一种基于AI智能识别的野猪预警与处置系统

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一种基于ai智能识别的野猪预警与处置系统
技术领域
1.本发明涉及环境保护技术领域,具体是涉及一种基于ai智能识别的野猪预警与处置系统。


背景技术:

2.近些年来,随着我国环境保护工程、自然环境修复工程的不断打造,我国森林覆盖率连续30年稳步上升,生态环境较之前也有了很大的改善。然而祸福相依,生态环境的恢复,为野猪的生存提供了良好的环境,加之天敌渐少、野猪繁殖迅速等原因,导致野猪数量急剧上升。野猪天性凶狠难以驯化,时常会破坏农民农田,毁坏农作物,造成人员伤亡或其他财产损失。因此,在群众生产活动与野猪活动毗邻交接的区域,需研究野猪的预防驱赶技术及相应的防御措施,减少野猪活动对群众生产生活的影响,降低侵扰危害。
3.当前国内外关于驱赶野猪的方法主要有:设计机械模型定点制造活动驱赶野猪,该方法易被野猪适应,导致野猪继续进行破坏性活动;篝火驱赶法则容易产生污染且难以应对突发状况;声光驱赶法也是常用的驱赶方法,但该方法对野猪产生驱赶效果不大;而随意捕杀野猪则有违人与自然共处的自然法则。
4.因此急需一种在保护环境和可持续发展的前提下,实现人与野猪的和谐共处的野猪驱赶系统。


技术实现要素:

5.本发明所要解决的技术问题是克服当下驱赶野猪技术的缺陷,提供一种基于ai智能识别的野猪预警与处置系统,解决目前无法及时发现野猪并对野猪进行无伤害处置的这一亟待解决的问题,同时长期维持人与动物和谐共生。
6.为解决上述问题,本发明的技术方案如下:
7.一种基于ai智能识别的野猪预警与处置系统,包括:
8.硬件设施部分,所述硬件设施部分包括:
9.用于采集野猪声纹及声源且布设在防空区域边缘的现场监测预警设施,现场监测预警设施顶部设有太阳能板,太阳能板底部由上至下设有智能双光摄像头、第一通信模块及矩阵型拾音器,智能双光摄像头内置有感光传感器,其中:
10.矩阵型拾音器部署高度与成年野猪等高,其表面安装四个声纹传感器,用于采集200-10000赫兹的野猪声音频段,四个声纹传感器分别嵌在拾音器球型表面的上下左右四个方位,四个方位传感器中心位置设有用于采集野猪特殊行为中频率为每秒n次的拱地声音的音频传感器,
11.第一通信模块包括:用于通过声纹传感器和音频传感器对野猪野猪声纹进行识别的第一plc控制器,第一plc控制器上搭载有野猪声纹数据库和野猪声纹识别模型,第一plc控制器与声纹传感器、音频传感器电性连接,
12.用于模拟野猪中枪惨叫、流血、散发味道以及死亡挣扎的场景的现场处置设施,现
场处置设施位于防控区域中心位置,现场处置设施包括:
13.用于模拟猎人枪击野猪场景的高仿真猎人,高仿真猎人的手部固定连接有高仿真猎枪,高仿真猎枪的枪口安装有led闪光灯,高仿真猎人的头部设有用于接收控制信号并控制高仿真猎人工作的第二通信模块,高仿真猎人的腹部设有用于发出喊叫及枪击声的第一喇叭装置,高仿真猎人的人腿膝盖处设有用于模仿驱赶野猪腿部动作的第一电机,高仿真猎人背部设有用于供电的第一电池,
14.用于模拟野猪中枪后行为的高仿真野猪,高仿真野猪的臀部设有用于释放气味的带有喷洒孔的化学容器,高仿真野猪的猪腿膝盖处设有用于模仿野猪腿部挣扎的第二电机,高仿真野猪的鼻部设有用于模拟野猪惨叫的第二喇叭装置,高仿真野猪背部设有用于供电的第二电池,高仿真野猪的头部设有用于接收控制信号并控制高仿真野猪工作的第三通信模块,
15.软件支持部分,软件支持部分包括:
16.用于在野猪发现且现场处置设施无法有效驱赶野猪后对工作人员进行预警提醒的预警通报小程序,预警通报小程序分为:基层版和领导版,
17.基层版包括:用于接收预警信息的基础功能模块,用于接收任务调度、接收现场工作信息的调度模块,用于将处置结果上报、汇总相关工作人员阅读预警信息、硬件工作状态、硬件维护信息以及维护进度上报的上报模块,
