CN211978126U - 热成像阵列及体温监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种热成像阵列及体温监测装置。所述热成像阵列包括多个热成像摄像机，这些热成像摄像机通过多个支架分别设置于对应的内滑轨上，内滑轨沿外滑轨可滑动，并据此带动多个热成像摄像机沿预定方向排列，例如横向排列。本实用新型集成多个热成像摄像机，能够提高热成像分辨率，且具有较广的拍摄视角。

Description

热成像阵列及体温监测装置

技术领域

本实用新型涉及人脸识别技术领域和热成像技术领域，具体涉及一种热成像阵列及具有热成像阵列的体温监测装置。

背景技术

流感等疫情的一个最直观表现就是患者的体温升高，因此在幼儿园、中小学、医院、边检口岸、车站等人员聚集区的高发区域有效监测各个人员的体温，是控制流感等疫情传播的一个行之有效方法。现有技术通常采用体温计或者额温枪来监测可疑人员的体温，但是此类体温检测方法都需要人工操作，不仅速度慢、效率低、增加操作人员的工作负担，而且会增加操作人员被传染的风险，尤为重要的是，人员聚集区的人流量巨大，现有方式难以逐个筛查，效果难以保证。

为解决此问题，现有的一种改进方式是通过热成像摄像机采集人脸的热成像，热成像用于确定人脸的温度，取代人工测温，速度快、效率高、降低操作人员的工作负担，摄像机邻近待监测人员，而使得操作人员远离可疑人员，降低操作人员被传染的风险，而且自动化操作有利于在人流量巨大时实现逐个筛查，可以实现自动化预警。

但是，目前的体温监测装置一般只有单个热成像摄像机，热成像分辨率低，且拍摄视角较窄，仍具有较大的局限性。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提供一种热成像阵列及体温监测装置，以解决现有体温监测装置的热成像分辨率低且拍摄视角窄的问题。

本实用新型提供的一种热成像阵列，包括：

多个热成像摄像机；

滑轨总成，包括多个外滑轨和多个内滑轨，每一内滑轨可滑动地设置于每一外滑轨，所述多个外滑轨沿第一方向排布，每一外滑轨沿第二方向延伸，所述第一方向和第二方向相垂直；

多个支架，每一所述支架沿第三方向延伸，所述第三方向分别垂直于所述第一方向和第二方向，每一所述支架设置于一个内滑轨上，每一热成像摄像机设置于一所述支架的自由端。

可选地，所述外滑轨上设置有可沿第三方向收缩的弹性件，所述内滑轨上设置有通孔，所述弹性件用于在内滑轨滑动至其上方时收缩并抵接于内滑轨，且在内滑轨传动支架移动至预定位置时弹出并插置于通孔中，并阻挡所述内滑轨相对外滑轨滑动。

可选地，所述热成像阵列包括定位件，所述外滑轨上设有定位孔，所述定位件用于在内滑轨传动支架移动至预定位置时插置于定位孔中，所述定位件与内滑轨抵接并阻挡内滑轨相对外滑轨滑动。

可选地，定位件设置于内滑轨上，且为可沿第三方向收缩的弹性件，定位件用于在内滑轨滑动至预定位置时弹出并插置于定位孔中。

可选地，所述多个支架的高度相等，所述多个热成像摄像机沿第二方向排布于一直线上。

可选地，所述多个支架的高度不等，所述多个热成像摄像机沿第三方向排布于一直线上。

可选地，所述支架为沿所述第三方向尺寸可调的可伸缩件。

可选地，所述支架为柔性件，柔性件可沿第一方向形变。

可选地，所述多个外滑轨为一体成型结构件。

本实用新型提供的一种体温监测装置，包括处理器及上述热成像阵列，所述处理器与多个热成像摄像机连接，用于将多个热成像摄像机摄取的热成像数据组合成一热成像图像。

本实用新型设计热成像阵列包括多个热成像摄像机，这些热成像摄像机通过多个支架分别设置于对应的内滑轨上，内滑轨沿外滑轨可滑动，并据此带动多个热成像摄像机沿预定方向排列，例如横向排列，在这些热成像摄像机沿预定方向排列后可用于集成拍摄人体热成像，从而能够提高热成像分辨率，且具有较广的拍摄视角。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例的热成像阵列的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的热成像阵列的结构俯视图；

