(57)【要約】【課題】  多数の水中生物を対象として、それらの移動経路を広範囲で精度良く推定できるだけでなく、多種の水中生物を長期的に追跡できるようにする。【解決手段】  水中生物の移動経路を推定する方法であって、水中生物に取り付けられた水中生物取り付け装置１００によって、水中生物が通過した地点の深度と、その深度における水温及び塩分濃度／又は水温を時系列的に測定し、水中生物取り付け装置１００の時系列測定データを、海洋予報により計算した時系列三次元の水温分布データ及び塩分濃度分布データ／又は水温分布データと照合して、水中生物の移動経路を推定する。【選択図】      図２
2005207902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中生物の移動経路を推定する方法であって、
前記水中生物に取り付けられた水中生物取り付け装置によって、前記水中生物が通過した地点の深度と、その深度における水温及び塩分濃度／又は水温を時系列的に測定し、
前記水中生物取り付け装置の時系列測定データを、海洋予報により計算した時系列三次元の水温分布データ及び塩分濃度分布データ／又は水温分布データと照合して、前記水中生物の移動経路を推定する
ことを特徴とする水中生物の移動経路推定方法。
【請求項２】
前記水中生物取り付け装置が、前記水中生物が海面に浮上した際に、人工衛星を利用して前記水中生物の浮上位置を測定し、この浮上位置データとともに前記時系列測定データを送信することを特徴とする請求項１記載の水中生物の移動経路推定方法。
【請求項３】
前記水中生物取り付け装置に加速度センサを付加して、前記水中生物の加速度を時系列的に測定し、
前記時系列加速度データを加味して、前記水中生物の移動経路を推定する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の水中生物の移動経路推定方法。
【請求項４】
前記水中生物取り付け装置に加速度センサ及びジャイロセンサを付加して、前記水中生物の加速度及び姿勢を時系列的に測定し、
前記時系列加速度データ及び前記時系列姿勢データを加味して、前記水中生物の移動経路を推定する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水中生物の移動経路推定方法。
【請求項５】
水中生物の移動経路を推定するシステムであって、
前記水中生物に取り付けられ、前記水中生物が通過した地点の深度と、その深度における水温及び塩分濃度／又は水温を時系列的に測定するとともに、前記水中生物が海面に浮上した際に、人工衛星を利用して前記水中生物の浮上位置を測定し、この浮上位置データとともに前記時系列測定データを送信する水中生物取り付け装置と、
前記水中生物取り付け装置が送信した前記浮上位置データ及び前記時系列測定データを、人工衛星を介して受信するデータ受信処理装置と、
海洋予報により時系列三次元の水温分布データ及び塩分濃度分布データ／又は水温分布データを算出する海洋予報計算装置と、
前記時系列測定データを、前記水温分布データ及び前記塩分濃度分布データ／又は前記水温分布データと照合して、前記水中生物の移動経路を推定する水中生物移動経路推定装置と、
前記データ受信処理装置、前記海洋予報計算装置及び前記水中生物移動経路推定装置を通信可能に接続するネットワーク等の通信手段と
を備えることを特徴とする水中生物の移動経路推定システム。
【請求項６】
前記水中生物取り付け装置が、加速度センサによって、前記水中生物の加速度を時系列的に測定し、
前記水中生物移動経路推定装置が、前記時系列加速度データを加味して、前記水中生物の移動経路を推定する
ことを特徴とする請求項５記載の水中生物の移動経路推定システム。
【請求項７】
前記水中生物取り付け装置が、加速度センサ及びジャイロセンサによって、前記水中生物の加速度及び姿勢を時系列的に測定し、
前記水中生物移動経路推定装置が、前記時系列加速度データ及び前記時系列姿勢データを加味して、前記水中生物の移動経路を推定する
ことを特徴とする請求項５又は６記載の水中生物の移動経路推定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中生物の移動経路推定方法及び移動経路推定システムに関し、特に、海中及び海面付近を移動する生物を対象とし、その移動経路を推定する際に好適な移動経路推定方法及び移動経路推定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水中生物の移動経路推定方法としては、バイオテレメトリーを利用するものを中心として様々な方法が提案されている。
