CN102147835A - 用于口岸车道的司机体温自动测量系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

用于出入境口岸司机体温自动测量系统及其实现方法，该系统包括和数据处理及传输装置作网络链接的车辆及高度检测装置、自动测温装置、车道通行控制装置和后台监控与管理系统；车辆及高度检测装置用于检测进入通道车辆的状况和检测车辆的高度，为测温操作提供车辆状态信息，为自动测温装置提供定位信息；自动测温装置确定司机面部位置，进而根据环境温度、湿度参数进行测温；后台监控与管理系统用于显示、存储数据、查询、报警、资料录入、系统联网及数据上传；本发明还采取了非接触感应开关调整司机坐姿和局部小气候环境营造的方法保证测温精度。本发明有益效果在于，测温稳定、精度高，节约人力、物力成本、降低人员劳动强度，提高车辆通关效率。

Description

用于口岸车道的司机体温自动测量系统及实现方法

技术领域    本发明涉及计算、推算和计数技术领域的专门适用于特定经营部门的系统或方法，例如保健、公用事业、旅游或法律服务，尤其涉及光、机、电一体化的智能化服务系统和方法，特别是涉及用于公路出入境口岸司机体温自动测量系统及其实现方法。

背景技术    目前，国内、国际上对出入境人员进行体温检测是检验检疫防控的主要手段，体温检测一般是在室内(环境温度、湿度变化小的出入境大厅等)采用集中式监控进行。而随着我国经济的不断发展，公路口岸的通关量也在不断增加，对于通关过程中停车不熄火的车辆内的司机进行不下车方式的体温检测监控尚属空白。现有技术中，我国公路口岸检验检疫部门对通关车辆司机的体温测量采用由专司体温测量的工作人员手持点温枪对司机进行人工体温测量来实现。这种方式需要大量的人手通过高强度的手工操作来完成，测量工作人员的工作量和劳动强度很大；且在车道这类接近开放式的户外环境下，手持式点温枪测温稳定性较差。总而言之，现有技术对出入境口岸通关车辆司机进行体温测量的方式存在以下主要弊端：1、需要的人手多；2、由于工作人员需在通关车道上逐一对车辆上的司机进行测量，存在一定程度上的安全隐患，且由于劳动强度大造成测量质量的稳定性难以保证；3、手持测温枪的测量精准度不高；4、纸质文档保存不便且成本较高；5、信息化程度低，数据难以统计、汇总，事后追踪困难；6、缺少图像等数据，不便于回溯追踪。

发明内容    本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处，而对现有技术做进一步的改进，提出一种包括信息技术在内的综合光、机、电技术在内的系统集成装置。为解决所述技术问题，本发明综合运用“信号检测”、“多媒体信息交互处理”、“非接触式人体体温自动监测”、“计算机信息处理”、“光电感应传感处理”、“光学显示及检测技术”、“局部小气候营造”、“机电控制”等技术，并设法将上述技术高效集成，实现公路口岸通关车道车辆不熄火、司机不下车情况下的快速体温测量。本发明方法能够准确地测量通关车辆司机的体温，降低检验检疫人员劳动强度，提升了公路口岸出入境车辆司机检验检疫工作的现代化、信息化水平。

本发明解决所述技术问题实际采用的技术方案是：提出一种用于口岸车道的司机体温自动测量系统，用于在出入境口岸对通关通道内停车不熄火不下车的司机进行快速准确的体温测量及通关控制的处理，所述司机体温自动测量系统包括：

车辆及高度检测装置、自动测温装置、数据处理及传输装置、车道通行控制装置和后台监控与管理系统；所述车辆及高度检测装置、自动测温装置、车道通行控制装置同数据处理及传输装置通过网络链接，所述后台监控与管理系统同所述数据处理及传输装置通过网络链接。

所述车辆及高度检测装置，安装在通关通道的入口侧，用于检测进入通道车辆的状况和检测车辆的高度；判断通关车辆的到达和离去，为测温操作提供车辆状态信息；并为所述自动测温装置寻找目标提供初步定位信息。

所述自动测温装置包括人像面部图像自动识别及捕捉装置、体温测量装置、多媒体信息平台、环境温度及湿度检测装置、环境照度测量及补光装置和测温镜头定位装置；所述人像面部自动识别及捕捉装置和体温测量装置平行安装在所述测温镜头定位装置上，所述测温镜头定位装置根据所述车辆及高度检测装置测量出的车辆高度将所述人像面部自动识别及捕捉装置和体温测量装置提前调整到合适高度，以“垂直、水平”二维扫描方式确定司机面部位置，进而对司机额头位置进行精确定位；所述多媒体信息平台用于在测温过程中系统对司机进行操作指引和提示、显示司机面部图像以及和司机间的信息交互；所述环境温度及湿度检测装置用于采集环境温度、湿度参数，用于测量温度补偿计算；所述环境照度测量及补光装置用于对车道的环境光照进行测量并适时补充合适的光照，以确保测量系统获得符合要求的视频图像信息。

