EP4413339A1 - Système de mesure de température à distance - Google Patents

Système de mesure de température à distance

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Publication number
EP4413339A1
EP4413339A1 EP22782516.3A EP22782516A EP4413339A1 EP 4413339 A1 EP4413339 A1 EP 4413339A1 EP 22782516 A EP22782516 A EP 22782516A EP 4413339 A1 EP4413339 A1 EP 4413339A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
temperature
sensor
person
skin
tbb
Prior art date
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Pending
Application number
EP22782516.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Georges De Pelsemaeker
Mohamed-Amine BOUBAKER
Marion MOUTINHO
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.)
Valeo Electrification SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP4413339A1 publication Critical patent/EP4413339A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • 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
    • G01J5/0275—Control or determination of height or distance or angle information for sensors or receivers
    • 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
    • G01J5/07—Arrangements for adjusting the solid angle of collected radiation, e.g. adjusting or orienting field of view, tracking position or encoding angular position
    • 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
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0859—Sighting arrangements, e.g. cameras
    • 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
    • G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
    • G01J5/12—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
    • 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
    • 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
    • G01J5/802—Calibration by correcting for emissivity
    • 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
    • G01J2005/0077—Imaging

Definitions

  • the present invention relates to a remote temperature measurement system.
  • the subject of the invention is thus a remote temperature measurement system, arranged to measure a temperature on a person, in particular on at least one zone of the person's face, this system comprising:
  • a first temperature sensor operating in the infrared and arranged to measure at least one skin temperature of the person, in particular on at least one zone of the face of the person, this first sensor being in particular an infrared camera, the skin temperature measured by this first sensor being called (Tir),
  • processing unit arranged for:
  • Tbb an intermediate skin temperature (Tbb) as a function at least of the temperature measured (Tir) by the first temperature sensor, of a distance value representative of the distance between the first sensor and the person, and the ambient temperature measured by the second sensor, and
  • Ts corrected skin temperature value
  • Tbb intermediate skin temperature
  • the intermediate skin temperature value (Tbb) is not calculated taking into account the emissivity of the skin.
  • the emissivity is taken into account in the determination of the final corrected temperature (Ts), as will be seen later.
  • the system includes a distance measuring device to provide the distance value.
  • this distance value can be a predetermined value.
  • this distance value is fixed in advance according to the location of the chair where the person who is subject to the temperature measurement sits, this value being for example fixed at 1 meter.
  • the processing unit is arranged to determine the corrected skin temperature value (Ts) from a single intermediate skin temperature value (Tbb).
  • this system comprises a distance measuring device arranged to measure the distance between the face of the person and the first temperature sensor.
  • this distance measurement is based for example on an area of the face of the person, for example on the area of the face where the first temperature sensor measures the temperature of the skin (Shooting).
  • this device is chosen from among a stereoscopic measuring device, a radar, a device of the Time of Flight (TOF) Sensor type. ), an inertial scale that notably allows positioning of the person's body on a virtual reference checkerboard.
  • a stereoscopic measuring device a radar, a device of the Time of Flight (TOF) Sensor type.
  • TOF Time of Flight
  • an inertial scale that notably allows positioning of the person's body on a virtual reference checkerboard.
  • the distance measurement can also be carried out by image processing by measuring a distance between the eyes on the image then determine, from this estimated difference, the distance between the face on which the temperature is measured and the first temperature sensor.
  • the processing unit is arranged to determine the corrected skin temperature value (Ts) from a plurality of intermediate skin temperature values (Tbb).
  • the processing unit is arranged to use the same distance value to determine all the intermediate skin temperature values (Tbb).
  • the processing unit is arranged to use several distance values to determine the intermediate skin temperature values (Tbb).
  • each intermediate skin temperature value calculation (Tbb) uses an associated distance value.
  • Each distance value corresponds to a point on the person's face. This point is a point where the temperature measurement by the first sensor is made.
  • the first temperature sensor is arranged to measure the temperatures at a plurality of points on the face of the person.
  • This plurality of points forming in particular a mask of measurement points placed on the face of the person.
  • the intermediate temperature (Tbb) at the tip of the nose must be corrected with a distance value measured at the tip of the nose.
  • a distance measured on the tip of the nose and the distance measured on another point of the face, for example on the cheekbone can differ greatly, in proportion.
  • the system may comprise a measuring device for determining the distance at a plurality of points on the face of the person, this device being chosen for example from a stereoscopic measurement or a device of the Time of Flight (TOF) Sensor type.
  • a measuring device for determining the distance at a plurality of points on the face of the person, this device being chosen for example from a stereoscopic measurement or a device of the Time of Flight (TOF) Sensor type.
  • TOF Time of Flight
  • This camera works on the principle of time of flight (in English: Time of Flight, TOF) which makes it possible to measure in real time a scene in 3 dimensions (3D). This type of camera is known.
  • the invention comprises a camera, in particular a Red Green Blue camera, or RGB camera, arranged to define on the face of the person the remarkable point of temperature measurement, or the points remarkable measurement of temperature measurement, for the first sensor.
  • this camera operates in the visible range.
  • the first and/or the second temperature sensor comprises a component for measuring the temperature in a casing of the sensor and/or of a sensitive element of this sensor.
  • the system considers the first and/or the second temperature sensor as unreliable, and does not take disregard the resulting data.
  • the correction linked to the emissivity of the skin of the person is chosen depending on the intermediate skin temperature (Tbb).
  • the corrected skin temperature value is given by a curve with the intermediate skin temperature on the abscissa and the corrected skin temperature on the ordinate with emissivity taken into account. skin.
  • the system does not need to explicitly access a skin emissivity value.
