KR20210101423A - Birds control system using radar - Google Patents

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KR20210101423A
KR20210101423A KR1020200015409A KR20200015409A KR20210101423A KR 20210101423 A KR20210101423 A KR 20210101423A KR 1020200015409 A KR1020200015409 A KR 1020200015409A KR 20200015409 A KR20200015409 A KR 20200015409A KR 20210101423 A KR20210101423 A KR 20210101423A
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이은표
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미소에이스 주식회사
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Abstract

The present invention provides a bird repelling system using radar, which generates ultrasonic waves of a frequency that birds hate to repel birds. According to the present invention, the bird repelling system comprises: a radar transmitting unit for transmitting and receiving a radar signal; a signal processing unit encoding radar-related information received from the radar transmitting unit and performing digital signal processing for signal analysis; a radar module detecting an approach of birds within a predetermined area on the basis of a result signal of the signal processing unit and extracting location information of the detected bird; a controller determining whether the bird has approached a pre-designated area on the basis of the location information received from the radar module and instructing an operation for repelling the bird according to a determination result; a directional speaker rotating in a bird approach direction according to a command received from the controller and directionally generating ultrasonic waves at or above the human audible frequency; and a communication module communicating information received from the controller to display and monitor approach status on a display of a remote controller.

Description

레이더를 사용한 조류 퇴치 시스템{BIRDS CONTROL SYSTEM USING RADAR}Bird control system using radar {BIRDS CONTROL SYSTEM USING RADAR}

본 발명은 레이더를 사용한 조류 퇴치 시스템에 관한 것으로, 특히 레이더를 이용해 조류의 접근을 감지하고, 조류가 접근하는 감지 방향으로 지향성 스피커를 설치하여 지향성 스피커를 이용해 조류가 기피하는 주파수의 초음파를 발생하여 조류를 퇴치하는 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a system for repelling birds using radar, in particular, detecting the approach of birds using radar, installing a directional speaker in the detection direction of the approach of the birds, and using the directional speaker to generate ultrasonic waves of a frequency that birds avoid, It is about a system to combat algae.

현재 조류의 접근을 막기 위해 다양한 방법이 사용되고 있다. 그 중에서 여러 산업 시설 중 특히 배전선로, 변압기 등의 주요 시설에서 조류의 접근으로 인한 전기사고 또는 조류의 배설물로 인한 부식 등이 발전 및 변전 시설 운영에 차질을 주는 사례가 많이 있다. 이러한 전기사고 및 부식은 발전 및 배전선로를 통하는 전력을 단전시키는 원인이 되며, 단전으로 인해 생산활동 중인 기업이나 주거지역 등의 수용지역에 전력 차단의 피해를 발생시켜 막대한 손해를 준다. Currently, various methods are being used to prevent bird access. Among various industrial facilities, there are many cases in which electrical accidents caused by birds approach or corrosion caused by bird droppings at major facilities such as distribution lines and transformers disrupt the operation of power generation and substation facilities. These electrical accidents and corrosion cause the power through the power generation and distribution lines to be cut off, and due to the power cut, the power cut off damages the receiving areas such as businesses or residential areas in production, causing enormous damage.

이러한 문제점을 개선하고자 하는 종래 기술은 여러 가지가 있다. 예를 들면, 대한민국특허 등록번호 제10-1897693호 “조류퇴치 기능을 갖춘 배전선로”에서는 배전선로에 조류 기피제를 설치하여 조류를 퇴치한다. 그러나 이러한 방법은 조류 기피제를 일정 주기로 직접 교환해주어야 하고 지면으로 흘러나오는 경우 주변 환경과 다른 생물체에도 영향을 줄 수 있다. 그 외에 해외 특허출원 정보에서도 지적 조류 퇴치기에 관련된 발명을 몇 가지 볼 수 있다. 그러나 이들은 조류를 감지하는 방법에 상세한 설명이 부족하고 조류 퇴치하는 방법도 물리적인 방법이 많아 이를 적용하는데 해결해야 할 문제가 많다. There are a number of prior art for improving these problems. For example, in Korean Patent Registration No. 10-1897693 "Distribution line with bird repelling function", a bird repellent is installed in the distribution line to prevent birds. However, this method requires the direct replacement of the algae repellent at regular intervals, and if it flows to the ground, it may affect the surrounding environment and other living organisms. In addition, some inventions related to intelligent bird repelling can be seen in the information on foreign patent applications. However, they lack a detailed description of how to detect algae, and there are many physical methods for exterminating algae, so there are many problems to be solved in applying them.

