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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-02-25
(45)【発行日】2025-03-05
(54)【発明の名称】測定システム、測定方法、及び測定プログラム
(51)【国際特許分類】
G01B 11/28 20060101AFI20250226BHJP
A01G 7/00 20060101ALI20250226BHJP
A01G 33/00 20060101ALI20250226BHJP
【ＦＩ】
G01B11/28 H
A01G7/00 603
A01G33/00
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2024129201
(22)【出願日】2024-08-05
【審査請求日】2024-08-15
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】524294862
【氏名又は名称】一般社団法人ＢｌｕｅＡｒｃｈ
(74)【代理人】
【識別番号】110002516
【氏名又は名称】弁理士法人白坂
(72)【発明者】
【氏名】武藤 素輝
(72)【発明者】
【氏名】河野 哲大
(72)【発明者】
【氏名】戒田 雄士
(72)【発明者】
【氏名】山木 克則
【審査官】國田 正久
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－１３８８２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／１４５２０２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００２－０５８３７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－０１８９２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０１８２７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２０３１６３７２７（ＣＮ，Ｕ）
【文献】山室真澄，ROV（Remotely Operated Vehicle）と係留気球を用いた亜熱帯・熱帯海草藻場のマッピング，2004年3月，p.16-20，https://www.researchgate.net/publication/279182630_ROV_Remotely_Operated_vehicletoxiliuqiqiuwoyongitayaredairedaihaicaozaochangnomappingu
【文献】上天草市におけるブルーカーボン量算定マニュアル，令和6年5月，上天草市企画政策部企画政策課，https://www.city.kamiamakusa.kumamoto.jp/dl?q=83131_filelib_27025d95b1df06267bae557f034148bd.pdf
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｂ １１／２８
Ａ０１Ｇ ７／００
Ａ０１Ｇ ３３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
カメラを搭載した無人小型潜水艇又は無人小型水上艇を用いた藻場における植物が地表を覆っている植被範囲の面積を測定する測定システムであって、前記無人小型潜水艇又は無人小型水上艇に備えられ、前記カメラの被写体とともに撮影されることで前記被写体の大きさの基準を示す指標となる既知の長さを有する長さ基準を、前記カメラの撮影範囲内に設置する長さ基準設置部と、
前記長さ基準が前記カメラの撮影範囲内に設置された状態で、前記カメラを用いて前記藻場を撮影した撮影画像を画像情報として取得する画像情報取得部と、
前記画像情報を画像解析処理することで、前記撮影画像の所定範囲の内部における前記植被範囲を前記画像情報から抽出する植被範囲抽出部と、
前記所定範囲の内部における前記植被範囲が前記所定範囲に対して占有する割合を被度として算出する被度算出部と、
前記撮影画像に含まれる前記長さ基準に基づいて、前記所定範囲の面積を算出する所定範囲面積算出部と、
前記被度と前記所定範囲の面積とに基づいて、前記所定範囲の内部における前記植被範囲の面積を算出する植被範囲面積算出部と、
前記無人小型潜水艇又は無人小型水上艇の機体の一部を構成するフレーム部と、
前記フレーム部に一端が接続されるロープと、
を備え、
前記長さ基準は、既知の大きさのコドラートであり、
前記コドラートは前記ロープの他端に接続されており、
前記長さ基準設置部は、前記コドラートを前記カメラの撮影範囲内の前記地表に設置する
ことを特徴とする測定システム。
【請求項2】
前記無人小型潜水艇又は無人小型水上艇はロボットアームを備え、
前記長さ基準設置部は、前記ロボットアームを使って、前記コドラートを運び、前記ロボットアームを操作することで前記コドラートを放出し前記カメラの撮影範囲内の前記地表に設置する
ことを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
【請求項3】
前記無人小型潜水艇又は無人小型水上艇は、前記無人小型潜水艇又は無人小型水上艇の姿勢角を計測する姿勢角センサ
を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の測定システム。
【請求項4】
前記植被範囲抽出部は、画像セグメンテーションを用いて前記画像情報を画像解析処理することで、前記撮影画像から前記植被範囲を抽出することを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
【請求項5】
カメラを搭載した無人小型潜水艇又は無人小型水上艇を用いた藻場における植物が地表を覆っている植被範囲の面積を測定する測定システムに用いられる測定方法であって、前記測定システムは、
前記無人小型潜水艇又は無人小型水上艇に備えられ、前記カメラの被写体とともに撮影されることで前記被写体の大きさの基準を示す指標となる既知の長さを有する長さ基準を、前記カメラの撮影範囲内に設置する長さ基準設置ステップと、
前記長さ基準が前記カメラの撮影範囲内に設置された状態で、前記カメラを用いて前記藻場を撮影した撮影画像を画像情報として取得する画像情報取得ステップと、
前記画像情報を画像解析処理することで、前記撮影画像の所定範囲の内部における前記植被範囲を前記画像情報から抽出する植被範囲抽出ステップと、
前記所定範囲の内部における前記植被範囲が前記所定範囲に対して占有する割合を被度として算出する被度算出ステップと、
前記撮影画像に含まれる前記長さ基準に基づいて、前記所定範囲の面積を算出する所定範囲面積算出ステップと、
前記被度と前記所定範囲の面積とに基づいて、前記所定範囲の内部における前記植被範囲の面積を算出する植被範囲面積算出ステップと、
を実行し、
前記無人小型潜水艇又は無人小型水上艇の機体の一部を構成するフレーム部と、
前記フレーム部に一端が接続されるロープと、
を備え、
前記長さ基準は、既知の大きさのコドラートであり、
前記コドラートは前記ロープの他端に接続されており、
前記長さ基準設置ステップは、前記コドラートを前記カメラの撮影範囲内の前記地表に設置する
ことを特徴とする測定方法。
【請求項6】
カメラを搭載した無人小型潜水艇又は無人小型水上艇を用いた藻場における植物が地表を覆っている植被範囲の面積を測定する測定システムに用いられる測定プログラムであって、前記測定システムに、
前記無人小型潜水艇又は無人小型水上艇に備えられ、前記カメラの被写体とともに撮影されることで前記被写体の大きさの基準を示す指標となる既知の長さを有する長さ基準を、前記カメラの撮影範囲内に設置する長さ基準設置機能と、
前記長さ基準が前記カメラの撮影範囲内に設置された状態で、前記カメラを用いて前記藻場を撮影した撮影画像を画像情報として取得する画像情報取得機能と、
前記画像情報を画像解析処理することで、前記撮影画像の所定範囲の内部における前記植被範囲を前記画像情報から抽出する植被範囲抽出機能と、
前記所定範囲の内部における前記植被範囲が前記所定範囲に対して占有する割合を被度として算出する被度算出機能と、
前記撮影画像に含まれる前記長さ基準に基づいて、前記所定範囲の面積を算出する所定範囲面積算出機能と、
前記被度と前記所定範囲の面積とに基づいて、前記所定範囲の内部における前記植被範囲の面積を算出する植被範囲面積算出機能と、
を実現させ、
前記無人小型潜水艇又は無人小型水上艇の機体の一部を構成するフレーム部と、
前記フレーム部に一端が接続されるロープと、
を備え、
前記長さ基準は、既知の大きさのコドラートであり、
前記コドラートは前記ロープの他端に接続されており、
前記長さ基準設置機能は、前記コドラートを前記カメラの撮影範囲内の前記地表に設置する
ことを特徴とする測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、測定システム、測定方法、及び測定プログラムに関し、特に藻場における植物が地表を覆っている植被範囲の面積の測定に適した測定システム、測定方法、及び測定プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
地球の温暖化対策の有効な選択肢としてブルーカーボンの取り組みが進められ、ブルーカーボン生態系の調査が行われている。ブルーカーボンとは、海洋生物によって大気中の二酸化炭素が取り込まれ、海域に貯留された炭素のことをいう。ブルーカーボン生態系として、海草藻場、及び海藻藻場などが挙げられる。
ブルーカーボン生態系の調査の一例として、調査対象となる藻場における植被面積の測定が行われる。植被面積とは、植物が地表を覆っている面積のことをいう。
ブルーカーボン生態系の調査の一例として、調査対象となる藻場における植被面積の測定が行われる。植被面積とは、植物が地表を覆っている面積のことをいう。
【0003】
従来、植被面積の測定は、所定の大きさ（例えば１ｍ×１ｍ）のコドラートと呼ばれる方形枠を設置して、コドラートの大きさと照らし合わせて大まかに植被面積を目視で判断する方法が用いられていたが、コドラートの大きさと照らし合わせての目視であったため、植被面積を正確に測定することは容易ではなく、更に、水産庁が推奨する海藻・海草の被度階級を用いて測定することで目視でも一定の精度は担保されるものの、目視で行われるため個人差が出るという問題が有った。
なお、海藻・海草の被度階級とは、被度（％）を所定範囲ごとに区分して、区分ごとに設定された階級のことをいい、例えば、被度５％未満を階級１、被度５～２５％を階級２などとする。
なお、海藻・海草の被度階級とは、被度（％）を所定範囲ごとに区分して、区分ごとに設定された階級のことをいい、例えば、被度５％未満を階級１、被度５～２５％を階級２などとする。
【0004】
そこで、藻場の画像から藻の生育状況を取得し、当該藻場の面積をコンピュータに導出させる方法が提案された（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示の藻場評価装置は、パーソナルコンピュータ、サーバー、スマートフォン、タブレットコンピュータ又は産業用コンピュータ等の装置によって実現されるとし、藻場の画像から藻の生育状況を取得し、取得した藻の生育状況に基づいて藻場の面積を導出するとしている。
しかし、特許文献１は藻場評価装置が藻場の画像から藻場の面積を導出する具体的方法について開示するものでは無かった。
しかし、特許文献１は藻場評価装置が藻場の画像から藻場の面積を導出する具体的方法について開示するものでは無かった。
【0005】
藻場の画像から植被面積を求める際に長さの基準として利用されるコドラートは、依然として人が水中に潜って設置しており煩雑であった。そこで、藻場における植被面積の導出に必要となる長さの基準の設置の煩雑さを軽減することができる技術の登場が望まれた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０２３－１３５７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
