JP2020018274A - 水底生物の把握システム、及び、水底生物の把握方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大掛かりな機器を用いることなく、位置と関連付けて水底生物の必要な画像を得ることができる水底生物の把握システム、及び、水底生物の把握方法を提供する。【解決手段】水深計６により水深を記録すると共に、ＧＰＳ装置５（衛星、受信機等）により水平位置を記録しながら海底の画像をカメラ４により連続撮影し、撮影した画像に対し、記録された水深、水平位置を制御手段７で合致させ、海底の多数の画像に対して位置を関連付けして保存する。【選択図】図１

Description

本発明は、水底生物、例えば、海底に生育する海藻や海草（海藻草類）、貝類等の水底生物の被覆度合いを観測する水底生物の観測システム、及び、水底生物の観測方法に関する。

水底生物、例えば、海底に生育する海藻や海草（海藻草類）、ウニや貝類等の水底生物の情報（被覆場所、被覆度合い）を観測して状況を把握するため、ダイバーが潜水して写真撮影等を行い、多数の写真のデータを管理することで、海域の海草の被覆の状況を把握する技術が知られている。潜水作業には、潜水時間の制約、水の抵抗や潮の流れ等による動きや移動の制約があり、作業時間や作業精度には、ダイバーの力量による差があるのが現状である。

このため、水中走行ビデオシステムにより、人間にかかる制約を最小限に抑えながら海域の海藻草類の被覆の状況を把握する技術が従来から提案されている（例えば、特許文献１）。水中で撮影可能な水中走行ビデオシステムを用いることで、海藻草類の情報から広範囲の領域で撮影を行うことで、海藻草類の被覆度合い等を測定することができる。

しかし、特許文献１の技術では、取得した画像から必要画像（海藻草類の画像）を抽出し、抽出した画像とその位置との関連付けに時間と労力を要してしまう問題があるのが現状であった。また、水平方向への推力発生装置、鉛直方向への推力発生装置、撮影の制御、移動の制御を行う制御装置等、大掛かりで高価な機器が必要となっているのが現状であった。

特開２００２−５８３７０号公報

本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、大掛かりな機器を用いることなく、位置と関連付けて水底生物の必要な画像を得ることができる水底生物の把握システム、及び、水底生物の把握方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の水底生物の把握システムは、水中で上下移動され、水底生物を撮影する範囲を囲む枠部を特定する枠体手段と、水底方向の枠部の範囲の画像を所定インターバルで連続的に撮影する撮影手段と、前記枠体手段の水深位置及び水平方向位置を時刻と共に記録する位置記録手段と、前記位置記録手段で記録された前記水深位置、前記水平方向位置を、前記撮影手段で撮影された前記画像に合致させる合致手段とを備えたことを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、枠体手段を水中で上下移動させ、水深と水平位置を記録しながら水底の水底生物の画像を連続撮影し、撮影した前記画像に対し、記録された水深、水平位置を合致させることで、水底の多数の画像に対して位置を関連付けることができる。

この結果、大掛かりな機器を用いることなく、位置と関連付けて水底の水底生物の必要な画像を得ることが可能になる。

そして、請求項２に係る本発明の水底生物の把握システムは、請求項１に記載の水底生物の把握システムにおいて、前記合致手段で、前記水深位置、前記水平方向位置が合致された前記画像に対し、所望の水底生物の情報が撮影された必要画像を選択する選択手段を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る本発明では、水深、水平位置を合致させた画像に対し、所望の水底生物の情報が撮影された必要画像を選択することができる。

また、請求項３に係る本発明の水底生物の把握システムは、請求項２に記載の水底生物の把握システムにおいて、前記選択手段は、前記枠体手段が、水底に到達する前の所定の水深から水底に到達するまでの時刻における前記画像を前記必要画像として選択することを特徴とする。

請求項３に係る本発明では、枠体手段が、水底に到達する前の所定の水深から水底に到達するまでの時刻における画像を必要画像として選択することができる。水底生物として、例えば、海藻の画像を得るシステムとして適用することができ、この場合、所定の水深として、海藻の最大の背丈の水深から、海底までの画像を選択して海藻の必要な画像を得ることができる。

また、請求項４に係る本発明の水底生物の把握システムは、請求項３に記載の水底生物の把握システムにおいて、前記選択手段で選択された前記必要画像に対し、記録された水平位置の情報に基づいて、地図上に前記必要画像の状況を表示する表示手段を備えたことを特徴とする。

