本發(fā)明涉及鳥類智能匹配驅(qū)離，具體是一種基于聲紋庫的鳥類智能匹配驅(qū)離系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、鳥類對不同聲音具有不同的敏感度和恐懼反應(yīng)，因此，可通過播放特定的聲音信號來驅(qū)趕或控制鳥類的活動，通過特定聲紋信號影響鳥類行為，從而實現(xiàn)生態(tài)友好型驅(qū)離。

2、在對活動密度較高的鳥類進行的驅(qū)離時，需要采用多種驅(qū)離方式對鳥類進行驅(qū)離，目前，仍根據(jù)驅(qū)離距離對驅(qū)離方法的使用順序進行確定，無法保證每次驅(qū)離能夠達到理想效果，使得需要對驅(qū)離策略進行多次調(diào)整，同時也無法針對不同的鳥類習(xí)性進行精細化的策略調(diào)整。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于聲紋庫的鳥類智能匹配驅(qū)離系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于聲紋庫的鳥類智能匹配驅(qū)離方法，所述方法包括：

3、s10：根據(jù)聲紋庫模擬各種目標(biāo)鳥類天敵的鳴聲，在距離目標(biāo)鳥類一定距離的位置處分時段播放模擬的各種目標(biāo)鳥類天敵的鳴聲，通過不斷改變模擬的各種目標(biāo)鳥類天敵鳴聲的播放頻率，以及不斷縮短模擬的各種目標(biāo)鳥類天敵鳴聲的播放距離，對目標(biāo)鳥類在各種目標(biāo)鳥類天敵的不同鳴聲下的反應(yīng)數(shù)據(jù)進行采集，基于采集結(jié)果，對目標(biāo)鳥類對不同頻率的各目標(biāo)鳥類天敵鳴聲的敏感程度進行預(yù)測；

4、s20：對目標(biāo)鳥類對各種目標(biāo)鳥類天敵的敏感程度進行預(yù)測；

5、s30：通過目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控裝置對目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的待驅(qū)離鳥類進行確定，根據(jù)各待驅(qū)離鳥類相較于驅(qū)離位置的位置關(guān)系，對鳴聲發(fā)射器發(fā)射的驅(qū)離鳴聲的類型、頻率，以及發(fā)射時間段進行分析，基于分析結(jié)果，生成待驅(qū)離鳥類的驅(qū)離策略；

6、s40：根據(jù)驅(qū)離策略控制鳴聲發(fā)射器對各待驅(qū)離鳥類進行驅(qū)離操作。

7、進一步的，所述s10包括：；

8、s101：根據(jù)聲紋庫模擬目標(biāo)鳥類天敵i的鳴聲，記模擬的目標(biāo)鳥類天敵i的鳴聲為鳴聲a，在距離目標(biāo)鳥類x米的位置處分時段播放頻率為f的鳴聲a，每一時段僅播放一種目標(biāo)鳥類天敵的鳴聲，通過縮短鳴聲a的播放距離，對目標(biāo)鳥類在頻率為f的鳴聲a下的警戒距離vfa、驚飛距離yfa和飛逃距離zfa進行采集，每次縮短的播放距離均為x米，其中，x、x均表示常數(shù)且x、x均大于0，i＝1,2,…,n，表示各目標(biāo)鳥類天敵對應(yīng)的編號，n表示目標(biāo)鳥類天敵總數(shù)；

9、s102：分別對警戒距離vfa與權(quán)重系數(shù)a、驚飛距離yfa與權(quán)重系數(shù)b，以及飛逃距離zfa與權(quán)重系數(shù)c之間乘積進行計算，對計算的所有乘積進行求和處理，記求和處理結(jié)果為gfa，以e為底數(shù)，-gfa為指數(shù)構(gòu)建指數(shù)模型wfa，wfa＝[1-exp(-gfa)]×100％，對目標(biāo)鳥類對頻率為f的鳴聲a的敏感程度進行預(yù)測，其中，exp()表示以e為底的指數(shù)函數(shù)且e＝2.73；

10、遍歷所有模擬的目標(biāo)鳥類天敵的鳴聲，對目標(biāo)鳥類對頻率為j的目標(biāo)鳥類天敵i的鳴聲的敏感程度wji進行預(yù)測，其中，j＝1,2,…,m，表示各鳴聲的各播放頻率對應(yīng)的編號，m表示鳴聲播放頻率改變的次數(shù)。

