CN112146766B - 一种无接触式测温安检装置的体温计算方法 - Google Patents

一种无接触式测温安检装置的体温计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112146766B
CN112146766B CN202011022715.9A CN202011022715A CN112146766B CN 112146766 B CN112146766 B CN 112146766B CN 202011022715 A CN202011022715 A CN 202011022715A CN 112146766 B CN112146766 B CN 112146766B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
signal
distance
forehead
environment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011022715.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112146766A (zh
Inventor
柯倩霞
李城汐
孙久龙
刘苡辰
马兰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Jiaotong University
Original Assignee
Southwest Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Jiaotong University filed Critical Southwest Jiaotong University
Priority to CN202011022715.9A priority Critical patent/CN112146766B/zh
Publication of CN112146766A publication Critical patent/CN112146766A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112146766B publication Critical patent/CN112146766B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0022—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation of moving bodies
    • G01J5/0025—Living bodies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/06—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/06—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
    • G01J5/064—Ambient temperature sensor; Housing temperature sensor; Constructional details thereof
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/80—Calibration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06—Systems determining the position data of a target
    • G01S15/08—Systems for measuring distance only

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

本发明提供了一种无接触式测温安检装置，其包括红外测温探头、距离传感器和环境温度传感器，用于测量额头温度、测量距离和环境温度值，信号处理模块，给数据处理模块。采用无接触式测温安装装置的体温计算方法，包括测量测量额头温度、测量距离和环境温度值，计算出环境温度补偿值和距离温度补偿值，再结合体温计算公式，得到实际额头温度值。

