一种智能光电鸟情探测系统

技术领域

本发明涉及一种探测系统，特别是一种智能光电鸟情探测系统。

背景技术

“鸟害”一直是飞行安全的一大隐患，鸟击事件不仅会造成飞行器的损害，严重时还会造成机毁人亡的危险。机场驱鸟目前采用煤气炮、录音驱鸟、视觉威慑、豢养猛禽的恐吓战术为主，以投放捕鸟器、架设粘鸟网的鸟类捕捉方式和清理鸟窝、破坏昆虫及地下生物生存微生态环境，迫使鸟类迁移栖息地的方式为辅，但对鸟害的监控方式仍采取传统的人工鸟情监测方式，监控范围有限，监控时间难以保证，飞机飞行仍有很大隐患。需要一种监测范围广，且可对机场环境进行昼夜监测的探测系统。

发明内容

本发明目的在于提供一种智能光电鸟情探测系统，解决机场传统的人工鸟情监测方式监控范围有限，监控时间难以保证的问题。

一种智能光电鸟情探测系统，包括：红外热像仪、可见光相机、激光补光器、伺服控制单元、智能识别模块、载荷舱，U形框架和基座；其中，红外热像仪、可见光相机、激光补光器固定在载荷舱内，载荷舱支撑在U型框架上，U型框架支撑在基座上，伺服控制单元及智能识别模块安装在U型框架内；载荷舱、U形框架和基座组成转台；

智能光电鸟情探测系统工作时，伺服控制单元控制转台改变探测方向；可见光相机生成可见光图像，夜晚时，激光补光器进行补光；红外热像仪生成红外图像；智能识别模块根据可见光图像识别鸟类目标种类，根据红外热像仪焦距反馈值判断红外当前视场角,根据红外图像判断目标在红外图像中的位置，根据红外当前视场角及目标在红外图像中的位置控制伺服控制单元，进而控制转台转动，使目标保持在红外当前视场中心；伺服控制单元反馈当前方位俯仰角度，报告目标当前相对探测系统位置。

在一个实施例中，所述红外热像仪、可见光相机、激光补光器通过螺钉固定在载荷舱，所述载荷舱连接左右轴通过轴承支撑在U型框架上，所述U型框架下方通过轴承支撑在基座上。

在一个实施例中，所述伺服控制单元及智能识别模块分别安装在U型框架的两侧臂空腔内。

在一个实施例中，所述载荷舱包括有后盖，后盖上安装有导电密封条，所述导电密封条用于实现密封和电磁屏蔽。

在一个实施例中，所述后盖上包括配重安装孔，用于安装配重块，使得所述载荷舱的重心平衡。

在一个实施例中，所述载荷舱包括有窗口，所述窗口用于实现可见光相机的可见光和激光补光器的激光照射。

在一个实施例中，在所述U型框架和载荷舱上包括有减震限位块、碰块以及可拆卸机械零位锁定；

所述减震限位块和碰块用于：对所述U型框架和载荷舱进行硬限位保护；

所述可拆卸机械零位锁定用于：确定伺服零位，固定所述U型框架和载荷舱。

在一个实施例中，在基座和U型框架上包括有抱闸制动器，所述抱闸制动器用于使转台断电制动。

在一个实施例中，还包括，把手，安装于基座上，用于方便转台搬运。

在一个实施例中，所述基座和所述U型框架的水平转动角度为360°×n，n为大于等于1的自然数；所述载荷舱的俯仰转动角度覆盖-5°至+85°。

本发明通过伺服控制单元和智能识别模块控制转台，可以改变探测方向，这样可以增加监控范围，通过红外热像仪和可见光相机成像，红外热像仪不受昼夜环境影响，通过激光补光器补光可以使得可见光相机在夜晚时成像，保证监控时间，这样解决了机场传统的人工鸟情监测方式监控范围有限，监控时间难以保证的问题。

