日夜用智能化視頻激光驅(qū)鳥裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光應(yīng)用及攝像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可日夜使用的智能化視頻激光驅(qū)鳥裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]飛機在機場起飛或降落機場時，鳥類極容易被吸入飛機發(fā)動機，打壞發(fā)動機的葉片，從而嚴重影響航空安全。鳥害因此是影響飛行安全的最主要的隱患之一。為了保護飛機航空安全，機場采取了各種各樣的驅(qū)鳥措施。如:驅(qū)鳥稻草人、充氣人、炮竹彈、爆音驅(qū)鳥、煤氣炮、驅(qū)鳥劑、驅(qū)鳥槍、驅(qū)鳥獵鷹、驅(qū)鳥車等各種各樣的手段，這些手段起到了一定的效果，但均不盡如人意。尤其是在夜間驅(qū)鳥效果差。對于鳥類而言，視覺最為敏感。激光驅(qū)鳥器利用這一特性，工作時發(fā)出一束波長為532nm的“棒狀”綠色激光，模擬生物產(chǎn)生視覺反射的條件，綠色激光棒掃射過來時，鳥類猶如看到一根綠色大棒，以此達到驅(qū)鳥效果。尤其當激光掃描到鳥的眼睛時，會引起鳥的眩暈、驚恐，可使其對該區(qū)域產(chǎn)生恐懼感而盡量遠離。
[0003]國家電網(wǎng)江西贛東北供電公司申請的實用新型【智能激光驅(qū)鳥裝置】，申請?zhí)?201320329144.2。該實用新型提供一種智能激光驅(qū)鳥裝置，包括激光發(fā)射單元，自適應(yīng)光控單元，二維掃描單元，綜合控制單元，溫控單元，顯控單元和供電單元，可實現(xiàn)在固定范圍內(nèi)循環(huán)掃描，預(yù)防和避免鳥害。該實用新型通過轉(zhuǎn)臺進行二維掃描，但只能在設(shè)定區(qū)域內(nèi)進行盲掃，無法實時發(fā)現(xiàn)并驅(qū)趕鳥類。
[0004]西南科技大學申請的發(fā)明專利【一種自動瞄準的多點激光驅(qū)鳥裝置及控制方法】，申請?zhí)?201210336721.0，該發(fā)明公開了一種自動瞄準的多點激光瞄準裝置，包括轉(zhuǎn)臺、攝像頭和多個激光發(fā)射單元；并公開了其控制方法，能夠在短時間內(nèi)驅(qū)趕攝像頭范圍內(nèi)的多個目標。該發(fā)明為了達到驅(qū)趕多個鳥類目標的目的，采用了多個激光發(fā)射單元，增加了成本和設(shè)備體積，而且該裝置不適合夜間工作，也不適合有強光照射燈的驅(qū)鳥工作場所，照射燈的干擾會引起視頻亮度飽和，無法發(fā)現(xiàn)視頻覆蓋范圍的鳥類。
[0005]現(xiàn)有的專利中，申請?zhí)枮?01310015599.1，公開了:一種用于變電站的智能激光驅(qū)鳥系統(tǒng)，使用的視頻檢測裝置是工業(yè)級高清攝像機，按照現(xiàn)現(xiàn)在的定義為可見光CCD或CMOS攝像機，只能感應(yīng)可見光和部分近紅外光，無法在沒有光照明的夜間及霧雪天氣下使用。使用云臺進行二維掃描。云臺掃描時，攝像機和激光同時在云臺轉(zhuǎn)動方向的固定區(qū)域內(nèi)進行掃描，激光光束相對于云臺及攝像機視場是靜止不變的。
[0006]可見，現(xiàn)有技術(shù)存在諸多的技術(shù)問題，亟需一種日夜用智能化視頻激光驅(qū)鳥裝置及其使用方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開了日夜用智能化視頻激光驅(qū)鳥裝置及其使用方法，用紅外熱成像儀即紅外熱成像攝像機進行目標捕捉，不受可見光及霧雪等天候影響，視頻發(fā)現(xiàn)鳥類目標后進行捕捉跟蹤，開啟固體激光器及掃描振鏡單元進行驅(qū)鳥。激光采用振鏡二維掃描，覆蓋整個視頻區(qū)域范圍，像一張光網(wǎng)，鳥類進入視頻范圍，就會撞入激光網(wǎng)。實驗證實，一定功率532nm波長的激光掃描到鳥類眼睛后，可實現(xiàn)百分百驅(qū)鳥。