(57)【要約】【課題】生息域の想定に大きな影響を受けること無く、また、複数の受信器を設置すること無く、水中生息生物に付けられた発振器からの信号を受信することができるようにする。【解決手段】水中に生息する調査対象の生物２に超音波発振器４が取り付けられ、また、無人で自動航走する水中航行装置１に超音波受信器３が備え付けられ、予め設定された経路５に従って水中航行装置１が自動航走しながら、超音波発振器４から発信される超音波が超音波受信器３によって受信されるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に生息する生物に発信器が取り付けられ、また、無人で自動航走する水中航行装置に受信器が備え付けられ、予め設定された経路に従って前記水中航行装置が自動航走しながら、前記発信器から発信される信号が前記受信器によって受信されることを特徴とする水中生息生物の位置情報の収集方法。
【請求項２】
前記水中航行装置の航走軌跡の相互の間隔が、前記発信器と前記受信器との間での最大送受信可能距離以下であることを特徴とする請求項１記載の水中生息生物の位置情報の収集方法。
【請求項３】
前記水中航行装置の航走速度がｖ［ｍ／分］であると共に前記発信器の信号の発信間隔がＴint［分］であり、また、前記発信器と前記受信器との間での最大送受信可能距離がＤmax［ｍ］であるとき、ｖ×Ｔint ≦ Ｄmax／２ であることを特徴とする請求項１記載の水中生息生物の位置情報の収集方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中生息生物の位置情報の収集方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、例えば水中を移動しながら生息する生物の位置を特定したり追跡したりする調査などに用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中に生息する生物、例えば魚類の位置を特定する方法として、水中生物に超音波発振器をつけて、これから発信される超音波を受信する位置に基づいて前記水中生物の位置を特定する方法がある。
【０００３】
水中生物の位置を特定する手法として、例えば、受信のために指向性受信機による方向探査をして想定生息域内に移動する方法がある（非特許文献１，非特許文献２）。
【０００４】
水中生物の位置を特定する他の手法として、多数の受信機を設置して、複数受信機の位置と受信信号強度とから、位置を特定する方法がある（非特許文献３，特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１７０９８９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＶＥＭＣＯ社，“ＶＨ１１０＆ＶＨ１８０−Ｄ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ｈｙｄｒｏｐｈｏｎｅｓ（６９＆１８０ ｋＨｚ）”，［ｏｎｌｉｎｅ］，［平成３０年１２月７日検索］，インターネット〈ＵＲＬ  https://vemco.com/products/vh110-vh180d-directional-hydrophone/〉
【非特許文献２】株式会社テクノ中部，“バイオテレメトリー調査”，［ｏｎｌｉｎｅ］，［平成３０年１２月７日検索］，インターネット〈ＵＲＬ  https://www.techno-chubu.co.jp/topics/biotelemetry/〉
【非特許文献３】ＶＥＭＣＯ社，“ＶＰＳ（ＶＥＭＣＯ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）”，［ｏｎｌｉｎｅ］，［平成３０年１２月７日検索］，インターネット〈ＵＲＬ  https://vemco.com/products/vps/〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、移動探査受信する方法では、事前に生息域を想定する必要があり、想定が外れた場合には受信不可能となってしまい、効率的な方法であるとは言い難い。
【０００８】
移動探査受信は、また、広範囲を移動する必要があり、一箇所の受信探査時間が限られることから、水中生物からの超音波発信がさえぎられる環境、たとえば岩礁などに隠れる場合、移動探査受信する方法では、受信率が低下するという問題があり、効率的な方法であるとは言い難い。
【０００９】
また、複数の受信機を設置する方法では、受信率は上昇するものの、多数の受信機の設置が必要となって費用対効果が低下し、また移動探査受信と比べると探査水域が小さくなることから、生息域の想定がさらに困難になるという問題があり、費用対効果の優れた方法であるとは言い難い。
【００１０】
