KR20230115702A - 조류퇴치장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 조류퇴치장치는 조류의 음원 신호를 수신하는 음원 탐지부, 조류에 따라 다양한 음향 패턴을 방출하는 출력부, 출력부를 회전시키기 위한 구동부, 및, 수신된 음원 신호를 필터링하고 노이즈를 제거하여, 노이즈가 제거된 음원 신호가 음원 발생 위치로부터 음원 탐지부에 도달하는 시간차를 산출하여 음원 발생 방향을 추정하고, 음원 발생 방향을 기초로 구동부를 제어하여 출력부를 상기 음원 발생 방향으로 회전시켜 음향 패턴을 방출하도록 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 의해, 본 발명은 음원을 탐지하고 음원이 발생한 위치에 초지향성 스피커를 통해 조류퇴치용 음향을 패턴에 따라 방출함으로써 유해 조류를 퇴치할 수 있다.

Description

조류퇴치장치 및 그 방법{APPARATUS FOR EXPELLIING BIREDS AND METHOD THEROF}

본 발명은 조류퇴치장치에 관한 것으로서, 특히, 음원을 탐지하고 음원이 발생한 위치에 초지향성 스피커를 통해 조류퇴치용 음향을 패턴에 따라 방출하는 조류퇴치장치에 관한 것이다.

비행장, 농가, 양식장 등에서는 조류와 같은 유해 생물을 퇴치하기 위하여 다양한 방법을 이용하고 있으며 청각적, 후각적, 시각적, 촉각적 퇴치 방법들이 연구되어 오고 있다.

천적 모형이나 반짝이는 시각 자극제를 이용하는 시각적 퇴치 방법이나, 조류 기피제를 이용하는 후각적 방법은 학습 효과가 현저한 단점이 있고, 방충망이나 그물 등을 이용하는 촉각적 방법은 시설물 설치 및 유지 비용이 높아 이용률이 낮다. 따라서, 학습 효과가 다소 느린 청각적 방법이 조류 퇴치를 위해 주로 사용되고 있다.

음향 조류 퇴치 장치란 음향 신호를 이용하여 조류를 원하는 공간에서 퇴치시키는 장치로 폭음, 총격음, 조류 기피/퇴치/통제음, 초음파를 이용한 장치로 분류된다.

폭음을 이용하는 음향 조류 퇴치 장치(폭음기)는 폭발음 간격 조절기를 사용하여 출력 간격(40초~30분)을 설정할 수 있고, 음량을 최대 130dB로 할 수 있으며, 볼륨 조절기를 통해 100dB까지 음량을 조절할 수 있다. 태양광 폭음기의 경우 폭발 위험이 없고 반영구적으로 사용이 가능한 이점이 있다. 하지만, 폭음기는 설치 초기에는 광범위하게 효과가 나타나지만 크고 반복적인 소리만으로는 일시적인 효과밖에 나타나지 않고, 수일 내로 학습이 이루어져 시간이 흐름에 따라 효과가 크게 줄어드는 문제가 있다.

총포를 이용한 음향 조류 퇴치 장치는 주로 공항 등에서 항공기와의 조류 충돌 사고를 방지하기 위해 이용되고 있다. 125dB 이상의 총격음을 발생하는 공포탄을 사용하거나, 수십 미터를 날아가 새 무리 주위에 고무 파편을 퍼뜨리는 산탄총 등이 사용된다. 사용 초기에는 공포탄 총격음 만으로도 큰 효과를 얻을 수 있으나, 새들이 직접적인 피해가 없다고 학습하게 되면 새들이 멀리 날아가지 않고 다시 모여드는 단점이 있다. 이러한 학습 효과를 없애기 위해 공포탄, 산탄총 외에 엽총을 사용하여 주기적으로 새들을 직접 죽여야 하는 문제가 있다.

또 다른 음향 조류 퇴치 장치로 유해 조류가 기피하는 기피음(경고음, 스트레스성 음향, 천적 음향), 조류에게 고통을 유발시키는 퇴치음(공진음, 전자음), 조류 통제음(언어, 고통음, 무리음) 등을 메모리 칩에 내장시켜 스피커를 통해 방사함으로써 유해 조류가 해당 지역에서 이탈하도록 하는 장치가 있다. 이러한 장치는 다양한 음향을 선택하는 기능 외에도 음량 조절, 음향 방사 간격, 음향의 임의적 또는 지속적 조절이 가능하도록 하여, 새들이 특정 음향 패턴에 쉽게 익숙해지지 못하게 한다. 하지만, 현재 출시되어 있는 대부분의 제품들은 낮은 음향 출력으로 인해 적용 범위가 좁다. 또한, 스피커의 음파 양상이 무지향성이기 때문에 불필요한 소음을 주변에 방출하게 되어 소음공해가 발생된다.

