CN110686781A - 一种温度校准方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种温度校准方法及装置，涉及温度测量技术领域，所述温度校准方法包括：利用设置在红外热成像传感器前的第一恒温参考模块，对所述红外热成像传感器上的每个热成像点进行初步校准，得到每个热成像点的初步校准数据；在利用所述红外热成像传感器测量被测对象温度期间，利用设置在所述红外热成像传感器的热成像可见区域中的第二恒温参考模块，对所述红外热成像传感器进行二次校准，得到所述红外热成像传感器的二次校准数据；利用所述初步校准数据和所述二次校准数据，对所述被测对象温度进行校准，得到被测对象实际温度数据。本发明通过利用第一和第二恒温参考模块，能够提高温度校准和温度测量的准确性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及温度测量技术领域，特别涉及一种温度校准方法及装置。
背景技术
红外线测温技术采用的传感器主要分为单点红外线传感器和多点红外线热成像传感器(以下简称红外热成像或红外热成像传感器)。其中，在人体温度测量方面，红外线单点测温技术已有广泛应用，其能够准确测量人体温度，但对测量位置有严格要求，例如额温枪，测量鼻梁之上、两眼中间部位，因此难以准确测量移动对象的体温。红外热成像传感器一般应用于注重热成像画面的清晰度且对温度准确度要求不高的场景，例如工业，在人体测温方面，主要用于探测经过出入口等场合的被测对象是否发热，而不能对所述被测对象进行准确测温。
发明内容
本发明实施例提供一种温度校准方法及装置，能够解决已有技术难以对经过出入口等场合的被测对象进行准确测温的问题。
本发明实施例提供的一种温度校准方法包括：
利用设置在红外热成像传感器前的第一恒温参考模块，对所述红外热成像传感器上的每个热成像点进行初步校准，得到每个热成像点的初步校准数据；
在利用所述红外热成像传感器测量被测对象温度期间，利用设置在所述红外热成像传感器的热成像可见区域中的第二恒温参考模块，对所述红外热成像传感器进行二次校准，得到所述红外热成像传感器的二次校准数据；
利用所述初步校准数据和所述二次校准数据，对所述被测对象温度进行校准，得到被测对象实际温度数据。
优选地，所述第一恒温参考模块包括设置在所述红外热成像传感器前面且紧贴所述红外热成像传感器的黑色卡纸，其为所述红外热成像传感器上的每个热成像点提供用于初步校准的恒温；
所述利用设置在红外热成像传感器前的第一恒温参考模块，对所述红外热成像传感器上的每个热成像点进行初步校准，得到每个热成像点的初步校准数据包括：
利用所述红外热成像传感器上的每个热成像点，测量黑色卡纸温度，得到黑色卡纸温度数据；
根据每个热成像点得到的黑色卡纸温度数据，确定黑色卡纸平均温度数据；
根据所述黑色卡纸平均温度数据、每个热成像点在第一预设时间段内测量的黑色卡纸最大温度数据和黑色卡纸最小温度数据，确定每个热成像点的温度偏差比例作为每个热成像点的初步校准数据。
优选地，所述第二恒温参考模块包括设置在所述红外热成像传感器的热成像可见区域中的恒温参考点和设置在所述恒温参考点附近的热敏元件；
所述利用设置在所述红外热成像传感器的热成像可见区域中的第二恒温参考模块，对所述红外热成像传感器进行二次校准，得到所述红外热成像传感器的二次校准数据包括：
通过利用所述热敏元件测量恒温参考点温度，得到恒温参考点温度数据；
通过利用所述红外热成像传感器上的部分热成像点测量恒温参考点温度，确定恒温参考点平均温度数据；
根据通过利用所述热敏元件得到的所述恒温参考点温度数据和通过利用所述红外热成像传感器确定的所述恒温参考点平均温度数据，确定所述红外热成像传感器的温度偏差作为二次校准数据。
优选地，所述通过利用所述红外热成像传感器上的部分热成像点测量恒温参考点温度，确定恒温参考点平均温度数据包括：
对于所述部分热成像点中的任意一个热成像点，根据所述热成像点的温度偏差比例、所述热成像点在第二预设时间段内测量得到的恒温参考点最大温度数据和恒温参考点最小温度数据，确定已校准的恒温参考点温度数据；
根据所述部分热成像点中的对应于每个热成像点的已校准的恒温参考点温度数据，确定恒温参考点平均温度数据。
优选地，所述利用所述初步校准数据和所述二次校准数据，对所述被测对象温度进行校准，得到被测对象实际温度数据包括：
对于剩余部分热成像点中的任意一个热成像点，根据所述热成像点的温度偏差比例，所述热成像点在第三预设时间段内测量得到的被测对象最大温度数据和被测对象最小温度数据，得到预校准的被测对象温度数据；
