CN108731819B - 热像检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的热像检测装置包含第一摄影机、第二摄影机、热像摄影机、以及处理器。热像摄影机是设置于第一摄影机和第二摄影机之间，并侦测待测物以产生第一温度值。处理器包含控制单元。控制单元依照第一测量模式及第二测量模式的设定而控制第一摄影机及第二摄影机。在第一测量模式下，控制单元撷取第一摄影机及第二摄影机画面，以量测待测物至设置面的第一距离。在第二测量模式下，控制单元撷取第一摄影机画面，以量测待测物的尺寸。处理器根据第一温度值、第一距离与待测物的尺寸决定待测物的第二温度值。

Description

热像检测装置
技术领域
本发明是关于一种热像检测装置；具体而言，本发明是关于一种可自动调整测量温度以达精准检测个别的目标物表面温度的热像检测装置。
背景技术
一般而言，热像检测是根据待测物表面的辐射能计算待测物表面温度的技术。现有的热像检测装置所呈现的温度数据有不准确的问题。例如，通过使用者自行评估距离后手动输入距离数值。然而，使用者自行评估的距离数值与实际的距离数值之间可能有很大的偏差，造成不准确。这也代表现有的热像检测装置无法主动地调整温度数据且无法同时检测不同位置或移动中目标物的温度数据。此外，依靠手动输入的方式在使用上也不方便。因此，现有热像检测装置仍有待改进。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种热像检测装置，可同时检测不同位置目标物并提高对待测物测量温度的准确度。
热像检测装置包含第一摄影机、第二摄影机、热像摄影机、以及处理器。第一摄影机和第二摄影机安装于设置面。热像摄影机设置于第一摄影机和第二摄影机之间，并侦测待测物以产生第一温度值。处理器耦接第一摄影机、第二摄影机、以及热像摄影机。处理器包含控制单元。控制单元依照第一测量模式及第二测量模式的设定而控制第一摄影机及第二摄影机。在第一测量模式下，控制单元撷取第一摄影机及第二摄影机画面，以量测待测物至设置面的第一距离。在第二测量模式下，控制单元撷取第一摄影机画面，以量测待测物的尺寸。处理器根据第一温度值、第一距离与待测物的尺寸决定待测物的第二温度值。
于一实施例中，第一摄影机与第二摄影机是沿一方向水平设置。
于一实施例中，第一摄影机、第二摄影机、以及热像摄影机具有相同设置高度。
于一实施例中，更包含一储存单元，储存第一对应表与第二对应表，第一对应表内包括第一距离与待测物的尺寸的比值和热量散失率的对应关系，处理器依据第一对应表决定热量散失率；第二对应表内包括第一温度、热量散失率与补偿温差值的对应关系，处理器依据第二对应表决定补偿温差值以获得第二温度值。
于一实施例中，处理器更包含影像辨识单元，影像辨识单元是判断拍摄画面中是否出现待测物，并决定待测物对应的第一像素值。
于一实施例中，在第一测量模式，处理器根据第一摄影机与第二摄影机之间的间距、焦距，以及第一摄影机与第二摄影机相对待测物的视差，求得第一距离。
于一实施例中，在第二测量模式，处理器根据第一摄影机的视角、解析度、第一距离、以及待测物对应的第一像素值，求得待测物的尺寸。
于一实施例中，处理器设定有第三测量模式，当处理器侦测第二摄影机坏损时，控制单元依照第三测量模式的设定而控制第一摄影机；其中在第三测量模式，处理器根据待测物对应的第一像素值，求得待测物的尺寸；处理器根据第一摄影机的视角、解析度、待测物的尺寸，求得第一距离。
于一实施例中，在进入第三测量模式之前，执行预测量模式，于预测量模式，处理器根据第一摄影机的视角、解析度、待测物至设置面的预设距离、以及待测物对应的初始像素值，求得待测物的初始尺寸；于第三测量模式，处理器根据初始尺寸、初始像素值、以及第一像素值，求得待测物的尺寸。