請求項４に係る本発明では、地図上に必要画像の状況を表示することで、地図を確認することで水底生物の状況を把握することができ、必要な情報を容易に取得することができる。必要画像の状況として、例えば、水底生物の量や撮影時間（時期）に応じて種類の異なるドット等を地図上に表示し、地図上のドットをクリックすることでクリックされたドットに対応する画像を別フレームで表示する等の表示手段を適用することができる。

また、請求項５に係る本発明の水底生物の把握システムは、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の水底生物の把握システムにおいて、前記水中は海中であり、前記水底生物は海藻もしくは海草であることを特徴とする。

請求項５に係る本発明では、海中の海藻や海草（海藻草類）の状況を把握することができる。

上記目的を達成するための請求項６に係る本発明の水底生物の把握方法は、水深と水平位置を記録しながら水底の画像を連続撮影し、撮影した前記画像に対し、記録された前記水深、前記水平位置を合致させ、前記水深、前記水平位置を合致させた前記画像に対し、所望の水底生物の情報が撮影された必要画像を選択し、選択された前記必要画像の状況を地図上に表示することを特徴とする。

請求項６に係る本発明では、水深と水平位置を記録しながら水底の水底生物の画像を連続撮影し、撮影した前記画像に対し、記録された水深、水平位置を合致させることで、水底の多数の画像に対して位置を関連付けし、大掛かりな機器を用いることなく、位置と関連付けて水底の水底生物の必要な画像を得ることが可能になる。

本発明の水底生物の把握システム、及び、水底生物の把握方法は、大掛かりな機器を用いることなく、位置と関連付けて水底の水底生物の必要な画像を得ることが可能になる。

本発明の一実施例に係る水底生物の把握システムの全体の状況の説明図である。 投入装置の概略構成図である。 制御手段のブロック構成図である。 水深と時刻の関係のグラフである。 表示手段の表示説明図である。

水底生物の把握システム、及び、水底生物の把握方法は、水底生物として、海藻や海草（海藻草類）、例えば、藻場での海藻類の生育状況（被覆状況）の必要な画像を、大掛かりな機器を用いることなく、得る技術である。水底生物を把握する分野としては、海藻に限らず、海草やウニや貝類の成育状況を確認する画像を得る技術に適用することが可能である。

図１には本発明の一実施例に係る水底生物の把握システムの全体の状況、図２には投入装置の概略構成、図３には制御手段のブロック構成、図４には必要画像を選択するために用いる水深と時刻の関係のグラフ、図５には表示手段の表示説明を示してある。

図１に基づいて水底生物の把握システムの全体の状況を説明する。

図に示すように、水底生物の把握システムは、藻場１の海上を航行する船舶２を有している。船舶２には海底に投入される投入装置３が備えられ、船舶２の航行と投入装置３の海底への投入・引揚げとが連動して実施される。投入装置３には撮影装置であるカメラ４が備えられ、カメラ４により所定のインターバル（例えば、１秒から数秒毎）で海底の写真が連続的に撮影される。また、投入装置３には水深計６が備えられ、水深位置が記録される（位置記録手段）。

船舶２には制御手段７が搭載され、カメラ４で撮影された画像のデータ、ＧＰＳ装置５（衛星、受信機等）、及び、水深計６の記録情報が制御手段７に入力される。制御手段７では、カメラ４で撮影された画像と、水深位置、水平方向位置とが照合される（合致される：合致手段）。照合されたデータは、制御手段７に海域毎に分類（グループ化）されて保存される。

尚、船舶２に制御手段７を搭載せずに、カメラ４で撮影された画像のデータ、ＧＰＳ装置５（衛星、受信機等：位置記録手段）、及び、水深計６の記録情報をログデータとして保存する手段を備え、ログデータの情報を所定の処理施設で管理することも可能である。ログデータを管理することで、多くの海域のデータを一つの処理施設で管理することが可能になる。

図２に基づいて投入装置３の構成を具体的に説明する。

図に示すように、投入装置３は、船舶２（図１参照）に索体１２を介して接続され、索体１２の繰り出し、巻き上げにより、海底への投入・引揚げが実施される。

投入装置３には、水深Ｄｍ（例えば、１ｍから３０ｍ）の藻場１の海藻１１（図１参照）を撮影する範囲を囲む（特定する）円形の水平枠材１５（枠部：枠体手段）が備えられている。水平枠材１５の上側には支持枠１６（枠体手段）が設けられ、支持枠１６の上端部には水平枠材１５の範囲を撮影するカメラ４が取り付けられている。