根据所述红外热成像传感器的温度偏差，对预校准的被测对象温度数据进行再次校准，得到对应于所述热成像点的被测对象实际温度数据。
本发明实施例提供的一种温度校准装置包括：
设置在红外热成像传感器前的第一恒温参考模块；
初步校准模块，用于利用所述第一恒温参考模块，对所述红外热成像传感器上的每个热成像点进行初步校准，得到每个热成像点的初步校准数据；
设置在所述红外热成像传感器的热成像可见区域中的第二恒温参考模块；
二次校准模块，用于在利用所述红外热成像传感器测量被测对象温度期间，利用所述第二恒温参考模块，对所述红外热成像传感器进行二次校准，得到所述红外热成像传感器的二次校准数据；
温度校准模块，用于利用所述初步校准数据和所述二次校准数据，对所述被测对象温度进行校准，得到被测对象实际温度数据。
优选地，所述第一恒温参考模块包括设置在所述红外热成像传感器前面且紧贴所述红外热成像传感器的黑色卡纸，用于为所述红外热成像传感器上的每个热成像点提供用于初步校准的恒温；
所述初步校准模块利用所述红外热成像传感器上的每个热成像点，测量黑色卡纸温度，得到黑色卡纸温度数据，并根据每个热成像点得到的黑色卡纸温度数据，确定黑色卡纸平均温度数据，然后根据所述黑色卡纸平均温度数据、每个热成像点在第一预设时间段内测量的黑色卡纸最大温度数据和黑色卡纸最小温度数据，确定每个热成像点的温度偏差比例作为每个热成像点的初步校准数据。
优选地，所述第二恒温参考模块包括设置在所述红外热成像传感器的热成像可见区域中的恒温参考点和设置在所述恒温参考点附近的热敏元件；
所述二次校准模块通过利用所述热敏元件测量恒温参考点温度，得到恒温参考点温度数据，并通过利用所述红外热成像传感器上的部分热成像点测量恒温参考点温度，确定恒温参考点平均温度数据，然后根据通过利用所述热敏元件得到的所述恒温参考点温度数据和通过利用所述红外热成像传感器确定的所述恒温参考点平均温度数据，确定所述红外热成像传感器的温度偏差作为二次校准数据。
优选地，对于所述部分热成像点中的任意一个热成像点，所述二次校准模块根据所述热成像点的温度偏差比例、所述热成像点在第二预设时间段内测量得到的恒温参考点最大温度数据和恒温参考点最小温度数据，确定已校准的恒温参考点温度数据，并根据所述部分热成像点中的对应于每个热成像点的已校准的恒温参考点温度数据，确定恒温参考点平均温度数据。
优选地，对于剩余部分热成像点中的任意一个热成像点，所述温度校准模块根据所述热成像点的温度偏差比例，所述热成像点在第三预设时间段内测量得到的被测对象最大温度数据和被测对象最小温度数据，得到预校准的被测对象温度数据，并根据所述红外热成像传感器的温度偏差，对预校准的被测对象温度数据进行再次校准，得到对应于所述热成像点的被测对象实际温度数据。
本发明实施例提供的技术方案具有如下有益效果：
本发明实施例通过利用第一和第二恒温参考模块，对被测对象温度进行校准，能够提高温度校准和温度测量的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种温度校准方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种温度校准装置的示意性结构图；
图3是本发明实施例提供的第一恒温参考模块的示意性结构图；
图4是本发明实施例提供的第二恒温参考模块的示意性结构图；
图5和图6分别是本发明实施例提供的一种温度校准装置的主视图和侧视图，仅用于示意红外热成像传感器1，第二恒温参考模块所在电路板20，初步校准模块、二次校准模块和温度校准模块所在电路板30在装置中的相对位置；
图7是本发明实施例提供的红外热成像可见范围示意图；
图8是本发明实施例提供的温度校准流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包括但不限于。
图1是本发明实施例提供的一种温度校准方法的流程示意图，如图1所示，所述方法可以包括：
步骤S101：利用设置在红外热成像传感器前的第一恒温参考模块，对所述红外热成像传感器上的每个热成像点进行初步校准，得到每个热成像点的初步校准数据。
所述第一恒温参考模块包括：设置在所述红外热成像传感器前面且紧贴所述红外热成像传感器的黑色卡纸。所述黑色卡纸可以提供稳定的常温，例如25摄氏度，其紧贴所述红外热成像传感器的前面(即用来采集数据的一面)，可以为所述红外热成像传感器上的每个热成像点提供用于初步校准的恒温。
