基于無(wú)人機(jī)的全時(shí)空智能激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)研究

［摘 要］文章主要對(duì)基于無(wú)人機(jī)的全時(shí)空智能激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)進(jìn)行了研究和探討。研究結(jié)果表明，基于無(wú)人機(jī)的全時(shí)空智能激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)具有顯著的驅(qū)離效果，可在不同環(huán)境和天氣條件下穩(wěn)定運(yùn)行。文章的研究成果對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、建筑安全及航空管控等領(lǐng)域具有重要意義，有望引領(lǐng)未來(lái)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，并為實(shí)際應(yīng)用提供技術(shù)支持和指導(dǎo)。

［關(guān)鍵詞］無(wú)人機(jī)；全時(shí)空；激光驅(qū)鳥(niǎo)；技術(shù)服務(wù)

［中圖分類號(hào)］TM75 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號(hào)］2095–6487（2024）02–0137–03

1 無(wú)人機(jī)技術(shù)概述

無(wú)人機(jī)作為一種創(chuàng)新性的技術(shù)，近年來(lái)在各個(gè)領(lǐng)域得到了迅猛發(fā)展并被廣泛應(yīng)用，其不僅可完成人類難以到達(dá)的區(qū)域探測(cè)任務(wù)，還可承擔(dān)多樣化的工作，如巡查、物流運(yùn)輸、科研實(shí)驗(yàn)等。其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和靈活性使得應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和突破，無(wú)人機(jī)的功能也日益豐富和多樣化。目前，無(wú)人機(jī)已經(jīng)具備了多種飛行模式和載荷能力，例如，固定翼、多旋翼、滑翔機(jī)等不同類型的無(wú)人機(jī)可適應(yīng)不同的任務(wù)需求。此外，無(wú)人機(jī)還具備了自動(dòng)導(dǎo)航和遙控操控的能力，使得其可在復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行高效、準(zhǔn)確的飛行和操作。

無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)先進(jìn)的感知和控制系統(tǒng)的支持。目前，無(wú)人機(jī)的感知系統(tǒng)已經(jīng)能夠?qū)崟r(shí)獲取周圍環(huán)境的信息，如距離、速度、高度等，通過(guò)多種傳感器的組合，無(wú)人機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)地面、空中和水中的目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)和控制。此外，無(wú)人機(jī)的控制系統(tǒng)也越來(lái)越智能化，可根據(jù)任務(wù)需求自動(dòng)調(diào)整飛行姿態(tài)和飛行路徑。

2 無(wú)人機(jī)激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)

2.1 無(wú)人機(jī)激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)原理

無(wú)人機(jī)激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)是一種基于激光技術(shù)的鳥(niǎo)類驅(qū)離和控制技術(shù)。其原理是利用激光束對(duì)鳥(niǎo)類產(chǎn)生刺激，使其產(chǎn)生恐懼和逃避的反應(yīng)。激光束的特點(diǎn)是能夠快速聚焦和擴(kuò)散，具有高能量密度和強(qiáng)殺傷力的特點(diǎn)。當(dāng)激光束照射到鳥(niǎo)類身上時(shí)，會(huì)引起其熱感和疼痛感，從而迫使其迅速離開(kāi)。

無(wú)人機(jī)激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)主要包括激光器、光束導(dǎo)向裝置和控制系統(tǒng)3 個(gè)部分。激光器是核心組成部分，用于產(chǎn)生高能量的激光束。光束導(dǎo)向裝置用于調(diào)整激光束的方向和強(qiáng)度，確保激光束能夠準(zhǔn)確照射到目標(biāo)鳥(niǎo)類。控制系統(tǒng)用于控制無(wú)人機(jī)的飛行軌跡和激光束的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鳥(niǎo)類的有效驅(qū)離和控制。

此外，無(wú)人機(jī)激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)還需要考慮人類和環(huán)境的安全因素。激光束具有一定的傷害性和危險(xiǎn)性，需要避免對(duì)人體和環(huán)境造成傷害。因此，在應(yīng)用無(wú)人機(jī)激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)時(shí)，需要選擇合適的激光器類型和光束參數(shù)，以減小對(duì)人和環(huán)境的影響。

2.2 無(wú)人機(jī)激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)應(yīng)用前景

無(wú)人機(jī)激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)在農(nóng)田、建筑物和航空器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

（1）無(wú)人機(jī)激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)可有效保護(hù)農(nóng)田免受鳥(niǎo)類的危害。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，鳥(niǎo)類對(duì)作物的損害是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。傳統(tǒng)的驅(qū)鳥(niǎo)方法通常效果不佳且成本較高，而無(wú)人機(jī)激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)可快速、精確地將鳥(niǎo)類驅(qū)離，減少作物的損失。

（2）無(wú)人機(jī)激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)可提高建筑物和設(shè)施的安全性和穩(wěn)定性。在城市建設(shè)和維護(hù)中，鳥(niǎo)類對(duì)建筑物、橋梁、電線桿等設(shè)施造成的污染和破壞是一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題，無(wú)人機(jī)激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)可有效解決這些問(wèn)題，保障建筑物的功能和服務(wù)。

