一种驱鸟装置及驱鸟方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种驱鸟装置，所述装置包括：数据处理器、音频播放模块，及声音采集模块和/或图像采集模块，所述声音采集模块，用于对待监测区域的环境声音进行采集；所述图像采集模块，用于对待监测区域的环境图像进行采集；所述数据处理器，用于根据所述环境声音和/或所述环境图像进行鸟类识别，并根据所述鸟类识别的结果选择相应的驱鸟模式后驱动所述音频播放模块播放音频以进行驱鸟。此外，本发明专利技术还公开了一种驱鸟方法。基于本发明专利技术的驱鸟装置或驱鸟方法可实现对监测区域的鸟类进行针对性驱离，同时有效降低了噪声污染，兼具节能环保的特点。

A Bird-repelling Device and Method

The invention discloses a bird repelling device, which comprises a data processor, an audio playback module, a sound acquisition module and/or an image acquisition module. The sound acquisition module is used to collect the environmental sound of the monitoring area, the image acquisition module is used to collect the environmental image of the monitoring area, and the data processor is used to collect the environmental image of the monitoring area. The environmental sound and/or the environmental image are used for bird identification, and the corresponding bird-repelling mode is selected according to the results of the bird identification, and the audio playback module is driven to play audio for bird-repelling. In addition, the invention also discloses a bird repelling method. The bird-repelling device or the bird-repelling method based on the present invention can realize targeted bird-repelling in the monitoring area, effectively reduce noise pollution, and has the characteristics of energy saving and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种驱鸟装置及驱鸟方法
本专利技术涉及输电电网防护领域，特别是涉及一种驱鸟装置及驱鸟方法。
技术介绍
鸟类在输电线塔上活动，通过三种方式产生鸟害跳闸故障，第一种，鸟粪落在绝缘子串上会引起闪络；第二种，鸟类在输电线塔上筑巢的落物引起短路；第三种，大型鸟类的身体直接短接空气间隙产生短路。输电线路发生鸟害故障，会对电力系统的安全运行造成严重的威胁。电力系统的鸟害事故严重影响着电网的安全运行及高压架空输电线路的正常运行，直接关系电网的安全可靠和电力企业的经济效益。近年来，随着生态环境的改善和人类保护鸟类意识的提高，鸟类的种群数量不断增加，使得输电线路鸟害跳闸故障已经成为电网的主要故障形式之一。音频驱鸟可以实现大范围的群鸟，但现有的音频驱鸟技术缺乏针对性，在使用初期都能收到良好的效果，达到有效地防鸟。长时间运行后，鸟类对实施环境产生适应性，进而导致驱鸟效果下降。