所述数据处理及传输装置用于处理所述自动测温装置采集到的各种信息，完成同所述后台监控与管理系统间的数据通讯。

所述车道通行控制装置依据所述自动测温装置采集到的司机体温信息来控制道闸完成相应动作。

所述后台监控与管理系统包括监控工作站和中心数据库，监控工作站用于显示、存储数据、查询、报警、资料录入、系统联网及数据上传；中心数据库存储采集到的通关车辆、司机体温、温度检测过程中的司机及车辆的图像信息以及系统设置数据。

当车辆进入通关车道时，所述车辆及高度检测装置捕获车辆进入车道信息，通过检测车辆高度判断司机座高，使所述自动测温装置初步定位；所述测温镜头定位装置驱动并调整所述自动测温装置的垂直和水平位置，以对司机脸部进行自动捕捉，并对司机脸部的前额区域进行测温，采集的体温数据经所述数据处理及传输装置传输到所述后台监控与管理系统；所述后台监控与管理系统对司机的测温过程和检测设备工作状态进行实时监控，将采集到的司机体温数据与系统设定报警值进行比对，比对结果反馈到所述车道通行控制装置，体温正常则放行，体温异常则报警；所有数据同时存储到所述中心数据库。

作为本发明自动测量系统的进一步改进，所述车辆及高度检测装置包括地磁检测器、红外测量光幕和红外光栅；所述地磁检测器用于监测车辆的到来和离开，以启动和结束系统的测温工作；所述红外测量光幕和红外光栅组合用于测量车辆高度，以此判断司机的座高。

所述人像面部图像自动识别及捕捉装置采用可见光摄像机，用于对司机人像进行自动识别和捕捉。

所述体温测量装置采用红外热成像仪；所述可见光摄像机和红外热成像仪平行设置，当车辆司机到达测温预定位置时，系统可以同时摄录和捕捉到被测司机的人脸图像和红外热图，形成合成视频对应坐标位置，引导设定红外热成像测温区域，同时，清晰显示对应司机的实时图像，便于监控人员识别存档与跟踪。

所述多媒体信息平台包括显示屏、语音对讲装置和感应式测温启动开关；所述显示屏置于所述自动测温装置的中间位置，便于司机测温时能清晰看到提示信息，同时可以通过实时图像显示测温过程，使司机根据显示位置及时调整；所述语音对讲装置配合显示屏对被测司机进行正确的导引；所述感应式测温启动开关采用红外非接触式开关，要求司机用手接近乃至触摸感应式测温启动开关，引导司机自然将其面部能够对正所述人像面部图像自动识别及捕捉装置和体温测量装置，为人像捕捉提供一个最佳的人脸测温区域，防止被测司机面部图像因姿态角度产生偏差。

所述环境温度及湿度检测装置采用温度湿度传感器，用于随时检测车道环境温度和湿度的变化，以便及时对所述体温测量装置的参数设置进行在线调整，使由温度和湿度变化造成的测量误差能够及时得到补偿。

所述环境照度测量及补光装置采用LED灯进行补光。

所述数据处理及传输装置采用嵌入式工业控制机。

所述用于口岸车道的司机体温自动测量系统还包括局部小气候环境营造装置，该装置采用温度湿度传感器，对所述体温测量装置和司机面部之间局部范围内进行温度、湿度测量，进而进行相应的温度及湿度调节，提高测温结果的精准度。

为解决所述技术问题，本发明还提出一种用于口岸车道司机体温自动测量的实现方法，用于在出入境口岸对通关通道内不下车的司机进行快速准确的体温测量及通关控制的处理，其方法步骤包括：

A.预先将出入境车辆资料及相应汽车厂商车身高度及座高标准数据、系统设置数据存储到中心数据库；

B.当车辆驶入口岸车道时，系统接收到车辆及高度检测装置传感信号，根据中心数据库中预存的汽车车身高度及座高参数进行匹配查询，快速换算出通关车辆司机额头距离地面的高度；再通过伺服机构将自动测温装置升降至预定位置；

C.人像面部图像自动识别及捕捉装置采用可见光摄像机；体温测量装置采用红外热成像仪；所述可见光摄像机和红外热成像仪被集成在自动测温装置的随动平台上；

D.车辆移动至测温停车位时，系统通过步骤C所述的随动平台上的可见光摄像机进行人脸捕捉，红外热成像仪进行测温过程，如有必要系统同时控制随动平台水平转动以获得最佳的人脸捕捉视频，确定和修正红外热成像最佳区域，并通过多媒体信息平台给测温导引提示信息；

E.多媒体信息平台上设置非接触式感应检测器，通过多媒体信息平台的提示，要求司机将手掌接近乃至触摸非接触式感应检测器，进而使司机在不经意中自然将面部朝向测温镜头；

F.司机触摸非接触式感应检测器后，系统测温启动，并将测温数据、图像信息上传至后台，若体温值高于报警温度，系统报警并等待工作人员处理；否则，系统返回放行信息，车道通行控制装置开启道闸。

所述步骤D在测温时，为保证环境温度造成的测量误差能够及时得到补偿，系统还通过环境温度及湿度检测装置随时检测环境温度和湿度的变化，以便及时对红外热成像仪的参数设置进行在线调整。