在将黑色卡纸设置在所述红外热成像传感器前面并紧贴所述红外热成像传感器后，利用所述红外热成像传感器上的每个热成像点，测量黑色卡纸温度，从每个热成像点得到黑色卡纸温度数据，并根据从每个热成像点得到的黑色卡纸温度数据，确定黑色卡纸平均温度数据，然后根据所述黑色卡纸平均温度数据、每个热成像点在第一预设时间段内测量的黑色卡纸最大温度数据和黑色卡纸最小温度数据，确定每个热成像点的温度偏差比例作为每个热成像点的初步校准数据。
其中，所述黑色卡纸平均温度数据可以通过以下方式确定：(1)将所有热成像点得到的黑色卡纸温度数据相加后取平均值作为黑色卡纸平均温度数据；(2)对从所有热成像点得到的黑色卡纸温度数据进行筛选，去除受环境等因素影响而明显过大或过小的数据，并将剩余数据相加后取平均值作为黑色卡纸平均温度数据。
其中，所述每个热成像点的初步校准数据可以通过以下步骤确定：对于任意一个热成像点，确定黑色卡纸平均温度数据与该热成像点的黑色卡纸最小温度数据的差值以及该热成像点的黑色卡纸最大温度数据和黑色卡纸最小温度数据的差值，并将上述两个差值相除得到每个热成像点的初步校准数据。
所述步骤S101可以在将红外热成像传感器组装到温度校准装置之前执行，即将红外热成像传感器放置在一个固定的积架上，然后在其前面贴附黑色卡纸，在得到并存储每个热成像点的初步校准数据后，可以撤去所述黑色卡纸，并进行产品组装。所述步骤S101也可以在红外热成像传感器组装到温度校准装置之后执行，即每次装置启动后，可以将所述黑色卡纸展开并贴附到红外热成像传感器的前面，在得到并存储每个热成像点的初步校准数据后，收纳所述黑色卡纸，因此这种方式，需要在每个温度校准装置中设置配套的黑色卡纸、用于展开和收纳所述黑色卡纸的构件以及展开或卷曲所述黑色卡纸后能够检测所述黑色卡纸到位并锁止的构件，上述构件可以采用已有的机械结构或电驱动结构实现。
所述红外热成像传感器可以选用32x32热成像阵列，例如HEIMANN公司的HTPA32x32dR1L5.0，以提升测量体温的精准度。
步骤S102：在利用所述红外热成像传感器测量被测对象温度期间，利用设置在所述红外热成像传感器的热成像可见区域中的第二恒温参考模块，对所述红外热成像传感器进行二次校准，得到所述红外热成像传感器的二次校准数据。
所述第二恒温参考模块包括：设置在所述红外热成像传感器的热成像可见区域中的恒温参考点以及设置在所述恒温参考点附近的热敏元件。所述恒温参考点可以是加热片，例如陶瓷加热片，所述热敏元件可以是热敏电阻。所述热敏电阻靠近但不接触所述加热片，例如所述热敏电阻与所述加热片之间的距离设置在0.2-0.5厘米之间。
在利用所述红外热成像传感器测量被测对象温度期间，通过利用所述热敏元件测量恒温参考点温度，得到恒温参考点温度数据，同时通过利用所述红外热成像传感器上的部分热成像点测量恒温参考点温度，确定恒温参考点平均温度数据，然后根据通过利用所述热敏元件得到的所述恒温参考点温度数据和通过利用所述红外热成像传感器确定的所述恒温参考点平均温度数据，确定所述红外热成像传感器的温度偏差作为二次校准数据。
其中，恒温参考点平均温度数据可以通过以下步骤确定：对于所述部分热成像点中的任意一个热成像点，根据所述热成像点的温度偏差比例、所述热成像点在第二预设时间段内测量得到的恒温参考点最大温度数据和恒温参考点最小温度数据，确定已校准的恒温参考点温度数据，并根据所述部分热成像点中的对应于每个热成像点的已校准的恒温参考点温度数据，确定恒温参考点平均温度数据。
其中，所述部分热成像点中的任意一个热成像点的已校准的恒温参考点温度数据可以通过以下步骤确定：将所述热成像点在第二预设时间段内测量得到的恒温参考点最大温度数据和恒温参考点最小温度数据相减，将得到的差值乘以所述热成像点的温度偏差比例后与恒温参考点最小温度数据相加，并将相加后的结果作为该热成像点的已校准的恒温参考点温度数据。
其中，恒温参考点平均温度数据可以通过以下步骤确定：将所述部分热成像点的已校准的恒温参考点温度数据相加后取平均值作为恒温参考点平均温度数据。例如，若所述红外热成像传感器选用32x32热成像阵列，则可以选择32*32热成像阵列中处于边缘的4*4个热成像点测量恒温参考点温度，然后将4*4个热成像点的已校准的恒温参考点温度相加后取平均值作为恒温参考点平均温度数据。
其中，二次校准数据可以通过以下步骤确定：将通过利用所述红外热成像传感器确定的所述恒温参考点平均温度数据和通过利用所述热敏元件得到的所述恒温参考点温度数据的差值作为二次校准数据。
步骤S103：利用所述初步校准数据和所述二次校准数据，对所述被测对象温度进行校准，得到被测对象实际温度数据。
