KR19990080417A - Object position detection system and method using thermal sensing element - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일정한 거리에 떨어져 있는 물체의 온도에 비례하는 전압을 출력하는 열 감지 소자를 이용하여 물체의 위치를 검출하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 열 감지 소자를 이용한 물체 위치 검출 시스템은 열 감지 소자를 행렬 형태로 배치하여 소정의 거리에 떨어져 있는 물체의 온도에 비례하는 전압을 출력하는 열 감지 소자 매트릭스, 열 감지 소자 매트릭스를 구성하고 있는 각각의 열 감지 소자의 감지범위에 있는 물체의 온도를 측정하는 온도 측정부, 온도 측정부로부터 측정된 온도와 이미 알고있는 검출하고자 하는 물체의 온도를 비교하는 온도 비교부 및 온도 비교부에서 비교된 온도가 검출하고자 하는 물체의 온도 범위 안에 있는 열 감지 소자를 이용하여 물체의 위치를 알아내는 위치검출부를 포함함을 특징으로 한다.The present invention relates to a system and method for detecting the position of an object using a heat sensing element that outputs a voltage proportional to the temperature of an object spaced from a certain distance. Is arranged in a matrix to measure the temperature of the object in the sensing range of each of the thermal sensing elements constituting the thermal sensing element matrix and the thermal sensing element matrix that outputs a voltage proportional to the temperature of the object at a predetermined distance. Temperature measuring unit, a temperature comparator for comparing the temperature measured from the temperature measuring unit with a temperature of an object to be detected, and a temperature sensing unit in which the temperature compared in the temperature comparator is within the temperature range of the object to be detected. It characterized in that it comprises a position detection unit for finding the position of the object by using.

본 발명에 의하면, 물체의 위치 검출이 필요한 시스템에 있어 열 감지 소자를 행렬형태로 배치하여 물체의 온도를 감지하여 물체의 위치를 검출하므로써 복잡한 배경하에서나 조명이 없는 어두운 곳에서도 물체의 위치를 알아낼 수 있다.According to the present invention, in a system that needs to detect the position of an object, the thermal sensing elements are arranged in a matrix to detect the temperature of the object to detect the position of the object so that the position of the object can be determined even under a complicated background or in a dark place without lighting. Can be.

Description

열 감지 소자를 이용한 물체 위치 검출 시스템 및 방법Object position detection system and method using thermal sensing element

본 발명은 물체 위치 검출 시스템에 관한 것으로, 특히 일정한 거리에 떨어져 있는 물체의 온도에 비례하는 전압을 출력하는 열 감지 소자를 이용한 물체 위치 검출 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an object position detection system, and more particularly, to an object position detection system and method using a heat sensing element that outputs a voltage proportional to the temperature of an object at a certain distance.

종래의 물체의 위치 검출은 일반적으로 영상을 얻어 영상의 밝기 정보를 이용하여 영상처리기법을 통하여 위치를 검출 했다. 이 경우 배경이 복잡하거나 배경이 위치를 찾고자하는 물체와 비슷한 모양일 경우 위치를 검출하는데 어려움이 있다. 또한 일정한 거리에 떨어져 있는 물체의 온도에 비례하는 전압을 출력하는 열 감지 소자를 하나만 사용하는 경우 물체의 유무만 알아낼 수 있다. 지금 나와있는 열 감지 카메라는 너무 고가의 장비이고 범용이기 때문에 일정 온도 범위의 물체 위치를 찾는 정도에 사용하기에는 적합하지 않다.Conventional object position detection generally uses an image processing technique to obtain an image and to detect the position through image processing. In this case, it is difficult to detect the position when the background is complicated or when the background is shaped like an object to find the position. In addition, when only one thermal sensing element that outputs a voltage proportional to the temperature of an object at a certain distance is used, only the presence of an object can be determined. The thermal cameras available today are so expensive and general purpose that they are not suitable for use in locating objects in a range of temperatures.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 물체의 위치 검출이 필요한 시스템에 있어 열 감지 소자를 배열형태 혹은 매트릭스형태로 배치하여 물체의 온도를 감지하여 물체의 위치를 검출하는 열 감지 소자를 이용한 물체 위치 검출 시스템 및 방법을 제공함에 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is an object position detection system using a heat detection element for detecting the position of the object by detecting the temperature of the object by arranging the heat sensing elements in an array or matrix form in a system requiring the position detection of the object And providing a method.

