本发明涉及一种空中飞禽的动态探测与声波驱赶方法，属于探测的技术领域，包括以下步骤：在无人机上搭载雷达、相机、通讯模块和超声波驱鸟器；雷达持续监测以无人机为球心的辐射区域有无目标，一旦监测有目标，相机连续采集多张图片，通过通讯模块将图片传送到后台；后台将连续多张图片叠加，计算目标的运动趋势是否为自然落体的状态，如果是，无需处理，若否，启动目标跟踪模式，无人机跟踪目标，且持续靠近采集图片，持续返回后台，采集图片的时间间隔为3—30秒；判断目标是否为鸟类，若是，则启动超声波驱鸟器，将鸟类朝向机场管控空间外驱赶，若否，无需处理，继续探测。本发明空中航巡，探测灵活，发现目标更加及时准确。
1.一种空中飞禽的动态探测与声波驱赶方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：搭载无人机：在无人机上搭载雷达、相机、通讯模块和超声波驱鸟器，雷达与相机连接，控制相机是否开启，相机与通讯模块连接，将相机采集的照片传送到后台，超声波驱鸟器由后台控制是否开启；
步骤2：目标探测：雷达持续监测以无人机为球心的辐射区域有无目标，一旦监测有目标启动相机；
步骤3：抓取图片：相机一旦启动，连续采集N张图片，N为大于等于3的正整数，连续采集图片的时间间隔为5—25秒，通过通讯模块将图片传送到后台；
步骤4：图片分析：将连续多张图片叠加，判断目标的运动趋势是否为自然落体的状态，如果是，则返回步骤2，无需处理，若否，则进入步骤5；
步骤5：目标跟踪：启动目标跟踪模式，无人机跟踪目标，且持续靠近采集图片，持续返回后台，采集图片的时间间隔为3—30秒；
步骤6：目标判断：根据步骤5持续返回的图片，判断目标是否为鸟类，若是，则启动超声波驱鸟器，将鸟类朝向机场管控空间外驱赶，若否，则返回步骤2。
2.根据权利要求1所述的空中飞禽的动态探测与声波驱赶方法，其特征在于：所述步骤
4中图片分析的具体过程为：多张图片去除背景，将图片直接叠加，按照采集时间先后顺序编号，依次得到时间相邻的两个图片上目标之间的距离，计算出目标下降的加速度，加速度在9.1 10.5之间，则判断为自然落体，判断为空中坠物，不是鸟类。
3.根据权利要求1所述的空中飞禽的动态探测与声波驱赶方法，其特征在于：所述步骤
3中相机连续采集图片时，无人机保持静止，或者无人机的竖向速度为匀速升/降或均加速升/降，并测得相机与目标之间水平角度和距离；
若无人机竖向速度为匀速升/降或均加速升/降，计算出目标下降的加速度增加修正量后为真实加速度，修正量由无人机的竖向的匀速或均加速换算得到。
4.根据权利要求1所述的空中飞禽的动态探测与声波驱赶方法，其特征在于：设步骤3抓取了3张连续的照片，无人机保持静置，抓取的时间间隔为 t，三次抓取图片时，无人机与目标之间的距离为依次为S机‑标1、S机‑标2、S机‑标3，目标与无人机所在水平线之间夹角为 ，
步骤3.1：依次计算无人机水平高度与目标之间的高度差：， 表示第一次抓取目标图片时，目标与无人机所在水平线之间的高度差；
， 表示第二次抓取目标图片时，目标与无人机所在水平线之间的高度差；
， 表示第三次抓取目标图片时，目标与无人机所在水平线之间的高度差；
步骤3.2：计算相邻目标之间的高度差：步骤3.3：计算目标加速度：步骤3.4：判断：步骤3.3计算所得值取绝对值，在9.1 10.5之间，则判断为自然落体，判~
5.根据权利要求4所述的空中飞禽的动态探测与声波驱赶方法，其特征在于：若无人机以 匀速升/降，那么步骤3.3为：。
6.根据权利要求4所述的空中飞禽的动态探测与声波驱赶方法，其特征在于：若无人机以 加速度升/降，那么步骤3.4中的真实加速度为：步骤3.3中的加速度的绝对值加上。
一种空中飞禽的动态探测与声波驱赶方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种空中飞禽的动态探测与声波驱赶方法，属于探测的技术领域。
背景技术
[0002] 飞机与飞禽相撞，是世界性难题，对民航飞机和军用飞机的飞行安全都构成威胁。飞机怕鸟，是因为飞机的相对速度大，与物体相撞后的力量就大，超过飞机某一部件的承受
力，就有可能损坏飞机的机体或零部件，严重的就直接威胁飞行安全。