일반적으로 조류 접근을 감지하는 센서로 많이 고려되는 것은 광학 카메라, 초음파 센서, 및 능동형 적외선 센서 등이 있다. 광학 카메라 경우, 영상 이미지를 분석하여 객체의 움직임을 감지하는 장치로, 응용 범위가 넓고 가장 정확한 조류 접근의 영상을 확인할 수 있다. 그러나 날씨 또는 주 야간 환경 등 주변 변화에 민감하고 영상의 화면 조정을 정확히 확인하여야 하므로 외부에서 사용하는 데는 문제가 있다. 이어서 많이 사용되는 초음파 센서는 초음파의 변화를 측정하여 움직임을 감지하는 센서이다. 상기 초음파 센서는 운용이 단순하고 가격이 저렴한 장점이 있지만, 광학 카메라보다 더 주변 환경 변화에 민감하여 제한된 영역에서만 사용될 수 있다. 또한, 능동형 적외선 센서는 조사된 레이저 빔이 되돌아오는 시간을 계산하여 거리를 측정하는 센서로 높은 분해능을 가지므로, 조류 감지 기능이 뛰어나다. 그러나 적외선 센서에서 방출하는 레이저 빔을 방해하는 이물질, 먼지 등에 민감하여 열악한 작업 환경에서 이를 운용하기에는 어려움이 있다. Generally, sensors for detecting bird approach include an optical camera, an ultrasonic sensor, and an active infrared sensor. In the case of an optical camera, it is a device that detects the movement of an object by analyzing a video image. However, since it is sensitive to changes in the surroundings such as weather or day and night environment, and it is necessary to accurately check the screen adjustment of the image, there is a problem in using it outside. Next, a widely used ultrasonic sensor is a sensor that detects motion by measuring changes in ultrasonic waves. Although the ultrasonic sensor has advantages of simple operation and low price, it is more sensitive to changes in the surrounding environment than an optical camera and can be used only in a limited area. In addition, the active infrared sensor is a sensor that measures the distance by calculating the return time of the irradiated laser beam. Since it has high resolution, it has an excellent bird detection function. However, it is difficult to operate it in a harsh working environment because it is sensitive to foreign substances and dust that interfere with the laser beam emitted from the infrared sensor.

이에 반하여, 전자기파의 반사파를 이용하여 대상물의 거리, 속도, 및 이동 방향을 측정하는 레이더 센서는 주변 환경 변화에 영향을 받지 않고 항상 고감도를 유지할 수 있어 근접 센서로 각광을 받고 있으나, 반사파를 다루는데 많은 어려움을 겪고 있다.In contrast, a radar sensor that measures the distance, speed, and movement direction of an object using the reflected wave of electromagnetic waves is not affected by changes in the surrounding environment and can always maintain high sensitivity, so it is in the limelight as a proximity sensor. are having a hard time

또한, 조류 퇴치를 위해 초음파 스피커도 많이 사용되고 있다. 상기 초음파 스피커는 가청 주파수 이상의 초음파를 사용하여 사람에게는 거의 들리지 않지만 조류를 퇴치하는 역할을 할 수 있다. 그러나 지속적이거나 일정한 패턴의 초음파는 조류에게 쉽게 학습이 되어 기간이 지나면 처음과 다르게 다시 조류들이 접근하는 것을 볼 수 있다. Also, ultrasonic speakers are widely used to combat algae. The ultrasonic speaker uses ultrasonic waves with an audible frequency or higher, so that it is almost inaudible to humans, but may serve to repel birds. However, the continuous or constant pattern of ultrasound is easily learned by the birds, and after a period of time, you can see the birds approaching again differently from the first time.

따라서, 조류 퇴치를 위해서 주요 시설에 대한 새로운 시스템이 필요하다.Therefore, a new system for major facilities is needed to combat algae.

본 발명은 주변 환경에 영향을 받지 않고 높은 분해능을 갖는 레이더를 이용해 조류의 접근을 감지하고, 감지 방향으로 고출력 다수개의 지향성 스피커를 이용해 조류가 기피하는 주파수의 초음파를 지속적으로 발생하여 조류를 퇴치하는 시스템를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention detects the approach of birds using a radar with high resolution without being affected by the surrounding environment, and continuously generates ultrasonic waves of a frequency that birds avoid using a plurality of high-power directional speakers in the sensing direction to combat birds. The purpose is to provide a system.

또한, 배전선로, 변압기 등의 주요 전기 시설에서 조류의 접근으로 인한 전기사고 또는 조류의 배설물로 인한 전기 시설의 부식 등 시설 운영에 차질 및 손상을 주는 일을 방지하는데 그 목적이 있다. In addition, the purpose is to prevent setbacks and damage to facility operation, such as electrical accidents caused by birds approaching in major electrical facilities such as distribution lines and transformers, or corrosion of electrical facilities due to bird droppings.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기에 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 다른 해결 과제는 아래의 상세한 설명으로부터 종래 기술에 숙련된 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems to be solved that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the detailed description below.