도 1은 본 발명에 의한 열 감지 소자를 이용한 물체 위치 검출 시스템의 구성을 도시한 것이다.1 illustrates a configuration of an object position detection system using a thermal sensing element according to the present invention.

도 2는 열 감지 소자의 모양 및 열 감지 소자의 배치도를 도시한 것이다.2 shows the shape of the thermal sensing element and the layout of the thermal sensing element.

도 3은 각 열 감지 소자의 열 감지 영역을 도시한 것이다.3 illustrates a thermal sensing region of each thermal sensing element.

도 4는 각 소자의 출력을 이용한 일정 온도 범위내의 물체 위치 검출방법을 블록도로 도시한 것이다.4 is a block diagram illustrating a method for detecting an object position within a predetermined temperature range using the output of each device.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 열 감지 소자를 이용한 물체 위치 검출 시스템은 열 감지 소자를 행렬 형태로 배치한 것으로 소정의 거리에 떨어져 있는 물체의 온도에 비례하는 전압을 출력하는 열 감지 소자 매트릭스, 상기 열 감지 소자 매트릭스를 구성하고 있는 각각의 열 감지 소자의 감지범위에 있는 물체의 온도를 측정하는 온도 측정부, 상기 온도 측정부로부터 측정된 온도와 이미 알고있는 검출하고자 하는 물체의 온도를 비교하는 온도 비교부 및 상기 온도 비교부에서 비교된 온도가 검출하고자 하는 물체의 온도 범위 안에 있는 상기 열 감지 소자를 이용하여 물체의 위치를 알아내는 위치검출부를 포함함을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, the object position detection system using the heat sensing element according to the present invention is arranged in the form of a heat sensing element in the form of a thermal sensing outputting a voltage proportional to the temperature of the object away from a predetermined distance An element matrix, a temperature measuring unit measuring a temperature of an object in a sensing range of each thermal sensing element constituting the thermal sensing element matrix, a temperature measured from the temperature measuring unit and a temperature of an object to be known And a temperature detector for comparing the temperature and the position detector for detecting the position of the object using the heat sensing element within the temperature range of the object to be detected.

상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 열 감지 소자를 이용한 물체 위치 검출 방법은 열 감지 소자 매트릭스의 각 소자의 감지 영역별로 물체를 감지하는 물체 감지 단계, 상기 물체 감지 단계로부터 감지된 온도와 이미 알고 있는 물체의 온도를 비교하는 온도 비교 단계, 상기 온도 비교 단계로부터 비교된 온도가 검출하고자하는 물체의 온도범위 안에 있는 상기 열 감지 소자의 위치와 온도범위에 들지 않는 소자의 위치를 이용하여 물체의 위치를 검출하는 위치검출단계를 포함함을 특징으로 한다.In order to solve the other technical problem, the object position detection method using the heat sensing element according to the present invention is an object sensing step of detecting the object for each sensing area of each element of the thermal sensing element matrix, the temperature detected from the object sensing step And a temperature comparison step for comparing a temperature of an already known object, using the position of the thermal sensing element within the temperature range of the object to be detected and the position of the element that is not within the temperature range. And a position detecting step of detecting the position of the object.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 열 감지 소자를 이용한 물체 위치 검출 시스템을 블록도로 도시한 것으로, 열 감지 소자 매트릭스(100), 온도 측정부(110), 온도 비교부(120), 위치 검출부(130)로 이루어진다.1 is a block diagram illustrating an object position detection system using a thermal sensing element according to the present invention, wherein the thermal sensing element matrix 100, the temperature measuring unit 110, the temperature comparing unit 120, and the position detecting unit 130 are shown. Is made of.