对于剩余部分热成像点中的任意一个热成像点，根据所述热成像点的温度偏差比例，所述热成像点在第三预设时间段内测量得到的被测对象最大温度数据和被测对象最小温度数据，得到预校准的被测对象温度数据，并根据所述红外热成像传感器的温度偏差，对预校准的被测对象温度数据进行再次校准，得到对应于所述热成像点的被测对象实际温度数据。
其中，预校准的被测对象温度数据可以通过以下步骤确定：对于剩余部分热成像点中的任意一个热成像点，将所述热成像点在第三预设时间段内测量得到的被测对象最大温度数据和被测对象最小温度数据相减，将得到的差值乘以所述热成像点的温度偏差比例后与被测对象最小温度数据相加，并将相加后的结果作为该热成像点的预校准的被测对象温度数据。
其中，被测对象实际温度数据可以通过以下步骤确定：对于剩余部分热成像点中的任意一个热成像点，将该热成像点的预校准的被测对象温度数据与二次校准数据相减后的结果作为该热成像点对应的被测对象实际温度数据。
在向用户显示被测对象的实际温度数据时，可以显示所述剩余部分热成像点中的任意一个热成像点对应的被测对象实际温度数据，例如最大的被测对象实际温度数据、最小的被测对象实际温度数据，也可以显示所述剩余部分热成像点对应的被测对象实际温度数据的平均值。
图2是本发明实施例提供的一种温度校准装置的示意性结构图，如图2所示，所述装置可以包括设置在红外热成像传感器前的第一恒温参考模块、初步校准模块、设置在所述红外热成像传感器的热成像可见区域中的第二恒温参考模块、二次校准模块和温度校准模块。
所述第一恒温参考模块包括：设置在所述红外热成像传感器前面且紧贴所述红外热成像传感器的黑色卡纸。所述黑色卡纸可以提供稳定的常温，例如25摄氏度，其紧贴所述红外热成像传感器的前面(即用来采集数据的一面)，可以为所述红外热成像传感器上的每个热成像点提供用于初步校准的恒温。
所述初步校准模块，用于利用所述第一恒温参考模块，对所述红外热成像传感器上的每个热成像点进行初步校准，得到每个热成像点的初步校准数据。具体地说，在将黑色卡纸设置在所述红外热成像传感器前面并紧贴所述红外热成像传感器后，所述初步校准模块利用所述红外热成像传感器上的每个热成像点，测量黑色卡纸温度，从每个热成像点得到黑色卡纸温度数据，并根据从每个热成像点得到的黑色卡纸温度数据，确定黑色卡纸平均温度数据，然后根据所述黑色卡纸平均温度数据、每个热成像点在第一预设时间段内测量的黑色卡纸最大温度数据和黑色卡纸最小温度数据，确定每个热成像点的温度偏差比例作为每个热成像点的初步校准数据。
所述第二恒温参考模块包括：设置在所述红外热成像传感器的热成像可见区域中的恒温参考点以及设置在所述恒温参考点附近的热敏元件。所述恒温参考点可以是加热片，例如陶瓷加热片，所述热敏元件可以是热敏电阻。所述热敏电阻靠近但不接触所述加热片，例如所述热敏电阻与所述加热片之间的距离设置在0.2-0.5厘米之间。
所述二次校准模块，用于在利用所述红外热成像传感器测量被测对象温度期间，利用所述第二恒温参考模块，对所述红外热成像传感器进行二次校准，得到所述红外热成像传感器的二次校准数据。具体地说，所述二次校准模块在利用所述红外热成像传感器测量被测对象温度期间，通过利用所述热敏元件测量恒温参考点温度，得到恒温参考点温度数据，同时通过利用所述红外热成像传感器上的部分热成像点测量恒温参考点温度，确定恒温参考点平均温度数据，然后根据通过利用所述热敏元件得到的所述恒温参考点温度数据和通过利用所述红外热成像传感器确定的所述恒温参考点平均温度数据，确定所述红外热成像传感器的温度偏差作为二次校准数据。其中，对于所述部分热成像点中的任意一个热成像点，所述二次校准模块根据所述热成像点的温度偏差比例、所述热成像点在第二预设时间段内测量得到的恒温参考点最大温度数据和恒温参考点最小温度数据，确定已校准的恒温参考点温度数据，并根据所述部分热成像点中的对应于每个热成像点的已校准的恒温参考点温度数据，确定恒温参考点平均温度数据。
所述温度校准模块，用于利用所述初步校准数据和所述二次校准数据，对所述被测对象温度进行校准，得到被测对象实际温度数据。具体地说，对于剩余部分热成像点中的任意一个热成像点，所述温度校准模块根据所述热成像点的温度偏差比例，所述热成像点在第三预设时间段内测量得到的被测对象最大温度数据和被测对象最小温度数据，得到预校准的被测对象温度数据，并根据所述红外热成像传感器的温度偏差，对预校准的被测对象温度数据进行再次校准，得到对应于所述热成像点的被测对象实际温度数据。
本发明上述实施例提供的方法及装置通过利用第一和第二恒温参考模块，对被测对象温度进行校准，结构简单，能够提高温度校准和温度测量的准确性。