본 발명의 실시예에 따라, 레이더를 사용한 조류 퇴치 시스템으로서, 레이더 신호를 송수신하기 위한 레이더 송수신부, 상기 레이더 송수신부에서 수신된 레이더 관련 정보를 부호화하고 신호 해석을 위한 디지털 신호 처리를 실행하는 신호 처리부, 및 상기 신호처리부의 결과 신호를 기반으로 미리 지정된 지역 내에서 조류의 접근을 감지하는 감지부로 이루어져 상기 감지된 조류의 위치 정보를 추출하는 다수개의 레이더 모듈; 상기 레이더 모듈을 분석하여 조류의 수신된 위치 정보를 기반으로 미리 지정된 지역에 조류가 접근하였나 여부를 판단하고, 그 결과에 따라 조류 퇴치를 위한 동작을 명령하는 제어기; 상기 제어기로부터 수신된 명령에 따라 조류 접근 방향으로 자동으로 회전하고 그 방향에 대해 지향성으로 조류가 싫어하는 사람의 가청 주파수인 16kHz 내지 18kHz 이상의 초음파를 발생시키는 다수개의 지향성 스피커; 및 상기 제어기의 디스플레이에 접근 상황을 표시하여 모니터하도록 제어기로부터의 정보를 통신하는 통신 모듈을 포함하는 레이더를 사용한 조류 퇴치 시스템을 제공한다. According to an embodiment of the present invention, as a bird repelling system using radar, a radar transceiver for transmitting and receiving a radar signal, a signal for encoding radar-related information received from the radar transceiving unit and digital signal processing for signal analysis a plurality of radar modules comprising: a processing unit; and a detection unit configured to detect an approach of a bird within a predetermined area based on a result signal of the signal processing unit to extract position information of the detected bird; a controller that analyzes the radar module to determine whether or not a bird approaches a pre-designated area based on the received location information of the bird, and commands an operation to combat the bird according to the result; A plurality of directional speakers that automatically rotate in the direction of approaching the birds according to the command received from the controller and generate ultrasonic waves of 16 kHz to 18 kHz or higher, which are audible frequencies of people who do not like birds, in a directional direction with respect to the direction; and a communication module for communicating information from the controller to display and monitor the approach status on the display of the controller.

상기 제어기에 카메라 모듈을 연결하여 미리 지정된 지역에 조류가 접근한 순간을 촬영하여 그 영상을 원격 제어기의 디스플레이에 표시하도록 통신하는 레이더를 사용한 조류 퇴치 시스템을 제공한다. Provided is a bird control system using a radar that connects a camera module to the controller to capture a moment when a bird approaches a pre-designated area and displays the image on the display of the remote controller.

상기 제어기에 딥러닝을 기반으로 한 알고리즘을 포함하여 상기 레이더 모듈로부터 공급된 조류 위치 정보 또는 접근 시 촬영된 영상을 기반으로 조류의 접근 및 퇴치 패턴을 학습 및 분석하고, 그에 따라 상기 지향성 스피커의 초음파 주파수와 스피커 스윕(sweep) 간격을 조정하는 레이더를 사용한 조류 퇴치 시스템을 제공한다. Including an algorithm based on deep learning in the controller, based on the bird location information supplied from the radar module or the image taken at the time of approach, learning and analyzing the approach and repelling pattern of the bird, and, accordingly, the ultrasonic wave of the directional speaker An avian repelling system using radar that adjusts the frequency and interval of speaker sweeps is provided.

본 발명은 주변 환경에 영향을 받지 않고 높은 분해능을 갖는 레이더를 이용해 조류의 접근을 감지하고, 감지 방향으로 고출력 지향성 스피커를 이용해 조류가 기피하는 주파수의 초음파를 발생하여 조류를 퇴치하는 효과가 있다. The present invention has the effect of detecting the approach of a bird using a radar having high resolution without being affected by the surrounding environment, and generating ultrasonic waves of a frequency that the bird avoids using a high-power directional speaker in the sensing direction, thereby repelling the bird.

또한, 카메라 모듈을 포함하여, 조류의 접근을 감지할 때 그 영상을 촬영하여 조류 퇴치 시스템의 효과를 확인할 수 있는 시스템을 제공한다. In addition, the present invention provides a system capable of confirming the effectiveness of the bird repelling system by photographing the image when detecting the approach of the bird, including a camera module.

또한, 본 발명의 조류 퇴치 시스템은 딥러닝을 기반으로 한 알고리즘을 포함하여 조류의 접근 패턴, 기피 주파수, 시간 주기 등을 학습 및 분석하고 어떠한 환경에서도 정확성 및 신뢰성을 보장하는 조류 퇴치 시스템을 제공하는 효과가 있다. In addition, the bird extermination system of the present invention learns and analyzes the approach pattern, evasion frequency, time period, etc. of birds, including algorithms based on deep learning, and provides a bird control system that guarantees accuracy and reliability in any environment. It works.

