JPH11289906A

JPH11289906A - 水棲生物位置計測装置

Info

Publication number: JPH11289906A
Application number: JP10097167A
Authority: JP
Inventors: Naoki Haramai; 直樹原間井; Kenichi Soma; 憲一相馬; Ichiro Enbutsu; 伊智朗圓佛
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 1999-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】魚群行動を光計測することにより、最適な給餌
量を決定する自動給餌システムを提供する。【解決手段】飼育水槽または生簀に点光源またはレーザ
ー光源を発光する発光手段と、感知した光より魚群の水
深位置を計測する魚群位置計測手段と、魚群の水深位置
を計測した結果より給餌量を調整する給餌量調整手段を
有する自動給餌システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水産養殖で飼育さ
れるマダイやハマチなどの水棲生物の自動給餌装置に係
わるもので、特に、水棲生物の活動状態を飼育水槽また
は生簀の側面より垂直に光面を照射し飼育水槽または生
簀の正面および側面で光の通過を感知し、水棲生物の水
深位置を計測することにより水棲生物の摂餌量に応じて
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、対象水棲生物の重量に対する割合で決定される。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。

【０００３】ところで、水棲生物に対する給餌は、従
来、人が行っており、対象水棲生物の成長状況によっ
て、１日当りの適正給餌回数，１回当りの適正給餌量を
給餌者が判断している。この場合、給餌者が判断材料と
して用いる最大要因は、対象水棲生物の水中挙動、つま
り活動量である。例えば、主要養殖魚であるマダイなど
の場合、給餌初期の対象魚の餌量要求の度合が高い場
合、水面付近で非常に活発で、激しい波が立つ。摂餌中
期から終期にかけては、餌量要求の度合が低下するにつ
れて、水面下に移動し、給餌をしても、摂餌せず、活動
量が低下する。

【０００４】給餌者は、対象魚群の成長状況や摂餌行動
を観察しながら、給餌を行う。給餌の基本は、対象魚群
中の個体に万遍なく給餌し、かつ摂餌率を限りなく１０
０パーセントに近づけることである。しかし、現実に
は、魚群中の全ての個体に万遍なく給餌し、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。

【０００５】原因として、給餌者の熟練度，時間的拘束
があげられる。給餌者は季節，気温，水温さらに天候も
配慮して給餌する必要がある。また、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れる時間がかなり制約されてい
る。

【０００６】もう一つの原因として、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。対
象水棲生物の挙動を正確に観察できるのは、水面付近だ
けであり、水深方向の挙動は極めて観察しがたい。

【０００７】これらの問題を解決するために、水面付近
の水棲生物行動を撮像した上で画像処理し、水棲生物の
活動量を数値化し、給餌量及び給餌時間を制御する方法
が検討されている。この方法では、屋内飼育水槽など限
られた飼育手段において、対象水棲生物の活動量を上面
及び側面から撮像できる。

【０００８】また、陸上の制御盤内のタイマーがセット
時間になると給餌機の自動運転を開始し、魚の捕食音を
制御盤に帰還させ確認したあと再給餌条件を設定し判定
後給餌する、捕食習性チェックによるによる無駄のない
養殖魚の自動給餌方式の検討がされている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した魚群の行動を
画像処理する方式では、魚群と背景を識別するために撮
影場所と対面方向に照明設備を要し、水槽全域で均一な
輝度を得るのが困難という問題、海洋生け簀等の広い領
域を撮像する場合、水質汚濁により魚と海水の識別が困
難であり画像処理しにくいという問題、また、撮像場所
が海上や海中であるため、波や風など自然現象の影響に
より、必要な映像が安定して得られないことが生ずる。

【００１０】捕食音によって再給餌条件を設定し判定後
に給餌する方法では、捕食音がある基準値より大である
か小であるかで判断し、数分間餌を投餌したり、停止し
たりする。この場合、バックグラウンドの雑音等によ
り、捕食音の判定が正確でなくなる可能性があり、必ず
しも給餌量が最適化とは限らない。

