JPH09262040A - 水棲生物用自動給餌装置及び方法 - Google Patents

水棲生物用自動給餌装置及び方法

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JPH09262040A
JPH09262040A JP8097766A JP9776696A JPH09262040A JP H09262040 A JPH09262040 A JP H09262040A JP 8097766 A JP8097766 A JP 8097766A JP 9776696 A JP9776696 A JP 9776696A JP H09262040 A JPH09262040 A JP H09262040A
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伊智朗 圓佛
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明 宮代
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/80Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in fisheries management
    • Y02A40/81Aquaculture, e.g. of fish

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水棲生物群の行動を画像解析することによっ
て、常に適正量の餌料を自動給餌し、高摂餌率、餌料の
コスト低減、人的負担の減少、さらに環境水の汚染防止
を実現することにある。 【解決手段】 水棲生物10を飼育する飼育手段20
と、餌を供給する給餌手段80とからなる水棲生物用自
動給餌装置において、飼育手段の水面30の波形を映像
として撮影する撮像手段40Aと、該映像を2値化する
画像処理する手段50と、波形を2値化した画像から波
形のトータル数および/または波形の全面積を計算して
水棲生物の活動量を数値化する活動量数値化手段60
と、該数値に基づいて給餌手段の給餌量及び給餌時間を
制御する給餌量制御手段70と、飼育環境及び/または
水棲生物の数と大きさに基づいて前記給餌量を補正する
手段110、40Bを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水棲生物の自動給
餌装置及び方法に係り、特に、水棲生物の活動量を画像
処理により計測、解析し、水棲生物の餌料要求量に応じ
て適正な給餌量を制御する水棲生物用自動給餌装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、水棲生物に対する適正給餌量
は、その対象水棲生物が飼育される閉じられた環境水中
の対象水棲生物重量に対して決定される。この適正給餌
量を単位時間に与えれば、対象水棲生物は順調に生育す
る。ところで、水棲生物に対する給餌は人が行っている
ので、1日当たりの適正給餌量について、単位時間中に
どのような割合で給餌するかは、給餌者の判断に委ねら
れている。この場合、給餌者が判断材料として用いる最
大の要因は、対象水棲生物の水中挙動、つまり活動量で
ある。例えば、海水域における主要養殖対象魚の場合、
一般に給餌初期、つまり摂餌初期の対象魚の餌料要求性
が高い場合、その対象魚群は水面もしくは水面下2〜3
メートル辺りで非常に活発な摂餌行動が見られるが、摂
餌中期さらに終期にかけて餌料要求性が低下するにつれ
て、魚群は徐々に水面下、高深度に移動し、ついには給
餌をしても摂餌せず、運動量(活動量)が低下する。給
餌者は、このような対象魚群の典型的な摂餌行動を観察
しながら、給餌を行う。給餌の基本は、すべての対象魚
群中の個体に満遍なく給餌し、なおかつ摂餌歩留まり
(摂餌率)を限りなく100パーセントに近づけること
である。しかしながら、現実には、魚群中のすべての個
体に満遍なく給餌し、しかも摂餌量を100パーセント
に近づけることは非常に困難である。この原因として、
第1に給餌者の習熟度の問題がある。熟練した給餌者
は、対象水棲生物の水中挙動のみならず気温、水温さら
に天候等を十分に配慮した給餌を行う。このような給餌
者が飼育した水棲生物、例えば海水域における主要養殖
対象魚は、魚群の個体に満遍なく餌料が給餌されている
ため、魚群の体重分布幅が小さく、さらに魚群の平均体
重も高くかつ良好な摂餌率を実現している。しかしなが
ら、この場合でも上記した100パーセントの摂餌率に
は遠く、約80パーセント前後と言われており、残りの
20パーセント前後の餌料は、生け簀外に流出し、漁場
の汚染等の原因となっている。第2の原因として、給餌
者の時間的な拘束がある。近年、養殖業の隆盛に伴い、
その養殖規模が徐々に大きくなっており、給餌者が対象
水棲生物に係われる時間がかなり制約されている。この
問題を解決するために、自動給餌機が市販されている
が、現在市場に見られる自動給餌機の大部分は、タイマ
ーにより一定時間間隔に一定量の餌料を給餌するタイプ
であり、対象水棲生物の餌料要求性を殆ど考慮していな
い。このため、それを用いた場合の摂餌率は、熟練給餌
者の場合よりかなり落ちると言われている。第3の原因
として、摂餌中の水中の対象水棲生物の挙動が充分に把
握できないことにある。一般に、給餌者は水面上から対
象水棲生物群に給餌を行うが、この場合、給餌者が対象
水棲生物群の挙動を正確に観察できる範囲は、水面下の
非常に浅いところまでであり、しかも対象水棲生物群の
飼料要求性と深い関わりのある水深方向(垂直方向)の
群分布はきわめて観察しがたい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の水棲生物への給餌は、人の感覚と経験で行われてきた