所述步骤D在测温时，遇到极端气候条件下的高温高湿情况，还可采用温度湿度传感器，对所述体温测量装置和司机面部之间的局部范围内进行温度、湿度测量，在该局部范围营造接近理想的测温环境，进一步保证测量精度。

本发明的有益效果在于：

1、提高了出入境口岸的信息化水平；整个测温系统大量采用了先进的自动化设备，实现对被测目标的自动定位和自动测温，数据的采集、存储准确可靠、数据类型丰富，能够实现事先部署、事中处理和事后的监督和管理，信息化水平得到了大幅提高；

2、测温稳定，精度高；本发明采用先进的红外热成像仪作为测温主设备，内置黑体，可实现快速自动校正，其测温的稳定性好、可靠性高、温度漂移小、测温准确、测量重复性好；非接触式感应开关的采用能引导司机调整坐姿，进一步保证了测温准确性和精度；

3、节约大量人力、物力成本，降低了检验检疫人员的劳动强度；本发明测温系统的使用，能够减少大量检验检疫临值人员，降低了人力、物力成本；并且本测温系统的采用不需要检验检疫人员在户外环境下全天候执勤，大大降低了检验检疫人员的劳动强度和人身伤害风险。

4、大大提高了车辆通关效率；本发明测温系统采用地磁检测器监测车辆的到来和离开，采用红外测量光幕和红外光栅组合测量车辆高度来间接判断司机的座高，实现了系统对车辆到达与离开、司机面部高度快速检测与定位；红外热成像仪和可见光摄像机的采用实现了户外复杂环境下对车辆司机面部的准确识别和体温(额温)的准确测量；智能化网络后台监管与车道智能控制确保了车道车辆的快速通过，相比现有技术由检验检疫人员手持点温枪进行测温而言，大大提高了车辆的通关效率。

5、系统可扩展性强；本发明测温系统采用模块化、组件化设计，硬件、软件系统均留有扩展接口，方便新业务的增加及与其他系统的互联，使用户硬件和软件的投资得到了最大保护；系统数据结构设计合理、稳定、灵活，从结构上保证了系统的可扩展性。

附图说明

图1是本发明用于口岸车道的司机体温自动测量系统的系统功能结构示意图；

图2是所述司机体温自动测量系统的车道控制系统软件功能模块结构示意图；

图3是所述司机体温自动测量系统的后台监控与管理系统软件功能模块结构示意图；

图4是所述司机体温自动测量系统测量流程示意图；

图5是所述司机体温自动测量系统的应用软件整体结构示意图。

具体实施方式以下结合附图所示之优选实施例作进一步详述。

如图1所示，本发明用于口岸车道的司机体温自动测量系统的硬件模块包括车辆及高度检测装置、自动测温装置、数据处理及传输装置、车道通行控制装置和后台监控与管理系统；车辆及高度检测装置、自动测温装置、车道通行控制装置同数据处理及传输装置通过网络链接，进行同步数据交换与控制。后台监控与管理系统同数据处理及传输装置通过网络链接进行双向数据交换与通讯。在口岸车道的实际应用中，车辆及高度检测装置属于本发明司机体温自动测量系统的前端装置，安装在车道的前端部位；自动测温装置和数据处理及传输装置集成在一个自动测温终端上，是本发明系统的核心组成部分，安装在车辆及高度检测装置之后的测温停车位部位；车道通行控制装置安装在测温停车位后，控制道闸的开启和关闭。将该系统运用到多车道上时，各车道需分别安装车辆及高度检测装置、自动测温终端和车道通行控制装置，也分别通过各自的数据处理及传输装置通过网络和后台监控与管理系统链接。下面就各装置的部件组成及工作进行详细说明。

车辆及高度检测装置的功能是对车道内车辆的驶入或离开道路面基准位置状态的确认和完成车辆高度的检测，是系统正常运作及车道逻辑关系的重要依据。该装置包括地磁检测器、红外测量光幕和红外光栅；地磁检测器用于监测车辆的到来和离开，以启动和结束系统的测温工作；地磁检测器安装在车道入口安全岛地面上，检测车辆的到来和离开，不受行人干扰和影响。判别司机座高是车辆上的司机和乘客在使用自动测温装置时减少滞留时间和提高测温精确度的重要保证，由于无法直接测量车辆内司机的高度，因此，系统采取测量车辆高度来间接判断司机的座高，使自动测温装置能够提前升降到要求位置，为快速完成测温过程创造条件。本发明采用统一的车道红外光栅、光幕技术及专用分析软件完成车辆高度的检测及司机座高的判断。优选采用1对红外测量光幕和1对红外光栅组合测量车辆高度，其中，发射端光幕和发射端光栅安装在自动测温装置对面的设备间墙上，接收端光幕和光栅安装在自动测温装置一侧。为简化结构，接收端光幕集成在自动测温终端上。发射与接受光幕之间通过同步线连接。光幕安装的位置为上沿距地面2040mm；红外光栅距地高度为2500mm，且安装在靠自动测温装置之前的位置，以方便对车身高度变化大的车辆提前进行自动测温装置的预升降控制。光栅主要用于辅助光幕进行车辆高度的判别，光幕只能测量高度在1976mm以下的车辆，当高度超过1976mm时，光幕被全部遮挡，这时，须通过光栅状态进一步判断，如果光栅没有被遮挡，则认定车辆高度在2073-2395mm之间，相应自动测温装置的镜头中心高度应该定位在1680mm，如果光栅同时被遮挡，则判定车辆高度在2595-2645mm之间，相应镜头中心高度应定位在1900mm。