[0003] 所以，机场周围需要随时监测空中的飞禽，防止飞机起飞或者降落过程中，飞禽撞击飞机，尽管如此，全世界每年约发生2万次鸟撞飞机事故，每年给航空业造成约9.5亿美元
的损失。
[0004] 目前机场附近的中低空的飞禽主要以雷达监测为主，雷达监测有个明显的致命弊端，就是飞机经过时，对雷达干扰较大，因为飞机配制的定位系统和通讯系统，以及强大的
周围监测系统，会屏蔽雷达，导致雷达短暂失效，然而，失效期间，正好飞机经过，等于对飞
禽零管控状态，导致飞禽撞击飞机无法有效控制。
发明内容
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种空中飞禽的动态探测与声波驱赶方法，其具体技术方案如下：
[0006] 一种空中飞禽的动态探测与声波驱赶方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤1：搭载无人机：在无人机上搭载雷达、相机、通讯模块和超声波驱鸟器，雷达与相机连接，控制相机是否开启，相机与通讯模块连接，将相机采集的照片传送到后台，超
声波驱鸟器由后台控制是否开启；
[0008] 步骤2：目标探测：雷达持续监测以无人机为球心的辐射区域有无目标，一旦监测有目标启动相机；
[0009] 步骤3：抓取图片：相机一旦启动，连续采集N张图片，N为大于等于3的正整数，连续采集图片的时间间隔为5—25秒，通过通讯模块将图片传送到后台；
[0010] 步骤4：图片分析：将连续多张图片叠加，判断目标的运动趋势是否为自然落体的状态，如果是，则返回步骤2，无需处理，若否，则进入步骤5；
[0011] 步骤5：目标跟踪：启动目标跟踪模式，无人机跟踪目标，且持续靠近采集图片，持续返回后台，采集图片的时间间隔为3—30秒；
[0012] 步骤6：目标判断：根据步骤5持续返回的图片，判断目标是否为鸟类，若是，则启动超声波驱鸟器，将鸟类朝向机场管控空间外驱赶，若否，则返回步骤2。
[0013] 所述步骤4中图片分析的具体过程为：多张图片去除背景，将图片直接叠加，按照采集时间先后顺序编号，依次得到时间相邻的两个图片上目标之间的距离，计算出目标下
降的加速度，加速度在9.1 10.5之间，则判断为自然落体，判断为空中坠物，不是鸟类。
~
[0014] 所述步骤3中相机连续采集图片时，无人机保持静止，或者无人机的竖向速度为匀速升/降或均加速升/降，并测得相机与目标之间水平角度和距离；
[0015] 若无人机竖向速度为匀速升/降或均加速升/降，计算出目标下降的加速度增加修正量后为真实加速度，修正量由无人机的竖向的匀速或均加速换算得到。
[0016] 设步骤3抓取了3张连续的照片，无人机保持静置，抓取的时间间隔为 t，三次抓取图片时，无人机与目标之间的距离为依次为S机‑标1、S机‑标2、S机‑标3，目标与无人机所
在水平线之间夹角为𝛂 机‑标1、𝛂 机‑标2、𝛂 机‑标3，
[0017] 步骤3.1：依次计算无人机水平高度与目标之间的高度差：
[0018] ， 表示第一次抓取目标图片时，目标与无人机所在水平线之间的高度差；
[0019] ， 表示第二次抓取目标图片时，目标与无人机所在水平线之间的高度差；
[0020] ， 表示第三次抓取目标图片时，目标与无人机所在水平线之间的高度差；
[0021] 步骤3.2：计算相邻目标之间的高度差：
[0022]
[0023] 步骤3.3：计算目标加速度：
[0024]
[0025] 步骤3.4：判断：步骤3.3计算所得值取绝对值，在9.1 10.5之间，则判断为自然落~
体，判断为空中坠物，不是鸟类。
[0026] 若无人机以 匀速升/降，那么步骤3.3为：
[0027] 。
[0028] 若无人机以 加速度升/降，那么步骤3.4中的真实加速度为：步骤3.3中的加速度的绝对值加上 。
[0029] 本发明的有益效果是：
[0030] 本发明通过拍取照片，对照片上的目标分析，得出目标的下降加速度，进而判断目标是否为空中坠物，如果是空中坠物，便无需处理，如果目标没有下降加速度的规律，判断
为鸟类，通过超声波驱赶，将鸟类驱赶到航域外。
