CN111854973B - 基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法 - Google Patents

基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法，包括：定时采集第一大气温度信息、第一大气湿度信息与第一温度值信息，聚类组合得到第一数据对象；当人体经过感应区时，采集第二大气温度信息、第二大气湿度信息与第二温度值信息，聚类组合得到第二数据对象；将第二数据对象与所有的第一数据对象进行相似度匹配，得到与第二数据对象匹配度最高的第一数据对象，将该第一数据对象中的第一温度值信息从第二温度值信息剔除，得到人体温度信息。考虑监控环境中的大气温度信息与大气湿度信息，与感应区的第一温度值信息进行聚类组合，与有无人体移动时分情形进行数据筛选，以达到抗环境温度干扰，提高温度监测的范围与准确度。

Description

基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法
技术领域
本发明涉及温度监测技术领域，具体是一种基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法。
背景技术
目前，平板温度监控设备种类繁多，人体移动红外感应技术广泛应用于人们的生活中。通过平板温度监控设备与红外感应技术相结合，当人体进入到平板设备监控感应范围时，平板设备微电脑系统能够感应到人体的红外热释变化，进行检测出人体的温度以达到温度监测的结果。
现有的技术都是针对人体某个身体部位对准平板设备的红外感应区域进行温度监测，监测完后得到温度值并上传。现有技术需要人体某部位靠近平板设备红外感应器，红外热感应的主要原理是通过检测人体发出的红外光谱的变化，属于微信号检测，容易受气流流动、环境温度和湿度等因素的影响，导致出现监测不准的问题。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法，综合考虑监控环境中的大气温度信息与大气湿度信息，与感应区的第一温度值信息进行聚类组合，再与有无人体移动时分情形进行数据筛选，以达到抗环境温度干扰，先比对匹配，再判断，以缩小温度监测数据范围，以提高温度监测的范围与准确度。
为实现上述目的，本发明提供一种基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法，将具有感应区的温度检测系统搭载在无人机上，利用遥控装置将无人机飞行到待测区域，使得温度检测系统的感应区与待测区域重合，并当人体经过感应区时通过温度检测系统检测得到人体温度信息，检测过程具体包括如下步骤：
步骤1，定时采集感应区的第一大气温度信息、第一大气湿度信息以及第一温度值信息；
步骤2，将第一大气温度信息、第一大气湿度信息、第一温度值信息进行聚类组合得到第一数据对象，并将第一数据对象按时间进行存储；
步骤3，当人体经过感应区时，采集感应区当前的第二大气温度信息、第二大气湿度信息以及包含人体温度信息的第二温度值信息，并将第二大气温度信息、第二大气湿度信息以及包含人体温度信息的第二温度值信息进行聚类组合得到第二数据对象；
步骤4，将第二数据对象与所有的第一数据对象进行相似度匹配，得到与第二数据对象匹配度最高的第一数据对象；
步骤5，将与第二数据对象匹配度最高的第一数据对象中的第一温度值信息从第二温度值信息剔除，即得到人体温度信息。
进一步优选地，本发明中的一种基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法还包括：
步骤6，基于人体温度信息得到人体温度值并输出；
步骤7，判断人体温度值是否超过体温报警阀值，若是则输出报警命令。
进一步优选地，步骤6中，所述人体温度值为人体温度信息中所有温度值的平均值。
进一步优选地，步骤6中，所述人体温度值以语音播报的形式输出。
进一步优选地，所述感应区为红外感应区。
进一步优选地，步骤2中，所述将第一大气温度信息、第一大气湿度信息、第一温度值信息进行聚类组合得到第一数据对象，具体为：
将同一时间采集的第一大气温度信息、第一大气湿度信息、第一温度值信息进行聚类组合得到第一数据对象，其中，第一大气温度信息、第一大气湿度信息为该第一数据对象的key。
进一步优选地，步骤3中，将第二大气温度信息、第二大气湿度信息作为第二数据对象的key。
进一步优选地，步骤4中，将第二数据对象与所有的第一数据对象进行相似度匹配，得到与第二数据对象匹配度最高的第一数据对象，具体为：
将第二数据对象的key与所有的第一数据对象的key进行相似度匹配，得到与第二数据对象匹配度最高的第一数据对象。
本发明的有益技术效果：