한편, 초음파 조류 퇴치 장치는 유해 조류의 가청 주파수 대역을 고려하여 위협적인 특정 초음파 주파수 신호음을 방사함으로써 조류가 위협을 느껴 해당 지역을 이탈하도록 하는 장치이다. 초음파를 이용하여 유해 조류를 이탈시키기 때문에 인간에게 소음을 유발시키지 않는다는 것이 가장 큰 장점이다. 하지만, 장시간 사용하게 되면 초음파에 대한 내성이 생겨 효과를 담보할 수 없다. 아울러, 초음파는 공기에 의한 감쇄가 심하기 때문에 근거리용 또는 실내용으로만 사용 가능하다. 따라서 과수농가, 양식장과 같은 넓은 범위의 야외 공간에 적용하기 위해서는 고가의 고출력 초음파 장치가 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 음원을 탐지하고 음원이 발생한 위치에 초지향성 스피커를 통해 조류퇴치용 음향을 패턴에 따라 방출하는 조류퇴치장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 조류퇴치장치는 조류의 음원 신호를 수신하는 음원 탐지부; 상기 조류에 따라 다양한 음향 패턴을 방출하는 출력부; 상기 출력부를 회전시키기 위한 구동부; 및, 수신된 음원 신호를 필터링하고 노이즈를 제거하여, 노이즈가 제거된 상기 음원 신호가 음원 발생 위치로부터 상기 음원 탐지부에 도달하는 시간차를 산출하여 음원 발생 방향을 추정하고, 상기 음원 발생 방향을 기초로 상기 구동부를 제어하여 상기 출력부를 상기 음원 발생 방향으로 회전시켜 상기 음향 패턴을 방출하도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 다양한 음향 패턴은, 리을('ㄹ')자 패턴, 펄스파(Pluse Wave) 패턴, 삼각파(Triangle Waver) 패턴, 지그재그(Zigzag Wave) 패턴 및 두 개의 음향이 상호 교차되어 삼각파(Triangle Waver)를 방출하는 패턴을 포함할 수 있다.

또한 상기 구동부는, 상기 출력부의 상하 틸팅이 가능하도록 고정하는 고정부와 결합되어 상기 출력부의 좌우 회전이 가능하도록 모터 구동을 수행할 수 있다.

또한, 상기 출력부의 높이를 조정하는 높이조절부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 음원 탐지부는, 특정 방향에서 들려오는 일정 각도 범위의 좁은 각도의 소리만 선택적으로 녹취되는 기다란 모양의 단일 지향성 마이크로폰을 포함할 수 있다.

또한, 상기 출력부는 직진성이 강한 초지향성 스피커를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조류퇴치장치의 조류퇴치방법은, 농경지에서 조류의 소리 음원이 발생되면, 조류의 음원 신호를 수신하는 단계; 수신된 상기 음원 신호를 필터링하여 음원 신호의 노이즈를 제거하고, 노이즈가 제거된 상기 음원 신호의 발생위치로부터 음원 탐지부에 도달하는 시간차를 산출하여 음원 발생 방향을 추정하는 단계; 상기 음원 발생 방향을 기초로 출력부를 회전시키는 단계; 및, 상기 음원 발생 위치로 조류 퇴치용 음향 패턴을 방출하는 단계;를 포함할 수 있다.

이러한, 상기 음향 패턴은, 리을('ㄹ')자 패턴, 펄스파(Pluse Wave) 패턴, 삼각파(Triangle Waver) 패턴, 지그재그(Zigzag Wave) 패턴 및 두 개의 음향이 상호 교차되어 삼각파(Triangle Waver)를 방출하는 패턴을 포함할 수 있다.

또한, 상기 음원 탐지부는, 특정 방향에서 들려오는 일정 각도 범위의 좁은 각도의 소리만 선택적으로 녹취되는 기다란 모양의 단일 지향성 마이크로폰을 포함할 수 있다.