在分析鸟类防御行为的基础上，研究合适的驱鸟模式，可以在保护鸟类的前提下，实现鸟类的有针对性的、长时间有效地驱离，对于降低发生鸟害故障的概率、提升电力系统运行的安全可靠性具有重要的应用价值。针对于驱鸟，在现有技术一：一种语音驱鸟方法，其包括以下步骤：(1)对待驱鸟的区域进行调查，并分别记录四个季节待驱鸟区域鸟类的种类和数量；(2)根据步骤(1)中记录的鸟类的种类和数量，分别录制每一种鸟类的一种以上天敌的叫声，且每一种天敌的叫声均分别按照声音分贝的大小录制若干等级；(3)在待驱鸟的区域针对每一种鸟类采用随机播放的形式，按照由小到大逐级播放该种鸟类的一个以上种类的天敌的叫声。缺点1：驱鸟声音播放，缺乏针对性；缺点2：长时间周期性播放驱鸟声音，能耗高，不适合于没有电力系统供电的设备；缺点3：声音全向播放，对非目标区域(需要驱除鸟类的区域为目标区域)产生噪声污染。现有技术二：一种输电线路智能语音驱鸟器申请号：201520817364.9。该方法包括以下步骤：本技术涉及一种输电线路智能语音驱鸟器，属电网防护驱鸟设备
它由单片机、太阳能板、红外传感器等构成；其特点是：单片机的高电平信号输入端与红外传感器的输出端连接、声控端连接音频放大电路、闪烁光控制端与发光二极管供电电路连接，发光二极管供电电路并联连接两个发光二极管带片；单片机的电源充电控制端通过充电保护电路与锂电池充电电路连接，锂电池充电电路的输入端与太阳能板连接。单片机烧入自主编程程序，实现随机无规律播放一种鸟类天敌声响国内首创，避免鸟类对单一音频的适应性，持效时间长，驱鸟效果好。解决了现有技术使用多年鸟类已适应使驱鸟效果差、因声响巨大扰民濒于淘汰，且均造价昂贵的问题。缺点1：驱鸟声音只是一种天敌声，缺乏针对性；缺点2：声音全向播放，对非目标区域(需要驱除鸟类的区域为目标区域)产生噪声污染。综上可知，在现有技术中都无法在保证有效降低产生噪声污染的同时，实现定向具有针对性的驱鸟。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种驱鸟装置及驱鸟方法，以解决现有技术中无法实现针对性驱鸟等问题。为达到上述目的，本专利技术的采用下述技术方案：本专利技术第一方面公开了一种驱鸟装置，所述装置包括：数据处理器、音频播放模块，及声音采集模块和/或图像采集模块，所述声音采集模块，用于对待监测区域的环境声音进行采集；所述图像采集模块，用于对待监测区域的环境图像进行采集；所述数据处理器，用于根据所述环境声音和/或所述环境图像进行鸟类识别，并根据所述鸟类识别的结果选择相应的驱鸟模式后驱动所述音频播放模块播放音频以进行驱鸟。优选地，所述装置还包括：红外检测模块，用于检测是否有运动物体进入待监测区域，若有，则向所述数据处理器发送触发信号，其中，所述触发信号，用于触发所述数据处理器控制所述声音采集模块和/或所述图像采集模块进行采集。优选地，所述音频播放模块采用定向播放模块，用于接收到数据处理器的播放指令后对指定方向播放音频。优选地，所述数据处理器，用于利用第一深度学习网络对所述环境声音进行鸟类识别；利用第二深度学习网络对所述环境图像进行鸟类识别。优选地，所述第一深度学习网络包括：对所述环境声音进行时域信息提取的时间卷积单元、对所述时域信息进行最大池化的最大池化单元、对经最大池化后的信息进行处理获得频域信息的频域卷积单元、对所述频域信息进行处理以获取不同音频之间的时序特征的两层长短期记忆模型LSTM以及通过所述时序特征对所述环境声音进行识别获得鸟类物种的深度神经网络DNN。优选地，所述数据处理器进一步包括：预处理单元，用于在将所述环境声音输入所述时间卷积单元前对所述环境声音进行分帧操作，其中，帧长为M且各帧声音不存在重叠。优选地，所述第二深度学习网络采用Resnet18模型对所述环境图像进行鸟类物种的识别。优选地，所述驱鸟模式包括：不同驱鸟声音、不同驱鸟声强、不同播放周期及不同播放间隔的组合。优选地，所述定向播放模块包括：双边带超声波调制、D类超声功率放大器和环形换能器阵列。优选地，所述装置进一步包括电源模块，所述电源模块包括太阳能电池板、蓄电池和电压转换模块。