基于巡逻机器人的驱鸟装置及其驱鸟方法与流程

本发明涉及自动化控制和机器人领域，尤其涉及一种基于巡逻机器人的驱鸟装置及其驱鸟方法。

背景技术：

随着经济的快速发展，航班频次增加、机型增大等因素的共同作用，使得机场鸟撞事故越来越频繁地发生，甚至已成为世界航空运输业的三大灾害之一。

由于野生鸟类栖息地减少、破碎化等因素影响，比较而言机场及周围区域更能满足它们的三大需求，即：食物、水、隐蔽场所。

现有的语音驱鸟方法多通过播放巨大噪音或鸟类天敌的声音达到驱鸟效果，但是不同鸟类的天敌不同，造成有时某种鸟类天敌的叫声不能达到驱鸟的效果，即现有的语音驱鸟方法不能有针对性的进行驱鸟，而且长期单一的声音会使鸟类产生行为疲劳，即开始时能达到一定的驱鸟效果，但是随着应用时间的增长，鸟类的反应一般是：鸟紧张，继续播放，鸟张望，继续播放，鸟张望后无视，因此现有的语音驱鸟方法不能长期使用，且效果达不到保证。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种驱鸟效果好且持久的基于巡逻机器人的驱鸟装置及其驱鸟方法。

本发明提供一种基于巡逻机器人的驱鸟装置，包括远程鸟情侦查装置、桌面控制中心和驱鸟终端；

所述远程鸟情侦查装置和所述驱鸟终端设于所述巡逻机器人；

所述远程鸟情侦查装置用于在所述巡逻机器人巡逻过程中实时采集待测区域内鸟情数据，并进行数据分析处理后传输给所述桌面控制中心；

所述桌面控制中心用于接收所述远程鸟情侦查装置发送的数据，进行相应的判定，并根据判定结果驱动所述驱鸟终端；

所述驱鸟终端用于进行相应的驱鸟动作。

优选的，所述远程鸟情侦查装置包括：用于采集待测区域内图像及视频的多个摄像头、用于采集鸟类鸣叫声的声音采集装置、用于图像处理和声音滤噪的数据处理单元以及用于将所述数据处理单元处理后的数据压缩上传给所述桌面控制中心的数据上传单元。

优选的，所述桌面监控中心包括相互连接的数据接收单元、数据存储单元、判定单元、驱动装置、远程专家分析模块、报警单元；所述数据接收单元接收并解压缩所述数据上传单元传输的数据并传输至所述数据存储单元进行存储，所述判定单元从所述数据存储单元中调取数据并提取颜色、形体特征和鸟类羽毛纹理特征并据此判定出鸟的种类及所需的驱鸟方式，当所述判定单元判定失败时，将从所述数据存储单元中调取的数据传输至所述远程专家分析模块，所述远程专家分析模块远程连接专家进行进行人工分析并给出驱鸟方式的建议，所述驱动装置自动驱动或根据所述专家的建议驱动所述驱鸟终端采取相应的驱鸟方式进行驱鸟，所述报警单元在驱鸟效果持续不佳时启动报警。

优选的，所述驱鸟终端包括变频超声波驱鸟器和语音驱鸟器；所述变频超声波驱鸟器的驱鸟频率范围为17KHZ～45KHZ；所述语音驱鸟器预设的驱鸟音频包括多种常见鸟类天敌叫声及其同类报警叫声。

优选的，所述音频驱鸟器根据所述数据存储单元中存储的大量数据进行数理统计而得出的常见鸟类及其天敌的种类来设置相应驱鸟音频，并定期更新。

本发明还提供一种上述的驱鸟装置的驱鸟方法，包括如下步骤：

S1：预设所述驱鸟终端中所述变频超声波驱鸟器的频率范围和语音驱鸟器的驱鸟音频；

S2：所述远程鸟情侦查装置在所述巡逻机器人巡逻过程中实时采集待测区域内鸟情数据并进行相应的处理后将数据传输给所述桌面控制中心；

S3：所述桌面控制中心接收所述远程鸟情侦查装置的处理数据后进行相应的判定；

S4：若判定结果在预设的范围内，则所述驱动装置根据判定结果驱动所述驱鸟终端进行相应方式的驱鸟动作；若否，则将从所述数据存储单元中调取的数据传输至所述远程专家分析模块，所述远程专家分析模块远程连接专家进行进行人工分析并给出驱鸟方式的建议，然后传输至所述驱鸟终端进行相应方式的驱鸟动作，同时存入所述数据存储单元；

S5：所述判定单元实时检查驱鸟效果，当待测区域内采集的图像显示或判定为无鸟类时，则认为驱鸟效果好，跳转至S6；当待测区域内采集的图像显示或判定为有鸟类时，则认为驱鸟效果差，跳转至S7；