  • the system uses the aforementioned curve which contains the influence of emissivity on the measurement of the temperature of the region concerned, in particular the face.
  • the correction linked to the emissivity is contained in this curve.
  • the correction linked to the emissivity of the person's skin is chosen depending also on the person's perspiration and makeup.
  • the intermediate skin temperature (Tbb) is equal to a polynomial function, for example of order 2, of the temperature measured (Tir) by the first temperature sensor, a distance value representative of the distance between the first sensor and the person, and the ambient temperature measured by the second sensor.
  • thermopile-type sensor comprising thermocouples and arranged to convert thermal energy into electrical energy.
  • the processing unit is connected to this light intensity sensor, in particular of the thermopile type, and is arranged to use light intensity data supplied by this sensor to correct the temperature (Tbb).
  • Correction for ambient light can incorporate this light intensity data divided by a radiant thermal power value associated with the person's basal metabolism.
  • the first temperature sensor is a camera operating in the infrared, preferably at a wavelength between 7 and 14 micrometers.
  • this camera is of the digital type.
  • the entire system is of the digital type, with no analog component.
  • the second temperature sensor arranged to measure an ambient temperature is a sensor comprising a sensitive element based on platinum, in particular of the PT 100 type.
  • Another subject of the invention is a remote temperature measurement method, for measuring a temperature on a person, in particular on at least one area of the person's face, this method comprising the following steps:
  • a first temperature sensor operating in the infrared and arranged to measure at least one skin temperature of the person, in particular on at least one zone of the face of the person, this first sensor being in particular an infrared camera, the temperature of skin measured by this first sensor being called (Tir),
  • Tbb an intermediate skin temperature (Tbb) as a function at least of the temperature measured (Tir) by the first temperature sensor, of a distance value representative of the distance between the first sensor and the person, and the ambient temperature measured by the second sensor, and
  • Ts corrected skin temperature value
  • Tbb intermediate skin temperature
  • the remarkable temperature measurement point(s) are geometrically defined by means of an image zone called Building box, which surrounds it, for example by means of the geometric mean of the sides of the image area.
  • This image area is a surface delimited by a series of points which is constructed by an object identification algorithm.
  • the system can be packaged in a transportable box that can be placed in a building, for example an airport, a hospital or any other place.
  • the invention can be used as an aid to provide diagnostic information, in particular with a view to detecting a disease in a person, in particular a contagious disease such as COVID 19.
  • Figure 1 schematically illustrates a system according to a non-limiting embodiment of the invention.
  • Figure 2 schematically illustrates a system according to another non-limiting embodiment of the invention
  • Figure 3 illustrates remarkable measurement points on a person's face, using the system according to the invention
  • Figure 4 shows a curve illustrating the influence of emissivity on temperature measurements.
  • FIG. 1 There is shown in Figure 1 a system 100 for remote temperature measurement, arranged to measure a temperature on a person, here on the person's face.
  • This system 100 comprises a first temperature sensor 1 operating in the infrared and arranged to measure a skin temperature of the person, on areas or points of the person's face.
  • the first temperature sensor 1 is a camera operating in the infrared, for example between 7 and 14 micrometers.
  • the skin temperature measured by this first sensor 1 is called Tir
  • This system 100 further comprises a second temperature sensor 2 arranged to measure an ambient temperature Tamb.
  • the second temperature sensor 2 arranged to measure an ambient temperature is a sensor comprising a sensitive element based on platinum, in particular of the PT 100 type.
  • This system 100 comprises a processing unit 3 arranged for:
  • the system 100 includes a distance measuring device 5 to provide the distance value Dist.
  • this distance value Dist can be a predetermined value.
  • this distance value is fixed in advance according to the location of the chair where the person who is subject to the temperature measurement sits, this value being for example fixed at 1 meter.
  • the processing unit 3 is arranged to determine the corrected skin temperature value Ts from a single intermediate skin temperature value Tbb.
  • the distance measuring device 5 is arranged to measure the distance between the face of the person and the first temperature sensor 1.
  • This distance measurement is based for example on an area of the person's face, for example on the area of the face where the first temperature sensor 1 measures the skin temperature Tir.
  • This distance measuring device 5 is chosen from among a stereoscopic measuring device, a radar, a device of the Time of Flight (TOF) Sensor type, an inertial balance.
  • the distance measurement can also be performed by image processing by measuring a gap between the eyes on the image and then determining, from this estimated gap, the distance between the face on which the temperature is measured and the first temperature sensor.
  • the processing unit 100 is arranged to determine the corrected skin temperature value Ts from a plurality of intermediate skin temperature values Tbb.
  • the processing unit 3 is arranged to use the same distance value Dist to determine all the intermediate skin temperature values Tbb. [71] This may prove to be sufficient, namely using the same distance value, when the distance between the person and the first sensor 1 is large enough, for example at least 1 meter.
  • the processing unit 3 is arranged to use several distance values Dist to determine the intermediate skin temperature values Tbb.
  • each calculation of intermediate skin temperature value Tbb uses an associated distance value Dist.
  • Each Dist distance value corresponds to a point on the person's face. This point is a point where the temperature measurement by the first sensor 1 is made.
  • the first temperature sensor 1 is thus arranged to measure the temperatures at a plurality of points on the person's face. This plurality of points forming in particular a mask 20 of measurement points superimposed on the face 21 of the person, as can be seen in Figure 3.
