JP3462412B2 - 水棲生物用自動給餌装置 - Google Patents
水棲生物用自動給餌装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/80—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in fisheries management
- Y02A40/81—Aquaculture, e.g. of fish
Landscapes
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水棲生物の自動給
餌装置に係わり、特に、飼育（養殖）される水棲生物群
の摂餌行動（摂餌活動）を画像処理により計測，解析し
て、水棲生物の摂餌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。
餌装置に係わり、特に、飼育（養殖）される水棲生物群
の摂餌行動（摂餌活動）を画像処理により計測，解析し
て、水棲生物の摂餌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、対象水棲生物群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。
は、対象水棲生物群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
は一般に人が行っており、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及び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素は、対象水棲生物の水中挙動、
つまり活動量（摂餌行動量）である。
は一般に人が行っており、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及び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素は、対象水棲生物の水中挙動、
つまり活動量（摂餌行動量）である。
【０００４】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。
合、給餌初期の対象魚の餌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。
【０００５】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
中の個体に満遍なく給餌し、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。
を観察しながら、給餌を行う。給餌の基本は、対象魚群
中の個体に満遍なく給餌し、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。
【０００６】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割ける時間がかなり制約されてい
る。
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割ける時間がかなり制約されてい
る。
【０００７】この問題を解決するために、自動給餌器が
市販されているが、現在市場に見られる自動給餌器の大
部分は、タイマーにより一定間隔で一定量の餌を給餌す
るタイプ（特開昭６３−９８３３４号公報）であり、対
象水棲生物の飼料要求性を充分に考慮しているものでは
なかった。そのため、それを用いた場合の摂餌率は、熟
練者の場合よりかなり落ちると言われている。
市販されているが、現在市場に見られる自動給餌器の大
部分は、タイマーにより一定間隔で一定量の餌を給餌す
るタイプ（特開昭６３−９８３３４号公報）であり、対
象水棲生物の飼料要求性を充分に考慮しているものでは
なかった。そのため、それを用いた場合の摂餌率は、熟
練者の場合よりかなり落ちると言われている。
【０００８】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。
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。
【０００９】これらの問題を解決するために、特開平９
−２６２０４０号公報に記載されるように水面付近の水
棲生物群の摂餌中の行動を撮像したり或いは水棲生物群
の水深方向の分布と摂餌行動（活動量或いは行動量）を
撮像して画像処理により数値化し、この数値化された画
像処理データにより段階的に給餌量を制御する方法が検
討されている。また、この自動給餌装置では、季節，気
圧，溶存酸素濃度等の飼育環境が摂餌行動に影響を及ぼ
すことから、これらの飼育環境を計測して給餌量を補正
している。
−２６２０４０号公報に記載されるように水面付近の水
棲生物群の摂餌中の行動を撮像したり或いは水棲生物群
の水深方向の分布と摂餌行動（活動量或いは行動量）を
撮像して画像処理により数値化し、この数値化された画
像処理データにより段階的に給餌量を制御する方法が検
討されている。また、この自動給餌装置では、季節，気
圧，溶存酸素濃度等の飼育環境が摂餌行動に影響を及ぼ
すことから、これらの飼育環境を計測して給餌量を補正
している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記した特開平９−２