振鏡掃描激光驅(qū)鳥可以極大增加激光照射到鳥類眼睛的概率，采用一臺固體激光器即可實現(xiàn)多臺激光照射效果，降低成本和設(shè)備體積，提升驅(qū)鳥效果。在需要驅(qū)鳥的場所，可以進行車載安裝使用，也可安裝于建筑物或地面上使用，實現(xiàn)晝夜24小時全天候驅(qū)鳥工作。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0009]日夜用智能化視頻激光驅(qū)鳥裝置，包括電動云臺，電動云臺與電控單元電連接，電控單元分別與紅外熱成像儀、固體激光器及掃描振鏡單元通信，所述固體激光器依次與激光整形鏡頭、光軸對準調(diào)節(jié)單元及掃描振鏡單元連接；
[0010]紅外熱成像儀和固體激光器平行放置于云臺兩側(cè)，通過光軸對準調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)固體激光器出射激光的光軸方向，以使靜態(tài)時固體激光器的光束在紅外熱成像儀的視場中央；
[0011]紅外熱成像儀將采集的圖像信息傳送至電控單元，電控單元輸出到視頻監(jiān)視器，根據(jù)采集的圖像信息，通過電控單元控制固體激光器的動作，電控單元同時控制掃描振鏡單元在視場范圍內(nèi)掃描綠光激光進行全視場驅(qū)鳥。
[0012]優(yōu)選的，所述紅外熱成像儀、固體激光器、激光整形鏡頭、對準調(diào)節(jié)單元、掃描振鏡單元和電控單元均安裝在護罩內(nèi)。
[0013]進一步的，所述護罩預(yù)留有紅外熱成像儀和固體激光器的光學窗口。
[0014]優(yōu)選的，所述激光整形鏡頭為伽利略望遠鏡頭，放置于固體激光器的出光光軸方向，對輸出的激光進行擴束準直。
[0015]所述光軸對準調(diào)節(jié)單元采用光學玻璃，光軸對準調(diào)節(jié)單元安裝在激光整形鏡頭及掃描振鏡單元之間，用于調(diào)節(jié)紅外熱成像儀視場和固體激光器所發(fā)射激光的光軸對準，以激光光軸為基準可以上下左右二維調(diào)節(jié)激光出射光軸方向，調(diào)節(jié)精度小于0.5° ;調(diào)整激光光束靜態(tài)(未開啟振鏡掃描)時位于熱成像儀視場中央。米用一定厚度的光學玻璃作為光軸對準調(diào)節(jié)單元，制作簡單，調(diào)整方便，確保激光光束靜態(tài)時在成像視場內(nèi)工作。
[0016]所述電控云臺還與監(jiān)控中心通信，所述監(jiān)控中心包括視頻監(jiān)視器，視頻監(jiān)視器與電動云臺進行通信，電動云臺將采集的視頻圖像信息傳送至視頻監(jiān)視器。
[0017]所述掃描振鏡單元為二維激光掃描振鏡，放置于激光出光光軸方向，對激光束進行預(yù)制圖形掃描，激光垂直入射后可垂直出射。
[0018]所述掃描振鏡單元包含支架，支架上分別安裝有X方向掃描鏡及其驅(qū)動電機、Y方向掃描鏡及其驅(qū)動電機，以及45°反射鏡，確保激光垂直入射后可以垂直出射。
[0019]日夜用智能化視頻激光驅(qū)鳥裝置固定于機場跑道中間位置旁的高點位置，從上向下俯視飛機跑道。
[0020]日夜用智能化視頻激光驅(qū)鳥裝置的使用方法，包括:
[0021]從視頻監(jiān)視器中發(fā)現(xiàn)鳥類后，通過鍵盤控制電控單元立即開啟固體激光器及掃描振鏡單元開始工作，并轉(zhuǎn)動云臺跟蹤鳥類飛行方向，達到實時有效驅(qū)鳥；或
[0022]通過電動云臺自動巡航功能，將需要驅(qū)鳥的區(qū)域設(shè)定預(yù)置位巡航軌道，同時開啟固體激光器振鏡掃描及電動云臺巡航功能后，自動沿設(shè)定的巡航軌道掃描驅(qū)鳥。
[0023]本發(fā)明采用紅外熱成像儀適合日夜、霧雪等全天候環(huán)境使用，不怕燈光干擾。紅外熱成像是利用人眼不可見的8-14微米波段紅外光波成像，不受可見光影響，因為波長較長，可穿透雨雪霧，在夜晚、霧天等天候環(huán)境下使用。采用激光振鏡二維掃描技術(shù)，可以用一臺激光器掃描覆蓋視頻監(jiān)控區(qū)域，降低了設(shè)備成本，并極大提高驅(qū)鳥效果。