そこで、本発明は、藻場における植被面積の導出に必要となる長さの基準の設置の煩雑さを軽減することができる測定システム、測定方法、及び測定プログラム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】
【0008】
すなわち、第１の態様に係る測定システムは、カメラを搭載した無人小型潜水艇又は無人小型水上艇を用いた藻場における植物が地表を覆っている植被範囲の面積を測定する測定システムであって、無人小型潜水艇又は無人小型水上艇に備えられ、カメラの被写体とともに撮影されることで被写体の大きさの基準を示す指標となる既知の長さを有する長さ基準を、カメラの撮影範囲内に設置する長さ基準設置部と、長さ基準がカメラの撮影範囲内に設置された状態で、カメラを用いて藻場を撮影した撮影画像を画像情報として取得する画像情報取得部と、画像情報を画像解析処理することで、撮影画像の所定範囲の内部における植被範囲を画像情報から抽出する植被範囲抽出部と、所定範囲の内部における植被範囲が所定範囲に対して占有する割合を被度として算出する被度算出部と、撮影画像に含まれる長さ基準に基づいて、所定範囲の面積を算出する所定範囲面積算出部と、被度と所定範囲の面積とに基づいて、所定範囲の内部における植被範囲の面積を算出する植被範囲面積算出部と、を備えることを特徴とする。
【0009】
第２の態様は、第１の態様に係る測定システムにおいて、長さ基準設置部は、無人小型潜水艇又は無人小型水上艇に搭載されたレーザー光照射装置に対して指示を与え、レーザー光照射装置は、レーザー光の一対の照射口を備え、一対の照射口からそれぞれ照射されるレーザー光は平行であり、一対の照射口の離間距離は既知であり、レーザー光は、ポインティングレーザー又はラインレーザーであり、長さ基準は、一対の照射口から地表に対して照射される一対のレーザー光の照射位置の離間距離であり、所定範囲面積算出部は、撮影画像中の一対のレーザー光の照射位置の離間距離に基づいて撮影画像中の所定範囲の面積を算出することとしてもよい。
【0010】
第３の態様は、第１の態様に係る測定システムにおいて、長さ基準は、既知の大きさのコドラートであり、長さ基準設置部は、コドラートをカメラの撮影範囲内の地表に設置することとしてもよい。
【0011】
第４の態様は、第２の態様に係る測定システムにおいて、無人小型潜水艇又は無人小型水上艇は、無人小型潜水艇又は無人小型水上艇の姿勢角を計測する姿勢角センサと、カメラの撮影時の姿勢角に応じて撮影画像に含まれる長さ基準を補正する長さ基準補正部と、を更に備えることとしてもよい。
【0012】
第５の態様は、第１の態様に係る測定システムにおいて、植被範囲抽出部は、画像セグメンテーションを用いて画像情報を画像解析処理することで、撮影画像から植被範囲を抽出することとしてもよい。
【0013】
第６の態様は、第２の態様に係る測定システムにおいて、撮影画像における一対のレーザー光の照射位置を検出する照射位置検知部と、一対のレーザー光の照射位置の離間距離を測定する離間距離測定部と、を更に備えることとしてもよい。
【0014】
第７の態様に係る測定方法は、カメラを搭載した無人小型潜水艇又は無人小型水上艇を用いた藻場における植物が地表を覆っている植被範囲の面積を測定する測定システムに用いられる測定方法であって、測定システムは、無人小型潜水艇又は無人小型水上艇に備えられ、カメラの被写体とともに撮影されることで被写体の大きさの基準を示す指標となる既知の長さを有する長さ基準を、カメラの撮影範囲内に設置する長さ基準設置ステップと、長さ基準がカメラの撮影範囲内に設置された状態で、カメラを用いて藻場を撮影した撮影画像を画像情報として取得する画像情報取得ステップと、画像情報を画像解析処理することで、撮影画像の所定範囲の内部における植被範囲を画像情報から抽出する植被範囲抽出ステップと、所定範囲の内部における植被範囲が所定範囲に対して占有する割合を被度として算出する被度算出ステップと、撮影画像に含まれる長さ基準に基づいて、所定範囲の面積を算出する所定範囲面積算出ステップと、被度と所定範囲の面積とに基づいて、所定範囲の内部における植被範囲の面積を算出する植被範囲面積算出ステップと、を実行することを特徴とする。
【0015】
第８の態様に係る測定プログラムは、カメラを搭載した無人小型潜水艇又は無人小型水上艇を用いた藻場における植物が地表を覆っている植被範囲の面積を測定する測定システムに用いられる測定プログラムであって、測定システムに、無人小型潜水艇又は無人小型水上艇に備えられ、カメラの被写体とともに撮影されることで被写体の大きさの基準を示す指標となる既知の長さを有する長さ基準を、カメラの撮影範囲内に設置する長さ基準設置機能と、長さ基準がカメラの撮影範囲内に設置された状態で、カメラを用いて藻場を撮影した撮影画像を画像情報として取得する画像情報取得機能と、画像情報を画像解析処理することで、撮影画像の所定範囲の内部における植被範囲を画像情報から抽出する植被範囲抽出機能と、所定範囲の内部における植被範囲が所定範囲に対して占有する割合を被度として算出する被度算出機能と、撮影画像に含まれる長さ基準に基づいて、所定範囲の面積を算出する所定範囲面積算出機能と、被度と所定範囲の面積とに基づいて、所定範囲の内部における植被範囲の面積を算出する植被範囲面積算出機能と、を実現させることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明に係る測定システムは、カメラを搭載した無人小型潜水艇又は無人小型水上艇を用いた藻場における植物が地表を覆っている植被範囲の面積を測定する測定システムであって、無人小型潜水艇又は無人小型水上艇に備えられ、カメラの被写体とともに撮影されることで被写体の大きさの基準を示す指標となる既知の長さを有する長さ基準を、カメラの撮影範囲内に設置する長さ基準設置部と、長さ基準がカメラの撮影範囲内に設置された状態で、カメラを用いて藻場を撮影した撮影画像を画像情報として取得する画像情報取得部と、画像情報を画像解析処理することで、撮影画像の所定範囲の内部における植被範囲を画像情報から抽出する植被範囲抽出部と、所定範囲の内部における植被範囲が所定範囲に対して占有する割合を被度として算出する被度算出部と、撮影画像に含まれる長さ基準に基づいて、所定範囲の面積を算出する所定範囲面積算出部と、被度と所定範囲の面積とに基づいて、所定範囲の内部における植被範囲の面積を算出する植被範囲面積算出部と、を備えることを特徴とするので、藻場における植被面積の導出に必要となる長さの基準の設置の煩雑さを軽減することができる。
【0017】
また、本発明に係る測定方法及び測定プログラムは、本発明に係る測定システムと同様に、藻場における植被面積の導出に必要となる長さの基準の設置の煩雑さを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
（本開示の第１実施形態について）
図１乃至図８を参照して、本開示の第１実施形態に係る測定システム１０及び無人小型潜水艇２０について説明する。
また、測定システム１０は、無人小型潜水艇２０に代えて、無人小型水上艇（不図示）を用いる場合があり、この場合についても併せて以下に説明する。
測定システム１０は、前向きカメラ２２を搭載した無人小型潜水艇２０又は無人小型水上艇（不図示）を用いた藻場４６（図４参照）における植物が地表を覆っている植被範囲の面積を測定する。
本開示の第１実施形態に係る測定システム１０を用いて行う藻場４６の被度及び植被面積の測定は、藻場の有無を調査する広域藻場モニタリングの広範囲の面的把握とは異なり、調査対象の藻場４６における代表的な地点（モニタリング定点）で行われる。
藻場４６における代表的な地点は、海藻・海草３９（図４参照）の生育状況を把握できる代表的な地点であることが望ましい。
また、本開示の第１実施形態に係る測定システム１０を用いて行う藻場４６の被度及び植被面積の測定は、上記の調査対象の藻場４６における代表的な地点（モニタリング定点）に限るものでは無く、様々な手法及び用途を想定している。例えば、小規模の藻場４６の全範囲の被度及び植被面積の測定に、本開示の第１実施形態に係る測定システム１０を用いてもよい。
図１乃至図８を参照して、本開示の第１実施形態に係る測定システム１０及び無人小型潜水艇２０について説明する。
また、測定システム１０は、無人小型潜水艇２０に代えて、無人小型水上艇（不図示）を用いる場合があり、この場合についても併せて以下に説明する。
測定システム１０は、前向きカメラ２２を搭載した無人小型潜水艇２０又は無人小型水上艇（不図示）を用いた藻場４６（図４参照）における植物が地表を覆っている植被範囲の面積を測定する。
本開示の第１実施形態に係る測定システム１０を用いて行う藻場４６の被度及び植被面積の測定は、藻場の有無を調査する広域藻場モニタリングの広範囲の面的把握とは異なり、調査対象の藻場４６における代表的な地点（モニタリング定点）で行われる。
藻場４６における代表的な地点は、海藻・海草３９（図４参照）の生育状況を把握できる代表的な地点であることが望ましい。
また、本開示の第１実施形態に係る測定システム１０を用いて行う藻場４６の被度及び植被面積の測定は、上記の調査対象の藻場４６における代表的な地点（モニタリング定点）に限るものでは無く、様々な手法及び用途を想定している。例えば、小規模の藻場４６の全範囲の被度及び植被面積の測定に、本開示の第１実施形態に係る測定システム１０を用いてもよい。
【0020】
（第１実施形態に係る測定システム１０のハードウェア構成について）
図１を参照して測定システム１０のハードウェア構成の一例について説明する。図１は測定システム１０のハードウェア構成の一例について説明するためのブロック図である。
測定システム１０は、所謂コンピュータであり、サーバー、パーソナルコンピュータ（以下ＰＣという）、ノートＰＣ、タブレット型ＰＣ、及びスマートフォンなどにより実現可能であり、通信インターフェース１０ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｃ、記憶部１０ｄ、処理部１０ｅ、及び入出力インターフェース１０ｆ等を備えている。
図１を参照して測定システム１０のハードウェア構成の一例について説明する。図１は測定システム１０のハードウェア構成の一例について説明するためのブロック図である。
測定システム１０は、所謂コンピュータであり、サーバー、パーソナルコンピュータ（以下ＰＣという）、ノートＰＣ、タブレット型ＰＣ、及びスマートフォンなどにより実現可能であり、通信インターフェース１０ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｃ、記憶部１０ｄ、処理部１０ｅ、及び入出力インターフェース１０ｆ等を備えている。
【0021】
通信インターフェース１０ａは、測定システム１０が扱うデータについて、有線通信又は無線通信により他の機器との間の送受信を行う機能を備える。測定システム１０は、情報通信ネットワーク１５と通信インターフェース１０ａを介して接続されてもよく、情報通信ネットワーク１５を介して他の機器との間のデータの送受信を行ってもよい。
測定システム１０がブルートゥース（登録商標）により他の機器と接続する場合は、通信インターフェース１０ａはブルートゥースのインターフェースとなる。また、測定システム１０が無線ＬＡＮにより他の機器と接続する場合は、通信インターフェース１０ａは無線ＬＡＮのインターフェースとなる。
他の機器とは、無人小型潜水艇２０又は無人小型水上艇（不図示）などであってもよい。無人小型潜水艇２０及び無人小型水上艇は、専用のコントローラ（不図示）によって操縦されるが、測定システム１０によって予め設計されたプログラムにしたがって操縦されてもよい。
測定システム１０がブルートゥース（登録商標）により他の機器と接続する場合は、通信インターフェース１０ａはブルートゥースのインターフェースとなる。また、測定システム１０が無線ＬＡＮにより他の機器と接続する場合は、通信インターフェース１０ａは無線ＬＡＮのインターフェースとなる。
他の機器とは、無人小型潜水艇２０又は無人小型水上艇（不図示）などであってもよい。無人小型潜水艇２０及び無人小型水上艇は、専用のコントローラ（不図示）によって操縦されるが、測定システム１０によって予め設計されたプログラムにしたがって操縦されてもよい。
【0022】
