一、鸟撞飞机“两重天”(论文文献综述)
邵思迪[1](2021)在《机场探鸟系统中鸟类目标检测关键技术研究》文中研究指明近年来,随着航空业飞速发展,机场内鸟击事件频繁发生,严重威胁到人们的生命财产安全。传统的驱鸟手段存在效率低、成本高、时效性短等问题,现如今驱鸟技术又面临着机场飞鸟数量多、体积小、聚集情况复杂等众多挑战。本文主要进行机场探鸟系统中鸟类目标检测关键技术研究。针对机场飞鸟检测精度不高的问题,本文提出了一种时域变化滤波(Temporal Variation Filter,TVF)算法和基于高斯热图感知的鸟目标检测网络(Bird Detection Network based on Gaussian Heatmap Perception,BDGHP-Net)相结合的二级机场鸟类目标探测算法。首先,利用时域的变化特性,设计了一种时域变化滤波方法,对拍摄的机场飞鸟红外视频序列中的运动目标进行一级检测,得到运动区域(即单只飞鸟和空间有重叠的多只飞鸟)的矩形候选框;其次,对候选框按照面积分布进行筛选,如果候选框面积小于群鸟均值面积的一定阈值倍数,则认为目标框是是单一目标框,直接作为检测结果输出;否则认为目标框中包含多只飞鸟,送入BDGHP-Net网络进行二级检测;接着,本文设计了一种基于高斯热图感知的鸟类目标检测网络,利用红外视频中鸟类目标呈现的中心最亮以及离中心距离变大而慢慢变暗的外观特性,采用高斯模板对标注的真值矩形区域进行滤波以生成具有高斯分布的鸟目标伪真值样本,网络结构中采用VGG16网络作为基干网络提取鸟目标的深度特征,利用MaxPooling滤波处理对多通道的显着区域进行增强处理,引入1×1卷积操作降低网络参数个数,有效提高网络推理速度;采用均方误差损失函数对输入的候选框区域内的图像进行像素级的鸟目标预测;最后对BDGHP-Net网络预测得到的高斯热图采用分水岭分割算法进行后处理得到各个飞鸟连通区域。为验证本文提出的机场鸟类目标探测算法方法的有效性,分别在所拍摄的Bird_a和Bird_b红外数据集上进行了检测性能测试。本文在Bird_a和Bird_b数据集上的调和平均值分别达到了 8 8.7%和92.2%,与近几年的一些主流目标检测器进行了对比实验,在Bird_a数据集上,本文算法相比 Faster R-CNN、Mask R-CNN、RFB、YOLOv3、HSD 和 YOLOv4算法的调和平均值分别高了 14.6%、1 0.5%、7.6%、9.7%、4.8%和2.9%;在Bird_b数据集上,本文算法相比 Faster R-CNN、Mask R-CNN、RFB、YOLOv3、HSD 和 YOLOv4 算法的调和平均值分别高了 12.9%、9.4%、6.4%、8.0%、4.3%和2.1%,从而验证了本文方法的有效性。在运行速度方面,本文的帧率达到了 21.1,能够满足实时性的要求。实验结果表明,本文提出的二级鸟类目标检测算法对机场低空区域内出现的飞鸟能够进行有效检测。结合本课题提出的检测算法,设计了基于机器视觉的激光驱鸟机器人系统。系统主要由二自由度反射镜、高频激光发射器、网络摄像头、反射镜伺服控制器和视频序列处理模块构成,其中视频序列处理模块包括目标检测、目标跟踪以及伺服控制算法实现。本文开发的机场驱鸟系统能够实现自动化定位、追踪以及刺激驱赶飞鸟,能够有效解决机场内鸟类事故频发的问题。
赵超[2](2014)在《基于物联网的机场驱鸟系统的研制》文中研究表明随着航空事业的快速发展,航空灾难带来的危害和损失越来越引起人们的注意。航空灾难中很大的比例是在飞机起飞和降落的时候发生的,而在这种类型的航空灾难中主要原因是由于鸟撞飞机造成的,为避免鸟撞飞机事故的发生,机场驱鸟成为航空业的一个重要任务,也成为一个世界性的难题。本文所研究的驱鸟系统解决了机场驱鸟工作的盲目性,实现了机场驱鸟的高效性、规范性,提高了机场驱鸟技术的自动化和智能化水平。