图3是图2所示的热成像阵列沿A-A方向的结构剖视图；

图4是本实用新型另一实施例的热成像阵列的结构俯视图；

图5是图4所示的热成像阵列沿A-A方向的结构剖视图；

图6是本实用新型一实施例的体温监测装置的原理框示意图；

图7是本实用新型一实施例的体温监测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下述仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

图1是本实用新型一实施例的热成像阵列的结构示意图，图2是本实用新型一实施例的热成像阵列的结构俯视图，图3是图2所示的热成像阵列沿A-A方向的结构剖视图。请一并参阅图1～图3，热成像阵列10包括多个热成像摄像机11、滑轨总成12及多个支架13。

热成像摄像机11的工作原理就是热红外成像技术，其核心是热像仪，能够探测微小温差，将温差转换成实时视频图像并显示。其只能看到人和物体的热轮廊，看不清人和物体的真实面目。

滑轨总成12包括多个外滑轨121和多个内滑轨122，两者的数量相等。这些外滑轨121沿第一方向x排布，且每一外滑轨121沿第二方向y延伸设置，该第一方向x和第二方向y垂直。每一内滑轨122可滑动地设置于每一外滑轨121，并且内滑轨122可以沿着其所设置的外滑轨121的延伸方向(即第二方向y)往返滑动。在实际应用场景中，这些外滑轨121可以为一体成型结构件，内滑轨122可以为滑块，该滑块嵌设于外滑轨121的滑槽中并可以相对滑动。

每一支架13沿第三方向z延伸设置，该第三方向z分别垂直于第一方向x和第二方向y。每一支架13固定于一内滑轨122上，每一热成像摄像机11设置于对应的一支架13的自由端。所谓支架13的自由端可理解为可以更换并安装热成像摄像机11的一端，在未安装热成像摄像机11时该端空置，而其另一端与内滑轨122固定。

在本实施例中，多个热成像摄像机11通过多个支架13分别设置于对应的内滑轨122上，内滑轨122沿外滑轨121可滑动，并传动支架13及固定于支架13上的热成像摄像机11发生位移，最终各个热成像摄像机11沿预定方向排列，例如图1所示的横向排列(即第二方向y)。为了减少后续热成像的计算量及确保热成像质量，多个支架13的高度可相等，于此，多个热成像摄像机11沿第二方向y排布于同一条直线上，各个热成像摄像机11的光轴位于该直线上。

在这些热成像摄像机11沿预定方向排列后，即可用于拍摄人体或动物热成像。相比较于单个热成像摄像机11，多个热成像摄像机11的设置能够提高热成像分辨率，具有较广的拍摄视角。

另外，本实施例通过滑轨总成12能够灵活调节各个热成像摄像机11的位置，有利于适用多种应用场景，兼容性较好。

应理解，图中所示的3个热成像摄像机11仅为示例说明，本实用新型可根据实际需要适应性设计，此处不予以限制。

在各个热成像摄像机11到达各自预设位置后，为防止因晃动等原因导致各个热成像摄像机11再次发生位移，热成像阵列10可以设有限位结构。请一并参阅图1和图2，外滑轨121上设有可沿第三方向z收缩的弹性件121a，内滑轨122上设有通孔122a。

在自然状态下，弹性件121a未受力并具有第一高度h1。内滑轨122相对外滑轨121滑动，滑动至弹性件121a所在位置时对弹性件121a施加压力，弹性件121a受压缩短而具有第二高度h2，该第二高度h2小于第一高度h1。随后，内滑轨122继续滑动，弹性件121a抵接内滑轨122的底部并继续保持第二高度h2。直至内滑轨122的通孔122a移动至弹性件121a正上方，弹性件121a与通孔122a对齐，弹性件121a不再受压而伸展，并插置于通孔122a中，由此阻挡内滑轨122相对外滑轨121继续滑动，从而热成像摄像机11定位于预定位置。