【００１１】本発明の課題は、魚群の水深位置分布を光
計測により求めることで、水棲生物への餌給餌量をより
適切に制御することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題は、飼育水槽ま
たは生簀に発光する発光手段と、前記発光した光を拡散
して光面をつくり、飼育水槽または生簀内の側面より垂
直に照射する光拡散手段と、飼育水槽または生簀の正面
および側面で光の通過を感知する光感知手段と、前記感
知した光より魚群の水深位置を計測する魚群位置計測手
段と、魚群の水深位置を計測した結果より給餌量を調整
する給餌量調整手段を具備することによって解決され
る。

【００１３】ここで、発光手段は、点光源またはレーザ
ー光源である。また、光拡散手段は、光源より発した光
を凹レンズと凸レンズとを組合せて光面を作り飼育水槽
または生簀の側面より垂直に照射する。また、光感知手
段は、該飼育水槽または生簀内を通過する光面を正面お
よび側面で感知して、魚群が存在するかごみ等かを判断
し、正面信号と側面信号を出力する。

【００１４】また、魚群水深位置計測手段は、正面信号
また側面信号より魚群の位置を計測する。また、給餌量
調整手段は、前記魚群水深位置計測手段により求めた給
餌量判定係数に基づいて投餌する最適な給餌量を決定す
る。

【００１５】上記手段により、魚の餌要求に常に適正な
飼料を給餌し、摂餌率を向上させ、給餌に係わるコスト
を低減，人的負担の減少、さらに水質汚濁の要因となる
未摂取の餌を低減できることになり、海洋の汚濁に寄与
できる。

【００１６】

【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。

【００１７】図１は、本発明の一実施形態を示す水棲生
物用自動給餌装置である。ここでは、水棲生物がマダイ
やハマチなどの養殖魚の場合を示す。水棲生物用自動給
餌装置は、魚１０を飼育する飼育手段２０，発光手段３
０，光拡散手段４０，光感知手段５０，魚群位置計測手
段６０，給餌量調整手段７０，給餌手段８０，給餌タン
ク９０からなる。

【００１８】魚１０は、飼育手段２０で飼育されてい
る。点光源またはレーザー光源を発光手段３０より発光
し、発光した光を光拡散手段で凹凸レンズを組合せて光
面を作り光面信号４０Ｓを出力する。光信号４０Ｓは、
飼育水槽および生簀の側面より垂直に照射される。照射
された光面は、飼育手段２０の正面および側面の光感知
手段より、光の通過を感知し、正面信号５０ＳＳおよび
側面信号５０ＳＹを出力する。

【００１９】正面信号５０ＳＳでは水棲生物の水深位置
を、側面信号５０ＳＹでは予め設定されたしきい値と遮
断された光の幅を比較し、魚群かごみかを判定する。魚
群位置計測手段６０は、正面信号５０ＳＳおよび側面信
号５０ＳＹから魚群の位置を計測し、魚群位置６０Ｓを
出力する。給餌量調整手段７０は、魚群位置６０Ｓを入
力し、給餌タンク８０より給餌管９０を通して餌１１を
飼育手段２０に投餌する。

【００２０】次に、各手段の構成について詳細に説明す
る。

【００２１】飼育手段２０は、屋内外を問わない飼育水
槽あるいは生け簀である。飼育水槽の形状は、直方形あ
るいは円柱形で、アクリル製やコンクリート製があり、
大小様々である。生け簀の形状は、直方形で魚１０より
小さなメッシュの網製や鋼製で、容積は３００ｍ³など
がある。発光手段３０は、光源が点光源またはレーザー
光源である。

【００２２】光拡散手段４０を図２を用いて説明する。
光源が点光源の場合、凸レンズを２枚使用することによ
り、また、レーザー光源の場合、凹凸レンズを組み合わ
せることにより光を拡散させて光面を作成し、飼育手段
２０の側面より垂直に照射し光信号４０Ｓを出力する。

【００２３】光感知手段５０の動作を図３と図４のフロ
ーチャートを用いて説明する。図３では、光拡散手段４
０で、飼育手段２０を通過してきた光面を正面で感知し
て魚群が存在するかを判定する（工程５１）。魚群が存
在する場合は、正面信号50SSを「０」とする（工程５
２）。魚群が存在しない場合は、正面信号５０ＳＳを
「１」とする（工程５３）。正面信号５０ＳＳを出力す
る（工程５４）。