18.领导版包括:用于接收预警信息的基础功能模块,用于获取野猪信息、责任人状态、设备状态、人员调度信息并进行人员调度的野猪处置模块,用于获取已发现野猪位置及处置情况、所有设备位置、激发信息、工作状态、整体效果评估的全局展示模块,
19.用于在野猪照片拍摄后提供识别和展示野猪态势感知的后台控制系统,后台控制系统包括:
20.部署18级以上图层的2d地图瓦片以展示野猪态势感知的展示模块,用于对野猪照片进行物种识别的野猪识别模块,用于给第一通信模块、预警通报小程序提供访问接口的接口模块,支持设定责任人员的角色平台权限和预警通报小程序权限的权限管理模块,用于根据指定时间段野猪出现的频次分析系统部署效果的评估模块,用于对现场信息及中国境内不同地理野猪种群信息进行存储管理的数据库。
21.进一步地,野猪识别模块基于深度学习分类网路vgg16构建的野猪识别模型,野猪识别模型的训练过程包括以下步骤:
22.s1、收集野外环境中出现各种种类的野猪及其他动物的照片,并对照片中的动物是否是野猪及野猪品种进行标记,然后对照片进行预处理,通过水平和垂直翻转、位移进行数据增量,将处理后的照片作为图像数据集,并将图像数据集分成训练数据集和测试数据集;
23.s2、通过深度学习分类网路vgg16构建野猪识别模型,定义损失函数,选择优化器,再通过训练数据集对野猪识别模型进行训练;
24.s3、训练完成后,通过测试数据集对野猪识别模型进行验证及调整,使得野猪识别模型对照片中野猪是否出现的判断准确率大于98%。
25.进一步地,野猪声纹识别模型的训练及声纹识别过程为:
26.s1、传采集中国境内不同地理种群的野猪语音信号,形成原声源库,对野猪声源进
行预处理,预处理包括端点检测和噪声消除,端点检测环节对输入的音频流进行分析并自动删除音频中静音无效部分,只保留频段200-10000赫兹的有效语音,噪声消除环节滤除背景噪;
27.s2、经过预处理后的语音信号进入特征提取阶段,从特征声源的语音信号中提取出能够表征野猪特定的频谱特征参数;
28.s3、通过提取到的野猪声纹特征参数对野猪声纹识别模型进行学习训练,生成专有的野猪声纹识别模型;
29.s14:当需要进行声纹识别时,将采集到的语音信号进行预处理、特征提取后,得到待识别的特征参数,与野猪声纹数据库中全部模型进行相似性匹配,得到特征模式之间的置信度,通过选取适当的置信度作为阈值,得出识别结果并输出。
30.进一步地,第一通信模块还包括:无线联网模块、信号收发器,第二通信模块与第三通信模块结构相同,均包括:第二plc控制器、信号收发器,便于装置之间的控制。
31.更进一步地,化学容器朝向高仿真野猪体外侧设有数个加热喷头,加热喷头布设在位于化学容器内部的喷洒管上,喷洒管与位于化学容器内的水泵连通,水泵的入水口通过管道连接有位于化学容器内的存储箱,存储箱外包裹有保温层,存储箱上设有与内部连通的螺旋上盖,使得喷洒液体传播距离更远。
32.优选地,化学容器内还设有:用于给水泵及加热喷头供电的第三电池,便于化学容器的单独维护。
33.优选地,led闪光灯发光强度为1000流明,使得其传播距离能够达到100米。
34.优选地,现场监测预警设施供电方式可以为:市电交直流、太阳能电池或人工更换电池,适用于更多应用场景。
35.进一步优选地,系统还包括:用于工作人员现场独立控制现场处置设施工作的lora无线发射装置。