[0031] 本发明通过无人机在航域巡视，增加探测区域内各个角落探测的准确性，避免远距离探测灵敏度不够，或者存在探测死角。
具体实施方式
[0032] 现在结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0033] 本发明的空中飞禽的动态探测与声波驱赶方法，包括以下步骤：
[0034] 步骤1：搭载无人机：在无人机上搭载雷达、相机、通讯模块和超声波驱鸟器，雷达与相机连接，控制相机是否开启，相机与通讯模块连接，将相机采集的照片传送到后台，超
声波驱鸟器由后台控制是否开启；雷达可以实现以无人机为球心、以雷达探测的行程为半
径的整个虚构的球形空间，相机可设置两个，一个位于无人机上方，一个位于无人机下方，
两个相机均设置有云台，相机能够在各自的云台上旋转，旋转辐射到无人机所在位置的水
平面的上方或下方，两个相机配合，也辐射到雷达的辐射区域，实现不管雷达检测到哪个位
置上有目标，相机都可以转动朝向目标，进行取照片。
[0035] 步骤2：目标探测：雷达持续监测以无人机为球心的辐射区域有无目标，一旦监测有目标，启动相机，相机旋转朝向目标，对焦；
[0036] 步骤3：抓取图片：连续采集N张图片，N为大于4的正整数，连续采集图片的时间间隔为5—25秒，通过通讯模块将图片传送到后台；后台为控制室的电脑；
[0037] 步骤4：图片分析：将连续多张图片叠加，判断目标的运动趋势是否为自然落体的状态，如果是，则返回步骤2，无需处理，若否，则进入步骤5；
[0038] 步骤5：目标跟踪：启动目标跟踪模式，无人机跟踪目标，且持续靠近采集图片，持续返回后台，采集图片的时间间隔为3—30秒；
[0039] 步骤6：目标判断：根据步骤5持续返回的图片，判断目标是否为鸟类，若是，则启动超声波驱鸟器，将鸟类朝向机场管控空间外驱赶，若否，则返回步骤2。
[0040] 所述步骤4中图片分析的具体过程为：多张图片去除背景，将图片直接叠加，按照采集时间先后顺序编号，依次得到时间相邻的两个图片上目标之间的距离，计算出目标下
降的加速度，加速度在9.1 10.5之间，则判断为自然落体，判断为空中坠物，不是鸟类。
~
[0041] 步骤3中相机连续采集图片时，无人机保持静止，或者无人机的竖向速度为匀速升/降或均加速升/降，并测得相机与目标之间水平角度和距离；
[0042] 若无人机竖向速度为匀速升/降或均加速升/降，计算出目标下降的加速度增加修正量后为真实加速度，修正量由无人机的竖向的匀速或均加速换算得到。
[0043] 设步骤3抓取了3张连续的照片，无人机保持静置，抓取的时间间隔为 t，三次抓取图片时，无人机与目标之间的距离为依次为S机‑标1、S机‑标2、S机‑标3，目标与无人机所在
水平线之间夹角为 ，
[0044] 步骤3.1：依次计算无人机水平高度与目标之间的高度差：
[0045] ， 表示第一次抓取目标图片时，目标与无人机所在水平线之间的高度差；
[0046] ， 表示第二次抓取目标图片时，目标与无人机所在水平线之间的高度差；
[0047] ， 表示第三次抓取目标图片时，目标与无人机所在水平线之间的高度差；
[0048] 步骤3.2：计算相邻目标之间的高度差：
[0049]
[0050] 步骤3.3：计算目标加速度：
[0051]
[0052] 步骤3.4：判断：步骤3.3计算所得值取绝对值，在9.1 10.5之间，则判断为自然落~
体，判断为空中坠物，不是鸟类。
[0053] 若无人机以 匀速升/降，那么步骤3.3为：
[0054] 。
[0055] 若无人机以 加速度升/降，那么步骤3.4中的真实加速度为：步骤3.3中的加速度的绝对值加上 。
[0056] 本发明中的相机具有自动对焦，并判断出距离目标物的直线距离，以及给出相机摄像头的倾斜角度，该相机工业市场上已有，比如OpenCV相机，可以直接采购，现给出一个
型号，Intel‑Realsens‑D435i深度相机。
[0057] 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术
性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