상기 열 감지 소자 매트릭스(100)는 일정한 거리에 떨어져 있는 물체의 온도에 비례하는 전압을 출력하는 열 감지 소자를 행렬 형태로 배치한 것으로, 서모파일(thermopile)소자 및 파이로(pyro)소자등과 같이 온도에 따른 출력전압이 다른 소자가 사용된다.The thermal sensing element matrix 100 is a thermal sensing element that outputs a voltage proportional to a temperature of an object spaced at a certain distance in a matrix form, and includes a thermopile element and a pyro element. Likewise, devices with different output voltages according to temperature are used.

상기 온도 측정부(110)는 상기 열 감지 소자 매트릭스(100)의 각 소자로부터 출력되는 전압으로 각 소자의 감지범위에 있는 물체의 온도를 측정한다.The temperature measuring unit 110 measures the temperature of an object in the sensing range of each device by the voltage output from each device of the thermal sensing device matrix 100.

상기 온도 비교부(120)는 상기 온도 측정부(100)로부터 감지한 온도와 위치를 찾고자하는 물체의 온도를 비교한다.The temperature comparison unit 120 compares the temperature detected by the temperature measuring unit 100 with the temperature of an object to find a location.

상기 위치 검출부(130)는 상기 온도 비교부(120)에서 비교된 온도가 위치를 찾고자하는 물체의 온도 범위 안에 있는 상기 열 감지 소자의 위치를 이용하여 물체의 위치를 알아낸다.The position detector 130 finds the position of the object by using the position of the heat sensing element in which the temperature compared by the temperature comparator 120 is within the temperature range of the object for which the position is to be found.

상술한 구성에 의거하여, 본 발명의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Based on the above configuration, the operation of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

소정의 거리에 떨어져 있는 물체의 온도에 비례하는 전압을 출력하는 열 감지 소자로 구성된 상기 열 감지 소자 매트릭스(100)를 도 2에 도시된 것과 같이 행렬 형태로 배치한다. 행렬 형태로 배치된 상기 열 감지 소자 매트릭스(100)는 각각의 열감지 소자의 열 감지정도를 고려하여 물체의 위치를 찾고자 하는 공간을 도 3에 도시된 것과 같이 열 감지 소자의 감지공간을 겹치면서 나눌 수 있다. 상기 온도 측정부(110)는 상기 열 감지 소자 매트릭스(100)의 각각의 열 감지 소자로 감지범위에 있는 물체의 온도를 측정한다. 상기 온도 측정부(110)에서 측정된 온도를 상기 온도 비교부(120)에서 이미 알고있는 검출하고자 하는 물체의 온도와 비교한다. 상기 온도 비교부(120)에서 비교된 온도가 검출하고자 하는 물체의 온도 범위에 있을 경우 상기 열 감지 소자 매트릭스(100)의 각각의 열 감지 소자의 감지영역에 원하는 물체의 일부가 있다는 것을 나타내기 위해 상기 위치검출부(130)에서는 원하는 온도범위에 있을 경우 "1"을 출력하고, 그 온도가 원하는 온도범위에 없을 경우 "0"을 출력한다. "1"이 출력된 상기 열 감지 소자를 이용하여 검출하고자하는 물체의 위치를 알아낸다.The thermal sensing element matrix 100, which is configured as a thermal sensing element that outputs a voltage proportional to a temperature of an object separated by a predetermined distance, is arranged in a matrix form as illustrated in FIG. 2. The thermal sensing element matrix 100 arranged in a matrix form divides a space to find the position of an object in consideration of the thermal sensing degree of each thermal sensing element while overlapping the sensing space of the thermal sensing element as shown in FIG. 3. Can be. The temperature measuring unit 110 measures the temperature of an object in the sensing range with each thermal sensing element of the thermal sensing element matrix 100. The temperature measured by the temperature measuring unit 110 is compared with the temperature of the object to be detected already known by the temperature comparing unit 120. When the temperature compared by the temperature comparison unit 120 is in the temperature range of the object to be detected, to indicate that there is a part of the desired object in the sensing region of each thermal sensing element of the thermal sensing element matrix 100. The position detector 130 outputs "1" when it is in a desired temperature range, and outputs "0" when the temperature is not in a desired temperature range. The position of the object to be detected is found by using the heat sensing element outputted with "1".