도 1은 본 발명에 따른 조류 퇴치 시스템의 개요도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 지향성 스피커의 초음파 방사 패턴을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 조류 퇴치 시스템의 구성도를 도시한다
1 shows a schematic diagram of a system for combating algae according to the invention;
2 shows an ultrasonic radiation pattern of a directional speaker according to the present invention.
3 shows a block diagram of the algae repelling system according to the present invention;

본 발명은 다음의 설명 및 도면을 참고로 보다 잘 이해될 수 있고, 이는 예시를 제공한 것으로 보호 범위를 제한하지 않는다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention can be better understood with reference to the following description and drawings, which are provided by way of illustration and not limit the scope of protection.

이후 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 실시예는 종래 기술에 숙련된 자에 의해 용이하게 이해될 수 있도록 상세히 설명된다. 그러나 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있으며, 여기서 설명되는 실시예로 본 발명의 기술적 범위가 한정되지 않는다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so as to be easily understood by those skilled in the art. However, the present invention may be implemented in various other forms, and the technical scope of the present invention is not limited to the embodiments described herein.

본 발명에 따른 실시예에서 사용되는 레이더 센서는 전자기파를 방사하여 목표물에서 반사되는 전자기파를 검출하고, 이를 기초로 원하는 정보를 분석하는 원리이다. 레이더는 사람의 눈으로 보는 것처럼 물체의 색깔이나 형태를 구분하지는 못하지만, 어둠 속이나 안개 또는 비가 오는 상황에서도 물체를 감지할 수 있는 장점이 있다. 레이더 센서의 특성을 이해하는데 기본적인 레이더 방정식은 다음과 같다: The radar sensor used in the embodiment according to the present invention is a principle of detecting electromagnetic waves reflected from a target by emitting electromagnetic waves, and analyzing desired information based on this. Although radar cannot distinguish the color or shape of objects as the human eye sees, it has the advantage of being able to detect objects in the dark, in fog or rain. The basic radar equation to understand the characteristics of a radar sensor is as follows:

Figure pat00001
…식(1)
Figure pat00001
… Formula (1)

여기서,here,

Pr은 반사 수신 전력,P r is the reflected received power,

Pt는 송신 전력,P t is the transmit power,

Gt는 송신 안테나의 이득,G t is the gain of the transmit antenna,

Ar은 수신 안테나의 유효 개구 면적,A r is the effective aperture area of the receiving antenna,

σ는 레이더 직경 또는 목표물의 산란 계수,σ is the radar diameter or the scattering coefficient of the target,

F는 패턴 전파 인자F is the pattern propagation factor

Rt는 송신기에서 목표물까지의 거리, 또한R t is the distance from the transmitter to the target, and also

Rr는 목표물에서 수신기까지의 거리를 나타낸다.R r represents the distance from the target to the receiver.

상기와 같이, 레이더 센서는 반사된 신호를 분석하여 취득할 수 있는 정보를 계산한다. 목표물까지의 거리는 송신된 신호가 다시 되돌아오는 반사파의 도착 시간을 측정하여 계산되고, 목표물의 상대적인 속도는 반사파의 도플러 주파수 천이(Doppler Frequency Shift)로 계산된다. 또한, 목표물의 이동성을 분석하는데 사용되는 각도 정보는 2개 이상의 수신 안테나에 도달하는 반사파의 시간과 위상 차를 이용하여 계산될 수 있다. 이러한 거리, 속도, 및 각도의 측정치를 일정 시간마다 감지하고 분석하여 표적의 이동을 추적하고, 그를 근거로 표적의 방향성을 판단한다. As described above, the radar sensor calculates information that can be acquired by analyzing the reflected signal. The distance to the target is calculated by measuring the arrival time of the reflected wave from which the transmitted signal returns, and the relative speed of the target is calculated as the Doppler frequency shift of the reflected wave. In addition, angle information used to analyze the mobility of the target may be calculated using the time and phase difference of reflected waves arriving at two or more receiving antennas. The measured values of the distance, speed, and angle are detected and analyzed every predetermined time to track the movement of the target, and the direction of the target is determined based thereon.

상기 레이더 센서는 타 센서와 비교하여 탐지거리가 길고 안정성이 높은 센서이다. 또한, 날씨 및 조도에 상관없이 감지 가능한 센서로 실외에서 사물을 탐지하기에 적합한 기술이다. 현재에는 주로 24GHz 대역의 차량용 레이더 센서가 널리 사용되고 있지만, 정밀도와 해상도를 높인 77/79GHz 대역(mmWave 대역) 레이더 센서가 산업용으로 많이 개발되고 있다. 77/79GHz 대역의 레이더 센서는 24GHz 대역과 비교해 해상도가 20배 가까이 향상되어, 사람뿐만 아니라 작은 조류 등도 정확히 감지할 수 있다. The radar sensor is a sensor having a long detection range and high stability compared to other sensors. In addition, it is a technology suitable for detecting objects outdoors with a sensor that can detect it regardless of weather and illumination. Currently, 24 GHz band vehicle radar sensors are widely used, but 77/79 GHz band (mmWave band) radar sensors with increased precision and resolution are being developed for industrial use. The radar sensor in the 77/79 GHz band has a resolution nearly 20 times higher than that in the 24 GHz band, so it can accurately detect not only people but also small birds.