そこで、本発明は、生息域の想定に大きな影響を受けること無く（言い換えると、想定する生息域を広範囲に設定することができ）、また、複数の受信機を設置すること無く、水中生息生物に取り付けられた発信器からの信号を受信することができる水中生息生物の位置情報の収集方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するため、本発明の水中生息生物の位置情報の収集方法は、水中に生息する生物に発信器が取り付けられ、また、無人で自動航走する水中航行装置に受信器が備え付けられ、予め設定された経路に従って水中航行装置が自動航走しながら、発信器から発信される信号が受信器によって受信されるようにしている。
【００１２】
したがって、この水中生息生物の位置情報の収集方法によると、受信器が広い範囲を移動するようにし得るので、調査対象の生物について予め想定する生息域が広範囲に設定され得る。
【００１３】
この水中生息生物の位置情報の収集方法によると、また、調査対象の生物の生息域に近い深度を受信器が移動するようにし得るので、受信効率が高くなる。
【００１４】
本発明の水中生息生物の位置情報の収集方法は、水中航行装置の航走軌跡の相互の間隔が、発信器と受信器との間での最大送受信可能距離以下であるようにしても良い。この場合には、調査対象の領域／水域の各地点が原則として複数回に亙って受信器の受信カバー範囲の対象になる。
【００１５】
本発明の水中生息生物の位置情報の収集方法は、水中航行装置の航走速度がｖ［ｍ／分］であると共に発信器の信号の発信間隔がＴint［分］であり、また、発信器と受信器との間での最大送受信可能距離がＤmax［ｍ］であるとき、ｖ×Ｔint ≦ Ｄmax／２ であるようにしても良い。この場合には、水中航行装置の航走速度と発信器による信号の発信間隔と信号の最大送受信可能距離とが適切な関係に調整されるので受信効率が高くなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の水中生息生物の位置情報の収集方法によれば、受信器を広い範囲に亙って移動させることができるので、調査対象の生物について予め想定する生息域を広範囲に設定することができ、調査対象生物の捕捉の確実性の向上を図ることが可能になる。また、調査対象の生物の生息域に近い深度で受信器を移動させることができるので、受信率を高めることができ、生息域特定の確実性の向上を図ることが可能になる。
【００１７】
本発明の水中生息生物の位置情報の収集方法は、水中航行装置の航走軌跡相互の間隔と信号の最大送受信可能距離との関係を調整するようにした場合には、調査対象の領域／水域の各地点を原則として複数回に亙って受信器の受信カバー範囲の対象にすることができるので、受信率を高めることができ、生息域特定の確実性の向上を図ることが可能になる。
【００１８】
本発明の水中生息生物の位置情報の収集方法は、水中航行装置の航走速度と発信器による信号の発信間隔と信号の最大送受信可能距離との関係を調整するようにした場合には、航走速度と発信間隔と最大送受信可能距離とを適切な関係に調整して受信効率を高めることができ、生息域特定の確実性の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る水中生息生物の位置情報の収集方法の実施形態の一例を説明する図であり、水中航行装置の航行ルートの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１に、本発明に係る水中生息生物の位置情報の収集方法の実施形態の一例を示す。
【００２２】
本実施形態の水中生息生物の位置情報の収集方法は、水中に生息する調査対象の生物２に超音波発振器４が取り付けられ、また、無人で自動航走する水中航行装置１に超音波受信器３が備え付けられ、予め設定された経路５に従って水中航行装置１が自動航走しながら、超音波発振器４から発信される超音波が超音波受信器３によって受信されるようにしている。
【００２３】
水中に生息する調査対象の生物２に超音波発振器４（「ピンガー」とも呼ばれる）が取り付けられた上で前記生物２が放される。
【００２４】
調査対象の生物２は、特定の種類の生物に限定されるものではなく、例えば調査目的が考慮されるなどした上で、魚類をはじめとして種々の生物が適宜選択され得る。
【００２５】
超音波発振器４としては、内蔵された電池を電源とし、超音波パルスを間欠的に且つ無指向的に発信する機序が用いられる。
【００２６】
水中航行装置１に超音波受信器３が備え付けられる。
【００２７】
超音波受信器３としては、調査対象の生物２に取り付けられる超音波発振器４から発信される超音波パルスを少なくとも受信可能な機序が用いられる。
【００２８】
調査対象の生物２に取り付けられる超音波発振器４から発信される超音波が水中航行装置１に備え付けられる超音波受信器３によって受信され得る距離の最大値を「最大送受信可能距離Ｄmax」とする。
【００２９】