本文首先对该项目(济南空军后勤部机场驱鸟系统)中的鸟情信息采集管理系统使用中出现的问题进行了分析,并提出了解决方案,主要针对解决以下问题:缺乏驱鸟联动设备,没有做到有效解除鸟情,无线传感器网络缺乏稳定性,鸟情采集设备智能性不足,同时研制了联动驱鸟机器人和诱导式调频广播声驱炮。本文的主要工作有:(1)研制了驱鸟联动设备主要包括智能化驱鸟机器人和诱导式联动声驱炮。驱鸟联动设备的驱鸟动作和机场鸟情直接相关,解决了机场驱鸟的盲目性。(2)对一期项目中的机场无线驱鸟网络中的中继站、主站进行了改造设计,增加了报警和保护装置,确保了无线驱鸟网络的稳定性,实现了网络工作状态的在线监管。(3)对鸟情采集设备进行改造设计,增加操作系统对鸟情信息进行采集管理,更符合机场驱鸟工作的需求。(4)对机场无线网络、鸟情采集设备、联动驱鸟设备的网络规划和搭建,确保了所有设备状态在线监控管理和异常报警。综上,该系统中的各个设备均通过长期稳定测试,并达到了机场驱鸟工作的需要,通过鸟情采集设备和无线驱鸟网络将机场鸟情信息上传到服务器监管平台,服务器监管平台对鸟情信息解析处理后制定特定的驱鸟命令,通过无线驱鸟网络将驱鸟命令下发到联动驱鸟设备,实现高效、准确、有针对性的驱鸟。该系统已经在空军某部管辖的多个军用机场安装使用,在驱鸟工作中稳定运行,起到了明显作用,取得了良好的效果,该系统中的驱鸟联动设备得到了机场驱鸟工作人员的肯定和高度评价,同时得到了军区领导的一致好评。
谢腾[3](2012)在《基于ZigBee技术的机场鸟情防撞系统的设计与实现》文中研究表明航空安全问题历来受到世界各国的重视,而其中“鸟撞"问题由于其危害的严重性和防治的复杂性,成为长期困扰着航空界的世界难题。本文在统计分析了鸟撞事故的成因,以及对机场周围鸟类活动和相关设备使用情况的调研基础之上,提出了以ZigBee无线通信技术为核心的鸟情防撞系统。本文首先基于ZigBee技术的基本原理,研究分析了ZigBee物理层、MAC层、网络层、应用层等各层协议、数据传输方式及网络拓扑结构。重点介绍了鸟情防撞系统的软件硬件设计和实现,主要工作有:设计了鸟情信息采集终端、中继站、上位机信息接收机,其中鸟情信息采集终端采用STM32F103RBT6微控制器作为主控芯片,采用支持ZigBee协议栈的XBee模块作为无线发射模块,并且搭载GPS、电子罗盘等;设计了鸟情信息终端、中继站与上位机微控制器运行的软件程序,实现了鸟情数据的实时性上传,通过上位机的功能实现鸟情预警和对鸟类的有效驱赶。综上,本文完成了基于ZigBee技术鸟情防撞系统(除上位机外)的软硬件设计,经过严格的测试,系统到了项目最初的要求。目前该系统已经在空军某机场使用,系统工作正常并能及时提供鸟情预警,机场相关方面对系统性能及工作情况给予认可和高度评价。该系统不仅实现了信息化鸟情采集及机场驱鸟装置联动,而且具有操控好、使用灵活等特点,因此本文设计的鸟情防撞系统还具有广阔的市场前景。
王远超[4](2009)在《基于ARM7的机场无线驱鸟器设计与实现》文中研究说明论文源于大连市科技基金项目及大连海事大学与大连机场的合作项目。鸟撞事件一直是影响飞机安全的重大隐患。国内各机场的驱鸟手段普遍的方法还是利用音频驱鸟进行驱鸟。但是,目前使用的驱鸟器存在着声音存储容量很小、声音格式单一、采用定时播放的固定模式等弊端,这些因素制约了驱鸟器的驱鸟效果。针对驱鸟器存在的上述弊端,在分析了目前机场驱鸟的现状以及对大连机场的鸟情及设备使用情况的调研基础之上,本文提出了一套以无线通信技术及嵌入式技术为核心的新型驱鸟方案。主要工作有:第一,设计并实现了新一代的机场驱鸟器芯片,其中采用LPC2132微处理芯片作为驱鸟器的控制芯片;采用VS1003语音芯片进行语音解码,并与D类功放技术设计的高信噪比、低功耗、高音质数字功放结合,实现了声音的高保真放大播放;采用SD卡存储,解决了以往驱鸟设备声音存储量小和声音格式单一的缺点,并提供了驱鸟器声音方便的更新方法。第二,设计了驱鸟车与驱鸟器之间的通信协议,并应用到了驱鸟车的驱鸟控制台,实现了驱鸟车对指定驱鸟器的智能控制,即按照指定播放形式、指定时间播放指定的驱鸟声音,从而实现了驱鸟车对于驱鸟器的点到点精确控制,这也是本文的一个创新点。综上,本文完成了驱鸟器系统的软硬件以及相关通信协议的设计,经过了实验室及实地测试,达到了设计要求。目前该系统已经在大连周水子机场实际应用,其驱鸟效果较好,运行稳定,得到了机场相关方面的认可和验收。该项产品不仅实现了驱鸟器智能的工作方式,而且具有成本低、性能好、操作简单等特点,因此本文设计的驱鸟器系统具有良好的应用价值和市场前景。