  • the distance measurement on each temperature measurement point allows better precision of the intermediate skin temperature values Tbb. This is particularly advantageous when the first temperature sensor 1 is placed relatively close to the face 21 of the person, for example at a distance of a few tens of centimeters. Over these short distances, the accuracy of the distance value between the temperature measurement point and the first sensor 1 has a non-negligible influence on the accuracy of the intermediate skin temperature value Tbb. For example, the intermediate temperature Tbb at the tip of the nose must be corrected with a distance value measured at the tip of the nose. Indeed, when the first sensor is relatively close to the face, a distance measured on the tip of the nose and the distance measured on another point of the face, for example on the cheekbone, can differ greatly, in proportion.
  • the number of points on a 20 point mask can be greater than 100, or even greater than 200.
  • the distance measuring device is chosen from among a stereoscopic measuring device or a device of the Time of Flight (TOF) Sensor type, in English).
  • TOF Time of Flight
  • This camera works on the principle of time of flight (in English: Time of Flight, TOF) which makes it possible to measure a scene in real time in 3 dimensions (3D). This type of camera is known.
  • the system 100 comprises a Red Green Blue camera 8, or RGB camera, arranged to define on the face 21 of the person the remarkable point of temperature measurement, or the remarkable measurement points of temperature measurement, for the first sensor 1 . This is step 40 in Figures 1 and 2.
  • the remarkable temperature measurement points are geometrically defined by means of an image area called Building box, which surrounds it, for example by means of the geometric mean of the sides of the image area.
  • This image area is a surface delimited by a series of points which is constructed by an object identification algorithm.
  • This camera 8 operates in the visible range.
  • the infrared camera 1 performs the temperature measurements on these points of the mask 20 (step 41) to obtain the different measured temperature values Tir.
  • the first and/or the second temperature sensor may comprise a component for measuring the temperature in a casing of the sensor and/or of a sensitive element of this sensor.
  • the system considers the first and/or the second temperature sensor as unreliable, and does not take disregard the resulting data.
  • the correction related to the emissivity of the skin of the person is chosen dependent on the intermediate skin temperature Tbb.
  • the corrected skin temperature value Ts is given by a curve 30 (see figure 4) with the intermediate skin temperature Tbb on the abscissa and the corrected skin temperature Ts on the ordinate taking into account the emissivity of the skin.
  • the system does not need to explicitly access a skin emissivity value.
  • the system uses the aforementioned curve which contains the influence of emissivity on the measurement of the temperature of the region concerned, in particular the face.
  • the correction linked to the emissivity is contained in this curve 30.
  • the correction related to the emissivity of the skin of the person can, if desired, be chosen depending also on the perspiration and the make-up of the person.
  • the intermediate skin temperature Tbb is equal to a polynomial function, here of order 2, of the temperature Tir measured by the first temperature sensor 1, of a distance value Dist representative of the distance between the first sensor 1 and the face 21 of the person, and the ambient temperature Tamb measured by the second sensor 2.
  • Tbb a0+a1 .Tir+a2.Dist+a3.Tamb+a4.Tir 2 +a5.Dist 2 +a6.Tamb 2 +a7.Tair.Dist +a8.Tir.Tamb+a9.Dist.Tamb
  • System 100 includes a light intensity sensor 9, here a thermopile-type sensor comprising thermocouples and arranged to convert thermal energy into electrical energy.
  • the processing unit 3 is connected to this light intensity sensor 9, in particular of the thermopile type, and is arranged to use light intensity data provided by this sensor to correct Tbb.
  • Correction for ambient light can incorporate this radiant light intensity data divided by a radiant thermal power value associated with the person's basal metabolic rate.
  • this correction due to the ambient luminosity is a corrective term proportional to the ratio between the radiant light intensity and a radiant thermal power value associated with the person's basal metabolism.
  • This proportionality coefficient is for example between 0.1 and 10.
  • This radiant thermal power value associated with basal metabolism is for example taken as equal to 14 W.rrr 2 (Watt per unit area).
  • the entire system 100 is of the digital type, with no analog component.
  • the selected temperature point is for example a point close to the eye.
  • Step 43 aims to determine an intermediate skin temperature Tbb as a function of the measured temperature Tir selected, of a distance value Dist representative of the distance between the first sensor and the person, and the ambient temperature Tamb measured by the second sensor.
  • Step 43 uses the aforementioned polynomial function.
  • a corrected skin temperature value Ts is determined as a function of the intermediate skin temperature Tbb and a correction linked to the emissivity of the person's skin, as explained above .
  • step 48 all these Tbb values are corrected with the emissivity correction. [112] In step 49, the highest corrected value Ts is retained.

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Abstract

Système de mesure de température à distance La présente invention concerne un système (100) de mesure de température à distance, agencé pour mesurer une température sur une personne, notamment sur au moins une zone du visage de la personne, ce système comportant : - un premier capteur de température (1) opérant dans l'infrarouge et agencé pour mesurer au moins une température de peau de la personne, notamment sur au moins une zone du visage de la personne, ce premier capteur étant notamment une caméra infrarouge, la température de peau mesurée par ce premier capteur étant appelée (Tir), - un deuxième capteur de température (2) agencé pour mesurer une température ambiante, - une unité de traitement (3).

Description

SYSTÈME DE MESURE DE TEMPÉRATURE À DISTANCE
[1] La présente invention se rapporte à un système de mesure de température à distance.
[2] La détection des malades potentiels du COVID 19 est aujourd'hui réalisée par la prise de température, d'examens cliniques complémentaires, puis par un test COVID 19 qui possède encore un niveau de confiance relativement faible.
[3] Il existe un besoin important de pouvoir détecter rapidement, notamment grâce à des moyens mobiles, les malades potentiels de maladie contagieuse, par exemple la maladie liée au COVID 19.
[4] Des prises de température aussi fiables que possible sont cruciales pour de telles détections de maladie.
