特許 7531798 漁具シミュレーション装置、漁具シミュレーションシステム、および、漁具シミュレーション方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-02

(45)【発行日】2024-08-13

(54)【発明の名称】漁具シミュレーション装置、漁具シミュレーションシステム、および、漁具シミュレーション方法

(51)【国際特許分類】

   A01K 75/00 20060101AFI20240805BHJP

   G06F 30/20 20200101ALI20240805BHJP

【ＦＩ】

A01K75/00 Z

G06F30/20

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020126126

(22)【出願日】2020-07-27

(65)【公開番号】P2022023294

(43)【公開日】2022-02-08

【審査請求日】2023-06-20

(73)【特許権者】

【識別番号】591018877

【氏名又は名称】日東製網株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504173471

【氏名又は名称】国立大学法人北海道大学

(73)【特許権者】

【識別番号】520276763

【氏名又は名称】エフネットダイナミクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】弁理士法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 勝也

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼本 薫

(72)【発明者】

【氏名】高木 力

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼木 弘恵

(72)【発明者】

【氏名】広上 駆

(72)【発明者】

【氏名】五味 伸太郎

【審査官】吉田 英一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２４５２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２０７３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２１９３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１０６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／００２４３４７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】棚田法男、高木力、鈴木駿介、鳥澤眞介、鈴木勝也、西山義浩、白木里香、浅海茂，旋網漁具の水中動態のリアルタイムシミュレーションシステムの開発とその性能評価，平成２８年度公益社団法人日本水産学会春季大会講演要旨集，2016年03月26日，pp. 10

【文献】棚田法男、五味伸太郎、高木力、米山和良、鳥澤眞介、鈴木勝也、白木里香、西山義浩、浅海茂，異なる操業環境下での施網漁具の動態特性とＥＫＦを用いた網地動態推定精度の向上，平成２９年度公益社団法人日本水産学会春季大会講演要旨集，2017年03月26日，pp. 2

【文献】五味伸太郎、高木力、棚田法男、米山和良、鈴木勝也、白木里香、西山義浩、浅海茂，データ同化手法を用いた網地の水中形状制御技術に関する研究 水槽実験による制御システムの検証，平成３０年度公益社団法人日本水産学会春季大会講演要旨集，2018年03月26日，pp. 2

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｋ ７５／００

Ｇ０６Ｆ ３０／２０

Ｇ１６Ｚ ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

漁具の種類を含む操業条件から、シミュレーションにおける時間別解像度または前記漁具内での領域別解像度を設定する解像度モデルを決定する解像度決定部と、
前記解像度モデルを用いて、解像度に応じたシミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、
を備え、
前記解像度決定部は、
運用漁具を用いる動的な漁具、漁法であるか、固定漁具を用いる静的な漁具、漁法であるかによって、前記解像度モデルの決定方法を異ならせる、
漁具シミュレーション装置。

【請求項2】

前記解像度決定部は、
前記操業条件に、前記漁具が配置される環境を含んで、前記解像度モデルを決定する、
請求項１に記載の漁具シミュレーション装置。

【請求項3】

前記解像度決定部は、前記時間別解像度および前記領域別解像度の両方を設定した前記解像度モデルを用いる、
請求項１または請求項２に記載の漁具シミュレーション装置。

【請求項4】

前記シミュレーション実行部は、
低解像度が設定されたとき、前記シミュレーションに用いる複数の第１質点の個数を第１個数とし、前記複数の第１質点の間隔を第１間隔として、
高解像度が設定されたとき、前記シミュレーションに用いる複数の第２質点の個数を第２個数とし、前記複数の第２質点の間隔を第２間隔とし、
前記第２個数は前記第１個数よりも多く、前記第２間隔は前記第１間隔よりも短い、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の漁具シミュレーション装置。

【請求項5】

前記シミュレーション実行部は、
前記低解像度から前記高解像度に切り替えられると、
前記複数の第１質点を、それぞれに第２質点に置き換え、
前記高解像度のシミュレーションのみに用いる第２質点を、この第２質点に隣接する複数の第１質点またはこの第２質点を囲む複数の第１質点を用いて設定する、
請求項４に記載の漁具シミュレーション装置。

【請求項6】

前記シミュレーション実行部は、
前記高解像度のシミュレーションに用いる第２質点の初期値に、前記低解像度のシミュレーションで用いられた前記複数の第１質点のシミュレーション結果の補間値を用いる、
請求項５に記載の漁具シミュレーション装置。

【請求項7】

前記シミュレーション実行部は、
前記漁具が配置される環境の潮流または波浪のパラメータを参照した曲面補間を用いて、前記第２質点の初期値を設定する、
請求項６に記載の漁具シミュレーション装置。

【請求項8】

前記解像度決定部は、
前記動的な漁具、漁法の場合、前記漁法の工程を用いて、前記解像度モデルを決定する、
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の漁具シミュレーション装置。

【請求項9】

前記解像度決定部は、
前記静的な漁具、漁法の場合、前記漁具が設置される環境の潮流または波浪に対する漁具の挙動を用いて、前記解像度モデルを決定する、
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の漁具シミュレーション装置。

【請求項10】

前記シミュレーションの結果を用いて、前記漁具の挙動の三次元画像を生成する画像生成部を備える、
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の漁具シミュレーション装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の漁具シミュレーション装置と、
前記漁具シミュレーション装置に対して、前記漁具の種類と前記漁具が配置される環境とを与え、前記漁具の挙動の三次元画像を受ける情報処理端末と、
前記漁具シミュレーション装置と前記情報処理端末とを接続する通信ネットワークと、
を備える、漁具シミュレーションシステム。

【請求項12】

漁具の種類を含む操業条件から、シミュレーションにおける時間別解像度または前記漁具内での領域別解像度を設定する解像度モデルを、運用漁具を用いる動的な漁具、漁法であるか、固定漁具を用いる静的な漁具、漁法であるかによって異ならせて決定し、
前記解像度モデルを用いて、解像度に応じたシミュレーションを実行する、
処理をコンピュータが実行する、漁具シミュレーション方法。