自动测温装置包括人像面部图像自动识别及捕捉装置、体温测量装置、多媒体信息平台、环境温度及湿度检测装置、环境照度测量及补光装置和测温镜头定位装置；人像面部图像自动识别及捕捉装置采用可见光摄像机、视频采集卡和识别软件，从采集到的视频流中筛选出人脸特征信息，如果存在，系统可以给出被测人脸的位置、前额区域等面部特征位置信息；视频算法提供数据源，为测温提供测温点位置坐标。体温测量装置则采用红外热成像仪，优选采用FLIR(美国菲勒)公司、型号为A20M热成像仪产品。该仪器采用非制冷焦平面微量热型探测器技术，生成图像轮廓鲜明、高清晰度的长波红外热图，能分辨出小于0.12℃的温差，实时的图像采集(每秒50幅图像)确保用户能观察到快速、瞬时的热变化事件，测温精度±2％或±2℃(之间的小者，在30-40℃范围内误差为0.6-0.8℃)。该红外热成像仪内置黑体，对图像均匀性以及测温稳定性进行自动校正，保证探测器不受外部环境影响。可见光摄像机与红外热成像仪平行设置，当车辆司机到达测温预定位置时，系统可以同时摄录和捕捉到被测司机的人脸图像和红外热图，形成合成视频对应坐标位置，引导设定红外热成像测温区域，同时清晰显示对应司机的实时图像，便于监控人员识别存档与跟踪。红外热成像仪和可见光摄像机在工作中需要根据车辆的高度调整其垂直和水平位置，因此，需要将其安装在定位装置上，测温镜头定位装置则用于实现对两者的定位控制，根据车辆及高度检测装置测量出的车辆高度将可见光摄像机和红外热成像仪提前调整到合适高度，以“垂直、水平”二维扫描方式确定司机面部位置，进而对司机额头位置进行精确定位；测温镜头定位装置包括垂直升降机构(Z轴位移)、水平转动机构(转角控制)、伺服控制模块、镜头随动装置和机电一体化柜体。垂直升降机构包括滚轴丝杠、导向光杆、交流伺服电机、机架，为减小机构体积，升降机构采用滚珠丝杠传动和导柱定位的传动结构；水平转动机构与镜头随动装置的箱体一体化设计，水平转动机构按±20°旋转，镜头随动箱包括两个部分，一部分是密封的固定箱部分，直接固定在升降机构的升降输出臂上，在固定箱的下部用于安装各类装置；一部分是偏转箱体部分，只用来安装热成像仪和可见光摄像机。伺服控制模块用于控制机械机构进行垂直和水平运动，包括伺服控制系统和作为执行机构来直接驱动滚珠丝杠旋转的交流伺服电机和控制偏转的步进电机。多媒体信息平台用于在测温过程中系统对司机进行操作指引和提示、显示司机面部图像以及和司机间的信息交互；其组成包括显示屏、语音对讲装置和感应式测温启动开关；显示屏和镜头随动装置集成在一起，优选放置在该随动装置的中间位置，以便于司机测温时能清晰看到提示信息，同时可以通过实时图像显示测温过程，使司机根据显示位置及时调整；语音对讲装置配合显示屏对被测司机进行正确的导引；感应式测温启动开关采用红外非接触式开关，优选安装在镜头随动装置的底部，距离热成像仪测温镜头下方300mm，作用在于通过给司机提供一个测温确认的操作动作，通过司机用手感应启动测温，使得被测司机能够自然面对测温镜头，使系统获得一个相对稳定短暂的测温过程，为人像捕捉提供一个最佳的人脸测温区域，防止被测司机面部图像因姿态角度产生偏差。环境温度及湿度检测装置采用湿度温度传感器随时检测、采集环境温度、湿度参数，以便及时对红外热成像仪的参数设置进行在线调整，使由温度和湿度造成的测量误差能够及时得到补偿。环境照度测量及补光装置采用LED灯，也安装在镜头随动装置上，当夜间或环境照明不足时，由工作人员启动进行补光，改善可见光摄像机的图像质量，确保测量系统获得符合要求的视频图像信息，也使工作人员能够更加清晰地观察被测目标。

数据处理及传输装置采用嵌入式工业控制机，是本发明司机体温自动测量系统的控制中枢，用于处理车辆及高度检测装置、自动测温装置采集到的各种信息，完成同后台监控与管理系统间的数据通讯。