[5] L’invention a ainsi pour objet un système de mesure de température à distance, agencé pour mesurer une température sur une personne, notamment sur au moins une zone du visage de la personne, ce système comportant:
- un premier capteur de température opérant dans l'infrarouge et agencé pour mesurer au moins une température de peau de la personne, notamment sur au moins une zone du visage de la personne, ce premier capteur étant notamment une caméra infrarouge, la température de peau mesurée par ce premier capteur étant appelée (Tir),
- un deuxième capteur de température agencé pour mesurer une température ambiante,
- une unité de traitement agencée pour :
- déterminer une température de peau intermédiaire (Tbb) en fonction au moins de la température mesurée (Tir) par le premier capteur de température, d’une valeur de distance représentative de la distance entre le premier capteur et la personne, et la température ambiante mesurée par le deuxième capteur, et
- déterminer une valeur de température de peau corrigée (Ts) en fonction au moins de la température de peau intermédiaire (Tbb) et d'une correction liée à l’émissivité de la peau de la personne. [6] L’invention permet notamment d’obtenir une température de peau la plus précise possible, qui ne soit pas ou peu parasitée par les paramètres de distance et de température ambiante. D’autres paramètres en plus de la distance et de la température ambiante peuvent être pris en compte, comme on le verra par la suite.
[7] La valeur de température de peau intermédiaire (Tbb) n’est pas calculée avec une prise en compte de l’émissivité de la peau. L’émissivité est prise en compte dans la détermination de la température corrigée finale (Ts), comme on le verra par la suite.
[8] Selon l’un des aspects de l’invention, le système comporte un appareil de mesure de distance pour fournir la valeur de distance.
[9] En variante, cette valeur de distance peut être une valeur prédéterminée. Par exemple, cette valeur de distance est fixée à l’avance en fonction de l’emplacement de la chaise où s’assoit la personne qui est sujet à la mesure de température, cette valeur étant par exemple fixée à 1 mètre.
[10] Selon l’un des aspects de l’invention, l’unité de traitement est agencée pour déterminer la valeur de température de peau corrigée (Ts) à partir d’une seule valeur de température de peau intermédiaire (Tbb).
[11] Selon l’un des aspects de l’invention, ce système comporte un appareil de mesure de distance agencé mesurer la distance entre le visage de la personne et le premier capteur de température.
[12] Selon l’un des aspects de l’invention, cette mesure de distance s’appuie par exemple sur une zone du visage de la personne, par exemple sur la zone du visage où le premier capteur de température mesure la température de la peau (Tir).
[13] Selon l’un des aspects de l’invention, cet appareil est choisi parmi un appareil de mesure stéréoscopique, un radar, un appareil de type Capteur de temps de vol (« Time of flight (TOF) Sensor », en anglais), une balance inertielle qui permet notamment de positionner le corps de la personne sur un damier de référence virtuel.
[14] Selon l’un des aspects de l’invention, la mesure de distance peut également être réalisée par traitement d’image en mesurant un écart entre les yeux sur l’image puis déterminer, à partir de cet écart estimé, la distance entre le visage sur lequel la température est mesurée et le premier capteur de température.
[15] Selon l’un des aspects de l’invention, l’unité de traitement est agencée pour déterminer la valeur de température de peau corrigée (Ts) à partir d’une pluralité de valeurs de température de peau intermédiaires (Tbb).
[16] Selon l’un des aspects de l’invention, l’unité de traitement est agencée pour utiliser la même valeur de distance pour déterminer toutes les valeurs de température de peau intermédiaires (Tbb).
[17] Ceci peut s’avérer suffisant, à savoir utiliser la même valeur de distance, lorsque la distance entre la personne et le premier capteur est suffisamment grande, par exemple d’au moins 1 mètre.
[18] En variante, l’unité de traitement est agencée pour utiliser plusieurs valeurs de distance pour déterminer les valeurs de température de peau intermédiaires (Tbb).
[19] Notamment chaque calcul de valeur de température de peau intermédiaire (Tbb) utilise une valeur de distance associée.
[20] Chaque valeur de distance correspond à un point du visage de la personne. Ce point est un point où la mesure de température par le premier capteur est faite.
[21] Selon l’un des aspects de l’invention, le premier capteur de température est agencé pour mesurer les températures en une pluralité de points du visage de la personne.
[22] Cette pluralité de points formant notamment un masque de points de mesure posé sur le visage de la personne.
[23] La mesure de distance sur chaque point de mesure de température permet une meilleure précision des valeurs de température de peau intermédiaire (Tbb).
[24] Ceci est particulièrement avantageux lorsque le premier capteur de température est placé relativement proche du visage de la personne, par exemple à une distance de quelques dizaines de centimètres. Sur ces courtes distances, la précision de la valeur de distance entre le point de mesure de température et le premier capteur a une influence non négligeable sur la précision de la valeur de température de peau intermédiaire (Tbb).
[25] Par exemple la température intermédiaire (Tbb) sur le bout du nez doit être corrigée avec une valeur de distance mesurée sur le bout du nez. En effet, lorsque le premier capteur est relativement proche du visage, une distance mesurée sur le bout du nez et la distance mesurée sur un autre point du visage, par exemple sur la pommette, peuvent différer fortement, en proportion.
[26] Dans le cas de mesures de plusieurs valeurs de distance sur le visage, le système peut comporter un appareil de mesure pour déterminer la distance en une pluralité de points du visage de la personne, cet appareil étant choisi par exemple parmi un appareil de mesure stéréoscopique ou un appareil de type Capteur de temps de vol (« Time of flight (TOF) Sensor », en anglais).