６２０４０号公報に記載の自動給餌技術は、飼育環境条
件に応じて制御すべき給餌量を補正しているため、今ま
での自動給餌装置よりも給餌量を水棲生物の摂餌要求量
に近づけることができるが、次のような改善すべき点が
あった。
６２０４０号公報に記載の自動給餌技術は、飼育環境条
件に応じて制御すべき給餌量を補正しているため、今ま
での自動給餌装置よりも給餌量を水棲生物の摂餌要求量
に近づけることができるが、次のような改善すべき点が
あった。
【００１１】すなわち、上記の従来技術では、給餌量を
時間の経過とともに段階的に分けて（例えば、摂餌初
期，摂餌中期，摂餌終期）制御し、また、飼育環境条件
（例えば季節，気圧，水温や溶存酸素等）に応じて制御
すべき給餌量を一律に補正している。しかし、実際には
摂餌過程の各段階の中でも、水棲生物は例外的な行動を
起こすことがある。例えば、摂餌初期は、摂餌意欲が活
発とされているが、その初期段階でも一時的に魚が警戒
のために上層にいっては中層に戻る行動を繰り返して摂
餌量が低下したり、飼育環境条件だけでは説明しきれな
い日毎の摂餌活動のばらつきに等により水棲生物の実際
の餌要求量と給餌量とが一致しないこともあった。
時間の経過とともに段階的に分けて（例えば、摂餌初
期，摂餌中期，摂餌終期）制御し、また、飼育環境条件
（例えば季節，気圧，水温や溶存酸素等）に応じて制御
すべき給餌量を一律に補正している。しかし、実際には
摂餌過程の各段階の中でも、水棲生物は例外的な行動を
起こすことがある。例えば、摂餌初期は、摂餌意欲が活
発とされているが、その初期段階でも一時的に魚が警戒
のために上層にいっては中層に戻る行動を繰り返して摂
餌量が低下したり、飼育環境条件だけでは説明しきれな
い日毎の摂餌活動のばらつきに等により水棲生物の実際
の餌要求量と給餌量とが一致しないこともあった。
【００１２】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、自動給餌装置による給餌量を実際の水棲生物の摂
餌要求量に今までよりも近づけて、給餌効率を高め、し
かも環境水の汚染防止に貢献することができる自動給餌
装置を提供することにある。
的は、自動給餌装置による給餌量を実際の水棲生物の摂
餌要求量に今までよりも近づけて、給餌効率を高め、し
かも環境水の汚染防止に貢献することができる自動給餌
装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、基本的には、次のような課題解決手段を
提案する。
成するために、基本的には、次のような課題解決手段を
提案する。
【００１４】すなわち、水棲生物群を飼育する飼育手段
と、前記水棲生物群の摂餌過程に応じて段階的に変化す
る標準給餌パターンを少なくとも飼育環境条件ごとに予
め準備したデータベースと、前記水棲生物群の活動状態
を撮影する撮像手段と、この映像を画像処理して数値化
する画像処理手段と、前記データベースから飼育環境条
件に合った標準給餌パターンを読み出す手段と、読み出
した前記標準給餌パターンを該標準給餌パターンの各段
階よりも細分化した時間単位で前記数値化した画像処理
データに基づき補正する補正手段と、この補正された給
餌パターンに基づいて給餌制御を実行する給餌制御手段
と、を備えたことを特徴とする。
と、前記水棲生物群の摂餌過程に応じて段階的に変化す
る標準給餌パターンを少なくとも飼育環境条件ごとに予
め準備したデータベースと、前記水棲生物群の活動状態
を撮影する撮像手段と、この映像を画像処理して数値化
する画像処理手段と、前記データベースから飼育環境条
件に合った標準給餌パターンを読み出す手段と、読み出
した前記標準給餌パターンを該標準給餌パターンの各段
階よりも細分化した時間単位で前記数値化した画像処理
データに基づき補正する補正手段と、この補正された給
餌パターンに基づいて給餌制御を実行する給餌制御手段
と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】このように構成すれば、時々刻々と変化す
る実際の摂餌過程に合うように各段階ごとの標準給餌パ
ターンを細かく補正していくので、水棲生物の実際の摂
餌活動に適合させた緻密な給餌制御を可能にする。
る実際の摂餌過程に合うように各段階ごとの標準給餌パ
ターンを細かく補正していくので、水棲生物の実際の摂
餌活動に適合させた緻密な給餌制御を可能にする。
【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。
参照して説明する。
【００１７】図１は、本実施形態の一例に係る水棲生物
用自動給餌装置を示す全体構成図である。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。
用自動給餌装置を示す全体構成図である。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。
【００１８】魚１０は、屋内外を問わない飼育手段２０
（養殖水槽または海洋いけす）で飼育されている。飼育
手段２０内の水中３０において、ＩＴＶカメラ（工業用
テレビカメラ）４０にて魚の活動状態（摂餌活動量）を
撮影し、撮像信号４０Ｓが制御装置５０の画像処理手段
５０２に出力される。
（養殖水槽または海洋いけす）で飼育されている。飼育
手段２０内の水中３０において、ＩＴＶカメラ（工業用
テレビカメラ）４０にて魚の活動状態（摂餌活動量）を
撮影し、撮像信号４０Ｓが制御装置５０の画像処理手段