下面结合图3至图8，详细说明本发明实施例的实施过程。
在人体测温方面，利用红外线热成像的地方主要在出入口，探测人有没有发烧，但都是一些比较大型的设备，需要配合外置黑体提供参考温度才可以较准确地测量人体体温。换句话说，利用红外线热成像探测人体体温要达到更准确和更稳定，需要外置黑体。这种方式要考虑黑体选择问题，安装位置问题等，需要经专人指导，安装也不方便，同时考虑到黑体如果出现问题，会影响温度探测，因此需要专人管理黑体，另外，黑体与红外热成像传感器之间需要有适当的距离，所以需要较大的空间才可以应用。本发明实施例能够简化红外线热成像人体测温技术，取消了外置黑体，由装置自行提供恒温参考点，这样可以减少整个系统占用的空间，简化安装步骤，不仅适用于出入口等场合，也可在家庭使用或手提使用，即本发明实施例简化了现有红外线热成像测量人体温度技术，从而把该技术应用在家庭和手提温度计产品。
本发明实施例的系统可以包括:红外热成像传感器、处理模块(可以实现图2所述初步校准模块、二次校准模块和温度校准模块的功能)、发热片和热敏电阻，还可以包括摄像模块、通讯模块、显示模块。
因为红外线热成像传感器的热成像点数多，传感器面积比较大，温度分布在每点都有偏差，特别是外部位置的点(即边缘位置的热成像点)与中心位置的点之间的偏差会更大，因此需要进行红外线热成像温度补偿。以海曼的HTPA32x32dR1L5.0热成像传感器为例，用黑体设定37摄氏度(degC)，再用热成像传感器测量温度时，测试发现，外部位置的温度比较低，而中心位置的温度比较高，外部跟中心点温度约相差5～6degC，测试其他温度点，结果接近。为解决红外线热成像传感器的温度不平均问题，本发明实施例通过采用一个恒温的黑色平面(例如黑色卡纸)校正所有热成像点，使所有热成像点测出相同温度。以在将红外热成像传感器组装到装置中之前为例，如图3所示，首先把热成像传感器1放置在积架(图中未示出)上，前面放置一张黑色卡纸2，热成像传感器1需要紧贴黑色卡纸2，这是用来提供一个稳定的常温给热成像传感器1。校准的内容主要是把各点设定为相同温度，具体如下：(1)将所有点的平均值(Mean)计算出来(是指热成像传感器的每一点，CPU处理模块把热成像所有点的数值读回来)(2)通过以下步骤计算并记录每点的温度偏差比例(Offset％)：考虑到硬件噪声或传感器内部已有噪声，每点温度不是固定的，都在一个范围内跳动，因此设定一个时间值(e.g.200ms)，在这时间值找出最高(Max)和最低(Min)温度；计算每点的温度偏差比例(Offset％)，公式为：Offset％＝(Mean-Min Temp)/(Max Temp–Min Temp)；当再次在设定时间值(e.g.200ms)内找出每点的最高(New Max)和最低(New Min)温度时，通过该温度偏差比例(Offset％)，对每点温度进行补偿，可通过如下公式计算：(New Max Temp–New Min Temp)*Offset％+New Min Temp，所有点均完成补偿后，温度应当是平均的或相同的。
需要注意的是，(1)测试要在恒温房间进行，例如温度为25degC。(2)整个校准设备要预先放置在恒温房间，待30分钟以上，让设备的温度与房间温度稳定，然后才可以进行校准，以提高校准准确度。
红外线传感器受外界环境因素影响，如果温度改变得太快，会出现测温不准确的情况，这是没有方法避免的，所以市面上采用已在工厂生产时完成校准的红外线单点传感器测温的耳温枪或额温计，都会要求用户把温度计放置在房间半小时以上才可以使用，目的是使产品温度适应房间温度，从而准确测量。红外线热成像传感器也会受环境温度影响，因此也需要利用参考温度对温度进行校准，计算出准确温度。为此，本发明实施例自行提供一个固定的参考温度点(即利用一个恒温装置作参考温度)给红外线热成像校准，红外线热成像测出来的温度都要跟这参考温度点做比较，再给出一个正确温度。如图4所示，该系统包括红外线热成像传感器1、由发热片4和热敏热阻5组成的恒温参考点(即第二恒温参考模块)，连接红外线热成像传感器1和恒温参考点的芯片/处理模块3。
图4中，由于需要利用一部份的点来测量参考温度，所以本发明实施例采用的红外线热成像传感器1的解像度不可以太低，本系统选用32x32点的红外线热成像传感器。
图4中，恒温参考点由发热片4和热敏热阻5组成。发热片可以选用加热速度比较快的陶瓷发热片(Metal Ceramic Heater)制作。热敏电阻5用来测量发热片4的温度，以作为调节发热片4的温度的依据。