Description

一种无接触式测温安检装置的体温计算方法
技术领域
本发明涉及安检设备技术领域，特别是涉及一种无接触式测温安检装置及体温计算方法。
背景技术
疫情防控期间，测量人员体温和明确人员身份在初步筛查疑似患者、防范疫情扩散过程中起到十分重要的作用。目前公共场合主要使用的方式是：安检处实行红外额头测温仪进行测温，验证人员信息时摘下口罩，人身检查过程中对口罩内部及面部进行检查。
然而，红外额头测温仪需要专人手持，检测人员需要与被检测者面对面接触，使得检测人员容易被感染，还耗费大量的人力资源；此外，由于测量环境的限制，测温精度不高。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种无接触式测温安检装置及体温计算方法，解决了现有技术中检测公众温度采用手持式额头测温仪，存在检测人员与被检测者面对面接触，导致检测人员易被感染，同时现有测温装置的测温精度不高的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
提供一种无接触式测温安检装置，其包括：
安检闸机主体，所述闸机主体上设置有人脸识别模块，且所述安检闸机主体顶端设置有显示模块；
红外测温探头，所述测温探头安装在显示模块上，采集被测人员的额头温度，并生成额头温度信号；
距离传感器，所述距离传感器安装在显示模块上，采集被测人员与测温探头之间的距离，生成距离信号；
环境温度传感器，所述环境温度传感器安装显示模块上，采集测温环境的温度，生成环境温度信号；
信号处理模块，所述信号处理模块与红外测温探头、距离传感器、环境温度传感器均连接，所述信号处理模块将额头温度信号、距离信号和环境温度信号分别处理成额头温度数字信号、距离数字信号和环境温度数字信号，并发送给数据处理模块；
数据处理模块，数据处理模块与信号处理模块电连接；
数据处理模块接收红外测温探头实时上传的温度信号，并判断温度信号是否落入预定温度范围，若是，则进入下一步，否则，重复此步骤；
控制人脸识别模块采集测温区域内的图片信息，并判断图片信息中是否有人，若是，则进入下一步，否则，重复此步骤；
根据图片信息和温度信号计算出额头温度值；
控制距离传感器和环境温度传感器采集被测人员与测温探头之间的距离和测温环境的温度，生成距离信号和环境温度信号；
数据处理模块根据信号处理模块生成的环境温度数字信号、距离数字信号和额头温度数字信号分别环境温度补偿值和距离温度补偿值；
根据环境温度补偿值和距离温度补偿值计算出实际额头温度值，发送给显示模块和人脸识别模块。
进一步地，所述信号处理模块包括：
信号放大器和A/D转换器，所述信号放大器和A/D转换器将额头温度信号、距离信号、环境温度信号均放大和模数转换后发送给数据处理模块。
进一步地，所述数据处理模块包括：
串行数据接口，所述串行数据接口与信号处理模块和数据处理模块连接，所述串行数据接口接收信号处理模块发出的数据信号，并发送给处理器；
处理器，所述处理器运行温度计算程序，利用额头温度数字信号、距离数字信号和环境温度数字信号计算实际额头温度值。
进一步地，所述距离传感器为超声波传感器。
一种体温计算方法，包括以下步骤：
S1、处理器控制红外测温探头和距离传感器向被测人员发射红外线和超声波，得到被测人员的额头温度T和红外测温探头与被测人员之间的距离L，生成额头温度信号和距离信号；
控制环境温度传感器测量红外测温探后与被测人员之间的环境温度
Figure 11229DEST_PATH_IMAGE002
，生成环境温度信号；
S2、额头温度信号、距离信号和环境温度信号经过信号处理模块处理成额头温度数字信号、距离数字信号和环境温度数字信号，发送给处理器；
S3、将额头温度T带入环境温度补偿公式，计算环境补偿温度值
Figure 464967DEST_PATH_IMAGE003
，环境温度补偿公式为：
Figure 857902DEST_PATH_IMAGE004
其中，
Figure 898671DEST_PATH_IMAGE005
为测温环境温度值，
Figure 901000DEST_PATH_IMAGE006
为消光系数，
Figure 140351DEST_PATH_IMAGE007
为红外测温探头的发射率，
Figure 438608DEST_PATH_IMAGE008
为人体发射率；
S4、将距离L带入距离补偿公式，计算距离补偿温度值
Figure 560148DEST_PATH_IMAGE009
：
Figure 867633DEST_PATH_IMAGE010
S5、将环境补偿温度值
Figure 397709DEST_PATH_IMAGE011
和距离补偿温度值
Figure 929184DEST_PATH_IMAGE012
带入体温计算公式，得到实际额头温度
Figure 678966DEST_PATH_IMAGE013
，体温计算公式为：
Figure 757518DEST_PATH_IMAGE014
。
进一步地，所述
Figure 971461DEST_PATH_IMAGE015
为-0.01287。
进一步地，所述距离L的计算公式为：
Figure 80363DEST_PATH_IMAGE016
其中，v为超声波传递速率，t为超声波传递时间。