ため、対象水棲生物の摂餌率の低さ、これによるコスト
の増加、長時間の給餌作業による人的負担の増加、さら
に環境水の汚染等多くの問題を引き起こし、特に、漁場
の汚染は世界的な問題となっている。本発明の課題は、
上述した事情に鑑み、水棲生物群の行動を画像解析する
ことによって、常に適正量の餌料を自動給餌し、高摂餌
率、餌料のコスト低減、人的負担の減少、さらに環境水
の汚染防止を実現するに好適な水棲生物用自動給餌装置
及び方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題は、水棲生物の
活動状態を映像として撮影する撮像手段と、該映像を2
値化する画像処理する手段と、該画像処理の結果から水
棲生物の活動量を数値化する活動量数値化手段と、該数
値に基づいて給餌手段の給餌量及び給餌時間を制御する
給餌量制御手段を設けること、または、水棲生物の活動
状態を映像として撮影し、該映像を画像処理して2値化
し、該画像処理の結果から前記水棲生物の活動量を数値
化し、該数値に基づいて給餌量及び給餌時間を制御する
ことによって、解決される。ここで、水棲生物の活動状
態を映像として水面の波形を撮影し、水棲生物の活動量
は、波形を2値化した画像から波形のトータル数及び/
または波形の全面積を計算して数値化する。また、水棲
生物の活動状態を映像として水中の水棲生物を撮影し、
水棲生物の活動量は、水棲生物の水深方向の分布及び/
または水棲生物の行動量の度合いを数値化する。また、
飼育環境計測手段及び/または水棲生物の数と大きさを
計測する手段を設け、飼育環境及び/または水棲生物の
数と大きさに基づいて給餌量を調整する。上記課題は、
飼育手段の水面の波形を映像として撮影する撮像手段
と、該水面の波形の映像を2値化する画像処理する手段
と、前記波形を2値化した画像から波形のトータル数及
び/または波形の全面積を計算して水棲生物の活動量を
数値化する活動量数値化手段と、前記数値と予め設定し
た前記波形トータル数及び/または前記波形全面積値の
比較に基づいて給餌手段の給餌量を制御する給餌量制御
手段を設けること、または、水棲生物を飼育している水
面の波形を映像として撮影し、該水面の波形の映像を画
像処理して2値化し、前記波形を2値化した画像から波
形のトータル数及び/または波形の全面積を計算して前
記水棲生物の活動量を数値化し、前記数値と予め設定し
た前記波形のトータル数及び/または前記波形の全面積
値の比較に基づいて給餌量を制御することによって、解
決される。
【0005】本発明は、水棲生物群及び群中の各個体が
餌料を要求する度合い(餌料要求性)及びそれにより誘
発される摂餌行動さらに餌料要求性の低下による摂餌行
動の変化を画像解析して数値化し、この数値に基づいて
自動給餌するため、常に適正量の餌料を給餌し、摂餌率
を向上し、給餌に係わるコストを低減し、給餌作業を効
率化し、さらに環境水域の汚染を防止する。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態による
水棲生物用自動給餌装置の全体構成を示す。本実施形態
は、水棲生物の例として魚の場合を示す。図1におい
て、10は魚、11は餌、20は魚10を飼育する飼育
手段、30は水面、40Aは水面30を撮影する撮像手
段、40Bは水中の魚10の映像を撮影する撮像手段、
50は撮像した映像を画像処理し、画像処理信号50S
を出力する画像処理手段、60は魚群の活動量を数値化
し、活動量数値信号60Sを出力する活動量数値化手
段、70は活動量数値信号60Sと飼育環境計測信号1
10Sとに基づいて給餌量信号70Sを出力する給餌量
制御手段、80は給餌タンク90から給餌管100を通
して餌11を供給する給餌手段、90は給餌タンク、1
10は季節、気圧、水温、溶存酸素濃度などから飼育環
境計測信号110Sを出力し、給餌量信号70Sを補正
する飼育環境計測手段を表す。
【0007】次に、図1の構成について詳細を説明す
る。飼育手段20は、屋内外を問わない飼育水槽であ
る。撮像手段40Aは、水面30を撮影した映像として
波の濃淡映像を得る。画像処理手段50は、波の濃淡映
像を2値化し、この2値化により波の波形や水面の反射
を抽出する。この2値画像を図2〜4に模式的に示す。
図2に示す波形30Aは、魚に給餌しない時の水面の波
を表す。この時の波形30Aの特徴は水平方向の形にな
る。図3に示す波形30Bは、小さな魚を飼育する場合
の給餌時波形を表す。小さな魚が餌を食べる時には、魚
が水面近くに群れたり、餌を摂取しようとして水面上に
出たり、水面に落下し、水中を下降する餌を食べようと
するため、細かなしぶきが立ち、図3に示すような給餌
時波形30Bが2値像で抽出される。図3中の給餌時波
形30Bは、図2中の波形30Aに比較して、数が増え
るという特徴を有する。図4及び図3に示す波形30C
は、大きな魚を飼育する場合の給餌時波形を表す。大き
な魚が餌を食べる時には、波頭が立って大きなしぶきと
なり、図4に示すような給餌時波形30Cが2値像で抽
出される。図4及び図3中の給餌時波形30Cは、図2
中の波形30Aや図3中の給餌時波形30Bに比較し
て、面積が増えるという特徴を有する。そこで、本実施
形態では、給餌時波形30Bと30Cを魚群及び群中の
各魚が餌料を要求する度合い(餌料要求性)、それによ
り誘発される摂餌行動(摂餌行動量)、餌料要求性の低
下による摂餌行動の変化(餌料要求量の低下)を表す指
標とする。ここで、2値化とは、明るさにむらのある映
像から明るい部分と暗い部分とを分離する処理をいう。
本実施形態では、原画像において、明るい部分(つま
り、波頭を表す)を「1」とし、暗い部分(つまり、波
頭以外の水面を表す)を「0」として表す。よって、図
2及び図3では、本来、波形30A、30B、30Cが
白で、背景は黒であるが、図示の都合上、背景も白く示
す。活動量数値化手段60は、給餌時波形30Bと30