尚、藻場１の海藻１１（図１参照）を撮影する範囲を特定する枠部としては、水平枠材１５を設けることなく、カメラ４の撮影範囲を特定するフレーム機能を適用することも可能である。また、水平枠材１５は円形に限らず、四角形、三角形、多角形の形状を適用することも可能である。

船舶２にはＧＰＳ装置５の受信機１７が取り付けられ、カメラ４（投入装置３）の水平方向位置（緯度・経度）が時刻と共に記録される。水平枠材１５には水深計６が取り付けられ、水平枠材１５の位置（水深）が記録される。

カメラ４で撮影された画像情報、受信機１７で得られた時刻毎の水平方向位置（緯度・経度）、水深計６の水深情報は、通信ケーブル等を介して船舶２（図１参照）の制御手段７（図１参照）に送られる。制御手段７には、カメラ４で撮影された画像情報と共に、水深と時刻との関係の情報（後述する図４で示した情報）が保存される。

投入装置３を藻場１の海中で上下移動させ、水深と水平方向位置（緯度・経度）を記録しながら海底の海藻１１（図１参照）を連続撮影し、撮影した画像に対し、記録された水深、水平方向位置（緯度・経度）を合致させることで、藻場１の海底の多数の画像に対して位置を関連付けることができる。

図３のブロック構成、及び、図４の水深と時刻の関係のグラフ、図５の表示手段の表示状況に基づいて制御手段７の機能を具体的に説明する。

図３に示すように、制御手段７には保存手段２１が備えられ、カメラ４で撮影された画像と、時刻毎の水平方向位置（緯度・経度）、水深計６の水深情報が保存手段２１に保存される。保存手段２１では、カメラ４で撮影された画像と、水深位置、水平方向位置とが照合され、照合されたデータは、海域毎に分類（グループ１、２、３・・・）されて保存される。

制御手段７には選択保存手段２２が備えられ、選択保存手段２２には、保存手段２１で海域毎に分類（グループ化）されて保存された画像のうち、必要画像が抽出写真として保存される。即ち、保存手段２１で海域毎に分類（グループ化）されて保存された画像は、選択手段２３により所望の情報が撮影された必要画像が選択される。

選択手段２３では、水平枠材１５（図２参照）が、海底に到達する前の所定の水深（海藻１１の最大の背丈）から海底に到達するまでの時刻における画像が必要画像として選択される。

つまり、図４に示すように、投入装置３の上下移動は時刻ｔ０で下降が開始され、時刻ｔ２で海底に達する。この海域（例えば、グループ１）での海藻１１の最大背丈の分、海底から浅い深度の時刻をｔ１とした時、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの図中点線で示した時間の画像が、グループ１の海域の必要画像として選択される。

同様に、投入装置３が上下移動を繰り返す中で、所望の海域（例えば、グループ２）での時刻ｔ３から時刻ｔ４までの図中点線で示した時間、所望の海域（例えば、グループ３）での時刻ｔ５から時刻ｔ６までの図中点線で示した時間の画像が、グループ２、グループ３の必要画像として選択される。

図３に示すように、選択手段２３で選択されて分類されたグループの必要画像は、データ整理手段２４に送られ、分類された（グループ化された）必要画像の位置が地図と照合される。つまり、選択手段２３で選択されて分類されたグループ１、２、３・・・の必要画像が、地図上のグループ１、２、３・・・に対応する位置に振分けられる。

データ整理手段２４で振分けられた必要画像は、地図記録手段２５により実際の地図上に記録され、地図上に記録された情報は制御手段７の表示手段２６に出力される。つまり、選択手段２３で選択された必要画像に対し、記録された水平位置の情報に基づいて、地図上に必要画像の状況を表示する表示手段２６が備えられている。

地図上に必要画像の状況を表示することで、地図を確認して海藻１１の状況、例えば、被覆度合いを把握することができ、必要な情報を容易に取得することができる。必要画像の状況として、例えば、海藻１１の量や撮影時間（時期）に応じて種類の異なるドット等を地図上に表示し、地図上のドットをクリックすることでクリックされたドットに対応する画像を別フレームで表示する等の表示手段を適用することができる。

即ち、図５に示すように、海藻１１の量や撮影時間（時期）に応じて種類の異なるドット（●・・・○等色の濃淡が異なる丸印）を地図上に表示し、地図上のドットをクリックすることでクリックされたドットに対応する画像３１、３２を別フレームで表示することができる。画像３１、３２では、水平枠材１５の範囲の海藻１１を表示している。