[27] Cette caméra fonctionne sur le principe du temps de vol (en anglais : Time of Flight, TOF) qui permet de mesurer en temps réel une scène en 3 dimensions (3D). Ce type de caméra est connu.
[28] En revanche, lorsque le premier capteur est placé suffisamment loin de la personne, par exemple à plus de 70 cm, il est possible d’utiliser la même valeur de distance pour corriger les valeurs prises par le premier capteur, en vue de déterminer les différentes valeurs de température intermédiaires (Tbb). Les variations de distance sur les différents points de mesure sur le visage restent relativement faibles et n’affectent pas de manière significative les précisions des valeurs de température corrigées.
[29] Selon l’un des aspects de l’invention, il comporte une caméra, notamment une caméra Rouge Vert Bleu, ou caméra RGB, agencée pour définir sur le visage de la personne le point remarquable de mesure de température, ou les points de mesure remarquables de mesure de température, pour le premier capteur. Notamment cette caméra opère dans le domaine du visible.
[30] Le premier et/ou le deuxième capteur de température comprend un composant pour mesurer la température dans un boîtier du capteur et/ou d’un élément sensible de ce capteur.
[31 ] Par exemple, si la température mesurée par ce capteur est en dehors d’une plage de température prédéterminée pour laquelle le capteur est calibré, le système considère le premier et/ou le deuxième capteur de température comme non fiable, et ne prend pas en compte les données qui en sont issues.
[32] Selon l’un des aspects de l’invention, la correction liée à l’émissivité de la peau de la personne est choisie dépendante de la température de peau intermédiaire (Tbb). [33] Selon l’un des aspects de l’invention, la valeur de température de peau corrigée est donnée par une courbe avec en abscisse la température de peau intermédiaire et en ordonnée la température de peau corrigée avec prise en compte de l’émissivité de la peau.
[34] La dépendance de l’émissivité de la peau à la température de peau est contenue dans cette courbe.
[35] Cette courbe est obtenue par exemple grâce à des mesures réelles.
[36] Dans un exemple de réalisation de l’invention, le système n’a pas besoin d’accéder explicitement à une valeur d’émissivité de la peau. Le système fait appel à la courbe précitée qui contient l’influence de l’émissivité sur la mesure de la température de la région concernée, notamment le visage. La correction liée à l’émissivité est contenue dans cette courbe.
[37] Selon l’un des aspects de l’invention, la correction liée à l’émissivité de la peau de la personne est choisie dépendante également de la transpiration et du maquillage de la personne.
[38] Selon l’un des aspects de l’invention, la température de peau intermédiaire (Tbb) est égale à une fonction polynomiale, par exemple d’ordre 2, de la température mesurée (Tir) par le premier capteur de température, d’une valeur de distance représentative de la distance entre le premier capteur et la personne, et la température ambiante mesurée par le deuxième capteur.
[39] Selon l’un des aspects de l’invention, il comprend un capteur d’intensité lumineuse, notamment un capteur de type thermopile comprenant des thermocouples et agencé pour convertir de l’énergie thermique en énergie électrique.
[40] Selon l’un des aspects de l’invention, l’unité de traitement est connectée à ce capteur d’intensité lumineuse, notamment de type thermopile, et est agencée pour utiliser une donnée d’intensité lumineuse fournie par ce capteur pour corriger la température (Tbb).
[41 ] La correction du fait de la luminosité ambiante peut intégrer cette donnée d’intensité lumineuse divisée par une valeur de puissance thermique radiante associée au métabolisme basal de la personne.
[42] Selon l’un des aspects de l’invention, le premier capteur de température est une caméra opérant dans l’infrarouge, de préférence à une longueur d’onde entre 7 et 14 micromètres. [43] Selon l’un des aspects de l’invention, cette caméra est du type numérique.
[44] Selon l’un des aspects de l’invention, le système entier est du type numérique, sans composant analogique.
[45] Selon l’un des aspects de l’invention, le deuxième capteur de température agencé pour mesurer une température ambiante est un capteur comprenant un élément sensible à base de platine, notamment de type PT 100.
[46] L’invention a encore pour objet un procédé de mesure de température à distance, pour mesurer une température sur une personne, notamment sur au moins une zone du visage de la personne, ce procédé comportant les étapes suivantes:
- fournir un premier capteur de température opérant dans l'infrarouge et agencé pour mesurer au moins une température de peau de la personne, notamment sur au moins une zone du visage de la personne, ce premier capteur étant notamment une caméra infrarouge, la température de peau mesurée par ce premier capteur étant appelée (Tir),
- fournir un deuxième capteur de température agencé pour mesurer une température ambiante,
- déterminer une température de peau intermédiaire (Tbb) en fonction au moins de la température mesurée (Tir) par le premier capteur de température, d’une valeur de distance représentative de la distance entre le premier capteur et la personne, et la température ambiante mesurée par le deuxième capteur, et
- déterminer une valeur de température de peau corrigée (Ts) en fonction au moins de la température de peau intermédiaire (Tbb) et d'une correction liée à l’émissivité de la peau de la personne.
[47] Selon l’un des aspects de l’invention, le ou les points remarquables de mesure de température sont définis géométriquement au moyen d’une zone d’image appelée Building box, qui l’entoure, par exemple au moyen de la moyenne géométrique des côtés de la zone de l’image. Cette zone d’image est une surface délimitée par une série de points qui est construite par un algorithme d’identification d’objets.
[48] Le système peut être conditionné dans une boite transportable et pouvant être posée dans un bâtiment, par exemple un aéroport, un hôpital ou tout autre lieu. [49] L’invention peut servir d’aide pour fournir une information de diagnostic, notamment en vue de la détection d’une maladie sur une personne, notamment une maladie contagieuse telle que le COVID 19.
