CN102396447A - 一种光电目标识别驱鸟器及驱鸟方法 - Google Patents

Abstract

一种光电目标识别驱鸟器及驱鸟方法，包括机壳、光学镜头、光敏管面阵、单片机、超声波换能器、照明组件和供电组件，该光学镜头设置于该光敏管面阵前，该光敏管面阵连接该单片机，该单片机连接该超声波换能器和该照明组件，该供电组件连接该光敏管面阵和该单片机。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：在白天本发明能够探测进入探测范围的飞鸟，并有效的实施驱赶；在夜晚本发明能够间歇性的刺激鸟类使其无法安心入睡，逃离本发明周围。可更换的光学镜头，有利于在不同的场合变换探测的距离和角度。

Description

一种光电目标识别驱鸟器及驱鸟方法

技术领域

本发明涉及声、光、电驱鸟技术领域，特别是指一种光电目标识别驱鸟器及驱鸟方法。

背景技术

改革开放三十年来我国经济高速发展，高速的发展引起的高消耗、高污染使得自然环境遭到严重的破坏。森林砍伐、开垦果园、开矿挖煤、沙漠化及城市化的进程不断加快，使得适合鸟类生存的野外生存空间不断减少，加剧了有些场合因鸟类和人类争夺生存空间而带来的困扰。比如，农田、果园、机场及高压输电线路。

鸟害一直来都是农民的一大困扰，近年来防治虫害的技术不断加强大大增加了农民的收成。但昆虫的减少又使得鸟害的程度不断的恶化，越来越多的鸟类把田地里的果实当成食物主要来源。鸟害俨然已成为影响农民收入的第一大危害。

机场鸟害主要是鸟撞事件，根据国外调查显示，全球每年要发生一万多起的鸟撞事故。随着航线的增多这一数字还在逐年递增，鸟撞事故已经严重影响到航空业的飞行安全。一旦发生鸟撞事故，造成的损失往往是相当巨大。

随着森林的减少，高压电线塔成为一些猛禽筑巢的最佳场所。遇到下雨刮风这些鸟巢就有可能造成高压线路的短路跳闸，而一旦发生跳闸断电事故，对生产生活造成的影响就不是几个经济方面的数字所能说明的。

如何有效的防治鸟害成为一个困扰人类国际性难题。传统的稻草人驱鸟已经被淘汰，放置鸟网又会伤害到鸟类。喷洒驱鸟剂是比较有效的方式，可驱鸟剂又会造成环境污染。声波驱鸟由于其对环境污染小、不伤害鸟类，正在逐步推广。现有的声波驱鸟，可分为音频驱鸟、高分贝爆炸声驱鸟及超声波驱鸟。

音频驱鸟，就是通过播放鸟类天敌的鸣叫或鸟类哀鸣的声音使鸟类产生恐惧而逃离。但这种驱鸟方式有很大的地域性限制，不同地区的使用效果差别恨大。如首都国际机场采用“驱鸟王”设备，这种声音驱鸟的办法在美国效果很好，可在首都机场上空播放时却没什么用。因为芯片里存储的都是些洋鸟的声音，可中国鸟听不懂“外语”。高分贝爆炸声驱鸟，就是用煤气炮或电子炮产生180分贝以上的爆炸声来吓跑鸟类，但时间一长鸟类很容易适应。

超声波驱鸟，是通过播放超声波刺激鸟类的神经系统，使其生理紊乱而逃离。由于超声波的频率高于人耳所能听到的范围，因而不会对人类的生活造成影响。通过不断的变换声音频率减少时间限制性的影响，而且没有地域限制性影响，适合大量推广应用。国内现有超声波驱鸟器主要都是定时工作方式，定时工作方式无疑又大大加快了鸟类对超声波适应的速度。采用探测方式可以杜绝这方面的影响，现有的光电探测驱鸟器是采用红外热释电探测飞鸟，容易受环境温度影响，而且探测距离短，容易因环境因素造成驱鸟器误动作。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的光电探测驱鸟器驱鸟效果不佳的缺点，提供一种光电目标识别驱鸟器和驱鸟方法，采用光学透镜成像技术，大大提高了探测的距离与精度。