【請求項13】

前記操業条件に、前記漁具が配置される環境を含んで、前記解像度モデルを決定する、
請求項１２に記載の漁具シミュレーション方法。

【請求項14】

前記時間別解像度および前記領域別解像度の両方を設定した前記解像度モデルを用いて、前記シミュレーションを実行する、
請求項１２または請求項１３に記載の漁具シミュレーション方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、漁具の挙動を模擬演算する漁具シミュレーション技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、網地形状のシミュレーション、漁具シミュレーションの方法が開示されている。

【0003】

特許文献１に記載の方法では、網に関する網条件、および、流体に関する環境条件を用いて、網の節部および脚部に質点を設定し、これら質点に対する運動方程式を設定する。特許文献１に記載の方法では、この運動方程式を演算することによって、網の挙動をシミュレーションする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第３８７０３５９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、網に設定された質点の個数が多くなるほど、演算の負荷が増大し、演算時間が大幅に増加してしまう。すなわち、大規模な網のシミュレーションや、網の高精度な挙動を得るためのシミュレーションを行うと、演算時間が大幅に増加してしまう。

【0006】

一方で、網に設定する質点の個数を単純に少なくすると、網の挙動のシミュレーション結果の精度は低下してしまう。

【0007】

したがって、本発明の目的は、シミュレーション結果の精度の低下を抑制しながら、高速な演算を行うことが可能な漁具シミュレーション技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この発明の漁具シミュレーション装置は、解像度決定部、および、シミュレーション実行部を備える。解像度決定部は、漁具の種類と漁具が配置される環境とによって決まる操業条件から、シミュレーションにおける時間別解像度または漁具内での領域別解像度を設定する解像度モデルを決定する。シミュレーション実行部は、解像度モデルを用いて、解像度に応じたシミュレーションを実行する。

【0009】

この構成では、漁具を用いた操業条件に応じて、高精度なシミュレーション結果が必要な時間帯または領域に対しては高精度なシミュレーション結果を得られ、それ以外の時間帯または領域では演算時間の増大化が抑制される。

【発明の効果】

【0010】

この発明によれば、シミュレーション結果の精度の低下を抑制しながら、高速な演算を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る漁具シミュレーションシステムの概略構成を示す図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係る漁具シミュレーション方法のメインフローを示すフローチャートである。

【図3】図３は、解像度モデルの決定処理を示すフローチャートである。

【図4】図４は、動的な漁具、漁法（運用漁具）を用いた操業条件と解像度モデルとの関係を示す図である。

【図5】図５は、静的な漁具、漁法（固定漁具）を用いた操業条件と解像度モデルとの関係を示す図である。

【図6】図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）は、旋網の場合における低解像度の領域と高解像度の領域との分布の一例を示す図である。

【図7】図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、底曳網の場合における低解像度の領域と高解像度の領域との分布の一例を示す図である。

【図8】図８は、刺網の場合における低解像度の領域と高解像度の領域との分布の一例を示す図である。

【図9】図９は、定置網の場合における低解像度の領域と高解像度の領域との分布の一例を示す図である。

【図10】図１０は、養殖網の場合における低解像度の領域と高解像度の領域との分布の一例を示す図である。

【図11】図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ）は、最大質点変位量の時間変化を示すグラフである。

【図12】図１２は、漁具の全体が低解像度のシミュレーションにおける質点の設定例を示す図である。

【図13】図１３は、漁具の全体が高解像度のシミュレーションにおける質点の設定例を示す図である。

【図14】図１４は、漁具において低解像度の領域と高解像度の領域とが混在する場合のシミュレーションにおける質点の設定例を示す図である。

【図15】図１５は、シミュレーションの実行処理を示すフローチャートである。

【図16】図１６は、低解像度のシミュレーションから高解像度のシミュレーションに切り替える際の処理を示すフローチャートである。

【図17】図１７（Ａ）は、時間的要素のみを用いる場合の処理を示すフローチャートであり、図１７（Ｂ）は、領域的要素のみを用いる場合の処理を示すフローチャートである。

【図18】図１８は、複合的な判断を行う場合の処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の実施形態に係る漁具シミュレーション技術について、図を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る漁具シミュレーションシステムの概略構成を示す図である。

【0013】

図１に示すように、漁具シミュレーションシステム１０は、シミュレーション装置２０、情報処理端末３０、および、通信ネットワーク１００を備える。シミュレーション装置２０と情報処理端末３０とは、通信ネットワーク１００を介して接続される。シミュレーション装置２０が、本発明の「漁具シミュレーション装置」に対応する。

【0014】

通信ネットワーク１００は、汎用のネットワークであってもよく、このシステムに専用に設定されたネットワークでもよい。

【0015】

（シミュレーション装置２０の概略構成および処理）
シミュレーション装置２０は、データ処理部２１、インタフェース２２（図１ではＩＦ２２）、および、データベース２３（図１ではＤＢ２３）を備える。シミュレーション装置２０は、例えば、サーバ装置によって実現される。このようなサーバ装置は、情報処理端末３０よりもデータ処理能力が高いコンピュータを備える。データ処理部２１は、インタフェース２２およびデータベース２３に接続する。

【0016】

インタフェース２２は、通信ネットワーク１００を介して、情報処理端末３０のインタフェース３３に接続する。インタフェース２２は、情報処理端末３０からの操業条件を受信して、データ処理部２１に出力する。また、インタフェース２２は、データ処理部２１で生成された三次元画像を、情報処理端末３０のインタフェース３３に送信する。

【0017】

データベース２３は、本発明で実行するシミュレーション結果、このシミュレーションで得られる追加情報等を記憶する。追加情報とは、シミュレーションの実行を操作入力したユーザの傾向、各シミュレーションに対する具体的な指定情報の傾向等である。

【0018】

なお、データベース２３は、少なくともシミュレーション結果を記憶できればよい。ただし、データベース２３が追加情報を記憶することで、過去のシミュレーション結果を参照したシミュレーションを実現することが可能になり、ユーザの要望に対するシミュレーション結果の確度を向上できる。