本专利技术第二方面公开了一种驱鸟方法所述方法包括：S1、通过红外检测模块检测待监测区域是否有运动物体进入，若有，则向数据处理器发送触发信号；S2、所述数据处理器接收到触发信号后，控制声音采集模块和/或图像采集模块对待监测区域进行采集；S3、当所述声音采集模块采集环境声音和/或所述图像采集模块采集环境图像并发送给所述数据处理器后，所述数据处理器对采集到的数据进行鸟类识别，并根据所述鸟类识别的结果选择相应的驱鸟模式后驱动音频播放模块播放音频以进行驱鸟。本专利技术的有益效果如下：本专利技术所述技术方案：一、基于深度学习的鸟类物种识别：嵌入式的轻量级神经网络识别鸟类，提升鸟类物种识别的准确率和效率；二、利用红外探测和声音检测综合检测鸟类是否靠近输电线塔，再触发驱鸟声音播放，节约能耗；三、基于防御行为分析的驱鸟模式：引起防御行为的驱鸟声音具有遗传特性，保障驱鸟设备的长时间有效；四、基于声频定向的驱鸟声音播放：高强度的驱鸟声音只产生于目标区域，降低非目标区域的噪声污染。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出本实施例中输电线塔智能音频驱鸟装置的示意图；图2示出本实施例中第一深度学习网络的结构示意图；图3示出本实施例中第一深度学习网络中的时间卷积和频域卷积过程的示意图；图4示出本实施例中输电线塔智能音频驱鸟装置的定向播放模块的示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。本专利技术公开了一种驱鸟装置，所述装置包括：数据处理器、音频播放模块，及声音采集模块和/或图像采集模块，所述声音采集模块，用于对待监测区域的环境声音进行采集；所述图像采集模块，用于对待监测区域的环境图像进行采集；所述数据处理器，用于根据所述环境声音和/或所述环境图像进行鸟类识别，并根据所述鸟类识别的结果选择相应的驱鸟模式后驱动所述音频播放模块播放音频以进行驱鸟。该装置由数据处理器控制声音采集模块和/或图像采集模块的数据进行数据采集，对采集得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱鸟装置，其特征在于，所述装置包括：数据处理器、音频播放模块，及声音采集模块和/或图像采集模块，所述声音采集模块，用于对待监测区域的环境声音进行采集；所述图像采集模块，用于对待监测区域的环境图像进行采集；所述数据处理器，用于根据所述环境声音和/或所述环境图像进行鸟类识别，并根据所述鸟类识别的结果选择相应的驱鸟模式后驱动所述音频播放模块播放音频以进行驱鸟。

【技术特征摘要】
1.一种驱鸟装置，其特征在于，所述装置包括：数据处理器、音频播放模块，及声音采集模块和/或图像采集模块，所述声音采集模块，用于对待监测区域的环境声音进行采集；所述图像采集模块，用于对待监测区域的环境图像进行采集；所述数据处理器，用于根据所述环境声音和/或所述环境图像进行鸟类识别，并根据所述鸟类识别的结果选择相应的驱鸟模式后驱动所述音频播放模块播放音频以进行驱鸟。2.根据权利要求1所述的驱鸟装置，其特征在于，所述装置还包括：红外检测模块，用于检测是否有运动物体进入待监测区域，若有，则向所述数据处理器发送触发信号，其中，所述触发信号，用于触发所述数据处理器控制所述声音采集模块和/或所述图像采集模块进行采集。3.根据权利要求1所述的驱鸟装置，其特征在于，所述音频播放模块采用定向播放模块，用于接收到数据处理器的播放指令后对指定方向播放音频。4.根据权利要求1所述的驱鸟装置，其特征在于，所述数据处理器，用于利用第一深度学习网络对所述环境声音进行鸟类识别；利用第二深度学习网络对所述环境图像进行鸟类识别。5.根据权利要求4所述的驱鸟装置，其特征在于，所述第一深度学习网络包括：对所述环境声音进行时域信息提取的时间卷积单元、对所述时域信息进行最大池化的最大池化单元、对经最大池化后的信息进行处理获得频域信息的频域卷积单元、对所述频域信息进行处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢将剑，邢照亮，李星光，张军国，张卓，李飞，尹立，杨威，李司扬，王依帆，李睿霄，郭润婷，
申请(专利权)人：北京林业大学，全球能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11