本发明的有益效果为：通过红外测温探头、距离传感器和环境温度传感器测得额头温度、红外测温探头与被测人员之间的距离和环境温度值，对额头温度分别进行环境温度补偿计算和距离补偿计算，消除环境温度对实际温度的影响，以及距离对实际温度的影响，根据环境温度补偿计算和距离补偿计算后的值计算实际温度值，极大地消除环境温度和距离的影响，提高了测温精度。
附图说明
图1为一种无接触式测温安检装置的原理图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
本方案提供一种无接触式测温安检装置，其包括安检闸机主体，所述闸机主体上设置有人脸识别模块，且所述安检闸机主体顶端设置有显示模块；显示器模块包括用于显示被测人员的温度，安检闸机主体根据被测人员的实际温度判断是否符合通过标准，若通过则打开闸机门，否则发出警报信息。
红外测温探头，测温探头安装在显示模块上，采集被测人员的额头温度，并生成额头温度信号；
距离传感器，距离传感器安装在显示模块上，采集被测人员与测温探头之间的距离，生成距离信号；
环境温度传感器，环境温度传感器安装显示模块上，采集测温环境的温度，生成环境温度信号；
信号处理模块，信号处理模块与红外测温探头、距离传感器、环境温度传感器均连接，信号处理模块将额头温度信号、距离信号和环境温度信号分别处理成额头温度数字信号、距离数字信号和环境温度数字信号，并发送给数据处理模块；信号处理模块包括：
信号放大器和A/D转换器，信号放大器和A/D转换器将额头温度信号、距离信号、环境温度信号均放大和模数转换后发送给数据处理模块。
数据处理模块，数据处理模块与信号处理模块电连接；
数据处理模块接收红外测温探头实时上传的温度信号，并判断温度信号是否落入预定温度范围，若是，则进入下一步，否则，重复此步骤；
控制人脸识别模块采集测温区域内的图片信息，并判断图片信息中是否有人，若是，则进入下一步，否则，重复此步骤；
根据图片信息和温度信号计算出额头温度值；
控制距离传感器和环境温度传感器采集被测人员与测温探头之间的距离和测温环境的温度，生成距离信号和环境温度信号；
数据处理模块根据信号处理模块生成的环境温度数字信号、距离数字信号和额头温度数字信号分别环境温度补偿值和距离温度补偿值；
根据环境温度补偿值和距离温度补偿值计算出实际额头温度值，发送给显示模块和人脸识别模块。
数据处理模块包括：
串行数据接口，串行数据接口与信号处理模块和数据处理模块连接，串行数据接口接收信号处理模块发出的数据信号，并发送给处理器；
处理器，处理器运行温度计算程序，利用额头温度数字信号、距离数字信号和环境温度数字信号计算实际额头温度值。
具体地，红外测温探头采用HEIMANN红外测温探头，距离传感器为超声波传感器，超声波传感器采用HC-SR04，环境温度传感器采用数字式温度传感器DS18B20，处理器采用STM32F407。
采用本方案的一种无接触式测温安检装置的温度计算方法，具体包括以下步骤：
S1、处理器控制红外测温探头和距离传感器向被测人员发射红外线和超声波，得到被测人员的额头温度T和红外测温探头与被测人员之间的距离L，生成额头温度信号和距离信号；
Figure 878292DEST_PATH_IMAGE017
，其中，v为超声波传递速率，t为超声波传递时间；
控制环境温度传感器测量红外测温探后与被测人员之间的环境温度
Figure 730842DEST_PATH_IMAGE018
，生成环境温度信号；
S2、额头温度信号、距离信号和环境温度信号经过信号处理模块处理成额头温度数字信号、距离数字信号和环境温度数字信号，发送给处理器；
S3、将额头温度T带入环境温度补偿公式，计算环境补偿温度值
Figure 268134DEST_PATH_IMAGE019
，环境温度补偿公式为：
Figure 577630DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure 567583DEST_PATH_IMAGE021
为测温环境温度值，
Figure 128883DEST_PATH_IMAGE022
为消光系数，
Figure 520681DEST_PATH_IMAGE023
为红外测温探头的发射率，
Figure 33702DEST_PATH_IMAGE024
为人体发射率；
S4、将距离L带入距离补偿公式，计算距离补偿温度值
Figure 743907DEST_PATH_IMAGE025
：
Figure 938259DEST_PATH_IMAGE026
；
S5、将环境补偿温度值
Figure 151940DEST_PATH_IMAGE027
和距离补偿温度值
Figure 976808DEST_PATH_IMAGE028
带入体温计算公式，得到实际额头温度
Figure 643150DEST_PATH_IMAGE029
，体温计算公式为：
Figure 578876DEST_PATH_IMAGE030
。
本方案利用红外测温探头测得被测人员的额头温度，考虑到测量环境的环境温度、红外测温探头和被测人员之间的距离对实际温度的影响，通过环境温度补偿公式和距离补偿公式对额头温度分别进行温度补偿和距离补偿，再根据体温计算公式计算出实际额头温度，尽可能地消除环境温度和测量距离的影响，极大地提高了测温的准确性。