附图说明
图1为本发明热像检测装置的一实施例示意图；
图2为本发明热像检测装置的一实施例方块图；
图3为调整温度的一实施例流程图；
图4为第一测量模式的一实施例流程图；
图5为本发明热像检测装置的另一实施例方块图；
图6为调整温度的另一实施例流程图；
图7为第二测量模式的一实施例流程图；
图8为本发明热像检测装置的另一实施例示意图；
图9为调整温度的另一实施例流程图；
图10为预测量模式的一实施例流程图；
图11为第三测量模式的一实施例流程图。
主要元件符号说明：
10 热像检测装置
12 设置面
110 第一摄影机
120 第二摄影机
130 热像摄影机
140 处理器
141 控制单元
143 影像辨识单元
150 储存单元
161 第一对应表
162 第二对应表
170 通信单元
A 方向
具体实施方式
本发明提供一种热像检测装置，通过自动量测待测物距离、大小以个别调整目标物测量温度。图1为本发明热像检测装置10的一实施例示意图。如图1所示，热像检测装置10包含第一摄影机110、第二摄影机120、热像摄影机130。第一摄影机110和第二摄影机120安装于设置面12。热像摄影机130设置于第一摄影机110和第二摄影机120之间，并侦测待测物以产生第一温度值。如图1的实施例所示，第一摄影机110与第二摄影机120沿一方向A水平设置。于一实施例，第一摄影机110、第二摄影机120、以及热像摄影机130具有相同设置高度。由此第一摄影机110、第二摄影机120、热像摄影机130的视野范围可以重叠，提高检测范围。
请同时参考图2。图2为本发明热像检测装置10的一实施例方块图。如图2所示，热像检测装置10还包含处理器140。处理器140耦接第一摄影机110、第二摄影机120、以及热像摄影机130。处理器140包含控制单元141。控制单元141依照第一测量模式及第二测量模式的设定而控制第一摄影机110及第二摄影机120。于一实施例，热像检测装置10可包含通信单元170，将拍摄影像及运算结果传输(有线或无线方式)到主控台。
图3为调整温度的一实施例流程图。如图3所示，在步骤S10：热像摄影机产生第一温度值。例如，热像摄影机将侦测的热辐射值转为第一温度值。在步骤S30：于第一测量模式量测第一距离。在步骤S50：于第二测量模式量测待测物的尺寸。
例如，在第一测量模式下，控制单元启动第一摄影机及第二摄影机，撷取第一摄影机和第二摄影机的画面以量测画面中所有像素点至设置面的距离，并进行记录。在第二测量模式下，控制单元撷取第一摄影机画面，以量测待测物的尺寸。例如，比较前后画面的差异后，以确认待测物的尺寸(长/宽)。此时第二摄影机保持开启，使控制单元可持续接收第一摄影机和第二摄影机的画面，以持续量测画面中所有像素点至设置面的距离。此外，在确认待测物的位置时，可撷取前述记录的距离，获得待测物至设置面的第一距离。接着在步骤S70：调整待测物的温度为第二温度值。处理器根据第一温度值、第一距离与待测物的尺寸决定待测物的第二温度值。由此可提高对待测物测量温度的准确度。应理解，上述为说明方便，于第二测量模式启动第一摄影机，但不限于此。
图4为第一测量模式的一实施例流程图。如图4所示，在步骤S301：撷取间距、焦距、视差。具体而言，通过第一摄影机及第二摄影机，与欲求取的第一距离有如下关系：
Figure BDA0001313900530000051
其中，f为第一摄影机及第二摄影机的焦距、d为第一摄影机及第二摄影机相对待测物的视差、T为第一摄影机及第二摄影机的间距(即两摄影机沿设置方向的长度)、D为待测物至设置面的第一距离。自系统设定值撷取间距、焦距、视差，以求得第一距离。接着，在步骤S303：决定第一距离。