本发明提供一种基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法，综合考虑监控环境中的第一大气温度信息与第一大气湿度信息，与第一温度值信息进行聚类组合，再与有人体移动时分情形进行数据筛选，以达到抗环境温度干扰，先比对匹配，再判断，以缩小温度监测数据范围，以提高温度监测的范围与准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例中基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本实施例公开的一种基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法，将具有感应区的温度检测系统搭载在无人机上，利用遥控装置将无人机飞行到待测区域，使得温度检测系统的感应区与待测区域重合，并当人体经过感应区时通过温度检测系统检测得到人体温度信息。在检测过程中，综合考虑监控环境中的大气温度信息与大气湿度信息，与感应区的第一温度值信息进行聚类组合，再与有无人体移动时分情形进行数据筛选，以达到抗环境温度干扰，先比对匹配，再判断，以缩小温度监测数据范围，以提高温度监测的范围与准确度。参考图1，该方法具体包括如下步骤：
步骤1，定时采集感应区的第一大气温度信息、第一大气湿度信息以及第一温度值信息。其中，感应区优选为红外感应区，能够根据红外光谱得到感应区中各个区域的温度值，每隔半小时采集进行一次数据采集。需要注意的是，第一大气温度信息中包括一个数据，表示大气温度值；第一大气湿度信息中包括一个数据，表示大气湿度值；第一温度值信息中包含若干个数据，表示感应区中在没有人体移动时各个区域的温度值。
步骤2，将第一大气温度信息、第一大气湿度信息、第一温度值信息进行聚类组合得到第一数据对象，其中，第一将大气温度信息、第一大气湿度信息作为第一数据对象的key，并将第一数据对象按时间进行存储。
步骤3，当人体经过感应区时，采集感应区当前的第二大气温度信息、第二大气湿度信息以及包含人体温度信息的第二温度值信息，并将当前的第二大气温度信息、第二大气湿度信息以及包含人体温度信息的第二温度值信息进行聚类组合得到第二数据对象，其中，将感应区当前的第二大气温度信息、第二大气湿度信息作为第二数据对象的key。需要注意的是，当前的第二大气温度信息中包括一个数据，表示当前大气温度值；当前的第二大气湿度信息中包括一个数据，表示当前大气湿度值；第二温度值信息中包含若干个数据，表示感应区中在有人体移动时各个区域的温度值。由于感应区中有人体移动，所以显而易见的第二温度值信息中的数据数量多于第一温度值信息中的数据数量。
步骤4，将第二数据对象与所有的第一数据对象进行相似度匹配，得到与第二数据对象匹配度最高的第一数据对象，具体为：将第二数据对象的key与所有的第一数据对象的key进行相似度匹配，匹配到相等或最接近的两个key，得到与第二数据对象匹配度最高的第一数据对象。
步骤5，将与第二数据对象匹配度最高的第一数据对象中的第一温度值信息从第二温度值信息剔除，即得到人体温度信息。
步骤6，基于人体温度信息得到人体温度值并输出，其中，人体温度值为人体温度信息中所有温度值的平均值；人体温度值以语音播报的形式输出。
步骤7，判断人体温度值是否超过温度阈值，若是则输出报警命令，触发红色警示灯或警铃。
在具体实施过程中，本实施例中基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法所采用的装置或系统包括无人机、温度检测系统与服务器，温度检测系统包括有红外光谱成像仪。无人机上还搭载有无线信号收发器、A/D转换模块、存储模块、调制解调模块，在温度检测系统中设置人体的正常温度区间与报警温度区间，通过无人机搭载的红外光谱成像仪，对无人机监测的区域进行红外扫描，获取所监测区域的温度分布的模拟信号，通过调制解调模块，将模拟信号转换为数字信号，将转换后的环境温湿度数字信号暂存至存储模块，并按照一定的时间周期将存储模块的环境温湿度信息上传到服务器，在服务器将温湿度信息进行类聚组合，再与无人体移动时采集的数据进行数据匹配与比对筛选，得到人体温度，通过此应用方法可以提高传统温度监测方法的范围与准确度。
下面以具体的示例对本实施例中的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法作进一步的说明。
以带红外感应监测与空气温湿度检测功能的温度检测系统为实例，将温度检测系统搭载在无人机上，配置无人机的无线通信模块，使无人机和温度检测系统的通信链路保持通畅，在温度监控系统设置人体的正常温度范围(tempRange)与体温报警阀(tempThreshold)信息。
无人机上的温度检测系统定时采集无人机所在区域的第一大气温度信息:tair,无人机所在区域的第一大气湿度信息：airhum,红外感应区第一温度值信息：ambtemp、fixedtemp，无人机地理位置坐标:location。
将采集到的数据信息存储到无人机的存储模块，并按照一定的时间周期上传到云服务器，云服务器应用将采集到的信息按无人机所在区域的第一大气温度信息、第一大气湿度信息及地理位置作为key，ambtemp、fixedtemp、location等属性值组成的数据作为value进行聚类组合得到第一数据对象，将聚类组合后的第一数据对象按时间进行储存成数据对象集(dataCollections)。