Cを2値像とした画像処理信号50Sを入力し、給餌時
波形30Bと30Cの量について、波形30Bのトータ
ル数60SNまたは波形30Cの全面積60SAを計算
して各々定量化し、魚群の活動量を数値化する。小さな
魚の場合、魚10が餌11を摂取する行動が活発であれ
ばあるほど、波形30Bのトータル数60SNは増え
る。大きな魚の場合、魚10が餌11を摂取する行動が
活発であればあるほど、波形30Cの全面積60SAが
増える。ただし、小さな魚の場合でも、図3に示すよう
に、30Bと30Cの両波形が混在する場合がある。こ
のような場合には、波形トータル数60SNと波形全面
積60SAを同時に計測する。例えば、波形トータル数
60SNでは波形30Bと30Cの数を積算し、波形全
面積60SAでは波形30Bと30Cの面積を加算す
る。以上のことから、本実施形態は、波形トータル数6
0SNと波形全面積60SAとを魚10の餌料要求性、
摂餌行動量、餌料要求量の低下を測る指標として用い、
以下、両者を一緒に説明する。給餌量制御手段70は、
波形トータル数60SNと波形全面積60SAからなる
活動量数値信号60Sを受けて、給餌量を算出する。波
形トータル数60SNが多い程、あるいは、波形全面積
60SAが大きいほど給餌量を大とする。逆に、波形ト
ータル数60SNが少なく、あるいは、波形全面積60
SAが小さい程、給餌量を小とする。給餌(摂餌)開始
初期は、波形トータル数60SNまたは波形全面積60
SAが大であるので、予め決められた所定給餌量とす
る。給餌手段80は、給餌量信号70Sを受けて、給餌
タンク90から餌11を給餌管100を通して飼育手段
20中の魚10に供給する。飼育環境計測手段110
は、給餌量を季節、気圧、水温や溶存酸素濃度によって
変える必要があるため、水温計測、溶存酸素濃度計測な
ど計測情報を基に飼育環境計測信号110Sを作成し、
給餌量制御手段70から出力する給餌量信号70Sを補
正する。魚の成育に適した水温と溶存酸素濃度の時には
給餌量を多めにする。逆に、そうでない時には給餌量を
少なめにする。また、魚10の成長サイクルを考慮して
季節的に給餌量を調整する。また、給餌量は、魚10の
数と大きさによっても変える必要がある。そのため、撮
像手段40Bで魚10の数と大きさを計測して、この計
測値に応じて給餌量信号70Sを補正する。すなわち、
魚10の数が多く、大きさが大であれば給餌量は大とす
る。撮像手段40Bによる計測方法については他の実施
形態において後述する。
【0008】次に、図5を用いて、本実施形態の動作を
説明する。図5は、横軸に時間、縦軸にそれぞれ波形ト
ータル数60SNの度合い、波形全面積60SAの度合
い、給餌量を示す。給餌開始時に、まず、特定の音や光
を発し、少量の餌料を給餌し、魚群の摂餌行動を誘発す
る。この時点では、魚10の餌料要求性が高いため、魚
10の活動量は大きく、水面30に多数の細かなしぶき
の給餌時波形30Bと、波頭が立って大きなしぶきの給
餌時波形30Cが発生する。撮像手段40Aはこの給餌
時波形30Bと30Cを撮影し、波の濃淡映像を画像処
理手段50に入力する。画像処理手段50においてこの
濃淡映像を2値化し、2値像とした画像処理信号50S
に基づいて活動量数値化手段60が波形30Bのトータ
ル数60SNと波形30Cの全面積60SAを計算して
各々定量化し、魚群の活動量を数値化する。この時の波
形トータル数60SNと波形全面積60SAは、図5の
ように大であり、給餌量制御手段70は、この数値化し
た活動量数値信号60Sを受けて給餌量を算出し、同時
に、飼育環境計測手段110からの飼育環境計測信号1
10Sを受け、また、撮像手段40Bにより計測した魚
10の数と大きさの計測値に応じて前記算出した給餌量
を補正し、図5に示す給餌初期(餌料要求性が高い時)
(給餌開始時〜時間t1)において、図5中の給餌量7
0Sを給餌手段80に指令して、給餌タンク90から餌
11を給餌管100を通して飼育手段20中の魚10に
与える。給餌を続けると、次第に魚10の餌料要求性が
低下してゆくので、魚10の摂餌行動量は低下する。魚
10の摂餌行動量の低下に応じて水面30の給餌時波形
30Bは少なくなり、給餌時波形30Cは小さくなる。
この場合、図5に示すように、波形トータル数60SN
が漸次少なくなり、波形全面積60SAも漸次小さくな
る。給餌の時間経過に伴い、つまり、給餌(摂餌)中期
(t1〜t2)、給餌(摂餌)後期(t2〜t3)にか
け、トータル数60SNと全面積60SAの度合いに応
じて給餌量70Sを図5中のように段階的に減少させ、
ストップさせる。ここで、給餌量と継続時間は、波形ト
ータル数60SNまたは波形全面積60SAに応じて制
御し、波形トータル数60SNまたは波形全面積60S
Aの減少が早ければ、給餌を早目にストップさせる。
【0009】このように、本実施形態によれば、魚の餌
料要求性及びそれにより誘発される摂餌行動さらに餌料
要求性の低下による摂餌行動の変化に応じて発生する水
面の波形を画像処理により濃淡映像の2値画像とし、こ
の2値画像に基づいて魚が餌を摂取する活動量を数値化
し、さらには、季節、飼育環境、魚の数や大きさなどの
成長度に応じて給餌量を調整するので、常に適切な給餌
を行うことができる。この結果、給餌量を必要最小限に
した上で、食べ残しが減少するので、餌料のコストの低
減が図られ、併せて水域の汚染を防止することが可能と
なる。また、魚の摂餌行動の変化に応じて給餌量と継続
時間を自動制御するので、給餌作業による人的負担を軽
減し、給餌作業が効率化される。
【0010】なお、本実施形態では、給餌量と継続時間
は、波形トータル数60SNまたは波形全面積60SA
に応じて制御し、給餌量70Sを図5中のように段階的
に減少させ、ストップさせることについて説明したが、
波形トータル数60SN及び波形全面積60SAについ
てそれぞれ予め設定値60SA*、60SN*を給餌量制