图5为本发明热像检测装置10的另一实施例方块图。如图5所示，处理器140还包含影像辨识单元143与储存单元150。影像辨识单元143判断拍摄画面中是否出现待测物，并决定待测物对应的第一像素值。储存单元150储存对应表(例如第一对应表161和第二对应表162)。对应表内包含待测物距离、待测物尺寸及温度值等参数。处理器可依据所述对应表将第一温度值调整为第二温度值。于一实施例，热像检测装置10可包含通信单元170，可将拍摄影像及运算结果传输(有线或无线方式)到主控台。
图6为调整温度的另一实施例流程图。如图6所示，在步骤S10：热像摄影机产生第一温度值。在步骤S30：于第一测量模式量测第一距离。接着，在步骤S40判断是否有待测物。在步骤S50：于第二测量模式量测待测物的尺寸。
例如，在第一测量模式下，控制单元启动第一摄影机及第二摄影机，采用第一摄影机和第二摄影机的画面以量测画面中所有像素点至设置面的距离，并进行记录。当影像辨识单元判断待测物的位置，记录其位置。此外，在影像辨识单元确认待测物的位置时，可撷取前述记录的距离，获得待测物至设置面的第一距离。在第二测量模式下，控制单元采用第一摄影机画面，以量测待测物的尺寸。例如，通过第一摄影机与影像辨识单元决定待测物的尺寸。
接着在步骤S70：调整待测物的温度为第二温度值。处理器根据第一温度值、第一距离与待测物的尺寸决定待测物的第二温度值。由此可提高对待测物测量温度的准确度。应理解，上述为说明方便，于第二测量模式启动第一摄影机，但不限于此。
图7为第二测量模式的一实施例流程图。如图7所示，在步骤S501：撷取视角，并根据第一距离以决定横向尺寸。具体而言，通过第一摄影机，与欲求取的横向尺寸有如下关系：
Figure BDA0001313900530000061
其中，θ为第一摄影机的水平视角的二分之一、D为待测物至设置面的第一距离、X为待测物所在位置的横向尺寸。
接着，在步骤S503：撷取第一摄影机的解析度。在步骤S505：决定第一像素值。具体而言，通过第一摄影机，与欲求取的待测物宽度有如下关系：
Figure BDA0001313900530000062
其中，X为待测物所在位置的横向尺寸、PC为第一摄影机的横向解析度、PW1为待测物对应的第一像素值、W1为待测物宽度。处理器撷取第一摄影机的横向解析度。影像辨识单元可识别待测物，以获得待测物对应的第一像素值。例如，辨识人脸所占范围，以得到人脸长、宽的像素值。接着，在步骤S507：决定待测物宽度。
应理解，对于待测物长度而言，也可采用类似上述的方式获得待测物尺寸。例如，撷取第一摄影机的垂直视角，根据垂直视角及第一距离决定待测物所在位置的纵向尺寸。再根据纵向尺寸与待测物长度的比例关系求出待测物长度。
处理器根据上述关系式的计算结果并配合储存单元中的对应表决定待测物的第二温度值。举例而言，储存单元中具有第一对应表与第二对应表，表示如下：
Figure BDA0001313900530000071
表一
上列表一为第一对应表的例子，待测物长度(L1)与第一距离(D)的比值具有不同M值(M1、M2…)。待测物宽度(W1)与第一距离(D)的比值具有不同N值(N1、N2…)。每个M值在不同N值具有对应的热量散失率(Q1、Q2…)。如表一所示，第一对应表内包括第一距离与待测物的尺寸的比值和热量散失率的对应关系。处理器依据第一对应表决定热量散失率。
在表二中：
Figure BDA0001313900530000072
Figure BDA0001313900530000081
表二
上列表二为第二对应表的例子，第一温度值(T11、T12…)在不同热量散失率(Q1、Q2…)具有对应的补偿温差值(CV1、CV2…)。如表二所示，第二对应表内包括第一温度、热量散失率与补偿温差值的对应关系。处理器依据第二对应表决定补偿温差值以获得第二温度值。由此将第一温度值调整为第二温度值。