本发明采用如下技术方案：

一种光电目标识别驱鸟器，包括机壳、光学镜头、光敏管面阵、单片机、超声波换能器、照明组件和供电组件，该光学镜头设置于该光敏管面阵前，该光敏管面阵连接该单片机，该单片机连接该超声波换能器和该照明组件，该供电组件连接该光敏管面阵和该单片机。超声波换能器将单片机产生的电信号转换成超声波。

所述光学镜头由镜筒、光阑、面板和透镜组成。光阑用来控制照射到光敏管面阵上的光通量。光学镜头的焦距为10～100mm，调节光阑使上述光敏管面阵上的照度为20～40lux(室外照度为1000～1500lux的情况下)。

所述光学镜头所成的像平面与所述光敏管面阵在同一平面。

所述光敏管面阵由两两串联反接的贴片光敏管排列组成。

所述光敏管面阵由1206或0805封装的贴片光敏管组成。

所述光敏管面阵的长和宽均为10-20mm。

所述照明组件为大功率LED。大功率LED最好采用3W以上白光LED(亮度＞3001m)。

所述供电组件包括依次相连的太阳能板、继电器和蓄电池，该继电器和蓄电池并连接于所述单片机，该蓄电池还连接于所述光敏管面阵。单片机通过继电器控制太阳能板给蓄电池充电。蓄电池给光敏管面阵和单片机供电。太阳能板白天持续给蓄电池充电。

采用前述光电目标识别驱鸟器的光电目标识别驱鸟方法，包括白天探测模式和夜晚定时模式，其中白天探测模式包括如下步骤：

成像步骤，利用光学镜头将外部环境成像在光敏管面阵上；

电压检测步骤，光敏管面阵的电压随着光敏管面阵上的成像不同而变化，由单片机检测光敏管面阵的电压变化；

判断步骤，由单片机根据其检测到的光敏管面阵的电压变化判断是否有鸟飞过；

超声波发出步骤，当单片机判断出有鸟飞过时单片机驱动超声波换能器发出随机频率的超声波驱鸟；

其中夜晚定时模式包括如下步骤：单片机关闭探测功能并定时点亮照明组件，由照明组件发出的光刺激鸟类使其无法入睡，使鸟类飞离驱鸟器周围。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的一种光电目标识别驱鸟器及驱鸟方法具有如下有益效果：在白天本发明能够探测进入探测范围的飞鸟，并有效的实施驱赶；在夜晚本发明能够间歇性的刺激鸟类使其无法安心入睡，逃离本发明周围。可更换的光学镜头，有利于在不同的场合变换探测的距离和角度。当运用于农田、果园或高压输电线路，镜头用短焦距(15mm)探测距离大于15米，探测角度大于70度；当运用于机场，镜头用长焦距(50mm)探测距离大于200米，探测角度大于15度。

附图说明

图1为本发明一种光电目标识别驱鸟器具体实施方式的立体分解结构示意图；

图2为本发明一种光电目标识别驱鸟器具体实施方式的主视结构示意图；

图3为图2中A处放大图；

图4为本发明一种光电目标识别驱鸟器具体实施方式的主控电路板的结构示意图；

图5为本发明一种光电目标识别驱鸟器具体实施方式的辅助电路板的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

参照图1、图2、图3、图4和图5，本发明的一种光电目标识别驱鸟器，主要包括机壳10、两光学镜头21和22、两光敏管面阵71和73、单片机80、两超声波换能器41和42、照明组件和供电组件。

照明组件为两大功率白光LED 51、52，大功率白光LED 51、52和两超声波换能器41、42固定在机壳10前后两端的上部。

供电组件包括太阳能板61、太阳能板支架62、旋转支架63、6v蓄电池64、接线盒65和继电器66，太阳能板61固定在太阳能板支架62上，太阳能板支架62通过旋转支架63固定在机壳10上，接线盒65置于太阳能板支架62下面，蓄电池64固定于机壳10的内部中心。

光学镜头21和22的结构相同，以光学镜头22的结构为例，光学镜头22由镜筒221、光阑222、面板223和透镜224组成。光学镜头21和22分别设置于机壳10前后两端的下部。

光学镜头21设置于光敏管面阵71前，光敏管面阵71藉由模拟开关72连接单片机80，单片机80连接超声波换能器41和大功率白光LED 51，蓄电池64连接光敏管面阵71和单片机80。

光学镜头22设置于光敏管面阵73前，光敏管面阵73藉由模拟开关74连接单片机80，单片机80连接超声波换能器42和大功率白光LED 52，蓄电池64连接光敏管面阵73。