尚、画像３１、３２では、水平枠材１５の範囲の海藻１１だけを表示しているが、カメラ４のフレーム内の海藻１１を画像として表示すると共に、海藻１１の画像の中に水平枠材１５の形状を表示することも可能である。

例えば、○印のドットをクリックして表示される画像３１は、海藻１１の被覆の度合いが低く、○印のドットの海域の海藻１１が少ないことが確認できる。また、●印のドットをクリックして表示される画像３２は、海藻１１の被覆の度合いが高く、●印のドットの海域の海藻１１が多いことが確認できる。

尚、一つのドットに対して複数の画像３１、３２が存在する場合、時刻順に画像３１、３２を間欠的に表示することが可能である。そして、画像３１、３２の情報として、図５に示したように、日付け、時刻と緯度・経度等のデータ３３を同時に表示させることが好ましい。

上記構成の水底生物の把握システムでは、水深と水平位置を記録しながら海底の画像をカメラ４により連続撮影し、撮影した画像に対し、記録された水深、水平位置を合致させるようにしたので、海底の多数の画像に対して位置を関連付けして保存することができる。このため、大掛かりな機器を用いることなく、位置と関連付けて海底の海藻１１の被覆度合いが確認できる必要な画像を得ることが可能になる。

そして、得られた画像に対し、海藻１１の背丈から海底までの水深の画像を選択して必要画像とし、選択された必要画像を地図上に異なる種類のドットにより表示するので、地図を確認することにより海藻１１の被覆度合いを容易に確認することができる。また、ドットをクリックする等により、必要画像の写真をその場で確認することが可能になり、海藻１１の実際の被覆度合いを目視で確認することができる。

上述したように、海底の画像をカメラ４により連続撮影し、水深、水平位置を合致させて必要画像を得るようにしたので、駆動手段や駆動の制御装置等、大掛かりで高価な機器を用いることなく、しかも、画像の関連付け等の労力を要することなく、海底に生育する海藻や海草（海藻草類）、ウニや貝類等の水底生物の情報（被覆場所、被覆度合い）を観測して状況を確認することができる。

本発明は、水底生物の把握システム、及び、水底生物の把握方法の産業分野で利用することができる。

１ 藻場
２ 船舶
３ 投入装置
４ カメラ
５ ＧＰＳ装置
６ 水深計
７ 制御手段
１１ 海藻
１２ 索体
１５ 水平枠材
１６ 支持枠
１７ 受信機
２１ 保存手段
２２ 選択保存手段
２３ 選択手段
２４ データ整理手段
２５ 地図記録手段
２６ 表示手段
３１、３２ 画像
３３ データ

Claims (6)

1. 水中で上下移動され、水底生物を撮影する範囲を囲む枠部を特定する枠体手段と、
   水底方向の枠部の範囲の画像を所定インターバルで連続的に撮影する撮影手段と、
   前記枠体手段の水深位置及び水平方向位置を時刻と共に記録する位置記録手段と、
   前記位置記録手段で記録された前記水深位置、前記水平方向位置を、前記撮影手段で撮影された前記画像に合致させる合致手段とを備えた
   ことを特徴とする水底生物の把握システム。
2. 請求項１に記載の水底生物の把握システムにおいて、
   前記合致手段で、前記水深位置、前記水平方向位置が合致された前記画像に対し、所望の水底生物の情報が撮影された必要画像を選択する選択手段を備えた
   ことを特徴とする水底生物の把握システム。
3. 請求項２に記載の水底生物の把握システムにおいて、
   前記選択手段は、
   前記枠体手段が、水底に到達する前の所定の水深から水底に到達するまでの時刻における前記画像を前記必要画像として選択する
   ことを特徴とする水底生物の把握システム。
4. 請求項３に記載の水底生物の把握システムにおいて、
   前記選択手段で選択された前記必要画像に対し、記録された水平位置の情報に基づいて、地図上に前記必要画像の状況を表示する表示手段を備えた
   ことを特徴とする水底生物の把握システム。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の水底生物の把握システムにおいて、
   前記水中は海中であり、前記水底生物は海藻、もしくは海草である
   ことを特徴とする水底生物の把握システム。
6. 水深と水平位置を記録しながら水底の画像を連続撮影し、
   撮影した前記画像に対し、記録された前記水深、前記水平位置を合致させ、
   前記水深、前記水平位置を合致させた前記画像に対し、所望の水底生物の情報が撮影された必要画像を選択し、
   選択された前記必要画像の状況を地図上に表示する
   ことを特徴とする水底生物の把握方法。