【0019】

（データ処理部２１の概略構成および処理）
データ処理部２１は、解像度モデル決定部２１１、シミュレーション実行部２１２、および、画像生成部２１３を備える。

【0020】

解像度モデル決定部２１１には、通信ネットワーク１００、インタフェース２２を介して、情報処理端末３０から操業条件が入力される。操業条件には、シミュレーションを実行したい漁具を用いた漁法の種類と、シミュレーションによって模擬される環境（漁具が配置される環境）のパラメータ等が含まれる。

【0021】

解像度モデル決定部２１１は、操業条件から、シミュレーションに利用する解像度モデルを決定する。解像度モデルは、シミュレーションにおける時間別解像度、または、漁具内での領域別解像度を設定したものである。すなわち、解像度モデルには、時間別解像度、領域別解像度の少なくとも一方が設定されている。時間別解像度には、時系列に、高解像度の時間と低解像度の時間とが設定されている。領域別解像度には、漁具の領域別に、高解像度の領域と低解像度の領域とが設定されている。解像度モデル決定部２１１は、解像度モデルをシミュレーション実行部２１２に出力する。

【0022】

シミュレーション実行部２１２は、解像度モデルを用いて、シミュレーションを実行する。シミュレーション実行部２１２は、解像度モデルから時間別解像度および領域別解像度の設定を読み出す。シミュレーション実行部２１２は、時間別解像度および領域別解像度に応じて、シミュレーションを実行する。シミュレーション実行部２１２は、シミュレーション結果を、画像生成部２１３に出力する。

【0023】

このように、漁具のシミュレーションに対して、時間別または領域別の解像度の差を設定することによって、ユーザの所望する箇所、時間帯に対するシミュレーション結果の精度の低下を抑制しながら、シミュレーションの全体としては高速な演算を行うことができる。これにより、シミュレーション装置２０は、ユーザが所望する精度の漁具シミュレーションを、高速に演算し、ユーザに提供できる。

【0024】

画像生成部２１３は、シミュレーション結果から、漁具の挙動の三次元画像を生成する。画像生成部２１３は、三次元画像を、インタフェース２２に出力する。

【0025】

（情報処理端末３０の概略構成および処理）
情報処理端末３０は、演算部３１、操作入力部３２、インタフェース３３（図１ではＩＦ３３）、および、表示器３４を備える。情報処理端末３０は、汎用のパーソナルコンピュータ、タブレット端末等によって実現される。

【0026】

演算部３１は、情報処理端末３０の全体制御を実行する。操作入力部３２は、シミュレーション装置２０に与える操業条件の入力を受け付ける。操作入力部３２は、入力された操業条件を、演算部３１に出力する。演算部３１は、操業条件の入力支援画像を表示器３４に出力する。また、演算部３１は、確定された操業条件を、インタフェース３３に出力する。

【0027】

インタフェース３３は、通信ネットワーク１００を介して、シミュレーション装置２０のインタフェース２２に接続する。インタフェース３３は、演算部３１からの操業条件を、シミュレーション装置２０のインタフェース２２に送信する。また、インタフェース３３は、シミュレーション装置２０からの三次元画像を、演算部３１に出力する。

【0028】

表示器３４は、演算部３１からの操業条件の入力支援画像を表示する。また、表示器３４は、演算部３１からの三次元画像を表示する。

【0029】

上述のように、シミュレーション装置２０によって、必要な箇所（時間帯、領域）は高解像度で、その他の箇所（時間帯、領域）は低解像度のシミュレーション結果が得られる。したがって、三次元画像も、必要な箇所（時間帯、領域）では高解像度で、その他の箇所（時間帯、領域）では低解像度となる。すなわち、三次元画像におけるユーザが必要な箇所のデータ量は大きいが、それ以外の箇所のデータ量は小さくできる。したがって、三次元画像は、ユーザの所望する精度を実現しながら、全体としてのデータ量が圧縮されたものとなる。これにより、通信ネットワーク１００に対する三次元画像のデータ通信負荷を抑制でき、例えば、三次元画像を情報処理端末３０に、より確実に送信できる。

【0030】

（データ処理部２１におけるより処理の説明）
以下、図２から図１０を用いて、データ処理部２１で実行する処理を、より具体的に説明する。

【0031】

（データ処理部２１で実行されるメインフロー）
図２は、本発明の実施形態に係る漁具シミュレーション方法のメインフローを示すフローチャートである。図２に示すように、シミュレーション装置２０のデータ処理部２１は、メインフローとして、次のような処理を実行する。なお、各処理において、上述の構成の説明において説明済の箇所（説明が重複する箇所）は、以下、記載を適宜簡略化または省略する。

【0032】

データ処理部２１の解像度モデル決定部２１１は、操業条件を受け付ける（Ｓ１１）。解像度モデル決定部２１１は、操業条件から解像度モデルを決定する（Ｓ１２）。

【0033】

データ処理部２１のシミュレーション実行部２１２は、解像度モデルを用いたシミュレーションを実行する（Ｓ１３）。データ処理部２１の画像生成部２１３は、シミュレーション結果から、漁具の三次元画像を生成し、出力する（Ｓ１４）。

【0034】

（解像度モデルの決定処理）
図３は、解像度モデルの決定処理を示すフローチャートである。図４は、動的な漁具、漁法（運用漁具）を用いた操業条件と解像度モデルとの関係を示す図である。図５は、静的な漁具、漁法（固定漁具）を用いた操業条件と解像度モデルとの関係を示す図である。図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）は、旋網の場合における低解像度の領域と高解像度の領域との分布の一例を示す図である。図６（Ａ）は、投網工程を示し、図６（Ｂ）は、環巻工程を示し、図６（Ｃ）は、揚網工程を示す。図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、底曳網の場合における低解像度の領域と高解像度の領域との分布の一例を示す図である。図７（Ａ）は、打ち廻し工程を示し、図７（Ｂ）は、遅巻工程を示す。図８は、刺網の場合における低解像度の領域と高解像度の領域との分布の一例を示す図である。図９は、定置網の場合における低解像度の領域と高解像度の領域との分布の一例を示す図である。図１０は、養殖網の場合における低解像度の領域と高解像度の領域との分布の一例を示す図である。なお、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図８、図９、図１０では、高解像度領域はハッチングを施し、低解像度領域はハッチングを施していない。なお、以下の説明に記載されていない他の漁具、漁法についても同様に、解像度の設定が可能である。

