一种机场飞鸟视觉监测与驱赶联动系统的制作方法

本发明涉及机场飞鸟防控技术领域，更具体的说，涉及一种机场飞鸟视觉监测与驱赶联动系统。

背景技术：

机场飞鸟防控是世界性的难题，国内机场对飞鸟防控的要求包括：做到探鸟驱鸟联动的同时，还要求有较快的响应速度；在飞机降落前对关键区域进行提前检测、清场；对于上升通道和下降通道的飞机，要做到全程跟踪；此外，还需要统计鸟情。国外有基于雷达的飞鸟监测设备，但是存在如下缺点：虽然雷达检测范围宽，但扫描频率低，反应慢，实时性差；雷达雷达体积大，安装不方便，其运动部件不便于维护；雷达需要发射无线电波，保密性差；雷达检测结果不直观，需要专业知识，真假目标判别困难；雷达对近距离目标检测效果差，存在盲区；雷达即使检测到远距离目标，由于驱赶手段和安装位置的限制也无法完成驱赶；价格昂贵，不利用机场大面积采购使用。

国内机场现有的飞鸟防控基本上靠人观察巡逻，白天尚可，到了晚上就存在很大问题。此外，机场空域太大，飞鸟太小，远红外热成像器件的分辨率较低，检测范围和检测精度的矛盾需要克服。另外，由于夏天白天气温较高，远红外热成像器件的噪声和受到的干扰较大。此外还存在在飞机起降阶段，由于关键区域不能上人，无法对关键区域进行检测的问题。

针对上述现有技术中无法实现全天候监测的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

本发明实施例提供了一种机场飞鸟视觉监测与驱赶联动系统，以解决现有技术中无法实现全天候监测的问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种机场飞鸟视觉监测与驱赶联动系统，所述系统包括：

控制单元、图像采集单元、目标跟踪单元及驱鸟设备；

所述控制单元包括第一远程通信模块、分析模块、追踪模块、统计模块及驱赶模块；所述第一远程通信模块用于接收所述图像采集单元所采集到的图像，并发送指令到所述图像采集单元、目标跟踪单元及驱鸟设备；所述分析模块用于分析所述图像并确定目标；所述追踪模块用于根据图像分析结果，通过第一远程通信模块发出追踪控制指令到所述目标跟踪单元；所述统计模块，用于统计鸟情；自动驱赶模块，用于生成驱鸟指令并通过所述第一远程通信模块发送所述驱鸟指令到所述驱鸟设备。

所述图像采集单元包括防水外壳、安装于该防水外壳内的成像器件和安装在所述成像器件上的镜头；所述防水外壳上设有图像传输接口和采集控制接口，所述图像传输接口用于通过网络发送所述成像器件采集到的图像；所述采集控制接口用于接收控制单元所发送的采集控制指令，所述采集控制指令用于控制成像器件采集图像；

所述目标跟踪单元包括二自由度云台，所述二自由度云台具有水平旋转机构和垂直旋转机构，所述垂直旋转机构安装于所述水平旋转机构之上；所述成像器件和所述镜头安装在垂直旋转机构上，水平和垂直旋转机构由电机驱动，可带动所述成像器件旋转，以使其能够跟随目标运动；所述目标跟踪单元还包括旋转机构防水外壳，在所述旋转机构防水外壳上设有追踪控制接口，所述控制接口用于接受控制单元所发送的追踪控制指令，追踪控制指令用于控制旋转机构运动以驱动电机跟踪目标；

所述驱鸟设备包括第二远程通信模块，所述第二远程通信模块用于接收控制单元所下发的驱鸟指令，所述驱鸟指令控制所述驱鸟设备驱赶鸟类。

在一种优选的方案中，所述成像器件包括远红外成像器件，所述镜头包括远红外电动调焦镜头，所述目标跟踪单元包括远红外目标跟踪单元，所述远红外目标跟踪单元用于使所述远红外成像器件跟踪远红外目标。

在一种优选的方案中，所述成像器件包括可见光成像器件，所述镜头包括可见光电动调焦镜头，所述目标跟踪单元包括可见光目标跟踪单元，所述可见光目标跟踪单元用于使所述可见光成像器件跟踪可见光目标。

在一种优选的方案中，所述系统还包括视觉系统支架，所述视觉系统支架上安装有一个及以上的外远红外成像器件及远红外目标跟踪单元、一个及以上的可见光成像器件与可见光目标跟踪单元。

