TW201839367A - 熱像檢測裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的熱像檢測裝置包含第一攝影機、第二攝影機、熱像攝影機，以及處理器。熱像攝影機係設置於第一攝影機和第二攝影機之間，並偵測待測物以產生第一溫度值。處理器包含控制單元。控制單元依照第一測量模式及第二測量模式之設定而控制第一攝影機及第二攝影機。在第一測量模式下，控制單元擷取第一攝影機及第二攝影機畫面，以量測待測物至設置面的第一距離。在第二測量模式下，控制單元擷取第一攝影機畫面，以量測待測物的尺寸。處理器根據第一溫度值、第一距離與待測物的尺寸決定待測物的第二溫度值。

Description

熱像檢測裝置
本發明係關於一種熱像檢測裝置；具體而言，本發明係關於一種可自動調整測量溫度以達精準檢測個別的目標物表面溫度的熱像檢測裝置。
一般而言，熱像檢測係根據待測物表面的輻射能計算待測物表面溫度的技術。現有的熱像檢測裝置所呈現的溫度數據有不準確的問題。例如，藉由使用者自行評估距離後手動輸入距離數值。然而，使用者自行評估的距離數值與實際的距離數值之間可能有很大的偏差，造成不準確。這也代表現有的熱像檢測裝置無法主動地調整溫度數據且無法同時檢測不同位置或移動中目標物的溫度數據。此外，依靠手動輸入的方式在使用上也不方便。因此，現有熱像檢測裝置仍有待改進。
本發明之一目的在於提供一種熱像檢測裝置，可同時檢測不同位置目標物並提高對待測物測量溫度的準確度。
熱像檢測裝置包含第一攝影機、第二攝影機、熱像攝影機， 以及處理器。第一攝影機和第二攝影機係安裝於設置面。熱像攝影機係設置於第一攝影機和第二攝影機之間，並偵測待測物以產生第一溫度值。處理器耦接第一攝影機、第二攝影機、以及熱像攝影機。處理器包含控制單元。控制單元依照第一測量模式及第二測量模式之設定而控制第一攝影機及第二攝影機。在第一測量模式下，控制單元擷取第一攝影機及第二攝影機畫面，以量測待測物至設置面的第一距離。在第二測量模式下，控制單元擷取第一攝影機畫面，以量測待測物的尺寸。處理器根據第一溫度值、第一距離與待測物的尺寸決定待測物的第二溫度值。
10‧‧‧熱像檢測裝置
12‧‧‧設置面
110‧‧‧第一攝影機
120‧‧‧第二攝影機
130‧‧‧熱像攝影機
140‧‧‧處理器
141‧‧‧控制單元
143‧‧‧影像辨識單元
150‧‧‧儲存單元
161‧‧‧第一對應表
162‧‧‧第二對應表
170‧‧‧通訊單元
A‧‧‧方向
圖1為本發明熱像檢測裝置之一實施例示意圖；圖2為本發明熱像檢測裝置之一實施例方塊圖；圖3為調整溫度之一實施例流程圖；圖4為第一測量模式之一實施例流程圖；圖5為本發明熱像檢測裝置之另一實施例方塊圖；圖6為調整溫度之另一實施例流程圖；圖7為第二測量模式之一實施例流程圖；圖8為本發明熱像檢測裝置之另一實施例示意圖；圖9為調整溫度之另一實施例流程圖；圖10為預測量模式之一實施例流程圖；圖11為第三測量模式之一實施例流程圖。
本發明係提供熱像檢測裝置，藉由自動量測待測物距離、大小以個別調整目標物測量溫度。圖1為本發明熱像檢測裝置10之一實施例示意圖。如圖1所示，熱像檢測裝置10包含第一攝影機110、第二攝影機120、熱像攝影機130。第一攝影機110和第二攝影機120係安裝於設置面12。熱像攝影機130係設置於第一攝影機110和第二攝影機120之間，並偵測待測物以產生第一溫度值。如圖1的實施例所示，第一攝影機110與第二攝影機120係沿一方向A水平設置。於一實施例，第一攝影機110、第二攝影機120、以及熱像攝影機130具有相同設置高度。藉此第一攝影機110、第二攝影機120、熱像攝影機130的視野範圍可以重疊，提高檢測範圍。
請同時參考圖2。圖2為本發明熱像檢測裝置10之一實施例方塊圖。如圖2所示，熱像檢測裝置10還包含處理器140。處理器140耦接第一攝影機110、第二攝影機120、以及熱像攝影機130。處理器140包含控制單元141。控制單元141依照第一測量模式及第二測量模式之設定而控制第一攝影機110及第二攝影機120。於一實施例，熱像檢測裝置10可包含通訊單元170，將拍攝影像及運算結果傳輸(有線或無線方式)到主控台。
圖3為調整溫度之一實施例流程圖。如圖3所示，在步驟S10：熱像攝影機產生第一溫度值。例如，熱像攝影機將偵測的熱輻射值轉為第一溫度值。在步驟S30：於第一測量模式量測第一距離。在步驟S50：於第二測量模式量測待測物的尺寸。