孙立华,王鹏宇[5](2003)在《鸟撞飞机“两重天”》文中提出 随着航空事业的发展和飞行活动的增多,世界各国军用和民用航空的鸟撞飞机事故日趋严重。据称,国际民航组织每年收到飞机撞鸟报告达4000-5000份。1999年12月15日,台空军新竹基地一架编号2036的幻影2000-5型战机,在花莲空域进行由战管雷达引导的拦截训练时在新竹外海坠毁。这次“幻影”战斗机失事完全是由于飞鸟撞击造成的,并不是飞机零部件发生问题。据初步统计,光是1999年,台湾空军就遇82起飞鸟事件。其中有一次,台湾“参谋总长”汤曜明到“国军”新竹医院
二、鸟撞飞机“两重天”(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、鸟撞飞机“两重天”(论文提纲范文)
(1)机场探鸟系统中鸟类目标检测关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 机场驱鸟研究现状 |
1.2.2 目标检测技术研究现状 |
1.2.3 目标跟踪技术研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 论文结构安排 |
2 相关技术介绍 |
2.1 机场驱鸟技术介绍 |
2.1.1 基于驱逐策略的智能驱鸟方法介绍 |
2.1.2 基于飞鸟检测的机场驱鸟方法介绍 |
2.1.3 基于驱逐设备的机场驱鸟系统介绍 |
2.2 目标检测算法介绍 |
2.2.1 单阶段目标检测算法 |
2.2.2 两阶段目标检测算法 |
2.3 本章小结 |
3 机场鸟类目标检测算法研究 |
3.1 研究方案 |
3.2 基于时域变化滤波的运动目标一级检测 |
3.3 鸟目标检测网络的高斯热图真值制作 |
3.4 高斯热图感知的鸟目标检测网络(BDGHP-Net)设计 |
3.4.1 网络结构设计 |
3.4.2 损失函数设计 |
3.4.3 网络训练 |
3.5 基于BDGHP-Net的鸟群目标二级检测 |
3.5.1 基于BDGHP-Net的目标检测 |
3.5.2 网络检测结果分水岭后处理 |
3.6 本章小结 |
4 机场鸟类目标检测实验结果及分析 |
4.1 实验数据集和实验环境 |
4.1.1 实验数据集介绍 |
4.1.2 目标框标注和数据增强 |
4.1.3 实验环境 |
4.2 目标检测算法评估指标 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 主观结果对比及分析 |
4.3.2 客观结果对比及分析 |
4.3.3 消融实验对比及分析 |
4.4 本章小结 |
5 基于机器视觉的激光驱鸟机器人系统开发 |
5.1 系统框架 |
5.2 硬件设计 |
5.3 稳瞄算法设计 |
5.3.1 目标检测 |
5.3.2 目标跟踪 |
5.3.3 伺服控制系统实现细节 |
5.4 系统测试 |
5.4.1 飞鸟检测性能测试 |
5.4.2 飞鸟跟踪性能测试 |
5.5 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间主要研究成果 |
(2)基于物联网的机场驱鸟系统的研制(论文提纲范文)
目录 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 课题的来源和意义 |