본 발명은 이러한 레이더 센서 모듈을 사용하여 지정된 공간에 조류가 접근하는 것을 정확히 감지할 수 있는 기능을 포함한다. 본 발명은 또한 조류 접근을 감지한 후, 조류 퇴치를 위해 다수개의 초음파 지향성 스피커를 포함한다. 지향성 스피커는 특정한 방향으로 지향성을 갖는 것으로, 그 지향 특성은 지향성(Q) 및 지향성 지수(DI, Directivity Index)로 나타내진다. The present invention includes a function that can accurately detect the approach of birds to a designated space using such a radar sensor module. The present invention also includes a plurality of ultrasonic directional speakers to combat the birds after detecting the approach of the birds. A directional speaker has directivity in a specific direction, and its directivity characteristics are expressed by directivity (Q) and directivity index (DI).

여기서, 지향성(Q) = 기준축 상의 음압/무지향성을 가정했을 때의 음압 Here, directivity (Q) = sound pressure on the reference axis / sound pressure assuming omnidirectionality

지향성 지수(DI) = 10 x log(Q) 이다. Directivity index (DI) = 10 x log(Q).

무지향성 음원은 Q = 1이고, 음원의 지향성이 예리할수록 기준축 상의 Q 및 DI 값은 커진다. 본 발명의 실시예에서, Q는 약 6이고 40도 x 20도 지향각의 Q는 약 60이다. 지향각은 지향성 패턴에서 기준축의 양측에 있는 음압 레벨이 기준축의 음압 레벨보다 6dB 작아지는 양쪽 지점의 각도를 의미한다. 지향성 스피커를 사용하여, 불필요한 곳으로 음원 에너지를 낭비하지 않도록 지향성을 주므로, 효율면에서 본 발명의 조류 퇴치기에 적용하기에 바람직하다 할 수 있다. For an omni-directional sound source, Q = 1, and the sharper the directivity of the sound source, the larger the Q and DI values on the reference axis. In an embodiment of the present invention, Q is about 6 and Q of a 40 degree x 20 degree directivity angle is about 60. The directivity angle refers to the angle of both points in the directivity pattern at which the sound pressure level on both sides of the reference axis becomes 6dB smaller than the sound pressure level of the reference axis. By using a directional speaker, it gives a directivity so as not to waste sound source energy in an unnecessary place, so it can be said that it is preferable to apply to the bird repellent of the present invention in terms of efficiency.

따라서 사람과 조류가 들을 수 있는 가청 주파수 범위가 다르다는 점에 착안하여 지향성 스피커를 이용한다. 여기에 사용되는 지향성 스피커는 사람이 들을 수 없는 범위 이상의 초음파를 발생한다. 일반적인 가청 범위는 사람마다 다르지만 보통 사람이 들을 수 있는 주파수는 16Hz에서 18kHz 정도이다. 따라서, 상기 지향성 스피커에서 조류만 느낄 수 있는 20kHz 이상의 초음파를 높은 강도로 발생함으로서, 사람에게는 방해가 되지 않게 조류를 퇴치할 수 있다. Therefore, a directional speaker is used taking into account the fact that the audible frequency range that humans and birds can hear is different. The directional speaker used here generates ultrasonic waves beyond the range that humans cannot hear. The general hearing range varies from person to person, but the frequency that humans can hear is usually around 16Hz to 18kHz. Accordingly, the directional speaker generates ultrasonic waves of 20 kHz or higher, which can only be felt by birds, with high intensity, so that the birds can be repelled without disturbing people.

도 1을 참고로, 본 발명에 따른 조류 퇴치 시스템의 개요도가 설명된다. Referring to Figure 1, a schematic diagram of a system for combating algae according to the present invention is described.

