CN108029673A - 一种激光驱鸟设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光驱鸟设备，包括红外夜视观测仪、激光发射器和控制器，所述激光发射器和所述红外夜视观测仪连接所述控制器；所述红外夜视观测仪用于获取视场区域内的图像数据，所述激光发射器用于向视场区域发射用于驱鸟的激光束；所述控制器用于根据所述图像数据判断视场区域是否有鸟类，并且在判断有鸟类时控制所述激光发射器发射用于驱鸟的激光束。激光发射器采用氦氖激光器或半导体激光器，氦氖激光和半导体激光对鸟类的视网膜造成的伤害更直接，且不会造成永久性伤害，对人类影响低，同时在驱鸟过程中还通过红外夜视观测仪进行驱鸟监控，实现驱鸟视频录制和图片拍摄，获取鸟类的类型，同时可在夜间工作。

Description

一种激光驱鸟设备

技术领域

本发明涉及激光技术领域，更具体地，涉及一种激光驱鸟设备。

背景技术

近年来，随着人类活动范围的不断扩大，适合鸟类生活、栖息、繁衍的自然环境大幅度减少。在此情况下，大量鸟类开始在机场、输电铁塔、变电站、高压塔杆等地生活、栖息、筑巢和繁衍，造成了以航空、电力为代表的各行业极大的安全隐患和损失。如鸟类在线杆、线塔周围活动频繁，筑巢、停留的事时有发生，其筑巢材料多为导体，可能引起跳闸，其停留在瓷瓶上，排泄物因腐蚀等降低瓷瓶绝缘强度，引起跳闸，所以随时驱赶鸟类离开有供电设备的地方是十分有必要的，因此，根据有关统计数据显示，鸟害故障约占线路全部故障的10％左右，最高可达47％。由于鸟害引起的输电线频繁跳闸，直接威胁着电网的正常安全运行，鸟害已经成为影响高压输电正常运作的难题之一。不同地区由于气候、地理条件的不同，鸟害故障也存在着较大的差别。

相关技术中已经出现了一些防鸟装置。现在的驱鸟方法分为听觉(如煤气炮、驱鸟车、爆竹弹发射器等)、视觉(如稻草人、彩色风轮、恐怖眼、激光驱鸟等)、嗅觉(如驱鸟剂、氨水、农药等)、捕杀(如猎枪、粘鸟网等)、生态(割草、杀虫)，。还有驱赶形式的防鸟装置，包括声波驱鸟器，惊鸟器，音响驱鸟装置以及用于鸟类预警和探测的探鸟雷达系统等，该类型的防鸟装置存在以下缺陷，即其工作导通开关设置在高压输电线上，只有当鸟类落在该导通开关上，防鸟装置才会启动工作，而输电线路上安装的导通开关有限，鸟类落到该导通开关上的几率特别小，从而难以探测到鸟类并正常启动工作。

通过恐吓鸟类的听觉的驱鸟设备存在有效范围较小，对机场环境产生较大噪音、鸟类易产生适应性的问题；通过嗅觉刺激鸟类的方法，因为机场面积极大、刺激药物持续时间很短、刺激鸟类的种类有限等，不具备太多实用性；捕杀鸟类也可能危害航班安全、不是绿色生态的驱鸟方式，且夜间也低光条件下不适用；生态防鸟和探鸟雷达还不成熟，且只能减小鸟类入驻机场的可能性，不具有直接驱鸟的功效；传统的视觉驱鸟方式单一，手段技术含量低，用于刺激鸟类的光线的强度较低，因此效果不显著。且瞄准精度低，驱鸟效果差，且不能直观的获取驱鸟效果，监控干扰鸟群的分布、类型，进而进行针对性的驱鸟。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种激光驱鸟设备，解决了现有技术中瞄准精度低，驱鸟效果差，且不能直观监控驱鸟效果的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种激光驱鸟设备，包括红外夜视观测仪、激光发射器和控制器，所述激光发射器和所述红外夜视观测仪连接所述控制器；所述红外夜视观测仪用于获取视场区域内的图像数据，所述激光发射器用于向视场区域发射用于驱鸟的激光束；所述控制器用于根据所述图像数据判断视场区域是否有鸟类，并且在判断有鸟类时控制所述激光发射器发射用于驱鸟的激光束。

作为优选的，所述激光发射器为氦氖激光发射器或半导体激光发射器。

作为优选的，所述所述激光发射器为氦氖激光发射器，所述氦氖激光发射器包括：

放电管、凹面反射镜、增透反射镜；所述放电管内充有He-Ne混合气体，且所述放电管内还充有低电离电位的杂质气体；所述凹面反射镜和所述增透反射镜分别位于所述放电管的两侧，所述增透反射镜的内表面镀有增透膜、外表面镀有高反射膜，所述增透反射镜的外表面上设有孔。