【0035】

解像度モデル決定部２１１は、操業条件を解析する（Ｓ２１）。より具体的には、解像度モデル決定部２１１は、操業条件に設定されている漁具、漁法を抽出する。例えば、解像度モデル決定部２１１は、設定された操業条件から、図４、図５に示すような、旋網、底曳網（かけまわし式）、底曳網（オッタートロール・二艘びき）、表中層トロール、刺網、定置網、および、養殖網等を抽出する。

【0036】

解像度モデル決定部２１１は、抽出した漁具、漁法に基づいて、時間別解像度および領域別解像度を決定する（Ｓ２２）。言い換えれば、データ処理部２１は、操業条件として抽出した漁具、漁法に応じて、漁法の工程（時間的要素）別でのシミュレーションの解像度、漁具内の領域（領域的要素（位置的要素））別でのシミュレーションの解像度を決定する。この際、解像度モデル決定部２１１は、動的な漁具、漁法（運用漁具）と、静的な漁具、漁法（固定漁具）とによって、設定を異ならせることができる。

【0037】

（動的な漁具、漁法（運用漁具）の場合：図４、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）、図７（Ａ）、図７（Ｂ）参照）
動的な漁具、漁法の場合、解像度モデル決定部２１１は、漁法の過程（工程）を用いて、解像度モデルを決定する。

【0038】

解像度モデル決定部２１１は、漁具、漁法として「旋網」を抽出すれば、旋網の過程（工程）別に設定された解像度、旋網用の漁具内の領域別に設定された解像度を決定する。また、解像度モデル決定部２１１は、「底曳網（かけまわし式）」を抽出すれば、底曳網（かけまわし式）の過程（工程）別に設定された解像度、底曳網用の漁具内の領域別に設定された解像度を決定する。また、解像度モデル決定部２１１は、「底曳網（オッタ―トロール・二艘びき）」を抽出すれば、底曳網（オッタ―トロール・二艘びき）の過程（工程）別に設定された解像度、底曳網用の漁具内の領域別に設定された解像度を決定する。また、解像度モデル決定部２１１は、「表中層トロール」を抽出すれば、表中層トロールの過程（工程）別に設定された解像度、表中層トロール用の漁具内の領域別に設定された解像度を決定する。

【0039】

より具体的な一例として、漁具、漁法が「旋網」の場合を、図４、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）を参照して説明する。漁具、漁法が「旋網」であれば、解像度モデル決定部２１１は、投網工程において漁具の全体を低解像度する（図４、図６（Ａ）参照）。解像度モデル決定部２１１は、環巻工程において漁具の身網部（図６（Ｂ）の高解像度領域ＲｅＣ１）を高解像度とし、他の領域を低解像度とする（図４、図６（Ｂ）参照）。解像度モデル決定部２１１は、揚網工程において漁具の魚捕部（図６（Ｃ）の高解像度領域ＲｅＣ２）を高解像度とし、他の領域を低解像度とする（図４、図６（Ｃ）参照）。

【0040】

漁具、漁法が「底曳網（かけまわし式）」の場合を、図４、図７（Ａ）、図７（Ｂ）を参照して説明する。漁具、漁法が「底曳網（かけまわし式）」であれば、解像度モデル決定部２１１は、投網工程から網待ち工程において漁具の全体を低解像度とする（図４、図７（Ａ）参照）。解像度モデル決定部２１１は、曳網工程から巻上げ（遅巻）工程において漁具のコッドエンド（図７（Ｂ）の高解像度領域ＲｅＣ３１）または袖網（図７（Ｂ）の高解像度領域ＲｅＣ３２）を高解像度とし、他の領域を低解像度とする（図４、図７（Ｂ）参照）。解像度モデル決定部２１１は、巻上げ（速巻）工程から揚網工程において漁具の全体を低解像度とする（図４参照）。

【0041】

漁具、漁法が「底曳網（オッタ―トロール・二艘びき）」の場合を、図４を参照して説明する。漁具、漁法が「底曳網（オッタ―トロール・二艘びき）」であれば、解像度モデル決定部２１１は、投網工程から着底工程において漁具の全体を低解像度とする（図４参照）。解像度モデル決定部２１１は、着底工程から曳網工程において漁具のコッドエンドまたは袖網を高解像度とし、他の領域を低解像度とする（図４参照）。解像度モデル決定部２１１は、巻上げ工程から揚網工程において漁具の全体を低解像度とする（図４参照）。

【0042】

漁具、漁法が「表中層トロール」の場合を、図４を参照して説明する。漁具、漁法が「表中層トロール」であれば、解像度モデル決定部２１１は、投網工程から曳網（網沈降）工程において漁具の全体を低解像度とする（図４参照）。解像度モデル決定部２１１は、曳網（網深度安定）工程において漁具のコッドエンドまたは袖網を高解像度とし、他の領域を低解像度とする（図４参照）。解像度モデル決定部２１１は、巻上げ工程から揚網工程において漁具の全体を低解像度とする（図４参照）。

【0043】

（静的な漁具、漁法（固定漁具）の場合：図５、図８、図９、図１０参照）
静的な漁具、漁法の場合、解像度モデル決定部２１１は、漁具が設置される環境の潮流または波浪に対する漁具の挙動を用いて、解像度モデルを決定する。