以下に主な例を四つ挙げる。
【０００３】
一例目は、水中生物に電波発信装置を取り付け、水中生物が海面に浮上した際に、電波発信装置から発信される電波を人工衛星で受信して、水中生物の位置を測定し、この測定位置の軌跡から水中生物の移動経路を推定するものである。
この方法を用いたものとしては、例えば、アルゴスシステム（非特許文献１参照）を利用したプロジェクトＳＥＡＳＴＡＲ２０００（非特許文献２参照）が挙げられる。
【０００４】
アルゴスシステムは、人工衛星を利用したデータ収集システムであって、アルゴス送信機から送信される様々なセンサデータを人工衛星で受信して収集するデータ収集機能と、ＧＰＳなどの他システムに頼ることなく、独自にアルゴス送信機の緯度・経度を算出する位置算出機能を備えており、人工衛星が受信したデータは、地上局で解析処理を行なった後、システム利用者に送られる。
ＳＥＡＳＴＡＲ２０００では、アオウミガメにアルゴス送信機を取り付けて移動経路の追跡を行っている。
【０００５】
二例目は、水中生物に音波発信器を取り付け、船や海底に設置した音波受信機で水中生物からの音波信号を受信し、水中生物の移動軌跡を推定するものである（非特許文献３参照）。
例えば、非特許文献３では、水中生物に取り付けた音波発信器から深度情報を含む音波信号を発信するとともに、この信号を調査船に装着した音波受信機で受信し、さらに、音波信号を受信したとき、船の位置をＧＰＳで測定することにより、水中生物の位置を特定している。
【０００６】
三例目は、水中生物に加速度センサ及びジャイロセンサを取り付け、慣性航法を用いて水中生物の動きを測定するものである。
例えば、水中生物が海面に浮上した際に、水中生物に取り付けた電波発信器から人工衛星に電波を発信して、水中生物の位置を特定するとともに、加速度センサ及びジャイロセンサの時系列測定データを、人工衛星を介して地上局に送信することにより、水中生物の移動経路を推定することが可能になる。
【０００７】
四例目には、バイオテレメトリーを利用しない例として、水中ロボットを利用するものが挙られる（非特許文献４参照）。
例えば、非特許文献４には、水中ロボットが撮影した画像から水中生物を抽出・認識し、カメラやロボット本体がその水中生物を追跡するシステムが示されている。
【非特許文献１】インターネット＜ＵＲＬ：http://www.argosinc.com/＞
【非特許文献２】インターネット＜ＵＲＬ：http://bre.soc.i.kyoto-u.ac.jp/seastar2000/＞
【非特許文献３】林陽子，「バイオテレメトリーによるヒラメの沿岸来遊行動解析」，神奈川県水産総合研究所研究報告，１９９８年３号，ｐ．３１−３７
【非特許文献４】インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ritsumei.ac.jp/se/rm/ari-kawa/act/uw3.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来における水中生物の移動経路推定方法には、いくつかの問題点がある。
【０００９】
第一の問題点は、多数の水中生物を対象とし、これらの移動経路を広範囲で精度良く求められないことである。
例えば、水中生物に電波発信装置を取り付ける第一の従来例では、水中生物が海面に浮上した際の位置データしか取得できないため、位置データが離散的であり、水中における生物の移動経路を正確に推定することが困難である。
また、水中生物に音波発信装置を取り付ける第二の従来例では、水中生物からの音波信号を受信する大規模な受信システムの設置が必要になるだけでなく、この受信システムに音波が届く水域でしか測定ができないため、広範囲の移動を追跡することが困難である。
【００１０】
また、水中生物に加速度センサ及びジャイロセンサを取り付ける第三の従来例では、測定誤差が累積されるため、推定した移動経路に大きな誤差が含まれる可能性がある。この誤差は、人工衛星を利用した位置測定により補正が可能であるが、浮上頻度が低い水中生物の調査では、補正頻度が低くなるため、補正による精度の向上を期待できない。
