一种基于多源组合声浪的驱鸟系统及方法与流程

本发明属于声学智能驱鸟，尤其涉及一种基于多源组合声浪的驱鸟系统及方法。

背景技术：

1、鸟类闯入机场跑道、高压变电站、粮田库区等区域会引发飞行安全事故、线路短路跳闸、农作物大面积损毁等严重损失，声波驱鸟是目前应用最广泛、无物理伤害、低成本的防控手段。现有声波驱鸟方案存在诸多缺陷：

2、鸟类易产生听觉适应性，驱鸟效果衰减快：现有设备多为单机独立发声，仅输出单一固定频率超声波、固定天敌叫声，播放节拍永久不变，实测数据显示传统定频声波驱鸟器连续使用3个月后，鸟类完全耐受，驱鸟有效率由初始80%降至20%以下，长期防控失效。例如相关现有专利cn117770228a公开的单点定向超声波驱鸟系统，仅依靠单一超声波声源、固定发声节奏，无法动态变换声刺激，难以长效驱鸟。

3、仅能无规则惊鸟，存在反向入侵高危区域隐患：传统单点定向/全向驱鸟设备仅通过声波惊吓鸟类，无统一声场引导逻辑,鸟类受惊后随机四散飞离，极易折返跑道、高压塔等敏感区域，加剧安全风险。例如相关现有专利cn109430238a 公开的一种基于效能评估的机场驱鸟设备部署方法，仅公开煤气炮、钛雷炮等爆炸类器械静态网格化布置方案，依靠瞬时爆炸噪音短暂惊鸟，无法构建连续可控定向声浪场，不存在引导鸟类单向远离的控制逻辑。

4、多设备独立运行，无协同调度，覆盖盲区大：市面上多机组网方案仅均匀分散布设驱鸟器，各设备发声时序、声压无配合，声波覆盖区域割裂，形成大量无刺激盲区，鸟类可长期停留于盲区，整体驱鸟效率低下，无全域连续声浪覆盖能力。

5、启停模式单一，能耗高且响应滞后：传统设备仅支持定时循环、人工手动启动，无法实时感知鸟情动态，无鸟类活动时段持续发声造成电能大量浪费，鸟类大规模聚集时无法即时启动驱鸟作业，错失最佳干预时机，同时缺少分层声强、多频段声音动态调配机制，无法适配不同鸟类、不同场地差异化驱鸟需求。

6、因此，亟需一套可定向引导鸟类、长效抑制听觉耐受、全域无盲区、按需低功耗运行的智能协同声浪驱鸟方案。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于多源组合声浪的驱鸟系统及方法，具备定向驱鸟、长效抗适应、全域无盲区、低功耗、多场景适配，有效提高驱鸟效率的优点，解决了现有技术中声波驱鸟方案存在无定向驱赶、鸟类快速适应、覆盖存在盲区、能耗高、适配性差的问题。

2、本发明是这样实现的，一种基于多源组合声浪的驱鸟系统，包括协同控制系统、沿预设安全驱赶方向分层排布的多台组合驱鸟器，多台所述组合驱鸟器分为近端驱鸟器、中端驱鸟器、远端驱鸟器三层防线，三层驱鸟器声波覆盖区域相互重叠形成连续梯度声浪场，单台所述组合驱鸟器集成超声波发声单元、次声波发声单元、可听声发声单元、全频段合成扫描单元，支持连续、脉冲、随机、扫描四类播放节拍自由切换，所述协同控制系统包括鸟类识别模块、声波调度模块、触发控制模块，所述鸟类识别模块集成麦克风、图像采集单元、微型雷达中的至少一种，用于实时采集防护区域鸟情数据并输出至声波调度模块，所述触发控制模块配置即时触发、延时过滤触发、活动预测触发三类鸟情启动逻辑，无鸟类检测信号时控制全部组合驱鸟器进入低功耗待机，所述声波调度模块内置分层时序协同控制逻辑，用于接收鸟情数据后下发分级延时发声指令。

3、作为本发明优选的，所述近端驱鸟器输出低声压声波，所述中端驱鸟器输出中等声压声波，所述远端驱鸟器输出高声压声波，所述近端驱鸟器、中端驱鸟器、远端驱鸟器沿垂直于敏感防护区域的直线布设，设备间距20-50m，整套系统配置3-10台组合驱鸟器，单层防线可设置1-3台驱鸟器同步发声。

4、通过该设置，三层驱鸟器形成由近及远逐步提升的声压梯度，相邻设备声波覆盖区相互搭接，消除防护盲区，可根据机场、变电站、农田等场地面积灵活增减设备数量，单层多机同步发声可强化局部声浪强度，适配大面积、狭长型、块状等不同防护场地。

5、作为本发明优选的，所述超声波发声单元频率区间10khz-20khz、次声波发声单元＜20khz、可听声发声单元2khz-10khz并存储天敌叫声、鸟类惊飞惨叫音效，单台所述组合驱鸟器1米处输出声压≥130db，发声功率100w-500w分级可调，定向发声角度±45°。

