TW201724037A - 一種利用紅外線偵測溫度差異的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提出一種利用紅外線偵測溫度差異的方法，包括以下步驟：提供複數個紅外線偵測裝置，使所有複數個紅外線偵測裝置偵測同一區域；依一第一時間間隔依序開啟複數個紅外線偵測裝置；依一第二時間間隔依序擷取複數個紅外線偵測裝置之溫度訊號；以及將每個依第二時間間隔依序擷取該複數個紅外線偵測裝置之溫度訊號與一背景溫度訊號進行溫度差異比較，藉以偵測該區域是否產生溫度差異。本發明利用複數個紅外線感測器整合，並且加入平行處理概念，將各感測器取樣時間錯開，增加單位時間內取樣次數，達到提高偵測系統取樣頻率，並且透過邏輯整合電路將各感測器輸出資訊整合，有效提升溫度差易偵測之反應時間。
Description
本發明係為一種偵測溫度差異的方法，特別是關於一種利用紅外線偵測溫度差異的方法。
一般藉由偵測一定區域的溫度差異，可以偵測是否有人或動物進入該區域，以進行防盜偵測，並且將各感測區塊溫度變化情況透過運動邏輯分析則可以辨識物體移動方向，另可運用於車輛的偵測，進而偵測車輛的移動，以進行車況監測與車輛闖紅燈的辨識。
一般偵測一定區域的溫度差異的方法，通常利用紅外線感測器來偵測，紅外線溫度感測器是運用光電技術，以偵測物體熱輻射之特定紅外線波段訊號，可將該訊號轉換成可供人類視覺辨識之影像圖形，並可進一步計算出溫度值。這種技術讓人類可以超越視覺障礙，可觀察物體表面之溫度分布情形，物體表面溫度若超過絕對零度(0K)即會輻射出電磁波，隨著溫度的不同，其輻射電磁波之強度與波長也有所改變。一般紅外線感測器依照偵測原理的不同可分成兩大類：一為熱感應偵測器(thermal detectors)，另一為光子式偵測器(photon detectors)。熱感應偵測器主要是將吸收到的紅外線轉換成熱能，使感測器產生溫度上的變化，而改變材料的物理特性，進而偵測出材料之變化量達到偵測紅外線之效果。光子式偵測器則是藉由吸收紅外線光子的能量，使得電子在晶體內能階產生躍遷來達到紅外線的吸收，產生電壓或電流訊號以供量測。
先前偵測一定區域的溫度差異的方法，通常只以單一紅外線感測器來偵測，由於受到目前低成本紅外線感測器感測元件硬體物理特性影響，至少需要125ms間隔來感測環境資訊，導致其取樣頻率受限，如果強制增加感測器取樣速度，則容易取得錯誤資訊導致系統穩定度大幅下降，而反之採用低取樣頻率則影響系統偵測速度，無法有效偵測高頻率之溫度差異變化。
所以，如何增加紅外線感測器感測裝置溫度偵測的取樣頻率，以
有效偵測高頻率之溫度差異變化，是目前紅外線溫度偵測的重要問題。
鑒於上述習知技術之缺點，本發明主要目的在於利用複數個紅外線感測裝置的整合，增加紅外線感測器感測裝置溫度偵測的取樣頻率，以有效偵測高頻率之溫度差異變化。
為了達到上述目的，本發明提出一種利用紅外線偵測溫度差異的方法，包括以下步驟：提供複數個紅外線偵測裝置，使所有複數個紅外線偵測裝置偵測同一區域；依一第一時間間隔依序開啟複數個紅外線偵測裝置；依一第二時間間隔依序擷取複數個紅外線偵測裝置之溫度訊號；以及將每個依第二時間間隔依序擷取複數個紅外線偵測裝置之溫度訊號與一背景溫度訊號進行溫度差異比較，藉以偵測該區域是否產生溫度差異。
本發明另包括將複數個紅外線偵測裝置之溫度訊號與背景溫度訊號進行溫度差異比較的結果，轉換為電壓訊號，溫度有差異者為第一伏特值，溫度沒有差異者為一第二伏特值，並將全部複數個紅外線偵測裝置之溫度差異比較的結果，以一邏輯整合電路進行邏輯「或」(OR)的計算，計算結果表示該區域是否產生溫度差異的狀況。
本發明之功效在於，藉由複數個紅外線感測器整合，並且加入平行處理概念，將各感測器取樣時間錯開，增加單位時間內取樣次數，達到提高偵測系統取樣頻率，並且透過邏輯整合電路將各感測器輸出資訊整合，有效提升溫度差異偵測之反應時間。
以上之概述與接下來的詳細說明，是為了能進一步說明本發明達到預定目的所採取的方式、手段及功效。而有關本發明的其它目的及優點，將在後續的說明中加以闡述。
S110~S150‧‧‧步驟
21‧‧‧第一紅外線偵測裝置溫度訊號
22‧‧‧第二紅外線偵測裝置溫度訊號
23‧‧‧第三紅外線偵測裝置溫度訊號
24‧‧‧第四紅外線偵測裝置溫度訊號
31‧‧‧背景溫度訊號
32‧‧‧紅外線偵測裝置之溫度訊號
33‧‧‧偵測區域是否產生溫度差異結果
第一圖係為本發明之一實施例之紅外線偵測溫度差異的方法流程圖。