1.3 国内外驱鸟和相关技术的研究现状和趋势 |
1.3.1 国内外驱鸟的现状以及问题 |
1.3.2 国内外驱鸟的研究趋势 |
1.4 本文的主要研究内容和创新点 |
1.4.1 本文的主要研究内容 |
1.4.2 本文的创新点 |
第二章 智能化机场驱鸟系统的关键技术 |
2.1 物联网技术 |
2.1.1 物联网概述 |
2.1.2 物联网的产生与发展 |
2.1.3 物联网的应用 |
2.1.4 物联网的关键技术 |
2.2 无线传感器网络技术 |
2.2.1 无线传感器网络概述 |
2.2.2 Zigbee 网络 |
2.2.3 短波网络 |
2.3 嵌入式系统 |
2.3.1 嵌入式系统概述 |
2.3.2 嵌入式实时操作系统 |
2.3.3 嵌入式微处理器介绍 |
2.3.4 嵌入式系统开发 |
2.4 调频技术 |
第三章 系统整体网络设计 |
3.1 智能化驱鸟系统的总体构成 |
3.1.1 智能化驱鸟系统的网络拓扑 |
3.1.2 智能化驱鸟系统网络节点模块介绍 |
3.1.3 智能化驱鸟系统网络节点改进设计 |
3.2 传感器信息采集节点改进设计 |
3.2.1 传感器信息采集节点 CPU 介绍 |
3.2.2 传感器信息采集节点整体架构 |
3.2.3 硬件外围电路设计 |
3.3 传感器信息采集节点嵌入式软件开发 |
3.3.1 嵌入式开发环境的搭建 |
3.3.2 程序的开发编译 |
第四章 智能驱鸟机器人和智能诱导声驱炮 |
4.1 智能驱鸟机器人总体构成 |
4.2 智能驱鸟机器人的硬件设计 |
4.2.1 智能化驱鸟机器人电源电路设计 |
4.2.2 智能化驱鸟机器人通信下载电路设计 |
4.2.3 智能化驱鸟机器人液晶显示驱动电路设计 |
4.2.4 智能化驱鸟机器人 SD 卡驱鸟声音存储电路设计 |
4.2.5 智能化驱鸟机器人音频解码放音电路设计 |
4.2.6 智能化驱鸟机器人报警检测电路设计 |
4.3 智能驱鸟机器人的软件设计 |
4.3.1 智能化驱鸟机器人控制板整体程序架构 |
4.3.2 智能化驱鸟机器人控制板通信解析程序 |
4.3.3 智能化驱鸟机器人控制板液晶驱动程序 |
4.3.4 智能化驱鸟机器人控制板 SD 卡读写程序 |
4.4 智能诱导声驱炮 |
4.4.1 智能诱导声驱炮整体架构 |
4.4.2 智能诱导声驱炮实现 |
第五章 总结与展望 |
5.1 本文所做的工作 |
5.2 下一步要做的工作 |
参考文献 |
已发表学术论文 |
专利 |
参加科研工程项目 |
致谢 |
(3)基于ZigBee技术的机场鸟情防撞系统的设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 国内外关于该课题及相关技术的研究现状和趋势 |
1.2.1 国外驱鸟现状及趋势 |
1.2.2 国内驱鸟现状及趋势 |
1.2.3 国外 ZigBee 研究及趋势 |
1.2.4 国内 ZigBee 研究及趋势 |
1.3 本文的主要研究内容与主要工作 |
第二章 鸟情防撞系统的技术基础 |
2.1 ZigBee 技术 |
2.1.1 ZigBee 概述 |
2.1.2 ZigBee 协议栈体系结构 |
2.1.3 ZigBee 网络的组成 |
2.1.4 ZigBee 网络拓扑结构 |
2.1.5 ZigBee 网络相关功能概述 |
2.1.6 ZigBee 与其他几种无线通信技术的比较 |
2.2 ARM 处理器 |
2.2.1 ARM 处理器介绍 |
2.2.2 ARM Cortex-M3 处理器介绍 |
2.2.3 ARM 开发环境 IAR Embedded Workbench |
第三章 鸟情防撞系统的硬件设计 |
3.1 鸟情防撞系统的组成 |
3.2 手持机电路设计 |
3.2.1 ZigBee 解决方案——XBee Pro |
3.2.2 XBee Pro 模块及周围电路设计 |