５０２に出力される。
【００１９】制御装置５０は小型コンピュータにより構
成され、給餌制御手段５０１，画像処理手段５０２，給
餌パターン読み出し手段５０３，給餌パターン補正手段
（給餌量・給餌速度補正手段）７０を備えている。
成され、給餌制御手段５０１，画像処理手段５０２，給
餌パターン読み出し手段５０３，給餌パターン補正手段
（給餌量・給餌速度補正手段）７０を備えている。
【００２０】画像処理手段５０２は、ＩＴＶカメラ４０
から得られた映像（撮像信号４０Ｓ）を画像処理して水
棲生物群の活動状態（行動）を画像処理して数値化す
る。ここでは、魚群１０の水深位置分布状態が数値化さ
れている。
から得られた映像（撮像信号４０Ｓ）を画像処理して水
棲生物群の活動状態（行動）を画像処理して数値化す
る。ここでは、魚群１０の水深位置分布状態が数値化さ
れている。
【００２１】データベース６０は、水棲生物群の摂餌過
程に応じて段階的（例えば、摂餌初期段階，摂餌中期段
階，摂餌終期段階）に変化する標準給餌パターンを、水
棲生物の種類及び飼育環境条件ごとに予め準備（記憶）
している。ここで、飼育環境条件とは、例えば、季節，
気圧，水温，溶存酸素等であり、種類に応じて検出セン
サにより制御装置５０に入力されたり、オペレータを介
して入力される。
程に応じて段階的（例えば、摂餌初期段階，摂餌中期段
階，摂餌終期段階）に変化する標準給餌パターンを、水
棲生物の種類及び飼育環境条件ごとに予め準備（記憶）
している。ここで、飼育環境条件とは、例えば、季節，
気圧，水温，溶存酸素等であり、種類に応じて検出セン
サにより制御装置５０に入力されたり、オペレータを介
して入力される。
【００２２】給餌パターン読み出し手段５０３は、デー
タベース６０から水棲生物群及び飼育環境条件に合った
標準給餌パターンを読み出す。
タベース６０から水棲生物群及び飼育環境条件に合った
標準給餌パターンを読み出す。
【００２３】給餌制御手段５０１は、上記の標準給餌パ
ターンによって定義される給餌量及び給餌時間を画像処
理データに基づき算出し（この算出は補正手段７０から
の補正を伴う）、この算出した制御信号５０Ｓに基づき
給餌装置８０を介して給餌制御（給餌量・給餌時間制
御）を実行する。
ターンによって定義される給餌量及び給餌時間を画像処
理データに基づき算出し（この算出は補正手段７０から
の補正を伴う）、この算出した制御信号５０Ｓに基づき
給餌装置８０を介して給餌制御（給餌量・給餌時間制
御）を実行する。
【００２４】補正手段７０は、画像処理手段５０２から
の画像処理データにより、種々の画像解析、例えば摂餌
段階（例えば摂餌初期，摂餌中期，摂餌終期）の判定，
魚群１０の水深位置分布状態等の解析（水棲生物群の活
動量分析）、それに基づき所定の補正式〔後述の数１式
のΔｋ（ｔ）を求める式〕から給餌補正量や摂餌段階の
切り替わりタイミングの補正量を求め、この補正信号７
０Ｓを給餌制御手段５０１に送る。給餌制御手段５０１
は、この補正信号７０Ｓを入力して、前記した標準給餌
パターンによって定義される給餌量及び給餌時間に補正
量を加味して、給餌制御を実行する。換言すれば、給餌
制御手段５０１は、補正された給餌パターンに基づいて
給餌制御を実行する。
の画像処理データにより、種々の画像解析、例えば摂餌
段階（例えば摂餌初期，摂餌中期，摂餌終期）の判定，
魚群１０の水深位置分布状態等の解析（水棲生物群の活
動量分析）、それに基づき所定の補正式〔後述の数１式
のΔｋ（ｔ）を求める式〕から給餌補正量や摂餌段階の
切り替わりタイミングの補正量を求め、この補正信号７
０Ｓを給餌制御手段５０１に送る。給餌制御手段５０１
は、この補正信号７０Ｓを入力して、前記した標準給餌
パターンによって定義される給餌量及び給餌時間に補正
量を加味して、給餌制御を実行する。換言すれば、給餌
制御手段５０１は、補正された給餌パターンに基づいて
給餌制御を実行する。
【００２５】補正手段７０は、このようにして、データ
ベース６０から読み出した標準給餌パターンを画像処理
データに基づき補正するものである。ここで重要な点
は、補正手段７０は、標準給餌パターンを補正する場合
に該標準給餌パターンの各段階（例えば、摂餌初期段
階，摂餌中期段階，摂餌終期段階）よりも細分化した微
少時間単位で前記数値化した画像処理データに基づき補
正するということである。
ベース６０から読み出した標準給餌パターンを画像処理
データに基づき補正するものである。ここで重要な点
は、補正手段７０は、標準給餌パターンを補正する場合
に該標準給餌パターンの各段階（例えば、摂餌初期段
階，摂餌中期段階，摂餌終期段階）よりも細分化した微
少時間単位で前記数値化した画像処理データに基づき補
正するということである。
【００２６】給餌装置８０は、例えば、餌タンク９０の
底面に餌供給口を設け、さらにこの底面に沿って回転す
る餌供給孔付きの回転円板を設け、この回転円板の一回
転につき上記の餌供給孔が餌タンク９０底面の餌供給口
に一致して餌タンク９０から餌１１を供給するようにし
た装置で、この回転円板速度を変えることで給餌速度
（単位時間あたりの給餌回数ひいては給餌量）が変化し
て給餌量制御が可能になる。その意味で、ここでは、給
餌量と給餌速度とは表裏一体の関係にある。
底面に餌供給口を設け、さらにこの底面に沿って回転す
る餌供給孔付きの回転円板を設け、この回転円板の一回
転につき上記の餌供給孔が餌タンク９０底面の餌供給口
に一致して餌タンク９０から餌１１を供給するようにし