（3）無(wú)人機(jī)激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)在航空器領(lǐng)域的應(yīng)用也具有重要意義。在機(jī)場(chǎng)和航空管控中，鳥(niǎo)類進(jìn)入飛行區(qū)域可能對(duì)飛行安全造成威脅，因此需要采取措施驅(qū)離鳥(niǎo)類。無(wú)人機(jī)激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)可快速、高效地驅(qū)離鳥(niǎo)類，保障航空器的起降和飛行安全。

無(wú)人機(jī)激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景和重要的研究意義。隨著技術(shù)的不斷完善，無(wú)人機(jī)激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)有望在未來(lái)引領(lǐng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，并為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、建筑安全和航空管控等領(lǐng)域提供重要的技術(shù)支持和指導(dǎo)。

3 基于無(wú)人機(jī)的全時(shí)空智能激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)

3.1 全時(shí)空智能驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)

全時(shí)空智能激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)服務(wù)平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)服務(wù)的基礎(chǔ)。該平臺(tái)通過(guò)融合多種先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鳥(niǎo)類的全時(shí)空驅(qū)離和控制。平臺(tái)的核心組成包括傳感器、激光裝置、通信設(shè)備、控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析模塊等。

（1）傳感器模塊是對(duì)鳥(niǎo)類進(jìn)行檢測(cè)和追蹤的關(guān)鍵部分。傳感器通過(guò)接收來(lái)自鳥(niǎo)類的信號(hào)或特征，如聲音、形態(tài)、運(yùn)動(dòng)軌跡等，實(shí)時(shí)獲取鳥(niǎo)類的位置、數(shù)量和行為特征。目前，常用的傳感器包括紅外傳感器、聲納傳感器、攝像頭等。這些傳感器可在不同時(shí)間和環(huán)境條件下對(duì)鳥(niǎo)類進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的檢測(cè)和跟蹤。

（2）激光裝置模塊是實(shí)現(xiàn)鳥(niǎo)類驅(qū)離和控制的關(guān)鍵技術(shù)。激光裝置通過(guò)發(fā)射激光束，對(duì)鳥(niǎo)類進(jìn)行干擾和驅(qū)離。激光束可精確瞄準(zhǔn)鳥(niǎo)類，通過(guò)激光光束的照射，使鳥(niǎo)類感受到不適和威懾，從而迅速離開(kāi)危險(xiǎn)區(qū)域。激光裝置的設(shè)計(jì)和優(yōu)化是平臺(tái)架構(gòu)中的重要環(huán)節(jié)，既要保證驅(qū)離效果，又要確保對(duì)鳥(niǎo)類的安全性。

（3）通信設(shè)備模塊是實(shí)現(xiàn)信息傳遞和協(xié)作的重要部分。通信設(shè)備通過(guò)建立無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)各模塊之間的信息共享和協(xié)同工作。平臺(tái)中的傳感器、激光裝置、控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析模塊都能通過(guò)通信設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交流和指令傳遞。這種信息共享和協(xié)作可提高驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)的效果和可靠性，并保證平臺(tái)在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。

（4）控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析模塊是實(shí)現(xiàn)全時(shí)空智能驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)服務(wù)的核心。控制系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)分析和處理傳感器獲取的數(shù)據(jù)，判斷鳥(niǎo)類的位置、數(shù)量和行為特征，并決定激光裝置的操作和驅(qū)離策略。

（5）數(shù)據(jù)分析模塊通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集和分析，評(píng)估驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)的效果和可行性，并對(duì)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

3.2 全時(shí)空智能激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)服務(wù)流程

3.2.1 需求分析與方案設(shè)計(jì)

在項(xiàng)目啟動(dòng)階段，需要對(duì)驅(qū)鳥(niǎo)場(chǎng)景進(jìn)行需求分析，包括保護(hù)區(qū)域的特點(diǎn)、鳥(niǎo)類的種類和習(xí)性、環(huán)境因素等。根據(jù)需求分析結(jié)果，設(shè)計(jì)激光驅(qū)鳥(niǎo)器的方案，包括激光器的類型、功率、工作距離、工作時(shí)間等參數(shù)，以及無(wú)人機(jī)和激光驅(qū)鳥(niǎo)器的協(xié)同工作方式。

3.2.2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與集成

在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)階段，需要對(duì)無(wú)人機(jī)平臺(tái)、激光驅(qū)鳥(niǎo)器、控制系統(tǒng)等進(jìn)行開(kāi)發(fā)和集成。其中，控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)全時(shí)空智能激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)的關(guān)鍵，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)的自主飛行控制、激光驅(qū)鳥(niǎo)器的精確控制，以及對(duì)驅(qū)鳥(niǎo)效果的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和評(píng)估。