また、水中ロボットを使用する第四の従来例では、一生物を追跡するために一台の水中ロボットが必要であり、多数の水中生物を対象として移動経路を調査することはコスト的に困難である。
【００１１】
第二の問題点は、移動経路を追跡できる水中生物の種類が限られることである。
例えば、水中生物に電波発信装置を取り付ける第一の従来例では、海面への浮上頻度が低い水中生物の調査に適用すると、その精度が著しく低下するため、移動経路の推定が実質的に不可能である。
また、水中ロボットを使用する第四の従来例では、画像により水中生物を認識し、これを追跡し続ける必要があるため、適用可能な水中生物が制限される。
【００１２】
第三の問題点は、水中生物の移動経路を長期的に追跡できないことである。
例えば、水中生物に音波発信装置を取り付ける第二の従来例では、船に音波受信器を設置し、水中生物からの音波信号の届く距離を保つように、船で水中生物を追跡する必要があるため、長期的な調査は困難である。
また、水中ロボットを使用する第四の従来例では、対象生物を水中ロボットで追跡し続けなければならないため、長期的な調査は困難である。
【００１３】
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、多数の水中生物を対象として、それらの移動経路を広範囲で精度良く推定できるだけでなく、多種の水中生物を長期的に追跡することができる水中生物の移動経路推定方法及び移動経路推定システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため本発明における水中生物の移動経路推定方法は、水中生物の移動経路を推定する方法であって、前記水中生物に取り付けられた水中生物取り付け装置によって、前記水中生物が通過した地点の深度と、その深度における水温及び塩分濃度／又は水温を時系列的に測定し、前記水中生物取り付け装置の時系列測定データを、海洋予報により計算した時系列三次元の水温分布データ及び塩分濃度分布データ／又は水温分布データと照合して、前記水中生物の移動経路を推定する方法としてある。
【００１５】
このようにすれば、水中生物の水中移動経路を精度良く推定することができるので、海面への浮上頻度が低い水中生物であっても、その移動経路を広い範囲にわたり高精度に推定することが可能になる。
また、本発明に用いる水中生物取り付け装置は、小型化や大量生産が可能であるため、多数の水中生物を対象とし、それらの移動経路を低コストで調査することができる。
【００１６】
また、本発明における水中生物の移動経路推定方法は、前記水中生物取り付け装置が、前記水中生物が海面に浮上した際に、人工衛星を利用して前記水中生物の浮上位置を測定し、この浮上位置データとともに前記時系列測定データを送信する方法としてある。
このようにすれば、人工衛星を利用することにより、多数の水中生物を対象とした移動経路の調査を広範囲で長期的に実施することができるだけでなく、船や水中ロボットで水中生物を追跡する場合に比べ、実施コストを飛躍的に低減することができる。
【００１７】
また、本発明における水中生物の移動経路推定方法は、前記水中生物取り付け装置に加速度センサを付加して、前記水中生物の加速度を時系列的に測定し、前記時系列加速度データを加味して、前記水中生物の移動経路を推定する方法としてある。
このようにすれば、時系列加速度データを加味して、移動経路の推定精度を高めることができる。
例えば、時系列加速度データを積分して速度データに変換すれば、水中生物の移動速度を加味した移動経路の推定が可能になるので、移動経路の推定精度を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明における水中生物の移動経路推定方法は、前記水中生物取り付け装置に加速度センサ及びジャイロセンサを付加して、前記水中生物の加速度及び姿勢を時系列的に測定し、前記時系列加速度データ及び前記時系列姿勢データを加味して、前記水中生物の移動経路を推定する方法としてある。
このようにすれば、時系列加速度データ及び時系列姿勢データを加味して、移動経路の推定精度を高めることができる。
例えば、海洋予報を利用して推定した移動経路と、時系列加速度データ及び時系列姿勢データから慣性航法を用いて推定した移動経路とを照合して、推定した移動経路の補正を行えば、移動経路の推定精度を向上させることが可能になる。