た装置で、この回転円板速度を変えることで給餌速度
（単位時間あたりの給餌回数ひいては給餌量）が変化し
て給餌量制御が可能になる。その意味で、ここでは、給
餌量と給餌速度とは表裏一体の関係にある。
【００２７】給餌装置８０では、給餌制御手段５０１で
求められた給餌量（給餌速度）に応じて、餌１１を餌タ
ンク９０から給餌管１００を通して飼育手段２０中の魚
１０に供給する。
求められた給餌量（給餌速度）に応じて、餌１１を餌タ
ンク９０から給餌管１００を通して飼育手段２０中の魚
１０に供給する。
【００２８】次に、上記した自動給餌装置の各構成要素
について詳細を説明する。
について詳細を説明する。
【００２９】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、例えば、
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３００
ｍ3などがある。
槽あるいは生け簀である。飼育水槽の形状は、例えば、
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３００
ｍ3などがある。
【００３０】ここで、自動給餌制御装置５０（給餌制御
手段５０１，画像処理手段５０２，給餌パターン読み出
し手段５０３，補正手段７０）の機能を図２〜図８を用
いて詳述する。
手段５０１，画像処理手段５０２，給餌パターン読み出
し手段５０３，補正手段７０）の機能を図２〜図８を用
いて詳述する。
【００３１】まず、制御装置５０における画像処理手段
５０１が、ＩＴＶカメラ４０で得られた撮像信号４０Ｓ
から画像処理する範囲を決め、その後、図２のフローチ
ャートに示すように、水深位置定義工程５１，画像処理
工程５２を実行する。
５０１が、ＩＴＶカメラ４０で得られた撮像信号４０Ｓ
から画像処理する範囲を決め、その後、図２のフローチ
ャートに示すように、水深位置定義工程５１，画像処理
工程５２を実行する。
【００３２】水深位置定義工程５１では、魚群の行動を
撮像した画面を水深方向に複数層に分けて、これらの各
層を水深位置として定義する。具体的には、撮影された
画面上の撮像領域を水深方向に複数に分割し、例えば、
図３に示すように１０分割し、上から１，２番目を上
層、３〜５番目を中層、６〜１０番目を低層と３つに水
深位置を定義する。水深位置の定義は、任意に設定して
も良い。
撮像した画面を水深方向に複数層に分けて、これらの各
層を水深位置として定義する。具体的には、撮影された
画面上の撮像領域を水深方向に複数に分割し、例えば、
図３に示すように１０分割し、上から１，２番目を上
層、３〜５番目を中層、６〜１０番目を低層と３つに水
深位置を定義する。水深位置の定義は、任意に設定して
も良い。
【００３３】画像処理工程５２では、水深位置定義工程
５１で定義された水深位置（上層，中層，低層）ごとの
魚群の行動を画像処理して数値化する。例えば、魚１０
の映像は、水中を照明手段で照射して撮影した場合、背
景が明るく、魚が暗く撮影されるから、暗い部分（魚を
表す）を「１」，明るい部分（背景）を「０」として２
値化することができ、その２値化の画素数に基づき、上
層，中層，低層（下層）の魚群の活動量（分布状態）を
算出することが可能になる。このような、活動量の数値
化処理自体は、特開平９−２６２０４０号公報にその詳
細が記載されている。
５１で定義された水深位置（上層，中層，低層）ごとの
魚群の行動を画像処理して数値化する。例えば、魚１０
の映像は、水中を照明手段で照射して撮影した場合、背
景が明るく、魚が暗く撮影されるから、暗い部分（魚を
表す）を「１」，明るい部分（背景）を「０」として２
値化することができ、その２値化の画素数に基づき、上
層，中層，低層（下層）の魚群の活動量（分布状態）を
算出することが可能になる。このような、活動量の数値
化処理自体は、特開平９−２６２０４０号公報にその詳
細が記載されている。
【００３４】給餌パターン読み出し手段５０３で実行さ
れる給餌パターン読み取り工程５３では、魚種や飼育条
件ごとに予め準備した給餌パターンデータベース６０よ
り条件にあった標準給餌パターンを読み取る。
れる給餌パターン読み取り工程５３では、魚種や飼育条
件ごとに予め準備した給餌パターンデータベース６０よ
り条件にあった標準給餌パターンを読み取る。
【００３５】給餌制御手段５０１は、画像処理工程５２
で求めた各層の魚分布量を示す画素数と、給餌パターン
読み取り工程で決定した標準給餌パターンを基に魚群の
摂餌活動量を予測し、また給餌量補正手段７０より補正
信号７０Ｓを受け取り、給餌量を決定する。画像処理工
程５２で求めた魚分布量を示す画素数は給餌量補正手段
７０に送られ、補正手段７０によって画像解析されるこ
とで補正信号７０Ｓが出力される。
で求めた各層の魚分布量を示す画素数と、給餌パターン
読み取り工程で決定した標準給餌パターンを基に魚群の
摂餌活動量を予測し、また給餌量補正手段７０より補正
信号７０Ｓを受け取り、給餌量を決定する。画像処理工
程５２で求めた魚分布量を示す画素数は給餌量補正手段
７０に送られ、補正手段７０によって画像解析されるこ
とで補正信号７０Ｓが出力される。
【００３６】給餌制御手段５０１が実行する給餌速度工
程５４では、画像処理工程５２で求めた画像処理値と、
給餌パターン読取工程５３で決められた給餌パターン
と、補正手段７０からの給餌補正量に関する信号７０Ｓ
から適正な給餌量（給餌速度）及び時間を求め、給餌装
置８０に給餌制御信号５０Ｓを出力する。