光敏管面阵71、模拟开关72、单片机80和继电器66均设于主控电路板31上，光敏管面阵73和模拟开关74均设于主控电路板32上。

本发明在工作时，单片机80实时检测蓄电池64的电量，蓄电池64的电量过低，单片机80自动关机充电防止蓄电池64过放，直至蓄电池64电量正常才开机，蓄电池64电量过高，单片机80关闭太阳能板61对蓄电池64的充电，防止蓄电池64过充。

参照图1至图5，一种采用上述一种光电目标识别驱鸟器的光电目标识别驱乌方法，包括白天探测模式和夜晚定时模式，其中白天探测模式包括如下步骤：

成像步骤，利用光学镜头21、22将外部环境成像在光敏管面阵71、73上；

电压检测步骤，光敏管面阵71、73的电压随着光敏管面阵71、73上的成像不同而变化，由单片机80检测光敏管面阵71、73的电压变化；

判断步骤，由单片机80根据其检测到的光敏管面阵71、73的电压变化判断是否有鸟飞过；

超声波发出步骤，当单片机80判断出有鸟飞过时单片机80驱动超声波换能器41、42发出随机频率的超声波驱鸟；

其中夜晚定时模式包括如下步骤：单片机80关闭探测功能并定时点亮两大功率白光LED 51、52，由两大功率白光LED 51、52发出的光刺激鸟类使其无法入睡，使鸟类飞离驱鸟器周围。

本发明采用可见光成像探测，通过变换光学镜头，可以任意调节探测距离(探测距离越远探测角度越小)。根据探测的结果发出超声波，只要鸟类不在探测范围内活动就不发出超声波，降低鸟类的适应性更能增加惊吓的效果。相比于其他光电探测驱鸟器，本发明光电目标识别驱鸟器采用光学透镜成像，提高了探测的距离与精度；采用图像识别技术来识别飞鸟因而减少了环境因素所造成的误动作。

上述仅为本发明的一个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (9)

1.一种光电目标识别驱鸟器，其特征在于：包括机壳、光学镜头、光敏管面阵、单片机、超声波换能器、照明组件和供电组件，该光学镜头设置于该光敏管面阵前，该光敏管面阵连接该单片机，该单片机连接该超声波换能器和该照明组件，该供电组件连接该光敏管面阵和该单片机。

2.如权利要求1所述的一种光电目标识别驱鸟器，其特征在于：所述光学镜头由镜筒、光阑、面板和透镜组成。

3.如权利要求1或2所述的一种光电目标识别驱鸟器，其特征在于：所述光学镜头所成的像平面与所述光敏管面阵在同一平面。

4.如权利要求1所述的一种光电目标识别驱鸟器，其特征在于：所述光敏管面阵由两两串联反接的贴片光敏管排列组成。

5.如权利要求4所述的一种光电目标识别驱鸟器，其特征在于：所述光敏管面阵由1206或0805封装的贴片光敏管组成。

6.如权利要求1或4或5所述的一种光电目标识别驱鸟器，其特征在于：所述光敏管面阵的长和宽均为10-20mm。

7.如权利要求1所述的一种光电目标识别驱鸟器，其特征在于：所述照明组件为大功率LED。

8.如权利要求1所述的一种光电目标识别驱鸟器，其特征在于：所述供电组件包括依次相连的太阳能板、继电器和蓄电池，该继电器和蓄电池并连接于所述单片机，该蓄电池还连接于所述光敏管面阵。

9.一种采用权利要求1所述的光电目标识别驱鸟器的光电目标识别驱鸟方法，其特征在于包括白天探测模式和夜晚定时模式，其中白天探测模式包括如下步骤：

成像步骤，利用光学镜头将外部环境成像在光敏管面阵上；

电压检测步骤，光敏管面阵的电压随着光敏管面阵上的成像不同而变化，由单片机检测光敏管面阵的电压变化；

判断步骤，由单片机根据其检测到的光敏管面阵的电压变化判断是否有鸟飞过；

超声波发出步骤，当单片机判断出有鸟飞过时单片机驱动超声波换能器发出随机频率的超声波驱鸟；

其中夜晚定时模式包括如下步骤：单片机关闭探测功能并定时点亮照明组件，由照明组件发出的光刺激鸟类使其无法入睡，使鸟类飞离驱鸟器周围。

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