[50] L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent :
[51] La figure 1 illustre schématiquement un système selon un mode de réalisation non limitatif de l’invention.
[52] La figure 2 illustre schématiquement un système selon un autre mode de réalisation non limitatif de l’invention,
[53] La figure 3 illustre des points remarquables de mesure sur le visage d’une personne, à l’aide du système selon l’invention,
[54] La figure 4 montre une courbe illustrant l’influence de l’émissivité sur les mesure de température.
[55] On a représenté sur la Figure 1 un système 100 de mesure de température à distance, agencé pour mesurer une température sur une personne, ici sur le visage de la personne.
[56] Ce système 100 comporte un premier capteur de température 1 opérant dans l'infrarouge et agencé pour mesurer une température de peau de la personne, sur des zones ou points du visage de la personne.
[57] Le premier capteur de température 1 est une caméra opérant dans l’infrarouge par exemple entre 7 et 14 micromètres.
[58] La température de peau mesurée par ce premier capteur 1 est appelée Tir,
[59] Ce système 100 comporte en outre un deuxième capteur de température 2 agencé pour mesurer une température ambiante Tamb.
[60] Le deuxième capteur de température 2 agencé pour mesurer une température ambiante est un capteur comprenant un élément sensible à base de platine, notamment de type PT 100.
[61 ] Ce système 100 comporte une unité de traitement 3 agencée pour :
- déterminer une température de peau intermédiaire Tbb en fonction au moins de la température mesurée Tir par le premier capteur de température 1 , d’une valeur de distance Dist représentative de la distance entre le premier capteur 1 et la personne, et la température ambiante Tamb mesurée par le deuxième capteur 2, et
- déterminer une valeur de température de peau corrigée Ts en fonction au moins de la température de peau intermédiaire Tbb et d'une correction liée à l’émissivité de la peau de la personne.
[62] Le système 100 comporte un appareil de mesure de distance 5 pour fournir la valeur de distance Dist.
[63] En variante, cette valeur de distance Dist peut être une valeur prédéterminée. Par exemple, cette valeur de distance est fixée à l’avance en fonction de l’emplacement de la chaise où s’assoit la personne qui est sujet à la mesure de température, cette valeur étant par exemple fixée à 1 mètre.
[64] Dans l’exemple de réalisation de la figure 1 , l’unité de traitement 3 est agencée pour déterminer la valeur de température de peau corrigée Ts à partir d’une seule valeur de température de peau intermédiaire Tbb.
[65] L’appareil de mesure de distance 5 est agencé mesurer la distance entre le visage de la personne et le premier capteur de température 1 .
[66] Cette mesure de distance s’appuie par exemple sur une zone du visage de la personne, par exemple sur la zone du visage où le premier capteur de température 1 mesure la température de peau Tir.
[67] Cet appareil de mesure de distance 5 est choisi parmi un appareil de mesure stéréoscopique, un radar, un appareil de type Capteur de temps de vol (« Time of flight (TOF) Sensor », en anglais) , une balance inertielle.
[68] La mesure de distance peut également être réalisée par traitement d’image en mesurant un écart entre les yeux sur l’image puis déterminer, à partir de cet écart estimé, la distance entre le visage sur lequel la température est mesurée et le premier capteur de température.
[69] Dans l’exemple de réalisation de la figure 2, l’unité de traitement 100 est agencée pour déterminer la valeur de température de peau corrigée Ts à partir d’une pluralité de valeurs de température de peau intermédiaires Tbb.
[70] Dans un premier mode de réalisation, l’unité de traitement 3 est agencée pour utiliser la même valeur de distance Dist pour déterminer toutes les valeurs de température de peau intermédiaires Tbb. [71 ] Ceci peut s’avérer suffisant, à savoir utiliser la même valeur de distance, lorsque la distance entre la personne et le premier capteur 1 est suffisamment grande, par exemple d’au moins 1 mètre.
[72] Lorsque le premier capteur est placé suffisamment loin de la personne, il est possible d’utiliser la même valeur de distance pour corriger les valeurs prises par le premier capteur, en vue de déterminer les différentes valeurs de température intermédiaires (Tbb). Les variations de distance sur les différents points de mesure sur le visage restent relativement faibles et n’affectent pas de manière significative les précisions des valeurs de température corrigées.
[73] Dans un autre mode de réalisation, l’unité de traitement 3 est agencée pour utiliser plusieurs valeurs de distance Dist pour déterminer les valeurs de température de peau intermédiaires Tbb.
[74] Notamment chaque calcul de valeur de température de peau intermédiaire Tbb utilise une valeur de distance Dist associée.
[75] Chaque valeur de distance Dist correspond à un point du visage de la personne. Ce point est un point où la mesure de température par le premier capteur 1 est faite.
[76] Le premier capteur de température 1 est ainsi agencé pour mesurer les températures en une pluralité de points du visage de la personne. Cette pluralité de points formant notamment un masque 20 de points de mesure superposé sur le visage 21 de la personne, comme on peut le voir sur la figure 3.
[77] La mesure de distance sur chaque point de mesure de température permet une meilleure précision des valeurs de température de peau intermédiaire Tbb. Ceci est particulièrement avantageux lorsque le premier capteur de température 1 est placé relativement proche du visage 21 de la personne, par exemple à une distance de quelques dizaines de centimètres. Sur ces courtes distances, la précision de la valeur de distance entre le point de mesure de température et le premier capteur 1 a une influence non négligeable sur la précision de la valeur de température de peau intermédiaire Tbb. Par exemple la température intermédiaire Tbb sur le bout du nez doit être corrigée avec une valeur de distance mesurée sur le bout du nez. En effet, lorsque le premier capteur est relativement proche du visage, une distance mesurée sur le bout du nez et la distance mesurée sur un autre point du visage, par exemple sur la pommette, peuvent différer fortement, en proportion.