程５４では、画像処理工程５２で求めた画像処理値と、
給餌パターン読取工程５３で決められた給餌パターン
と、補正手段７０からの給餌補正量に関する信号７０Ｓ
から適正な給餌量（給餌速度）及び時間を求め、給餌装
置８０に給餌制御信号５０Ｓを出力する。
【００３７】標準給餌パターンの一例を図４に示す。図
４では、横軸に時間を縦軸に給餌量を示す。例えば、魚
の摂餌活動が活発な初期段階には多量投餌し、中期、終
期の段階にかけて給餌量を減少させる餌要求行動追従型
方式（図４ａ）、あるいは初期段階に給餌量を抑えてお
き摂餌意欲を高めた上で、中期に多量投餌し、終期に少
量させる摂餌意欲喚起型方式がある（図４ｂ）。飼育環
境条件が魚１０にとって適正であれば、餌要求行動追従
型方式で給餌する。水温が低く、摂餌意欲は不活発な場
合には、摂餌意欲喚起型方式で給餌をし、途中摂餌しな
い様であれば給餌を中止する。これらの標準給餌パター
ンは、給餌パターンデータベース６０に収められてい
る。
４では、横軸に時間を縦軸に給餌量を示す。例えば、魚
の摂餌活動が活発な初期段階には多量投餌し、中期、終
期の段階にかけて給餌量を減少させる餌要求行動追従型
方式（図４ａ）、あるいは初期段階に給餌量を抑えてお
き摂餌意欲を高めた上で、中期に多量投餌し、終期に少
量させる摂餌意欲喚起型方式がある（図４ｂ）。飼育環
境条件が魚１０にとって適正であれば、餌要求行動追従
型方式で給餌する。水温が低く、摂餌意欲は不活発な場
合には、摂餌意欲喚起型方式で給餌をし、途中摂餌しな
い様であれば給餌を中止する。これらの標準給餌パター
ンは、給餌パターンデータベース６０に収められてい
る。
【００３８】次に補正手段７０で実行される工程のフロ
ーチャートを図５を用いて説明する。
ーチャートを図５を用いて説明する。
【００３９】補正手段７０は、まず、給餌制御手段５０
１から補正指令信号７０Ｓ´を受け取ると、以下に述べ
るタイミング補正工程７１，給餌補正工程７２，タイミ
ング工程７３を実行する。
１から補正指令信号７０Ｓ´を受け取ると、以下に述べ
るタイミング補正工程７１，給餌補正工程７２，タイミ
ング工程７３を実行する。
【００４０】タイミング補正工程７１では、画像処理手
段５０１からの画像処理データ（摂餌活動時の魚群の水
深分布データ）より、現在の摂餌段階を判定する。摂餌
段階の判定について図６を用いて説明する。
段５０１からの画像処理データ（摂餌活動時の魚群の水
深分布データ）より、現在の摂餌段階を判定する。摂餌
段階の判定について図６を用いて説明する。
【００４１】図６において、横軸は摂餌活動時における
時間軸を示し、縦軸は魚群の量を示す画素数（例えば、
２値の画素のうち黒を表す画素数）であり、この画素数
に関するデータは、上層の画素数と中層の画素数と低層
の画素数に分けて表示される。
時間軸を示し、縦軸は魚群の量を示す画素数（例えば、
２値の画素のうち黒を表す画素数）であり、この画素数
に関するデータは、上層の画素数と中層の画素数と低層
の画素数に分けて表示される。
【００４２】摂餌初期は、魚群の摂餌行動は活発なので
上層に多く存在する。摂餌が進むにつれ、摂餌意欲は低
下しはじめ、やがて広がりをもって遊泳するようにな
る。
上層に多く存在する。摂餌が進むにつれ、摂餌意欲は低
下しはじめ、やがて広がりをもって遊泳するようにな
る。
【００４３】つまり、
摂餌初期：上層の画素数≧中層の画素数、かつ上層の画
素数≧低層の画素数 摂餌中期：中層の画素数≧上層の画素数≧低層の画素数 摂餌終期：低層の画素数≧上層の画素数 の３つに摂餌段階（給餌段階）を設定し、上記の画素数
の大小関係により摂餌段階を判定する。なお、上記のよ
うな上層の画素数，中層の画素数，低層の画素数は、魚
の例外的な行動パターンにより一時的に摂餌初期であっ
ても中層と上層の画素数の大小関係が逆転したり、摂餌
中期，摂餌終期でも同様の逆転現象が生じることもある
ので、そのような時に誤った判定がなされないように、
上記の水深分布データを何回かサンプリングして、その
累積値或いは平均値或いは頻度から上記の判定条件を適
用するのが望ましく、本実施例では、そのようにしてい
る。
素数≧低層の画素数 摂餌中期：中層の画素数≧上層の画素数≧低層の画素数 摂餌終期：低層の画素数≧上層の画素数 の３つに摂餌段階（給餌段階）を設定し、上記の画素数
の大小関係により摂餌段階を判定する。なお、上記のよ
うな上層の画素数，中層の画素数，低層の画素数は、魚
の例外的な行動パターンにより一時的に摂餌初期であっ
ても中層と上層の画素数の大小関係が逆転したり、摂餌
中期，摂餌終期でも同様の逆転現象が生じることもある
ので、そのような時に誤った判定がなされないように、
上記の水深分布データを何回かサンプリングして、その
累積値或いは平均値或いは頻度から上記の判定条件を適
用するのが望ましく、本実施例では、そのようにしてい
る。
【００４４】この摂餌段階の判定により、摂餌段階の切
り替りのタイミング（すなわち、給餌時間）を補正す
る。
り替りのタイミング（すなわち、給餌時間）を補正す
る。
【００４５】次に給餌補正工程７２を実行する。図７に
給餌補正工程７２の詳細を示す。
給餌補正工程７２の詳細を示す。
【００４６】給餌補正工程７２では、まず、摂餌段階判
定工程７２−１で、現在の摂餌段階を判定する。ここ
で、複数層（例えば、上層，中層，下層）に分けた各層
の画像処理データを「画像処理データの種類」として定
義すると、次の工程７２−２では、給餌量補正のために
用いる上記画像処理データ（魚群水深位置分布を示す画