먼저 조류 접근을 막고자 하는 지역 위를 방사하도록 다수개의 레이더 모듈을 설치한다. 상기 레이더 모듈은 그 레이더 모듈의 매개변수를 설정함으로서, 방사하는 수평각, 방위각, 거리, 분해능 등을 지정할 수 있다. 상기 레이더 모듈의 수평각 및 방위각이 좁아지면, 더 먼 거리를 감지하게 된다. 즉, 감지하고자 하는 지역이 설정되고 그 지역으로 조류의 접근이 감지되면, 본 발명에 따른 조류 퇴치 시스템의 제어기는 설정된 조건에 따라 (초음파 주파수, 출력 강도 등) 지향성 스피커의 방향을 바꾸어 초음파를 발생한다. 이어서, 무선통신을 통해 원격으로 모니터링 할 수 있도록, 이벤트 상황을 원격 제어기에 전송한다. 무선통신은 4G LTE와 같은 네트워크를 통해 이루어지거나, WiFi 공유기와 같은 디바이스를 통해 통신이 이루어질 수 있다.First, a number of radar modules are installed to radiate over the area to block bird access. The radar module can designate the radiated horizontal angle, azimuth, distance, resolution, etc. by setting parameters of the radar module. When the horizontal angle and azimuth angle of the radar module are narrowed, a greater distance is sensed. That is, when the area to be detected is set and the approach of birds to the area is detected, the controller of the bird control system according to the present invention changes the direction of the directional speaker (ultrasonic frequency, output intensity, etc.) according to the set conditions to generate ultrasonic waves. do. Then, the event status is transmitted to the remote controller so that it can be monitored remotely through wireless communication. Wireless communication may be performed through a network such as 4G LTE, or communication may be performed through a device such as a WiFi router.

상기 지향성 스피커의 강도는 소정의 기준에 따라 조절가능하고, 본 실시예에서는 조류 접근 방향에 따라 4개 이상의 스피커를 조합하여 사용한다. 알려진 바에 따르면 스피커의 강도가 160dB 이상이면 물리적으로 손상을 입을 정도이고, 스피커의 강도가 130dB 정도이면 조류가 고통을 느낄 정도이고, 또한 80dB 정도이면 접근하기를 피하는 정도이다. 본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 스피커가 60도의 수평각으로 중심에서 115dB 강도로 초음파가 발생할 수 있게 구성된다. 도시된 바와 같이, 감지하고자 하는 범위 내에서는 80dB 이상의 강도로 초음파가 전달되므로, 조류의 접근을 방지할 수 있다. The strength of the directional speaker can be adjusted according to a predetermined standard, and in this embodiment, a combination of four or more speakers is used according to the approach direction of the birds. It is known that if the loudspeaker intensity is 160dB or higher, it is physically damaged, if the loudspeaker intensity is 130dB, birds feel pain, and if the loudspeaker intensity is 80dB, it is enough to avoid approaching. In this embodiment, as shown in FIG. 2, one speaker is configured to generate ultrasonic waves with an intensity of 115 dB from the center at a horizontal angle of 60 degrees. As shown, since ultrasonic waves are transmitted with an intensity of 80 dB or more within the range to be detected, the approach of birds can be prevented.

도 3에서는 본 발명에 따라 조류 퇴치 시스템의 구성도가 설명된다. 본 발명에 따라 레이더를 사용한 조류 퇴치 시스템(300)은 레이더 모듈(302), 제어기(304), 및 지향성 스피커(306)를 포함한다. 레이더 감지 기능을 갖춘 레이더 모듈(302)은 레이더 신호를 송수신하기 위한 레이더 송수신부(302-1), 그 레이더 송수신부에서 수신된 레이더 관련 정보를 디지털 부호화하고 디지털 도메인에서 본 발명의 목적에 따라 디지털 신호 처리를 실행하는 신호 처리부(302-2), 및 신호처리부의 결과 신호를 기반으로 미리 지정된 지역 내에서 조류의 접근을 감지하고 감지된 조류의 위치 정보를 추출하여 제어기(304)로 송부하는 감지부(302-3)를 포함한다. 상기 레이더 송수신부(302-1)는 원하는 분해능에 따라 송신부 안테나와 수신부 안테나의 수를 정할 수 있다. 본 발명에서는 소형의 조류를 감지하기 위한 분해능을 제공하기 위해 2개의 송신부 안테나 및 4개의 수신부 안테나를 사용한다. 신호처리부(302-2)는 ADC(Analog to Digital Converter), MCU(Micro Controller Unit), DSP(Digital Signal Processor) 등의 구성성분을 포함하고, 예를 들어 잡음 감쇄 알고리즘, 필터 알고리즘, 이동 추적 알고리즘 등 다양한 신호 처리 알고리즘을 포함한다. 감지부(302-3)는 주어진 환경에 맞추어 미리 지정된 감지 매개변수를 포함하고, 제어기(304)에 감지된 조류의 위치 정보를 전달한다. 3 is a block diagram of the algae repelling system according to the present invention is described. The bird control system 300 using radar according to the present invention includes a radar module 302 , a controller 304 , and a directional speaker 306 . The radar module 302 with a radar detection function digitally encodes the radar-related information received from the radar transceiver 302-1, the radar transceiver for transmitting and receiving a radar signal, and digitally according to the purpose of the present invention in the digital domain. Detection of detecting the approach of a bird within a predetermined area based on the signal processing unit 302-2 executing signal processing, and the result signal of the signal processing unit, extracting the position information of the detected bird and sending it to the controller 304 part 302-3. The radar transceiver 302-1 may determine the number of transmitter antennas and receiver antennas according to a desired resolution. In the present invention, two transmitter antennas and four receiver antennas are used to provide resolution for detecting small birds. The signal processing unit 302-2 includes components such as an analog to digital converter (ADC), a micro controller unit (MCU), and a digital signal processor (DSP), for example, a noise reduction algorithm, a filter algorithm, and a movement tracking algorithm. and various signal processing algorithms. The sensing unit 302 - 3 includes a detection parameter previously designated according to a given environment, and transmits the position information of the detected bird to the controller 304 .