【００２４】図４では、光拡散手段４０で、飼育手段２
０を通過してきた光面を側面で感知して、光面が遮断さ
れたかを判断する（工程５５）。光面が遮断された場
合、遮断された幅Ｌを計測する（工程５６）。あらかじ
め設定したしきい値ｆと遮断された幅Ｌを比較する（工
程５７）。遮断幅Ｌがしきい値ｆより大きければ、魚群
が存在し側面信号５０ＳＹを「０」とする（工程５
８）。光が遮断しない場合および遮断幅Ｌがしきい値ｆ
より小さいときは、魚群が存在せず側面信号５０ＳＹを
「１」とする（工程５８）。側面信号５０ＳＹを出力す
る（工程５９）。

【００２５】魚群位置計測手段６０を図５のフローチャ
ートを用いて説明する。まず、正面信号５０ＳＳおよび
側面信号５０ＳＹを読込む（工程６１）。次に正面信号
50SSおよび側面信号５０ＳＹから魚群位置分布係数を求
める（工程６２）。正面信号５０ＳＳおよび側面信号５
０ＳＹが「０」のとき、魚群位置分布係数ＦＬを「０」と
する。正面信号５０ＳＳおよび側面信号５０ＳＹが
「１」のとき、魚群位置分布係数ＦＬを「１」とする。
魚群位置分布係数ＦＬより魚群活動係数Ｓｉを決定し魚
群活動係数信号６０Ｓを出力する（工程６３）。

【００２６】いま、上層の魚群位置判定係数をＦＬ１、
中層の魚群位置信号をＦＬ２、低層の魚群位置信号をＦ
Ｌ３とすると、魚群活動係数Ｓｉは（数１）ないし（数
３）のようになる。

【００２７】

【数１】Ｓ１＝（ＦＬ１＝０，ＦＬ２＝０or１，ＦＬ３＝１） …（数１）

【００２８】

【数２】Ｓ２＝（ＦＬ１＝１，ＦＬ２＝０or１，ＦＬ３＝０） …（数２）

【００２９】

【数３】Ｓ３＝（ＦＬ１＝１，ＦＬ２＝１，ＦＬ３＝０） …（数３）Ｓ１：活発Ｓ２：やや活発Ｓ３：安定給餌量調整手段７０の動作を図６のフローチャートを用
いて説明する。まず、魚群位置計測手段６０から魚群活
動係数信号Ｓｉを取込む（工程７１）。次に投餌するの
に最適な給餌量Ｆを決定する（工程７２）。給餌（摂
餌）初期の予め決められた所定給餌量をＦＦとし、以後
は（数２）に基づいて給餌量を決定し、給餌量７０Ｓを
出力する。

【００３０】

【数４】給餌量Ｆ＝ｋ・ＦＦ・Ｓｉ・Ｔｉ …（数４）ｋ：補正定数、ＦＦ：所定給餌量、Ｓｉ：魚群活動係
数、Ｔｉ：給餌時期給餌手段８０は、給餌量信号７０Ｓを受けて、給餌タン
ク９０から餌１１を供給管１００を通して飼育手段２０
中の魚１０に供給する。

【００３１】次に図７を用いて、本実施形態の動作の具
体例を説明する。図７において、横軸に時間，縦軸に魚
群活動係数Ｓｉ，給餌量を表す。飼育手段２０の側面よ
り垂直に、発光手段３０で発光した光を、光拡散手段４
０で光面にして照射する。光感知手段６０で光の通過を
感知する。これら、発光手段３０，光拡散手段４０，光
感知手段５０を飼育手段２０の上層，中層および下層に
設置する。給餌開始時（時間ｔ０）に、まず、特定の音
を発し、少量の飼料を給餌し、魚群の摂餌行動を誘発す
る。この時点では、魚１０の飼料要求性が高いため、魚
１０の活動量は大きく、水面付近に集まってくる。

