关于驱鸟用激光器的探究

罗倩雯 刘畅 殷一帆

摘 要 随着鸟类在机场、输电塔等地的活动，鸟害对人类的威胁日益明显。本文对目前市场上主要的驱鸟方式進行分析与总结，并在此基础上对当下最有效也是最有发展前景的激光驱鸟进行了着重分析并研究其作用机理。同时对激光驱鸟的发展趋势进行了预测，明确驱鸟用激光器将朝可控性、自动化、多功能和强适应性等方向发展。

关键词 驱鸟;激光器;多功能

引言

近年来，由于人类活动的影响，大量鸟类开始在空旷开阔、生物丰富的机场、变电站等地生存和繁衍，造成了以航空、电力为代表的各行业极大的安全隐患和损失[1]。鸟类在机场附近的活动与飞行路线冲突容易造成鸟撞事故，且鸟类在输电线路附近的筑巢、飞行、捕食等活动，会对线路造成不同程度的损害。由于鸟害给人类造成严重的安全隐患和经济损失不断增加，随着驱鸟设备的不断改良，既能够做到有效驱鸟又不伤害鸟类的驱鸟设施越来越成为人们的需求。在国内外现有的驱鸟方法中，由于激光驱鸟的驱鸟效果显著，鸟类对其适应性较低，对鸟类的危害较小且经济环保，激光驱鸟相关仪器在近些年取得了快速的发展。

1国内外现有驱鸟器研究现况

1.1 国内外几种常用驱鸟方式分析

（1）煤气炮驱鸟（听觉）

在听觉驱鸟方式中，煤气炮主要靠煤气炮爆炸时产生的声音来驱赶附近的鸟类，多用于机场驱鸟。但是，由于爆炸的声音分贝不能变化，如果鸟类长期间处于这种声音的环境下，鸟类就会习惯于煤气炮爆炸的声音甚至会产生耐受性，进而会影响到驱鸟效果。

（2）激光驱鸟（视觉）

在目前所有的驱鸟方式中，激光驱鸟是最安全、最环保、最有效的方式，根据仿生学原理，通过激光驱鸟器发出的激光对鸟类起到恐吓和驱赶的目的。此方式也是现存驱鸟方式中对鸟类伤害最小的驱鸟方式，并且鸟类对其不会产生适应性。

（3）药物驱鸟（化学）

药物驱鸟是指通过利用药物的气味影响鸟类神经系统和呼吸系统从而起到驱鸟的效果的驱鸟方式。但是药物驱鸟对鸟的作用时间有限，且只对部分鸟类有效。

（4）生态驱鸟

生态驱鸟是指干扰食物链，使食物链中某成分缺失，导致鸟类食物缺失无法生存，目前常见的手段有割草、杀虫。通过割草减少鸟类在治鸟区域的栖息场所，或通过喷洒农药来消除草地里的昆虫或减少抑制植物的生长，减少鸟类的食物来源[2]。但这两种方式都会对生态环境造成一定的损害。

（5）防鸟刺（占位）

通过在输变电线路的上方等需要防鸟的地方安装防鸟刺，能够有效抑制鸟类在导线上方的活动以维持线路的正常使用，减少鸟类对输电线路的损坏。但对适用环境有较大的限制，只适合于电力电信等部门，而不适用于机场或农业部门。

（6）探鸟雷达（雷达）

利用雷达探鸟能够准确高效地探测机场周围的鸟情，对飞行器起到预警作用，并有利于驱鸟设备有针对性地驱散鸟群。使用探鸟雷达可以全天候、全方位地对一定区域内的鸟情进行监控识别，节省了一定的人力物力，且受空气能见度和恶劣天气的影响较小。但是探鸟雷达只能起到探测和预警的作用，要达到驱鸟的目的还需要结合其他的驱鸟设备。

1.2 国内外激光驱鸟器研究现状

国际上关于激光驱鸟装置的研究于20 世纪80年代后期逐渐开始，国际专利年申请量基本呈上升趋势。2005 年中国的第一件关于激光驱鸟装置专利的申请 CN2812589Y 是基于激光视觉驱鸟的原理，设计的一种激光驱鸟灯。这种激光驱鸟灯的驱鸟效果显著、作用范围较大且无噪音污染[1]。随后该领域的专利研发数量明显加快，截至2020年4月8日的公开数据，国内有关激光驱鸟装置的专利达到163件。由此可见，随着对机场、电力设施等场所开发利用的增加，对既能够起到驱鸟效果又不影响鸟类生存，环保高效的驱鸟技术的需求也在不断增加。

2新型驱鸟用激光器的研究机理

通过对比不同波长的激光与鸟眼睛的光谱特性（包括明暗感觉和感色功能）、感光灵敏度，及其产生的视觉行为和生理行为，比较发现，532 nm的绿光激光器驱鸟效果最佳。出于鸟类对532nm的绿色激光明显的视觉敏感性，当激光发射器发出来的绿色光束对鸟类进行扫射时，基于仿生学原理，激光束就如同一根绿色棍棒向鸟类扑打而来，对鸟类产生巨大的威慑力，以此驱离鸟类，且不会对鸟类造成伤害。

通过比较激光光斑大小和形状变化对鸟眼的方向灵敏性、感受视野、图形的鉴别特性（包括错视现象）的影响，调整激光光束运动的方式和速度、激光闪烁频率的变化，研究鸟眼视力特性、时空信息视觉特性和显示条件（尤其是显示面的周围条件），以及所产生的鸟类视觉行为和生理行为，不断完善激光驱鸟机理，探索驱鸟新方法和新技术，并实现不同天气不同环境下有效驱鸟、高效驱鸟。

波长为532 nm的绿光激光器除了驱鸟效果最好，且价格较便宜，技术相对成熟，光束质量较好。

3国内驱鸟激光器技术发展趋势

由于激光驱鸟装置在发射角度上有一定的局限，这就使驱鸟过程的角度和高度受到一定的影响，大大降低了驱鸟效果。因此，激光驱鸟装置从照射角度和激光性质等方面进行调整，扩大驱鸟器的作用范围，自动改变照射位置，使驱鸟装置向可控化发展。

传统的激光驱鸟器消耗大量人力物力，且瞄准精度低，驱鸟效率低、效果差。通过开发图像识别系统，设计自动瞄准跟踪装置、远程监控摄像头、自感应智能装置等提高驱鸟设备的自动化能力，减少人员劳动力的投入，可以远程随时对激光扫描的参数进行调整，从而提高激光驱鸟的精确度。

此外，随着对驱鸟需求的不断提高，驱鸟器的作用机理也在由单一形式转变为多功能驱鸟。结合激光驱鸟与其他驱鸟方式，从听觉、视觉等多个角度同时控制的方法，设计出适合多种环境条件的驱鸟器，满足更复杂环境下的驱鸟目的。

由于驱鸟器多在地广人稀的野外环境使用，对驱鸟器的使用情况不能做到及时了解，其使用寿命会受到使用环境的影响。于是一些驱鸟器的专利趋向于增加防护装置，使其在遇到恶劣天气或受到碰撞时可以保护驱鸟器的激光发射零件不受损坏，从而延长其使用寿命。

参考文献

[1] 熊晶.激光驱鸟专利技术现状分析[J].黑龙江电力，2016，38（1）：53-55，60.

[2] 本刊编辑.驱鸟方法综述[J].西北园艺（果树专刊），2013，（5）：4-5.