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

背景技術：

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

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

技術實現思路

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離系統及方法，以解決現有技術中提出的問題。

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

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

4、s20：對目標鳥類對各種目標鳥類天敵的敏感程度進行預測；

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

6、s40：根據驅離策略控制鳴聲發(fā)射器對各待驅離鳥類進行驅離操作。

7、進一步的，所述s10包括：；

8、s101：根據聲紋庫模擬目標鳥類天敵i的鳴聲，記模擬的目標鳥類天敵i的鳴聲為鳴聲a，在距離目標鳥類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鳥類天敵的鳴聲，通過縮短鳴聲a的播放距離，對目標鳥類在頻率為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均表示常數且x、x均大于0，i＝1,2,…,n，表示各目標鳥類天敵對應的編號，n表示目標鳥類天敵總數；

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

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

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

12、對wji對應的最大值maxwji進行尋找，對maxwji對應的警戒距離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這三個參數之間的和值ri進行計算；

13、根據maxwji對目標鳥類持續(xù)保持警戒行為的時間長度值l進行獲?。?/p>

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

15、在預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測精度。

16、進一步的，所述s30包括：

17、s301：通過目標區(qū)域內的監(jiān)控裝置對目標區(qū)域內的待驅離鳥類進行識別，將目標區(qū)域內的任意一點作為坐標原點構建三維空間坐標系，并對待驅離鳥類p、驅離位置分別在t時刻的位置坐標(xpt,ypt,zpt)、(xrt,yrt,zrt)進行采集，根據三維空間距離公式，對待驅離鳥類p在t時刻距離驅離位置的距離dpt進行計算，根據三維空間向量夾角的計算公式，對待驅離鳥類p在t時刻相較于驅離位置的方向角upt進行計算，其中，p＝1,2,…,q，表示各待驅離鳥類對應的編號，q表示目標區(qū)域內存在的待驅離鳥類總數；

18、s302：隨機選取一個方向角upt，對具有相同方向角upt的待驅離鳥類進行確定，判斷確定的待驅離鳥類的天敵是否存在重合，若存在重合，則根據各待驅離鳥類距離驅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離鳥類距離驅離位置的距離值由小到大的順序，順序對鳴聲發(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；

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

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

22、進一步的，所述s302還包括：

23、按照距離由小到大的順序對確定的各待驅離鳥類進行編號處理，編號處理結果：β＝1,2,…,τ；τ表示確定的待驅離鳥類總數；

24、對處于沉默階段的待驅離鳥類對應的最小編號進行確定，記最小編號為ψ，ψ＝1,2,…,τ，若待驅離鳥類ψ-1處于警戒階段，則將待驅離鳥類ψ-1在t時刻距離驅離位置的距離d(ψ-1)t作為待驅離鳥類ψ-1的警戒距離，并將d(ψ-1)t，以及待驅離鳥類ψ-1在不同頻率的天敵鳴聲下對應的驚飛距離和飛逃距離分別輸入指數模型wfa，得到待驅離鳥類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表示確定的待驅離鳥類1在t時刻距離驅離位置的距離，δ1表示確定的待驅離鳥類1在目標區(qū)域內對應的平均飛行速度；

25、若確定的待驅離鳥類均處于警戒階段和飛逃階段，則將dτt，以及待驅離鳥類τ在不同頻率的天敵鳴聲下對應的驚飛距離和飛逃距離分別輸入指數模型wfa，得到待驅離鳥類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的天敵作為待驅離鳥類β的目標天敵，將根據聲紋庫模擬的目標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，以及待驅離鳥類β在不同頻率的目標天敵鳴聲下對應的驚飛距離和飛逃距離分別輸入指數模型wfa，得到待驅離鳥類β對不同頻率目標天敵鳴聲的敏感程度，將敏感程度最大值對應的頻率作為鳴聲發(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表示確定的待驅離鳥類β在t時刻距離驅離位置的距離，δβ表示確定的待驅離鳥類β在目標區(qū)域內對應的平均飛行速度；

29、遍歷所有確定的待驅離鳥類距離驅離位置的距離值，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生成各待驅離鳥類驅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，根據時間先后順序對冗余處理后的各鳴聲發(fā)射結束時間進行排序，并將各鳴聲發(fā)射結束時間與對應方向角進行綁定，按照排序順序對各鳴聲發(fā)射結束時間進行編號處理，編號處理結果為：ξ＝1,2,…,φ；φ表示鳴聲發(fā)射結束時間總數；

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

33、當排序可靠性為1時，不對鳴聲發(fā)射器在鳴聲發(fā)射結束時間ξ與鳴聲發(fā)射結束時間ξ+1之間的轉動速度進行調整；

34、當排序可靠性為0時，對鳴聲發(fā)射器在鳴聲發(fā)射結束時間ξ與鳴聲發(fā)射結束時間ξ+1之間的轉動速度πξ→ξ+1進行調整；

35、生成的帶驅離鳥類的策略為：按照排序順序對鳴聲發(fā)射器的運動軌跡進行確定，在排序可靠性為0時，在對應運動軌跡段的起點位置對鳴聲發(fā)射器的轉動速度進行調整，鳴聲發(fā)射器在各運動軌跡停留點發(fā)射與待驅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)射結束時間ξ+1與鳴聲發(fā)射結束時間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)射結束時間ξ+1與鳴聲發(fā)射結束時間ξ之間的時間差值tvξ→ξ+1,以及鳴聲發(fā)射結束時間ξ+1對應的方向角與鳴聲發(fā)射結束時間ξ對應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)射器轉動1°時所需要的標準時間之間的比值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)射結束時間ξ與鳴聲發(fā)射結束時間ξ+1之間的排序可靠性為0，若θξ→ξ+1≤0，則認為鳴聲發(fā)射結束時間ξ與鳴聲發(fā)射結束時間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1-ξ＝0時，p1-ξ＝0，當1-ξ＜0時，p1-ξ＝1；

38、轉動速度πξ→ξ+1的調整公式為：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離系統，一種基于聲紋庫的鳥類智能匹配驅離系統，所述系統包括第一敏感程度預測模塊、第二敏感程度預測模塊、驅離策略生成模塊和驅離策略驅動模塊；

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

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

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

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

44、與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

45、1、本發(fā)明根據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，實現對目標鳥類對不同頻率的各目標鳥類天敵鳴聲的敏感程度，以及目標鳥類對各種目標鳥類天敵的敏感程度進行預測，結合待驅離鳥類的飛行狀態(tài)，對待驅離鳥類進行分段劃分處理，再結合鳥類習性實現對待驅離鳥類的定向驅離，進一步提高了對鳥類的驅離的效果。

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

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