后台监控与管理系统包括监控工作站和中心数据库，监控工作站用于显示、存储数据、查询、报警、资料录入、系统联网及数据上传；中心数据库存储采集到的通关车辆、司机体温数据以及系统设置数据。监控工作站采用国际上较新的主流技术，具有良好的向后扩展能力，主机系统具有高可靠性，采用250G标配硬盘，其中，100G用于录像存储。监控工作站的功能包括：

1、对各条车道采集的数据，包括可见光摄像机视频图像、红外热成像仪热图以及现场设备的工作状态等，都能在后台监控工作站的多画面监视器上并列动态显示；

2、测温时系统同时冻结可见光图像和热成像仪热图，在人脸捕捉识别成功后，应加框显示人脸的位置和红外热图上的测温区域，并显示测温数值；

3、在发现体温超高人员时，监控工作站发出声光报警，并对车辆和司机进行录像存储，同时对应的显示图像或文字将出现闪动标志，提请工作人员注意；

4、对复查后确认发烧的司机，提供录入发烧人员相关资料的接口，以便于事后查询和跟踪；

5、查询历史测温流水记录、报警记录、环境温度湿度以及各种分析曲线和统计报表；

6、对红外测温位置、区域大小、报警值设定等参数进行设置和修改。

7、预留和其他管理系统通讯的接口，能上传各车道可见光摄像机和红外热成像仪的实时动态视频以及报警查询和设备工作状态等信息。

基于以上测温装置，本发明用于口岸车道司机体温自动测量的实现方法，包括如下步骤：

A.预先将出入境车辆资料及相应汽车厂商车身高度及座高标准数据、系统设置数据存储到中心数据库；

B.当车辆驶入口岸车道时，系统接收到车辆及高度检测装置传感信号，根据中心数据库中预存的汽车车身高度及座高参数进行匹配查询，快速换算出通关车辆司机额头距离地面的高度；再通过伺服机构将自动测温装置升降至预定位置；

C.人像面部图像自动识别及捕捉装置采用可见光摄像机；体温测量装置采用红外热成像仪；将可见光摄像机和红外热成像仪集成在自动测温装置的随动平台上；

D.车辆移动至测温停车位时，系统通过步骤C所述的随动平台上的可见光摄像机进行人脸捕捉，红外热成像仪进行测温，如有必要系统同时控制随动平台水平转动以获得最佳的人脸捕捉视频，确定和修正红外热成像最佳区域，并通过多媒体信息平台给测温导引提示信息；

E.多媒体信息平台上设置非接触式感应检测器，通过多媒体信息平台的提示，要求司机将手掌接近乃至触摸非接触式感应检测器，进而使司机在不经意中自然将面部朝向测温镜头；

F.司机触摸非接触式感应检测器后，系统测温启动，并将测温数据上传至后台，若体温值高于报警温度，系统报警并等待工作人员处理；否则，系统返回放行信息，车道通行控制装置开启道闸。

为保证环境温度造成的测量误差能够及时得到补偿，系统还通过环境温度及湿度检测装置随时检测环境温度和湿度的变化，以便及时对红外热成像仪的参数设置进行在线调整。如遇到极端气候条件下的高温高湿情况，还可采用温度湿度传感器，对体温测量装置和司机面部之间的局部范围内进行温度、湿度测量，在该局部范围营造接近理想测温环境，保证测量精度。

本发明用于口岸车道的司机体温自动测量系统的软件结构包括车道控制系统和后台监控与管理系统，车道控制系统控制的软件功能模块如图2所示，包括采集模块、控制模块、测温模块、数据通讯、参数设置和日志管理模块。采集模块是负责信号的采集，包括环境参数采集、车辆高度检测、人脸视频采集和红外视频采集，采集的信号包括环境温度和湿度、车辆进入信号、车辆高度、可见光摄像机和红外热成像仪的视频信息，以及车道监控视频的采集，为控制和测温模块提供数据信号支持。控制模块负责设备运行的控制，包括升降台控制和测温环境校正模块。实现升降台位置的调整和红外热成像仪的外部环境校正。测温模块，是系统核心模块，主要包括人脸识别、测温定位、红外测温和报警验放模块。可见光摄像头采集视频信号后经视频卡进入PC，取得当前人脸的静态图片，静态图片经过人脸识别模块后，取得人脸特征信息。从而定位到人的额头坐标。红外热成像仪凭此坐标测得此小区域的温度，最终获得人体温度，经报警验放模块处理。车放行后，流水数据(含可见光视频图像和红外视频图像)上传后台中心数据库。后台监控系统与车道控制系统同步，所有视频信息和测温信息即时上传到后台中心数据库。数据通讯模块负责车道控制系统与后台监控系统的数据传输，数据信息包括可见光视频、红外视频、流水数据和报警信息等。参数设置模块负责基本数据的设置，如取平均温度值的参数设置、可见光和红外视频坐标间的转换参数设置和每次测温测量的次数设置。日志管理模块负责产生历史日志，包括设备状态、测温数据和验放数据。