在本实施例中，弹性件121a设于外滑轨121上，通孔122a设于内滑轨122上，两者组成热成像摄像机11的限位结构。应理解，其他实施例可采用其他结构实现所述限位。例如，外滑轨121上设置有定位孔，内滑轨122上设置有与该定位孔相适配的定位件。

其中，定位件可以为可沿第三方向z收缩的弹性件，定位孔可以为通孔。换言之，在本实施例中，用于限位的弹性件121a设于内滑轨122上，用于限位的通孔122a设于外滑轨121上。

在自然状态下，定位件未受力并具有第一高度h1。内滑轨122相对外滑轨121滑动，在滑动至定位件所在位置时，外滑轨121对定位件施压，定位件缩短而具有第二高度h2，该第二高度h2小于第一高度h1。内滑轨122继续滑动，定位件抵接外滑轨121并继续保持第二高度h2。直至定位孔移动至定位件正上方，定位件与定位孔对齐，定位件不再受压而伸展，并插置于定位孔中，由此阻挡内滑轨122相对外滑轨121滑动，从而热成像摄像机11定位于预定位置。

请继续参阅图2和图3，在各个热成像摄像机11到达并定位于预设位置时，沿第一方向x上，各个热成像摄像机11并未位于同一平面上，或者说并未位于同一拍摄平面上，举例而言，如果将最右侧的热成像摄像机11所在平面视为体温监测装置的屏幕所在面，则其余热成像摄像机11均与该屏幕所在面具有一定的距离。

为减少后续热成像的计算量及确保成像质量，所述支架13可以为柔性件，该柔性件可理解为：支架13可以沿第一方向x发生形变，如图4和图5所示，支架13形变后，所有热成像摄像机11位于同一平面上。其中，越靠近该平面，支架13沿第三方向z的长度越小。在实际应用场景中，支架13可以为柔性板或柔性金属条，但支架13的结构强度至少满足支撑热成像摄像机11重量的要求。

在本实施例中，多个热成像摄像机11横向排布。而本实用新型的上述结构设计也可以适用于竖向排布的多个热成像摄像机11。也就是说，多个热成像摄像机11可以沿第三方向z排布于一直线上，此时，支架13也可以为沿第三方向z尺寸可调的可伸缩件，伸缩调节后，越靠近该平面，支架13沿第三方向z的长度越小，然后支架13沿第一方向x发生形变后，所有热成像摄像机11位于同一平面上。

本实用新型还提供具有前述热成像阵列10的体温监测装置。如图6所示，体温监测装置60包括处理器61，以及分别与该处理器61连接的可见光摄像机62、多个热成像摄像机63和显示屏64。

可见光摄像机62用于拍摄周围环境中的人脸并获取第一图像。该可见光摄像机62的输出端口可以采用USB接口，清晰度可以大于或等于两百万像素。该可见光摄像机62可以采用红外摄像机，或者CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)图像传感器，有利于在光线较暗的环境中，红外摄像机依然可以较清晰的拍摄人脸并获取含有该人脸的第一图像。

多个热成像摄像机63可以采用前述热成像阵列10的结构设计，也就是说，所述体温监测装置60可以将热成像阵列10内置于其内部。如图7所示，多个热成像摄像机63集成于一个壳体641内，该壳体641可视为显示屏64原本具有的壳体。

可见光摄像机62和多个热成像摄像机63水平并排安装在壳体641内，且可见光摄像机12和多个热成像摄像机13的镜头外露于壳体641。在其他实施例中，可见光摄像机62和热成像摄像机63也可以垂直并排安装在壳体641内，当然镜头也外露于壳体641。

多个热成像摄像机63用于拍摄人脸并获取第二图像，该第二图像是热成像图像，而第一图像是类同于照片的实景成像，两者均是拍摄同一人脸而成像得到。多个热成像摄像机63可采用带有温度较准的面阵型热成像图像传感器，其输出端口可以采用网络接口，可以为有线网络接口或者无线网络接口，感光波长介于7～14um之间，水平拍摄视角为38度，分辨率为220*160，温度检测精度为±0.5摄氏度。

为了减少后续识别人脸成像和热成像的计算量，所述多个热成像摄像机63和可见光摄像机62的光轴同心，于此，这两台摄像机的取景视场可以基本重合，所拍摄的景物成像可以基本重合。