【００１９】
また、上記目的を達成するため本発明における水中生物の移動経路推定システムは、水中生物の移動経路を推定するシステムであって、前記水中生物に取り付けられ、前記水中生物が通過した地点の深度と、その深度における水温及び塩分濃度／又は水温を時系列的に測定するとともに、前記水中生物が海面に浮上した際に、人工衛星を利用して前記水中生物の浮上位置を測定し、この浮上位置データとともに前記時系列測定データを送信する水中生物取り付け装置と、前記水中生物取り付け装置が送信した前記浮上位置データ及び前記時系列測定データを、人工衛星を介して受信するデータ受信処理装置と、海洋予報により時系列三次元の水温分布データ及び塩分濃度分布データ／又は水温分布データを算出する海洋予報計算装置と、前記時系列測定データを、水温分布データ及び塩分濃度分布データ／又は水温分布データと照合して、前記水中生物の移動経路を推定する水中生物移動経路推定装置と、前記データ受信処理装置、前記海洋予報計算装置及び前記水中生物移動経路推定装置を通信可能に接続するネットワーク等の通信手段とを備える構成としてある。
【００２０】
このようにすれば、海洋予報を利用して、水中生物の水中移動経路を精度良く推定することが可能になるので、海面への浮上頻度が低い水中生物であっても、その移動経路を広い範囲にわたり高精度に推定することができる。
また、本発明に用いる水中生物取り付け装置は、小型化や大量生産が可能であるため、多数の水中生物を対象とし、それらの移動経路を低コストで調査することができる。
また、時系列測定データや位置データの収集に人工衛星を利用するので、多数の水中生物を対象とした移動経路の調査を広範囲で長期的に実施することができる。
なお、前記データ受信処理装置、前記海洋予報計算装置及び前記水中生物移動経路推定装置の接続は記録媒体を用いて行ってもよい。したがって、ここにいう「通信手段」とは、媒体によってデータを移動させる場合を含むものである。
【００２１】
また、本発明における水中生物の移動経路推定システムは、前記水中生物取り付け装置が、加速度センサによって、前記水中生物の加速度を時系列的に測定し、前記水中生物移動経路推定装置が、前記時系列加速度データを加味して、前記水中生物の移動経路を推定する構成としてある。
このようにすれば、時系列加速度データを積分して速度データに変換することにより、水中生物の移動速度を加味した移動経路の推定が可能になるので、移動経路の推定精度を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明における水中生物の移動経路推定システムは、前記水中生物取り付け装置が、加速度センサ及びジャイロセンサによって、前記水中生物の加速度及び姿勢を時系列的に測定し、前記水中生物移動経路推定装置が、前記時系列加速度データ及び前記時系列姿勢データを加味して、前記水中生物の移動経路を推定する構成としてある。
このようにすれば、海洋予報を用いた移動経路の推定に加え、慣性航法を用いて移動経路の推定が可能になるので、移動経路の推定精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明によれば、水中生物取り付け装置が測定した水温、塩分濃度などの時系列測定データを、海洋予報により計算した時系列三次元の水温分布データや塩分濃度分布データと照合して、水中生物の移動経路を推定することにより、水中生物の水中移動経路を精度良く推定することが可能になる。これにより、海面への浮上頻度が低い水中生物であっても、その移動経路を広い範囲にわたり高精度に推定することができる。
また、水中生物取り付け装置は、小型化や大量生産が可能であるため、多数の水中生物を対象とし、それらの移動経路を低コストで調査することができる。
また、時系列測定データや浮上位置データの収集に人工衛星を利用すれば、多数の水中生物を対象とした移動経路の調査を広範囲で長期的に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２５】
［第一実施形態］
まず、本発明の第一実施形態に係る水中生物の移動経路推定システム及び移動経路推定方法について、図１〜図３を参照して説明する。
図１は、第一実施形態に係る移動経路推定システムの構成を示すブロック図、図２は、第一実施形態に係る移動経路推定システムの構成及び動作を示す説明図、図３は、海洋予報計算装置の構成及び動作を示す説明図である。