图4中，由于系统主要用来测量人体温度，因此建议恒温参考温度点设定为37degC。
图4中，本系统的红外线热成像传感器1的解像度为32x32，恒温参考点占用其中的16点，优选恒温参考点放置在红外线热成像传感器1的热成像可见范围的边缘，例如该范围的上方，左侧或右侧等。如图5和图6所示，在装置壳体100内，设置有红外热成像传感器1，第二恒温参考模块(即发热片4和热敏热阻5)所在电路板20，芯片3(实现图2初步校准模块、二次校准模块和温度校准模块的功能)所在电路板30，因为需要考虑发热片4的温度对红外线热成像传感器1的影响，发热片4位置不能太接近红外线热成像传感器1，即发热片4所在电路板20的位置不能太接近红外线热成像传感器1。
以海曼的HTPA32x32dR1L5.0热成像传感器为例，由于红外线热成像点数多，本发明实施例使用其中一小部份(4*4)16个像素的温度点作为参考温度，如图7所示，在热成像可见范围6内，使用上方的4*4个点61作为参考温度点，这样就可以不停修正测量出来的温度，效果会比传统在工厂只是校准一次会好很多。
芯片/处理模块3可以采用Allwinner A33，其运行规律如下：热敏电阻5先测量发热片4的温度；若热敏电阻5测量到发热片4温度为35度，则热敏电阻5将35度发送给芯片3，芯片3向连接在发热片4所在回路的脉冲开关发送第一脉冲，以通过第一脉冲的占空比控制该回路通断，从而控制发热片4发热温度，使其温度升高到37度；若热敏电阻5测量到发热片4温度为39度，则热敏电阻5将39度发送给芯片3，芯片3向连接在发热片4所在回路的脉冲开关发送第二脉冲，以通过第二脉冲的占空比控制回路通断，从而控制发热片4发热温度，使其温度降低到37度。
在进行恒温参考温度补偿计算时，执行以下步骤：(1)读取参考温度4x4点的温度，再取平均值(Mean)；(2)与热敏电阻测试出来温度值比较，计算出两者的差值；(3)利用计算出来的差值补偿其他温度点。需要注意的是，每次读传感器都需要同时做恒温参考温度补偿。
在实现恒温参考温度时，执行以下步骤：(1)利用热敏电阻去测量发热片的表面温度；(2)利用脉冲控制发热片功率，按热敏电阻测量出来的温度进行调整；(3)重复(1)(2)步骤，达至稳定的37degC，作为参考温度点。
在上述实施例的基础上，还可以设置用于与云端、监测终端(例如用户手机或计算机)交互的通信模块，以便将被测对象图像和体温实时发送至监测终端，该通信模块可以是WIFI模块，也可以是蓝牙模块、3/4/5G模块等。
在上述实施例的基础上，还可以设置接口模块，该接口模块可以是USB接口，可以通过数据线连接与终端(例如计算机)连接，进而与终端交互数据或充电。
图8是本发明实施例提供的温度校准流程图，如图8所示，步骤包括：
步骤S601：每台设备生产时进行校准。
设置黑色卡纸，并读取红外线热成像传感器每个像素点。
步骤S602：计算温度并存储每个像素点的补偿比例offset％。
预先为红外热成像温度传感器点与点之间不平均问题进行校准，得到每一温度点需要补偿的参考值(即每个热成像点的温度偏差比例)。在一个实施方式中，首先把热成像传感器放置在积架上，前面放置一张黑色卡纸；然后其次测量热成像传感器每一点的温度，CPU处理模块把热成像传感器上所有点的数值读取回来；然后计算所有温度点的平均值(Mean)，并计算每一个温度点与平均值的相差比例(Offset％)，并储存作为补偿使用，其中温度偏差比例Offset％的计算公式为：Offset％＝(Mean-Min Temp)/(Max Temp–MinTemp)。
步骤S603：开机。
步骤S604：设备初始化。
步骤S605：发热片发热，热敏电阻感应发热片温度，重复反馈给CPU处理模块，由CPU处理模块控制发热片恒温在37℃，作为恒温参考点。
在真正测量温度时，把发热片加热为37degC，成为恒温参考温度点。在一个实施方式中，首先利用热敏电阻测量发热片的表面温度，然后利用脉冲控制发热片功率，按热敏电阻测量出来的温度进行调整，通过重复上述步骤，达到稳定的37degC作为参考温度点。
步骤S606：读取红外线热成像传感器。
首先获取热成像传感器测量的每一点的温度，其中包括用于读取恒温参考点温度的4*4个点以及读取被测对象温度的剩余点，然后按照预先校准时计算的相差比例(Offset％)，对所有温度点进行补偿，每一点的温度补偿按照下式计算：(New Max Temp–New Min Temp)*Offset％+New Min Temp，其中New Max Temp和New Min Temp使每一点在预设时间段内测量温度的最大值和最小值。