본 발명에 의하면, 물체의 위치 검출이 필요한 시스템에 있어 열 감지 소자를 행렬형태로 배치하여 물체의 온도를 감지하여 물체의 위치를 검출하므로써 복잡한 배경하에서나 조명이 없는 어두운 곳에서도 물체의 위치를 알아낼 수 있다.According to the present invention, in a system that needs to detect the position of an object, the thermal sensing elements are arranged in a matrix to detect the temperature of the object to detect the position of the object so that the position of the object can be determined even under a complicated background or in a dark place without lighting. Can be.

Claims (3)

열 감지 소자를 행렬 형태로 배치하여 소정의 거리에 떨어져 있는 물체의 온도에 비례하는 전압을 출력하는 열 감지 소자 매트릭스;A thermal sensing element matrix arranged in a matrix form to output a voltage proportional to a temperature of an object spaced apart from a predetermined distance; 상기 열 감지 소자 매트릭스를 구성하고 있는 각각의 열 감지 소자의 감지범위에 있는 물체의 온도를 측정하는 온도 측정부;A temperature measuring unit measuring a temperature of an object in a sensing range of each of the thermal sensing elements constituting the thermal sensing element matrix; 상기 온도 측정부로부터 측정된 온도와 이미 알고있는 검출하고자 하는 물체의 온도를 비교하는 온도 비교부; 및A temperature comparison unit comparing the temperature measured from the temperature measuring unit with a temperature of an object to be detected; And 상기 온도 비교부에서 비교된 온도가 검출하고자 하는 물체의 온도 범위 안에 있는 상기 열 감지 소자 매트릭스의 각각의 열 감지 소자를 이용하여 물체의 위치를 알아내는 위치검출부를 포함함을 특징으로 하는 열 감지 소자를 이용한 물체 위치 검출 시스템.And a position detector for detecting a position of an object by using each of the thermal elements of the matrix of thermal elements within the temperature range of the object to be detected. Object position detection system. 제1항에 있어서, 상기 열 감지 소자 매트릭스는The method of claim 1, wherein the thermal sensing element matrix 서모파일(thermopile)소자 및 파이로(pyro)소자등과 같이 온도에 따른 출력전압이 다른 소자를 사용함을 특징으로 하는 열 감지 소자를 이용한 물체 위치 검출 시스템.An object position detection system using a heat sensing element, characterized in that it uses a device having a different output voltage according to temperature, such as a thermopile element and a pyro element. 열 감지 소자 매트릭스의 각 소자의 감지 영역별로 물체를 감지하는 물체 감지 단계;An object sensing step of sensing an object for each sensing region of each element of the thermal sensing element matrix; 상기 물체 감지 단계로부터 감지된 온도와 이미 알고 있는 물체의 온도를 비교하는 온도 비교 단계;A temperature comparison step of comparing the temperature sensed from the object detection step with a temperature of a known object; 상기 온도 비교 단계로부터 비교된 온도가 검출하고자하는 물체의 온도범위 안에 있는 상기 열 감지 소자의 위치와 온도범위에 들지 않는 소자의 위치를 이용하여 물체의 위치를 검출하는 위치검출단계를 포함함을 특징으로 하는 열 감지 소자를 이용한 물체 위치 검출 방법.And a position detection step of detecting the position of the object by using the position of the thermal sensing element within the temperature range of the object to be detected and the position of the element not included in the temperature range. An object position detection method using a heat sensing element.
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