作为优选的，所述杂质气体为氩气，且氩气在所述放电管中占总气压比例为0.05-0.4％。

作为优选的，所述增透反射镜外表面的孔的个数为1-10个。

作为优选的，所述孔为圆柱形状或圆台形状。

作为优选的，所述红外夜视观测仪、激光发射器外还设有防护罩，所述防护罩上设有光学窗口。

作为优选的，所述激光发射器依次连接有激光整形镜头、光轴对准调节器及扫描振镜。

作为优选的，所述激光整形镜头为伽利略望远镜头，放置于固体激光器的出光光轴方向，对输出的激光束进行扩束准直。

作为优选的，所述扫描振镜单元为二维激光扫描振镜，放置于激光出光光轴方向，对激光束进行预制图形扫描，激光垂直入射后可以垂直出射。

本发明提出一种激光驱鸟设备，通过激光驱鸟，其中激光发射器采用氦氖激光器或半导体激光器，氦氖激光和半导体激光对鸟类的视网膜造成的伤害更直接，且不会造成永久性伤害，对人类影响低，同时在驱鸟过程中还通过红外夜视观测仪进行驱鸟监控，实现驱鸟视频录制和图片拍摄，获取鸟类的类型，方便针对不同类型的鸟类进行驱赶，同时可在夜间工作。

附图说明

图1为根据本发明实施例的激光驱鸟设备结构示意图；

图2为根据本发明实施例的处理器电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，图中示出了一种激光驱鸟设备，包括红外夜视观测仪、激光发射器和控制器，所述激光发射器和所述红外夜视观测仪连接所述控制器；所述红外夜视观测仪用于获取视场区域内的图像数据，所述激光发射器用于向视场区域发射用于驱鸟的激光束；所述控制器用于根据所述图像数据判断视场区域是否有鸟类，并且在判断有鸟类时控制所述激光发射器发射用于驱鸟的激光束。

由于激光束能对动物和人的视网膜产生不同程度的影响,如眩晕、短时失明和致盲等，因此，在使用激光驱鸟时，还需要注意到减少对人的影响，并且，驱鸟过程中避免对鸟类造成不可恢复性的伤害。

不同波长的激光对人眼睛的损伤是不同的。伤害程度与眼睛各个组织每单位体积吸收辐射能量的大小有关。在可见光波长400～700nm内的辐射及近红外波长780～1400nm的辐射可通过眼部的介质到达视网膜而只会有少量的强度损失，由于角膜和晶状体会聚效应，由角膜射人的辐射度和辐射曝光到达视网膜时将增加100000倍，这些光线在视网膜上会聚的光斑直径很小，会聚产生的强度足可以损伤视网膜。而中红外及远红外(1400nm～1mm)和中紫外(180～315nm)的激光辐射主要被角膜吸收，对角膜产生损伤；近紫外315～390nm的激光辐射主要被晶状体吸收，对晶状体产生损伤。

鸟的眼睛结构和人眼的结构是基本相同的，那么各种波长激光对鸟眼睛的伤害机理是和激光对人眼的伤害机理也是相似的,但鸟眼对光线的敏感程度比人眼更高,会聚能力更强，因此高亮度的激光驱鸟就成为了可能。从直接影响视觉来看，0.4～1.4mm波长的激光直接损伤视网膜，而且会造成短期的失明，可以说对视觉影响最大。从对眼睛的永久伤害来看，中红外及远红外(1400nm～1mm)和中紫外(180～315nm)的激光及近紫外315～390nm的激光主要损伤角膜和晶状体，因此对眼睛的伤害更大。

人射光的辐射度越大在眼睛各个部分产生的损伤就越大；人射光的亮度越大对眼睛的刺激也越大。因此激光的波长、人射光的辐射度和光的亮度是对鸟眼睛造成伤害和惊吓的主要因素。

从试验结果发现，可见光波段的He-Ne激光器和半导体激光器驱鸟的效果比较好,而红外和远红外波段的YAG激光器和以无激光器效果差些，He-Ne激光和半导体激光对鸟的视网膜造成伤害,伤害更直接，且He-Ne激光和半导体激光属于红光，光比较亮对视觉造成的影响大，不伤害鸟的角膜，伤害性较低。

因此，在本实施例中，所述激光发射器为氦氖激光发射器或半导体激光发射器。

作为本实施例的一种实施方式，所述所述激光发射器为氦氖激光发射器，所述氦氖激光发射器包括：

放电管、凹面反射镜、增透反射镜；所述放电管内充有He-Ne混合气体，且所述放电管内还充有低电离电位的杂质气体；所述凹面反射镜和所述增透反射镜分别位于所述放电管的两侧，所述增透反射镜的内表面镀有增透膜、外表面镀有高反射膜，所述增透反射镜的外表面上设有孔。，所述孔为圆柱形状或圆台形状，所述增透反射镜外表面的孔的个数为1-10个。

采用打孔加工的方法调节激光器双折射元件的内部应力，在打孔之后，内部形成新的内应力分布，并且应力分布不再受外部机构的影响，可以大大提高激光器频差的稳定性。增透反射镜和凹面反射镜共同组成激光谐振腔，增透反射镜外表面上的孔沿增透反射镜周向分布，在径向上，孔的中心离增透反射镜中心的径向距离越小，对频差的影响越大。