御手段70に設定し、波形トータル数60SNと波形全
面積60SAがそれぞれの設定値60SA*、60SN*
を下回ったとき、給餌量制御手段70により給餌量70
Sをストップさせてもよい。魚に給餌する回数は、通常
1日1回と決められているが、この設定値60SA*、
60SN*による給餌制御を行うことにより、魚が餌を
欲する限り、1日複数回の給餌を実行することができ
る。また、本実施形態では、波形トータル数60SNと
波形全面積60SAとを魚10が餌料を要求する度合い
(餌料要求性)、それにより誘発される摂餌行動(摂餌
行動量)、餌料要求性の低下による摂餌行動の変化(餌
料要求量の低下)を測る指標として用いたが、波形トー
タル数60SNまたは波形全面積60SAのいずれか一
方を魚10の餌料要求性、摂餌行動量、餌料要求量の低
下を測る指標としてもよい。また、本実施形態では、図
5において、波形トータル数60SNと波形全面積60
SAの度合いに応じて給餌量70Sを段階的に減少さ
せ、ストップさせることについて説明したが、給餌量7
0Sを漸次的に減少させ、ストップさせてもよい。ま
た、本実施形態では、魚10の数と大きさを直接計測で
きない場合には、外部から魚10の数と大きさの信号
(いずれも図示略)を給餌量制御手段70に入力して、
給餌量を補正してもよい。
【0011】図6は、本発明の他の実施形態による一部
構成を示す。水棲生物用自動給餌装置の全体構成は、図
1の実施形態に比し、図1の撮像手段40Aの替わりに
図1の撮像手段40Bを用いる点で異なり、その他は同
じである。すなわち、図1の実施形態は、水面の波を撮
影し、波立ちの度合いを数値化することを特徴とするに
比し、本実施形態は、水中の魚を水平方向から撮影し、
魚の水深方向の分布と魚の行動量の度合いを数値化する
ことを特徴とする。図6において、200は照明手段、
210は照明手段200を設置し、一部がガラスなどの
透明部材200Gからなる照明光設置手段、220は照
明光の照明光均一化手段、230は撮像手段40Bを設
置し、一部がガラスなどの透明部材230Gからなる撮
像装置設置手段を表し、撮像手段40Bは画像処理手段
50に接続され、給餌手段80は給餌タンク90に連結
される。照明手段200の照明光は、照明光均一化手段
220を介して水中に照射され、魚10を照明する。撮
像手段40Bが魚10の映像を撮影し、画像処理手段5
0において画像処理する。
【0012】以下、図7のフローチャートを参照しなが
ら、本実施形態の動作を説明する。まず、魚10の映像
は、図7の原画像P10に示すように、背景が白、魚1
0が黒に撮影される。これは、照明光均一化手段220
によって照明手段200の照明が均一化されているの
で、撮像手段40Bで撮影すると、背景が明るく、魚が
暗く撮影されるからである。この方法は、水が濁ってい
ても魚10を必ず暗く撮影できる効果がある。また、魚
10の色に関係なく、魚10を暗い物体として認識でき
る効果もある。次に、画像処理手段50は、撮像手段4
0Bで得た原画像P10を2値化して2値画像P20を
得る。原画像P10では前記したように魚が暗く、背景
が明るく撮影される。本実施形態では、原画像P10に
おいて、暗い部分(つまり魚を表す)を「1」、明るい
部分(つまり背景を表す)を「0」とする。図示の都合
上、明暗と「1」「0」との対応を図1の実施形態とは
逆にした。2値化により「1」を白、「0」を黒と逆に
表すとすると、P20の画像になり、白が魚、黒が背景
を表す。2値画像P20にはウインドウの四角を示す。
ウインドウは処理したい画像領域を設定するものであ
り、原画像に対し設定しても良いことは云ううまでもな
い。2値画像P20からウインドウ内画像を時刻0で得
た魚群画像がP30である。魚群画像P30では、魚1
0の位置、特に、水深方向の分布がわかる。本実施形態
では、原画像P10から魚群画像P30を得る操作を所
定時間毎に、例えば0.1秒毎に繰り返す。そして、2
値画像P20から0.1秒後の時間差魚群画像P35を
得る。これらの操作を0.1秒毎に実行する。さらに、
魚群画像P30と時間差魚群画像P35とから差分画像
P50を得る。ここで、白い部分は差分して値が1にな
った部分を表す。「差分」とは、魚群画像P30と時間
差魚群画像P35の差を求めるものである。具体的に
は、画像内の対応する各画素の値の引き算を実行する。
2値画像は、0または1の値しかないので、引き算すれ
ば、0または1または−1の値しかとらない。値0はP
30とP35で変化なかった部分を表し、1または−1
は0.1秒間で変化した、つまり、動いた部分を表す。
動いた部分が多ければ、0以外の数値をとる画素が増え
る。このように、本実施形態では、差分画像P50の白
い部分が差分して値が1になった部分を表すので、白い
部分の面積が大きければ、魚10の動きが大きいことを
表し、白い部分の面積が小さければ、魚10の動きが緩
慢であることを表す。続いて、画像処理手段50で得た
結果に基づいて、活動量数値化手段60では魚群の活動
量を定量化する。活動量数値化手段60は、魚群画像P
30から白い部分(魚を示す)の水深方向の分布を計算
して、魚群水深分布P40を得る。0.1秒毎の魚群水
深分布P40を所定時間、例えば1分間積算して平均魚
群水深分布P60を得る。図8左は、魚群量を横軸に、
水深を縦軸にした平均魚群水深分布P60を示す。平均
魚群水深分布P60は、図8左から明らかなように、給
餌(摂餌)初期つまり魚群の餌料要求性が高い場合、水
面近くの餌を活発に摂取するため、水面近くにピークの
ある分布となる。逆に、給餌(摂餌)後期つまり魚群の
餌料要求性が低下し、餌料行動が変化して餌料要求量が
減少した時には、このピークはなく、水底の方にピーク
を持つ分布となる。また、給餌(摂餌)中期では、水面
と水底の中間にピークを持つ分布となる。これらの特徴
から魚群の餌に対する餌料要求性と餌料要求量を計測す