素数）の種類を摂餌過程の段階ごとに切り替えてその画
素数の増減を算出して、補正量決定工程７２−３を実行
する。
定工程７２−１で、現在の摂餌段階を判定する。ここ
で、複数層（例えば、上層，中層，下層）に分けた各層
の画像処理データを「画像処理データの種類」として定
義すると、次の工程７２−２では、給餌量補正のために
用いる上記画像処理データ（魚群水深位置分布を示す画
素数）の種類を摂餌過程の段階ごとに切り替えてその画
素数の増減を算出して、補正量決定工程７２−３を実行
する。
【００４７】すなわち、現在の摂餌過程が初期段階と判
定されれば、工程７２−２で上層の画像処理データ（上
層の魚群を示す画素数；いわゆる上層の画素数）の増減
を求め、次の補正量決定工程７２−３にて、画素の増減
に対応した給餌補正量を求める。この場合、給餌量と給
餌速度を別々に制御して、給餌量のほかに給餌速度の補
正量についても求めてもよい。摂餌中期、摂餌終期につ
いても同様で、中期では中層の画像処理データを補正用
データとして採用して中層の画素数（中層の魚群を示す
画素数）の増減を求め、終期では低層の画像処理データ
を補正データとして採用して低層の画素数（低層の魚群
を示す画素数）の増減を求め、これらの画素数の増減か
ら給餌量（給餌速度）の補正量Δｋ（ｔ）を求める。
定されれば、工程７２−２で上層の画像処理データ（上
層の魚群を示す画素数；いわゆる上層の画素数）の増減
を求め、次の補正量決定工程７２−３にて、画素の増減
に対応した給餌補正量を求める。この場合、給餌量と給
餌速度を別々に制御して、給餌量のほかに給餌速度の補
正量についても求めてもよい。摂餌中期、摂餌終期につ
いても同様で、中期では中層の画像処理データを補正用
データとして採用して中層の画素数（中層の魚群を示す
画素数）の増減を求め、終期では低層の画像処理データ
を補正データとして採用して低層の画素数（低層の魚群
を示す画素数）の増減を求め、これらの画素数の増減か
ら給餌量（給餌速度）の補正量Δｋ（ｔ）を求める。
【００４８】給餌制御手段５０１は、この補正量Δｋ
（ｔ）と標準給餌パターンで定義される給餌量（給餌パ
ターン値）ＫＰ（ｔ）とから補正後の給餌量（補正後の
給餌パターン値）ＫＨ（ｔ）を算出するもので、この給
餌量ＫＰ（ｔ）の算出式と補正量Δｋ（ｔ）の算出式を
数１に示す。なお、求めた補正量は、給餌パターンデー
タベース６０に保存される。
（ｔ）と標準給餌パターンで定義される給餌量（給餌パ
ターン値）ＫＰ（ｔ）とから補正後の給餌量（補正後の
給餌パターン値）ＫＨ（ｔ）を算出するもので、この給
餌量ＫＰ（ｔ）の算出式と補正量Δｋ（ｔ）の算出式を
数１に示す。なお、求めた補正量は、給餌パターンデー
タベース６０に保存される。
【００４９】
【数１】ＫＨ（ｔ）＝ＫＰ（ｔ）＋Δｋ（ｔ）
ゆえに、Δｋ（ｔ）＝Ｅ（ｔ）×Ｉ（ｔ）
ＫＨ（ｔ）：補正後の給餌量
ＫＰ（ｔ）：給餌パターン値
Δｋ（ｔ）：補正量
Ｅ（ｔ）：給餌段階
Ｉ（ｔ）：画素増減数
リミッタ工程７３では、摂餌段階の切り替りタイミング
までの時間のリミッタとして機能する。各摂餌段階が所
定時間を越える場合は、給餌速度を制御し次の摂餌段階
に移動する。終期においては、給餌を終了する。また、
給餌全体の時間が、所定の時間になった場合も給餌を終
了する。給餌速度や摂餌段階の切り替りのタイミングま
での時間に制限を用いることで、無駄な投餌と時間を節
約できる。
までの時間のリミッタとして機能する。各摂餌段階が所
定時間を越える場合は、給餌速度を制御し次の摂餌段階
に移動する。終期においては、給餌を終了する。また、
給餌全体の時間が、所定の時間になった場合も給餌を終
了する。給餌速度や摂餌段階の切り替りのタイミングま
での時間に制限を用いることで、無駄な投餌と時間を節
約できる。
【００５０】なお、数１式からも明らかなように、補正
要素には給餌段階Ｅ（ｔ）が含まれるが、本発明ではこ
れが重要な要素であり、特に、読み出した標準給餌パタ
ーンの各段階よりも細分化した時間単位で上記数１に基
づく給餌補正を実行することが重要である。
要素には給餌段階Ｅ（ｔ）が含まれるが、本発明ではこ
れが重要な要素であり、特に、読み出した標準給餌パタ
ーンの各段階よりも細分化した時間単位で上記数１に基
づく給餌補正を実行することが重要である。
【００５１】本実施例によって補正した給餌量の経時変
化を図８に示す。図８の上図は摂餌過程の各段階におけ
る上層，中層，低層の画像処理データ（上層，中層，低
層の魚群分布状態を示す画素数）であり、下図が給餌量
の制御状態を示す。
化を図８に示す。図８の上図は摂餌過程の各段階におけ
る上層，中層，低層の画像処理データ（上層，中層，低
層の魚群分布状態を示す画素数）であり、下図が給餌量
の制御状態を示す。
【００５２】図８からも明らかなように、本実施例では
時々刻々と変化する実際の摂餌過程に合うように各段階
ごとの標準給餌パターンを各段階の中で細かく補正して
いくので、水棲生物の実際の摂餌活動に適合させた緻密
な給餌制御を可能にする。例えば、初期時において摂餌
活動は非常に活発なので、予め決めた標準給餌パターン
より大目に投餌する。摂餌行動が徐々に低下するに従
い、給餌量も給餌パターンにあわせながら補正してい
く。それによって、魚群の活動状態（画素数）の増減に
近似した給餌パターンを確保することで、最終的には無
駄のない給餌を実現できる。
時々刻々と変化する実際の摂餌過程に合うように各段階
ごとの標準給餌パターンを各段階の中で細かく補正して