图8为本发明热像检测装置的另一实施例示意图。如图8的实施例所示，第一摄影机与第二摄影机沿一方向水平设置。第一摄影机、第二摄影机、以及热像摄影机具有不同设置高度。换言之，热像摄影机可视拍摄需求及产品设计改变设置位置。
图9为调整温度的另一实施例流程图。如图9所示，处理器设定有第三测量模式。在步骤S10：热像摄影机产生第一温度值。接着，在步骤S20判断第一摄影机和第二摄影机是否损坏。当结果显示第一摄影机和第二摄影机未损坏，则为步骤S21。接着，经步骤S30、步骤S50、步骤S70决定待测物的第二温度值的方式如上述说明，在此不另赘述。
当结果显示第二摄影机损坏，则为步骤S22。接着，在步骤S60：于第三测量模式量测第一距离和待测物的尺寸。例如，根据预设条件决定待测物初始尺寸作为参考值。在第三测量模式下，控制单元启动第一摄影机并采用第一摄影机画面。当影像辨识单元判断待测物的位置，记录其位置。通过第一摄影机与影像辨识单元并根据初始尺寸以决定待测物的距离以及待测物的尺寸。接着在步骤S70：调整待测物的温度为第二温度值。
另外，当结果显示第一摄影机和第二摄影机皆损坏，则为步骤S23。处理器例如可经由通信单元发送警示信号(步骤S80)，将故障事件通知主机端。
图10为预测量模式的一实施例流程图。在进入第三测量模式之前，执行预测量模式以获得预设条件下的数值作为参考值。如图10所示，在步骤S221：撷取视角，并根据预设距离以决定初始横向尺寸。具体而言，通过第一摄影机，与欲求取的初始横向尺寸有如下关系：
Figure BDA0001313900530000091
其中，θ为第一摄影机的水平视角的二分之一、D0为待测物至设置面的预设距离、X0为待测物所在位置的初始横向尺寸。例如，预先建立欲识别的待测物(像是人脸、车子…)以及多个预设距离，表示待测物位在某个预设距离下的情况。根据预设条件求取初始横向尺寸。
在步骤S223：撷取第一摄影机的解析度。在步骤S225：决定初始像素值。具体而言，通过第一摄影机，与欲求取的待测物初始宽度有如下关系：
Figure BDA0001313900530000092
其中，X0为待测物所在位置的横向尺寸、PC为第一摄影机的横向解析度、PW0为待测物对应的初始像素值、W0为待测物初始宽度。处理器撷取第一摄影机的横向解析度。影像辨识单元可识别待测物，以获得待测物对应的初始像素值。接着，在步骤S227：决定待测物初始宽度。应理解，对于待测物初始长度而言，也可采用类似上述的方式获得待测物初始尺寸。
图11为第三测量模式的一实施例流程图。如图11所示，在步骤S601：决定第一像素值。在步骤S603：决定待测物宽度。具体而言，通过第一摄影机，与欲求取的待测物宽度有如下关系：
Figure BDA0001313900530000093
其中，W0为待测物初始宽度、PW0为待测物对应的初始像素值、PW1为待测物对应的第一像素值、W1为待测物宽度。例如待测物移动后，影像辨识单元可识别待测物，以获得待测物对应的第一像素值。处理器根据初始宽度、初始像素值、以及第一像素值，求得待测物的宽度。应理解，对于待测物长度而言，也可采用类似上述的方式获得待测物长度。
在步骤S605：决定横向尺寸。具体而言，通过第一摄影机，与欲求取的横向尺寸有如下关系：
Figure BDA0001313900530000101
其中，X1为待测物所在位置的横向尺寸、PC为第一摄影机的横向解析度、PW1为待测物对应的第一像素值、W1为待测物宽度。处理器根据上述计算结果以获得待测物所在位置的横向尺寸。