36.一种基于ai智能识别的野猪预警与处置系统,硬件部分,现场监测预警设施是整个系统的眼睛和耳朵,部署在靠近农田的野猪出没区域。现场监测预警设施发现动物时,自动抓拍,通过无线/有线网络发送到智能识别模块和数据库。现场处置设施收到系统控制台和通信模块发出的处置指令后,展开开枪动作,产生猎枪声光效果,真实模拟野猪中枪惨叫、流血、散发味道以及死亡挣扎的场景。通过现场环境的声光一体效果对野猪造成震慑、达成驱赶目的。软件部分,智能识别引擎和数据库判定为野猪后,系统控制台完成指挥中心态势展现、预警通报小程序信息通知、通过通信模块发出处置指令等系列操作。预警通报小程序安装在现场处置相关人员手机,分为领导版和基层版,相关人员包括各级政府相关负责人员、相关社区/村庄的居民、相关区域企事业单位(农场、果园等)负责人、野猪驱赶队人员,小程序将发现野猪的位置和图片预警信息通过微信页面推送给相关人员。领导版小程序还具备态势展现、工作调度、评估分析等功能。系统平台可根据预警和处置情况,进行阶段性的效果分析,从而不断优化现场设施的性能及部署,最终达到野猪形成代际遗传记忆、不再进入人类活动范围的终极目的。
37.本发明的有益效果是:
38.(1)本发明通过括野猪监控、野猪智能识别、野猪行为处置完成对野猪的智能驱赶,通过矩阵型拾音器完成对野猪声纹的获取,且结合野猪拱地的生物行为对其的出现进
行判断,在判断野猪出现后,开启智能双光摄像头对防控区域进行照片拍摄,大大降低了智能双光摄像头全天候监控所带来的能源浪费,增加了整个智能驱赶野猪装置的续航时间,做到了对野猪的针对性防控;
39.(2)本发明在野猪驱赶的过程中,通过模拟野猪射杀的惨叫、闪光灯亮起、野猪鲜血的喷洒,从听觉、视觉、嗅觉三方面做到了对野猪的极大恐吓效果。
附图说明
40.图1是本发明系统架构图;
41.图2是本发明后台控制系统架构图;
42.图3是本发明预警通报小程序领导版结构图;
43.图4是本发明预警通报小程序基层版结构图;
44.图5是本发明中现场监测预警设施上部的结构图;
45.图6是本发明中矩阵型拾音器的结构图;
46.图7是本发明中现场处置设施的结构图;
47.图8是本发明中高仿真猎人的结构图;
48.图9是本发明中高仿真野猪的结构图;
49.图10是本发明中化学容器的结构图;
50.图11是实施例1中智能驱赶野猪系统的部署图;
51.图12是实施例2中智能驱赶野猪系统的部署图;
52.图13是本发明中野猪声纹识别模型的训练及声纹识别流程图;
53.图14是实施例1中智能驱赶野猪系统的工作流程图;
54.其中,1-现场监测预警设施、11-太阳能板、12-智能双光摄像头、13-第一通信模块、131-声纹传感器、132-音频传感器、14-矩阵型拾音器、2-高仿真猎人、21-高仿真猎枪、22-第二通信模块、23-第一电池、24-第一喇叭装置、25-第一电机、3-高仿真野猪、31-第二喇叭装置、32-第二电机、33-第三通信模块、34-第二电池、35-化学容器、351-存储箱、352-保温层、353-螺旋上盖、354-第三电池、355-水泵、356-喷洒管、357-加热喷头。
具体实施方式
55.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
56.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义,“多种”一般包含至少两种。
57.应当理解,尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述
……
,但这些
……
不应限于这些术语。这些术语仅用来将
……
区分开。例如,在不脱离本发明实施例范围的情况下,第一
……
也可以被称为第二
……
,类似地,第二
……
也可以被称为第一
……

58.实施例1
59.如图1所示,一种基于ai智能识别的野猪预警与处置系统,包括:
60.硬件设施部分,硬件设施部分包括:
61.用于采集野猪声纹及声源且布设在防空区域边缘的现场监测预警设施1,如图5所示,现场监测预警设施1顶部设有太阳能板11,太阳能板11底部由上至下设有智能双光摄像头12、第一通信模块13及矩阵型拾音器14,智能双光摄像头12内置有感光传感器,其中:
62.如图6所示,矩阵型拾音器14部署高度与成年野猪等高,其表面安装四个声纹传感器131,用于采集200-10000赫兹的野猪声音频段,四个声纹传感器131分别嵌在拾音器球型表面的上下左右四个方位,四个方位传感器中心位置设有用于采集野猪特殊行为中频率为每秒n次的拱地声音的音频传感器132,
63.第一通信模块13包括:用于通过声纹传感器131和音频传感器132对野猪野猪声纹进行识别的第一plc控制器、无线联网模块、信号收发器,第一plc控制器上搭载有野猪声纹数据库和野猪声纹识别模型,第一plc控制器与声纹传感器131、音频传感器132电性连接,第二通信模块22与第三通信模块33结构相同,均包括:第二plc控制器、信号收发器,
64.用于模拟野猪中枪惨叫、流血、散发味道以及死亡挣扎的场景的现场处置设施,现场处置设施位于防控区域中心位置,如图7所示,现场处置设施包括:
65.用于模拟猎人枪击野猪场景的高仿真猎人2,如图8所示,高仿真猎人2的手部固定连接有高仿真猎枪21,高仿真猎枪21的枪口安装有led闪光灯,led闪光灯发光强度为1000流明,高仿真猎人2的头部设有用于接收控制信号并控制高仿真猎人2工作的第二通信模块22,高仿真猎人2的腹部设有用于发出喊叫及枪击声的第一喇叭装置24,高仿真猎人2的人腿膝盖处设有用于模仿驱赶野猪腿部动作的第一电机25,高仿真猎人2背部设有用于供电的第一电池23,
66.用于模拟野猪中枪后行为的高仿真野猪3,如图9所示,高仿真野猪3的臀部设有用于释放气味的带有喷洒孔的化学容器35,高仿真野猪3的猪腿膝盖处设有用于模仿野猪腿部挣扎的第二电机32,高仿真野猪3的鼻部设有用于模拟野猪惨叫的第二喇叭装置31,高仿真野猪3背部设有用于供电的第二电池34,高仿真野猪3的头部设有用于接收控制信号并控制高仿真野猪3工作的第三通信模块33,
67.软件支持部分,软件支持部分包括:
68.用于在野猪发现且现场处置设施无法有效驱赶野猪后对工作人员进行预警提醒的预警通报小程序,预警通报小程序分为:基层版和领导版,
69.如图4所示,基层版包括:用于接收预警信息的基础功能模块,用于接收任务调度、接收现场工作信息的调度模块,用于将处置结果上报、汇总相关工作人员阅读预警信息、硬件工作状态、硬件维护信息以及维护进度上报的上报模块,
70.如图3所示,领导版包括:用于接收预警信息的基础功能模块,用于获取野猪信息、责任人状态、设备状态、人员调度信息并进行人员调度的野猪处置模块,用于获取已发现野猪位置及处置情况、所有设备位置、激发信息、工作状态、整体效果评估的全局展示模块,
71.用于在野猪照片拍摄后提供识别和展示野猪态势感知的后台控制系统,如如图2所示,后台控制系统包括:
72.部署18级以上图层的2d地图瓦片以展示野猪态势感知的展示模块,用于对野猪照
片进行物种识别的野猪识别模块,用于给第一通信模块、预警通报小程序提供访问接口的接口模块,支持设定责任人员的角色平台权限和预警通报小程序权限的权限管理模块,用于根据指定时间段野猪出现的频次分析系统部署效果的评估模块,用于对现场信息及中国境内不同地理野猪种群信息进行存储管理的数据库。
73.其中,第一通信模块13包括:plc控制器、无线联网模块、信号收发器,第二通信模块22与第三通信模块33结构相同,均包括:plc控制器、信号收发器。
74.野猪识别模块基于深度学习分类网路vgg16构建的野猪识别模型,野猪识别模型的训练过程包括以下步骤:
75.s1、收集野外环境中出现各种种类的野猪及其他动物的照片,并对照片中的动物是否是野猪及野猪品种进行标记,然后对照片进行预处理,通过水平和垂直翻转、位移进行数据增量,将处理后的照片作为图像数据集,并将图像数据集分成训练数据集和测试数据集;
76.s2、通过深度学习分类网路vgg16构建野猪识别模型,定义损失函数,选择优化器,再通过训练数据集对野猪识别模型进行训练;