附图说明

图1为本发明实施例中的一种智能光电鸟情探测系统的三维模型图；

图2为本发明实施例中的一种智能光电鸟情探测系统的结构左侧视图；

图3为本发明实施例中的一种智能光电鸟情探测系统的结构右侧视图。

附图标号：

1.红外热像仪2.可见光相机3.激光补光器4.伺服控制单元5.智能识别模块6.载荷舱7.U形框架8.基座9.把手

具体实施方式

在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例，但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被理解为限于本文阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本发明透彻且完整，并将使本领域技术人员充分理解本发明的范围。

在不冲突的情况下，本发明实施例及实施例中的各特征可相互组合。

如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列举条目的任何和所有组合。

在本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本发明。本发明所使用的，单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。还将理解的是，当本说明书中使用术语“包括”和/或“由......制成”时，制定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。

除非另外限定，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被理解为具有与其在相关技术以及本发明的背景下的含义一致的含义，且将不理解为具有理想化或过度形式上的含义，除非本文明确如此限定。

基于现有技术中传统的人工鸟情监测方式，监控范围有限，监控时间难以保证，飞机飞行仍有很大隐患，本发明提出一种智能光电鸟情探测系统，图1为本发明实施例中的一种智能光电鸟情探测系统的结构示意图。如图1所示，该智能光电鸟情探测系统包括：红外热像仪1、可见光相机2、激光补光器3、伺服控制单元4、智能识别模块5、载荷舱6、U形框架7和基座8；其中，红外热像仪1、可见光相机2、激光补光器3固定在载荷舱6，载荷舱6支撑在U型框架上，U型框架支撑在基座上。伺服控制单元4及智能识别模块5安装在U型框架内；载荷舱、U形框架和基座组成转台；

智能光电鸟情探测系统工作时，伺服控制单元4控制转台改变探测方向；可见光相机2生成可见光图像，夜晚时，激光补光器3进行补光；红外热像仪1生成红外图像；智能识别模块5根据可见光图像识别鸟类目标种类，根据红外热像仪焦距反馈值判断红外当前视场角,根据红外图像判断目标在红外图像中的位置，根据红外当前视场角及目标在红外图像中的位置控制伺服控制单元，进而控制转台转动，使目标保持在红外当前视场中心；伺服控制单元实时反馈当前方位俯仰角度，报告目标当前相对探测系统位置。

智能光电鸟情探测系统白天工作时，无需打开激光补光器3即可正常工作。智能光电鸟情探测系统夜晚工作时，可打开激光补光器3，并将可见光相机2切换至黑白模式，保证智能光电鸟情探测系统夜间可用。红外热像仪1不受昼夜环境影响，无需补光即可全天可用。

具体的，根据红外的特性，其更容易发现目标和跟踪目标，但是其图像本质上为红外探测器接收目标红外辐射而形成的图像，在红外热像仪中无法判定鸟的种类，仅能看到一个白色的点(远处鸟)或一个大概轮廓(近处鸟)，所以在细节分辨上远不如可见光，因此需要可见参与辅助确定鸟类目标的种类，方便驱鸟人员对出现鸟类进行统计，以选择合适的驱鸟方式。以机场目前常用的强声驱鸟为例，需要不同的猛禽叫声或不同的鸟类惨叫声来驱赶不同种类的飞鸟。即红外发现及跟踪目标，可见确认目标及种类。

黑白模式比彩色模式信息少，黑白模式放弃了色彩信息而获得更多的有效像素，获得更高的清晰度。因此，在黑白模式状态下可见光相机清晰成像所需的最低照度更低，即可清晰成像所需的最小进光量降低，所以将可见光相机2切换至黑白模式，保证智能光电鸟情探测系统夜间可用。

具体的，智能光电鸟情探测系统的工作状态分为开环手动控制状态和闭环自动跟踪状态，其中，开环手动控制状态下人工控制伺服，闭环自动跟踪状态下由智能识别模块5控制伺服。当在闭环跟踪状态时，伺服转台会一直跟踪目标使其锁定在红外视场中心。锁定在红外视场中心是为了更好的观测及跟踪目标。

智能识别模块会计算目标偏移视场中心像素数，再根据该像素数以及红外当前的视场信息计算伺服跟踪该目标的角速度，并控制伺服以该角速度向指定方向运动，实现闭环自动跟踪功能。