記憶部１０ｄは、測定システム１０の記憶装置として利用でき、例えば、ハードディスクドライブ（Hard Disk Drive）、ソリッドステートドライブ（Solid State Drive）、及びフラッシュメモリ（Flash Memory）などで構成され、更にはクラウドストレージを利用して記憶部１０ｄを構成することもできる。
また、測定システム１０の記憶部１０ｄは、後述の測定プログラム、測定システム１０が動作する上で必要となるＯＳ（Operating System）、その他の各種アプリケーション、及び当該アプリケーションによって利用される各種データなどが記憶される。
また、測定システム１０の記憶部１０ｄは、後述の測定プログラム、測定システム１０が動作する上で必要となるＯＳ（Operating System）、その他の各種アプリケーション、及び当該アプリケーションによって利用される各種データなどが記憶される。
【0023】
処理部１０ｅは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）等を含み、集積回路（ＩＣ（Integrated circuit）チップ、ＬＳＩ（Large-Scale Integration））等により形成された論理回路や専用回路によって実現される。
【0024】
測定システム１０は、後述する測定プログラムをＲＯＭ１０ｂ若しくは記憶部１０ｄに保存し、ＲＡＭ１０ｃなどで構成されるメインメモリに当該測定プログラムを取り込む。処理部１０ｅは、測定プログラムを取り込んだメインメモリにアクセスして、測定プログラムを実行する。
【0025】
入出力インターフェース１０ｆは、測定システム１０の外部装置に対してデータなどの送受信を行う。外部装置とは、測定システム１０に対してデータなどの入出力を行う入力装置１１及び出力装置１２のことである。入力装置１１は例えば前向きカメラ１１ａ、姿勢角センサ１１ｂ、キーボード及びマウスなどのことであり、出力装置１２は例えばレーザー光照射装置１２ａ、モニタ、プリンタ、及びスピーカなどのことである。
なお、前向きカメラ１１ａ及び姿勢角センサ１１ｂは、無人小型潜水艇２０又は無人小型水上艇に搭載される。
姿勢角センサ１１ｂとは、慣性計測装置（inertial measurement unit：ＩＭＵ）を用いてもよい。ＩＭＵは、３軸のジャイロと３方向の加速度計によって、３次元の角速度と加速度が求められる。
なお、前向きカメラ１１ａ及び姿勢角センサ１１ｂは、無人小型潜水艇２０又は無人小型水上艇に搭載される。
姿勢角センサ１１ｂとは、慣性計測装置（inertial measurement unit：ＩＭＵ）を用いてもよい。ＩＭＵは、３軸のジャイロと３方向の加速度計によって、３次元の角速度と加速度が求められる。
【0026】
（第１実施形態に係る無人小型潜水艇２０の構成について）
図２及び図３を参照して、無人小型潜水艇２０の構成の一例について説明する。図２及び図３は無人小型潜水艇２０の構成の一例を示す図である。図３（ａ）は無人小型潜水艇２０を上方から見た場合の平面図であり、図３（ｂ）は無人小型潜水艇２０を前方から見た場合の正面図である。
無人小型潜水艇２０とは、水中を潜水及び潜航が可能な小型無人機のことを言い、水中ドローン又はＲＯＶ（Remotely Operated Vehicle）とも呼ばれる。無人小型潜水艇２０は、陸上及び船上などの遠隔から操縦可能であり、搭載された前向きカメラ２２を用いて撮影したリアルタイムの映像を確認することができる。
また、無人小型潜水艇２０は自律型無人潜水艇（autonomous underwater vehicle：ＡＵＶ）であってもよい。自律型無人潜水機は、遠隔操作を必要とせず、予め設定された目的地に向かって又はルートに沿って自律型無人潜水機本体が自律的に状況を判断して潜水及び潜航が可能である。
無人小型潜水艇２０は、８基のスラスター２６と呼ばれるスクリュウーが搭載されて、前後左右の水平移動、及び機体２１の角度を変えるピッチ方向の回転、ロー方向の回転が可能であり、所定の角度範囲内で自由自在に移動することができる。なお、この所定の角度範囲は、無人小型潜水艇２０に用いられる機種によって異なり、３６０度自由自在に移動することができる機種もあれば、３６０度未満の角度範囲内で自由自在に移動可能となる機種もある。
無人小型潜水艇２０は、給電ケーブル２５に接続されて給電を受けて駆動するがこれに限らず、バッテリ（不図示）を搭載してバッテリからの電力によって駆動することもできる。
図２及び図３を参照して、無人小型潜水艇２０の構成の一例について説明する。図２及び図３は無人小型潜水艇２０の構成の一例を示す図である。図３（ａ）は無人小型潜水艇２０を上方から見た場合の平面図であり、図３（ｂ）は無人小型潜水艇２０を前方から見た場合の正面図である。
無人小型潜水艇２０とは、水中を潜水及び潜航が可能な小型無人機のことを言い、水中ドローン又はＲＯＶ（Remotely Operated Vehicle）とも呼ばれる。無人小型潜水艇２０は、陸上及び船上などの遠隔から操縦可能であり、搭載された前向きカメラ２２を用いて撮影したリアルタイムの映像を確認することができる。
また、無人小型潜水艇２０は自律型無人潜水艇（autonomous underwater vehicle：ＡＵＶ）であってもよい。自律型無人潜水機は、遠隔操作を必要とせず、予め設定された目的地に向かって又はルートに沿って自律型無人潜水機本体が自律的に状況を判断して潜水及び潜航が可能である。
無人小型潜水艇２０は、８基のスラスター２６と呼ばれるスクリュウーが搭載されて、前後左右の水平移動、及び機体２１の角度を変えるピッチ方向の回転、ロー方向の回転が可能であり、所定の角度範囲内で自由自在に移動することができる。なお、この所定の角度範囲は、無人小型潜水艇２０に用いられる機種によって異なり、３６０度自由自在に移動することができる機種もあれば、３６０度未満の角度範囲内で自由自在に移動可能となる機種もある。
無人小型潜水艇２０は、給電ケーブル２５に接続されて給電を受けて駆動するがこれに限らず、バッテリ（不図示）を搭載してバッテリからの電力によって駆動することもできる。
【0027】
無人小型潜水艇２０は、機体２１の前方先端部分に前向きカメラ２２、前向き照射口２３、２４、及び前向きライト２７を備える（図２及び図３（ａ）参照）。
前向きカメラ２２は、機体２１の前方向の撮影に用いられる。
前向き照射口２３、２４は、レーザー光照射装置１２ａのポインティングレーザーである前向きレーザー光２３ａ、２４ａを機体２１の前方向に互いに平行に照射する。前向きレーザー光２３ａ、２４ａは、前向きカメラ２２の撮像方向の光軸に対して平行であってもよく、機体２１の全長方向２１ａ（図３（ａ）参照）に対して平行であってもよい。
ポインティングレーザーとは、レーザーのエネルギーが物体に当たる際の照射位置に形成される光の形状が点であるレーザー光のことをいう。
レーザー光はグリーンレーザーが採用されるが、これに限らずレッドレーザーであってもよい。グリーンレーザーはレッドレーザーよりも明るく見えて、特に海中４５、屋外、及び明るい場所での視認性が高いのが特徴である。
なお、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影時、水中が濁り透視度が低くレーザー光の照射位置の視認性が悪い場合に、視認性を向上させるためにレーザー光を点滅させてもよい。また、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影時の水中の透視度に応じて、レーザー光の点滅速度又はレーザー光の出力を調節することでレーザー光の照射に要する消費電力を抑制するようにしてもよい。
前向き照射口２３と前向き照射口２４との間の離間距離２３ｃは、予め設定された既知の値である。
前向き照射口２３より照射された前向きレーザー光２３ａと前向き照射口２４より照射された前向きレーザー光２４ａとは平行である。
照射位置２３ｂは、前向きレーザー光２３ａが地表３８に対して入射した位置である。照射位置２４ｂは、前向きレーザー光２４ａが地表３８に対して入射した位置である。
照射位置２３ｂと照射位置２４ｂとの離間距離２４ｃは、後述の長さ基準となり、既知の長さである離間距離２３ｃと一致させるために、前向きレーザー光２３ａ、２４ａは地表３８に対して垂直に入射することが望ましい。前向き照射口２３、２４は、前向きレーザー光２３ａ、２４ａを機体２１の全長方向２１ａに対して平行であって前方向に照射するので、前向きレーザー光２３ａ、２４ａの照射時の機体２１は地表３８に対して垂直になるように制御される。この制御は姿勢角センサ１１ｂが計測する機体２１の姿勢角に基づいて行われる。
なお、前向きライト２７は、前向きカメラ２２の撮影時の照度が不足している場合などに、前向きカメラ２２の被写体に光を当てるために用いられる。
前向きカメラ２２は、機体２１の前方向の撮影に用いられる。
前向き照射口２３、２４は、レーザー光照射装置１２ａのポインティングレーザーである前向きレーザー光２３ａ、２４ａを機体２１の前方向に互いに平行に照射する。前向きレーザー光２３ａ、２４ａは、前向きカメラ２２の撮像方向の光軸に対して平行であってもよく、機体２１の全長方向２１ａ（図３（ａ）参照）に対して平行であってもよい。
ポインティングレーザーとは、レーザーのエネルギーが物体に当たる際の照射位置に形成される光の形状が点であるレーザー光のことをいう。
レーザー光はグリーンレーザーが採用されるが、これに限らずレッドレーザーであってもよい。グリーンレーザーはレッドレーザーよりも明るく見えて、特に海中４５、屋外、及び明るい場所での視認性が高いのが特徴である。
なお、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影時、水中が濁り透視度が低くレーザー光の照射位置の視認性が悪い場合に、視認性を向上させるためにレーザー光を点滅させてもよい。また、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影時の水中の透視度に応じて、レーザー光の点滅速度又はレーザー光の出力を調節することでレーザー光の照射に要する消費電力を抑制するようにしてもよい。
前向き照射口２３と前向き照射口２４との間の離間距離２３ｃは、予め設定された既知の値である。
前向き照射口２３より照射された前向きレーザー光２３ａと前向き照射口２４より照射された前向きレーザー光２４ａとは平行である。
照射位置２３ｂは、前向きレーザー光２３ａが地表３８に対して入射した位置である。照射位置２４ｂは、前向きレーザー光２４ａが地表３８に対して入射した位置である。
照射位置２３ｂと照射位置２４ｂとの離間距離２４ｃは、後述の長さ基準となり、既知の長さである離間距離２３ｃと一致させるために、前向きレーザー光２３ａ、２４ａは地表３８に対して垂直に入射することが望ましい。前向き照射口２３、２４は、前向きレーザー光２３ａ、２４ａを機体２１の全長方向２１ａに対して平行であって前方向に照射するので、前向きレーザー光２３ａ、２４ａの照射時の機体２１は地表３８に対して垂直になるように制御される。この制御は姿勢角センサ１１ｂが計測する機体２１の姿勢角に基づいて行われる。
なお、前向きライト２７は、前向きカメラ２２の撮影時の照度が不足している場合などに、前向きカメラ２２の被写体に光を当てるために用いられる。
【0028】
更に無人小型潜水艇２０は、機体２１の底面部に下向きカメラ３０、下向き照射口３５、３６、及び下向きライト（不図示）を備える（図３（ｂ）参照）。
下向きカメラ３０は、機体２１の真下方向の撮影に用いられる。なお、姿勢角センサ１１ｂを用いて無人小型潜水艇２０の姿勢角の制御が可能である場合、下向きカメラ３０の搭載は必須ではない。即ち、下向きカメラ３０を用いる代わりに、無人小型潜水艇２０の姿勢角を変えて前向きカメラ２２を用いてもよい。
下向き照射口３５、３６は、レーザー光照射装置１２ａのポインティングレーザーである下向きレーザー光３５ａ、３６ａを機体２１の高さ方向２１ｂに対して平行であって下方向に照射する。
下向き照射口３５と下向き照射口３６との間の離間距離３５ｃは、予め設定された既知の値である。
下向き照射口３５より照射された下向きレーザー光３５ａと下向き照射口３６より照射された下向きレーザー光３６ａとは平行である。
照射位置３５ｂは、下向きレーザー光３５ａが地表３８に対して入射した位置である。照射位置３６ｂは、下向きレーザー光３６ａが地表３８に対して入射した位置である。
