基于云台控制的紫外线激光驱鸟器的制作方法

本发明涉及激光应用技术领域，特别涉及一种激光驱鸟装置，具体而言，涉及基于云台控制的紫外线激光驱鸟器。

背景技术：

驱鸟又叫赶鸟。广义上说，农场、果园、风力发电厂和军民用机场等一切防止有害鸟类侵入自己领地，从而危害自己劳动成果或设备安全的手段都叫驱鸟。狭义上说，驱鸟专指军民用机场为了保护飞行器起降安全，为了防止飞机高速起降时飞鸟被吸入飞机发动机，或撞击飞机机体、起落架、尾翼、挡风玻璃等造成损害，从而在机场关键飞行区、尤其是飞机起飞和降落的跑道或滑行道上采取的一切防止鸟类入侵的听觉恐吓、视觉震慑、直接捕杀、化学、生态或雷达预警等一切手段。

目前在机场使用的驱鸟手段主要有使用驱鸟车、声波超声波驱鸟器、高空驱鸟炮、集束强声驱鸟器、仿真人、风动驱鸟器、彩色风轮、捕鸟网和化学试剂除草除虫等。其中驱鸟车对鸟类震慑力大，效果良好，但是需要人工维护和运作，覆盖面积有限。声波超声波驱鸟器模拟鸟禽被困时发出的悲鸣声驱鸟，还可以发出超声波驱赶草坪中的老鼠和蛇等其他生物。释放高空驱鸟炮也是利用声音吓跑飞向飞行区的鸟类，但是每年的炮弹消耗量很大。集束强声驱鸟器利用机器发出高分贝的语音，利用语音效果对鸟类进行强烈的声音刺激。仿真人、风动驱鸟器和彩色风轮都是利用视觉震慑实现驱鸟。捕鸟网利用物理手段捕杀鸟。化学试剂除草除虫是利用化学手段断绝鸟类的食物链以达到驱鸟目的。

随着激光技术的发展，特别是大功率激光发射模块的成熟和商品化，激光驱鸟已经进入商业化应用阶段，特别是在一下重点防护领域，如军民用机场等已经布设了激光驱鸟装置。现有的激光驱鸟器发射的多为532nm波长的激光束进行驱鸟。532nm波长的激光束虽然能有效地进行驱鸟工作，但也会对人眼造成视觉干扰，有可能对人员造成伤害，甚至影响飞机驾驶员的正常操作。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供基于云台控制的紫外线激光驱鸟器，以解决现有技术中激光驱鸟器对人员造成的影响。

为了实现上述目的，根据本发明具体实施方式的一个方面，提供了一种基于云台控制的紫外线激光驱鸟器，包括驱动控制系统和激光云台系统，所述驱动控制系统驱动并控制所述激光云台系统发射激光扫描光束；其特征在于，所述驱动控制系统包括ac-dc变换器、主控制器、激光驱动模块、温度控制器和云台驱动模块，所述激光云台系统包括激光发射器、激光发射天线、温度传感器和扫描云台；所述驱动控制系统将外接交流电输入ac-dc变换器中进行交直流变换，并将变换后得到的直流电输入到主控制器、激光驱动模块和云台驱动模块；所述主控制器与激光驱动模块和云台驱动模块连接，所述激光驱动模块与激光发射器连接，所述激光发射器与激光发射天线连接，所述激光驱动模块与温度控制器连接，所述温度控制器与温度传感器连接，通过温度传感器获取激光发射器内部温度数据，并根据数据自动调节激光发射器内的温度，所述云台驱动模块控制扫描云台的运行，所述激光发射器和激光发射天线放置在扫描云台上，所述激光发射器发出的紫外线激光通过激光发射天线汇聚成激光光束，利用扫描云台改变发射方向，实现激光扫描驱鸟。

进一步的，所述主控制器设置有遥控接口，用于通过有线网络和/或无线网络接收遥控信号进行控制。

进一步的，所述激光云台系统置于室外。

进一步的，所述扫描云台置于云台支架上。

进一步的，所述扫描云台旋转方位角为±360°。

进一步的，所述扫描云台旋转俯仰角为0～90°。

具体的，所述紫外线激光波长范围为312～400nm。

更具体的，所述紫外线激光波长为375nm。

本发明的有益效果是，采用旋转云台控制紫外线激光光束进行驱鸟，增大了驱鸟覆盖面积，提高了驱鸟效率。紫外线激光光束只会对鸟类形成视觉震慑，不会对人类视觉产生干扰，减少了不必要的影响。本发明的驱鸟器一旦安装完成，只需要保持供电，就可以在无人值守的情况下自动运行，既可定时运行，也可全天候不间断地运行。本发明不仅可以运用于机场驱鸟，还还可以广泛应用于电力杆塔、输电线路、无人值守变电站等电力设施和农牧领域等的驱鸟工作。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的具体实施方式、示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明具体实施方式的电路结构示意图；

图2为本发明具体实施方式运行状态示意图。

其中：

1为驱动控制系统；

2为激光云台系统；

3为连接电缆。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的具体实施方式、实施例以及其中的特征可以相互组合。

为了使本领域技术人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明具体实施方式、实施例中的附图，对本发明具体实施方式、实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的具体实施方式、实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式、实施例，都应当属于本发明保护的范围。