본 발명의 조류 퇴치 시스템(300)의 제어기(304)는 레이더 모듈(302)로부터 수신된 위치 정보를 기반으로 미리 지정된 지역에 조류가 접근하였는지 아니면 미리 지정된 지역의 밖에 있는가 여부를 판단하고, 그 결과에 따라 지향성 스피커(306)의 방향을 자동으로 조정하여 접근하는 조류를 향하여 초음파를 발생한다. 이어서, 통신 모듈(310)을 통해 원격 제어기에 그 상황을 알리고 접근한 위치를 디스플레이에 표시한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 조류의 접근을 감지할 때, 제어기(304)에 연결된 카메라 모듈을 통해 접근 상황을 촬영하여 통신 모듈(310)을 통해 원격 제어기에 그 영상을 전송할 수 있다. The controller 304 of the bird extermination system 300 of the present invention determines whether the bird approaches the pre-designated area or is outside the pre-designated area based on the location information received from the radar module 302, and as a result Accordingly, the direction of the directional speaker 306 is automatically adjusted to generate ultrasonic waves toward the approaching bird. Then, the situation is notified to the remote controller through the communication module 310 and the approached location is displayed on the display. Additionally or alternatively, when detecting the approach of the bird, the approach situation may be photographed through the camera module connected to the controller 304 and the image may be transmitted to the remote controller through the communication module 310 .

또한, 제어기(304)에 포함된 딥러닝을 기반으로 한 알고리즘을 사용하여 조류 접근 시 촬영된 영상과 레이더 모듈(302)에서 공급된 조류 위치 정보를 트래킹하고 접근 패턴과 퇴치 패턴을 분석할 수 있다. 그 외에 조류 별 민감한 초음파 주파수, 퇴치될 때까지의 시간 주기 등을 학습 데이터로 수집하여 딥러닝을 기반으로 한 알고리즘의 정확도 및 신뢰도를 더 높일 수 있다. 이와 같은 알고리즘을 포함한 제어기(304)는 학습을 기반으로 조류의 접근을 감지하여 그에 따른 초음파 주파수를 조정하고 스피커 스윕 간격을 조정할 수 있다. In addition, by using an algorithm based on deep learning included in the controller 304, it is possible to track the image captured when the bird approaches and the bird location information supplied from the radar module 302, and analyze the approach pattern and the repelling pattern. . In addition, the accuracy and reliability of algorithms based on deep learning can be further improved by collecting the sensitive ultrasound frequency for each bird and the time period until extermination as learning data. The controller 304 including such an algorithm may detect the approach of a bird based on learning, adjust the ultrasonic frequency accordingly, and adjust the speaker sweep interval.

본 발명에 따라, 주변 환경에 영향을 받지 않고 높은 분해능을 갖는 레이더를 이용해 조류의 접근을 감지하고, 감지 방향으로 고출력 지향성 스피커를 이용해 조류가 기피하는 주파수의 초음파를 발생하여 조류를 퇴치하는 시스템이 제공된다. According to the present invention, a system that detects the approach of a bird using a radar with high resolution without being affected by the surrounding environment, and generates an ultrasonic wave of a frequency that the bird avoids using a high-power directional speaker in the sensing direction, thereby repelling the bird is provided

또한, 카메라 모듈을 포함하여, 조류의 접근을 감지할 때 그 영상을 촬영하여 조류 퇴치 시스템의 효과를 확인할 수 있는 시스템이 제공된다. 또한, 통신 모듈을 갖추어 원격 제어기에서 조류 접근 감지 및 퇴치 현황을 모니터하고 딥러닝을 기반으로 관련 데이터를 수집 및 분석하여 조류의 움직임을 예측하고, 그에 따라 초음파 주파수 및 스윕 시간을 자율적으로 조정할 수 있는 시스템이 제공된다.In addition, there is provided a system, including a camera module, capable of checking the effect of the bird repelling system by photographing the image when detecting the approach of the bird. In addition, it is equipped with a communication module to monitor bird approach detection and repelling status from the remote controller, collect and analyze related data based on deep learning to predict bird movement, and autonomously adjust the ultrasonic frequency and sweep time accordingly. system is provided.