第二圖係為本發明之一實施例之複數紅外線偵測裝置溫度訊號擷取頻率示意圖。
第三圖係為本發明之一實施例之偵測區域溫度差異判斷示意圖。
第四圖係為本發明之一實施例之紅外線偵測溫度差異的方法流程圖。
以下係藉由特定具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示內容輕易地瞭解本發明之其它優點與功效。
實施例一：請參考第一圖本發明之一實施例之紅外線偵測溫度差異的方法流程圖，本發明實施例包括步驟(A)至步驟(D)等4步驟。
步驟(A)係提供提供複數個紅外線偵測裝置，使所有複數個紅外線偵測裝置偵測同一區域(S110)，其中，紅外線偵測裝置為紅外線溫度感測器，其形式可為熱感應偵測器或光子式偵測器，紅外線偵測裝置之數量可為多數個，本發明實施例為4個。
步驟(B)係依一第一時間間隔依序開啟複數個紅外線偵測裝置(S120)，其中，第一時間間隔可依紅外線偵測裝置的性能與數量而調整，本發明實施例為62.5ms(微秒)。
步驟(C)係依一第二時間間隔依序擷取複數個紅外線偵測裝置之溫度訊號(S130)，其中，第二時間間隔係配合第一時間間隔，本發明實施例為62.5ms。另在本發明實施例中，依序擷取複數個紅外線偵測裝置之溫度訊號的方式，為擷取第一個紅外線偵測裝置之溫度訊號後，間隔62.5ms後，擷取第二個紅外線偵測裝置之溫度訊號，依此方式，於擷取第四個紅外線偵測裝置之溫度訊號後，再回復擷取第一個紅外線偵測裝置之溫度訊號。而每個依第二時間間隔依序擷取該複數個紅外線偵測裝置之溫度訊號，可為整個偵測區域的單一溫度訊號，亦可將該區域劃分為多個次區域，以得該多個次區域之溫度訊號，在本發明實施例中，次區域的數量為16。
步驟(D)係將每個依第二時間間隔依序擷取複數個紅外線偵測裝置之溫度訊號與一背景溫度訊號進行溫度差異比較，藉以偵測該區域是否產生溫度差異(S140)。其中，背景溫度訊號是由最新擷取之一定數量紅外線偵測裝置之溫度訊號進行加權平均計算產生，於本發明實施例中，最新擷取之一定數量紅外線偵測裝置之溫度訊號為30個。而偵測該區域是否產生溫度差異的方法，為設定一溫度差異門檻值，其值依偵測區域環境做調整，於本發明實施例中為攝氏3度，然後將依第二時間間隔依序擷取該複數個紅外線偵測裝置之溫
度訊號與背景溫度訊號相減，如果相減所得之數值大於溫度差異門檻值，即判斷該區域產生溫度差異。
請參考第二圖本發明之一實施例之複數紅外線偵測裝置溫度訊號擷取頻率示意圖，本發明實施例因控制4個紅外線偵測裝置依62.5ms的時間依序開啟，故第一紅外線偵測裝置溫度訊號21與第二紅外線偵測裝置溫度訊號22產生之時間間隔為62.5ms，第二紅外線偵測裝置溫度訊號22與第三紅外線偵測裝置溫度訊號23產生之時間間隔及第三紅外線偵測裝置溫度訊號23與第四紅外線偵測裝置溫度訊號24產生之時間間隔亦為62.5ms。所以，雖然第一紅外線偵測裝置本身需250ms間隔才會再提供一次溫度訊號，透過依序擷取4個紅外線偵測裝置溫度訊號，可將偵測區域的溫度訊號取樣頻率增加為62.5ms一次。
請參考第三圖本發明之一實施例之偵測區域溫度差異判斷示意圖，本發明實施例將每個依第二時間間隔依序擷取複數個紅外線偵測裝置之溫度訊號32，其包含4 x 4共16個次區域之溫度訊號，與背景溫度訊號31中對應之次區域溫度訊號相減，如果相減所得之數值大於該溫度差異門檻值，即判斷該次區域產生溫度差異，而得到偵測區域是否產生溫度差異結果33。
實施例二：請參考第四圖本發明之一實施例之紅外線偵測溫度差異的方法流程圖，本發明實施例除包括實施例一之步驟(A)至步驟(D)外，進一步包括一步驟(E)S150，其係將複數個紅外線偵測裝置之溫度訊號與背景溫度訊號進行溫度差異比較的結果，轉換為電壓訊號，溫度有差異者為第一伏特值，溫度沒有差異者為一第二伏特值，並將全部複數個紅外線偵測裝置之溫度差異比較的結果，以一邏輯整合電路進行邏輯「或」(OR)的計算，計算結果表示該區域是否產生溫度差異的狀況。於本發明實施例中，第一伏特值為5伏特，第二伏特值為0伏特。
上述之實施例僅為例示性說明本發明之特點及其功效，而非用於限制本發明之實質技術內容的範圍。任何熟悉此技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與變化。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
S110~S140‧‧‧步驟
Claims (10)