Claims (3)

1.一种无接触式测温安检装置的体温计算方法，其特征在于，无接触式测温安检装置包括：
安检闸机主体，所述闸机主体上设置有人脸识别模块，且所述安检闸机主体顶端设置有显示模块；
红外测温探头，所述测温探头安装在显示模块上，采集被测人员的额头温度，并生成额头温度信号；
距离传感器，所述距离传感器安装在显示模块上，采集被测人员与测温探头之间的距离，生成距离信号；
环境温度传感器，所述环境温度传感器安装显示模块上，采集测温环境的温度，生成环境温度信号；
信号处理模块，所述信号处理模块与红外测温探头、距离传感器、环境温度传感器均连接，所述信号处理模块将额头温度信号、距离信号和环境温度信号分别处理成额头温度数字信号、距离数字信号和环境温度数字信号，并发送给数据处理模块；
所述信号处理模块包括：信号放大器和A/D转换器，所述信号放大器和A/D转换器将额头温度信号、距离信号、环境温度信号均放大和模数转换后发送给数据处理模块；
数据处理模块，所述数据处理模块与信号处理模块电连接；所述数据处理模块包括：串行数据接口，所述串行数据接口与信号处理模块和数据处理模块连接，所述串行数据接口接收信号处理模块发出的数据信号，并发送给处理器；
处理器，所述处理器运行温度计算程序，利用额头温度数字信号、距离数字信号和环境温度数字信号计算实际额头温度值；
所述数据处理模块接收红外测温探头实时上传的温度信号，并判断温度信号是否落入预定温度范围，若是，则进入下一步，否则，重复此步骤；
控制人脸识别模块采集测温区域内的图片信息，并判断图片信息中是否有人，若是，则进入下一步，否则，重复此步骤；
根据图片信息和温度信号计算出额头温度值；
控制距离传感器和环境温度传感器采集被测人员与测温探头之间的距离和测温环境的温度，生成距离信号和环境温度信号；
数据处理模块根据信号处理模块生成的环境温度数字信号、距离数字信号和额头温度数字信号分别计算出环境温度补偿值和距离温度补偿值；
根据环境温度补偿值和距离温度补偿值计算出实际额头温度值，发送给显示模块和人脸识别模块；
无接触式测温安检装置的体温计算方法包括以下步骤：
S1、处理器控制红外测温探头和距离传感器向被测人员发射红外线和超声波，得到被测人员的额头温度T和红外测温探头与被测人员之间的距离L，生成额头温度信号和距离信号；
控制环境温度传感器测量红外测温探后与被测人员之间的环境温度
Figure 752057DEST_PATH_IMAGE001
，生成环境温度信号；
S2、额头温度信号、距离信号和环境温度信号经过信号处理模块处理成额头温度数字信号、距离数字信号和环境温度数字信号，发送给处理器；
S3、将额头温度T带入环境温度补偿公式，计算环境补偿温度值
Figure 664649DEST_PATH_IMAGE002
，环境温度补偿公式为：
Figure 552970DEST_PATH_IMAGE003
其中，
Figure 871694DEST_PATH_IMAGE004
为环境温度值，
Figure 161861DEST_PATH_IMAGE005
为消光系数，
Figure 510934DEST_PATH_IMAGE006
为红外测温探头的发射率，
Figure 886552DEST_PATH_IMAGE007
为人体发射率；
S4、将距离L带入距离补偿公式，计算距离补偿温度值
Figure 743387DEST_PATH_IMAGE008
：
Figure 419219DEST_PATH_IMAGE009
；
S5、将环境补偿温度值
Figure 204772DEST_PATH_IMAGE010
和距离补偿温度值
Figure 35063DEST_PATH_IMAGE011
带入体温计算公式，得到实际额头温度
Figure 462633DEST_PATH_IMAGE012
，体温计算公式为：
Figure 665075DEST_PATH_IMAGE013
。
2.根据权利要求1所述的体温计算方法，其特征在于，所述
Figure 152689DEST_PATH_IMAGE014
为-0.01287。
3.根据权利要求1所述的体温计算方法，其特征在于，所述距离L的计算公式为：
Figure 228133DEST_PATH_IMAGE015
其中，v为超声波传递速率，t为超声波传递时间。
CN202011022715.9A 2020-09-25 2020-09-25 一种无接触式测温安检装置的体温计算方法 Active CN112146766B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011022715.9A CN112146766B (zh) 2020-09-25 2020-09-25 一种无接触式测温安检装置的体温计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011022715.9A CN112146766B (zh) 2020-09-25 2020-09-25 一种无接触式测温安检装置的体温计算方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112146766A CN112146766A (zh) 2020-12-29
CN112146766B true CN112146766B (zh) 2022-01-18