【００３２】このとき、上層の光は遮断され、光面信号
４０ＳＡと４０ＳＢは受光手段５０に到達しないので正
面信号５０ＳＳおよび側面信号５０ＳＹは「０」を出力
する。魚群位置計測手段６０において正面信号５０ＳＳ
および側面信号５０ＳＹから魚群位置分布係数ＦＬを求
め、魚群位置分布係数ＦＬから魚群活動係数信号Ｓｉを
決定する。魚群活動係数信号Ｓｉが、Ｓ１（活発）にな
ると、摂餌行動が開始したとみなし、給餌動作をＯＮ
（開始）とする。

【００３３】給餌が始まると、飼育手段２０の上層の光
が遮断され、上層の魚群位置判定係数ＦＬ１は、「０」
を出力し、図７に示す給餌初期（餌要求性が高い時）
（時間ｔ０〜時間ｔ１）において、図７中の給餌量７０
Ｓを給餌手段８０に司令して、給餌タンク９０から餌１
１を給餌管を通して飼育手段２０中の魚１０に与える。
給餌を続けると、次第に魚１０の餌要求性が低下してい
くので、魚１０の餌要求性の低下による摂餌行動の変化
を飼育手段２０の上層，中層および下層で魚群活動係数
信号Ｓｉを計測し、この計測に基づいて給餌量を定量化
するため、常に適正な給餌量を自動給餌できる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、水生物群
の行動を光計測することによって、常に適正量の餌量を
自動給餌することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における水棲生物用自動給餌装置の全体
構成を示す図。

【図２】図１の光源を光面にするための凹凸レンズの組
合せを示す図。

【図３】図１の光感知手段の正面信号の動作を示すフロ
ーチャート。

【図４】図１の光感知手段の側面信号の動作を示すフロ
ーチャート。

【図５】図１の魚群位置計測手段の動作を示すフローチ
ャート。

【図６】図１の給餌量調整手段の動作を示すフローチャ
ート。

【図７】本発明の魚群活動，給餌量を示す図。

【符号の説明】

１０…魚、１１…餌、２０…飼育手段、３０…発光手
段、４０…光拡散手段、５０…光感知手段、６０…魚群
位置計測手段、７０…給餌量調整手段、８０…給餌手
段、９０…給餌タンク。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】飼育水槽または生簀の水棲生物の活動量を
計測する水棲生物位置計測装置において、飼育水槽また
は生簀に発光する発光手段と、前記発光した光を拡散し
て光面をつくり、飼育水槽または生簀内の側面より垂直
に照射する光拡散手段と、飼育水槽または生簀の正面お
よび側面で光の通過を感知する光感知手段と、前記感知
した光の通過や遮断により水棲生物群活動量を求め、水
棲生物群の位置分布を計測する水棲生物位置計測手段
と、を具備することを特徴とする水棲生物位置計測装
置。
【請求項２】請求項１記載の水棲生物位置計測装置にお
いて、発光手段は、点光源またはレーザー光源であるこ
とを特徴とする水棲生物位置計測装置。
【請求項３】請求項１記載の水棲生物位置計測装置にお
いて、光拡散手段は、光源より発した光を凹レンズと凸
レンズを組合せて光面を作り飼育水槽または生簀の側面
より垂直に照射することを特徴とする水棲生物位置計測
装置。
【請求項４】請求項１記載の水棲生物位置計測装置にお
いて、光感知手段は、該飼育水槽または生簀内を通過す
る光面を正面および側面で感知して、魚群が存在するか
ごみ等かを判断し、正面信号と側面信号を出力すること
を特徴とする水棲生物位置計測装置。
【請求項５】飼育水槽または生簀の水棲生物を供給する
水棲生物自動給餌装置において、水棲生物位置計測装置
と、前記水棲生物位置計測装置で計測した水棲生物位置
分布から魚群活動を判断し最適な給餌量を決定する給餌
量調整手段とを具備することを特徴とする水棲生物用自
動給餌装置。
【請求項６】請求項５に記載の水棲生物位置計測装置に
おいて、発光手段は、点光源またはレーザー光源である
ことを特徴とする水棲生物位置計測装置。