小型无人机在机场驱鸟工作中的应用

传统驱鸟方式 空 中无人机驱鸟方式
驱鸟范围 围栏 内
，
围栏内外均可 ，低空 ３ Ｏ 米 空中８ ０ 米以下 以上
驱鸟 效果 地面驱鸟效果好 ，但长期 空中驱鸟效果好 ， 长期 可 面临 习惯化 问题 形成天敌效应
目视 ＋望远镜 ，搜索范 围 目视 ＋望远镜 ＋机载监控 ， 驱鸟效 率 小， 效率低 ， 劳动强度大 ， 搜索范围大 ，无人机机 动 地面驱鸟工具反应快 ，驱 搜索 ， 效率高 ， 劳动强度低 ，
２ 无 人机驱 鸟方式 的实现
鸟车反应慢 驱鸟无人机反应快。 传统驱鸟建设费用低 ，易 无人机起降需要场地 ，有 驱鸟管理 于管理 ，维护成本低 ，操 一定危险性 ，成本高 ，维 作简易 ，危 险性低 。 护麻烦 ，操作要求高
无人机驱鸟 空中试 验是 将超声波和语音喇叭通过线 缆连接 ，安装 在 机翼下方 ，在 飞行过 程中开启并寻找鸟群 。系统主 要包括无人机平 ４ 结论 台 ，地面站 ，机载驱鸟器等 。 本文 形成了一套完整的空 中无人机驱 鸟的理论方案 ，即飞机快速 用于 驱鸟任务 的无人机在 执行任务 时飞行 高度 大约 ２ ０ ０ ３ ０ ０ 米， 机 动跟踪 鸟群 ，通过超声波等方式对 鸟类 造成非致命伤害 ，同时语音 要求飞行稳定 ，失速 性好 ，操控性强 ，通信能 力强 ，飞机重量小 、成 器 形成条件反射 ，以此实现驱鸟 目的。并通过 空中试验 完成了初步验 本低、机动灵活 ，装 备有 自驾仪 ，具备驱鸟任务规 划所要求的 自主飞 证 ，实现 了驱鸟无人机 自 主巡航飞行和地面站 即时控制无人机飞行 。 行控制技术 。 后续 研究方 向是采用垂直起降 固定翼 ，减少场地限制和降低操作 小型无人 机载重仅有 ５ ｋ ｇ 左右 ，而常见的超声波驱 鸟设备重量都 难度 ，增 加紧急驱鸟应变 能力 。 在 ５ ｋ ｇ － ５ Ｏ ｋ ｇ 之 间，重 量较小的驱鸟设备功率都 比较低 ，因此需要对高
鸟撞作为一种多 发性、危 险性事件 ，不仅造成 巨大 的经济损失和 功率 的驱鸟设备进行改装减重 ，适用于无人机上。 鸟类活 动范围大 ，活动不规律 ，要求 的操作 时间长 ，因此需要 自 人员伤亡 ，而且严重 地干扰了 民航航线 的正常 飞行。据统计 ，８ ０ ％以 上 的鸟 撞事故发生在 飞机起 飞、着陆和低空、超低空 飞行阶段。一旦 主 飞行 的任 务规 划来代替手动 飞行 ，减轻操作手 的劳动 强度 ，增加飞 行稳定性 ，并随时通过 自驾仪切换或地面站操作 即时控制 无人 机的作 发生鸟撞 ， 轻 则造成 一定 的经济 损失 ， 重则机毁人 亡。 业 区域 。 传 统的地面驱鸟 设备有效工作高度 为 ８ ０ ｍ。飞机在 起飞、着陆、 无人机驱鸟 的工作流程是 ： 低 空飞行阶段多处于 ２ ０ ０ ｍ的进场高度层 。因此 ，在 ８ ０ ｍ 以上 、２ ０ ０ ｍ 以下的高度层 内，以及 机场 围栏外的区域 ，传统地面驱 鸟设备无法有 效驱除鸟类。 市场迫切需要一种新的驱鸟工具来满足机场试飞的要求 。 运用无人机开展驱 鸟活 动 ，可有效减少空 中驱鸟 盲区 ，进而可有 效弥补传统地面驱鸟 设备的不足 ，成为一种强有 力的新兴驱鸟手段 。 