報取得処理と、ソナーによる魚群の相対位置情報処理と、ＧＰＳによるブイの絶対位置情報取得処理を実行し、各位置情報を取得する。そして、取得した位置情報を集約してローカル位置情報を作成し、マスターブイへ転送する。
マスターブイ（１０２）は、各子ブイからのローカル位置情報を受信する（ステップ６０２）。次に、位置情報取得リクエストを行ったダイバーの位置情報が取得できているかを確認し、確認できない場合はエラーとする（ステップ６０７）。位置情報取得リクエストを行ったダイバー（１１７）の位置情報が取得できている場合は、全てのブイの位置情報を集約し（ステップ６０５）、当該ダイバー向けの画像を生成し、当該ダイバー（１１７）が保持している生物位置情報システム端末（１１８）に送信し、表示させる（６０６）。位置情報リクエスト要求ブイがマスターブイ以外の場合は該当ブイへ情報を送信する（ステップ６０８）。

図８は、生物位置情報取得システム端末の例を示す。端末（８００）は表示画面（８０１）と電源（８１２）及び生物位置情報を更新するためのボタン（８０９）、画面の表示範囲を拡大するボタン、」及び表示範囲を縮小するボタン(８１０，８１１)から構成される。
範囲拡大／縮小ボタン(８１０，８１１)は、回数を押すごとに拡大または縮小を３段階程度で表示する範囲及び情報を切り替える。範囲を縮小した場合は詳細な情報が得られる。表示画面の中心（８０５）は常に端末保持者の現在の位置であり、位置情報及び水深を表示する。

画面の縮尺は左下（８０６）に表示し、かつその距離で等間隔線を表示し、周りの生物との距離が認識できるようにする。周りの生物はソナーで捉えた形及び動きからどの生物かはある程度推測できるため、その生物に対応した記号で表示（８０３）を行う。その場合、自身水深からの差で水深を表す。また、本システムの端末を使用しているダイバーに関しても位置情報を表示(８０４)することができる。なお、時刻（８０７）、及び電源を入れてからの経過時間(８０８)も表示する。なお、水中では方角がわからなくなるが、端末の上部が向いている方向に合わせて位置情報を表示する。端末上部が向いている方向は左上のコンパス(８０２)で認識できる。本端末表示により、水中の生き物を効率よく探すことができるようになる。

なお、マスターブイ１０２および子ブイを世界中の海洋に設置し、マスタブイ１０２が集約した情報をＷｅｂサイトで地図上に表示し、ユーザが指定した海洋域で生物の生息位置取得要求を行うことにより、世界の全ての海洋域のうち指定した位置で生息している生物を常時観察することが可能になる。
なお、上記実施形態ではマスターブイと子ブイを設けているが、その設置の仕方は観察する海域の広さやソナーの感度、可視光通信の許容距離などに応じて定めることができ、最も簡素な場合はマスターブイのみであってもよい。

１０１…ＧＰＳ衛星
１０２…マスターブイ
１０７，１１２…子ブイ
１１７…ダイバー
１１８…生物位置取得システム端末
１２０…魚群

Claims (1)

1. 水面に浮かべたブイと、このブイに取り付けられ、当該ブイの絶対位置情報をＧＰＳ衛星電波を利用して取得する位置情報取得手段と、前記ブイに取り付けられ、音波により水中のダイバーおよび生物の相対位置および形状を検出する検出手段と、当該検出手段により検出した水中のダイバーおよび生物の相対位置および形状と前記位置情報取得手段により検出した前記ブイの絶対位置情報とに基づき、前記ダイバー及び生物の絶対位置情報を算出し、ダイバー及び生物の絶対位置並びに生物の形状を地図上にマッピングして表示する情報表示装置とを備えることを特徴とするダイバーを中心とする生物の位置情報取得システム。
   

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