Family

ID=73897123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011022715.9A Active CN112146766B (zh) 2020-09-25 2020-09-25 一种无接触式测温安检装置的体温计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112146766B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112711340B (zh) * 2020-12-31 2021-10-15 深圳雷柏科技股份有限公司 带体温检测功能的鼠标设备及体温检测方法
CN112842283A (zh) * 2021-01-11 2021-05-28 安徽中科中涣防务装备技术有限公司 一种大面积复杂人流环境的体温筛查监测系统和方法
CN113155290B (zh) * 2021-03-09 2022-10-21 广州大学 一种巡逻测温机器人及巡逻测温方法
CN113280929B (zh) * 2021-06-25 2024-01-23 杭州电力设备制造有限公司 一种红外测温系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004144715A (ja) * 2002-10-28 2004-05-20 Ishizuka Electronics Corp 赤外線検出装置
CN204698531U (zh) * 2015-06-18 2015-10-14 梁寒冰 一种体温计
CN107449513A (zh) * 2017-08-15 2017-12-08 合肥明英富海生物科技有限公司 一种测温仪
CN108303182A (zh) * 2017-12-30 2018-07-20 广东金泽润技术有限公司 一种红外成像温度监控系统
CN208076036U (zh) * 2018-05-11 2018-11-09 武汉轻工大学 一种红外测量温度计

Also Published As

Publication number Publication date
CN112146766A (zh) 2020-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112146766B (zh) 一种无接触式测温安检装置的体温计算方法
ATE544058T1 (de) Temporalarterie-temperaturerkennung
WO2012015247A3 (ko) 휴대용 뇌파 측정 및 제어 시스템
US9498166B2 (en) Method for displaying the temperature field of a biological subject
CN111938606A (zh) 一种基于红外热成像的体温检测方法及系统
CN212844010U (zh) 温度测量装置以及温度测量系统
CN111458036A (zh) 一种基于多元回归的人体体温测量修正方法及系统
US20170071477A1 (en) System for detecting core body temperature and method for the same
CN210741700U (zh) 人体体温检测装置
Sun et al. Development of an infection screening system for entry inspection at airport quarantine stations using ear temperature, heart and respiration rates
CN214951810U (zh) 人体体温检测装置
US20210307619A1 (en) Fever detection
CN117309159A (zh) 基于红外热成像的列车机柜火焰预警方法
CN111366967A (zh) 一种强辐射场的辐照剂量率测量系统和方法
KR101880629B1 (ko) 최소자승법을 이용한 체온 관리 시스템
TW200427430A (en) Method and apparatus for measuring temperature of a body
CN112097915B (zh) 一种人脸识别测温方法及装置
RU2011130250A (ru) Устройство и способ контроля результата спинальной анестезии
Sun et al. Design an easy-to-use infection screening system for non-contact monitoring of vital-signs to prevent the spread of pandemic diseases
US20190298227A1 (en) Tremor detector, stress assessment system including the same, and method of assessing stress
CN109655193B (zh) 一种无线气体压力监测系统
CN103884448A (zh) 测量构件内部温度的置入式x射线成像方法与设备
CN202631115U (zh) 热红外测温信号处理系统
TWM616685U (zh) 防疫門禁設備
CN102589579B (zh) 旋转编码器和测量角度的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant