李英翔常 通蘭玉彬，2王會征，2張雨滋，2韓 鑫，2*

(1山東理工大學農(nóng)業(yè)工程與食品科學學院 山東 淄博 255000；2山東省農(nóng)業(yè)航空智能裝備工程技術(shù)研究中心 山東 淄博 255000)

據(jù)北京果樹產(chǎn)業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)得知，果園農(nóng)作物產(chǎn)量因各類鳥類啃食造成的損失達到10%～15%[1]。對比傳統(tǒng)驅(qū)鳥器，仿生驅(qū)鳥無人機有效工作范圍更廣。其上可搭載仿生學驅(qū)鳥設(shè)備，有效降低鳥類產(chǎn)生“適應性”的概率。目前，仿生無人機在諸多領(lǐng)域得到了廣泛運用，研制新型仿生驅(qū)鳥無人機成為了一個值得探索的新方向。

1 仿生無人機技術(shù)原理

蔣國江[2]等通過分析鳥類及昆蟲的撲翼特性，使用渦格法進行氣動估算，建立了撲翼飛行器的撲翼模型。仿真結(jié)果表明，設(shè)計的撲翼飛行器具有良好的氣動性能，可以產(chǎn)生足夠的推力維持飛行速度。

圖1 仿生無人機-仿生鳥

2 仿生驅(qū)鳥無人機在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用

李莉[3]等采用搭載仿生語音驅(qū)鳥模塊的自制無人機進行了果園鳥類驅(qū)避實驗，利用驅(qū)鳥語音模塊播放老鷹鳴叫。試驗結(jié)果表明：作物受啄率為0.44%，相比對照區(qū)域的5.04%受啄率，仿生無人機驅(qū)鳥技術(shù)果實受啄率降低91.27%。由此得出，仿生驅(qū)鳥無人機應用可有效降低農(nóng)作物受啄率。

圖2 無人機驅(qū)鳥原理

3 仿生驅(qū)鳥器類型

3.1 超聲波驅(qū)鳥。當超聲波頻率達到20～80kHz時，鳥類鼓膜會產(chǎn)生40～80 nm的振幅[4]，鄭茳萌[5]等基于超聲波驅(qū)鳥特性研制出的新型低空域超聲波驅(qū)鳥器，主要由太陽能電池板、多普勒雷達電路、超聲波驅(qū)鳥模塊等組成。

圖3 超聲波驅(qū)鳥器

3.2 激光驅(qū)鳥。劉吉沼[6]等通過論證得出鳥類對波長為532 nm的綠色激光最為敏感，團隊研制的新型智能激光驅(qū)鳥器由掃描單元拍攝單元、綜合控制單元、激光發(fā)射單元等組成。其發(fā)射單元選用波長532 nm、光斑直徑大于18 nm的綠色激光發(fā)射器。工作時發(fā)射出一束直徑152 mm的棒狀激光向保護區(qū)域掃射。劉吉沼[6]等試驗證實，鳥害概率大幅降低。

圖4 激光驅(qū)鳥器中控系統(tǒng)工作原理

表1 幾種主要驅(qū)鳥技術(shù)作業(yè)的優(yōu)缺點

4 仿生驅(qū)鳥無人機研究前景分析

無人機的制造成本、維護成本較高[10]。相比于驅(qū)鳥收益，其投入比較大[11]。如可以降低無人機應用成本，此種新型驅(qū)鳥技術(shù)將更為普及。