照射位置３５ｂと照射位置３６ｂとの離間距離３６ｃは、後述の長さ基準となり、既知の長さである離間距離３５ｃと一致させるために、下向きレーザー光３５ａ、３６ａは地表３８に対して垂直に入射することが望ましい。下向き照射口３５、３６は、下向きレーザー光３５ａ、３６ａを機体２１の高さ方向２１ｂに対して平行であって真下方向に照射するので、下向きレーザー光３５ａ、３６ａの照射時の機体２１は地表３８に対して平行になるように制御される。この制御は姿勢角センサ１１ｂが計測する機体２１の姿勢角に基づいて行われる。
なお、下向きライト（不図示）は、下向きカメラ３０の撮影時の照度が不足している場合などに、下向きカメラ３０の被写体に光を当てるために用いられる。
下向きカメラ３０は、機体２１の真下方向の撮影に用いられる。なお、姿勢角センサ１１ｂを用いて無人小型潜水艇２０の姿勢角の制御が可能である場合、下向きカメラ３０の搭載は必須ではない。即ち、下向きカメラ３０を用いる代わりに、無人小型潜水艇２０の姿勢角を変えて前向きカメラ２２を用いてもよい。
下向き照射口３５、３６は、レーザー光照射装置１２ａのポインティングレーザーである下向きレーザー光３５ａ、３６ａを機体２１の高さ方向２１ｂに対して平行であって下方向に照射する。
下向き照射口３５と下向き照射口３６との間の離間距離３５ｃは、予め設定された既知の値である。
下向き照射口３５より照射された下向きレーザー光３５ａと下向き照射口３６より照射された下向きレーザー光３６ａとは平行である。
照射位置３５ｂは、下向きレーザー光３５ａが地表３８に対して入射した位置である。照射位置３６ｂは、下向きレーザー光３６ａが地表３８に対して入射した位置である。
照射位置３５ｂと照射位置３６ｂとの離間距離３６ｃは、後述の長さ基準となり、既知の長さである離間距離３５ｃと一致させるために、下向きレーザー光３５ａ、３６ａは地表３８に対して垂直に入射することが望ましい。下向き照射口３５、３６は、下向きレーザー光３５ａ、３６ａを機体２１の高さ方向２１ｂに対して平行であって真下方向に照射するので、下向きレーザー光３５ａ、３６ａの照射時の機体２１は地表３８に対して平行になるように制御される。この制御は姿勢角センサ１１ｂが計測する機体２１の姿勢角に基づいて行われる。
なお、下向きライト（不図示）は、下向きカメラ３０の撮影時の照度が不足している場合などに、下向きカメラ３０の被写体に光を当てるために用いられる。
【0029】
（第１実施形態に係る無人小型水上艇の構成について）
無人小型水上艇とは、無人で海上を航行することが可能な小型の無人艇（Unmanned Surface Vehicle：ＵＳＶ）のことを言い、水上ドローンなどとも呼ばれる。無人小型水上艇は、陸上及び船上などの遠隔からの操縦が可能であるとともに、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球衛星測位システム）から取得する位置情報を利用する自律航行が可能である。
無人小型水上艇は、無人小型潜水艇２０と同様に、レーザー光照射装置１２ａが搭載される。
無人小型水上艇は、船首に、無人小型潜水艇２０と同様に、前向きカメラ２２、前向き照射口２３、２４、及び前向きライト２７が設置される。
前向きカメラ２２は、水中の無人小型水上艇の前方向の撮影に用いられる。
また、無人小型水上艇は、船底に、無人小型潜水艇２０と同様に、下向きカメラ３０、下向き照射口３５、３６、及び下向きライト（不図示）が設置される。
下向きカメラ３０は、無人小型水上艇の真下方向の撮影に用いられる。
無人小型水上艇とは、無人で海上を航行することが可能な小型の無人艇（Unmanned Surface Vehicle：ＵＳＶ）のことを言い、水上ドローンなどとも呼ばれる。無人小型水上艇は、陸上及び船上などの遠隔からの操縦が可能であるとともに、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球衛星測位システム）から取得する位置情報を利用する自律航行が可能である。
無人小型水上艇は、無人小型潜水艇２０と同様に、レーザー光照射装置１２ａが搭載される。
無人小型水上艇は、船首に、無人小型潜水艇２０と同様に、前向きカメラ２２、前向き照射口２３、２４、及び前向きライト２７が設置される。
前向きカメラ２２は、水中の無人小型水上艇の前方向の撮影に用いられる。
また、無人小型水上艇は、船底に、無人小型潜水艇２０と同様に、下向きカメラ３０、下向き照射口３５、３６、及び下向きライト（不図示）が設置される。
下向きカメラ３０は、無人小型水上艇の真下方向の撮影に用いられる。
【0030】
（測定システム１０の画像解析処理について）
図４を参照して、測定システム１０が行う画像解析処理の手順の一例である手順１～３について説明する。図４は測定システム１０が行う画像解析処理の手順の一例について説明するための図である。
無人小型潜水艇２０、及び無人小型水上艇に搭載されたカメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）によって海中４５の藻場４６を撮影して取得した撮影画像３７に対して画像解析処理を行う。
図４を参照して、測定システム１０が行う画像解析処理の手順の一例である手順１～３について説明する。図４は測定システム１０が行う画像解析処理の手順の一例について説明するための図である。
無人小型潜水艇２０、及び無人小型水上艇に搭載されたカメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）によって海中４５の藻場４６を撮影して取得した撮影画像３７に対して画像解析処理を行う。
【0031】
手順１（図４（ａ）参照）
無人小型潜水艇２０、及び無人小型水上艇からレーザー光（前向きレーザー光２３ａ、２４ａ又は下向きレーザー光３５ａ、３６ａ：図３参照）を藻場４６の地表３８に対して照射した状態で、カメラ（前向きカメラ２２又は下向きカメラ３０：図３参照）によって藻場４６を撮影し撮影画像３７を画像情報として取得する。撮影画像３７には、レーザー光（前向きレーザー光２３ａ、２４ａ又は下向きレーザー光３５ａ、３６ａ）の照射位置４０、４１、地表３８、及び海藻・海草３９などが写（顕像）される。
なお、測定システム１０の機能部である後述の画像情報取得部６１が、カメラ（前向きカメラ２２又は下向きカメラ３０）から撮影画像３７を画像情報として取得する。
無人小型潜水艇２０、及び無人小型水上艇からレーザー光（前向きレーザー光２３ａ、２４ａ又は下向きレーザー光３５ａ、３６ａ：図３参照）を藻場４６の地表３８に対して照射した状態で、カメラ（前向きカメラ２２又は下向きカメラ３０：図３参照）によって藻場４６を撮影し撮影画像３７を画像情報として取得する。撮影画像３７には、レーザー光（前向きレーザー光２３ａ、２４ａ又は下向きレーザー光３５ａ、３６ａ）の照射位置４０、４１、地表３８、及び海藻・海草３９などが写（顕像）される。
なお、測定システム１０の機能部である後述の画像情報取得部６１が、カメラ（前向きカメラ２２又は下向きカメラ３０）から撮影画像３７を画像情報として取得する。
【0032】
手順２（図４（ｂ）参照）
画像情報取得部６１により取得された画像情報に対して画像解析処理を行うことで、レーザー光（前向きレーザー光２３ａ、２４ａ又は下向きレーザー光３５ａ、３６ａ：図３参照）の照射位置４０、４１が特定され、照射位置４０、４１の間の離間距離４２に相当するピクセル数と、レーザー光（前向きレーザー光２３ａ、２４ａ又は下向きレーザー光３５ａ、３６ａ）の照射口（前向き照射口２３、２４、又は下向き照射口３５、３６：図３参照）の間の離間距離（離間距離２３ｃ又は離間距離３５ｃ：図３参照）とを比較して、１ピクセルあたりに相当する実際の長さを算出し、撮影画像３７の被写体の大きさの基準を示す指標であるスケールを把握する。
スケールとは、撮影画像３７内の物体の実際の長さと撮影画像３７上のピクセル数との関係を示す。具体的には、以下の方法でスケールを表現する。撮影画像３７のスケールは、例えば撮影画像３７内にスケールバー４３（図４（ｃ）参照）として表示してもよい。スケールバー４３は、撮影画像３７上での長さが実際にどのような長さに相当するのかを示すものであり、図４（ｃ）に示すスケールバー４３は５０ｃｍに相当するが、これに限定されるものではなく撮影画像３７上の倍率（縮尺）によってスケールバー４３が示す長さは異なる。スケールバー４３があることで、撮影画像３７上の倍率（縮尺）を正確に知ることができる。
また、撮影画像３７上の１ピクセルあたりに相当する実際の長さに基づいて、撮影画像３７に含まれる範囲の面積を算出することができ、例えば撮影画像３７内に設定した任意の矩形範囲（例えば、撮影画像３７に写る全範囲）の面積、又は撮影画像３７内に設定した任意形状の範囲を算出することができる。
なお、測定システム１０の機能部である後述の照射位置検知部６４によって照射位置４０、４１が特定され、後述の離間距離測定部６５によって離間距離４２に相当するピクセル数が特定される。
画像情報取得部６１により取得された画像情報に対して画像解析処理を行うことで、レーザー光（前向きレーザー光２３ａ、２４ａ又は下向きレーザー光３５ａ、３６ａ：図３参照）の照射位置４０、４１が特定され、照射位置４０、４１の間の離間距離４２に相当するピクセル数と、レーザー光（前向きレーザー光２３ａ、２４ａ又は下向きレーザー光３５ａ、３６ａ）の照射口（前向き照射口２３、２４、又は下向き照射口３５、３６：図３参照）の間の離間距離（離間距離２３ｃ又は離間距離３５ｃ：図３参照）とを比較して、１ピクセルあたりに相当する実際の長さを算出し、撮影画像３７の被写体の大きさの基準を示す指標であるスケールを把握する。
スケールとは、撮影画像３７内の物体の実際の長さと撮影画像３７上のピクセル数との関係を示す。具体的には、以下の方法でスケールを表現する。撮影画像３７のスケールは、例えば撮影画像３７内にスケールバー４３（図４（ｃ）参照）として表示してもよい。スケールバー４３は、撮影画像３７上での長さが実際にどのような長さに相当するのかを示すものであり、図４（ｃ）に示すスケールバー４３は５０ｃｍに相当するが、これに限定されるものではなく撮影画像３７上の倍率（縮尺）によってスケールバー４３が示す長さは異なる。スケールバー４３があることで、撮影画像３７上の倍率（縮尺）を正確に知ることができる。
また、撮影画像３７上の１ピクセルあたりに相当する実際の長さに基づいて、撮影画像３７に含まれる範囲の面積を算出することができ、例えば撮影画像３７内に設定した任意の矩形範囲（例えば、撮影画像３７に写る全範囲）の面積、又は撮影画像３７内に設定した任意形状の範囲を算出することができる。
なお、測定システム１０の機能部である後述の照射位置検知部６４によって照射位置４０、４１が特定され、後述の離間距離測定部６５によって離間距離４２に相当するピクセル数が特定される。
【0033】
手順３（図４（ｃ）参照）
画像情報取得部６１により取得された撮影画像３７の画像情報に対して、画像セグメンテーションを用いた画像解析処理を行うことで、撮影画像３７から植被範囲が抽出され、撮影画像３７の撮像範囲内における藻場４６の被度が計算される。図４（ｃ）において、黒ドットのハッチングされた範囲が、撮影画像３７から抽出された植被範囲となる。
そして、手順２で算出された撮影画像３７に写る全範囲の面積と、撮影画像３７の被度とを掛け合わせることで、撮影画像３７の海藻・海草３９に地表３８が覆われている範囲の面積を算出することができる。
画像セグメンテーションとは、デジタル画像を複数の画像セグメント（画像領域又は画像オブジェクト）に分割する手法である。具体的には、画像セグメンテーションとは、同じラベルを持つピクセルが特定の特性を共有するように、画像内の全てのピクセルにラベルを割り当てる手法である。
画像セグメンテーションは、セマンティック・セグメンテーション、インスタンス・セグメンテーション、及びパノプティック・セグメンテーションの３種類があり、状況に応じて使い分けられる。
セマンティック・セグメンテーションは、画像のピクセルごとに対して、そのピクセルがどの物体又は領域に属するかのラベル付けを行い、画像に含まれる物体又は領域を分類し特定する手法である。
インスタンス・セグメンテーションは、物体検出の個体ごとの位置検出と、セマンティック・セグメンテーションのピクセルレベルでの意味検出の両方の特徴を持つ技術のことをいう。