77.s3、训练完成后,通过测试数据集对野猪识别模型进行验证及调整,使得野猪识别模型对照片中野猪是否出现的判断准确率大于98%。
78.如图13所示,野猪声纹识别模型的训练及声纹识别过程为:
79.s1、传采集中国境内不同地理种群的野猪语音信号,形成原声源库,对野猪声源进行预处理,预处理包括端点检测和噪声消除,端点检测环节对输入的音频流进行分析并自动删除音频中静音无效部分,只保留频段200-10000赫兹的有效语音,噪声消除环节滤除背景噪;
80.s2、经过预处理后的语音信号进入特征提取阶段,从特征声源的语音信号中提取出能够表征野猪特定的频谱特征参数;
81.s3、通过提取到的野猪声纹特征参数对野猪声纹识别模型进行学习训练,生成专有的野猪声纹识别模型;
82.s14:当需要进行声纹识别时,将采集到的语音信号进行预处理、特征提取后,得到待识别的特征参数,与野猪声纹数据库中全部模型进行相似性匹配,得到特征模式之间的置信度,通过选取适当的置信度作为阈值,得出识别结果并输出。
83.如图14所示,本实施例的工作过程为:
84.s1、如图11所示,在野猪防控区域边缘部署十二个现场监测预警设施1,启动区域检测功能,在野猪防控区域内部署一处现场处置设施;
85.s2、现场监测预警设施1上的矩阵型拾音器14对周边声音进行声纹匹配和声源定位,第一plc控制器将采集到的语音信号进行预处理、特征提取后,得到待识别的特征参数,与野猪声纹数据库中全部模型进行相似性匹配,得到特征模式之间的置信度,通过选取适当的置信度作为阈值,得出识别结果并输出,当输出结果为野猪时,联动辅助智能双光摄像头12进行智能化抓拍图片,智能双光摄像头12通过内置的感光传感器判断白天黑夜,白天正常抓拍覆盖区域照片,黑夜启动白光模式进行抓拍,照片拍摄完成后通过第一通信模块13采用4g/5g无线回传照片至后台控制系统;
86.s3、后台控制系统中的数据库对照片进行存储后,野猪识别模块对传回的区域照
片进行野猪识别,在识别到野猪后通过接口模块发送野猪处置指令至第一通信模块13,第一通信模块13将野猪处置指令发送至第二通信模块22和第三通信模块33,同时将发现野猪的现场信息发布至预警通报小程序;
87.s4、第二通信模块22接收野猪处置指令后,控制第一电机25,使高仿真猎人2由站立姿势变换为半蹲姿势,第一喇叭装置24响起猎人吼叫和枪击声响,枪声大小为100分贝,模拟猎枪枪口的led闪光灯闪烁,高仿真野猪3野猪惨叫声,由站立姿势变换为倒下姿势,化学容器35中的仿真血液喷洒出来,并散发出野猪血腥味,5分钟后,高仿真野猪3及高仿真猎人2复位,停止工作,并将此次野猪处置信号时间、结果传回后台控制系统,存储在后台控制系统中的数据库内;
88.s5、野猪处置行为完成后,通过现场监测预警设施1实时监测周边区域是否存在野猪,发现多次驱赶后野猪依然未被赶走时,后台控制系统将预警信息发送至基础功能模块,基础功能模块通过手机响铃的方式对使用者进行提醒;
89.s6、野猪驱赶队队长通过登录领导版的预警通报小程序,通过野猪处置模块获取相关责任人信息并进行人员调度,野猪驱赶队队员通过调度模块接收任务调度和现场工作信息,在完成野猪驱赶后通过上报模块将处置结果上报、汇总相关工作人员阅读预警信息、硬件工作状态、硬件维护信息以及维护进度进行上报;
90.s7、在完成野猪驱赶后,评估模块根据预警和处置情况进行阶段性的效果分析,具体包括以下过程:
91.s71、当完成一次处置后,现场监测预警设施对周边进行野猪驱赶确认,检测是否存在野猪信息,包括野猪图片或野猪声音,当确认无野猪信息后,系统控制台结束本次处置,并记录本次处置结果;
92.s72、当现场监测预警设施发现野猪还驻留附近,则系统控制台再次下发驱赶指令触发现场处置设施;
93.s73、重复s71和s72,并计算下发处置指令次数,当次数大于5次时,控制台结束本轮处置,并推送野猪处置失效结果至预警通报小程序,进行人为干预;