3.2.3 系統(tǒng)測(cè)試與優(yōu)化

在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)完成后，需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，包括無(wú)人機(jī)飛行穩(wěn)定性測(cè)試、激光驅(qū)鳥(niǎo)效果測(cè)試及控制系統(tǒng)響應(yīng)速度測(cè)試等。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提高驅(qū)鳥(niǎo)效果和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2.4 系統(tǒng)測(cè)試與優(yōu)化

在現(xiàn)場(chǎng)部署階段，需要根據(jù)保護(hù)區(qū)域的具體情況進(jìn)行無(wú)人機(jī)和激光驅(qū)鳥(niǎo)器的部署，包括無(wú)人機(jī)的起降點(diǎn)設(shè)置、激光驅(qū)鳥(niǎo)器的位置安裝等。部署完成后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。

3.2.5 運(yùn)維管理與效果評(píng)估

在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)維管理，包括定期檢查設(shè)備狀態(tài)、及時(shí)處理故障等。同時(shí)，還要對(duì)驅(qū)鳥(niǎo)效果進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)和評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果調(diào)整激光驅(qū)鳥(niǎo)器的參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)最佳的驅(qū)鳥(niǎo)效果。

3.3 全時(shí)空智能激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

全時(shí)空智能激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中取得了顯著的效果和成就。為了驗(yàn)證該技術(shù)的可行性和有效性，進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)。

（1）農(nóng)田保護(hù)。農(nóng)田受到鳥(niǎo)類的侵害，嚴(yán)重影響作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量。使用全時(shí)空智能激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，通過(guò)無(wú)人機(jī)對(duì)農(nóng)田進(jìn)行驅(qū)鳥(niǎo)操作，對(duì)實(shí)時(shí)檢測(cè)的鳥(niǎo)類位置和行為特征進(jìn)行分析，控制激光裝置對(duì)鳥(niǎo)類進(jìn)行驅(qū)離。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該技術(shù)具有顯著的驅(qū)離效果，能夠?qū)ⅧB(niǎo)類迅速驅(qū)離，并保護(hù)農(nóng)田的作物免受鳥(niǎo)類侵害。

（2）建筑安全。建筑物受到鳥(niǎo)類的滋擾和危害，如鳥(niǎo)類滯留在建筑物上，污染建筑物的外墻和設(shè)施，甚至引發(fā)火災(zāi)等安全事故。通過(guò)全時(shí)空智能激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)服務(wù)，無(wú)人機(jī)可對(duì)建筑物進(jìn)行驅(qū)鳥(niǎo)操作，保護(hù)建筑物的安全和完整。通過(guò)驅(qū)鳥(niǎo)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，激光裝置的運(yùn)行穩(wěn)定可靠，在不同環(huán)境和天氣條件下都能夠有效驅(qū)離鳥(niǎo)類，并確保建筑物的安全性。

全時(shí)空智能激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)服務(wù)的案例驗(yàn)證了該技術(shù)的效果和可行性。在農(nóng)田保護(hù)和建筑安全方面，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鳥(niǎo)類的全時(shí)空驅(qū)離和控制，保護(hù)重要設(shè)施免受鳥(niǎo)類的危害。這些案例表明全時(shí)空智能激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)服務(wù)具有重要的應(yīng)用前景和研究意義。未來(lái)，還將進(jìn)一步研究技術(shù)的優(yōu)化和改進(jìn)，探索更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和場(chǎng)景，為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展提供技術(shù)支持和指導(dǎo)。

4 結(jié)束語(yǔ)

作為一種綠色、環(huán)保的驅(qū)鳥(niǎo)手段，基于無(wú)人機(jī)的全時(shí)空智能激光驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)通過(guò)高科技手段實(shí)現(xiàn)了對(duì)鳥(niǎo)類行為的調(diào)控，既保證了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，又兼顧了生態(tài)環(huán)境保護(hù)。在實(shí)際應(yīng)用中，該技術(shù)具有高度智能化、自動(dòng)化、精準(zhǔn)化的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田、養(yǎng)殖場(chǎng)等區(qū)域的實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理。通過(guò)對(duì)鳥(niǎo)類活動(dòng)進(jìn)行有效干預(yù)，降低了鳥(niǎo)類對(duì)農(nóng)作物的損害，提高了農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，為我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程提供了有力支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 全昌文，陳霖. 無(wú)人機(jī)影像重疊度對(duì)空三加密精度影響的試驗(yàn)[J]. 地礦測(cè)繪，2020（1）：102-103.

[2] 敦士國(guó)，張雷. 無(wú)人機(jī)航空攝影測(cè)量在農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)工作中的應(yīng)用敦士國(guó)張雷河[J]. 文摘版：工程技術(shù)，2016，（4）：314.

[3] 謝全，秦鋼，季曉丹. 搶占“無(wú)人化”戰(zhàn)場(chǎng)的制高點(diǎn)：美軍無(wú)人機(jī)要扮演更重要的角色[J]. 環(huán)球軍事，2006，（2S）：48-49.