ることができる。一方、差分画像P50から白い部分の
面積を計算合計して差分面積P70を得る。0.1秒毎
にこの差分面積P70が得られるので、所定時間、例え
ば1分間の平均値を求めて、平均差分面積P80を得
る。図8右は、差分面積P70を横軸に、その頻度を縦
軸にした平均差分面積分布を示す。この分布の平均値が
平均差分面積P80である。平均差分面積P80は、図
8右から明らかなように、給餌(摂餌)初期において差
分面積P70の大きなものが出現する頻度が増し、逆
に、給餌(摂餌)後期において差分面積P70が小さな
ものが出現する頻度が増える。また、給餌(摂餌)中期
では、差分面積P70が中位のものが出現する頻度が増
える。これらの特徴から魚群の餌に対する摂餌行動量を
計測することができる。
【0013】以上のようにして求めた平均魚群水深分布
P60と平均差分面積P80を活動量数値信号60Sと
して給餌量制御手段70に入力する。給餌量制御手段7
0は、活動量数値信号60Sと飼育環境計測信号110
Sとに基づいて給餌量信号70Sを出力する。飼育環境
計測信号110Sについては前記したので説明を省略す
る。給餌手段80は、前記したと同様に、給餌量信号7
0Sを受けて給餌タンク90から給餌管100を通し
て、飼育手段20中の魚10に餌11を供給する。本実
施形態では、図8の平均魚群水深分布P60に示すよう
に、給餌(摂餌)の時間経過に伴い、魚が次第に深い方
に移動し、また、平均差分面積P80に示すように、魚
の活動は次第に減少して緩慢になる。そこで、給餌量7
0Sは、図5において説明したように、徐々に段階的に
減少させ、ストップさせる。ここで、給餌量と継続時間
は、平均魚群水深分布P60または平均差分面積P80
に応じて制御し、平均魚群水深分布P60が深い方に早
く分布移動するとき、または、平均差分面積P80の減
少が早ければ、給餌を早目にストップさせる。
【0014】このように、本実施形態によれば、魚の餌
料要求性及びそれにより誘発される摂餌行動さらに餌料
要求性の低下による摂餌行動の変化に応じて変化する魚
の水深方向の分布と魚の行動量を画像処理により濃淡映
像の2値画像とし、この2値画像に基づいて魚が餌を摂
取する活動量を定量化し、さらには、季節、飼育環境、
魚の数や大きさなどの成長度に応じて給餌量を調整する
ので、常に適切な給餌を行うことができる。この結果、
図1の実施形態と同様な効果を発揮する。
【0015】ここで、本実施形態において、画像処理手
段50の2値画像P20から魚群画像P30を求めるこ
とを説明したが、この魚群画像P30から魚の大きさや
数を計測し、この計測値に応じて図1の実施形態におけ
る給餌量信号70Sを補正する。また、本実施形態で
は、魚の水深方向の分布と魚の行動量を魚10が餌料を
要求する度合い(餌料要求性)、それにより誘発される
摂餌行動(摂餌行動量)、餌料要求性の低下による摂餌
行動の変化(餌料要求量の低下)を測る指標として用い
たが、魚の水深方向の分布または魚の行動量のいずれか
一方を魚10の餌料要求性、摂餌行動量、餌料要求量の
低下を測る指標としてもよい。
【0016】なお、本発明の実施形態として魚を例に説
明したが、本発明は、甲殻類、動物性プランクトンをは
じめ他の水棲生物の給餌にも適用することができる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水棲生物が餌料を要求する度合い(餌料要求性)、それ
により誘発される摂餌行動、餌料要求性の低下による摂
餌行動の変化をそれぞれ画像解析して数値化し、この数
値に基づいて給餌するので、常に適正量の餌料を給餌す
ることができ、摂餌率の向上が図られると共に、給餌に
係わるコストの低減を可能とし、さらには、環境水域の
汚染を防止することができる。また、水棲生物の摂餌行
動の変化に応じて給餌量と継続時間を自動制御するの
で、給餌作業による人的負担が軽減し、給餌作業を効率
化することができる。また、水棲生物の活動量を数値化
し、この活動量と予め決めた設定値を比較して給餌制御
することにより、水棲生物が餌を欲する限り、1日複数
回の給餌を実行することができ、水棲生物を順調に生育
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による水棲生物用自動給餌
装置の全体構成図
【図2】波形の2値画像を説明する模式図
【図3】波形の2値画像を説明する模式図
【図4】は、波形の2値画像を説明する模式図
【図5】波形のトータル数の度合い、波の全面積の度合
い、給餌量を示す図
【図6】本発明の他の実施形態による一部構成図
【図7】本発明のフローチャート
【図8】平均魚群水深分布と平均差分面積分布を示す図
【符号の説明】
10 魚 11 餌 20 飼育手段 30 水面 40A、40B 撮像手段 50 画像処理手段 60 活動量数値化手段 70 給餌量制御手段 80 給餌手段 90 給餌タンク 110 飼育環境計測手段 200 照明手段 210 照明光設置手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮代 明 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 吉富 文司 東京都八王子市北野町559−6 日本水産 株式会社中央研究所内

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水棲生物を飼育する飼育手段と、餌料を
    供給する給餌手段とからなる水棲生物用自動給餌装置に
    おいて、前記水棲生物の活動状態を映像として撮影する
    撮像手段と、該映像を2値化する画像処理する手段と、
    該画像処理の結果から前記水棲生物の活動量を数値化す
    る活動量数値化手段と、該数値に基づいて前記給餌手段
    の給餌量及び給餌時間を制御する給餌量制御手段を有す