パノプティック・セグメンテーションは、セマンティック・セグメンテーションとインスタンス・セグメンテーションとを組み合わせた手法であり、一枚の画像の中の各物体を個別に識別し、それぞれの境界を正確に描写する手法である。
植被範囲とは、海藻・海草３９によって地表３８が覆われている範囲のことをいう。
なお、測定システム１０の機能部である後述の植被範囲抽出部６２によって撮影画像３７から植被範囲が抽出され、後述の被度算出部６３によって被度が計算され、後述の所定範囲面積算出部６７により撮影画像３７に写る全範囲の面積が計算され、後述の植被範囲面積算出部６８により撮影画像３７の海藻・海草３９に地表３８が覆われている範囲である植被範囲の面積が計算される。
画像情報取得部６１により取得された撮影画像３７の画像情報に対して、画像セグメンテーションを用いた画像解析処理を行うことで、撮影画像３７から植被範囲が抽出され、撮影画像３７の撮像範囲内における藻場４６の被度が計算される。図４（ｃ）において、黒ドットのハッチングされた範囲が、撮影画像３７から抽出された植被範囲となる。
そして、手順２で算出された撮影画像３７に写る全範囲の面積と、撮影画像３７の被度とを掛け合わせることで、撮影画像３７の海藻・海草３９に地表３８が覆われている範囲の面積を算出することができる。
画像セグメンテーションとは、デジタル画像を複数の画像セグメント（画像領域又は画像オブジェクト）に分割する手法である。具体的には、画像セグメンテーションとは、同じラベルを持つピクセルが特定の特性を共有するように、画像内の全てのピクセルにラベルを割り当てる手法である。
画像セグメンテーションは、セマンティック・セグメンテーション、インスタンス・セグメンテーション、及びパノプティック・セグメンテーションの３種類があり、状況に応じて使い分けられる。
セマンティック・セグメンテーションは、画像のピクセルごとに対して、そのピクセルがどの物体又は領域に属するかのラベル付けを行い、画像に含まれる物体又は領域を分類し特定する手法である。
インスタンス・セグメンテーションは、物体検出の個体ごとの位置検出と、セマンティック・セグメンテーションのピクセルレベルでの意味検出の両方の特徴を持つ技術のことをいう。
パノプティック・セグメンテーションは、セマンティック・セグメンテーションとインスタンス・セグメンテーションとを組み合わせた手法であり、一枚の画像の中の各物体を個別に識別し、それぞれの境界を正確に描写する手法である。
植被範囲とは、海藻・海草３９によって地表３８が覆われている範囲のことをいう。
なお、測定システム１０の機能部である後述の植被範囲抽出部６２によって撮影画像３７から植被範囲が抽出され、後述の被度算出部６３によって被度が計算され、後述の所定範囲面積算出部６７により撮影画像３７に写る全範囲の面積が計算され、後述の植被範囲面積算出部６８により撮影画像３７の海藻・海草３９に地表３８が覆われている範囲である植被範囲の面積が計算される。
【0034】
（測定システム１０の機能的構成について）
図５を参照して、測定システム１０の機能的構成について説明する。図５は測定システム１０の機能的構成の一例について説明するためのブロック図である。
測定システム１０は、後述する測定プログラムを実行することで、処理部１０ｅに、長さ基準設置部６０、画像情報取得部６１、植被範囲抽出部６２、被度算出部６３、照射位置検知部６４、離間距離測定部６５、長さ基準補正部６６、所定範囲面積算出部６７、及び植被範囲面積算出部６８などの機能部を備える。
図５を参照して、測定システム１０の機能的構成について説明する。図５は測定システム１０の機能的構成の一例について説明するためのブロック図である。
測定システム１０は、後述する測定プログラムを実行することで、処理部１０ｅに、長さ基準設置部６０、画像情報取得部６１、植被範囲抽出部６２、被度算出部６３、照射位置検知部６４、離間距離測定部６５、長さ基準補正部６６、所定範囲面積算出部６７、及び植被範囲面積算出部６８などの機能部を備える。
【0035】
長さ基準設置部６０は、無人小型潜水艇２０、及び無人小型水上艇に備えられ、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の被写体とともに撮影されることで被写体の大きさの基準を示す指標となる既知の長さを有する長さ基準を、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影範囲内に設置する。
本実施形態において、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の被写体とは、カメラの撮影範囲に含まれる藻場４６のことであり、藻場４６に含まれる海藻・海草３９、地表３８、照射位置４０、４１、及び照射位置４０、４１の間の離間距離４２などのことをいう。
本実施形態において、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の被写体とは、カメラの撮影範囲に含まれる藻場４６のことであり、藻場４６に含まれる海藻・海草３９、地表３８、照射位置４０、４１、及び照射位置４０、４１の間の離間距離４２などのことをいう。
【0036】
長さ基準設置部６０は、無人小型潜水艇２０、及び無人小型水上艇に搭載されたレーザー光照射装置１２ａに対して指示を与える。
レーザー光照射装置１２ａは、レーザー光の一対の照射口（前向き照射口２３、２４、又は下向き照射口３５、３６）を備える。ここでいうレーザー光とは、前向きレーザー光２３ａ、２４ａ、又は下向きレーザー光３５ａ、３６ａのことを言う。また、一対の照射口とは、前向きレーザー光２３ａ、２４ａの照射口となる前向き照射口２３、２４のことであり、下向きレーザー光３５ａ、３６ａの照射口となる下向き照射口３５、３６のことである。
前向きレーザー光２３ａと前向きレーザー光２４ａとは平行であり、下向きレーザー光３５ａと下向きレーザー光３６ａとは平行である。
一対の照射口である前向き照射口２３と前向き照射口２４との離間距離は既知であり、一対の照射口である下向き照射口３５と下向き照射口３６との離間距離は既知である。
前向きレーザー光２３ａ、２４ａはポインティングレーザー又はラインレーザーである。前向きレーザー光２３ａと前向きレーザー光２４ａとは同種のレーザー光であり、ポインティングレーザー又はラインレーザーの何れかである。
下向きレーザー光３５ａ、３６ａは、前向きレーザー光２３ａ、２４ａと同様に、ポインティングレーザー又はラインレーザーである。下向きレーザー光３５ａと下向きレーザー光３６ａとは同種のレーザー光であり、ポインティングレーザー又はラインレーザーの何れかである。
図３（ａ）に示す様に前向き照射口２３、２４からレーザー光を照射する場合、長さ基準は、一対の照射口（前向き照射口２３、２４）から地表３８に対して照射される一対のレーザー光（前向きレーザー光２３ａ、２４ａの照射位置２３ｂ、２４ｂの離間距離２４ｃである。
図３（ｂ）に示す様に下向き照射口３５、３６からレーザー光を照射する場合、長さ基準は、一対の照射口（下向き照射口３５、３６）から地表３８に対して照射される一対のレーザー光（下向きレーザー光３５ａ、３６ａの照射位置３５ｂ、３６ｂの離間距離３６ｃである。
レーザー光照射装置１２ａは、レーザー光の一対の照射口（前向き照射口２３、２４、又は下向き照射口３５、３６）を備える。ここでいうレーザー光とは、前向きレーザー光２３ａ、２４ａ、又は下向きレーザー光３５ａ、３６ａのことを言う。また、一対の照射口とは、前向きレーザー光２３ａ、２４ａの照射口となる前向き照射口２３、２４のことであり、下向きレーザー光３５ａ、３６ａの照射口となる下向き照射口３５、３６のことである。
前向きレーザー光２３ａと前向きレーザー光２４ａとは平行であり、下向きレーザー光３５ａと下向きレーザー光３６ａとは平行である。
一対の照射口である前向き照射口２３と前向き照射口２４との離間距離は既知であり、一対の照射口である下向き照射口３５と下向き照射口３６との離間距離は既知である。
前向きレーザー光２３ａ、２４ａはポインティングレーザー又はラインレーザーである。前向きレーザー光２３ａと前向きレーザー光２４ａとは同種のレーザー光であり、ポインティングレーザー又はラインレーザーの何れかである。
下向きレーザー光３５ａ、３６ａは、前向きレーザー光２３ａ、２４ａと同様に、ポインティングレーザー又はラインレーザーである。下向きレーザー光３５ａと下向きレーザー光３６ａとは同種のレーザー光であり、ポインティングレーザー又はラインレーザーの何れかである。
図３（ａ）に示す様に前向き照射口２３、２４からレーザー光を照射する場合、長さ基準は、一対の照射口（前向き照射口２３、２４）から地表３８に対して照射される一対のレーザー光（前向きレーザー光２３ａ、２４ａの照射位置２３ｂ、２４ｂの離間距離２４ｃである。
図３（ｂ）に示す様に下向き照射口３５、３６からレーザー光を照射する場合、長さ基準は、一対の照射口（下向き照射口３５、３６）から地表３８に対して照射される一対のレーザー光（下向きレーザー光３５ａ、３６ａの照射位置３５ｂ、３６ｂの離間距離３６ｃである。
【0037】
画像情報取得部６１は、長さ基準がカメラの撮影範囲内に設置された状態で、カメラを用いて藻場４６を撮影した撮影画像３７を画像情報として取得する。
カメラとして前向きカメラ２２を用いた場合、長さ基準は離間距離２４ｃである（図３（ａ）参照）。また、カメラとして下向きカメラ３０を用いた場合、長さ基準は離間距離３６ｃである（図３（ｂ）参照）。
カメラとして前向きカメラ２２を用いた場合、長さ基準は離間距離２４ｃである（図３（ａ）参照）。また、カメラとして下向きカメラ３０を用いた場合、長さ基準は離間距離３６ｃである（図３（ｂ）参照）。
【0038】
植被範囲抽出部６２は、画像情報を画像解析処理することで、撮影画像３７の所定範囲の内部における植被範囲を画像情報から抽出する。
植被範囲抽出部６２は、画像セグメンテーションを用いて画像情報を画像解析処理することで、撮影画像３７から植被範囲を抽出する。
所定範囲とは撮影画像３７に写る全範囲であるが、これに限定されるものではなく、撮影画像３７内において任意の範囲を設定することができる。
植被範囲抽出部６２は、画像セグメンテーションを用いて画像情報を画像解析処理することで、撮影画像３７から植被範囲を抽出する。
所定範囲とは撮影画像３７に写る全範囲であるが、これに限定されるものではなく、撮影画像３７内において任意の範囲を設定することができる。
【0039】
被度算出部６３は、所定範囲の内部における植被範囲が所定範囲に対して占有する割合を被度として算出する。
被度算出部６３は、植被範囲抽出部６２により撮影画像３７から抽出された植被範囲が所定範囲である撮影画像３７に写る全範囲に対して占有する割合を被度として算出する。
被度算出部６３の算出の例として図４（ｃ）を参照して以下に説明する。
植被範囲抽出部６２により撮影画像３７から抽出された植被範囲は、図４（ｃ）に示す黒ドットでハッチングされた範囲である。被度算出部６３は、黒ドットでハンチングされた範囲の所定範囲である撮影画像３７に写る全範囲に対して占有する割合を被度として計算する。
被度算出部６３は、植被範囲抽出部６２により撮影画像３７から抽出された植被範囲が所定範囲である撮影画像３７に写る全範囲に対して占有する割合を被度として算出する。
被度算出部６３の算出の例として図４（ｃ）を参照して以下に説明する。
植被範囲抽出部６２により撮影画像３７から抽出された植被範囲は、図４（ｃ）に示す黒ドットでハッチングされた範囲である。被度算出部６３は、黒ドットでハンチングされた範囲の所定範囲である撮影画像３７に写る全範囲に対して占有する割合を被度として計算する。
【0040】
照射位置検知部６４は、撮影画像３７における一対のレーザー光の照射位置４０、４１を検出する。
照射位置検知部６４は、撮影画像３７の画像情報に対して画像解析処理の物体検出を行うことで、撮影画像３７に含まれる一対のレーザー光の照射位置４０、４１の位置を検出する。
物体検出とは、撮影した画像又は映像から、特定の物体の位置・種類・個数などの情報を検出することをいう。
物体検出に用いられる手法は、例えば、畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）を用いる手法、及びＹＯＬＯ(You Only Look Once)を用いる手法などがある。