在一种优选的方案中，所述视觉系统支架安装于跑道的两端。

在一种优选的方案中，所述系统还包括分别与控制单元网络连接的大气温湿度采集单元和风速风向采集单元，所述大气温湿度采集单元用于采集大气温度、湿度数据；所述风速风向采集单元用于采集风速、风速数据；所述控制单元还用于接收大气温温度采集单元所采集的温度、湿度数据及风速风向采集单元所采集的风速、风速数据。

与现有技术相比，本发明技术方案的优点有：实现对飞行关键区域飞鸟进行24小时不间断的视觉监测和自动驱赶；

1.能够对飞机起降阶段的自动视觉跟踪；

2.能够对飞行关键区域进行视觉检测和用驱鸟设备自动清场保护的功能；

3.能够对飞鸟活动情况自动统计，为飞鸟防治提供了数据支持；

4.比基于雷达的探鸟设备有更高的响应速度；

5.视觉采集单元防水防尘，可室外安装，且体积小，安装方便。

本发明解决了现有技术中以解决现有技术中无法实现全天候监测的问题，提供了一种实现不间断视觉监测与自动驱赶飞鸟的机场飞鸟视觉监测与驱赶联动系统。

附图说明

图1是一种机场飞鸟视觉监测与驱赶联动系统原理框图。

图2是控制单元结构示意图。

图3是驱鸟设备结构示意图。

其中：10、控制单元；11、图像采集单元；12、目标跟踪单元；13、驱鸟设备；14、大气温湿度采集单元；15、风速风向采集单元；101、第一远程通信模块；102、分析模块；103、追踪模块；104、统计模块；105、驱赶模块；131、第二远程通信模块。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种机场飞鸟视觉监测与驱赶联动系统，所述系统包括：

控制单元10、图像采集单元11、目标跟踪单元12及至少一个驱鸟设备13；

如图2所示，所述控制单元10包括第一远程通信模块101、分析模块102、追踪模块103、统计模块104及驱赶模块105；所述第一远程通信模块101用于接收所述图像采集单元11所采集到的图像，并发送指令到所述图像采集单元11、目标跟踪单元12及驱鸟设备13；所述分析模块102用于分析所述图像并确定目标；所述追踪模块103用于根据图像分析结果，通过第一远程通信模块101发出追踪控制指令到所述目标跟踪单元12；所述统计模块104，用于统计鸟情；自动驱赶模块105，用于生成驱鸟指令并通过所述第一远程通信模块101发送所述驱鸟指令到所述驱鸟设备13。

所述图像采集单元11包括防水外壳、安装于该防水外壳内的成像器件和安装在所述成像器件上的镜头；所述防水外壳上设有图像传输接口和采集控制接口，所述图像传输接口用于通过网络发送所述成像器件采集到的图像；所述采集控制接口用于接收控制单元所发送的采集控制指令，所述采集控制指令用于控制成像器件采集图像。

所述目标跟踪单元12包括二自由度云台，所述二自由度云台具有水平旋转机构和垂直旋转机构，所述垂直旋转机构安装于所述水平旋转机构之上；所述成像器件和所述镜头安装在垂直旋转机构上，水平和垂直旋转机构由电机驱动，可带动所述成像器件旋转，以使其能够跟随目标运动；所述目标跟踪单元还包括旋转机构防水外壳，在所述旋转机构防水外壳上设有追踪控制接口，所述控制接口用于接受控制单元10所发送的追踪控制指令，追踪控制指令用于控制旋转机构运动以驱动电机跟踪目标。

如图3所示，所述驱鸟设备13包括第二远程通信模块131，所述第二远程通信模块131用于接收控制单元所下发的驱鸟指令，所述驱鸟指令控制所述驱鸟设备13驱赶鸟类。

通过统计模块，能够对飞鸟活动情况自动统计，为飞鸟防治提供了数据支持。

由于采用图像采集的方式，比基于雷达的探鸟设备有更高的响应速度。

通过防水壳，图像采集单元、目标跟踪单元均可防水防尘，适用于室外安装，且体积小，安装方便。

在具体实施过程中，所述成像器件包括远红外成像器件，所述镜头包括远红外电动调焦镜头，所述目标跟踪单元包括远红外目标跟踪单元，所述远红外目标跟踪单元用于使所述远红外成像器件跟踪远红外目标。

在具体实施过程中，所述成像器件包括可见光成像器件，所述镜头包括可见光电动调焦镜头，所述目标跟踪单元包括可见光目标跟踪单元，所述可见光目标跟踪单元用于使所述可见光成像器件跟踪可见光目标。可见光相机用于跟踪起飞或者降落的飞机，可见光相机有较高的分辨率，能够实现高清的跟踪。