最大送受信可能距離Ｄmaxは、特定の値に限定されるものではなく、具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、１５０〜２５０ ｍ 程度であることが考えられる。
【００３０】
水中航行装置１としては、無人の、自走式の、予め設定された経路／航路５に従って水中を自動航行する器機が用いられる。
【００３１】
水中航行装置１としては、例えば、「自律型水中環境モニタリングロボット」（「ＡＵＶ」（Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ  Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ  Ｖｅｈｉｃｌｅ の略）とも呼ばれる）が利用され得る。
【００３２】
水中航行装置１としては、具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、「ＲＥＭＵＳ（レイマス）」（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｕｎｉｔｓ の略）（米国ウッズホール海洋研究所開発）が用いられ得る。
【００３３】
「ＲＥＭＵＳ」は、種々のセンサを装備しつつ事前にプログラミングされたミッションコースを自律潜行することが可能であり、各種の調査（言い換えると、種々のデータの計測・収集）を自動で行うことが可能な器機である。
【００３４】
「ＲＥＭＵＳ」は、バッテリー及び当該バッテリーによって駆動するモータを備えると共にプロペラスクリュー及び縦横フィンを備え、超音波を利用した測位システムであるＬＢＬ（Ｌｏｎｇ  Ｂａｓｅ  Ｌｉｎｅ の略）方式，ＵＳＢＬ（Ｕｌｔｒａ  Ｓｈｏｒｔ  Ｂａｓｅ  Ｌｉｎｅ の略）方式，ＤＶＬ（Ｄｏｐｐｌｅｒ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  Ｌｏｇ の略）方式を応用したナビゲーション／推測航法により、所定のコース（「ミッションコース」と呼ばれる）を自律潜行航走する。
【００３５】
水中航行装置１は、図１に示すように、調査対象の領域／水域９内を、或る向きの直線ルート部５ｆと隣り合う前記或る向きと逆向きの直線ルート部５ｒとの間隔Ｒintが最大送受信可能距離Ｄmax以内であるように、直線ルート部５ｆ，５ｒの端部で折り返し反転して航行する。
【００３６】
すなわち、水中航行装置１の経路／航路５は、平面的には、直線ルート部５ｆ，５ｒとこれら直線ルート部５ｆ，５ｒの端と連続する半円ルート部５ｃ（別言すると、折り返す／反転するための曲線ルート部）とが連なり、一連の（別言すると、一続きの，一筆書きの）航行ルートとして設定される。
【００３７】
相互に隣り合って向きが逆になっている直線ルート部５ｆ，５ｒ同士の間隔Ｒintは、得られるデータの緻密性（言い換えると、超音波発振器４から発信される超音波を複数の方向において受信する頻度の増加）の観点からは、最大送受信可能距離Ｄmaxと等しいことが好ましく、最大送受信可能距離Ｄmaxよりも小さいことが好ましい。
【００３８】
相互に隣り合って向きが逆になっている直線ルート部５ｆ，５ｒ同士の間隔Ｒintが最大送受信可能距離Ｄmax以下であるように設定されることにより、水中航行装置１の航走軌跡の相互の間隔（尚、Ｒintに等しい）が最大送受信可能距離Ｄmax以下になり、調査対象の領域／水域９が漏れ無く、且つ異なる時点において原則として複数回、超音波受信器３の受信カバー範囲６の対象になる。
【００３９】
相互に隣り合って向きが逆になっている直線ルート部５ｆ，５ｒ同士の間隔Ｒintは、また、効率性の観点からは、最大送受信可能距離Ｄmaxの例えば１．４倍程度であるようにしても良い。超音波受信器３の受信カバー範囲６は最大送受信可能距離Ｄmaxを半径とする円形であるので、直線ルート部５ｆ，５ｒから離れるに従い、超音波発振器４が受信カバー範囲６に含まれる程度が減少する（言い換えると、中心位置が直線ルート部５ｆ，５ｒ上を移動する円形の受信カバー範囲６に含まれる時間が減少する）。これに対し、直線ルート部５ｆ，５ｒ同士の間隔Ｒintを最大送受信可能距離Ｄmaxの例えば１．４倍程度であるようにすることにより、水中航行装置１の進行方向（即ち、超音波受信器３の移動方向）に対して例えば前方４５°から後方４５°までの範囲のうちの直線ルート部５ｆ，５ｒから離れた部分については相互に隣り合って向きが逆になっている直線ルート部５ｆ，５ｒそれぞれを航行する際の二回は受信カバー範囲６に含まれることになるので、超音波発振器４から発信される超音波が複数回受信される確実性を向上させることができる（尚、超音波は超音波発振器４から間欠的に発信される）。
【００４０】