3.2.3 STM32F103RBT6 微处理器及其电路设计 |
3.2.4 随机存储器电路设计 |
3.2.5 GPS 芯片电路设计 |
3.2.6 外设接口电路设计 |
3.2.7 SD 卡电路设计 |
3.2.8 液晶模块电路设计 |
3.2.9 按键板电路设计 |
3.2.10 手机电池智能控制电路设计 |
3.2.11 电源转换电路 |
3.3 中继站节点电路设计 |
3.3.1 中继站节点总体电路设计 |
3.3.2 数码管模块电路设计 |
3.3.3 数据存储电路设计 |
3.3.4 数传电台电路设计 |
3.4 数据中心端电路设计 |
3.4.1 UART 转 RS485 电路设计 |
第四章 鸟情防撞系统的嵌入式软件设计 |
4.1 鸟情信息采集终端软件设计 |
4.2 中继站节点软件设计 |
4.3 监控中心接收机软件流程 |
第五章 总结与展望 |
5.1 本文所做工作 |
5.2 下一步的工作 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(4)基于ARM7的机场无线驱鸟器设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 课题研究背景 |
1.2.1 国内外现行的机场驱鸟方法 |
1.2.2 国内驱鸟器使用的现状和存在的问题 |
1.3 本课题研究的主要内容 |
第2章 ARM7微处理器及操作系统 |
2.1 嵌入式系统 |
2.1.1 嵌入式系统硬件结构 |
2.1.2 嵌入式软件结构 |
2.2 ARM微处理器 |
2.2.1 ARM微处理器介绍 |
2.2.2 ARM7微处理器介绍 |
2.3 μC/OS-Ⅱ操作系统 |
2.3.1 μC/OS-Ⅱ软件体系结构 |
2.3.2 μC/OS-Ⅱ API |
2.3.3 操作系统相关函数及处理器相关函数 |
第3章 无线通信技术的研究与应用 |
3.1 短距离无线通信技术 |
3.1.1 短距离无线通信技术发展特征应用 |
3.1.2 常用的基于短距离无线通信的组网技术 |
3.2 串行通信的简述 |
3.2.1 串行物理接口 |
3.2.2 串行通信协议 |
3.3 驱鸟器系统的通信协议的设计 |
第4章 驱鸟器的嵌入式总体设计与实现 |
4.1 硬件系统的结构概述 |
4.2 LPC2132微处理器及应用电路 |
4.2.1 LPC2132特性 |
4.2.2 LPC2132功能框图 |
4.2.3 LPC2132应用电路 |
4.3 电源电路 |
4.3.1 光伏供电 |
4.3.2 电源转换电路 |
4.4 宽频功放电路 |
4.4.1 功率放大器的分类及特点 |
4.4.2 D类功率放大器 |
4.5 语音处理电路 |
4.6 SD卡存储电路 |
4.7 串口通信 |
4.8 系统时钟 |
4.9 无线传输模块JZ872 |
4.9.1 无线传输模块JZ872性能与特点 |
4.9.2 JZ872接口使用注意事项 |
4.10 系统的软件设计 |
4.10.1 初始化模块流程 |
4.10.2 协议解析模块流程 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
研究生履历 |
四、鸟撞飞机“两重天”(论文参考文献)
- [1]机场探鸟系统中鸟类目标检测关键技术研究[D]. 邵思迪. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]基于物联网的机场驱鸟系统的研制[D]. 赵超. 山东师范大学, 2014(08)
- [3]基于ZigBee技术的机场鸟情防撞系统的设计与实现[D]. 谢腾. 山东师范大学, 2012(08)
- [4]基于ARM7的机场无线驱鸟器设计与实现[D]. 王远超. 大连海事大学, 2009(09)
- [5]鸟撞飞机“两重天”[J]. 孙立华,王鹏宇. 国防科技, 2003(12)