- 一種利用紅外線偵測溫度差異的方法，包括以下步驟：(A)提供複數個紅外線偵測裝置，使所有該複數個紅外線偵測裝置偵測同一區域；(B)依一第一時間間隔依序開啟該複數個紅外線偵測裝置；(C)依一第二時間間隔依序擷取該複數個紅外線偵測裝置之溫度訊號；以及(D)將每個依該第二時間間隔依序擷取該複數個紅外線偵測裝置之溫度訊號與一背景溫度訊號進行溫度差異比較，藉以偵測該區域是否產生溫度差異。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用紅外線偵測溫度差異的方法，其中，紅外線偵測裝置為紅外線溫度感測器。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用紅外線偵測溫度差異的方法，其中，該複數個紅外線偵測裝置之數量為4個。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用紅外線偵測溫度差異的方法，其中，該第一時間間隔為62.5ms(微秒)。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用紅外線偵測溫度差異的方法，其中，該第二時間間隔為62.5ms(微秒)。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用紅外線偵測溫度差異的方法，其中，該背景溫度訊號是由最新擷取之一定數量紅外線偵測裝置之溫度訊號進行加權平均計算產生。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用紅外線偵測溫度差異的方法，其中，偵測該區域是否產生溫度差異的方法為設定一溫度差異門檻值，將依該第二時間間隔依序擷取該複數個紅外線偵測裝置之溫度訊號與該背景溫度訊號相減，如果相減所得之數值大於該溫度差異門檻值，即判斷該區域產生溫度差異。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用紅外線偵測溫度差異的方法，其中，依該第二時間間隔依序擷取該複數個紅外線偵測裝置之溫度訊號為將該區域劃分為16個次區域，所得該16個次區域之溫度訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之利用紅外線偵測溫度差異的方法，進一步包括一步驟： (E)將該複數個紅外線偵測裝置之溫度訊號與該背景溫度訊號進行溫度差異比較的結果，轉換為電壓訊號，溫度有差異者為第一伏特值，溫度沒有差異者為一第二伏特值，並將全部該複數個紅外線偵測裝置之溫度差異比較的結果，以一邏輯整合電路進行邏輯「或」(OR)的計算，計算結果表示該區域是否產生溫度差異的狀況。
- 如申請專利範圍第9項所述之利用紅外線偵測溫度差異的方法，其中，第一伏特值為5伏特，第二伏特值為0伏特。
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| TW104142558A TW201724037A (zh) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | 一種利用紅外線偵測溫度差異的方法 |
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Publications (1)
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ID=60047976
Family Applications (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115063940A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-09-16 | 中国银行股份有限公司 | 一种风险监控方法及装置、存储介质及电子设备 |
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2015
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| CN115063940B (zh) * | 2022-06-06 | 2024-02-09 | 中国银行股份有限公司 | 一种风险监控方法及装置、存储介质及电子设备 |
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