11、進一步的，所述s20對目標(biāo)鳥類對各種目標(biāo)鳥類天敵的敏感程度進行預(yù)測的具體方法為：

12、對wji對應(yīng)的最大值maxwji進行尋找，對maxwji對應(yīng)的警戒距離vi、驚飛距離yi和飛逃距離zi進行確定，對警戒距離vi、驚飛距離yi、飛逃距離zi這三個參數(shù)之間的和值ri進行計算；

13、根據(jù)maxwji對目標(biāo)鳥類持續(xù)保持警戒行為的時間長度值l進行獲??；

14、根據(jù)hi＝[exp(-l)×(1/ri)]×100％對目標(biāo)鳥類對目標(biāo)鳥類天敵i的敏感程度進行預(yù)測。

15、在預(yù)測過程中引入了鳥類警戒行為的持續(xù)保持時間，在一定程度上能夠提高預(yù)測精度。

16、進一步的，所述s30包括：

17、s301：通過目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控裝置對目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的待驅(qū)離鳥類進行識別，將目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的任意一點作為坐標(biāo)原點構(gòu)建三維空間坐標(biāo)系，并對待驅(qū)離鳥類p、驅(qū)離位置分別在t時刻的位置坐標(biāo)(xpt,ypt,zpt)、(xrt,yrt,zrt)進行采集，根據(jù)三維空間距離公式，對待驅(qū)離鳥類p在t時刻距離驅(qū)離位置的距離dpt進行計算，根據(jù)三維空間向量夾角的計算公式，對待驅(qū)離鳥類p在t時刻相較于驅(qū)離位置的方向角upt進行計算，其中，p＝1,2,…,q，表示各待驅(qū)離鳥類對應(yīng)的編號，q表示目標(biāo)區(qū)域內(nèi)存在的待驅(qū)離鳥類總數(shù)；

18、s302：隨機選取一個方向角upt，對具有相同方向角upt的待驅(qū)離鳥類進行確定，判斷確定的待驅(qū)離鳥類的天敵是否存在重合，若存在重合，則根據(jù)各待驅(qū)離鳥類距離驅(qū)離位置的距離值所屬劃分階段，對鳴聲發(fā)射器在方向角為upt的位置處發(fā)射的鳴聲的頻率、類型，以及發(fā)射時間段進行確定，劃分階段包括警戒階段、飛逃階段和沉默階段；

19、s303：若均不存在重合，則按照各確定的待驅(qū)離鳥類距離驅(qū)離位置的距離值由小到大的順序，順序?qū)Q聲發(fā)射器在方向角為upt的位置處發(fā)射的鳴聲的頻率、類型，以及發(fā)射時間段進行確定；

20、s304：若存在部分重合，則優(yōu)先對具有重合天敵的待驅(qū)離鳥類進行驅(qū)離，驅(qū)離方法同s302的方法，之后，再對剩余的待驅(qū)離鳥類進行驅(qū)離，驅(qū)離方法同s303的方法；

21、s305：根據(jù)鳴聲發(fā)射器在各方向角發(fā)射的驅(qū)離鳴聲的類型、頻率，以及發(fā)射時間段，生成待驅(qū)離鳥類的驅(qū)離策略。

22、進一步的，所述s302還包括：

23、按照距離由小到大的順序?qū)Υ_定的各待驅(qū)離鳥類進行編號處理，編號處理結(jié)果：β＝1,2,…,τ；τ表示確定的待驅(qū)離鳥類總數(shù)；

24、對處于沉默階段的待驅(qū)離鳥類對應(yīng)的最小編號進行確定，記最小編號為ψ，ψ＝1,2,…,τ，若待驅(qū)離鳥類ψ-1處于警戒階段，則將待驅(qū)離鳥類ψ-1在t時刻距離驅(qū)離位置的距離d(ψ-1)t作為待驅(qū)離鳥類ψ-1的警戒距離，并將d(ψ-1)t，以及待驅(qū)離鳥類ψ-1在不同頻率的天敵鳴聲下對應(yīng)的驚飛距離和飛逃距離分別輸入指數(shù)模型wfa，得到待驅(qū)離鳥類ψ-1對不同頻率天敵鳴聲的敏感程度，將敏感程度最大值對應(yīng)的頻率作為鳴聲發(fā)射器在方向角為upt的位置處發(fā)射的鳴聲的頻率，鳴聲類型為根據(jù)聲紋庫模擬的重合天敵的鳴聲，鳴聲的發(fā)射時間段為[t,d1t/δ1)，其中，d1t表示確定的待驅(qū)離鳥類1在t時刻距離驅(qū)離位置的距離，δ1表示確定的待驅(qū)離鳥類1在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)對應(yīng)的平均飛行速度；