照射位置検知部６４は、撮影画像３７の画像情報に対して画像解析処理の物体検出を行うことで、撮影画像３７に含まれる一対のレーザー光の照射位置４０、４１の位置を検出する。
物体検出とは、撮影した画像又は映像から、特定の物体の位置・種類・個数などの情報を検出することをいう。
物体検出に用いられる手法は、例えば、畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）を用いる手法、及びＹＯＬＯ(You Only Look Once)を用いる手法などがある。
【0041】
離間距離測定部６５は、一対のレーザー光の照射位置４０、４１の離間距離を測定する。
離間距離測定部６５は、照射位置検知部６４により検出された照射位置４０、４１の位置の間の離間距離４２に相当するピクセル数を測定する。
照射位置４０、４１の位置の間の離間距離４２は既知の値であるため、離間距離測定部６５により測定された離間距離４２に相当するピクセル数に基づいて、撮影画像３７上の１ピクセルあたりに相当する実際の長さが算出される。
離間距離測定部６５は、照射位置検知部６４により検出された照射位置４０、４１の位置の間の離間距離４２に相当するピクセル数を測定する。
照射位置４０、４１の位置の間の離間距離４２は既知の値であるため、離間距離測定部６５により測定された離間距離４２に相当するピクセル数に基づいて、撮影画像３７上の１ピクセルあたりに相当する実際の長さが算出される。
【0042】
長さ基準補正部６６は、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影時の姿勢角に応じて撮影画像３７に含まれる長さ基準を補正する。
無人小型潜水艇２０は無人小型潜水艇２０の姿勢角を計測する姿勢角センサ１１ｂを備える。
同様に、無人小型水上艇は無人小型水上艇の姿勢角を計測する姿勢角センサ１１ｂを備える。
長さ基準補正部６６は、姿勢角センサ１１ｂに計測されたカメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影時の無人小型潜水艇２０、及び無人小型水上艇の姿勢角に応じて撮影画像３７に含まれる長さ基準を補正する。
カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影時、一対の照射口（２３、２４、又は３５、３６：図３参照）から照射された一対のレーザー光（２３ａ、２４ａ、又は３５ａ、３６ａ）は地表３８に対して垂直に入射するように無人小型潜水艇２０の機体２１、又は無人小型水上艇の姿勢角は制御される。
従って、前向きカメラ２２を用いて撮影する場合の撮影時、機体２１は地表３８に対して垂直となり、下向きカメラ３０を用いて撮影する場合の撮影時、機体２１は地表３８に対して平行となる。
しかし、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影時、機体２１の姿勢角がずれる場合があり、このずれ量に応じて基準長さがずれるので、この姿勢角のずれ量に応じて長さ基準補正部６６は基準長さの長さを補正する。
無人小型潜水艇２０は無人小型潜水艇２０の姿勢角を計測する姿勢角センサ１１ｂを備える。
同様に、無人小型水上艇は無人小型水上艇の姿勢角を計測する姿勢角センサ１１ｂを備える。
長さ基準補正部６６は、姿勢角センサ１１ｂに計測されたカメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影時の無人小型潜水艇２０、及び無人小型水上艇の姿勢角に応じて撮影画像３７に含まれる長さ基準を補正する。
カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影時、一対の照射口（２３、２４、又は３５、３６：図３参照）から照射された一対のレーザー光（２３ａ、２４ａ、又は３５ａ、３６ａ）は地表３８に対して垂直に入射するように無人小型潜水艇２０の機体２１、又は無人小型水上艇の姿勢角は制御される。
従って、前向きカメラ２２を用いて撮影する場合の撮影時、機体２１は地表３８に対して垂直となり、下向きカメラ３０を用いて撮影する場合の撮影時、機体２１は地表３８に対して平行となる。
しかし、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影時、機体２１の姿勢角がずれる場合があり、このずれ量に応じて基準長さがずれるので、この姿勢角のずれ量に応じて長さ基準補正部６６は基準長さの長さを補正する。
【0043】
所定範囲面積算出部６７は、撮影画像３７に含まれる長さ基準に基づいて、所定範囲の面積を算出する。
所定範囲面積算出部６７は、撮影画像３７中の一対のレーザー光の照射位置４０、４１の離間距離４２に基づいて撮影画像３７中の所定範囲の面積を算出する。
離間距離４２は既知の値であるため、離間距離測定部６５により測定された離間距離４２に相当するピクセル数に基づいて、撮影画像３７上の１ピクセルあたりに相当する実際の長さが算出される。所定範囲面積算出部６７は、撮影画像３７上の１ピクセルあたりに相当する実際の長さに基づいて、撮影画像３７中の所定範囲の面積を算出する。
撮影画像３７中の所定範囲は撮影画像３７に写る全範囲の面積であるので、所定範囲面積算出部６７は、撮影画像３７に写る全範囲の面積を算出する。
所定範囲面積算出部６７は、撮影画像３７中の一対のレーザー光の照射位置４０、４１の離間距離４２に基づいて撮影画像３７中の所定範囲の面積を算出する。
離間距離４２は既知の値であるため、離間距離測定部６５により測定された離間距離４２に相当するピクセル数に基づいて、撮影画像３７上の１ピクセルあたりに相当する実際の長さが算出される。所定範囲面積算出部６７は、撮影画像３７上の１ピクセルあたりに相当する実際の長さに基づいて、撮影画像３７中の所定範囲の面積を算出する。
撮影画像３７中の所定範囲は撮影画像３７に写る全範囲の面積であるので、所定範囲面積算出部６７は、撮影画像３７に写る全範囲の面積を算出する。
【0044】
植被範囲面積算出部６８は、被度と所定範囲の面積とに基づいて、所定範囲の内部における植被範囲の面積を算出する。
植被範囲面積算出部６８は、被度算出部６３により算出された被度と、所定範囲面積算出部６７により算出された所定範囲の面積とに基づいて、所定範囲の内部における植被範囲の面積を算出する。所定範囲は、撮影画像３７に写る全範囲の面積が設定されているので、植被範囲面積算出部６８は、撮影画像３７に写る全範囲の内部における植被範囲の面積を算出する。
植被範囲面積算出部６８は、被度算出部６３により算出された被度と、所定範囲面積算出部６７により算出された所定範囲の面積とに基づいて、所定範囲の内部における植被範囲の面積を算出する。所定範囲は、撮影画像３７に写る全範囲の面積が設定されているので、植被範囲面積算出部６８は、撮影画像３７に写る全範囲の内部における植被範囲の面積を算出する。
【0045】
図６を参照して、海藻・海草３９の被度階級について説明する。図６は海藻・海草３９の被度階級について説明するための図である。
海藻・海草３９の被度階級は、海藻・海草３９の被度を目視により測定する際に用いられる測定の基準となるものである。詳細には、海藻・海草３９の被度階級は、コドラート２８の内部における海藻・海草３９の植被面積が占める割合（％）を５区分に区分するものであり、被度５％未満を階級１、被度５～２５％を階級２、被度２５～５０％を階級３、被度５０～７５％を階級４、被度７５～１００％を階級５とし、階級ごとに対応する藻場４６の写真が掲載される。
目視による観測者は、海藻・海草３９の被度階級ごとに対応する写真の中から、測定対象となる藻場４６で撮影された写真に最も近いものを選択する。
従って、海藻・海草３９の被度階級を用いた、被度及び植被面積の測定は、具体的な数値を特定できない大まかな測定結果しか得ることができず、精度の高い測定はできず、更に目視で行われるため、ある程度の精度は確保できるものの測定結果に個人差がでるという問題の解消には至っていない。
これに対して、第１実施形態に係る測定システム１０によれば、画像セグメンテーションを用いて画像情報を画像解析処理することで、撮影画像３７から正確に植被範囲を抽出することができるので、被度及び植被面積においても具体的な数値として正確に算出することができる。
海藻・海草３９の被度階級は、海藻・海草３９の被度を目視により測定する際に用いられる測定の基準となるものである。詳細には、海藻・海草３９の被度階級は、コドラート２８の内部における海藻・海草３９の植被面積が占める割合（％）を５区分に区分するものであり、被度５％未満を階級１、被度５～２５％を階級２、被度２５～５０％を階級３、被度５０～７５％を階級４、被度７５～１００％を階級５とし、階級ごとに対応する藻場４６の写真が掲載される。
目視による観測者は、海藻・海草３９の被度階級ごとに対応する写真の中から、測定対象となる藻場４６で撮影された写真に最も近いものを選択する。
従って、海藻・海草３９の被度階級を用いた、被度及び植被面積の測定は、具体的な数値を特定できない大まかな測定結果しか得ることができず、精度の高い測定はできず、更に目視で行われるため、ある程度の精度は確保できるものの測定結果に個人差がでるという問題の解消には至っていない。
これに対して、第１実施形態に係る測定システム１０によれば、画像セグメンテーションを用いて画像情報を画像解析処理することで、撮影画像３７から正確に植被範囲を抽出することができるので、被度及び植被面積においても具体的な数値として正確に算出することができる。
【0046】
（無人小型潜水艇２０の第１変形例について）
図７を参照して、第１実施形態に用いる無人小型潜水艇２０の第１変形例について説明する。図７は本開示の第１実施形態に用いる無人小型潜水艇２０の第１変形例について説明するための図である。
無人小型潜水艇２０は、図７に示す様に、前向きカメラ２２に替えて、後付けカメラ３２を用いてもよい。前向きカメラ２２より高性能なカメラを使用したい場合、又は前向きカメラ２２が故障した場合などに、後付けカメラ３２を使用してもよい。
後付けカメラ３２は、前向きレーザー光２３ａ、２４ａの使用時に、前向きカメラ２２の代わりに用いられ、前向きカメラ２２と同方向、即ち、前向きレーザー光２３ａ、２４ａの照射方向を撮像する。
後付けカメラ３２は、アタッチメント４８を介して無人小型潜水艇２０の機体２１に取り付けられる。なお、後付けカメラ３２の例としては、市販品であるＧｏＰｒｏ（登録商標）が用いられてもよい。
また、下向きカメラ３０を用いる代わりに、機体２１の真下方向の撮影に用いるために取り付けられた後付けカメラ（不図示）を用いてもよい。後付けカメラ（不図示）は、下向きレーザー光３５ａ、３６ａの使用時に、下向きカメラ３０の代わりに用いられ、下向きカメラ３０と同方向、即ち、下向きレーザー光３５ａ、３６ａの照射方向を撮像する。この場合も、下向きカメラ３０より高性能なカメラを使用したい場合、又は下向きカメラ３０が故障した場合などに、後付けカメラ（不図示）を使用してもよい。この後付けカメラ（不図示）についても、後付けカメラ３２と同様に、市販品であるＧｏＰｒｏ（登録商標）が用いられてもよい。
図７を参照して、第１実施形態に用いる無人小型潜水艇２０の第１変形例について説明する。図７は本開示の第１実施形態に用いる無人小型潜水艇２０の第１変形例について説明するための図である。
無人小型潜水艇２０は、図７に示す様に、前向きカメラ２２に替えて、後付けカメラ３２を用いてもよい。前向きカメラ２２より高性能なカメラを使用したい場合、又は前向きカメラ２２が故障した場合などに、後付けカメラ３２を使用してもよい。
後付けカメラ３２は、前向きレーザー光２３ａ、２４ａの使用時に、前向きカメラ２２の代わりに用いられ、前向きカメラ２２と同方向、即ち、前向きレーザー光２３ａ、２４ａの照射方向を撮像する。
後付けカメラ３２は、アタッチメント４８を介して無人小型潜水艇２０の機体２１に取り付けられる。なお、後付けカメラ３２の例としては、市販品であるＧｏＰｒｏ（登録商標）が用いられてもよい。
また、下向きカメラ３０を用いる代わりに、機体２１の真下方向の撮影に用いるために取り付けられた後付けカメラ（不図示）を用いてもよい。後付けカメラ（不図示）は、下向きレーザー光３５ａ、３６ａの使用時に、下向きカメラ３０の代わりに用いられ、下向きカメラ３０と同方向、即ち、下向きレーザー光３５ａ、３６ａの照射方向を撮像する。この場合も、下向きカメラ３０より高性能なカメラを使用したい場合、又は下向きカメラ３０が故障した場合などに、後付けカメラ（不図示）を使用してもよい。この後付けカメラ（不図示）についても、後付けカメラ３２と同様に、市販品であるＧｏＰｒｏ（登録商標）が用いられてもよい。