在步骤S607：决定第一距离。具体而言，通过第一摄影机，与欲求取的第一距离有如下关系：
Figure BDA0001313900530000102
其中，D0为待测物至设置面的预设距离、X0为待测物所在位置的初始横向尺寸、D1为待测物至设置面的第一距离、X1为待测物所在位置的横向尺寸。处理器根据上述计算结果以获得第一距离。由此，在侦测第二摄影机损坏时，可利用如图10及图11例示的方式获取所需参数，以调整待测物的温度为第二温度值。由此可提高对待测物测量温度的准确度。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求的精神及范围的修改及均等设置均包含于本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种热像检测装置，用于检测一待测物的温度，其特征在于，该热像检测装置包含：
一第一摄影机和一第二摄影机，安装于一设置面；
一热像摄影机，设置于该第一摄影机和该第二摄影机之间，并侦测该待测物以产生一第一温度值；
一处理器，耦接该第一摄影机、该第二摄影机、以及该热像摄影机，该处理器包含一控制单元，该控制单元依照一第一测量模式及一第二测量模式的设定而控制该第一摄影机及该第二摄影机；
其中，在该第一测量模式下，该控制单元撷取该第一摄影机及该第二摄影机画面，以量测该待测物至该设置面的第一距离；在该第二测量模式下，该控制单元撷取该第一摄影机画面，以量测该待测物的尺寸；该处理器根据该第一温度值、该第一距离与该待测物的尺寸决定该待测物的一第二温度值。
2.如权利要求1所述的热像检测装置，其特征在于，该第一摄影机与该第二摄影机是沿一方向水平设置。
3.如权利要求1所述的热像检测装置，其特征在于，该第一摄影机、该第二摄影机、以及该热像摄影机具有相同设置高度。
4.如权利要求1所述的热像检测装置，其特征在于，更包含一储存单元，储存一第一对应表与一第二对应表，该第一对应表内包括该第一距离与该待测物的尺寸的比值和热量散失率的对应关系，该处理器依据该第一对应表决定该热量散失率；该第二对应表内包括该第一温度值、该热量散失率与补偿温差值的对应关系，该处理器依据该第二对应表决定该补偿温差值以获得该第二温度值。
5.如权利要求1所述的热像检测装置，其特征在于，该处理器更包含一影像辨识单元，该影像辨识单元是判断拍摄画面中是否出现该待测物，并决定该待测物对应的第一像素值。
6.如权利要求1所述的热像检测装置，其特征在于，在该第一测量模式，该处理器根据该第一摄影机与该第二摄影机之间的间距、焦距，以及该第一摄影机与该第二摄影机相对该待测物的视差，求得该第一距离。
7.如权利要求1所述的热像检测装置，其特征在于，在该第二测量模式，该处理器根据该第一摄影机的视角、解析度、该第一距离、以及该待测物对应的一第一像素值，求得该待测物的尺寸。
8.如权利要求1所述的热像检测装置，其特征在于，该处理器设定有一第三测量模式，当该处理器侦测该第二摄影机坏损时，该控制单元依照该第三测量模式的设定而控制该第一摄影机；其中在该第三测量模式，该处理器根据该待测物对应的一第一像素值，求得该待测物的尺寸；该处理器根据该第一摄影机的视角、解析度、该待测物的尺寸，求得该第一距离。
9.如权利要求8所述的热像检测装置，其特征在于，在进入该第三测量模式之前，执行一预测量模式，于该预测量模式，该处理器根据该第一摄影机的视角、解析度、该待测物至该设置面的预设距离、以及该待测物对应的初始像素值，求得该待测物的初始尺寸；于该第三测量模式，该处理器根据该初始尺寸、该初始像素值、以及该第一像素值，求得该待测物的尺寸。
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