94.s74、系统控制台根据本轮预警和处置结果,评估该地区的野猪代际遗传记忆,处置次数越少,代表本系统效果越好,处置次数越多或处置失败则表明设置需优化,需重新部署现场处置设施。
95.实施例2
96.本实施例与实施例1的区别在于:
97.系统还包括:用于工作人员现场独立控制现场处置设施工作的lora无线发射装置,
98.如图10所示,化学容器35朝向高仿真野猪3体外侧设有数个加热喷头357,加热喷头357布设在位于化学容器35内部的喷洒管356上,喷洒管356与位于化学容器35内的水泵355连通,水泵355的入水口通过管道连接有位于化学容器35内的存储箱351,存储箱351外包裹有保温层352,存储箱351上设有与内部连通的螺旋上盖353,化学容器35内还设有:用于给水泵355及加热喷头357供电的第三电池354。
99.现场监测预警设施1供电方式可以为:市电交直流、太阳能电池或人工更换电池。
100.本实施例的工作过程为:
101.s1、如图12所示,在野猪防控区域边缘部署十二个现场监测预警设施1,启动区域检测功能,在野猪防控区域内部署四处现场处置设施;
102.s2、现场监测预警设施1上的矩阵型拾音器14对周边声音进行声纹匹配和声源定位,第一plc控制器将采集到的语音信号进行预处理、特征提取后,得到待识别的特征参数,与野猪声纹数据库中全部模型进行相似性匹配,得到特征模式之间的置信度,通过选取适当的置信度作为阈值,得出识别结果并输出,当输出结果为野猪时,联动辅助智能双光摄像头12进行智能化抓拍图片,智能双光摄像头12通过内置的感光传感器判断白天黑夜,白天正常抓拍覆盖区域照片,黑夜启动白光模式进行抓拍,照片拍摄完成后通过第一通信模块13采用4g/5g无线回传照片至后台控制系统;
103.s3、后台控制系统中的数据库对照片进行存储后,野猪识别模块对传回的区域照片进行野猪识别,在识别到野猪后通过接口模块发送野猪处置指令至第一通信模块13,第一通信模块13将野猪处置指令发送至第二通信模块22和第三通信模块33,同时将发现野猪的现场信息发布至预警通报小程序;
104.s4、第二通信模块22接收野猪处置指令后,控制第一电机25,使高仿真猎人2由站立姿势变换为半蹲姿势,第一喇叭装置24响起猎人吼叫和枪击声响,枪声大小为100分贝,模拟猎枪枪口的led闪光灯闪烁,高仿真野猪3野猪惨叫声,由站立姿势变换为倒下姿势,化学容器35中的仿真血液喷洒出来,并散发出野猪血腥味,5分钟后,高仿真野猪3及高仿真猎人2复位,停止工作,并将此次野猪处置信号时间、结果传回后台控制系统,存储在后台控制系统中的数据库内;
105.s5、当后台控制系统失效,在野猪出现后并未识别时,使用者可通过lora无线发射装置直接控制现场处置设施进行野猪驱赶;
106.s6、野猪处置行为完成后,通过现场监测预警设施1实时监测周边区域是否存在野猪,发现多次驱赶后野猪依然未被赶走时,后台控制系统将预警信息发送至基础功能模块,基础功能模块通过手机响铃的方式对使用者进行提醒;
107.s7、野猪驱赶队队长通过登录领导版的预警通报小程序,通过野猪处置模块获取相关责任人信息并进行人员调度,野猪驱赶队队员通过调度模块接收任务调度和现场工作信息,在完成野猪驱赶后通过上报模块将处置结果上报、汇总相关工作人员阅读预警信息、硬件工作状态、硬件维护信息以及维护进度进行上报;
108.s8、在完成野猪驱赶后,评估模块根据预警和处置情况进行阶段性的效果分析,具体包括以下过程:
109.s81、当完成一次处置后,现场监测预警设施对周边进行野猪驱赶确认,检测是否存在野猪信息,包括野猪图片或野猪声音,当确认无野猪信息后,系统控制台结束本次处置,并记录本次处置结果;
110.s82、当现场监测预警设施发现野猪还驻留附近,则系统控制台再次下发驱赶指令触发现场处置设施;