【００２６】
これらの図に示すように、水中生物の移動経路推定システムは、水中生物取り付け装置１００と、データ受信処理装置２００と、海洋予報計算装置３００と、水中生物移動経路推定装置４００とから構成されている。
水中生物取り付け装置１００は、人工衛星５００を介して、データ受信処理装置２００にデータを送信することができ、また、データ受信処理装置２００、水中生物移動経路推定装置４００及び海洋予報計算装置３００は、それぞれネットワークや媒体等６００を介して通信可能に接続されている。
【００２７】
水中生物取り付け装置１００は、水温センサ１０１と、塩分濃度センサ１０２と、圧力センサ１０３と、データ蓄積装置１０４と、データ送信装置１０５とを備えて構成され、移動経路を推定したい水中生物に取り付けられる。
水温センサ１０１、塩分濃度センサ１０２及び圧力センサ１０３は、それぞれ水中で水温、塩分濃度、圧力（深度）を一定時間毎に測定する。これらの測定データは、データ蓄積装置１０４に時系列測定データとして蓄積される。
【００２８】
また、水中生物取り付け装置１００は、水中生物が海面に浮上した際に、浮上位置及び浮上日時を測定する機能と、データ蓄積装置１０４に蓄積された時系列測定データとともに浮上位置データ及び浮上日時データをデータ受信処理装置２００に送信する機能とを備えている。
浮上位置及び浮上日時の測定は、例えば、データ送信装置１０５から人工衛星５００に向けて所定の電波を送信することにより行われる。
データ受信処理装置２００に対するデータ送信は、前記のように人工衛星５００を介して行われる。
【００２９】
データ受信処理装置２００は、データ受信装置２０１と、データ変換装置２０２と、異常データ除去装置２０３とを備えている。
データ受信装置２０１は、人工衛星５００を介して、水中生物取り付け装置１００からのデータを受信する。
データ変換装置２０２は、データ受信装置２０１から水中生物が浮上した日時データ及び位置データ（Ｄ１）、水中を移動していた間の各時刻における水温データ（Ｄ２）、塩分濃度データ（Ｄ３）及び圧力データ（Ｄ４）を受け取り、圧力データ（Ｄ４）を深度データ（Ｄ５）に変換する。
異常データ除去装置２０３は、時系列測定データと統計値との比較などにもとづくデータ品質管理により、時系列測定データから異常データを取り除く。そして、これらのデータ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ５）は、ネットワークや媒体等６００を介して、水中生物移動経路推定装置４００へ送られる。
【００３０】
海洋予報計算装置３００は、海洋循環モデル計算装置３０１と、観測データ同化システム３０２とを備えている。
海洋循環モデル計算装置３０１は、海底地形データ、気象要素、気候値（水温、塩分濃度）を入力すると、海洋空間の状況を海洋変動メカニズムにもとづく数値モデルとして解き、海洋空間の水温分布データ、塩分濃度分布データ及び流速分布データを含む水平・深度方向の３次元格子データを一定時間毎の時系列データとして出力するように構成されている。
観測データ同化システム３０２は、海洋循環モデル計算装置３０１の出力結果に水温、塩分濃度、海面高度など実際の観測結果を同化（融合）することにより、海洋循環モデルの計算精度を高める。
【００３１】
水中生物移動経路推定装置４００は、海洋予報データ抽出装置４０１と、最適経路推定装置４０２とを備えている。
海洋予報データ抽出装置４０１は、データ受信処理装置２００から、水中生物が浮上した日時データ及び位置データ（Ｄ１）、水中を移動していた間の各時刻における水温データ（Ｄ２）、塩分濃度データ（Ｄ３）及び深度データ（Ｄ５）を受け取ると、この水中生物取り付け装置１００による時系列測定データが存在する時間帯、海域の３次元格子水温データ（Ｍ１）及び塩分濃度データ（Ｍ２）を海洋予報計算装置３００から取得する。
最適経路推定装置４０２は、時系列測定データ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ５）と、海洋予報データ抽出装置４０１の出力結果（Ｍ１、Ｍ２）を照合し、最小二乗法などの最適化法を用いて、水中生物の移動経路を推定する。
【００３２】
つぎに、本実施形態の全体動作（移動経路推定方法）について、図１〜図３を参照して詳細に説明する。