【0047】
（無人小型潜水艇２０の第２変形例について）
図８を参照して、第１実施形態に用いる無人小型潜水艇２０の第２変形例について説明する。図８は本開示の第１実施形態に用いる無人小型潜水艇２０の第２変形例について説明するための図である。
無人小型潜水艇２０は、図８に示す様に、レーザー光照射装置１２ａにより照射されるレーザー光について、ポインティングレーザーに替えてラインレーザーを用いる。
ラインレーザーとは、レーザーのエネルギーが物体に当たる際の照射位置に形成される光の形状が直線であるレーザー光のことをいう。
図８に示す様に、無人小型潜水艇２０の機体２１に設けられた一対の照射口より照射されたラインレーザー３３、３４は離間距離３４ａを形成する。
一対の前向き照射口２３、２４より照射される前向きレーザー光２３ａ、２４ａについて、ポインティングレーザーに替えてラインレーザーを用いる場合、離間距離２４ｃに替えて離間距離３４ａが照射位置の離間距離として地表３８に形成される（図３（ａ）参照）。
一対の下向き照射口３５、３６より照射される下向きレーザー光３５ａ、３６ａについて、ポインティングレーザーに替えてラインレーザーを用いる場合、離間距離３６ｃに替えて離間距離３４ａが照射位置の離間距離として地表３８に形成される。
なお、無人小型水上艇においても、無人小型潜水艇２０と同等に、レーザー光としてラインレーザーを用いてもよい。
図８を参照して、第１実施形態に用いる無人小型潜水艇２０の第２変形例について説明する。図８は本開示の第１実施形態に用いる無人小型潜水艇２０の第２変形例について説明するための図である。
無人小型潜水艇２０は、図８に示す様に、レーザー光照射装置１２ａにより照射されるレーザー光について、ポインティングレーザーに替えてラインレーザーを用いる。
ラインレーザーとは、レーザーのエネルギーが物体に当たる際の照射位置に形成される光の形状が直線であるレーザー光のことをいう。
図８に示す様に、無人小型潜水艇２０の機体２１に設けられた一対の照射口より照射されたラインレーザー３３、３４は離間距離３４ａを形成する。
一対の前向き照射口２３、２４より照射される前向きレーザー光２３ａ、２４ａについて、ポインティングレーザーに替えてラインレーザーを用いる場合、離間距離２４ｃに替えて離間距離３４ａが照射位置の離間距離として地表３８に形成される（図３（ａ）参照）。
一対の下向き照射口３５、３６より照射される下向きレーザー光３５ａ、３６ａについて、ポインティングレーザーに替えてラインレーザーを用いる場合、離間距離３６ｃに替えて離間距離３４ａが照射位置の離間距離として地表３８に形成される。
なお、無人小型水上艇においても、無人小型潜水艇２０と同等に、レーザー光としてラインレーザーを用いてもよい。
【0048】
（本開示の第２実施形態について）
図９及び図１０を参照して、本開示の第２実施形態に係る測定システム１０及び無人小型潜水艇２０について説明する。図９及び図１０は本開示の第２実施形態に用いる無人小型潜水艇２０の構成の一例を示す図である。なお、図１０（ａ）は無人小型潜水艇２０がコドラート２８を運び設置する様子を示しており、図１０（ｂ）は藻場４６に設置されたコドラート２８の様子を示している。
第２実施形態の長さ基準はコドラート２８であり、第１実施形態の長さ基準の設置にレーザー光を用いる点で異なる。
従って、第２実施形態の説明において、第１実施形態と異なる点について説明し、第１実施形態と共通する点については詳細な説明を省略する。
なお、無人小型水上艇においても、無人小型潜水艇２０と同様に、長さ基準としてコドラート２８を用いてもよい。
図９及び図１０を参照して、本開示の第２実施形態に係る測定システム１０及び無人小型潜水艇２０について説明する。図９及び図１０は本開示の第２実施形態に用いる無人小型潜水艇２０の構成の一例を示す図である。なお、図１０（ａ）は無人小型潜水艇２０がコドラート２８を運び設置する様子を示しており、図１０（ｂ）は藻場４６に設置されたコドラート２８の様子を示している。
第２実施形態の長さ基準はコドラート２８であり、第１実施形態の長さ基準の設置にレーザー光を用いる点で異なる。
従って、第２実施形態の説明において、第１実施形態と異なる点について説明し、第１実施形態と共通する点については詳細な説明を省略する。
なお、無人小型水上艇においても、無人小型潜水艇２０と同様に、長さ基準としてコドラート２８を用いてもよい。
【0049】
第２実施形態に係る測定システム１０及び無人小型潜水艇２０が用いる基準長さは、既知の大きさのコドラート２８である。
コドラート２８は正方形の枠であり、一辺の長さが１メートルであるが、これに限定されるものでは無く、特定の形状及び大きさに限定されるものではなく、利用者の用途に応じて形状及び大きさを変えてもよい。
コドラート２８は、ポリ塩化ビニル管でできており、蛍光色のビニールテープを外表面に巻くことによって海中４５における視認性を向上させている。
コドラート２８はロープ５０に繋がれている。ロープ５０は、機体１の一部を構成するフレーム部５１（図９参照）に引掛けられるなどして、機体１に繋がれており、無人小型潜水艇２０はコドラート２８を運ぶことができる。なお、ロープ５０の本数は特に限定されるものでは無く、コドラート２８は１本のロープ５０で運ばれてもよく、２本以上のロープ５０によって運ばれてもよい。
また、無人小型潜水艇２０は、ロボットアーム（不図示）が装着されていてもよく、ロボットアームによってコドラート２８の一部を掴んで運んでもよい。
コドラート２８の設置時、コドラート２８は目的地までロープ５０に繋がれて無人小型潜水艇２０に運ばれ、コドラート２８の回収時、コドラート２８はロボットアームに掴まれた状態で無人小型潜水艇２０に運ばれてもよい。
長さ基準設置部６０は、ロボットアームを利用してコドラート２８を運び、コドラート２８をカメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影範囲内の地表３８に設置する。
コドラート２８は正方形の枠であり、一辺の長さが１メートルであるが、これに限定されるものでは無く、特定の形状及び大きさに限定されるものではなく、利用者の用途に応じて形状及び大きさを変えてもよい。
コドラート２８は、ポリ塩化ビニル管でできており、蛍光色のビニールテープを外表面に巻くことによって海中４５における視認性を向上させている。
コドラート２８はロープ５０に繋がれている。ロープ５０は、機体１の一部を構成するフレーム部５１（図９参照）に引掛けられるなどして、機体１に繋がれており、無人小型潜水艇２０はコドラート２８を運ぶことができる。なお、ロープ５０の本数は特に限定されるものでは無く、コドラート２８は１本のロープ５０で運ばれてもよく、２本以上のロープ５０によって運ばれてもよい。
また、無人小型潜水艇２０は、ロボットアーム（不図示）が装着されていてもよく、ロボットアームによってコドラート２８の一部を掴んで運んでもよい。
コドラート２８の設置時、コドラート２８は目的地までロープ５０に繋がれて無人小型潜水艇２０に運ばれ、コドラート２８の回収時、コドラート２８はロボットアームに掴まれた状態で無人小型潜水艇２０に運ばれてもよい。
長さ基準設置部６０は、ロボットアームを利用してコドラート２８を運び、コドラート２８をカメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影範囲内の地表３８に設置する。
【0050】
以下、コドラート２８を用いて行う、藻場４６における植物が地表を覆っている植被範囲の面積を測定する手順１～５について説明する。
手順１
無人小型潜水艇２０又は無人小型水上艇にコドラート２８のロープ５０を取り付けておく。
手順１
無人小型潜水艇２０又は無人小型水上艇にコドラート２８のロープ５０を取り付けておく。
【0051】
手順２
無人小型潜水艇２０又は無人小型水上艇のロボットアーム（不図示）を使って、コドラート２８を運び、ロボットアームを操作することでコドラート２８を放出し撮影の対象となる藻場４６にコドラート２８を設置する。
無人小型潜水艇２０又は無人小型水上艇のロボットアーム（不図示）を使って、コドラート２８を運び、ロボットアームを操作することでコドラート２８を放出し撮影の対象となる藻場４６にコドラート２８を設置する。
【0052】
手順３
無人小型潜水艇２０又は無人小型水上艇の姿勢を制御して、地表３８に対して機体２１が平行となる状態にして下向きカメラ３０によりコドラート２８を含む範囲の藻場４６を撮影する。
または、無人小型潜水艇２０又は無人小型水上艇の姿勢を制御して、地表３８に対して機体２１が垂直となる状態にして前向きカメラ２２によりコドラート２８を含む範囲の藻場４６を撮影する。
無人小型潜水艇２０又は無人小型水上艇の姿勢を制御して、地表３８に対して機体２１が平行となる状態にして下向きカメラ３０によりコドラート２８を含む範囲の藻場４６を撮影する。
または、無人小型潜水艇２０又は無人小型水上艇の姿勢を制御して、地表３８に対して機体２１が垂直となる状態にして前向きカメラ２２によりコドラート２８を含む範囲の藻場４６を撮影する。
【0053】
手順４
撮影後、ロボットアームでコドラート２８又はロープ５０を掴み、無人小型潜水艇２０を操縦し、コドラート２８とともに無人小型潜水艇２０を回収する。
撮影後、ロボットアームでコドラート２８又はロープ５０を掴み、無人小型潜水艇２０を操縦し、コドラート２８とともに無人小型潜水艇２０を回収する。
【0054】
手順５
第１実施形態と同様に、測定システム１０を用いて、撮影画像３７から被度及び植被範囲の面積を把握する。
なお、植被範囲抽出部６２、被度算出部６３、所定範囲面積算出部６７、及び植被範囲面積算出部６８の動作における所定範囲は、コドラート２８の枠内の全ての範囲である。
第１実施形態と同様に、測定システム１０を用いて、撮影画像３７から被度及び植被範囲の面積を把握する。
なお、植被範囲抽出部６２、被度算出部６３、所定範囲面積算出部６７、及び植被範囲面積算出部６８の動作における所定範囲は、コドラート２８の枠内の全ての範囲である。
【0055】
（測定方法及び測定プログラムについて）
次に図１１を参照して、本開示の一実施形態に係る測定プログラムについて、測定方法とともに説明する。図１１は本開示の一実施形態に係る測定プログラムのフローチャートの一例である。
測定方法は、測定プログラムに基づいて、測定システム１０の処理部１０ｅにより実行される。
測定プログラムは、図１１に示す様に、長さ基準設置ステップＳ６０、画像情報取得ステップＳ６１、植被範囲抽出ステップＳ６２、被度算出ステップＳ６３、所定範囲面積算出ステップＳ６７、及び植被範囲面積算出ステップＳ６８などを備える。
次に図１１を参照して、本開示の一実施形態に係る測定プログラムについて、測定方法とともに説明する。図１１は本開示の一実施形態に係る測定プログラムのフローチャートの一例である。
測定方法は、測定プログラムに基づいて、測定システム１０の処理部１０ｅにより実行される。
測定プログラムは、図１１に示す様に、長さ基準設置ステップＳ６０、画像情報取得ステップＳ６１、植被範囲抽出ステップＳ６２、被度算出ステップＳ６３、所定範囲面積算出ステップＳ６７、及び植被範囲面積算出ステップＳ６８などを備える。
【0056】
測定プログラムは、測定システム１０の処理部１０ｅに対して、長さ基準設置機能、画像情報取得機能、植被範囲抽出機能、被度算出機能、所定範囲面積算出機能、及び植被範囲面積算出機能などの各種機能を実現させる。これらの機能は、図１１のフローチャートに示される順に実行されるが、適宜、順序を入れ替えて実行することもできる。なお、各機能は前述の測定システム１０の各種機能部の説明と重複するため、その詳細な説明は省略する。
【0057】
長さ基準設置機能は、無人小型潜水艇２０、又は無人小型水上艇に備えられ、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の被写体とともに撮影されることで被写体の大きさの基準を示す指標となる既知の長さを有する長さ基準を、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影範囲内に設置する（Ｓ６０：長さ基準設置ステップ）。