111.s83、重复s81和s82,并计算下发处置指令次数,当次数大于5次时,控制台结束本轮处置,并推送野猪处置失效结果至预警通报小程序,进行人为干预;
112.s84、系统控制台根据本轮预警和处置结果,评估该地区的野猪代际遗传记忆,处置次数越少,代表本系统效果越好,处置次数越多或处置失败则表明设置需优化,需重新部
署现场处置设施。

技术特征:
1.一种基于ai智能识别的野猪预警与处置系统,其特征在于,包括:硬件设施部分,所述硬件设施部分包括:用于采集野猪声纹及声源且布设在防空区域边缘的现场监测预警设施(1),所述现场监测预警设施(1)顶部设有太阳能板(11),所述太阳能板(11)底部由上至下设有智能双光摄像头(12)、第一通信模块(13)及矩阵型拾音器(14),所述智能双光摄像头(12)内置有感光传感器,其中:所述矩阵型拾音器(14)部署高度与成年野猪等高,其表面安装四个声纹传感器(131),用于采集200-10000赫兹的野猪声音频段,四个声纹传感器(131)分别嵌在拾音器球型表面的上下左右四个方位,四个方位传感器中心位置设有用于采集野猪特殊行为中频率为每秒n次的拱地声音的音频传感器(132),所述第一通信模块(13)包括:用于通过所述声纹传感器(131)和所述音频传感器(132)对野猪野猪声纹进行识别的第一plc控制器,所述第一plc控制器上搭载有野猪声纹数据库和野猪声纹识别模型,第一plc控制器与声纹传感器(131)、音频传感器(132)电性连接,用于模拟野猪中枪惨叫、流血、散发味道以及死亡挣扎的场景的现场处置设施,所述现场处置设施位于防控区域中心位置,现场处置设施包括:用于模拟猎人枪击野猪场景的高仿真猎人(2),所述高仿真猎人(2)的手部固定连接有高仿真猎枪(21),所述高仿真猎枪(21)的枪口安装有led闪光灯,高仿真猎人(2)的头部设有用于接收控制信号并控制高仿真猎人(2)工作的第二通信模块(22),高仿真猎人(2)的腹部设有用于发出喊叫及枪击声的第一喇叭装置(24),高仿真猎人(2)的人腿膝盖处设有用于模仿驱赶野猪腿部动作的第一电机(25),高仿真猎人(2)背部设有用于供电的第一电池(23),用于模拟野猪中枪后行为的高仿真野猪(3),所述高仿真野猪(3)的臀部设有用于释放气味的带有喷洒孔的化学容器(35),高仿真野猪(3)的猪腿膝盖处设有用于模仿野猪腿部挣扎的第二电机(32),高仿真野猪(3)的鼻部设有用于模拟野猪惨叫的第二喇叭装置(31),高仿真野猪(3)背部设有用于供电的第二电池(34),高仿真野猪(3)的头部设有用于接收控制信号并控制高仿真野猪(3)工作的第三通信模块(33),软件支持部分,所述软件支持部分包括:用于在野猪发现且所述现场处置设施无法有效驱赶野猪后对工作人员进行预警提醒的预警通报小程序,所述预警通报小程序分为:基层版和领导版,所述基层版包括:用于接收预警信息的基础功能模块,用于接收任务调度、接收现场工作信息的调度模块,用于将处置结果上报、汇总相关工作人员阅读预警信息、硬件工作状态、硬件维护信息以及维护进度上报的上报模块,所述领导版包括:用于接收预警信息的基础功能模块,用于获取野猪信息、责任人状态、设备状态、人员调度信息并进行人员调度的野猪处置模块,用于获取已发现野猪位置及处置情况、所有设备位置、激发信息、工作状态、整体效果评估的全局展示模块,用于在野猪照片拍摄后提供识别和展示野猪态势感知的后台控制系统,所述后台控制系统包括:部署18级以上图层的2d地图瓦片以展示野猪态势感知的展示模块,用于对野猪照片进行物种识别的野猪识别模块,用于给所述第一通信模块、所述预警通报小程序提供访问接