在具体实施过程中，所述系统还包括视觉系统支架，所述视觉系统支架上安装有一个及以上的外远红外成像器件及远红外目标跟踪单元、一个及以上的可见光成像器件与可见光目标跟踪单元。通过远红外成像及可见光成像相结合，能够对飞行关键区域飞鸟进行24小时不间断的视觉监测和自动驱赶。

在具体实施过程中，所述视觉系统支架安装于跑道的两端，观察飞机的上升通道和下降通道，能够对飞机起降阶段的自动视觉跟踪，对飞行关键区域进行视觉检测和用驱鸟设备自动清场保护的功能。

在具体实施过程中，如图1所示，所述系统还包括分别与控制单元10网络连接的大气温湿度采集单元14和风速风向采集单元15，所述大气温湿度采集单元14用于采集大气温度、湿度数据；所述风速风向采集单元15用于采集风速、风速数据；所述控制单元10还用于接收大气温温度采集单元24所采集的温度、湿度数据及风速风向采集单元15所采集的风速、风速数据。

在具体实施过程中，所述图像采集单元包括多于一个的远红外成像器件，各个远红外成像器件对应的远红外镜头焦距不同，以观察不同距离的目标。所述系统包括四组带有远红外成像器件和远红外镜头的图像采集单元，所述远红外镜头的镜头焦距分别为100mm、75mm、50mm和35mm，观察从跑道端点向外延伸700米的范围。每组包含远红外成像器件和远红外镜头的图像采集单元设有一个可调节观察方向的视觉系统支架，以使观察方向能够覆盖所需观察的区域。

在具体实施过程中，所述图像采集单元包括多于一个的可见光成像器件，各个可见光成像器件对应的可见光镜头焦距不同，以观察不同距离的目标。在所述视觉系统支架上安装两组带有可见光成像器件和可见光镜头的图像采集单元，用于弥补在环境温度过高时远红外成像系统检测精度下降的问题。所述可见光镜头的镜头焦距分板为75mm和35mm。观察从跑道端点向外延伸700米的范围。每组包含可见光成像器件和可见光镜头的图像采集单元设有一个可调节观察方向的视觉系统支架，以使观察方向能够覆盖所需观察的区域。

在具体实施过程中，所述控制单元10实现为带有第一远程通信模块的监控主机和安装于所述监控主机上的鸟情监测、分析和处理软件；所述鸟情监测、分析和处理软件采用vc++开发，实现了分析模块、追踪模块、统计模块及驱赶模块等功能模块。

在具体实施过程中，在跑道的两端各安装所述的视觉系统支架。跑道两端视觉系统支架的视觉检测与控制接口通过图像采集与控制信号传输网络上相连接。图像采集与控制信号传输网络由光纤视频收发器、光纤、图像采集卡，485/光纤通信模块构成。图像信号采用模拟信号传输，通过同轴电缆与多路视频光端机（发端）相连，多路视频光端机（发端）与光纤相连，光纤的另一端与多路视频光端机（收端）相连，多路视频光端机（收端）与同轴电缆相连，同轴电缆的另一端与多路视频采集卡相连，多路视频采集卡插在监控主机的pci-e插槽上。控制信号采用485总线方式进行传输，从监控主机发出的命令经过usb转485通信模块与近端485/光纤通信模块相连，485/光纤通信模块与光纤相连，光纤的另一端与远端485/光纤通信模块相连，远端485/光纤通信模块与控制接口相连。

在具体实施过程中，将大气温湿度采集单元14和风速风向采集单元15安装在室外并与图像采集与控制信号传输网络连接，通过485总线将数据发送至监控主机；当检测到大气温度较高时，通过远红外成像器件的采集控制接口对红外成像器件的增益进行调整，降低噪声。

在一种示范性实施例中，所述第二远程通信模块131包括无线接收模块；所述第一远程通信模块101采用usb转无线通信的方式，一端接在监控主机的usb接口，另一端为无线收发模块。

在一种示范性实施例中，所述驱鸟设备13包含驱鸟炮、超声波驱鸟设备和\或钛雷弹的一种或多种的组合。当所述控制单元10检测到飞鸟后，所述控制单元10通过第一远程通信模块101，向驱鸟设备13发送驱鸟指令，驱鸟设备13响应驱鸟指令对飞鸟完成驱赶。

本发明实施例解决了现有技术中以解决现有技术中无法实现全天候监测的问题，提供了一种实现不间断视觉监测与自动驱赶飞鸟的机场飞鸟视觉监测与驱赶联动系统。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。