【0058】
画像情報取得機能は、長さ基準がカメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影範囲内に設置された状態で、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）を用いて藻場４６を撮影した撮影画像３７を画像情報として取得する（Ｓ６１：画像情報取得ステップ）。
【0059】
植被範囲抽出機能は、画像情報を画像解析処理することで、撮影画像３７の所定範囲の内部における植被範囲を画像情報から抽出する（Ｓ６２：植被範囲抽出ステップ）。
【0060】
被度算出機能は、所定範囲の内部における植被範囲が所定範囲に対して占有する割合を被度として算出する（Ｓ６３：被度算出ステップ）。
【0061】
所定範囲面積算出機能は、撮影画像３７に含まれる長さ基準に基づいて、所定範囲の面積を算出する（Ｓ６７：所定範囲面積算出ステップ）。
【0062】
植被範囲面積算出機能は、被度と所定範囲の面積とに基づいて、所定範囲の内部における植被範囲の面積を算出する（Ｓ６８：植被範囲面積算出ステップ）
【0063】
（他の実施形態に係る測定方法及び測定プログラムについて）
図１２を参照して、他の実施形態に係る測定プログラムについて、測定方法とともに説明する。図１２は他の実施形態に係る測定プログラムのフローチャートの一例である。
図１２に示した他の実施形態に係る測定プログラムのフローチャートは、図１１に示した測定プログラムのフローチャートと比べて、照射位置検知ステップＳ６４、離間距離測定ステップＳ６５、及び長さ基準補正ステップＳ６６が追加された点で異なる。
他の実施形態に係る測定方法は、図１２に示した他の実施形態に係る測定プログラムに基づいて、測定システム１０の処理部１０ｅにより実行される。
図１２に示した他の実施形態に係る測定プログラムは、長さ基準設置ステップＳ６０、画像情報取得ステップＳ６１、植被範囲抽出ステップＳ６２、被度算出ステップＳ６３、照射位置検知ステップＳ６４、離間距離測定ステップＳ６５、長さ基準補正ステップＳ６６、所定範囲面積算出ステップＳ６７、及び植被範囲面積算出ステップＳ６８などを備える。
図１２を参照して、他の実施形態に係る測定プログラムについて、測定方法とともに説明する。図１２は他の実施形態に係る測定プログラムのフローチャートの一例である。
図１２に示した他の実施形態に係る測定プログラムのフローチャートは、図１１に示した測定プログラムのフローチャートと比べて、照射位置検知ステップＳ６４、離間距離測定ステップＳ６５、及び長さ基準補正ステップＳ６６が追加された点で異なる。
他の実施形態に係る測定方法は、図１２に示した他の実施形態に係る測定プログラムに基づいて、測定システム１０の処理部１０ｅにより実行される。
図１２に示した他の実施形態に係る測定プログラムは、長さ基準設置ステップＳ６０、画像情報取得ステップＳ６１、植被範囲抽出ステップＳ６２、被度算出ステップＳ６３、照射位置検知ステップＳ６４、離間距離測定ステップＳ６５、長さ基準補正ステップＳ６６、所定範囲面積算出ステップＳ６７、及び植被範囲面積算出ステップＳ６８などを備える。
【0064】
図１２に示した他の実施形態に係る測定プログラムは、測定システム１０の処理部１０ｅに対して、長さ基準設置機能、画像情報取得機能、植被範囲抽出機能、被度算出機能、照射位置検知機能、離間距離測定機能、長さ基準補正機能、所定範囲面積算出機能、及び植被範囲面積算出機能などを実現させる。これらの機能は図１２のフローチャートに示される順に実行されるが、適宜、順番を入れ替えて実行することもできる。
以下、図１２に示した他の実施形態に係る測定方法、及び測定プログラムについて、図１１に示した測定方法、及び測定プログラムに対して異なる点についてのみ説明する。
また、各機能は前述の測定システム１０の各種機能部の説明と重複するため、その詳細な説明は省略する。
以下、図１２に示した他の実施形態に係る測定方法、及び測定プログラムについて、図１１に示した測定方法、及び測定プログラムに対して異なる点についてのみ説明する。
また、各機能は前述の測定システム１０の各種機能部の説明と重複するため、その詳細な説明は省略する。
【0065】
照射位置検知機能は、撮影画像３７における一対のレーザー光（前向きレーザー光２３ａ、２４ａ、下向きレーザー光３５ａ、３６ａ）の照射位置（照射位置２３ｂ、２４ｂ、照射位置３５ｂ、３６ｂ）を検出する（Ｓ６４：照射位置検知ステップ）。
【0066】
離間距離測定機能は、一対のレーザー光（前向きレーザー光２３ａ、２４ａ、下向きレーザー光３５ａ、３６ａ）の照射位置（照射位置２３ｂ、２４ｂ、照射位置３５ｂ、３６ｂ）の離間距離（離間距離２４ｃ、離間距離３６ｃ）を測定する（Ｓ６５：離間距離測定ステップ）。
【0067】
長さ基準補正機能は、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影時の姿勢角に応じて撮影画像３７に含まれる長さ基準を補正する。
【0068】
上記した実施形態によれば、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影範囲内にレーザー光を照射することで、植被面積の算出に必要となる長さの基準を設置することができるので、人が海中４５に潜ってコドラート２８を設置する場合と比較して煩雑さは解消される。
【0069】
また、上記した実施形態によれば、無人小型潜水艇２０、又は無人小型水上艇を用いてコドラート２８をカメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影範囲内に設置することができるので、人が海中４５に潜ってコドラート２８を設置する場合と比較して煩雑さは解消される。
【0070】
また、上記した実施形態によれば、画像セグメンテーションを用いて撮影画像３７の画像情報を画像解析処理するので、撮影画像３７から植被範囲を正確に抽出することができ、延いては撮影画像３７に写る植被面積を正確に算出することができる。
【0071】
また、上記した実施形態によれば、無人小型潜水艇２０及び無人小型水上艇は姿勢角センサ１１ｂを搭載するので、カメラ（前向きカメラ２２、下向きカメラ３０）の撮影時の姿勢角に応じて撮影画像３７に含まれる長さ基準を補正することができる。
【0072】
また、上記した実施形態によれば、撮影画像３７に対して画像解析処理の物体検出を行うので、撮影画像３７における一対のレーザー光の照射位置を正確に検出することができる。
【0073】
また、上記した実施形態によれば、撮影画像３７にスケールバー４３を表示することができるので、撮影画像３７上の倍率（縮尺）を正確に知ることができる。
【0074】
なお、本開示は上記した実施形態に係る測定システム１０、測定方法、及び測定プログラムに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の変形例、若しくは応用例により実施可能である。また、上記した実施形態では、「情報」の文言を使用しているが、「情報」の文言は「データ」と言い換えることができ、「データ」の文言は「情報」と言い換えることができる。
【符号の説明】
【0075】
１０ 測定システム
１０ａ 通信インターフェース
１０ｂ ＲＯＭ
１０ｃ ＲＡＭ
１０ｄ 記憶部
１０ｅ 処理部
１０ｆ 入出力インターフェース
１１ 入力装置
１１ａ カメラ
１１ｂ 姿勢角センサ
１２ 出力装置
１２ａ レーザー光照射装置
１５ 情報通信ネットワーク
２０ 無人小型潜水艇（第１実施形態）
２１ 機体
２１ａ （機体の）全長方向
２１ｂ （機体の）高さ方向
２２ 前向きカメラ
２３ （ポインティングレーザー）前向き照射口
２３ａ 前向きレーザー光
２３ｂ 照射位置
２３ｃ （前向き照射口の）離間距離
２４ （ポインティングレーザー）前向き照射口
２４ａ 前向きレーザー光
２４ｂ 照射位置
２４ｃ （照射位置の）離間距離
２５ 給電用ケーブル
２６ スラスター（プロペラ）
２７ 前向きライト
２８ コドラート
３０ 下向きカメラ
３２ 後付けカメラ
３３ ラインレーザー光
３４ ラインレーザー光
３４ａ 離間距離
３５ 下向き照射口
３５ａ 下向きレーザー光
３５ｂ 照射位置
３５ｃ 下向き照射口の離間距離
３６ 下向き照射口
３６ａ 下向きレーザー光
３６ｂ 照射位置
３６ｃ 離間距離
３７ 撮影画像
３８ 地表
３９ 海藻・海草
４０ 照射位置
４１ 照射位置
４２ （照射位置の間の）離間距離
４３ スケールバー
４５ 海中
４６ 藻場
４８ アタッチメント
４９ 前向きライト
５０ ロープ
５１ フレーム部
６０ 長さ基準設置部
６１ 画像情報取得部
６２ 植被範囲抽出部
６３ 被度算出部
６４ 照射位置検知部
６５ 離間距離測定部
６６ 長さ基準補正部
６７ 所定範囲面積算出部
６８ 植被範囲面積算出部
１０ａ 通信インターフェース
１０ｂ ＲＯＭ
１０ｃ ＲＡＭ
１０ｄ 記憶部
１０ｅ 処理部
１０ｆ 入出力インターフェース
１１ 入力装置
１１ａ カメラ
１１ｂ 姿勢角センサ
１２ 出力装置
１２ａ レーザー光照射装置
１５ 情報通信ネットワーク
２０ 無人小型潜水艇（第１実施形態）
２１ 機体
２１ａ （機体の）全長方向
２１ｂ （機体の）高さ方向
２２ 前向きカメラ
２３ （ポインティングレーザー）前向き照射口
２３ａ 前向きレーザー光
２３ｂ 照射位置
２３ｃ （前向き照射口の）離間距離
２４ （ポインティングレーザー）前向き照射口
２４ａ 前向きレーザー光
２４ｂ 照射位置
２４ｃ （照射位置の）離間距離
２５ 給電用ケーブル
２６ スラスター（プロペラ）
２７ 前向きライト
２８ コドラート
３０ 下向きカメラ
３２ 後付けカメラ
３３ ラインレーザー光
３４ ラインレーザー光
３４ａ 離間距離
３５ 下向き照射口
３５ａ 下向きレーザー光
３５ｂ 照射位置
３５ｃ 下向き照射口の離間距離
３６ 下向き照射口
３６ａ 下向きレーザー光
３６ｂ 照射位置
３６ｃ 離間距離
３７ 撮影画像
３８ 地表
３９ 海藻・海草
４０ 照射位置
４１ 照射位置
４２ （照射位置の間の）離間距離
４３ スケールバー
４５ 海中
４６ 藻場
４８ アタッチメント
４９ 前向きライト
５０ ロープ
５１ フレーム部
６０ 長さ基準設置部
６１ 画像情報取得部
６２ 植被範囲抽出部
６３ 被度算出部
６４ 照射位置検知部
６５ 離間距離測定部
６６ 長さ基準補正部
６７ 所定範囲面積算出部
６８ 植被範囲面積算出部
【要約】
【課題】 藻場の植被面積の導出に必要となる長さの基準の設置の煩雑さを軽減することができる測定システムを提供する。
【解決手段】 測定システムは、カメラを搭載した無人小型潜水艇等を用いた藻場の植被範囲の面積を測定し、無人小型潜水艇等に備えられカメラの被写体とともに撮影されることで被写体の大きさの基準を示す指標となる既知の長さを有する長さ基準を、カメラの撮影範囲内に設置し、長さ基準がカメラの撮影範囲内に設置された状態で、カメラを用いて藻場を撮影した撮影画像を画像情報として取得し、画像情報を画像解析処理することで、撮影画像の所定範囲の内部における植被範囲を画像情報から抽出し、所定範囲の内部における植被範囲が所定範囲に対して占有する割合を被度として算出し、撮影画像に含まれる長さ基準に基づいて、所定範囲の面積を算出し、被度と所定範囲の面積とに基づいて、所定範囲の内部における植被範囲の面積を算出する。
【選択図】図４
【解決手段】 測定システムは、カメラを搭載した無人小型潜水艇等を用いた藻場の植被範囲の面積を測定し、無人小型潜水艇等に備えられカメラの被写体とともに撮影されることで被写体の大きさの基準を示す指標となる既知の長さを有する長さ基準を、カメラの撮影範囲内に設置し、長さ基準がカメラの撮影範囲内に設置された状態で、カメラを用いて藻場を撮影した撮影画像を画像情報として取得し、画像情報を画像解析処理することで、撮影画像の所定範囲の内部における植被範囲を画像情報から抽出し、所定範囲の内部における植被範囲が所定範囲に対して占有する割合を被度として算出し、撮影画像に含まれる長さ基準に基づいて、所定範囲の面積を算出し、被度と所定範囲の面積とに基づいて、所定範囲の内部における植被範囲の面積を算出する。
【選択図】図４
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】