    ることを特徴とする水棲生物用自動給餌装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、水棲生物の活動状態
    を映像として水面の波形を撮影し、水棲生物の活動量
    は、前記波形を2値化した画像から波形のトータル数及
    び/または波形の全面積を計算して数値化することを特
    徴とする水棲生物用自動給餌装置。
  3. 【請求項3】 請求項1において、水棲生物の活動状態
    を映像として水中の水棲生物を撮影し、水棲生物の活動
    量は、水棲生物の水深方向の分布及び/または水棲生物
    の行動量の度合いを数値化することを特徴とする水棲生
    物用自動給餌装置。
  4. 【請求項4】 水棲生物を飼育する飼育手段と、餌料を
    供給する給餌手段とからなる水棲生物用自動給餌装置に
    おいて、前記飼育手段の水面の波形を映像として撮影す
    る撮像手段と、該水面の波形の映像を2値化する画像処
    理する手段と、前記波形を2値化した画像から波形のト
    ータル数及び/または波形の全面積を計算して前記水棲
    生物の活動量を数値化する活動量数値化手段と、前記数
    値と予め設定した前記波形のトータル数及び/または前
    記波形の全面積値の比較に基づいて前記給餌手段の給餌
    量を制御する給餌量制御手段を有することを特徴とする
    水棲生物用自動給餌装置。
  5. 【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれかにおい
    て、飼育環境計測手段及び/または水棲生物の数と大き
    さを計測する手段を設け、飼育環境及び/または水棲生
    物の数と大きさに基づいて給餌量を調整することを特徴
    とする水棲生物用自動給餌装置。
  6. 【請求項6】 請求項5において、水棲生物の数と大き
    さは、水中の水棲生物を撮影し、画像処理した2値画像
    から水棲生物群画像を求め、該水棲生物群画像に基づい
    て計測することを特徴とする水棲生物用自動給餌装置。
  7. 【請求項7】 水棲生物を飼育するに当って、餌料を自
    動供給する水棲生物用自動給餌方法において、前記水棲
    生物の活動状態を映像として撮影し、該映像を画像処理
    して2値化し、該画像処理の結果から前記水棲生物の活
    動量を数値化し、該数値に基づいて給餌量及び給餌時間
    を制御することを特徴とする水棲生物用自動給餌方法。
  8. 【請求項8】 水棲生物を飼育するに当って、餌料を自
    動供給する水棲生物用自動給餌方法において、前記水棲
    生物を飼育している水面の波形を映像として撮影し、該
    水面の波形の映像を画像処理して2値化し、前記波形を
    2値化した画像から波形のトータル数及び/または波形
    の全面積を計算して前記水棲生物の活動量を数値化し、
    該数値に基づいて給餌量及び給餌時間を制御することを
    特徴とする水棲生物用自動給餌方法。
  9. 【請求項9】 水棲生物を飼育するに当って、餌料を自
    動供給する水棲生物用自動給餌方法において、水棲生物
    の活動状態を映像として水中の水棲生物を撮影し、該映
    像を画像処理して2値化し、該画像処理の結果から水棲
    生物の水深方向の分布及び/または水棲生物の行動量の
    度合いを求めて水棲生物の活動量を数値化し、該数値に
    基づいて給餌量及び給餌時間を制御することを特徴とす
    る水棲生物用自動給餌方法。
  10. 【請求項10】 水棲生物を飼育するに当って、餌料を
    自動供給する水棲生物用自動給餌方法において、前記水
    棲生物を飼育している水面の波形を映像として撮影し、
    該水面の波形の映像を画像処理して2値化し、前記波形
    を2値化した画像から波形のトータル数及び/または波
    形の全面積を計算して前記水棲生物の活動量を数値化
    し、前記数値と予め設定した前記波形のトータル数及び
    /または前記波形の全面積値の比較に基づいて給餌量を
    制御することを特徴とする水棲生物用自動給餌方法。
  11. 【請求項11】 請求項7から請求項10のいずれかに
    おいて、飼育環境及び/または水棲生物の数と大きさに
    基づいて給餌量を調整することを特徴とする水棲生物用
    自動給餌方法。
  12. 【請求項12】 請求項11において、水棲生物の数と
    大きさは、水中の水棲生物を撮影し、画像処理した2値
    画像から水棲生物群画像を求め、該水棲生物群画像に基
    づいて計測することを特徴とする水棲生物用自動給餌方
    法。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103749370A (zh) * 2013-12-31 2014-04-30 宁波大学 一种用于水上水产生物筐养的饲料投喂系统
CN104304140A (zh) * 2014-10-13 2015-01-28 浙江张老汉生态鳖业股份有限公司 一种水产养殖用饲料供给装置
JP2015144369A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 株式会社 無重力 撮影システム、撮影方法、水槽及び制御端末
JP2016532434A (ja) * 2013-06-17 2016-10-20 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ 照明システム
WO2018042651A1 (ja) * 2016-09-05 2018-03-08 謙 藤原 給餌システム及び給餌方法
JP2020078278A (ja) * 2018-11-14 2020-05-28 株式会社 アイエスイー 養殖魚の自動給餌方法並びに自動給餌システム