后台监控与管理系统的软件功能模块如图3所示，包括系统管理、报警监控、查询分析、数据通讯和报警录像。系统管理包括系统参数设置、车道参数设置和历史信息维护模块。车道参数设置负责调整车道的运行参数，修改后经数据通讯模块直接修改车道参数。系统参数设置模块设置后台运行参数，如通讯参数的设置、车道信息的设置。历史信息维护负责数据的维护。报警监控模块负责监控车道程序的运行状况、报警处理、提供人机结合平台。查询分析模块负责产生数据流水统计分析报表。

整个司机体温自动测温系统的软件系统结构除车道控制系统和后台监控及管理系统外，还包括通过网络和两者链接的中心数据库，其系统整体结构如图5所示。车道控制系统软件运行于数据处理及传输装置的嵌入式工控机上，后台监控及管理系统软件运行于监控工作站上，中心数据库可根据具体需要设置运行在专门服务器上，也可放置在后台监控工作站上运行。车道控制系统和后台监控及管理系统通过数据库引擎与中心数据库连接，报警信息(包括可见光图像、红外图像、时间、温度等)存储于中心数据库，车道的视频(可见光视频、红外视频及车道监控视频)和设备即时状态，以及测温信息(包括报警信息)通过通讯中间件发往后台监控及管理系统。在监控中心可了解车道系统运行状况。后台监控及管理系统支持报警信息查询和数据分析，车道控制系统若有报警，则后台监控系统会自动录像存档，方便事后查看。

整个系统的基本工作流程如图4所示。

下面基于上述司机体温自动测量系统硬件和软件系统对其详细工作步骤进行说明：

一、待命状态(没有车辆进入时，系统处于待命状态)

1.车道显示屏显示检验检疫图标；

2.监控工作站显示各设备的工作状态、主要设定的工作参数和检测的环境参数，同时动态显示可见光摄像机和红外热像仪的视频图像；

3.系统间隔一定时间检测一次大气温度和湿度值，当变化超过规定范围后(温度超过0.5℃，湿度超过5％)，自动调整红外热像仪参数设定。

二、车辆到达(首先触发车道前端的地磁检测器，给出车辆到来信号)

1.启动红外热像仪进行内置黑体校正，为准确测温做好准备；

2.检查测量光幕有无开关量遮挡信号输出，判别是否干扰；

3.确认来车后，系统除车道显示屏继续动画显示外，增加语音提示(重复间隔5秒-时间可调)：“请面对镜头，伸手接近开关，启动测温”；

4.在监控工作站轻微响一声：“嘀”，提醒监控人员有车到来；

5.车道控制系统查询红外光栅和测量光幕的输出，当测量光幕连续3次输出稳定不变后，即可确定车辆高度，然后从车辆高度数据库中查出相应司机位置高度值(即镜头中心高度值)，使安装有可见光摄像机和红外热成像仪的自动测温装置随动箱升降到要求高度。当判断来车高度与前车有较大变化时，可做预升降处理；

6.监控工作站动态显示所测量的车辆高度值(以被遮挡的光电管数量和红外光栅是否被遮挡住来表示)以及对镜头的对应控制高度值；

7.监控工作站开始对可见光摄像机和红外热像仪的视频流进行预录像。

8.必要时，进行环境温度及湿度调节。

三、启动测温开关，开始人脸识别(等待司机启动红外非接触式开关，系统也可自动捕捉人脸)

1.停止语音提示，车道显示屏改为显示司机的动态视频图像和一个闪动的表明脸部应在位置的矩形虚线框；

2.车道控制系统立即抓拍可见光摄像机图像并同时锁定红外热像仪热图；

3.对可见光图像进行人脸识别。如人脸识别成功，则给出对应的额头测温区域坐标(左上角)和大小(宽和高，此参数应可任意设置)；对于多个人脸的情况，依次分别给出所识别出的不同人脸目标的额头测温区域坐标和大小；

4.如人脸识别不成功，语音反复提示：“请将脸部位于框内，再启动开关一次”，启动后，重复上述操作，直到成功或重复2次为止；

5.连续重复识别2次仍不成功时，系统自动开启水平角度调整，此时语音配合提示：“请注意对准镜头”，在镜头水平方向左和右位置各偏转捕捉识别一次，然后回到中间位置。如仍不成功，在监控工作站上发出声音报警，提请监控人员进行干预；

6.当镜头位置不正确时，监控人员可从监控工作站上，手动操作右上角的方向键对镜头的高度和水平位置进行微调。

四、红外测温和数据处理

1、车道控制系统将确定的测温区域坐标和大小传送给红外热成像仪，热像仪从锁定的热图中，计算出给定区域内的温度平均值，回送车道控制系统；

2、车道控制系统将测得的温度值与此前统计的12个健康人的平均温度值进行比较，如在正常范围内：车道装置显示屏显示并同时语音提示一次：“体温正常，祝一路平安！”，显示保留至车辆离开，然后恢复开始的检验检疫图标画面；

3、将测温结果通过网络传送到监控工作站上显示并形成流水记录，同时监控工作站除继续动态显示可见光视频图像和红外热图外，还要静态显示所抓拍的可见光图像和锁定的红外热图。其中可见光图像在人脸位置显示矩形框，红外热图在测温位置标上矩形框，在最高温度位置标上十字线；