いくので、水棲生物の実際の摂餌活動に適合させた緻密
な給餌制御を可能にする。例えば、初期時において摂餌
活動は非常に活発なので、予め決めた標準給餌パターン
より大目に投餌する。摂餌行動が徐々に低下するに従
い、給餌量も給餌パターンにあわせながら補正してい
く。それによって、魚群の活動状態（画素数）の増減に
近似した給餌パターンを確保することで、最終的には無
駄のない給餌を実現できる。
【００５３】本実施例によれば、飼育環境条件のほか
に、魚の日々の予測できない活動（飼育環境条件では計
りきれない活動）も加味して自動給餌を可能にするの
で、今まで以上に的確な給餌保証を実現することができ
る。
に、魚の日々の予測できない活動（飼育環境条件では計
りきれない活動）も加味して自動給餌を可能にするの
で、今まで以上に的確な給餌保証を実現することができ
る。
【００５４】
【発明の効果】本発明によれば、水棲生物群及び群中の
各個体が餌を要求する度合（餌要求性）及びそれにより
誘発される摂餌行動さらに餌要求性の低下による摂餌行
動の変化を画像処理で定量化するが、予め決められた摂
餌段階毎の給餌パターンを水棲生物の行動量によって各
段階の中で細分化（微細化）補正するので、常に適正量
の餌を給餌し、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の汚染を防止
することができる。
各個体が餌を要求する度合（餌要求性）及びそれにより
誘発される摂餌行動さらに餌要求性の低下による摂餌行
動の変化を画像処理で定量化するが、予め決められた摂
餌段階毎の給餌パターンを水棲生物の行動量によって各
段階の中で細分化（微細化）補正するので、常に適正量
の餌を給餌し、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の汚染を防止
することができる。
【００５５】また、水棲生物の摂餌活動の変化に応じて
供給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。
供給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。
【図１】本発明の一実施例に係る全体構成を示す図。
【図２】給餌制御の動作を示すフローチャート。
【図３】水深位置定義工程を示す説明図。
【図４】給餌パターンの例を示す図。
【図５】摂餌段階の給餌補正の動作を示すフローチャー
ト。
ト。
【図６】摂餌段階の判定原理を示す説明図。
【図７】給餌量の補正工程を示すフローチャート。
【図８】給餌パターンの補正後の状態を示すタイムチャ
ート。
ート。
１０…魚、１１…餌、２０…飼育手段、３０…水中、４
０…撮像手段（ＩＴＶカメラ）、５０…自動給餌制御装
置、５０１…給餌制御手段、５０２…画像処理手段、５
０３…給餌パターン読み出し手段、６０…データベー
ス、７０…給餌量制御手段、８０…給餌手段、９０…給
餌タンク。
０…撮像手段（ＩＴＶカメラ）、５０…自動給餌制御装
置、５０１…給餌制御手段、５０２…画像処理手段、５
０３…給餌パターン読み出し手段、６０…データベー
ス、７０…給餌量制御手段、８０…給餌手段、９０…給
餌タンク。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 圓佛 伊智朗
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 相馬 憲一
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番地の６ 日
本水産株式会社 中央研究所内
(56)参考文献 特開 平10−313730（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−262040（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−98334（ＪＰ，Ａ)
特表2000−500349（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A01K 61/02
Claims (6)
- 【請求項１】 水棲生物群を飼育する飼育手段と、 前記水棲生物群の摂餌過程に応じて段階的に変化する標
準給餌パターンを少なくとも飼育環境条件ごとに予め準
備したデータベースと、 前記水棲生物群の活動状態を撮影する撮像手段と、 この映像を画像処理して数値化する画像処理手段と、 前記データベースから飼育環境条件に合った標準給餌パ
ターンを読み出す手段と、 読み出した前記標準給餌パターンを該標準給餌パターン
の各段階よりも細分化した時間単位で前記数値化した画
像処理データに基づき補正する補正手段と、 この補正された給餌パターンに基づいて給餌制御を実行
する給餌制御手段と、を備えたことを特徴とする水棲生
物用自動給餌装置。 - 【請求項２】 前記データベースは、水棲生物の種類と
飼育環境条件ごとの標準給餌パターンを予め準備してい
る請求項１記載の水棲生物用自動給餌装置。 - 【請求項３】 前記補正手段は、前記標準給餌パターン
で定義されている給餌量または給餌速度を補正する請求
項１又は２記載の水棲生物用自動給餌装置。 - 【請求項４】 前記補正手段は、前記水棲生物群の水深
位置分布の画像処理データに基づき前記標準給餌パター
ンで定義された摂餌段階の切り替えのタイミングを補正
するように設定されている請求項１ないし３のいずれか