[0024]本發(fā)明結(jié)合電動云臺紅外熱成像儀視頻跟蹤掃描技術(shù)和固體激光振鏡掃描技術(shù)，實現(xiàn)了一種可日夜使用的視頻激光驅(qū)鳥裝置，不受燈光、霧雪等影響，實現(xiàn)全天候驅(qū)鳥，驅(qū)鳥效率高。
[0025]本發(fā)明的有益效果:
[0026]本發(fā)明使用紅外熱成像儀進行鳥類目標捕捉，不受可見光和霧雪等天候影響，使用人員只需要在后端監(jiān)控平臺上通過視頻進行鳥類目標捕捉及驅(qū)鳥工作，配合二維旋轉(zhuǎn)云臺使用，有效增加驅(qū)鳥工作范圍，可以安裝在地面、車輛和建筑物上使用。使用掃描振鏡在視場范圍內(nèi)掃描綠光激光進行全視場驅(qū)鳥，掃描范圍大，無死角，控制靈活方便，鳥類對532nm激光不宜產(chǎn)生適應(yīng)性，敏感度高，在電動云臺二維掃描的基礎(chǔ)上配合二維激光掃描振鏡，實現(xiàn)雙二維空間掃描，速度快，極大增加了激光照射到鳥類眼睛的概率，驅(qū)鳥效果更好。采用一定厚度的光學玻璃作為激光光軸微調(diào)單元，制作簡單，調(diào)整方便，確保激光光束在成像視場內(nèi)工作。電動云臺自帶的預(yù)置位巡航功能，可以實現(xiàn)設(shè)定范圍內(nèi)的自動化巡航掃描驅(qū)鳥，極大降低驅(qū)鳥工作人員的勞動強度。
【附圖說明】
[0027]圖1本發(fā)明的整體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2本發(fā)明的整體外觀結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3本發(fā)明與監(jiān)控中心連接示意圖；
[0030]圖4本發(fā)明光軸對準調(diào)節(jié)單元原理示意圖；
[0031]圖5a激光靜止熱成像視場范圍示意圖；
[0032]圖5b激光振鏡掃描熱成像視場范圍示意圖；
[0033]圖6a人工操作驅(qū)鳥流程圖；
[0034]圖6b自動巡航驅(qū)鳥流程圖；
[0035]圖中，I電動云臺，2護罩，3紅外熱成像儀，4固體激光器，5激光整形鏡頭，6光軸對準調(diào)節(jié)單元，7掃描振鏡單元，8電控單元，9激光窗口，10攝像窗口，11、視頻監(jiān)控器，12、控制鍵盤。
【具體實施方式】
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[0036]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明:
[0037]如圖1所示，日夜用智能化視頻激光驅(qū)鳥裝置，包括:電動云臺1、護罩2，以及安裝于護罩2內(nèi)的紅外熱成像儀3、固體激光器4、激光整形鏡頭5、掃描振鏡單元7，光軸對準調(diào)節(jié)單元6和電控單元8 ;紅外熱成像儀3和固體激光器4平行放置于電動云臺I兩側(cè)，通過光軸對準調(diào)節(jié)單元6調(diào)節(jié)固體激光器4出射激光的光軸方向，以使靜態(tài)時固體激光器4的光束在紅外熱成像儀3的視場中央。
[0038]如圖2所示，護罩2為鋁合金護罩，內(nèi)有機械固定孔，用于固定護罩2內(nèi)器件，護罩2前壁預(yù)留紅外熱成像儀3的攝像窗口 10和固體激光器4的激光窗口 9。
[0039]電動云臺I為室外用全方位電動云臺，可以水平方向360°轉(zhuǎn)動，垂直方向轉(zhuǎn)動角度大于60°，帶有預(yù)置位以及二維巡航掃描功能，通過密封防水航插接頭預(yù)留外供電、視頻信號輸出及控制信號接口。電動云臺I的性能參數(shù)和天津亞安科技股份有限公司YS3081云臺一致，AC24V供電，可以水平方向進行360°轉(zhuǎn)動，俯仰方向轉(zhuǎn)動角度大于90° ;通過PALCO-D協(xié)議進行通訊控制，具有預(yù)置位、巡航、數(shù)據(jù)回傳功能，均為現(xiàn)有已實現(xiàn)技術(shù)；滿足室外安裝使用，防護等級達到IP66。
[0040]電動云臺I是安裝攝像機的支撐