4、将新测量的温度值加入到健康人平均温度值的计算中，动态更新平均值计算(如体温高于设定的报警值或虽正常，但低于平均温度1.5℃以下，均不参加新的平均值计算，予以剔除)；

5、如系统做过水平角度偏转调整，镜头应此时回归正常位置。如测温结果不正常，则车道显示屏显示并语音提示：“请对准镜头，再复查启动一次”，复查结果仍不正常时：车道显示屏显示并语音重复提示：“您的体温异常，请到前方接受复查！”，显示和语音保留至车辆离开，然后恢复开始的检验检疫图标；

6、监控工作站发出声光报警，用红色闪动显示异常的温度值，并形成报警流水，同时显示动态和静态的可见光抓拍图像以及红外热图，在静态图上用红色矩形框加闪动来区别并标识体温异常者；

7、结束监控工作站对可见光摄像机和红外热像仪视频流的录像，将该段录像与其它采集信息打包形成报警文档资料存储保存，供事后查询；

8、对温度超高者使用腋下水银温度计复查后，在监控工作站，点击相应图像，再弹出的表格输入复查结果，包括：体温异常者姓名、证件号码、联系电话、体温及处理情况等。

五、其它异常情况处理

1.检测到车辆进入后，30秒钟内(时间可设置)司机仍未启动红外按钮操作时，除车道语音继续反复提示“请面对镜头，伸手接近开关，启动测温”外，监控工作站声光报警，提醒监控人员进行人工干预或清除；

2.到车辆离开时，仍未有操作或无检查结果，报警停止，保存录像，形成漏检记录，然后系统恢复初始待命状态。

3.因镜头最终停留位置和水平位置不正确而使系统无法正确测温时，监控人员可以通过在监控工作站上的键盘操作，人工进行调整，必要时可启动车道对讲机，指导司机，使系统测温能够继续进行。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干推演或替换，都应视为属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (12)

1.一种用于口岸车道的司机体温自动测量系统，用于在出入境口岸对通关通道内停车不熄火不下车的司机进行快速准确的体温测量及通关控制的处理，所述司机体温自动测量系统包括：

车辆及高度检测装置、自动测温装置、数据处理及传输装置、车道通行控制装置和后台监控与管理系统；所述车辆及高度检测装置、自动测温装置、车道通行控制装置同数据处理及传输装置通过网络链接，所述后台监控与管理系统同所述数据处理及传输装置通过网络链接；

所述车辆及高度检测装置，安装在通关通道的入口侧，用于检测进入通道车辆的状况和检测车辆的高度；判断通关车辆的到达和离去，为测温操作提供车辆状态信息；并为所述自动测温装置寻找目标提供初步定位信息；

所述自动测温装置包括人像面部图像自动识别及捕捉装置、体温测量装置、多媒体信息平台、环境温度及湿度检测装置、环境照度测量及补光装置和测温镜头定位装置；所述人像面部自动识别及捕捉装置和体温测量装置平行安装在所述测温镜头定位装置上，所述测温镜头定位装置根据所述车辆及高度检测装置测量出的车辆高度将所述人像面部自动识别及捕捉装置和体温测量装置提前调整到合适高度，以“垂直、水平”二维扫描方式确定司机面部位置，进而对司机额头位置进行精确定位；所述多媒体信息平台用于在测温过程中系统对司机进行操作指引和提示、显示司机面部图像以及和司机间的信息交互；所述环境温度及湿度检测装置用于采集环境温度、湿度参数，用于测量温度补偿计算；所述环境照度测量及补光装置用于对车道的环境光照进行测量并适时补充合适的光照，以确保测量系统获得符合要求的视频图像信息；

所述数据处理及传输装置用于处理所述自动测温装置采集到的各种信息，完成同所述后台监控与管理系统间的数据通讯；

所述车道通行控制装置依据所述自动测温装置采集到的司机体温信息来控制道闸完成相应动作；

所述后台监控与管理系统包括监控工作站和中心数据库，监控工作站用于显示、存储数据、查询、报警、资料录入、系统联网及数据上传；中心数据库存储采集到的通关车辆、司机体温、温度检测过程中的司机及车辆的图像信息以及系统设置数据；

当车辆进入通关车道时，所述车辆及高度检测装置捕获车辆进入车道信息，通过检测车辆高度判断司机座高，使所述自动测温装置初步定位；所述测温镜头定位装置驱动并调整所述自动测温装置的垂直和水平位置，以对司机脸部进行自动捕捉，并对司机脸部的前额区域进行测温，采集的体温数据经所述数据处理及传输装置传输到所述后台监控与管理系统；所述后台监控与管理系统对司机的测温过程和检测设备工作状态进行实时监控，将采集到的司机体温数据与系统设定报警值进行比对，比对结果反馈到所述车道通行控制装置，体温正常则放行，体温异常则报警；所有数据同时存储到所述中心数据库。

