面向功能的机场驱鸟ROS软件系统设计.pdf

盐城工学院硕士学位论文

摘要

在现代的民航业中，航空安全性成为了公众关注的重点和焦点。一项不容忽

视的安全隐患是机场周边的鸟类活动可能带来的鸟击风险。为了减少这一安全隐

患，机场驱鸟的工作变得至关重要。本研究的目标是设计一套基于机器人操作系

统(RobotOperatingSystem，以下简称ROS)的智能化驱鸟系统，以提供更高效和精

确的鸟类监控和管理手段。论文的具体研究工作有：

(1)通过需求分析和业务流程的综合，搭建机场驱鸟ROS软件系统的设计框

架，包括探测感知、信息综合处理、多能驱离和人机交互等功能模块的设计，使

系统能够有效协同工作和数据交互，实现高效的驱鸟任务。在机场驱鸟系统环境

实现中，整合光电、激光、雷达、强声等设备，通过上位机实现对鸟类的监测、

驱离和控制，提高机场周边的安全性和效率。通过动态优先级任务分配，确保系

统能够快速响应各种情况下的驱鸟需求，从而实现更加智能化和高效的驱鸟操作。

整合多种设备和系统，结合动态任务分配策略，使得机场驱鸟系统能够更加灵活、

智能地应对复杂的环境和任务需求，提升了系统的整体性能和应用价值。

(2)机场驱鸟系统在探测感知鸟类过程中鸟类数据传输量大，造成系统的响应

实时性差，在机场驱鸟系统的通信过程中应用仿生学总线设计，该总线通过模糊

匹配算法，系统能够更准确地处理大量鸟类信息，包括体长、速度等特征，实现

对鸟类的分类和识别；采用模糊度计算和隶属度分析，有效地处理鸟类信息的复

杂性，提高信息处理的准确性和效率；通过仿生学总线的应用，系统可以更快速

地传输数据和处理控制指令，从而提高系统的工作效率和性能。

(3)考虑机场驱鸟ROS软件系统对可靠性的要求较高，冗余技术成为一种关

键解决方案，采用双总线冗余技术，确保系统在设备故障时能够实现无缝切换到

备用设备，从而保障数据的持续传输和系统控制的稳定性，有效地满足了系统对

可靠性的严格要求，为机场驱鸟ROS软件系统的稳定运行提供了可靠保障。

关键词：机场驱鸟系统设计，ROS系统，仿生学总线，冗余技术

I

Abstract

Abstract

Inthemoderncivilaviationindustry,aviationsafetyhasbecomeafocusandfocus

ofpublicattention.Asafetyhazardthatcannotbeignoredistheriskofbirdstrikethat

mayarisefrombirdactivitiesaroundtheairport.Inordertoreducethissafetyhazard,

theworkofbirdrepellentatairportshasbecomecrucial.Thegoalofthisstudyisto

designanintelligentbirdcontrolsystembasedonRobotOperatingSystem(ROS),in

ordertoprovidemoreefficientandaccuratebirdmonitoringandmanagementmethods.

Thespecificresearchworkofthepaperincludes:

(1)Byanalyzingrequirementsandintegratingbusinessprocesses,adesign

frameworkfortheairportbirdrepellentROSsoftwaresystemisestablished,including

thedesignoffunctionalmodulessuchasdetectionperception,information

comprehensiv