随着无人机系统在 智能化、可靠性上的提升 ，将 智能无人机与传统驱 ３ 驱鸟效 果试验 鸟 手段相结合对机场低 空领 域实施驱鸟活动 ，将扩展驱 鸟空间 ，减少 在空 中试验 中飞机 快速机动跟踪鸟群 ，爆 鸣发生器声 音对 鸟类形 驱 鸟盲 点 ，为低 空驱 鸟这一难题 的解决提供 一条 有效路 径。 成直接 听觉刺激 ，无人机形成视觉刺激 ，再通过超声波等 方式对鸟类 造成非致命 伤害 ，形成条件反射 的要 求，驱鸟效果 比较 明显 ，远 比地 １ 驱 鸟方式分析 面驱 鸟车 效果好 ，且驱鸟范 围更大 ，能够直接驱赶 围栏 外起降航线上 国外用无人机执行驱鸟任 务开始于 １ ９ ８ ０ 年， 主要应用于机场 区域 ， 的鸟群 。 经过验证 ，逐步应用 于农 田、林地、渔场 区域 。传统 的驱鸟方法主要 鸟情监 控可 以通过无人机携带 的图传 相机直 接监视 ，效果远 比地 集中于地面 ， 而无人机驱鸟则是在一定的飞行高度上 ， 经过实践检验 ， 面人 员监控更简便和清晰 ，大大 降低 了观 察员的劳动强度 。无人机驱 该方法用于驱 除机场区域上空的鸟类十分奏效 。至今 ，该方法仍在一 鸟 区域并不固定 ，一旦发现鸟类趋近 ， 可 以通过 自驾仪 及时修改航线 些 军民用机场应用 ，如 美国密苏里州的惠特曼空军基地 。该基地将无 规划 ，使无人机及时驱赶鸟群 。 人 机作 为驱除大型鸟类 和猛 禽的主要方法 ，辅助保 障机 场净空条件 。 表一是两种驱鸟方式 的综合对 比结果 。 国内用无人机执行驱鸟任务 起始于 ２ ０ ０ ０ 年前后 ， 至今应用并不广泛 ， 表１ 传统驱鸟和无人机驱鸟综合对 比 主 要在 少数军用机场使用。在相关的应用研究方面 ， 哈尔滨工业大学 、 中科院沈阳 自动化研究所走在前列。 无人机可按 照机 场空域 要求通过遥控或预编程方 式进行固定航线 的巡逻飞行 ，机载 的便 携式驱鸟设备将在指定 区域进 行执行相关驱赶 操作 ，驱赶手段可包 括音频、激光 、驱鸟弹等 。 由 于 无人机平 台具备 机动性强、范围广、效率高、快速响应 ，平衡相矛盾。 超声波驱鸟器会对 鸟类 身体造成一定 的影 响 ， 令 其产生不舒服 、 恶心等反应 ，但并不 致命。配合语音驱鸟器 ，长期使 用 ，可令鸟类对 语 音驱鸟器产生条件 反射 ，对语音驱鸟器产生恐惧 ， 从 而达到驱鸟效 果。超声 波驱鸟器 作用半 径一般在 １ ５ 米左 右 ，因此需 要趋近 鸟类才 能产生效果。 本文将 目标定位 为飞机快速机动跟踪鸟群 ，通过 超声波等方式对 鸟类造成非致命伤害 ，同时语音器形成条件反射 ，以此实现驱鸟 目的。
有机结合 ，实现 无人机驱 乌方式，弥补现有驱 鸟设备 的不足 ，减 少驱 乌盲点 。 关键词 ：小型 无人机 ；超声 波驱 鸟；无人机驱 鸟
Ｄ Ｏ Ｉ： １ ０ ． １ ６ ６ ４ห้องสมุดไป่ตู้０ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｌ ｄ ． ３ ７ － １ ２ ２ ２ ／ ｔ ￣ ２ ０ １ ７ ． １ １ ． ２ ５ ２
理 论 研 究
柬工案 技术
２ ７ ８
小型无人机在机场驱鸟工作 中的应用
王晓伟 ， 李 伟， 王 琦 （ 中航工业沈 阳飞机 工业 （ 集团 ） 有 限公 司 ， 沈阳 １ １ ０ ０ ０ ０）
摘 要 ：通过对机场驱 鸟任 务的研究分析发现 ，现有驱 鸟工具难以达到 高空和 围栏外。通过将 智能小型无人机 系统和现有 的超声波驱鸟技术