S6：停止驱鸟，所述巡逻机器人继续按既定路线巡逻；

S7：变换驱鸟方式进行驱鸟；

S8：循环S5至S7。

优选的，步骤S2具体为：

S21：多个所述摄像头和所述声音采集装置在所述巡逻机器人巡逻过程中分别实时采集待测区域内鸟类图像、运动视频以及鸟类鸣叫声的数据；

S22：所述数据处理单元对声音进行滤噪处理，再将所述运动视频流前后两帧的图像作差分，从而发现运动物体，然后对运动物体进行图像形态学识别，缩小图像有效范围；

S23：所述数据上传单元将处理过的数据压缩上传给所述桌面控制中心。

优选的，步骤S3具体为：

所述数据接收单元接收并解压缩所述数据上传单元传输的数据并上传至所述数据存储单元进行存储；

所述判定单元从所述数据存储单元中调取数据并提取颜色、形体特征及鸟类羽毛纹理特征并结合声音判定出鸟的种类及所需的驱鸟方式。

优选的，所述方法还包括将常见鸟类进行编号，对应其天敌的叫声及同类报警叫声进行编号；每种天敌叫声及同类报警叫声各分为多个分贝等级，每个等级声音进行编号。

优选的，音频驱鸟方式为：通过编号进行音频播放顺序及播放时间编排，并可根据驱鸟效果进行调整。

优选的，所述报警单元在步骤S8进行十分钟后仍然驱鸟效果持续不佳时启动报警。

与现有技术相比，本发明提供的基于巡逻机器人的驱鸟装置及其驱鸟方法监测范围大，可随巡逻机器人的巡逻路线变换路径，没有固定安装位置，机动灵活。

一、可通过图像或视频监控将待测区域内现场鸟情实时反映，并自动驱逐，不伤害鸟类，驱鸟效果好。所述数据处理单元和所述判定单元可有效地处理图片，它们能够分类、建立索引、处理大量的图形细节特征来识别结果，随着使用次数，和深度机器学习，准确度会日渐提高。所述数据存储单元大量存储的实时数据还有利于大数据分析。

二、采用超声波驱鸟和音频驱鸟结合的方式，驱鸟音频包括提前预设多种鸟类天敌叫声及其同类报警叫声，两类声音分贝分多种等级，声音的播放顺序和播放时间可根据驱鸟效果进行调节，驱鸟效果更佳，不会造成鸟类视听疲劳，实现主动驱鸟，保证驱鸟范围的同时还保证了驱鸟的快速性。另外，音频编号有利于计算机编程控制，从而大大提高工作效率。

三、具有远程专家分析模块，当鸟类不在预设范围内时，可以实现专家人工分析和判定，更加准确，驱鸟精确。

四、具有驱鸟效果判定和报警步骤，实时保证驱鸟效果，大大提高了机场安全性能。

附图说明

图1为本发明基于巡逻机器人的驱鸟装置的结构示意图；

图2为本发明驱鸟装置的驱鸟方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，为本发明基于巡逻机器人的驱鸟装置的结构示意图。所述驱鸟装置包括远程鸟情侦查装置1、桌面控制中心2和驱鸟终端3。所述远程鸟情侦查装置1和所述驱鸟终端3设于所述巡逻机器人。

所述远程鸟情侦查装置1包括摄像头11、声音采集装置13、数据处理单元15和数据上传单元17。

所述摄像头11的数量为多个，用于实时采集待测区域内图像及视频，多个所述摄像头11设置在不同的方位，对待测区域进行全方位拍摄，可以从多角度比对图像，降低了所述判定单元23判断鸟类类别的难易程度；所述声音采集装置13用于采集待测区域内鸟类鸣叫声。在具体实施方式中，所述摄像头11和所述声音采集装置13集中为一个设备，例如可采用多个索尼公司的DOCM摄像机录制图像和声音。

所述数据处理单元15用于图像处理和声音滤噪，具体为将视频流前后两帧的图像作差分，从而发现运动物体，然后对运动物体进行图像形态学识别，使用线编设备分离声音，转换为.wav文件，可获取高信噪比和高语音质量的声音，将声音进行滤噪后结合图像进行识别，缩小有效图像的有效区域范围。

所述数据上传单元17用于将所述数据处理单元15的处理后的数据进行压缩后通过无线传输给所述桌面控制中心2，以节约占用资源。

所述桌面监控中心2可以是电脑、手机、平板等，包括相互连接的数据接收单元21、数据存储单元22、判定单元23、驱动装置24、远程专家分析模块25和报警单元26。

所述桌面监控中心2的所述数据接收单元21接收并解压所述数据上传单元17传输的数据并传输至所述数据存储单元22进行存储。

所述判定单元23从所述数据存储单元22调取数据，从图像中提取鸟类的颜色、形状特征及羽毛纹理特征，并依此结合声音判断判定出鸟的种类，从而判断该鸟类的天敌以及该鸟类同类报警的声音信息，从而获得所需的驱鸟方式；另外，所述判定单元23还根据实时图像上有无鸟类判定驱鸟效果。

当所述判定单元23无法根据图像和声音判定出鸟的种类，或所述判定单元23判定结果不在所述驱鸟终端3的预设范围内时，所述判定单元23将从所述数据存储单元22调取的数据原封不动的传输至所述远程专家分析模块25，所述远程专家分析模块25向专家发送远程请求，由专家进行人工肉眼判定出鸟的种类，及给出所需的驱鸟方式的建议。