在本实施例中，所述杂质气体为氩气、氪气、氙气中的一种或多种，且杂质气体在所述放电管中占总气压比例为0.05-0.4％。通过潘宁效应，降低了损耗和击穿电压

在本实施例中，所述红外夜视观测仪、激光发射器外还设有防护罩，所述防护罩上设有光学窗口。

在本实施例中，所述激光发射器依次连接有激光整形镜头、光轴对准调节器及扫描振镜。

具体的，所述激光整形镜头为伽利略望远镜头，放置于固体激光器的出光光轴方向，对输出的激光束进行扩束准直。

所述扫描振镜单元为二维激光扫描振镜，放置于激光出光光轴方向，对激光束进行预制图形扫描，激光垂直入射后可以垂直出射。

在本实施例中，还包括LCD显示器，用于显示红外夜视观测仪拍摄到的视频或图像。

在本实施例中，所述控制器包括ARM处理器，基于ARM11的CPU架构，使用Linux操作系统，实现的图像采集、数据处理、LCD显示器显示、按键操作交互等功能，进而实现图像录制、拍照、显示、存储、激光外设控制。

具体的，如图2所示，采用S3C6410系列CPU，包括一个8位ITU601/656相机接口，用于缩放的高达4M像素，固定的16M像素；USB2.0OTG端口，支持高速MMC/SD卡；核心板主频为533MHz/667MHz，内存为256M Byte DDR SDRAM，FLASH为1G Byte SLC NandFlash。与底板之间采用邮票孔方式连接，共计160个引脚(40×4)。邮票孔方式省去了连接器，超薄设计，面积小，体积小，真正实现了与核心板的无缝连接，节省了产品空间，同时与核心板连接牢固性强，提升整个产品的抗震动性及可靠性。在本实施例中，所述红外夜视观测仪、激光发射器和控制器设于一外壳内，所述外壳上设有激光发射器控制按钮和红外夜视观测仪测试按钮。

S3C6410通过MIPI桥连接液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)，并连接有触摸屏、SD卡和激光发射器；通过IO接口连接外壳上的拍照按键、矫正按键、激光控制开关(激光开关、工作状态调整)；并通过现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)连接所述红外夜视观测仪的摄像头。

在本实施例中，采用4s锂电池供电，CPU部分电源采用+5V供电，通过开关电源从锂电池取电；采用LDO-3.3V低噪电源作为红外夜视观测仪的摄像头电源，输出电流1.2A，满足摄像头电流要求。

综上所述，本发明提出一种激光驱鸟设备，通过激光驱鸟，其中激光发射器采用氦氖激光器或半导体激光器，氦氖激光和半导体激光对鸟类的视网膜造成的伤害更直接，且不会造成永久性伤害，对人类影响低，同时在驱鸟过程中还通过红外夜视观测仪进行驱鸟监控，实现驱鸟视频录制和图片拍摄，获取鸟类的类型，方便针对不同类型的鸟类进行驱赶，同时可在夜间工作。

最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光驱鸟设备，其特征在于，包括红外夜视观测仪、激光发射器和控制器，所述激光发射器和所述红外夜视观测仪连接所述控制器；所述红外夜视观测仪用于获取视场区域内的图像数据，所述激光发射器用于向视场区域发射用于驱鸟的激光束；所述控制器用于根据所述图像数据判断视场区域是否有鸟类，并且在判断有鸟类时控制所述激光发射器发射用于驱鸟的激光束。

2.根据权利要求1所述的激光驱鸟设备，其特征在于，所述激光发射器为氦氖激光发射器或半导体激光发射器。

3.根据权利要求2所述的激光驱鸟设备，其特征在于，所述所述激光发射器为氦氖激光发射器，所述氦氖激光发射器包括：

放电管、凹面反射镜、增透反射镜；所述放电管内充有He-Ne混合气体，且所述放电管内还充有低电离电位的杂质气体；所述凹面反射镜和所述增透反射镜分别位于所述放电管的两侧，所述增透反射镜的内表面镀有增透膜、外表面镀有高反射膜，所述增透反射镜的外表面上设有孔。

4.根据权利要求3所述的激光驱鸟设备，其特征在于，所述杂质气体为氩气，且氩气在所述放电管中占总气压比例为0.05-0.4％。

5.根据权利要求3所述的激光驱鸟设备，其特征在于，所述增透反射镜外表面的孔的个数为1-10个。

6.根据权利要求3所述的激光驱鸟设备，其特征在于，所述孔为圆柱形状或圆台形状。

7.根据权利要求1所述的激光驱鸟设备，其特征在于，所述红外夜视观测仪、激光发射器外还设有防护罩，所述防护罩上设有光学窗口。

8.根据权利要求1所述的激光驱鸟设备，其特征在于，所述激光发射器依次连接有激光整形镜头、光轴对准调节器及扫描振镜。

9.根据权利要求8所述的激光驱鸟设备，其特征在于，所述激光整形镜头为伽利略望远镜头，放置于固体激光器的出光光轴方向，对输出的激光束进行扩束准直。

10.根据权利要求8所述的激光驱鸟设备，其特征在于，所述扫描振镜单元为二维激光扫描振镜，放置于激光出光光轴方向，对激光束进行预制图形扫描，激光垂直入射后可以垂直出射。