口的接口模块,支持设定责任人员的角色平台权限和预警通报小程序权限的权限管理模块,用于根据指定时间段野猪出现的频次分析系统部署效果的评估模块,用于对现场信息及中国境内不同地理野猪种群信息进行存储管理的数据库。2.如权利要求1所述的一种基于ai智能识别的野猪预警与处置系统,其特征在于,所述野猪识别模块基于深度学习分类网路vgg16构建的野猪识别模型,所述野猪识别模型的训练过程包括以下步骤:s1、收集野外环境中出现各种种类的野猪及其他动物的照片,并对照片中的动物是否是野猪及野猪品种进行标记,然后对照片进行预处理,通过水平和垂直翻转、位移进行数据增量,将处理后的照片作为图像数据集,并将所述图像数据集分成训练数据集和测试数据集;s2、通过深度学习分类网路vgg16构建野猪识别模型,定义损失函数,选择优化器,再通过训练数据集对野猪识别模型进行训练;s3、训练完成后,通过测试数据集对野猪识别模型进行验证及调整,使得野猪识别模型对照片中野猪是否出现的判断准确率大于98%。3.如权利要求1所述的一种基于ai智能识别的野猪预警与处置系统,其特征在于,所述野猪声纹识别模型的训练及声纹识别过程为:s1、传采集中国境内不同地理种群的野猪语音信号,形成原声源库,对野猪声源进行预处理,预处理包括端点检测和噪声消除,端点检测环节对输入的音频流进行分析并自动删除音频中静音无效部分,只保留频段200-10000赫兹的有效语音,噪声消除环节滤除背景噪;s2、经过预处理后的语音信号进入特征提取阶段,从特征声源的语音信号中提取出能够表征野猪特定的频谱特征参数;s3、通过提取到的野猪声纹特征参数对野猪声纹识别模型进行学习训练,生成专有的野猪声纹识别模型;s14:当需要进行声纹识别时,将采集到的语音信号进行预处理、特征提取后,得到待识别的特征参数,与野猪声纹数据库中全部模型进行相似性匹配,得到特征模式之间的置信度,通过选取适当的置信度作为阈值,得出识别结果并输出。4.如权利要求1所述的一种基于ai智能识别的野猪预警与处置系统,其特征在于,所述第一通信模块(13)还包括:无线联网模块、信号收发器,所述第二通信模块(22)与所述第三通信模块(33)结构相同,均包括:第二plc控制器、信号收发器。5.如权利要求1所述的一种基于ai智能识别的野猪预警与处置系统,其特征在于,所述化学容器(35)朝向所述高仿真野猪(3)体外侧设有数个加热喷头(357),所述加热喷头(357)布设在位于化学容器(35)内部的喷洒管(356)上,所述喷洒管(356)与位于化学容器(35)内的水泵(355)连通,所述水泵(355)的入水口通过管道连接有位于化学容器(35)内的存储箱(351),所述存储箱(351)外包裹有保温层(352),存储箱(351)上设有与内部连通的螺旋上盖(353)。6.如权利要求5所述的一种基于ai智能识别的野猪预警与处置系统,其特征在于,所述化学容器(35)内还设有:用于给所述水泵(355)及加热喷头(357)供电的第三电池(354)。7.如权利要求1所述的一种基于ai智能识别的野猪预警与处置系统,其特征在于,所述
led闪光灯发光强度为1000流明。8.如权利要求1所述的一种基于ai智能识别的野猪预警与处置系统,其特征在于,所述现场监测预警设施(1)供电方式可以为:市电交直流、太阳能电池或人工更换电池。

技术总结
本发明提供了一种基于AI智能识别的野猪预警与处置系统,涉及环境保护技术领域。系统包括:硬件设施部分和软件支持部分,硬件设施包括:现场监测预警设施、现场处置设施,软件支持部分包括:预警通报小程序、后台控制系统,预警通报小程序分为:基层版和领导版,后台控制系统包括:展示模块、野猪识别模块、接口模块、权限管理模块、评估模块、数据库。本发明解决了现有野猪驱赶方式效果不佳的问题,具有实用性强、驱赶效果佳的优点。驱赶效果佳的优点。驱赶效果佳的优点。


技术研发人员:胡慧建 梁健超 赵顺 虞皓琦 吴欢欢 杨帆
受保护的技术使用者:广东省科学院动物研究所
技术研发日:2022.09.26
技术公布日:2023/6/14
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