有人体经过无人机所监控的范围时，将人体范围温度以及人体范围周边环境相关温度以及此时的第二大气温度信息、第二大气湿度信息以及包含人体温度信息的第二温度值信息以及无人机地理位置信息tair、airhum、ambtemp、fixedtemp、location等值都采集上传到云服务器。
将有人体经过时采集到的温湿度相关数据与没有人体经过时采集到的温湿度、地理位置信息相关数据分别存储为perddataObject,noperdataObject。
将采集到的perddataObject,noperdataObject.数据上传到云服务器，并均与其同时采集时的大气温度与大气湿度进行聚类组合。将采集的perddataObject数据对象与历史数据对象集合dataObjects中的对象进行循环筛选比对。
循环筛选比对时根据聚类组合value值(无人机所在区域的空气温度与湿度)进行匹配相等或相近的vauluew值的历史数据对象集合，将匹配上的数据集合存为mateDataResults。
将mateDataResults集合内的对象属性数据按照K近邻算法建立数据集模型，将perddatabobject作为输入对象变量进行模型算法计算。
将模型计算得出的数据对象与perddataObject数据对象集合中的温度属性进行关联类比，将环境温度、环境固定物体温度等数据进行筛选，得出筛选结果存为：dataResults。
将dataResults按照人体温度测试计算得出perTemp，再与tempRange进行比对，若在其范围内，则得出监测出来的人体温度：perTemp。若不在tempRange范围内则进行再次筛选与计算，若还不能得出结果则进行测量异常上报。
将测量得到的人体温度perTemp与体温报警阀值：tempthreshold进行判断。
根据判断结果进行语音播报，正常则报体温正常，异常则报体温异常。
体温异常的同时无人机的红色警示灯亮起。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法，其特征在于，将具有感应区的温度检测系统搭载在无人机上，利用遥控装置将无人机飞行到待测区域，使得温度检测系统的感应区与待测区域重合，并当人体经过感应区时通过温度检测系统检测得到人体温度信息，检测过程具体包括如下步骤：
步骤1，定时采集感应区的第一大气温度信息、第一大气湿度信息以及第一温度值信息；
步骤2，将第一大气温度信息、第一大气湿度信息、第一温度值信息进行聚类组合得到第一数据对象，并将第一数据对象按时间进行存储；
步骤3，当人体经过感应区时，采集感应区当前的第二大气温度信息、第二大气湿度信息以及包含人体温度信息的第二温度值信息，并将第二大气温度信息、第二大气湿度信息以及包含人体温度信息的第二温度值信息进行聚类组合得到第二数据对象；
步骤4，将第二数据对象与所有的第一数据对象进行相似度匹配，得到与第二数据对象匹配度最高的第一数据对象；
步骤5，将与第二数据对象匹配度最高的第一数据对象中的第一温度值信息从第二温度值信息剔除，即得到人体温度信息；
步骤4中，将第二数据对象与所有的第一数据对象进行相似度匹配，得到与第二数据对象匹配度最高的第一数据对象，具体为：
将第一大气温度信息、第一大气湿度信息作为第一数据对象的key，将第二大气温度信息、第二大气湿度信息作为第二数据对象的key；
将第二数据对象的key与所有的第一数据对象的key进行相似度匹配，得到与第二数据对象匹配度最高的第一数据对象。
2.根据权利要求1所述基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法，其特征在于，还包括：
步骤6，基于人体温度信息得到人体温度值并输出；
步骤7，判断人体温度值是否超过体温报警阀值，若是则输出报警命令。
3.根据权利要求2所述基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法，其特征在于，步骤6中，所述人体温度值为人体温度信息中所有温度值的平均值。
4.根据权利要求2所述基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法，其特征在于，步骤6中，所述人体温度值以语音播报的形式输出。
5.根据权利要求1或2或3或4所述基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法，其特征在于，所述感应区为红外感应区。
6.根据权利要求1或2或3或4所述基于无人机的抗外界环境温度干扰的人体温度检测方法，其特征在于，步骤2中，所述将第一大气温度信息、第一大气湿度信息、第一温度值信息进行聚类组合得到第一数据对象，具体为：
将同一时间采集的第一大气温度信息、第一大气湿度信息、第一温度值信息进行聚类组合得到第一数据对象。
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