또한, 상기 출력부는 직진성이 강한 초지향성 스피커를 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 조류퇴치장치는 음원을 탐지하고 음원이 발생한 위치에 초지향성 스피커를 통해 조류퇴치용 음향을 패턴에 따라 방출할 수 있다.

이에, 유해 조류의 패턴 인지가 저하되므로 장기적인 유해 조류의 퇴치 효과를 발휘할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조류퇴치장치를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조류퇴치장치의 구성을 간략하게 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 방출 패턴을 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조류퇴치장치의 높이 조절에 따른 패턴을 나타내는 모식도이다.
도 5는 본 발명에 따른 조류퇴치장치의 조류퇴치방법을 설명하기 위한 모식도이다.

이하에서 본 발명의 기술적 사상을 명확화하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 도면들 중 실질적으로 동일한 기능구성을 갖는 구성요소들에 대하여는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들을 부여하였다. 설명의 편의를 위하여 필요한 경우에는 장치와 방법을 함께 서술하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조류퇴치장치를 나타내는 모식도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조류퇴치장치의 구성을 간략하게 나타내는 블록도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 조류퇴치장치(100)는 음원 탐지부(110), 출력부(120), 구동부(130), 및, 제어부(140)를 포함할 수 있다. 조류퇴치장치(100)는 지반 상에 기둥(20)과 지지대(30)를 기반으로 설치될 수 있다.

음원 탐지부(110)는 외부 음원을 탐지하는 마이크로폰 센서로 구현될 수 있다. 즉, 음원 탐지부(110)는 가청음을 전기적인 에너지 변환기나 센서로 전달하여 소리를 전기신호로 변환하는 마이크로폰으로 유해조류의 소리 음원으로부터 발생된 음원 신호를 수신한다. 이러한 음원 탐지부(110)는 하나 이상의 마이크로폰으로 구성될 수 있다. 실시예에서 4개의 마이크로폰을 구성하였지만, 다양한 개수로 구성할 수 있으므로 이에 한정하지 않는다.

음원 탐지부(110)는 기둥(20)을 기준으로 동서남북 사방의 일정각도마다 설치되며, 특정 방향에서 들려오는 일정 각도 범위의 좁은 각도의 소리만 선택적으로 녹취되는 기다란 모양의 단일 지향성 마이크로폰을 사용할 수 있다.

출력부(120)는 직진성이 강한 초지향성 스피커로 구현될 수 있으며, 다양한 음향 패턴을 방출할 수 있다.

구동부(130)는 출력부(120)의 상하 틸팅이 가능하도록 고정하는 고정부(125)와 결합되어 출력부(120)의 좌우 회전이 가능하도록 모터 구동에 의해 구현될 수 있다. 구동부(130)는 출력부(120)의 좌향 또는 우향으로 회전시킬 수 있다. 이때 회전각은 180도 이상이 가능하도록 구현될 수 있다. 또한, 구동부(130)는 위치조절부(135)에 의해 기구적으로 높이가 조정될 수 있다. 출력부(120)는 상향 또는 하향으로 틸팅될 수 있다. 이때 틸팅각도는 90도 이상이 가능하도록 구현될 수 있다.

높이조절부(135)는 출력부(120)의 높이를 조정할 수 있다. 이에, 높이조절부(135)는 출력부(120)와 결합 고정된 고정부(125)와 구동부(130)의 하부에 설치될 수 있다.

구동부(130)는 제어부(140)의 제어 하에 음원 발생 위치로 출력부(120)를 틸트(tilt), 패닝(panning)의 기능에 의해 상하좌우 회전시켜 음향이 방출되도록 위치시킬 수 있다.

제어부(140)는 조류퇴치장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

제어부(140)는 음원 탐지부(110)를 통해 수신된 음원 신호를 필터링하고, 음원 신호의 노이즈를 제거할 수 있다.

이후, 제어부(140)는 노이즈가 제거된 음원 신호가 음원 발생 위치로부터 음원 탐지부(110)에 도달하는 시간차를 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(140)는 음원 발생 방향을 추정할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 음원 신호들이 음원 발생위치로부터 각 마이크로폰 센서들에 도달하는 시간차를 산출하여 음원 발생 방향을 추정함으로써 음원 발생 위치를 파악할 수 있다.