在读取红外线热成像传感器的同时，如果设备设置有用来拍摄被测对象图像的摄像头，也可以读取摄像头影像。本实施例在检测体温时，可以使用摄像头记录被测对象(即被测量体温的人)的图像，再配合红外热成像传感器将温度与影像合成，使用户可以以照片或视频的方式记录被测对象体温检测情况，方便用户查看。
步骤S607：利用恒温参考点，计算温度偏差，并利用温度偏差进行温度补偿，得到每一点的实际温度。
首先利用恒温参考温度点，计算热成像传感器温度与实际温度的偏差，具体地说，测量热敏电阻的温度，然后将热敏电阻的温度与热成像传感器恒温参考温度点范围温度的平均值做出比较，计算得到两者的温度差值。然后进行热成像温度补偿，具体地说，把热成像传感器每一点的温度加上相差值作补偿，计算得到每一点的实际温度。
步骤S608：根据每一点的实际温度，进行图像处理和显示。
例如把温度和摄像头数据合并，再显示到LCD显示屏上。
本发明实施例配合显示屏和摄像头，可以提供更全面的测量记录，包括相片和视频，便于翻查历史测量记录。
步骤S609：关机。
例如，假设通过黑色卡纸，得到某一热成像点的温度偏差比例为50％。在实际测量被测对象时，首先在一段时间内(如200ms)测量出来的温度最小值New Min temp和最大值New Max temp分别为37degC和42degC，利用温度偏差比例50％进行补偿后为39.5degC，即(42–37)*50％+37＝39.5degC。然后如果恒温参考点的温度平均值为37.8degC，而热敏电阻的采集的恒温参考点的实际温度值为37degC，则说明热成像传感器测量的温度与实际温度相差0.8degC，即37.8degC-37degC＝0.8degC，理论上需要把该点的温度值39.5degC减0.8degC，得到该点的实际温度值38.7degC，即39.5degC-0.8degC＝38.7degC。同样地，其它点的校准过程与该点相同，不再赘述。
本发明实施例可以应用到网络摄影机和手提温度计中。
综上所述，本发明实施例具有以下技术效果：
1、安装和使用都比较简单，可以普通家庭可以安装使用；
2、空间需求更方便，不用外置黑体，可以适合不同环境；
3、采用图像记录被测对象实际温度，比文字记录增加一重保障,避免出现人为错误，例如抄写错误，或交换了病人体温等。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种温度校准方法，其特征在于，所述方法包括：
利用设置在红外热成像传感器前的第一恒温参考模块，对所述红外热成像传感器上的每个热成像点进行初步校准，得到每个热成像点的初步校准数据；
在利用所述红外热成像传感器测量被测对象温度期间，利用设置在所述红外热成像传感器的热成像可见区域中的第二恒温参考模块，对所述红外热成像传感器进行二次校准，得到所述红外热成像传感器的二次校准数据；
利用所述初步校准数据和所述二次校准数据，对所述被测对象温度进行校准，得到被测对象实际温度数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一恒温参考模块包括设置在所述红外热成像传感器前面且紧贴所述红外热成像传感器的黑色卡纸，其为所述红外热成像传感器上的每个热成像点提供用于初步校准的恒温；
所述利用设置在红外热成像传感器前的第一恒温参考模块，对所述红外热成像传感器上的每个热成像点进行初步校准，得到每个热成像点的初步校准数据包括：
利用所述红外热成像传感器上的每个热成像点，测量黑色卡纸温度，得到黑色卡纸温度数据；
根据每个热成像点得到的黑色卡纸温度数据，确定黑色卡纸平均温度数据；
根据所述黑色卡纸平均温度数据、每个热成像点在第一预设时间段内测量的黑色卡纸最大温度数据和黑色卡纸最小温度数据，确定每个热成像点的温度偏差比例作为每个热成像点的初步校准数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二恒温参考模块包括设置在所述红外热成像传感器的热成像可见区域中的恒温参考点和设置在所述恒温参考点附近的热敏元件；
所述利用设置在所述红外热成像传感器的热成像可见区域中的第二恒温参考模块，对所述红外热成像传感器进行二次校准，得到所述红外热成像传感器的二次校准数据包括：
通过利用所述热敏元件测量恒温参考点温度，得到恒温参考点温度数据；
通过利用所述红外热成像传感器上的部分热成像点测量恒温参考点温度，确定恒温参考点平均温度数据；