【0044】

漁具、漁法が「刺網」の場合を、図５、図８を参照して説明する。漁具、漁法が「刺網」であれば、解像度モデル決定部２１１は、漁具が潮流に対して非定常または波浪に対して非同期である期間、漁具の全体を低解像度とする（図５参照）。解像度モデル決定部２１１は、漁具が潮流に対して定常かつ波浪に対して同期する期間、漁具の身網中央部（図８の高解像度領域ＲｅＣ４）を高解像度とし、他の領域を低解像度とする（図５、図８参照）。

【0045】

漁具、漁法が「定置網」の場合を、図５、図９を参照して説明する。漁具、漁法が「定置網」であれば、解像度モデル決定部２１１は、漁具が潮流に対して非定常または波浪に対して非同期である期間、漁具の全体を低解像度とする（図５参照）。解像度モデル決定部２１１は、漁具が潮流に対して定常かつ波浪に対して同期する期間、漁具の箱網（図９の高解像度領域ＲｅＣ５１）、昇り運動場（図９の高解像度領域ＲｅＣ５２）、または、垣網（図９の高解像度領域ＲｅＣ５３）を高解像度とし、他の領域を低解像度とする（図４、図９参照）。

【0046】

漁具、漁法が「養殖網」の場合を、図５、図１０を参照して説明する。漁具、漁法が「養殖網」であれば、解像度モデル決定部２１１は、漁具が潮流に対して非定常または波浪に対して非同期である期間、漁具の全体を低解像度とする（図５参照）。解像度モデル決定部２１１は、漁具が潮流に対して定常かつ波浪に対して同期する期間、漁具の生簀１基（図１０の高解像度領域ＲｅＣ６）を高解像度とし、他の領域を低解像度とする（図５、図１０参照）。

【0047】

なお、漁具が潮流に対して非定常または波浪に対して非同期である期間（第１期間）と、漁具が潮流に対して定常かつ波浪に対して同期する期間（第２期間）との切り替えは、例えば、次に示すように判断できる。図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ）は、最大質点変位量の時間変化を示すグラフである。なお、最大質点変位量とは、漁具を構成する複数の質点の変位における最大値を意味する。これらの最大質点変位量の経時変化は、例えば、漁具が設置される環境に応じて設定されている。そして、これらの最大質点変位量の経時変化は、例えば、データ処理部２１に記憶されている。

【0048】

（潮流に対する判断）
図１１（Ａ）は、潮流の影響を考慮したときの最大質点変位量の時間変化を示す。すなわち、図１１（Ａ）では、潮流のみが漁具に作用し、波浪が無い場合を示す。

【0049】

潮流に対して漁具が非定常であると、漁具は、変位が生じる力を、潮流から受ける。したがって、漁具は、変位し易く、最大質点変位量は大きくなる。潮流に対して漁具が定常であると、漁具は、変位が生じる力を、潮流から殆ど受けない。したがって、漁具は変位し難く、最大質点変位量は小さくなる。

【0050】

また、漁具が潮流に対して非定常な状態から定常な状態へは、徐々に遷移する。例えば、図１１（Ａ）に示すように、漁具が潮流に対して非定常な状態から定常な状態に遷移するのにしたがって、最大質点変位量は、小さくなっていき、小さな値に収束する。

【0051】

これを利用し、データ処理部２１は、漁具が設置される環境に応じた最大質点変位量に対して、潮流用の閾値ＴＨｔを設定する。データ処理部２１は、最大質点変位量が潮流用の閾値ＴＨｔ以下になる切替時間ｔ１（シミュレーションの開始時刻から経過時間）を検出する。データ処理部２１は、切替時間ｔ１を、解像度モデル決定部２１１に与える。解像度モデル決定部２１１は、切替時間ｔ１を、漁具が潮流に対して非定常である期間と、漁具が潮流に対して定常である期間との切り替えに利用する。

【0052】

（波浪に対する判断）
図１１（Ｂ）は、波浪の影響を考慮したときの最大質点変位量の時間変化を示す。図１１（Ｃ）は、図１１（Ｂ）に示す最大質点変位量の移動平均値の時間変化を示す。

【0053】

波浪に対して漁具が非同期であると、漁具は、大きな変位が生じる力を、波浪から受ける。したがって、漁具は、変位し易く、最大質点変位量は大きくなる。波浪に対して漁具が同期していると、漁具は、小さな変位が生じる力を、波浪から受ける。したがって、漁具は変位し難く、最大質点変位量は小さくなる。

【0054】

また、漁具が波浪に対して非同期な状態から同期した状態へは、徐々に遷移する。例えば、図１１（Ｂ）に示すように、漁具が波浪に対して非同期な状態から同期した状態に遷移するのにしたがって、最大質点変位量は、小さくなっていき、小さな値に収束する。しかしながら、波浪は、周期性を有するので、図１１（Ｂ）に示すように、最大質点変位量は、全体としては小さく収束していきながらも、局所的には大きくなったり小さくなったりする。

【0055】

したがって、波浪に対しては、最大質点変位量の移動平均値を利用する。移動平均値を用いることによって、図１１（Ｃ）に示すように、周期性ノイズが抑圧される。なお、ここでは、移動平均値を用いる態様を示したが、他の低域通過フィルタ、帯域阻止フィルタ等を用いた演算を採用してもよい。

【0056】

これを利用し、データ処理部２１は、漁具が設置される環境に応じた最大質点変位量に対して、波浪用の閾値ＴＨｗを設定する。データ処理部２１は、最大質点変位量が波浪用の閾値ＴＨｗ以下になる切替時間ｔ２（シミュレーションの開始時刻から経過時間）を検出する。データ処理部２１は、切替時間ｔ２を、解像度モデル決定部２１１に与える。解像度モデル決定部２１１は、切替時間ｔ２を、漁具が波浪に対して非同期である期間と、漁具が波浪に対して同期する期間との切り替えに利用する。

【0057】

以上から、解像度モデル決定部２１１は、経過時間が切替時間ｔ１未満または切替時間ｔ２未満であれば、第１期間とし、経過時間が切替時間ｔ１以上且つ切替時間ｔ２以上であれば、第２期間とする。