[78] Le nombre de points sur masque 20 de points peut être supérieur à 100, voire supérieure à 200.
[79] Ce nombre de points du masque est, dans l’exemple décrit, égal à 366 points.
[80] Pour mesurer cette multitude de valeurs de distance Dist, l’appareil de mesure de distance est choisi parmi un appareil de mesure stéréoscopique ou un appareil de type Capteur de temps de vol (« Time of flight (TOF) Sensor », en anglais).
[81] Cette caméra fonctionne sur le principe du temps de vol (en anglais : Time of Flight, TOF) qui permet de mesurer en temps réel une scène en 3 dimensions (3D). Ce type de caméra est connu.
[82] Le système 100 comporte une caméra 8 Rouge Vert Bleu, ou caméra RGB, agencée pour définir sur le visage 21 de la personne le point remarquable de mesure de température, ou les points de mesure remarquables de mesure de température, pour le premier capteur 1 . C’est l’étape 40 des figures 1 et 2.
[83] Les points remarquables de mesure de température sont définis géométriquement au moyen d’une zone d’image appelée Building box, qui l’entoure, par exemple au moyen de la moyenne géométrique des côtés de la zone de l’image. Cette zone d’image est une surface délimitée par une série de points qui est construite par un algorithme d’identification d’objets.
[84] Cette caméra 8 opère dans le domaine du visible.
[85] Après l’étape 40, la caméra infrarouge 1 effectue les mesures de température sur ces points du masque 20 (étape 41 ) pour obtenir les différentes valeurs de températures mesurées Tir.
[86] Le premier et/ou le deuxième capteur de température peut comprendre un composant pour mesurer la température dans un boîtier du capteur et/ou d’un élément sensible de ce capteur.
[87] Par exemple, si la température mesurée par ce capteur est en dehors d’une plage de température prédéterminée pour laquelle le capteur est calibré, le système considère le premier et/ou le deuxième capteur de température comme non fiable, et ne prend pas en compte les données qui en sont issues. [88] La correction liée à l’émissivité de la peau de la personne est choisie dépendante de la température de peau intermédiaire Tbb.
[89] La valeur de température de peau corrigée Ts est donnée par une courbe 30 (voir figure 4) avec en abscisse la température de peau intermédiaire Tbb et en ordonnée la température de peau corrigée Ts avec prise en compte de l’émissivité de la peau.
[90] La dépendance de l’émissivité de la peau à la température de peau est contenue dans cette courbe 30.
[91 ] Dans l’exemple décrit, elle est de forme polynomiale d’ordre 2.
[92] Cette courbe est obtenue par exemple grâce à des mesures réelles.
[93] Le système n’a pas besoin d’accéder explicitement à une valeur d’émissivité de la peau. Le système fait appel à la courbe précitée qui contient l’influence de l’émissivité sur la mesure de la température de la région concernée, notamment le visage. La correction liée à l’émissivité est contenue dans cette courbe 30.
[94] La correction liée à l’émissivité de la peau de la personne peut, si on le souhaite, être choisie dépendante également de la transpiration et du maquillage de la personne.
[95] La température de peau intermédiaire Tbb est égale à une fonction polynomiale, ici d’ordre 2, de la température mesurée Tir par le premier capteur de température 1 , d’une valeur de distance Dist représentative de la distance entre le premier capteur 1 et le visage 21 de la personne, et la température ambiante Tamb mesurée par le deuxième capteur 2.
[96] Dans l’exemple décrit, la température de peau intermédiaire est donnée par l’équation suivante :
Tbb=a0+a1 .Tir+a2.Dist+a3.Tamb+a4.Tir2+a5.Dist2+a6.Tamb2+a7.Tair.Dist +a8.Tir.Tamb+a9.Dist.Tamb
Où aO, a1 ... a9 sont des coefficients prédéterminés du polynôme.
[97] Le système 100 comprend un capteur d’intensité lumineuse 9, ici un capteur de type thermopile comprenant des thermocouples et agencé pour convertir de l’énergie thermique en énergie électrique.
[98] L’unité de traitement 3 est connectée à ce capteur d’intensité lumineuse 9, notamment de type thermopile, et est agencée pour utiliser une donnée d’intensité lumineuse fournie par ce capteur pour corriger Tbb. [99] La correction du fait de la luminosité ambiante peut intégrer cette donnée d’intensité lumineuse radiante divisée par une valeur de puissance thermique radiante associée au métabolisme basal de la personne.
[100] Par exemple cette correction du fait de la luminosité ambiante est un terme correctif proportionnel au rapport entre l’intensité lumineuse radiante et une valeur de puissance thermique radiante associée au métabolisme basal de la personne.
[101] Ce coefficient de proportionnalité est par exemple compris entre 0,1 et 10.
[102] Cette valeur de puissance thermique radiante associée au métabolisme basal est par exemple pris égal à 14 W.rrr2 (Watt par unité de surface).
[103] En complément de la proportionnalité décrite ci-dessus, il est possible, si on le souhaite, d’imposer cette correction du fait de la luminosité ambiante comme étant égale à zéro lorsque la luminosité ambiante radiante est inférieure à 10% de la puissance thermique radiante associée au métabolisme basal.
[104] Le système 100 entier est du type numérique, sans composant analogique.