根据通过利用所述热敏元件得到的所述恒温参考点温度数据和通过利用所述红外热成像传感器确定的所述恒温参考点平均温度数据，确定所述红外热成像传感器的温度偏差作为二次校准数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过利用所述红外热成像传感器上的部分热成像点测量恒温参考点温度，确定恒温参考点平均温度数据包括：
对于所述部分热成像点中的任意一个热成像点，根据所述热成像点的温度偏差比例、所述热成像点在第二预设时间段内测量得到的恒温参考点最大温度数据和恒温参考点最小温度数据，确定已校准的恒温参考点温度数据；
根据所述部分热成像点中的对应于每个热成像点的已校准的恒温参考点温度数据，确定恒温参考点平均温度数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述初步校准数据和所述二次校准数据，对所述被测对象温度进行校准，得到被测对象实际温度数据包括：
对于剩余部分热成像点中的任意一个热成像点，根据所述热成像点的温度偏差比例，所述热成像点在第三预设时间段内测量得到的被测对象最大温度数据和被测对象最小温度数据，得到预校准的被测对象温度数据；
根据所述红外热成像传感器的温度偏差，对预校准的被测对象温度数据进行再次校准，得到对应于所述热成像点的被测对象实际温度数据。
6.一种温度校准装置，其特征在于，所述装置包括：
设置在红外热成像传感器前的第一恒温参考模块；
初步校准模块，用于利用所述第一恒温参考模块，对所述红外热成像传感器上的每个热成像点进行初步校准，得到每个热成像点的初步校准数据；
设置在所述红外热成像传感器的热成像可见区域中的第二恒温参考模块；
二次校准模块，用于在利用所述红外热成像传感器测量被测对象温度期间，利用所述第二恒温参考模块，对所述红外热成像传感器进行二次校准，得到所述红外热成像传感器的二次校准数据；
温度校准模块，用于利用所述初步校准数据和所述二次校准数据，对所述被测对象温度进行校准，得到被测对象实际温度数据。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一恒温参考模块包括设置在所述红外热成像传感器前面且紧贴所述红外热成像传感器的黑色卡纸，用于为所述红外热成像传感器上的每个热成像点提供用于初步校准的恒温；
所述初步校准模块利用所述红外热成像传感器上的每个热成像点，测量黑色卡纸温度，得到黑色卡纸温度数据，并根据每个热成像点得到的黑色卡纸温度数据，确定黑色卡纸平均温度数据，然后根据所述黑色卡纸平均温度数据、每个热成像点在第一预设时间段内测量的黑色卡纸最大温度数据和黑色卡纸最小温度数据，确定每个热成像点的温度偏差比例作为每个热成像点的初步校准数据。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二恒温参考模块包括设置在所述红外热成像传感器的热成像可见区域中的恒温参考点和设置在所述恒温参考点附近的热敏元件；
所述二次校准模块通过利用所述热敏元件测量恒温参考点温度，得到恒温参考点温度数据，并通过利用所述红外热成像传感器上的部分热成像点测量恒温参考点温度，确定恒温参考点平均温度数据，然后根据通过利用所述热敏元件得到的所述恒温参考点温度数据和通过利用所述红外热成像传感器确定的所述恒温参考点平均温度数据，确定所述红外热成像传感器的温度偏差作为二次校准数据。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，对于所述部分热成像点中的任意一个热成像点，所述二次校准模块根据所述热成像点的温度偏差比例、所述热成像点在第二预设时间段内测量得到的恒温参考点最大温度数据和恒温参考点最小温度数据，确定已校准的恒温参考点温度数据，并根据所述部分热成像点中的对应于每个热成像点的已校准的恒温参考点温度数据，确定恒温参考点平均温度数据。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，对于剩余部分热成像点中的任意一个热成像点，所述温度校准模块根据所述热成像点的温度偏差比例，所述热成像点在第三预设时间段内测量得到的被测对象最大温度数据和被测对象最小温度数据，得到预校准的被测对象温度数据，并根据所述红外热成像传感器的温度偏差，对预校准的被测对象温度数据进行再次校准，得到对应于所述热成像点的被测对象实际温度数据。
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