6、通过该设置，多频段声源可从听觉、前庭感知多维度刺激鸟类，分级功率与定向角度可调，近端采用低功率温和刺激避免鸟类应激冲向敏感区，远端大功率强刺激形成声浪屏障，兼顾驱赶安全性与防控效果。

7、作为本发明优选的，所述分级延时发声指令具体为：控制近端驱鸟器优先启动，间隔100-500ms延时启动中端驱鸟器，再间隔100-500ms延时启动远端驱鸟器，同步动态调配各层驱鸟器的声源类型、播放节拍、输出声压；所述声波调度模块采集驱鸟后鸟类轨迹数据完成效果评估，迭代切换声浪组合策略。

8、通过该设置，近端先发声、远端滞后启动的时序配合梯度声压形成持续向外推进的声浪推力，强制引导鸟类向安全区域单向移动，杜绝鸟群受惊折返高危区域，同时根据驱鸟效果动态更新声浪方案，持续改变听觉刺激，延缓鸟类产生适应性。

9、作为本发明优选的，所述声波调度模块对三层驱鸟器配置差异化声源组合：所述近端驱鸟器以可听声发声单元输出为主，所述中端驱鸟器叠加超声波发声单元和可听声发声单元复合输出，所述远端驱鸟器启用超声波发声单元、次声波发声单元、可听声发声单元和全频段合成扫描单元同步输出。

10、通过该设置，由敏感区向外逐级提升声刺激复杂度与强度，近端温和驱赶、中端强化威慑、远端高强度拦截，构建分层递进式声浪防线，适配鸟类由内向外的移动驱赶逻辑。

11、一种基于多源组合声浪的驱鸟方法，适用所述的基于多源组合声浪的驱鸟系统，包括以下步骤：

12、s1、鸟情检测：鸟类识别模块同步采集音频、图像、雷达数据，识别防护区域鸟类坐标、种群、数量，输出完整鸟情数据；

13、s2、触发判断：触发控制模块根据预设模式执行即时触发、延时过滤触发、活动预测触发任一种逻辑，未检测到鸟类时，系统维持低功耗待机，无声波；

14、s3、声浪策略生成：声波调度模块结合鸟类所处区域层级，匹配对应分层声源组合、节拍组合、梯度声压参数，生成驱鸟调度策略；

15、s4、协同调度：声波调度模块下发分级延时发声指令，近端驱鸟器优先启动，间隔100-500ms延时启动中端驱鸟器，再间隔100-500ms启动远端驱鸟器，三层设备同步持续发声构建由弱至强的推进式梯度声浪场；

16、s5、声浪驱动执行：各层驱鸟器按照分配的声源、节拍、声压输出声波，定向声浪形成推力引导鸟类向远端安全区域单向移动；

17、s6、效果评估：鸟类识别模块持续采集驱鸟后鸟类轨迹，判断其是否离开；

18、s7、动态切换声浪模式迭代优化：若检测到鸟类停留或折返，声波调度模块自动更换声源搭配、节拍组合、声压强度，循环执行s4-s6步骤，直至无鸟类信息，系统停止发声返回待机状态。

19、作为本发明优选的，所述近端驱鸟器采用可听声连续节拍，所述中端驱鸟器采用超声波和可听声脉冲节拍，所述远端驱鸟器采用全频段合成声随机和扫描复合节拍，系统每完成一轮驱鸟循环，随机切换一组全新节拍组合。

20、通过该设置，三层设备节拍差异化搭配形成无规律复合声环境，每轮驱鸟更换节拍组合持续改变声刺激特征，有效延长鸟类听觉适应周期，长效稳定驱鸟效率。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

22、真正实现驱鸟而非惊鸟：通过有方向的声浪驱赶体系，将鸟类明确驱向指定安全方向，确保鸟类远离敏感区域，而非随机飞散，安全性大幅提升；

23、有效降低鸟类适应性：通过多类声音组合、多种节拍组合和动态切换策略，声浪信号持续变化，鸟类难以适应，根据实验测算，本发明的适应周期由传统3 个月延长至6个月以上，驱鸟有效周期提升一倍；

24、协同驱鸟效率高：多台驱鸟器协同配合，形成连续无盲区的声浪防线，驱鸟效率比独立驱鸟器提高3-5倍；

25、按需运行节省能耗：触发式驱鸟机制，根据鸟类活动实时响应，无鸟类活动时待机运行，综合能耗降低60%以上；

26、适用范围广：可应用于机场跑道、变电站、果园、粮库等各种需要驱鸟的场所，通过调整驱鸟器数量和布局适应不同场景；

27、成本可控：利用大量组合驱鸟器协同实现高效驱鸟，无需高端精密设备，在不大幅增加成本的情况下提升驱鸟效果。