25、若確定的待驅(qū)離鳥類均處于警戒階段和飛逃階段，則將dτt，以及待驅(qū)離鳥類τ在不同頻率的天敵鳴聲下對應(yīng)的驚飛距離和飛逃距離分別輸入指數(shù)模型wfa，得到待驅(qū)離鳥類τ對不同頻率天敵鳴聲的敏感程度，將敏感程度最大值對應(yīng)的頻率作為鳴聲發(fā)射器在方向角為upt的位置處發(fā)射的鳴聲的頻率，鳴聲類型為根據(jù)聲紋庫模擬的重合天敵的鳴聲，鳴聲的發(fā)射時間段為[t,d1t/δ1)。

26、進一步的，所述s303還包括：

27、對待驅(qū)離鳥類β對各類天敵的敏感程度進行采集，將采集的敏感度最大值對應(yīng)的天敵作為待驅(qū)離鳥類β的目標(biāo)天敵，將根據(jù)聲紋庫模擬的目標(biāo)天敵的鳴聲作為鳴聲發(fā)射器發(fā)射的鳴聲的類型；

28、將dβt，以及待驅(qū)離鳥類β在不同頻率的目標(biāo)天敵鳴聲下對應(yīng)的驚飛距離和飛逃距離分別輸入指數(shù)模型wfa，得到待驅(qū)離鳥類β對不同頻率目標(biāo)天敵鳴聲的敏感程度，將敏感程度最大值對應(yīng)的頻率作為鳴聲發(fā)射器在方向角為upt的位置處發(fā)射的鳴聲的頻率，鳴聲的發(fā)射時間段為[t,dβt/δβ)，其中，dβt表示確定的待驅(qū)離鳥類β在t時刻距離驅(qū)離位置的距離，δβ表示確定的待驅(qū)離鳥類β在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)對應(yīng)的平均飛行速度；

29、遍歷所有確定的待驅(qū)離鳥類距離驅(qū)離位置的距離值，對鳴聲發(fā)射器在方向角為upt的位置處實時發(fā)射鳴聲的情況進行確定。

30、進一步的，所述s305生成各待驅(qū)離鳥類驅(qū)離策略的具體方法為：

31、對鳴聲發(fā)射器在各方向角上的鳴聲發(fā)射時間段進行獲取，對獲取的鳴聲發(fā)射時間段進行冗余處理，根據(jù)時間先后順序?qū)θ哂嗵幚砗蟮母鼬Q聲發(fā)射結(jié)束時間進行排序，并將各鳴聲發(fā)射結(jié)束時間與對應(yīng)方向角進行綁定，按照排序順序?qū)Ω鼬Q聲發(fā)射結(jié)束時間進行編號處理，編號處理結(jié)果為：ξ＝1,2,…,φ；φ表示鳴聲發(fā)射結(jié)束時間總數(shù)；

32、對鳴聲發(fā)射結(jié)束時間ξ+1與鳴聲發(fā)射結(jié)束時間ξ之間的排序可靠性進行分析；

33、當(dāng)排序可靠性為1時，不對鳴聲發(fā)射器在鳴聲發(fā)射結(jié)束時間ξ與鳴聲發(fā)射結(jié)束時間ξ+1之間的轉(zhuǎn)動速度進行調(diào)整；

34、當(dāng)排序可靠性為0時，對鳴聲發(fā)射器在鳴聲發(fā)射結(jié)束時間ξ與鳴聲發(fā)射結(jié)束時間ξ+1之間的轉(zhuǎn)動速度πξ→ξ+1進行調(diào)整；

35、生成的帶驅(qū)離鳥類的策略為：按照排序順序?qū)Q聲發(fā)射器的運動軌跡進行確定，在排序可靠性為0時，在對應(yīng)運動軌跡段的起點位置對鳴聲發(fā)射器的轉(zhuǎn)動速度進行調(diào)整，鳴聲發(fā)射器在各運動軌跡停留點發(fā)射與待驅(qū)離鳥類相匹配的鳴聲類型和鳴聲頻率。