【0058】

なお、この第１期間と第２期間との切り替えは、ユーザからの設定を用いることも可能である。

【0059】

（シミュレーションの実行処理）
図１２は、漁具の全体が低解像度のシミュレーションにおける質点の設定例を示す図である。図１３は、漁具の全体が高解像度のシミュレーションにおける質点の設定例を示す図である。図１４は、漁具において低解像度の領域と高解像度の領域とが混在する場合のシミュレーションにおける質点の設定例を示す図である。図１５は、シミュレーションの実行処理を示すフローチャートである。

【0060】

シミュレーション実行部２１２は、概略処理として、漁具に対して複数の質点を設定し、複数の質点（より具体的には、質点の三次元座標）に対する運動方程式を解くことによって、漁具の挙動をシミュレーションする。なお、複数の質点に対する運動方程式の設定および解法は、概ね既知の設定、方法であり、説明は省略する。低解像度のシミュレーションと高解像度のシミュレーションとは、漁具に設定する複数の質点の数、複数の質点の間隔が異なる。具体的には、図１２、図１３に示すように設定される。

【0061】

（低解像度のシミュレーションの場合）
図１２に示すように、低解像度のシミュレーションでは、漁具９０に対して、複数の第１質点Ｍが設定される。複数の第１質点Ｍは、漁具９０の複数の節部（後述の高解像度のシミュレーションの第２質点ｍに対応）において、所定の間隔を空けて配置された節部に設定される。例えば、図１２に示す黒丸印に示すように、第１質点Ｍは、漁具９０の第１方向（図１２の横方向）と第２方向（図１２の縦方向）に対して、所定個数の節部を飛ばして、設定される。

【0062】

そして、第１質点Ｍには、低解像度のシミュレーション用の配列番号が設定されている。例えば、図１２に示すように、特定の第１質点Ｍ（Ａ_０，Ｂ_０）を基準にして、第１方向に順にＡの添え字の数が増加し、第２方向に順にＢの添え字の数が増加するように配列番号が設定される。これにより、図１２に示すように、第１質点Ｍは、漁具９０に対して二次元配列される（図１２の第１質点Ｍ（Ａ_０，Ｂ_０）、第１質点Ｍ（Ａ_ＩＩ，Ｂ_０）、第１質点Ｍ（Ａ_０，Ｂ_ＪＪ）、第１質点Ｍ（Ａ_ＩＩ，Ｂ_ＪＪ）等を参照）。

【0063】

この際、図１２の第１質点Ｍ（Ａ_０，Ｂ_０）、第１質点Ｍ（Ａ_０，Ｂ_１）、第１質点Ｍ（Ａ_１，Ｂ_０）に示すように、第２方向に隣り合う第１質点Ｍは、第１方向における位置が異なるとよい。なお、複数の第１質点Ｍの設定は、これに限るものでなく、適宜設定可能である。

【0064】

シミュレーション実行部２１２は、低解像度が設定されている場合、この複数の第１質点Ｍを用いて、シミュレーションを実行する。

【0065】

（高解像度のシミュレーションの場合）
図１３に示すように、高解像度のシミュレーションでは、漁具９０に対して、複数の第２質点ｍが設定される。複数の第２質点ｍは、漁具９０の複数の節部に設定される。例えば、図１３に示す黒丸印に示すように、第２質点ｍは、漁具９０の節部の全てに対して設定される。

【0066】

そして、第２質点ｍには、高解像度のシミュレーション用の配列番号が設定されている。例えば、図１３に示すように、特定の第２質点ｍ（ａ_０，ｂ_０）を基準にして、第１方向に順にａの添え字の数が増加し、第２方向に順にｂの添え字の数が増加するように配列番号が設定される。これにより、図１３に示すように、第２質点ｍは、漁具９０に対して二次元配列される（図１３の第２質点ｍ（ａ_０，ｂ_０）、第２質点ｍ（ａ_ｉ，ｂ_０）、第２質点ｍ（ａ_０，ｂ_ｊ）、第２質点ｍ（ａ_ｉ，ｂ_ｊ）等を参照）。

【0067】

シミュレーション実行部２１２は、高解像度が設定されている場合、この複数の第２質点ｍを用いて、シミュレーションを実行する。

【0068】

なお、第２質点ｍと第１質点Ｍとは、漁具９０における位置が同じであれば、関連付けされている。例えば、図１２、図１３の例であれば、第２質点ｍ（ａ_０，ｂ_０）と第１質点Ｍ（Ａ_０，Ｂ_０）とは同じ質点を表すものとして設定されており、第２質点ｍ（ａ_ｉ，ｂ_ｊ）と第１質点Ｍ（Ａ_ＩＩ，Ｂ_ＪＪ）とは同じ質点を表すものとして設定されている。

【0069】

（低解像度のシミュレーションと高解像度のシミュレーションとが混在する場合）
図１４に示すように、低解像度のシミュレーションと高解像度のシミュレーションとが混在する場合、シミュレーション実行部２１２は、高解像度のシミュレーションが設定された領域ＲｅＣに対して、上述の第２質点ｍを用いて、シミュレーションを実行する。シミュレーション実行部２１２は、低解像度のシミュレーションが設定された領域、言い換えれば、高解像度のシミュレーションが設定された領域ＲｅＣ以外に対して、上述の第１質点Ｍを用いて、シミュレーションを実行する。

【0070】

（シミュレーションの実行フロー：図１５参照）
シミュレーション実行部２１２は、解像度モデル決定部２１１から解像度モデルを受けると、シミュレーション初期値を設定する（Ｓ３１）。例えば、初期値として全体が低解像度であれば、上述の複数の第１質点Ｍを用いて、シミュレーション初期値を設定する。また、シミュレーション実行部２１２は、解像度モデルから、低解像度のシミュレーションを実行する時間および領域、高解像度のシミュレーションを実行する時間および領域を取得する。