伺服控制单元会实时反馈当前方位俯仰角度给上位机(任意一台电脑即可),因为此时设备在实时跟踪目标，因此伺服的角度回值即目标相对设备的方位俯仰角度(以设备为原点)。然后上位机报告给驱鸟班(机场驱鸟模块，为机场驱鸟人员)，指引其对目标进行驱赶。

在本发明实施例中，红外热像仪1、可见光相机2、激光补光器3通过螺钉固定在载荷舱6，载荷舱6连接左右轴通过轴承支撑在U型框架上，成为水平俯仰轴系。U型框架下方和外框(即基座8)主轴连接，通过轴承支撑在基座上，成为垂直方位轴系。

在本发明实施例中，如图1、图2和图3所示，伺服控制单元4及智能识别模块5分别安装在U型框架两侧臂空腔内，外部接插件安装在转台基座侧面。其中，外部接插件包含一个供电接插件和一个网线接插件，供电接插件用于外部给产品供电，网线用于通信及控制。

在本发明实施例中，如图1所示，该智能光电鸟情探测系统还可以包括：把手9。可以在基座适当位置设计有提手，方便转台搬运。可以是每90°一个把手，总共4个把手。

在本发明实施例中，载荷安装在载荷舱6内。载荷舱6可以包括一个后盖，在后盖上可以设计有导电密封条，且后盖上还可以设计有配重安装孔。在载荷舱6的前面可以设计有窗口。

具体的，导电密封条作用:1、密封(水密)；2、电磁屏蔽。

配重安装孔：安装配重块。因为红外热像仪、可见光相机等的重心都比较靠前，自然状态下设备俯仰处于低头(即俯仰为负，低于0°)状态，伺服电机抬头需要更大的力，且不容易控制，所以需要配重块来使载荷舱重心在轴上，方便伺服电机控制。

窗口作用(只有可见光和激光照射有窗口，红外没有窗口)：保护和密封作用。红外镜头前端有固定螺纹，可固定至壳体(载荷舱6)上，而可见光与激光照射的固定孔在下方，无法直接固定在壳体(正面)上，所以需要窗口保证其正常工作(可见光能透光窗口至可见光相机，激光照射器的激光能正常透过窗口至被照射物体)，且使舱内(载荷舱6)保持密封(水密)。

在本发明实施例中，在U型框架和载荷舱6的适当位置(比如侧方)，可以设计有减震限位块和碰块以及可拆卸机械零位锁定。

具体的，减震限位块和碰块为硬限位，是在软限位失效或失灵时的保护措施。机械零位锁定用于确定伺服零位，此时伺服角度回值应在0度附近。且机械零位锁定可用来转台固定。在长途运输过程中避免转台随意转动。

在本发明实施例中，如图1中的虚线所示，所述基座和所述U型框架的水平转动角度为360°×n，n为大于等于1的自然数，即可以在同方向连续转动；所述载荷舱的俯仰转动角度覆盖-5°至+85°，当俯仰的机械零位锁锁定时，俯仰为0°，抬头(俯仰向上)为正，低头(俯仰向下)为负。

在本发明实施例中，在基座轴系和U型框架俯仰轴系的适当位置(比如侧方)，可以设计有抱闸制动器，可在远程控制转台任意位置锁定，并实现断电制动，使转台在断电后不会随意转动，避免损坏。

在本发明实施例中，为了减轻重量，载荷舱6、U型框架、基座等主要零件均选用铸铝材料，设计时考虑经常拆卸的螺纹孔处加钢丝螺套设计。

综上，本发明解决了机场传统的人工鸟情监测方式监控范围有限，监控时间难以保证的问题。

本文已经公开了示例实施例，并且虽然采用了具体术语，但它们仅用于并仅应当被解释为一般说明性含义，并且不用于限制的目的。在一些实施例中，对本领域技术人员显而易见的是，除非另外明确指出，否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特征和/或元素，或可与其他实施例相结合描述的特征、特征和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离由所附的权利要求阐述的本发明的范围的情况下，可进行各种形式和细节上的改变。