본 발명의 실시예는 첨부된 도면들을 참고로 상기에 상세히 설명되었다. 그러나 특정한 구조들은 상기 실시예에 제한되지 않고, 본 발명은 또한 본 발명의 주요 개념에서 벗어나지 않는 임의의 설계 수정을 포함한다. 또한, 청구항의 범위 내에서 본 발명에 다양한 수정이 이루어질 수 있고, 다른 실시예에서 설명되는 기술적 수단들의 적절한 조합으로부터 기인된 실시예는 또한 본 발명의 기술적 범위 내에 포함된다. 또한, 상기 실시예에서 설명된 동일한 효과를 갖는 구성성분들은 서로 대치될 수 있다. Embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings. However, the specific structures are not limited to the above embodiment, and the present invention also includes any design modifications without departing from the main concept of the present invention. In addition, various modifications can be made to the present invention within the scope of the claims, and embodiments resulting from appropriate combinations of technical means described in other embodiments are also included within the technical scope of the present invention. In addition, components having the same effect described in the above embodiment may be substituted for each other.

본 발명은 레이더를 이용한 조류 퇴치기에 이용될 수 있다. The present invention can be used for repelling birds using radar.

Claims (3)

레이더를 사용한 조류 퇴치 시스템으로서,
레이더 신호를 송수신하기 위한 레이더 송수신부, 상기 레이더 송수신부에서 수신된 레이더 관련 정보를 부호화하고 신호 해석을 위한 디지털 신호 처리를 실행하는 신호 처리부, 및 상기 신호처리부의 결과 신호를 기반으로 미리 지정된 지역 내에서 조류의 접근을 감지하는 감지부로 이루어져 상기 감지된 조류의 위치 정보를 추출하는 다수개의 레이더 모듈;
상기 레이더 모듈을 분석하여 조류의 수신된 위치 정보를 기반으로 미리 지정된 지역에 조류가 접근하였나 여부를 판단하고, 그 결과에 따라 조류 퇴치를 위한 동작을 명령하는 제어기;
상기 제어기로부터 수신된 명령에 따라 조류 접근 방향으로 자동으로 회전하고 그 방향에 대해 지향성으로 조류가 싫어하는 사람의 가청 주파수인 16kHz 내지 18kHz 이상의 초음파를 발생시키는 다수개의 지향성 스피커; 및
상기 제어기의 디스플레이에 접근 상황을 표시하여 모니터하도록 제어기로부터의 정보를 통신하는 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이더를 사용한 조류 퇴치 시스템.
As a bird control system using radar,
A radar transceiver for transmitting and receiving a radar signal, a signal processing unit for encoding the radar-related information received from the radar transceiving unit and digital signal processing for signal analysis, and a signal processing unit within a predetermined area based on a result signal of the signal processing unit a plurality of radar modules comprising a detection unit for detecting the approach of a bird to extract location information of the detected bird;
a controller that analyzes the radar module to determine whether a bird approaches a pre-designated area based on the received location information of the bird, and commands an operation to combat the bird according to the result;
a plurality of directional speakers that automatically rotate in the direction of approaching the birds according to the command received from the controller and generate ultrasonic waves of 16 kHz to 18 kHz or higher, which are audible frequencies of people who do not like birds, in a directional direction with respect to the direction; and
and a communication module for communicating information from the controller to display and monitor the approach status on the display of the controller.
제 1항에 있어서,
상기 제어기에 카메라 모듈을 연결하여 미리 지정된 지역에 조류가 접근한 순간을 촬영하여 그 영상을 원격 제어기의 디스플레이에 표시하도록 통신하는 레이더를 사용한 조류 퇴치 시스템.
The method of claim 1,
A bird control system using a radar that connects a camera module to the controller to capture a moment when a bird approaches a pre-designated area and displays the image on the display of the remote controller.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 제어기에 딥러닝을 기반으로 한 알고리즘을 포함하여 상기 레이더 모듈로부터 공급된 조류 위치 정보 또는 접근 시 촬영된 영상을 기반으로 조류의 접근 및 퇴치 패턴을 학습 및 분석하고, 그에 따라 상기 지향성 스피커의 초음파 주파수와 스피커 스윕 간격을 조정하는 레이더를 사용한 조류 퇴치 시스템.


3. The method of claim 1 or 2,
Including an algorithm based on deep learning in the controller, based on the bird location information supplied from the radar module or the image captured at the time of approach, learning and analyzing the approach and repelling pattern of the bird, and accordingly the ultrasonic wave of the directional speaker Bird control system using radar that adjusts frequency and spacing of speaker sweeps.


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