１項記載の水棲生物用自動給餌装置。 - 【請求項５】 前記水棲生物群の行動を撮像する画面を
水深方向に複数層に分けて各層ごとの水棲生物群の行動
を画像処理して数値化し、この各層を画像処理データの
種類として定義すると、前記補正手段は、補正のために
用いる前記数値化された画像処理データの種類を摂餌過
程の段階ごとに切り替えるように設定されている請求項
１ないし４のいずれか１項記載の水棲生物用自動給餌装
置。 - 【請求項６】 給餌量または給餌速度または摂餌段階の
切り替わりタイミングまでの時間のリミッタ手段を備え
ている請求項１ないし５のいずれか１項記載の水棲生物
用自動給餌装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00974099A JP3462412B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 水棲生物用自動給餌装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00974099A JP3462412B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 水棲生物用自動給餌装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000201568A JP2000201568A (ja) | 2000-07-25 |
| JP3462412B2 true JP3462412B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=11728721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00974099A Expired - Fee Related JP3462412B2 (ja) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | 水棲生物用自動給餌装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3462412B2 (ja) |
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| AU2016421610B2 (en) * | 2016-09-05 | 2020-03-19 | Umitron Pte. Ltd. | Feeding system and feeding method |
| KR102099447B1 (ko) * | 2019-03-05 | 2020-04-09 | 블루오션영어조합법인 | 가두리 양식장의 사료공급 제어장치 및 그 제어방법 |
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| CN103444613B (zh) * | 2013-08-29 | 2014-11-19 | 北京农业信息技术研究中心 | 一种用于鱼类养殖的投喂控制***及方法 |
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| CN104642235B (zh) * | 2015-02-13 | 2017-06-30 | 通威股份有限公司 | 一种根据水体浊度进行饲料投喂的养殖*** |
| CN104872038A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-09-02 | 何小平 | 一种环保高效投饵机 |
| CN106719130B (zh) * | 2016-11-25 | 2019-11-08 | 淮阴师范学院 | 一种构建温度和光照强度对于乌苏里拟鲿仔鱼生活力影响模型的方法 |
| KR101923804B1 (ko) * | 2017-01-04 | 2019-02-28 | 주식회사 네오엔비즈 | 뱀장어 양식장용 자동사료 공급량 판별장치 및 그 방법 |
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| CN109757419B (zh) * | 2019-02-15 | 2023-12-22 | 玉林师范学院 | 一种基于鱼饲料消耗量的智能喂养***及方法 |
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| KR102185637B1 (ko) * | 2020-04-17 | 2020-12-02 | 주식회사 홀그린 | 스마트양식장 사료공급장치 및 이의 제어 방법 |
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| KR102543563B1 (ko) * | 2020-12-21 | 2023-06-15 | 한국해양과학기술원 | 수중 복합센서를 이용한 해상 양식장의 최적 사료 공급 시스템 및 방법 |
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-
1999
- 1999-01-18 JP JP00974099A patent/JP3462412B2/ja not_active Expired - Fee Related
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