KR102185637B1 (ko) * 2020-04-17 2020-12-02 주식회사 홀그린 스마트양식장 사료공급장치 및 이의 제어 방법
WO2021038753A1 (ja) * 2019-08-28 2021-03-04 ウミトロン ピーティーイー エルティーディー 水棲動物検出装置、情報処理装置、端末装置、水棲動物検出システム、水棲動物検出方法、及び水棲動物検出プログラム
KR102252877B1 (ko) * 2021-02-01 2021-05-17 금호마린테크(주) 어류 양식장용 사료공급시스템 및 이를 이용한 사료공급방법
JP2021524979A (ja) * 2018-05-23 2021-09-16 ジェージェーアンドグゴルホールディングス株式会社Jj&Googol Holdings Co., Ltd. ウナギ人工種苗及び養鰻の統合管理プラットホーム
JP7011099B1 (ja) * 2021-06-18 2022-01-26 日鉄エンジニアリング株式会社 給餌方法、給餌システム、及びプログラム
WO2022190375A1 (ja) * 2021-03-12 2022-09-15 ソフトバンク株式会社 情報処理プログラム、情報処理方法及び情報処理装置

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0865729A4 (en) * 1996-07-30 1998-12-02 Jifas Corp FISH FARMING APPARATUS
IL125357A0 (en) * 1998-07-15 1999-03-12 Eco Fish Ltd Fish feeding control in aquaculture on the basis of sound emitted by fish
US6499431B1 (en) * 2001-12-21 2002-12-31 Formosa High-Tech Aquaculture, Inc. Indoor automatic aquaculture system
NO20043542L (no) * 2003-08-26 2005-02-28 Com E Ind Equa Ltda Soc Fremgangsmate ved overvaking og regulering i sann tid av ikke forbrukt fôr i fiskeoppdrett
JP4598405B2 (ja) * 2004-01-06 2010-12-15 小原医科産業株式会社 小動物の行動診断方法
WO2009008733A1 (en) * 2007-07-09 2009-01-15 Feed Control Norway As Means and method for average weight determination and appetite feeding
TW201118761A (en) * 2009-11-17 2011-06-01 Inst Information Industry Aquatic animal counting system, method and recording medium thereof
NO331769B1 (no) * 2010-05-18 2012-03-26 Uni I Stavanger System og fremgangsmate for styrt fôring av oppdrettsfisk
EP2788110B1 (en) 2011-12-08 2018-10-17 Pentair Water Pool and Spa, Inc. Aquaculture system and method of operating a pump in such a system
EP2969158A4 (en) 2013-03-14 2016-12-21 Pentair Water Pool & Spa Inc CARBON DIOXIDE CONTROL SYSTEM FOR AN AQUACULTURE
US10219491B2 (en) 2013-03-15 2019-03-05 Pentair Water Pool And Spa, Inc. Dissolved oxygen control system for aquaculture
CN104642233A (zh) * 2013-11-21 2015-05-27 青岛润鑫伟业科贸有限公司 一种自动投料方法
CN103749371B (zh) * 2014-01-22 2015-12-09 深圳市航天食品分析测试中心有限公司 一种家庭阳台鱼菜共生系统
CN103875576B (zh) * 2014-02-28 2015-09-09 浙江大学宁波理工学院 一种投饵机的投饵方法
CN105660487A (zh) * 2016-03-18 2016-06-15 苏州海阳渔业科技有限公司 一种淡水池塘内循环流水的鱼类集中养殖系统及方法
GB201710372D0 (en) 2017-06-28 2017-08-09 Observe Tech Ltd System and method of feeding aquatic animals
US20190021292A1 (en) * 2017-07-21 2019-01-24 RoboGardens LLC System and method for adaptive aquatic feeding based on image processing
EP3843542A1 (en) * 2018-08-27 2021-07-07 Aquabyte, Inc. Optimal feeding based on signals in an aquaculture environment