生物が海中に入ると、水中生物取り付け装置１００は、一定時間間隔で水温、塩分濃度及び圧力を測定し、これらを時系列測定データとして蓄積する。この動作は、生物が海面に浮上するまで続けられる（図２のＳ１）。
生物が海面付近に浮上したら、水中生物取り付け装置１００は、人工衛星５００に電波を送信して、浮上日時及び浮上位置を測定するとともに、蓄積された時系列測定データ（水温、塩分濃度及び圧力）、浮上日時データ及び浮上位置データを人工衛星５００に送信する（図２のＳ２）。
生物が再び海中に入ったら、Ｓ１に戻り、生物が浮上沈降を繰り返して移動し続けるあいだ、観測を終了するまで、Ｓ１とＳ２の動作を繰り返す。
【００３３】
人工衛星５００に送信したデータは、データ受信処理装置２００により受信する（図２のＳ３）。データ受信処理装置２００は、圧力データを深度データへ変換し、各時刻における深度、水温及び塩分濃度をデータベースへ格納する。このとき、観測したデータと統計値との比較などにより、データの品質管理を行ない、異常データを取り除く（図２のＳ４）。
データベースに格納した深度、水温、塩分濃度などの時系列測定データは、ネットワークや媒体等６００を介して水中生物移動経路推定装置４００へ送られる（図２のＳ５）。
【００３４】
一方、海洋予報計算装置３００では、海洋空間の状況を海洋変動メカニズムにもとづく数値モデルとして解き、現在、過去、未来の状況を推測して、海洋空間の水温分布データや塩分濃度分布データを含む３次元格子データを一定時間毎の時系列データとして出力する（図２のＳ６）。
【００３５】
この海洋予報計算装置３００の動作について図３を用いて説明する。
海洋予報には、海洋循環モデルにより計算を行なうステップ（図３のＳ６−１）と、計算したモデルに実際の観測データを同化するステップ（図３のＳ６−２）とが含まれる。
ステップ６−１では、海底地形データから海底の形状を与え、気象データから海面条件を与え、海洋変動メカニズムに基づく数値モデルにしたがって計算を行ない、海洋空間をシミュレーションする。
【００３６】
ステップ６−２では、ステップ６−１の結果に、ＢＴ観測（水深水温自動記録装置による観測）による水温データや、衛星観測による海面高度データを同化して精度をより高め、海洋空間の現在及び将来の水温、塩分濃度及び流速を水平・深度方向の三次元格子データとして出力する。
計算したこれらの三次元格子データは、一定時間毎の時系列データとして水中生物移動経路推定装置４００へ送られる（図２のＳ７）。
【００３７】
水中生物移動経路推定装置４００は、海洋予報計算結果から、水中生物取り付け装置１００による時系列測定データが存在する期間の水温分布データや塩分濃度分布データを含む時系列三次元格子データを取り出す。
さらに、水中生物移動経路推定装置４００は、水中生物取り付け装置１００の時系列測定データを、海洋予報計算装置３００が計算した時系列三次元格子データと照合し、水中生物の移動経路を最小二乗法などの最適化法により推定する（図２のＳ８）。
【００３８】
以上のように構成された本実施形態の移動経路推定システムによれば、水中生物が浮上していない期間の情報を水温、塩分濃度及び圧力として取得し、これらの情報を海洋予報の結果と照合して、水中生物の移動経路を推定するように構成されているので、水中生物の移動経路を従来に比べて精度良く推定することができる。
また、浮上頻度が低い水中生物でも、その移動経路を高精度に推定することが可能であるため、移動経路を推定できる水中生物の種類を増やすことができる。
【００３９】
また、本実施形態では、浮上位置の測定や時系列測定データの送受信に人工衛星５００を利用するので、海域が限られず広い範囲で水中生物の移動経路を推定することができる。
また、本実施形態では、水中生物取り付け装置１００の小型化及び大量生産が可能であり、しかも、浮上位置の測定や時系列測定データの送受信に人工衛星５００を利用するので、多数の水中生物を対象とし、それらの移動経路を同時に推定することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、水中生物取り付け装置１００が測定データを取得する間隔を数分間隔とし、データ蓄積容量を小さくすることができるため、安価な記憶デバイスの利用が可能になるだけでなく、通信容量も小さく抑えることができる。
【００４１】