【0071】

シミュレーション実行部２１２は、シミュレーションを実行することで、所定の時間間隔で質点の位置を推定算出する。そして、シミュレーション実行部２１２は、質点の位置の推定算出対象の時間が、注目時間でなければ（Ｓ３２：ＮＯ）、漁具９０の全体に対して、上述の低解像度のシミュレーションを実行する。なお、注目時間は、解像度モデルによって設定される高解像度のシミュレーションを漁具９０の少なくとも一部に採用する時間である。

【0072】

シミュレーション実行部２１２は、注目時間であり（Ｓ３２：ＹＥＳ）、且つ、注目領域であれば（Ｓ３４：ＹＥＳ）、注目領域に対して、上述の高解像度のシミュレーションを実行する（Ｓ３６）。なお、注目領域は、解像度モデルによって設定される高解像度のシミュレーションを採用する領域である。質点が注目領域にあるか否かは、上述の配列番号によって設定されている。したがって、各質点の配列番号を用いることによって、その質点が注目領域内にあるか注目領域外にあるかは、判断できる。

【0073】

シミュレーション実行部２１２は、注目領域でなければ（Ｓ３４：ＮＯ）、注目時間であっても、上述の低解像度のシミュレーションを実行する（Ｓ３５）。

【0074】

シミュレーション実行部２１２は、同じ時間の高解像度のシミュレーション結果と低解像度のシミュレーション結果とを合成する（Ｓ３７）。

【0075】

シミュレーション実行部２１２は、各タイミングにおいて得られたシミュレーション結果を逐次的に出力する（Ｓ３８）。

【0076】

シミュレーション実行部２１２は、シミュレーションの終了トリガが得られるまでは（Ｓ３９：ＮＯ）、上述のシミュレーションを逐次的に実行する。シミュレーション実行部２１２は、シミュレーションの終了トリガが得られれば（Ｓ３９：ＹＥＳ）、シミュレーションを終了する。なお、終了トリガは、例えば、設定された漁具、漁法における全工程が終了したタイミング、ユーザからシミュレーションを終了させる操作を受けたタイミング等によって設定される。

【0077】

上述のフローでは、シミュレーション実行部２１２は、各タイミングでシミュレーション結果が得られる毎に、そのシミュレーション結果を出力していた。しかしながら、シミュレーション実行部２１２は、設定された終了のタイミングにおいてシミュレーションが終了した後に、シミュレーション結果をまとめて出力してもよい。

【0078】

このような処理を採用することによって、シミュレーション装置２０のデータ処理部２１は、漁具９０における高精度な挙動を得たい領域および時間帯（工程）に対しては、高精度なシミュレーション結果を得ることができる。また、シミュレーション装置２０のデータ処理部２１は、高精度な挙動が必要でない領域および時間帯（工程）に対しては、シミュレーションを高速で実行できる。これにより、シミュレーション装置２０は、シミュレーション結果の精度の低下を抑制しながら、高速な演算を行うことができる。

【0079】

（低解像度のシミュレーションと高解像度のシミュレーションとの切り替え時の処理）
上述の処理では、低解像度のシミュレーションから高解像度のシミュレーションへの切り替え、高解像度のシミュレーションから低解像度のシミュレーションへの切り替えが必要である。低解像度のシミュレーションと高解像度のシミュレーションとでは、共通の質点も存在するが、高解像度のシミュレーションにしか存在しない質点もある。

【0080】

このような場合、例えば、次の方法を用いることで、切り替え前のシミュレーション結果を用いて、切り替え後のシミュレーションを実行できる。

【0081】

（高解像度のシミュレーションから低解像度のシミュレーションに切り替える場合）
シミュレーション実行部２１２は、高解像度のシミュレーションと低解像度のシミュレーションの両方に存在する質点を用いる。具体的には、シミュレーション実行部２１２は、高解像度から低解像度への切り替えを検出すると、これら両方のシミュレーションに存在する質点（漁具９０における同じ位置に設定された第１質点Ｍと第２質点ｍ）にてシミュレーション結果を引き継ぐ。そして、シミュレーション実行部２１２は、高解像度のシミュレーションから低解像度のシミュレーションに切り替える。

【0082】

（低解像度のシミュレーションから高解像度のシミュレーションに切り替える場合）
シミュレーション実行部２１２は、低解像度のシミュレーションには設定されていない複数の第２質点ｍを設定し、これら複数の第２質点ｍの初期値を設定する。具体的には、シミュレーション実行部２１２は、高解像度用に今回設定する第２質点ｍの初期値を、この第２質点ｍを囲む位置に配置した複数の第１質点Ｍのシミュレーション結果を用いて算出する。例えば、図１４の例であれば、新たに高解像度のシミュレーションが実行される領域ＲｅＣＣ内の第２質点ｍ（ａ_ｉｘ，ｂ_ｉｙ）の初期値は、第２質点ｍ（ａ_ｉｘ，ｂ_ｉｙ）を囲む第１質点Ｍ（Ａ_Ｉ，Ｂ_０）、第１質点Ｍ（Ａ_ＩＦ，Ｂ_ＪＦ）、第１質点Ｍ（Ａ_Ｉ，Ｂ_Ｊ）、および、第１質点Ｍ（Ａ_ＩＥ，Ｂ_ＪＦ）のそれぞれのシミュレーション結果を用いて算出される。この初期値の算出は、例えば、各第１質点Ｍのシミュレーション結果の線形補間等を用いて実現可能である。

【0083】

シミュレーション結果の補間は、線形補間に限らない。例えば、操業条件における環境のパラメータに含まれる潮流または波浪の方向、より具体的には、第２質点ｍ（ａ_ｉｘ，ｂ_ｉｙ）を含む領域ＲｅＣＣに衝突する潮流または波浪の大きさおよび方向から、領域ＲｅＣＣに係る力を推定する。なお、潮流と波浪の両方を用いて、領域ＲｅＣＣに係る力を推定してもよい。そして、この推定された力によって、領域ＲｅＣＣが動く方向を推定し、この推定方向を考慮した曲面補間を行ってもよい。曲面補間は、例えば、スプライン補間、ベジェ補間等を用いることも可能である。