이러한, 음원 발생 방향을 추정하는 음원 탐지 방법은 (수학식 1)에 의해 산출될 수 있다.

(수학식 1)

여기서, r은 소스-리시버 거리(source-receiver distance) 거리이고, d는 마이크로폰들의 간격이고, c는 음원 속도(sound speed), temp는 온도(temperature, ℃)이고, t1, t2는 도달 시간(arrival time)이고, θ는 소스 방방(source direction)을 의미한다.

제어부(140)는 음원 발생 방향을 기초로 구동부(130)를 제어하여 출력부(120)를 회전시키며, 음원이 발생한 방향으로 회전된 출력부(120)를 이용하여 음향 패턴을 방출시킬 수 있도록 제어할 수 있다.

제어부(140)는 음원 스펙트럼을 다양한 소리로 구분하여 조류에 대해서만 동작할 수 있는 알고리즘을 구현하여 퇴치 음향을 방출하도록 제어할 수 있다.

여기서 음향 패턴은 리을('ㄹ')자 패턴, 펄스파(Pluse Wave) 패턴, 삼각파(Triangle Waver) 패턴, 지그재그(Zigzag Wave) 패턴 및 두 개의 음향이 상호 교차되어 삼각파(Triangle Waver)를 방출하는 패턴을 포함할 수 있다.

제어부(140)는 구동부(130)를 통해 기구적으로 음향 패턴을 조절할 수 있다.

저장부(150)는 음향 신호, 음원 발생 방향, 음원 스펙트럼 및 조류퇴치를 위한 음향 패턴 등이 저장될 수 있다.

결국, 본 발명은 음원을 탐지하고 음원이 발생한 위치에 초지향성 스피커를 통해 조류퇴치용 음향을 패턴에 따라 방출할 수 있다.

이에 의해, 본 발명의 조류퇴치장치(100)는 음향을 다양한 패턴으로 방출하여 유해조류의 패턴 인지가 저하되므로 장기적인 퇴치 효과를 볼 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음향 방출 패턴을 나타내는 모식도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조류퇴치장치의 높이 조절에 따른 패턴을 나타내는 모식도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 조류퇴치장치(100)는 출력부(120)를 통해 조류에 음원에 따라 다양한 음향 패턴을 방출시킬 수 있다. 이러한 음향 패턴은 (ㄱ)과 같이 리을('ㄹ')자 패턴, (ㄴ)과 같은 펄스파(Pluse Wave) 패턴, (ㄷ)과 같은 삼각파(Triangle Waver) 패턴, 지그재그(Zigzag Wave) 패턴 및 (ㄹ)과 같은 두 개의 음향이 상호 교차되어 삼각파(Triangle Waver)를 방출하는 패턴을 예를 들 수 있다.

또한, 조류퇴치장치(100)는 기둥(20)에 설치된 높이조절부(135)를 통해 출력부(120)의 높이를 조정하여 패턴을 조절할 수 있다.

조류퇴치장치(100)의 높이가 고정된 패턴에 비해 높이가 가변적인 경우 음향 패턴이 방출되는 거리를 상이하도록 조절할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 조류퇴치장치의 조류퇴치방법을 설명하기 위한 모식도이다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 조류퇴치장치(100)는 기둥(20)의 원둘레 중심을 기준으로 동서남북 사방의 일정각도마다 4개의 방향으로 설치된 마이크로폰 센서로 구현된 음원 탐지부(110)를 통해 농지의 음원을 탐지한다(1). 농지에 조류의 음원이 발생되면(2), 음원 탐지부(110)는 조류의 음원 신호를 수신한다.

이후, 제어부(140)는 음원 탐지부(110)를 통해 수신된 음원 신호를 필터링하여 음원 신호의 노이즈를 제거한다. 그리고, 제어부(140)는 노이즈가 제거된 음원 신호들이 음원 발생위치로부터 각 마이크로폰 센서들에 도달하는 시간차를 산출하여 음원 발생 방향을 추정하여 음원 발생 위치를 파악한다(3).

제어부(140)는 음원 발생 방향을 기초로 구동부(130)를 제어하여 출력부(120)를 회전시키며, 음원이 발생한 방향으로 회전된 출력부(120)를 이용하여 음향 패턴을 방출시킬 수 있도록 제어할 수 있다.

이에, 출력부(120)는 음원 발생 위치로 조류 퇴치용 음향 패턴을 방출한다(4).