[105] Dans l’exemple de la figure 1 , il n’est utilisé qu’une seule valeur de température mesurée Tir pour obtenir la correction. La valeur Tir prise en compte est la température Tir la plus élevée sur le masque de points. Cette étape de sélection de la valeur Tir la plus élevée se fait à l’étape 42 de la figure 1 .
[106] Le point de température retenue est par exemple un point à proximité de l’œil.
[107] L’étape 43 vise à déterminer une température de peau intermédiaire Tbb en fonction de la température mesurée Tir retenue, d’une valeur de distance Dist représentative de la distance entre le premier capteur et la personne, et la température ambiante Tamb mesurée par le deuxième capteur.
[108] L’étape 43 utilise la fonction polynomiale précitée.
[109] A l’étape 44, il est déterminé une valeur de température de peau corrigée Ts en fonction de la température de peau intermédiaire Tbb et d'une correction liée à l’émissivité de la peau de la personne, comme expliqué plus haut.
[110] Dans l’exemple de la figure 2, toutes les valeurs de températures Tir mesurées à l’étape 41 sont utilisées pour déterminer autant de températures intermédiaires Tbb. C’est l’étape 47 de la figure 2 où il est obtenu 366 valeurs de températures intermédiaires Tbb grâce à l’équation polynomiale précitée.
[111] A l’étape 48, toutes ces valeurs Tbb sont corrigées avec la correction d’émissivité. [112] A l’étape 49, la valeur corrigée Ts la plus élevée est retenue.

Claims

Revendications
[Revendication 1 ] Système (100) de mesure de température à distance, agencé pour mesurer une température sur une personne, notamment sur au moins une zone du visage de la personne, ce système comportant:
- un premier capteur de température (1 ) opérant dans l'infrarouge et agencé pour mesurer au moins une température de peau de la personne, notamment sur au moins une zone du visage de la personne, ce premier capteur étant notamment une caméra infrarouge, la température de peau mesurée par ce premier capteur étant appelée (Tir),
- un deuxième capteur de température (2) agencé pour mesurer une température ambiante,
- une unité de traitement (3) agencée pour : o déterminer une température de peau intermédiaire (Tbb) en fonction au moins de la température mesurée (Tir) par le premier capteur de température, d’une valeur de distance représentative de la distance entre le premier capteur et la personne, et la température ambiante mesurée par le deuxième capteur, et o déterminer une valeur de température de peau corrigée (Ts) en fonction au moins de la température de peau intermédiaire (Tbb) et d'une correction liée à l’émissivité de la peau de la personne.
[Revendication 2] Système selon la revendication précédente, dans lequel le système comporte un appareil de mesure de distance (5) pour fournir la valeur de distance, notamment un appareil de mesure stéréoscopique, un radar, un appareil de type Capteur de temps de vol (« Time of flight (TOF) Sensor », en anglais) , une balance inertielle.
[Revendication 3] Système selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel l’unité de traitement (3) est agencée pour déterminer la valeur de température de peau corrigée (Ts) à partir d’une pluralité de valeurs de température de peau intermédiaires (Tbb).
[Revendication 4] Système selon la revendication précédente, dans lequel l’unité de traitement est agencée pour utiliser la même valeur de distance pour déterminer toutes les valeurs de température de peau intermédiaires (Tbb).
[Revendication 5] Système selon la revendication 4, dans lequel l’unité de traitement est agencée pour utiliser plusieurs valeurs de distance (Dist) pour déterminer les valeurs de température de peau intermédiaires (Tbb).
[Revendication 6] Système selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel le premier capteur de température (1 ) est agencé pour mesurer les températures en une pluralité de points du visage de la personne, cette pluralité de points formant un masque (20) de points de mesure posé sur le visage (21 ) de la personne.
[Revendication 7] Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la correction liée à l’émissivité de la peau de la personne est choisie dépendante de la température de peau intermédiaire (Tbb).
[Revendication 8] Système selon la revendication précédente, dans lequel la valeur de température de peau corrigée (Ts) est donnée par une courbe avec en abscisse la température de peau intermédiaire et en ordonnée la température de peau corrigée avec prise en compte de l’émissivité de la peau.
[Revendication 9] Système selon l’une des revendications précédentes, selon lequel il comprend un capteur d’intensité lumineuse, notamment un capteur de type thermopile (9) comprenant des thermocouples et agencé pour convertir de l’énergie thermique en énergie électrique.
[Revendication 10] Système selon la revendication précédente, selon lequel l’unité de traitement est connectée à ce capteur d’intensité lumineuse, notamment de type thermopile (9), et est agencée pour utiliser une donnée d’intensité lumineuse fournie par ce capteur pour corriger la température (Tbb).
[Revendication 11] Procédé de mesure de température à distance, pour mesurer une température sur une personne, notamment sur au moins une zone du visage de la personne, ce procédé comportant les étapes suivantes :
- fournir un premier capteur de température (1 ) opérant dans l'infrarouge et agencé pour mesurer au moins une température de peau de la personne, notamment sur au moins une zone du visage de la personne, ce premier capteur étant notamment une caméra infrarouge, la température de peau mesurée par ce premier capteur étant appelée (Tir), - fournir un deuxième capteur de température (2) agencé pour mesurer une température ambiante,
- déterminer une température de peau intermédiaire (Tbb) en fonction au moins de la température mesurée (Tir) par le premier capteur de température, d’une valeur de distance représentative de la distance entre le premier capteur et la personne, et la température ambiante mesurée par le deuxième capteur,
- déterminer une valeur de température de peau corrigée (Ts) en fonction au moins de la température de peau intermédiaire (Tbb) et d'une correction liée à l’émissivité de la peau de la personne.
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