处理器61是体温监测装置10的控制中心，利用各种接口和线路连接体温监测装置10的其余各个元件，通过调用及运行预存的软件程序，执行体温监测装置10的各种功能和处理数据，从而实现对人体的体温监测。其中，所述预存的软件程序可以存储于处理器61自身集成的存储器中，也可以存储于与该处理器61连接的存储器中，该外接的存储器可以包括高速随机存储器或非易失性存储器，例如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器，当然，该外接的存储器也可以进一步包括相对于处理器61远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至体温监测装置10。所述网络包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

处理器61从存储器中调用相关程序，执行如下操作：

首先，接收可见光摄像机62拍摄人脸而获取的第一图像，并识别出人脸在该第一图像中的位置。其中，处理器61可以基于人脸识别算法识别出人脸在该第一图像中的位置。

然后，接收多个热成像摄像机63拍摄人脸而获取的第二图像。多个热成像摄像机63摄取的热成像数据组合成一张热成像图像，即为第二图像，相比较于单个热成像摄像机63拍摄人脸而获取的热成像图像，本实用新型能够提高热成像分辨率，具有较广的拍摄视角。

接着，根据人脸在第一图像中的位置确定在第二图像中的热成像。

在一具体实施例中，第一图像和第二图像分别为可见光摄像机62和多个热成像摄像机63同一时刻抓拍到的图片。

人脸在第二图像中的热成像轮廓通常与其周围环境中物体的热成像轮廓糅合，而变得非常模糊，很难通过肉眼或者人脸识别算法确定出第二图像中哪一部分是人脸的热成像，而人脸在第一图像中的成像(以下统称人脸成像)则不同，第一图像中的人脸成像轮廓清晰，通过人脸识别算法可以较轻易的识别出来。因此，所述处理器61可以通过第一图像中人脸成像来确定第二图像中人脸的热成像。

进一步地，根据热成像中各部分的颜色即可确定对应的温度。一般来说，颜色越红部分对应的温度越高，由此根据人脸在第二图像中的热成像获取人脸的多个预定部位温度。

继而，根据多个预定部位温度的由高到底的顺序，选取最前预设数量个预定部位温度并取平均值以作为人脸的温度。

其中，人脸包括额头、眼部、嘴巴、脸颊等部位，可获取这些部位的最高温度，即这些部位在第二图像中的颜色最红处对应的温度。然后对这些部位的最高温度从高到低进行排序，例如额头温度37℃、眼部36.8℃、嘴巴36.6℃、脸颊36.5℃。接着，选择最前的例如3个部位的温度并取平均值，得到平均值36.8℃，确定人脸温度为36.8℃。

应理解，所述人脸的多个预定部位也可以是同一面部器官的多个部位，例如额头的多个预定部位。一般来说，额头的温度可作为人脸的温度，并作为人体温度，本实施例可以根据第二图像中人脸所有部位的温度平均值作为人脸的温度，也可以根据由高到底的顺序，选取最前的几个人脸部位的温度平均值作为人脸的温度。

基于上述，处理器61通过多个热成像摄像机63和可见光摄像机62结合的方式实现人体体温监测，取代人工测温，速度快、效率高、降低操作人员的工作负担，摄像机邻近待监测人员，而使得操作人员远离可疑人员，被传染的风险较低，而且自动化操作有利于在人流量巨大时实现逐个筛查，例如只要处理器61、可见光摄像机62和多个热成像摄像机63的处理速度足够快速即可实现逐个筛查，又例如增加处理器61、可见光摄像机62和多个热成像摄像机63的数量，也可以实现逐个筛查，从而能够做到不遗漏，保证疫情防控效果。

最终，判断人脸的温度是否达到预设温度阈值，并执行预定操作。

其中，在人脸的温度未达到预设温度阈值时，处理器61可对下一人员进行体温监测。在达到预设温度阈值时，执行预定操作。

基于本步骤，处理器61可以实现自动预警等预定操作。举例而言，如果将预设温度阈值设置为37.3℃，则在监测到人脸的温度大于或等于37.3℃时，处理器61即发出预警。其中，预警可采用以声光、语音、特殊的字符提示或相结合的方式。