상술한 방법은 농경지나 대상 지역에서 유해 조류가 나타나 소리 음원이 발생할 때마다 음원 발생 위치를 파악하여 음원이 탐지된 방향을 향해 조류 퇴치용 음향 패턴을 방출하도록 출력부가 회전됨으로써 소음 공해가 되지 않을 뿐만 아니라 조류의 패턴 인지가 저해되는 효과가 우수한 방법이다.

지금까지 본 발명에 대하여 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 중심으로 상세히 살펴보았다. 이러한 실시예들은 이 발명을 한정하려는 것이 아니라 예시적인 것에 불과하며, 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다. 비록 본 명세서에 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 발명의 각 단계는 반드시 기재된 순서대로 수행되어야 할 필요는 없고, 병렬적, 선택적 또는 개별적으로 수행될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 본질적인 기술사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 형태 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 균등물은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 구성요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

20: 기둥 30: 지지대
100: 조류퇴치장치 110: 음원 탐지부
120: 출력부 130: 고정부
140: 제어부 150: 저장부

Claims (10)

1. 조류의 음원 신호를 수신하는 음원 탐지부;
   상기 조류에 따라 다양한 음향 패턴을 방출하는 출력부;
   상기 출력부를 회전시키기 위한 구동부; 및,
   수신된 음원 신호를 필터링하고 노이즈를 제거하여, 노이즈가 제거된 상기 음원 신호가 음원 발생 위치로부터 상기 음원 탐지부에 도달하는 시간차를 산출하여 음원 발생 방향을 추정하고, 상기 음원 발생 방향을 기초로 상기 구동부를 제어하여 상기 출력부를 상기 음원 발생 방향으로 회전시켜 상기 음향 패턴을 방출하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 조류퇴치장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 다양한 음향 패턴은,
   리을('ㄹ')자 패턴, 펄스파(Pluse Wave) 패턴, 삼각파(Triangle Waver) 패턴, 지그재그(Zigzag Wave) 패턴 및 두 개의 음향이 상호 교차되어 삼각파(Triangle Waver)를 방출하는 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 조류퇴치장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 구동부는,
   상기 출력부의 상하 틸팅이 가능하도록 고정하는 고정부와 결합되어 상기 출력부의 좌우 회전이 가능하도록 모터 구동을 수행하는 것을 특징으로 하는 조류퇴치장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 출력부의 높이를 조정하는 높이조절부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조류퇴치장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 음원 탐지부는,
   특정 방향에서 들려오는 일정 각도 범위의 좁은 각도의 소리만 선택적으로 녹취되는 기다란 모양의 단일 지향성 마이크로폰을 포함하는 것을 특징으로 하는 조류퇴치장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 출력부는 직진성이 강한 초지향성 스피커를 포함하는 것을 특징으로 하는 조류퇴치장치.
7. 조류퇴치장치의 조류퇴치방법에 있어서,
   농경지에서 조류의 소리 음원이 발생되면, 조류의 음원 신호를 수신하는 단계;
   수신된 상기 음원 신호를 필터링하여 음원 신호의 노이즈를 제거하고, 노이즈가 제거된 상기 음원 신호의 발생위치로부터 음원 탐지부에 도달하는 시간차를 산출하여 음원 발생 방향을 추정하는 단계;
   상기 음원 발생 방향을 기초로 출력부를 회전시키는 단계; 및,
   상기 음원 발생 위치로 조류 퇴치용 음향 패턴을 방출하는 단계;를 포함하는 조류퇴치방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 음향 패턴은,
   리을('ㄹ')자 패턴, 펄스파(Pluse Wave) 패턴, 삼각파(Triangle Waver) 패턴, 지그재그(Zigzag Wave) 패턴 및 두 개의 음향이 상호 교차되어 삼각파(Triangle Waver)를 방출하는 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 조류퇴치방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 음원 탐지부는,
   특정 방향에서 들려오는 일정 각도 범위의 좁은 각도의 소리만 선택적으로 녹취되는 기다란 모양의 단일 지향성 마이크로폰을 포함하는 것을 특징으로 하는 조류퇴치방법.
10. 제7항에 있어서,
    상기 출력부는 직진성이 강한 초지향성 스피커를 포함하는 것을 특징으로 하는 조류퇴치방법.
    

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