36、進一步的，所述s305對鳴聲發(fā)射結(jié)束時間ξ+1與鳴聲發(fā)射結(jié)束時間ξ之間的排序可靠性進行分析的具體方法為：

37、對鳴聲發(fā)射結(jié)束時間ξ+1與鳴聲發(fā)射結(jié)束時間ξ之間的時間差值tvξ→ξ+1,以及鳴聲發(fā)射結(jié)束時間ξ+1對應(yīng)的方向角與鳴聲發(fā)射結(jié)束時間ξ對應(yīng)的方向角之間的差值絕對值αξ→ξ+1進行計算，對αξ→ξ+1與鳴聲發(fā)射器轉(zhuǎn)動1°時所需要的標(biāo)準(zhǔn)時間之間的比值α′ξ→ξ+1進行計算，對tvξ→ξ+1與p1-ξ×erξ→ξ+1之間的差值er′ξ→ξ+1進行計算，對α′ξ→ξ+1與er′ξ→ξ+1之間的差值θξ→ξ+1進行計算，得到選取的兩個鳴聲發(fā)射結(jié)束時間之間的排序可靠性判斷值，若θξ→ξ+1＞0，則認為鳴聲發(fā)射結(jié)束時間ξ與鳴聲發(fā)射結(jié)束時間ξ+1之間的排序可靠性為0，若θξ→ξ+1≤0，則認為鳴聲發(fā)射結(jié)束時間ξ與鳴聲發(fā)射結(jié)束時間ξ+1之間的排序可靠性為1，erξ→ξ+1表示鳴聲發(fā)射器在鳴聲發(fā)射位置處的平均停留時間，p1-ξ＝1或p1-ξ＝0，當(dāng)1-ξ＝0時，p1-ξ＝0，當(dāng)1-ξ＜0時，p1-ξ＝1；

38、轉(zhuǎn)動速度πξ→ξ+1的調(diào)整公式為：πξ→ξ+1＝αξ→ξ+1/(tvξ→ξ+1-p1-ξ×erξ→ξ+1)。

39、一種基于聲紋庫的鳥類智能匹配驅(qū)離系統(tǒng)，一種基于聲紋庫的鳥類智能匹配驅(qū)離系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括第一敏感程度預(yù)測模塊、第二敏感程度預(yù)測模塊、驅(qū)離策略生成模塊和驅(qū)離策略驅(qū)動模塊；

40、所述第一敏感程度預(yù)測模塊用于對目標(biāo)鳥類對不同頻率的各目標(biāo)鳥類天敵鳴聲的敏感程度進行預(yù)測；

41、所述第二敏感程度預(yù)測模塊用于對目標(biāo)鳥類對各種目標(biāo)鳥類天敵的敏感程度進行預(yù)測；

42、所述驅(qū)離策略生成模塊用于通過目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控裝置對目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的待驅(qū)離鳥類進行確定，根據(jù)各待驅(qū)離鳥類相較于驅(qū)離位置的位置關(guān)系，對鳴聲發(fā)射器發(fā)射的驅(qū)離鳴聲的類型、頻率，以及發(fā)射時間段進行分析，基于分析結(jié)果，生成待驅(qū)離鳥類的驅(qū)離策略；

43、所述驅(qū)離策略驅(qū)動模塊用于根據(jù)驅(qū)離策略控制鳴聲發(fā)射器對各待驅(qū)離鳥類進行驅(qū)離操作。

44、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

45、1、本發(fā)明根據(jù)聲紋庫模擬各種鳥類天敵的鳴聲，并通過改變鳴聲的播放頻率和播放距離，實現(xiàn)對目標(biāo)鳥類對不同頻率的各目標(biāo)鳥類天敵鳴聲的敏感程度，以及目標(biāo)鳥類對各種目標(biāo)鳥類天敵的敏感程度進行預(yù)測，結(jié)合待驅(qū)離鳥類的飛行狀態(tài)，對待驅(qū)離鳥類進行分段劃分處理，再結(jié)合鳥類習(xí)性實現(xiàn)對待驅(qū)離鳥類的定向驅(qū)離，進一步提高了對鳥類的驅(qū)離的效果。

46、2、本發(fā)明在實現(xiàn)對待驅(qū)離鳥類的定向驅(qū)離時，以鳴聲發(fā)射角度實現(xiàn)對鳥類群體的分類，保證在短時間內(nèi)達到有效的驅(qū)離效果。

47、3、本發(fā)明生成的鳥類驅(qū)離策略具有較高的可靠性，不會發(fā)生鳥類未被驅(qū)離的情況。