また、本実施形態が移動経路の推定に用いる海洋予報は、近年、精度及び分解能の向上がなされており、技術的革新がめざましいため、それに伴って移動経路の推定精度が向上することが期待される。
例えば、海洋予報の分野では、海洋学会を筆頭に学会、シンポジウムでの研究成果の発表件数も多く、Webで予報結果を公開している例もある（JCOPE：Japan
Coastal Ocean Predictability Experiment  http://www.jamstec.go.jp/frsgc/jcope/index.html）。
【００４２】
また、海洋循環モデルの精度、分解能だけではなく、観測データの同化方法の改良についても様々な研究がなされており、今後更なる発展が見込まれる。
計算機の性能も年々向上してきており、数年後には更に高分解能なモデルのシミュレーションが可能になると予測される。
更に、海洋予報で将来の海の予測をするのではなく過去の海の状況を予測する場合には、同化に使用する質の良い観測データを多く集めることが可能であり、更に精度の高いシミュレーション結果を得ることができる。
したがって、水中生物の測定データと照合する海洋予報の結果は、今後更なる精度の向上が見込まれるため、水中生物の経路推定精度も更に向上するものと予測される。
【００４３】
［第二実施形態］
つぎに、本発明の第二実施形態に係る水中生物の移動経路推定システム（移動経路推定方法）について、図４を参照して説明する。ただし、第一実施形態と共通する構成及び動作については、第一実施形態と同じ符号を付し、第一実施形態の説明を援用する。
【００４４】
図４は、第二実施形態に係る移動経路推定システムの構成を示すブロック図である。
この図に示すように、第二実施形態の移動経路推定システムは、水中生物取り付け装置１００に、ＧＰＳアンテナ１２１とＧＰＳ受信器１２２が付加されている点が第一実施形態と相違している。
【００４５】
つまり、第一実施形態では、生物が海面付近に浮上すると、水中生物取り付け装置１００が人工衛星５００に向けて電波を送信して浮上位置及び浮上日時を測定しているが、第二実施形態では、水中生物取り付け装置１００が、人工衛星５００に電波を送信するのではなく、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ電波を受信して浮上位置及び浮上日時を特定している。
【００４６】
以上のように構成された第二実施形態によれば、ＧＰＳを利用して浮上位置を測定するように構成されているため、今後、ＧＰＳによる位置測定の必要時間が短縮されたり、ＧＰＳ衛星の数が増えて測定精度があがったりすると、第一実施形態に比べて、水中生物が浮上した際の位置を高精度に測定することが可能になる。
【００４７】
［第三実施形態］
つぎに、本発明の第三実施形態に係る水中生物の移動経路推定システム（移動経路推定方法）について、図５を参照して説明する。
図５は、第三実施形態に係る移動経路推定システムの構成を示すブロック図である。
この図に示すように、第三実施形態の移動経路推定システムでは、水中生物取り付け装置１００に、加速度センサ１３１が付加されている点が第一実施形態と相違している。
【００４８】
つまり、第三実施形態では、第一実施形態のステップ２（図２のＳ２）において加速度センサ１３１の時系列データも同時に送信し、ステップ４（図２のＳ４）において時系列加速度データを積分して速度データに変換する処理が付加される。
また、ステップ５（図２のＳ５）において水中生物移動経路推定装置４００へ送信するデータに速度データも加えられ、ステップ８（図５のＳ８）では、水中生物取り付け装置１００による深度、水温、塩分濃度及び速度の時系列データを、海洋予報計算装置３００による水温及び塩分濃度の時系列三次元格子データと照合し、水中生物の移動経路を最小二乗法などの最適化法により推定する。
【００４９】
以上のように構成された第三実施形態によれば、時系列加速度データを加味して、移動経路の推定精度を高めることができる。具体的には、時系列加速度データを積分して速度データに変換すれば、水中生物の移動速度を加味した移動経路の推定が可能になるので、移動経路の推定精度を向上させることができる。
【００５０】
［第四実施形態］
つぎに、本発明の第四実施形態に係る水中生物の移動経路推定システム（移動経路推定方法）について、図６を参照して説明する。
