一种适用于高压杆塔的鸟类飞行轨迹预测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110568435A(43)申请公布日2019.12.13(21)申请号201910683507.4(22)申请日2019.07.26(71)申请人广东工业大学地址510062广东省广州市大学城外环西路100号(72)发明人李鸿一郑鑫松张斌李军毅彭慧(74)专利代理机构广东广信君达律师事务所44329代理人杜鹏飞(51)Int.Cl.G01S13/58(2006.01)G01S13/62(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称一种适用于高压杆塔的鸟类飞行轨迹预测方法(57)摘要本发明公开了一种适用于高压杆塔的鸟类飞行轨迹预测方法，包括下述步骤：步骤一，根据高压杆塔的架构与高压杆塔害鸟筑巢习性特点，设计驱鸟模拟装置在高压杆塔上的安放位置；步骤二，确定驱鸟模拟装置的具体安装位置；设计多个多普勒雷达在驱鸟模拟装置上的探测角度；将驱鸟模拟装置安装在杆塔的中上部，且低于横担的位置；采用四个多普勒雷达分别对立体空间中四个方向进行探测，并设计四个多普勒雷达的探测角度；本发明重点针对高压杆塔的架构与高压杆塔害鸟筑巢习性特点，有针对性的设计了一种简单高效的轨迹方向预测方法，为驱赶高压杆塔害鸟提供了强有力的支持，实现精准有效地驱赶害鸟。CN110568435ACN110568435A权利要求书1/2页1.一种适用于高压杆塔的鸟类飞行轨迹预测方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤一，根据高压杆塔的架构与高压杆塔害鸟筑巢习性特点，设计驱鸟模拟装置在高压杆塔上的安放位置；步骤二，确定驱鸟模拟装置的具体安装位置；设计多个多普勒雷达在驱鸟模拟装置上的探测角度；将驱鸟模拟装置安装在杆塔的中上部，且低于横担的位置；采用四个多普勒雷达分别对立体空间中四个方向进行探测，并设计四个多普勒雷达的探测角度；步骤三，计算飞鸟的飞行速度；完成安装后，当飞鸟在探测范围内时，多普勒发射的无线电波碰到飞鸟会反射回多普勒雷达，反射回的无线电波频率会发生变化，则根据以下公式计算飞鸟的飞行速度：其中，f'0为反射波频率，f0为雷达波的频率，VR为运动物体的速度，C为电磁波在空间的传播速度；上式中除了f'0和VR未知，其他已知，则通过反射回的电波频率代入上式，可算出运动物体的速度VR，由此可得飞鸟的飞行速度；步骤四，设计雷达多点探测反馈机制，形成害鸟停驻的终止条件；由于飞鸟飞行速度已知最低为10英里/小时，即4.4704米/秒，则多普勒雷达的探测反馈为计算得到的飞行速度大于等于4.4704米/秒时，进行计数；由于电波在空气中的速度很快，会使雷达不断接收回波而不断计数，则需通过短时积累计数，即次数大于设定阈值时，记一次数；在所有雷达共同探测下，形成一条轨迹链；轨迹链的终止条件根据以下而定：假设多普勒雷达的探测空间大小为半径为12米、圆心角角度为60°的类钻石三维体，根据步骤二中多普勒雷达的探测角度设计，计算出飞鸟在多个多普勒雷达探测空间的最远跨越距离为12.56米；以最低飞鸟飞行速度4.4704米/秒为最低标准，计算得到最短跨越时间大约为2.8秒；则轨迹链的终止条件为：多个多普勒雷达在探测时若同时超过2.8秒没有接收到探测反馈则视为终止；步骤五，分割探测空间，根据反馈机制得到的轨迹链判断最终害鸟的停驻方向；对四个多普勒雷达构成的探测空间进行空间分割，包括各自雷达对应的空间四个，相邻两个雷达构成的空间五个，相邻三个雷达构成的空间两个，总共分为十一个立体空间，即十一个判断方向；采用顺序读取轨迹链的方法，分别读取长度为1、2、3的组合，即步长分别为1、2、3；步长为2和3时，需要相邻空间才可组合；每次读取间隔一位，即学习率为1，形成多个组合，再对这些组合分类计数，且对最后的三个不同步长的组合加权，次数较多且权重较高的组合对即为所判断的方向。2.根据权利要求1所述的适用于高压杆塔的鸟类飞行轨迹预测方法，其特征在于，所述步骤一中设计驱鸟模拟装置在高压杆塔上的安放位置具体为：针对220千伏输电杆塔，塔高高度一般在30～40米，电缆拉线高度一般在塔高的一半以上，且从杆塔中上部到顶端有较密实的支撑和平坦的位置，害鸟会在电缆及高于中上部的2CN110568435A权利要求书2/2页杆塔高度位置筑巢，则设计驱鸟模拟装置在杆塔上的安装位置为杆塔的中上部至顶端。3.根据权利要求1所述的适用于高压杆塔的鸟类飞行轨迹预测方法，其特征在于，所述设计四个多普勒雷达的探测角度具体为：实现四个多普勒雷达对四个方向的探测，分别为上、左、右、前四个方向构成的空间，由于不对下方和后方进行探测，且HB100雷达本身探测角度范围达不到180°，所以无法将四个方向所构成的空间全覆盖，则对左、右、前方向的多普勒雷达进行调位，分别将其与重力