KR102099447B1 (ko) * 2019-03-05 2020-04-09 블루오션영어조합법인 가두리 양식장의 사료공급 제어장치 및 그 제어방법
TWI736950B (zh) * 2019-08-12 2021-08-21 國立中山大學 智慧養殖系統與方法
DE102020115538B3 (de) 2020-06-11 2021-09-16 Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung Vorrichtung zur Versorgung von Muscheln in einer Aquakultur
US11532153B2 (en) * 2020-07-06 2022-12-20 Ecto, Inc. Splash detection for surface splash scoring
CN112400773B (zh) * 2021-01-21 2021-04-09 南京农业大学 一种基于机器视觉技术的温室鱼苗智能投饲装置及方法
CN113325741B (zh) * 2021-06-11 2022-06-14 华中农业大学 一种水产养殖饲料投喂机的智能化控制系统及控制方法
CN113207783B (zh) * 2021-06-22 2022-08-02 重庆工商大学 一种养鱼智能投食系统及方法
CN113854222A (zh) * 2021-10-29 2021-12-31 广州市蓝得生命科技有限公司 智能喂食控制方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3523520A (en) * 1967-11-29 1970-08-11 Earl E Evans Method of feeding fish
NL8004984A (nl) * 1980-09-03 1982-04-01 Estel Hoogovens Bv Machine voor het aanbrengen van merktekens op een produkt.
US4534317A (en) * 1984-08-30 1985-08-13 Cape Cod Research Procedures for monitoring fish food consumption
US5076215A (en) * 1991-01-14 1991-12-31 Yang Ning C Automatic timing device of sprinkling fish meal for fishpond
US5133287A (en) * 1991-01-18 1992-07-28 Genesis Aquaculture, Inc. Continuous fish feeding system
US5337698A (en) * 1993-03-11 1994-08-16 Federal Hill Farm, Inc. Fish feeding system

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016532434A (ja) * 2013-06-17 2016-10-20 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ 照明システム
CN103749370A (zh) * 2013-12-31 2014-04-30 宁波大学 一种用于水上水产生物筐养的饲料投喂系统
JP2015144369A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 株式会社 無重力 撮影システム、撮影方法、水槽及び制御端末
CN104304140A (zh) * 2014-10-13 2015-01-28 浙江张老汉生态鳖业股份有限公司 一种水产养殖用饲料供给装置
CN109640641A (zh) * 2016-09-05 2019-04-16 渔觅创新私人有限公司 投饵系统及投饵方法
JPWO2018042651A1 (ja) * 2016-09-05 2018-08-30 ウミトロン ピーティーイー エルティーディー 給餌システム及び給餌方法
WO2018042651A1 (ja) * 2016-09-05 2018-03-08 謙 藤原 給餌システム及び給餌方法
JP2021524979A (ja) * 2018-05-23 2021-09-16 ジェージェーアンドグゴルホールディングス株式会社Jj&Googol Holdings Co., Ltd. ウナギ人工種苗及び養鰻の統合管理プラットホーム
JP2020078278A (ja) * 2018-11-14 2020-05-28 株式会社 アイエスイー 養殖魚の自動給餌方法並びに自動給餌システム
WO2021038753A1 (ja) * 2019-08-28 2021-03-04 ウミトロン ピーティーイー エルティーディー 水棲動物検出装置、情報処理装置、端末装置、水棲動物検出システム、水棲動物検出方法、及び水棲動物検出プログラム
KR102185637B1 (ko) * 2020-04-17 2020-12-02 주식회사 홀그린 스마트양식장 사료공급장치 및 이의 제어 방법
KR102252877B1 (ko) * 2021-02-01 2021-05-17 금호마린테크(주) 어류 양식장용 사료공급시스템 및 이를 이용한 사료공급방법
WO2022190375A1 (ja) * 2021-03-12 2022-09-15 ソフトバンク株式会社 情報処理プログラム、情報処理方法及び情報処理装置
JP7011099B1 (ja) * 2021-06-18 2022-01-26 日鉄エンジニアリング株式会社 給餌方法、給餌システム、及びプログラム

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