2.根据权利要求1所述的用于口岸车道的司机体温自动测量系统，其特征在于：所述车辆及高度检测装置包括地磁检测器、红外测量光幕和红外光栅；所述地磁检测器用于监测车辆的到来和离开，以启动和结束系统的测温工作；所述红外测量光幕和红外光栅组合用于测量车辆高度，以此判断司机的座高。

3.根据权利要求1所述的用于口岸车道的司机体温自动测量系统，其特征在于：所述人像面部图像自动识别及捕捉装置采用可见光摄像机，用于对司机人像进行自动识别和捕捉。

4.根据权利要求3所述的用于口岸车道的司机体温自动测量系统，其特征在于：所述体温测量装置采用红外热成像仪；所述可见光摄像机和红外热成像仪平行设置，当车辆司机到达测温预定位置时，系统可以同时摄录和捕捉到被测司机的人脸图像和红外热图，形成合成视频对应坐标位置，引导设定红外热成像测温区域，同时，清晰显示对应司机的实时图像，便于监控人员识别存档与跟踪。

5.根据权利要求1所述的用于口岸车道的司机体温自动测量系统，其特征在于：所述多媒体信息平台包括显示屏、语音对讲装置和感应式测温启动开关；所述显示屏置于所述自动测温装置的中间位置，便于司机测温时能清晰看到提示信息，同时可以通过实时图像显示测温过程，使司机根据显示位置及时调整；所述语音对讲装置配合显示屏对被测司机进行正确的导引；所述感应式测温启动开关采用红外非接触式开关，要求司机用手接近乃至触摸感应式测温启动开关，引导司机自然将其面部能够对正所述人像面部图像自动识别及捕捉装置和体温测量装置，为人像捕捉提供一个最佳的人脸测温区域，防止被测司机面部图像因姿态角度产生偏差。

6.根据权利要求1所述的用于口岸车道的司机体温自动测量系统，其特征在于：所述环境温度及湿度检测装置采用温度湿度传感器，用于随时检测车道环境温度和湿度的变化，以便及时对所述体温测量装置的参数设置进行在线调整，使由温度和湿度变化造成的测量误差能够及时得到补偿。

7.根据权利要求1所述的用于口岸车道的司机体温自动测量系统，其特征在于：所述环境照度测量及补光装置采用LED灯进行补光。

8.根据权利要求1所述的用于口岸车道的司机体温自动测量系统，其特征在于：所述数据处理及传输装置采用嵌入式工业控制机。

9.根据权利要求1所述的用于口岸车道的司机体温自动测量系统，其特征在于：还包括局部小气候环境营造装置，该装置采用温度湿度传感器，对所述体温测量装置和司机面部之间局部范围内进行温度、湿度测量，进而进行相应的温度及湿度调节，提高测温结果的精准度。

10.一种基于权利要求1司机体温自动测量系统的用于口岸车道司机体温自动测量的实现方法，用于在出入境口岸对通关通道内不下车的司机进行快速准确的体温测量及通关控制的处理，其方法步骤包括：

A.预先将出入境车辆资料及相应汽车厂商车身高度及座高标准数据、系统设置数据存储到中心数据库；

B.当车辆驶入口岸车道时，系统接收到车辆及高度检测装置传感信号，根据中心数据库中预存的汽车车身高度及座高参数进行匹配查询，快速换算出通关车辆司机额头距离地面的高度；再通过伺服机构将自动测温装置升降至预定位置；

C.人像面部图像自动识别及捕捉装置采用可见光摄像机；体温测量装置采用红外热成像仪；所述可见光摄像机和红外热成像仪被集成在所述自动测温装置的髓动平台上；

D.车辆移动至测温停车位时，系统通过步骤C所述的随动平台上的可见光摄像机进行人脸捕捉、红外热成像仪进行测温过程，如有必要系统同时控制随动平台水平转动以获得最佳的人脸捕捉视频，确定和修正红外热成像最佳区域，并通过多媒体信息平台为测温导引提示信息；

E.多媒体信息平台上设置非接触式感应检测器，通过多媒体信息平台的提示，要求司机将手掌接近乃至触摸非接触式感应检测器，进而使司机在不经意中自然将面部朝向测温镜头；

F.司机触摸非接触式感应检测器后，系统测温启动，并将测温数据、图像信息上传至后台，若体温值高于报警温度，系统报警并等待工作人员处理；否则，系统返回放行信息，车道通行控制装置开启道闸。

11.根据权利要求10所述的用于口岸车道司机体温自动测量的实现方法，其特征在于：所述步骤D在测温时，为保证环境温度造成的测量误差能够及时得到补偿，系统还通过环境温度及湿度检测装置随时检测环境温度和湿度的变化，以便及时对红外热成像仪的参数设置进行在线调整。

12.根据权利要求10所述的用于口岸车道司机体温自动测量的实现方法，其特征在于：所述步骤D在测温时，遇到极端气候条件下的高温高湿情况，还可采用温度湿度传感器，对所述体温测量装置和司机面部之间的局部范围内进行温度、湿度测量，通过相应的温度及湿度调节，在该局部范围营造接近理想的测温环境，进一步保证测量精度。

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