図６は、第四実施形態に係る移動経路推定システムの構成を示すブロック図である。
この図に示すように、第四実施形態の移動経路推定システムでは、水中生物取り付け装置１００に、加速度センサ１４１及びジャイロセンサ１４２が付加されている点が第一実施形態と相違している。
【００５１】
つまり、第四実施形態では、第一実施形態のステップ２（図２のＳ２）において加速度センサ１４１及びジャイロセンサ１４２の時系列測定データ（時系列加速度データ及び時系列姿勢データ）も同時に送信し、ステップ４（図２のＳ４）において、加速度センサ１４１及びジャイロセンサ１４２の時系列測定データから慣性航法を利用して、水中生物の水中移動経路を推定する作業を加える。
また、ステップ５（図２のＳ５）において水中生物移動経路推定装置４００へ送信するデータに慣性航法を利用した移動経路の推定結果を加える。そして、ステップ８（図２のＳ８）では、水温、塩分濃度の情報に慣性航法を利用した移動経路の推定結果も加えて最適化法により生物の移動経路を推定する。
【００５２】
以上のように構成された第四実施形態によれば、時系列加速度データ及び時系列姿勢データを加味して、移動経路の推定精度を高めることができる。具体的には、海洋予報を利用して推定した移動経路と、時系列加速度データ及び時系列姿勢データから慣性航法を用いて推定した移動経路とを照合して、推定した移動経路の補正などを行うことにより、移動経路の推定精度を向上させることが可能になる。
【００５３】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されないことは勿論である。例えば、前記実施形態では、水温及び塩分濃度を時系列的に測定し、これらの時系列測定データを、海洋予報により計算した時系列三次元の水温分布データ及び塩分濃度分布データと照合して、水中生物の移動経路を推定しているが、水温を時系列的に測定し、この時系列測定データを、海洋予報により計算した時系列三次元の水温分布データと照合して、水中生物の移動経路を推定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、水中生物の移動経路を精度良く推定できることから、生態把握、習性把握などの生物学的研究分野に適用できる。
また、遠地における魚類の移動経路がわかることから、魚量予測や魚の移動経路予測といった漁業分野にも適用可能である。
また、遠地での魚類の移動経路から潮の流れを予測することも可能であり、気象海洋学にも適用可能である。
さらに、気象海洋で異常現象などが発生した場合の水中生物の行動把握など、環境と生物行動の関係の解明にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第一実施形態に係る移動経路推定システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第一実施形態に係る移動経路推定システムの構成及び動作を示す説明図である。
【図３】海洋予報計算装置の構成及び動作を示す説明図である。
【図４】第二実施形態に係る移動経路推定システムの構成を示すブロック図である。
【図５】第三実施形態に係る移動経路推定システムの構成を示すブロック図である。
【図６】第四実施形態に係る移動経路推定システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５６】
１００  水中生物取り付け装置
１０１  水温センサ
１０２  塩分濃度センサ
１０３  圧力センサ
１０４  データ蓄積装置
１０５  データ送信装置
１２１  ＧＰＳアンテナ
１２２  ＧＰＳ受信器
１３１  加速度センサ
１４１  加速度センサ
１４２  ジャイロセンサ
２００  データ受信処理装置
２０１  データ受信装置
２０２  データ変換装置
２０３  異常データ除去装置
３００  海洋予報計算装置
３０１  海洋循環モデル計算装置
３０２  観測データ同化システム
４００  水中生物移動経路推定装置
４０１  海洋予報データ抽出装置
４０２  最適経路推定装置
５００  人工衛星
６００  ネットワークや媒体等
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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