【0084】

図１６は、低解像度のシミュレーションから高解像度のシミュレーションに切り替える際の処理を示すフローチャートである。

【0085】

シミュレーション実行部２１２は、算出対象の質点（第２質点ｍ）を設定する（Ｓ３６１）。シミュレーション実行部２１２は、設定した質点に、直前の時間のデータ（シミュレーション結果）があるか否かを検出する。具体的には、設定した第２質点ｍと同じ位置に設定された第１質点Ｍがあるか否かを検出する。

【0086】

シミュレーション実行部２１２は、低解像度のシミュレーションで実行された直前の算出タイミングのデータが有れば（Ｓ３６２：ＹＥＳ）、直前の算出タイミングのデータ（シミュレーション結果）を、その質点における高解像度のシミュレーションの初期値として利用する（Ｓ３６３）。シミュレーション実行部２１２は、低解像度のシミュレーションで実行された直前の算出タイミングのデータが無ければ（Ｓ３６２：ＮＯ）、近傍質点（第１質点Ｍ）のデータを利用して、初期値を算出する（Ｓ３６４）。シミュレーション実行部２１２は、初期値が設定されると、高解像度のシミュレーションを実行する（Ｓ３６５）。近傍質点とは、例えば、上述のように、第２質点ｍを囲む複数の第１質点Ｍであったり、第２質点ｍに隣接する第１質点Ｍである。

【0087】

このような処理を行うことで、低解像度のシミュレーションと高解像度のシミュレーションとでの各質点のシミュレーション結果の連続性を担保し、不連続性を抑制できる。これにより、シミュレーション装置２０は、誤差がより低減されたシミュレーションを実現できる。

【0088】

なお、上述の説明では、シミュレーション装置は、時間的要素および領域的要素の両方を用いて、シミュレーションの解像度を設定した。しかしながら、シミュレーション装置は、時間的要素のみ、領域的要素のみ、または、複合的な判断によって、シミュレーションの解像度を設定することも可能である。図１７（Ａ）は、時間的要素のみを用いる場合の処理を示すフローチャートであり、図１７（Ｂ）は、領域的要素のみを用いる場合の処理を示すフローチャートである。図１８は、複合的な判断を行う場合の処理を示すフローチャートである。なお、図１７（Ａ）、図１７（Ｂ）、図１８に示す各処理の具体的な内容は、上述のものと同様であり、新たに説明が必要な箇所以外は、説明を省略する。

【0089】

図１７（Ａ）に示すように、時間的要素のみを用いる場合、シミュレーション装置は、操作条件を解析し（Ｓ２１）、シミュレーションに対する時間別解像度を決定する（Ｓ２２Ａ）。図１７（Ｂ）に示すように、領域的要素のみを用いる場合、シミュレーション装置は、操作条件を解析し（Ｓ２１）、シミュレーションに対する領域別解像度を決定する（Ｓ２２Ｂ）。

【0090】

図１８に示すように、時間別解像度のみを用いる態様、領域別解像度のみを用いる態様、および、時間別解像度と領域別解像度の両方を用いる態様とを使い分ける場合、シミュレーション装置は、操作条件を解析し（Ｓ２１）、解像度モデルを設定する（Ｓ２３１）。

【0091】

シミュレーション装置は、時間的要素のみ用いる設定であれば（Ｓ２３２：時間のみ）、シミュレーションに対する時間別解像度のみを決定する（Ｓ２２Ａ）。シミュレーション装置は、領域的要素のみを用いる設定であれば（Ｓ２３２：領域のみ）、シミュレーションに対する領域別解像度のみを決定する（Ｓ２２Ｂ）。シミュレーション装置は、時間的要素と領域的要素とを用いる設定であれば（Ｓ２３２：時間と領域）、シミュレーションに対する時間別解像度と領域別解像度を決定する（Ｓ２２）。

【0092】

また、上述の説明では、質点が平面構造で配列される態様を示したが、底曳網のような質点が立体構造で配列される態様にも、上述の構成および処理は適用できる。

【0093】

また、上述の解像度モデルは、情報処理端末３０で確認でき、情報処理端末３０から設定変更できる。この場合、データ処理部２１は、インタフェース２２、通信ネットワーク１００を介して、決定した解像度モデルを、情報処理端末３０に与える。情報処理端末３０は、ユーザにより設定変更された解像度モデルを、通信ネットワーク１００、インタフェース２２を介して、解像度モデル決定部２１１に返す。このように、解像度モデルの変更を可能にすることで、ユーザの要望を、より的確に反映したシミュレーションを実行できる。

【0094】

また、上述の構成および処理では、解像度を二段階に設定する態様を示した。しかしながら、解像度を三段階以上に設定することも可能である。解像度の段階数を多くすることで、シミュレーションの精度および速度を、より詳細に設定できる。一方、解像度の段階数を少なくすることによって、シミュレーションのプログラム構成を、より簡素化できる。

【0095】

また、上述の説明では、シミュレーション装置は、三次元画像を情報処理端末に送信する態様を示した。しかしながら、シミュレーション装置は、シミュレーション結果を情報処理端末に送信してもよい。

【0096】

また、上述の説明では、三次元画像やシミュレーション結果を、情報処理端末に送信する具体的なタイミングを記載していない。三次元画像やシミュレーション結果の情報処理端末への送信は、シミュレーションの要求を行ってシミュレーションが終了したタイミングでもよく、別途、情報処理端末からシミュレーション結果の取得要求を受けてからでもよい。

【符号の説明】

【0097】

１０：漁具シミュレーションシステム
２０：シミュレーション装置
２１：データ処理部
２２：インタフェース
２３：データベース
３０：情報処理端末
３１：演算部
３２：操作入力部
３３：インタフェース
３４：表示器
９０：漁具
１００：通信ネットワーク
２１１：解像度モデル決定部
２１２：シミュレーション実行部
２１３：画像生成部
Ｍ：第１質点
ｍ：第２質点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】