ここで、例えば図１に示す調査対象の領域／水域９について、ブイに取り付けられたりブイに結び付けられたケーブルに吊り下げられたりする浮遊式（別言すると、放置式）の受信器が用いられる場合には、受信器相互の間隔を最大送受信可能距離Ｄmax以下にするためには多数の受信器が必要になり、また、海流や風などによって受信器が流されて調査対象の領域／水域９について受信器の受信カバー範囲によってカバーされない領域が残ることも考えられる。
【００４１】
浮遊式／放置式の受信器が用いられる場合に対し、水中航行装置１によれば、調査対象の領域／水域９を面的に漏れ無く調査することが可能であり、また、超音波発振器４から間欠的に発信される信号（具体的には、超音波）を複数回に亙って受信することが可能であることが期待される。
【００４２】
水中航行装置１の潜行水深は、当該の水中航行装置１の潜行性能に照らして許容される範囲で、調査対象の生物２の生息深度として想定される深度若しくは前記深度にできる限り近い深度に適宜設定される。
【００４３】
水中航行装置１の航走速度は、当該の水中航行装置１の水深性能に照らして許容される範囲で、比較的遅い速度に設定されることが好ましい。例えば、水中航行装置１の航走速度をｖ（単位：ｍ／分）とすると共に超音波発振器４の超音波の発信間隔をＴint（単位：分）としたときに、最大送受信可能距離Ｄmax（単位：ｍ）との間で、下記の数式１の関係が成り立つことが好ましく、下記の数式２の関係が成り立つことが一層好ましい。
（数１）  ｖ×Ｔint ≦ Ｄmax／２
（数２）  ｖ×Ｔint ≦ Ｄmax／４
【００４４】
水中航行装置１が予め設定された航行ルート（即ち、水中航行装置１の経路／航路５）に沿って潜行航走しながら、調査対象の生物２に取り付けられた超音波発振器４から発信される超音波が水中航行装置１に備え付けられた超音波受信器３によって受信される。
【００４５】
超音波受信器３によって受信されることによって得られるデータの内容としては、例えば、受信した信号（具体的には、超音波）の識別子（言い換えると、超音波受信器３によって受信された信号／超音波を発信した超音波発振器４のＩＤ；尚、受信された超音波の周波数などによって判別されるようにしても良い），超音波を受信した時の水中航行装置１の位置，及び（必要に応じて）超音波の受信信号強度などが挙げられる。
【００４６】
超音波受信器３によって受信されるデータは、例えば、超音波を受信した時の水中航行装置１の位置が平面的にプロットされた上で複数のプロットの重心位置が求められて調査対象の生物２の位置が特定されることに利用されたり、超音波の受信信号強度が計測されている場合には受信信号強度で重み付けされた複数のプロットの重心位置が求められて調査対象の生物２の位置が特定されることに利用されたりすることが考えられる。
【００４７】
以上のように構成された水中生息生物の位置情報の収集方法によれば、超音波受信器３を広い範囲に亙って移動させることができるので、調査対象の生物２について予め想定する生息域を広範囲に設定することができる。このため、調査対象生物の捕捉の確実性の向上を図ることが可能になる。また、調査対象の生物２の生息域に近い深度で超音波受信器３を移動させることができるので、受信率を高めることができ、生息域特定の確実性の向上を図ることが可能になる。
【００４８】
なお、上述の実施形態は本発明を実施する際の好適な形態の一例ではあるものの本発明の実施の形態が上述のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において本発明は種々変形実施可能である。
【００４９】
例えば、上述の実施形態では超音波発振器４から超音波が発信されると共に超音波受信器３によって前記超音波が受信されるようにしているが、調査対象の生物２に取り付けられる発信器から発信／送信される信号の種類は超音波に限定されるものではなく、水中を伝播し得る信号であればどのような種類の信号であっても構わない。したがって、本発明において調査対象の生物２に取り付けられる発信器として利用される器機は超音波発振器に限定されるものではなく、また、本発明において水中航行装置１に備え付けられる受信器として利用される器機は超音波受信器に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る水中生息生物の位置情報の収集方法は、例えば、水産動物の水中への放流や水中での定着状況を適切に確認することができるので、種々の海洋生態調査や海洋資源の保護或いは海洋環境の創生・再生などの分野で特に利用価値が高い。
【符号の説明】
【００５１】
１    水中航行装置
２    調査対象の生物（水中生息生物）
３    超音波受信器
４    超音波発振器
５    経路／航路
５ｆ  或る向きの直線ルート部
５ｒ  逆向きの直線ルート部
５ｃ  半円ルート部
６    受信カバー範囲
９    領域／水域
【図１】
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