当然，除自动预警之外，预定操作还可以包括将人脸图像和本次获取的人脸的温度一并上传至服务器、云端和/或预定App。

在实际应用场景中，火车站等公共场所的人员大多会带有口罩，也会有人戴着眼镜，还会有人的刘海遮挡住额头区域。考虑到这些面部遮挡物会部分覆盖人脸，为确保人体温度检测的准确度，本实施例可以根据可见光摄像机62拍摄的第一图像首先检测人脸是否有面部遮挡物，在人脸无面部遮挡物时，执行前述实施例的步骤。

而在检测到人脸有面部遮挡物时，例如额头有刘海遮档时，可以通过语音播报或者由现场工作人员提示去除该被检测人员的面部遮挡物，并重新拍摄获取第二图像直至获取人脸无面部遮挡物时的多个预定部位温度，并根据前述步骤得到人脸的温度。或者，获取所述人脸的额头区域的多个测量点的温度，并将这些测量点的温度平均值作为人脸的温度，具体地，本实施例可以根据由高到底的顺序，选取额头区域中最前的几个测量点的温度平均值作为人脸的温度。

尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本实用新型，但本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本实用新型包括所有此修改和变型，并且由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。

即，以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本说明书及附图内容所作的等效结构变换，例如各实施例之间技术特征的结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

另外，在前述实施例的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本实用新型的限制。另外，对于特性相同或相似的结构元件，本实用新型可采用相同或者不相同的标号进行标识。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者多个特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

Claims (10)

1.一种热成像阵列，其特征在于，所述热成像阵列包括：

多个热成像摄像机；

滑轨总成，包括多个外滑轨和多个内滑轨，每一内滑轨可滑动地设置于每一外滑轨，所述多个外滑轨沿第一方向排布，每一外滑轨沿第二方向延伸，所述第一方向和第二方向相垂直；

多个支架，每一所述支架沿第三方向延伸，所述第三方向分别垂直于所述第一方向和第二方向，每一所述支架设置于一个内滑轨上，每一热成像摄像机设置于一所述支架的自由端。

2.根据权利要求1所述的热成像阵列，其特征在于，所述外滑轨上设置有可沿所述第三方向收缩的弹性件，所述内滑轨上设置有通孔，所述弹性件用于在所述内滑轨滑动至其上方时收缩并抵接于所述内滑轨，且在所述内滑轨传动所述支架移动至预定位置时弹出并插置于所述通孔中，并阻挡所述内滑轨相对所述外滑轨滑动。

3.根据权利要求1所述的热成像阵列，其特征在于，所述热成像阵列包括定位件，所述外滑轨上设有定位孔，所述定位件用于在所述内滑轨传动所述支架移动至预定位置时插置于所述定位孔中，所述定位件与所述内滑轨抵接并阻挡所述内滑轨相对所述外滑轨滑动。

4.根据权利要求3所述的热成像阵列，其特征在于，所述定位件设置于所述内滑轨上，且为可沿第三方向收缩的弹性件，所述定位件用于在所述内滑轨滑动至预定位置时弹出并插置于所述定位孔中。

5.根据权利要求1所述的热成像阵列，其特征在于，所述多个支架的高度相等，所述多个热成像摄像机沿第二方向排布于一直线上。

6.根据权利要求1所述的热成像阵列，其特征在于，所述多个支架的高度不等，所述多个热成像摄像机沿第三方向排布于一直线上。

7.根据权利要求6所述的热成像阵列，其特征在于，所述支架为沿所述第三方向尺寸可调的可伸缩件。

8.根据权利要求5或6所述的热成像阵列，其特征在于，所述支架为柔性件，所述柔性件可沿所述第一方向形变。

9.根据权利要求1所述的热成像阵列，其特征在于，所述多个外滑轨为一体成型结构件。

10.一种体温监测装置，其特征在于，包括处理器及权利要求1～9任一项所述的热成像阵列，所述处理器与多个热成像摄像机连接，用于将多个热成像摄像机摄取的热成像数据组合成一热成像图像。

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