紫外线或紫外光通常是指波长范围为10～400nm的电磁波，属于人类不能视觉感知的波段，其中又以200～400nm波段的紫外线应用比较多。与哺乳动物不同，鸟类眼球中有4种视色素，分别为紫色、蓝色、绿色和黄色，鸟类对紫外光比较敏感，特别是很多鸟类对于320～400nm波长的a波段紫外线敏感度更高。紫外线对于鸟类的迁徙辨向、搜索食物、求偶等生理行为均有重要的影响作用，大多数鸟类的羽毛都能够反射紫外线。而人类只有3种视色素，能够产生视觉的波长范围通常为400～750nm，对于低于400nm的紫外线波段，人类视觉不能感知。

实施例

本例基于云台控制的紫外线激光驱鸟器结构如图1所示，包括驱动控制系统和激光云台系统，驱动控制系统驱动并控制所述激光云台系统发射激光扫描光束。

本例驱动控制系统包括ac-dc变换器、主控制器、激光驱动模块、温度控制器和云台驱动模块，如图1所示。在驱动控制系统中，外接交流电接入ac-dc变换器中进行交直流变换，变换后得到的直流电输入到主控制器、激光驱动模块和云台驱动模块。

驱动控制系统是本例基于云台控制的紫外线激光驱鸟器的供电中心和控制中心，本例主控制器设置有遥控接口，用于通过有线网络和/或无线网络接收遥控信号进行控制。

主控制器与云台驱动模块连接，控制扫描云台按±360°方位角旋转，进行水平方向全向往返扫描。也可以根据需要，控制扫描云台旋转到水平方向任意角度折返，实现指定区域的激光扫描。

本例扫描云台旋转俯仰角为0～90°，可以实现垂直方向90°范围内的激光扫描覆盖。同样的，描云台旋转俯仰角也可以在0～90°范围内根据需要调整扫描角度，如实现0～15°、0～10°等范围的激光扫描覆盖，也可以实现固定在某个俯仰角角度的垂直方向定向激光扫描。

本例主控制器与激光驱动模块连接，通过控制激光驱动模块，可以实现激光发射器的开启、关闭以及发射功率控制。

本例主控制器也可以根据内部编程自动运行，实现激光全向扫描或指定区域扫描。

激光云台系统是本例基于云台控制的紫外线激光驱鸟器的主要功能单元，完成激光发射、光束扫描等功能，其结构包括激光发射器、激光发射天线、温度传感器和扫描云台，如图1所示。

激光驱动模块与激光发射器连接，根据主控制器的指令控制激光发射器的工作。本例激光发射器发射的紫外线激光波长为375nm，属于波长范围为312～400nm的a波段紫外线激光。大多数鸟类对该波长的激光非常敏感，能够大幅度增强驱鸟作用。并且由于该波长的紫外线已经低于人眼视觉的下限波长，不会对人的视觉造成干扰，这一点对于机场等特殊场合的驱鸟非常重要。

本例激光发射器发射的375nm紫外线激光并不是连续激光，而是按照主控制器的指令间歇性发射激光，即本例激光发射器工作在脉冲状态。通过调整脉冲参数，主要是脉冲频率和占空比，控制激光发射器开启时间和关闭时间。既可以实现激光闪烁，增强对鸟类的震慑作用，又可以降低激光发射器的消耗功率，减少发热，降低能耗，减轻温度控制器的工作压力，有利于系统的稳定性和提高可靠性。

本例激光发射器与激光发射天线连接，通过激光天线的光学整形作用，激光发射器发射的激光被汇聚成激光束，利用扫描云台改变激光束的发射方向，实现激光扫描驱鸟。

本例激光驱动模块与温度控制器连接，温度控制器与温度传感器连接。本例激光发射器发射的375nm紫外线激光，虽然具有独特的鸟类敏感性以及不干扰人类视觉的特点，但该波段非常接近人眼的感知范围，且该波段激光发射器对温度非常敏感，温度变化特别是温度上升非常容易使激光发射器的输出激光波长增加，有可能进入到人眼视觉范围，对人眼造成干扰。本例激光驱动模块通过温度传感器获取激光发射器内部温度数据，并根据数据自动调节激光发射器内的温度，使其工作在恒温条件下，输出稳定的375nm波长激光。

本例激光发射器和激光发射天线放置在扫描云台上，云台驱动模块根据主控制器的指令控制扫描云台的运行，使激光发射天线发射激光光束随着扫描云台的运行完成水平方向和垂直方向的扫描。

本例激光云台系统置于室外空旷处，扫描云台置于云台支架上，可以根据云台高度和扫描范围设定扫描云台旋转的俯仰角，实现无人值守的自主运行。

本例基于云台控制的紫外线激光驱鸟器，编程运行状态的工作示意图如图2所示。将ac-dc变换器、主控制器、激光驱动模块、温度控制器和云台驱动模块作为驱动控制系统1一起放入保护外壳中。使用云台支架托起扫描云台，将温度传感器、激光发射器和激光发射天线封装固定在扫描云台上，组成激光云台系统2，使之能够满足户外环境的工作要求。375nm激光发射器与激光驱动模块、温度控制器与温度传感器、扫描云台与云台驱动之间都是使用电缆线3连接。通过驱动控制系统控制激光云台系统的运行，使375nm激光发射器通过激光发射天线发射出紫外激光束，扫描云台控制激光发射方向，实现激光扫描驱鸟功能。通过温度传感器和温度控制器进行反馈调节，使375nm激光发射器内部保持恒温，减少发射出的激光波长受到温度影响产生的误差。