所述驱动装置24根据所述判定单元23的判定结果自动驱动或根据所述专家的建议驱动所述驱鸟终端3采取相应的驱鸟方式进行驱鸟。

所述驱鸟终端3包括变频超声波驱鸟器31和语音驱鸟器33。所述变频超声波驱鸟器31的频率范围为20KHZ～45KHZ，超声波声压为120dB。所述语音驱鸟器33预设的驱鸟音频包括多种常见鸟类天敌叫声及其同类报警叫声。具体实施方式中，将常见鸟类进行编号，对应其天敌的叫声及同类报警叫声进行编号，即一对多的编号模式；每种天敌叫声及同类报警叫声各分为多个分贝等级，每个等级声音进行编号；所有编号唯一且各异；在驱鸟时通过编号进行播放顺序编排或随机编排，每次播放时间及播放顺序可根据驱鸟效果进行调整。所述预设范围根据所述数据存储单元22中存储的大量数据进行数理统计得出常见鸟类及其天敌的种类，并定期更新存储所述专家建议。

所述报警单元26在驱鸟效果持续不佳时自动启动报警。

请参阅图2，本发明还提供上述基于巡逻机器人的驱鸟装置的驱鸟方法，具体包括如下步骤：

S1：预设所述驱鸟终端3中所述变频超声波驱鸟器31的频率范围和语音驱鸟器33的驱鸟音频；

S2：所述远程鸟情侦查装置1在所述巡逻机器人巡逻过程中实时采集待测区域内鸟情数据并进行相应的处理后将数据传输给所述桌面控制中心2；

S3：所述桌面控制中心2接收所述远程鸟情侦查装置1的处理数据后进行相应的判定；

S4：若判定结果在预设的范围内，则所述驱动装置24根据判定结果驱动所述驱鸟终端24进行相应方式的驱鸟动作；若否，则将从所述数据存储单元22中调取的数据传输至所述远程专家分析模块25，所述远程专家分析模块25远程连接专家进行进行人工分析并给出驱鸟方式的建议，然后传输至所述驱鸟终端24进行相应方式的驱鸟动作，同时将分析结果及专家建议存入所述数据存储单元22；

S5：所述判定单元23实时检查驱鸟效果，当待测区域内采集的图像显示或判定为无鸟类时，则认为驱鸟效果好，跳转至S6；当待测区域内采集的图像显示或判定为有鸟类时，则认为驱鸟效果差，跳转至S7；

S6：停止驱鸟，所述巡逻机器人继续按既定路线巡逻；

S7：变换驱鸟方式进行驱鸟；

S8：循环S5至S7。

具体的，步骤S2具体为：

S21：多个所述摄像头11和所述声音采集装置13在所述巡逻机器人巡逻过程中分别实时采集待测区域内鸟类图像、运动视频以及鸟类鸣叫声的数据；

S22：所述数据处理单元15对声音进行滤噪处理，再将所述运动视频流前后两帧的图像作差分，从而发现运动物体，然后对运动物体进行图像形态学识别，缩小图像有效范围；

S23：所述数据上传单元17将处理过的数据压缩上传给所述桌面控制中心2。

步骤S3具体为：

所述数据接收单元21接收并解压缩所述数据上传单元17传输的数据并上传至所述数据存储单元22进行存储；

所述判定单元23从所述数据存储单元22中调取数据并提取颜色、形体特征及鸟类羽毛纹理特征并结合声音判定出鸟的种类及所需的驱鸟方式。

所述报警单元26在步骤S8进行十分钟后仍然驱鸟效果持续不佳时启动报警。

与现有技术相比，本发明提供的基于巡逻机器人的驱鸟装置及其驱鸟方法监测范围大，可随巡逻机器人的巡逻路线变换路径，没有固定安装位置，机动灵活。

一、可通过图像或视频监控将待测区域内现场鸟情实时反映，并自动驱逐，不伤害鸟类，驱鸟效果好。所述数据处理单元15和所述判定单元23可有效地处理图片，它们能够分类、建立索引、处理大量的图形细节特征来识别结果，随着使用次数，和深度机器学习，准确度会日渐提高。所述数据存储单元22大量存储的实时数据还有利于大数据分析。

二、采用超声波驱鸟和音频驱鸟结合的方式，驱鸟音频包括提前预设多种鸟类天敌叫声及其同类报警叫声，两类声音分贝分多种等级，声音的播放顺序和播放时间可根据驱鸟效果进行调节，驱鸟效果更佳，不会造成鸟类视听疲劳，实现主动驱鸟，保证驱鸟范围的同时还保证了驱鸟的快速性。另外，音频编号有利于计算机编程控制，从而大大提高工作效率。

三、具有远程专家分析模块25，当鸟类不在预设范围内时，可以实现专家人工分析和判定，更加准确，驱鸟精确。

四、具有驱鸟效果判定和报警步骤，实时保证驱鸟效果，大大提高了机场安全性能。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。