例如，在第一測量模式下，控制單元啟動第一攝影機及第二攝影機，擷取第一攝影機和第二攝影機的畫面以量測畫面中所有像素點至設置面的距離，並進行記錄。在第二測量模式下，控制單元擷取第一攝影 機畫面，以量測待測物的尺寸。例如，比較前後畫面的差異後，以確認待測物的尺寸(長/寬)。此時第二攝影機保持開啟，使控制單元可持續接收第一攝影機和第二攝影機的畫面，以持續量測畫面中所有像素點至設置面的距離。此外，在確認待測物的位置時，可擷取前述記錄的距離，獲得待測物至設置面的第一距離。接著在步驟S70：調整待測物的溫度為第二溫度值。處理器根據第一溫度值、第一距離與待測物的尺寸決定待測物的第二溫度值。藉此可提高對待測物測量溫度的準確度。應理解，上述為說明方便，於第二測量模式啟動第一攝影機，但不限於此。
圖4為第一測量模式之一實施例流程圖。如圖4所示，在步驟S301：擷取間距、焦距、視差。具體而言，藉由第一攝影機及第二攝影機，與欲求取的第一距離有如下關係： 其中，f為第一攝影機及第二攝影機的焦距、d為第一攝影機及第二攝影機相對待測物的視差、T為第一攝影機及第二攝影機的間距(即兩攝影機沿設置方向的長度)、D為待測物至設置面的第一距離。自系統設定值擷取間距、焦距、視差，以求得第一距離。接著，在步驟S303：決定第一距離。
圖5為本發明熱像檢測裝置10之另一實施例方塊圖。如圖5所示，處理器140還包含影像辨識單元143與儲存單元150。影像辨識單元143係判斷拍攝畫面中是否出現待測物，並決定待測物對應的第一像素值。儲存單元150係儲存對應表(例如第一對應表161和第二對應表162)。對應表內包含待測物距離、待測物尺寸及溫度值等參數。處理器可依據所述對應表將第一溫度值調整為第二溫度值。於一實施例，熱像檢測裝置10可包含通訊單元170，可將拍攝影像及運算結果傳輸(有線或無線方式)到主控台。
圖6為調整溫度之另一實施例流程圖。如圖6所示，在步驟S10：熱像攝影機產生第一溫度值。在步驟S30：於第一測量模式量測第一距離。接著，在步驟S40判斷是否有待測物。在步驟S50：於第二測量模式量測待測物的尺寸。
例如，在第一測量模式下，控制單元啟動第一攝影機及第二攝影機，採用第一攝影機和第二攝影機的畫面以量測畫面中所有像素點至設置面的距離，並進行記錄。當影像辨識單元判斷待測物的位置，記錄其位置。此外，在影像辨識單元確認待測物的位置時，可擷取前述記錄的距離，獲得待測物至設置面的第一距離。在第二測量模式下，控制單元採用第一攝影機畫面，以量測待測物的尺寸。例如，藉由第一攝影機與影像辨識單元決定待測物的尺寸。
接著在步驟S70：調整待測物的溫度為第二溫度值。處理器根據第一溫度值、第一距離與待測物的尺寸決定待測物的第二溫度值。藉此可提高對待測物測量溫度的準確度。應理解，上述為說明方便，於第二測量模式啟動第一攝影機，但不限於此。
圖7為第二測量模式之一實施例流程圖。如圖7所示，在步驟S501：擷取視角，並根據第一距離以決定橫向尺寸。具體而言，藉由第一攝影機，與欲求取的橫向尺寸有如下關係： 其中，θ為第一攝影機的水平視角的二分之一、D為待測物至設置面的第一距離、X為待測物所在位置的橫向尺寸。
接著，在步驟S503：擷取第一攝影機的解析度。在步驟S505：決定第一像素值。具體而言，藉由第一攝影機，與欲求取的待測物寬度有如下關係： 其中，X為待測物所在位置的橫向尺寸、PC為第一攝影機的橫向解析度、PW1為待測物對應的第一像素值、W1為待測物寬度。處理器擷取第一攝影機的橫向解析度。影像辨識單元可識別待測物，以獲得待測物對應的第一像素值。例如，辨識人臉所占範圍，以得到人臉長、寬的像素值。接著，在步驟S507：決定待測物寬度。
應理解，對於待測物長度而言，也可採用類似上述的方式獲得待測物尺寸。例如，擷取第一攝影機的垂直視角，根據垂直視角及第一距離決定待測物所在位置的縱向尺寸。再根據縱向尺寸與待測物長度的比例關係求出待測物長度。
處理器根據上述關係式的計算結果並配合儲存單元中的對應表決定待測物的第二溫度值。舉例而言，儲存單元中具有第一對應表與第二對應表，表示如下：
上列表一為第一對應表的例子，待測物長度(L1)與第一距離(D)的比值具有不同M值(M1、M2…)。待測物寬度(W1)與第一距離(D)的比值具有不同N值(N1、N2…)。每個M值在不同N值具有對應的熱量散失 率(Q1、Q2…)。如表一所示，第一對應表內包括第一距離與待測物的尺寸的比值和熱量散失率的對應關係。處理器依據第一對應表決定熱量散失率。
在表二中：
上列表二為第二對應表的例子，第一溫度值(T11、T12…)在不同熱量散失率(Q1、Q2…)具有對應的補償溫差值(CV1、CV2…)。如表二所示，第二對應表內包括第一溫度、熱量散失率與補償溫差值的對應關係。處理器依據第二對應表決定補償溫差值以獲得第二溫度值。藉此將第一溫度值調整為第二溫度值。
圖8為本發明熱像檢測裝置之另一實施例示意圖。如圖8的實施例所示，第一攝影機與第二攝影機係沿一方向水平設置。第一攝影機、第二攝影機、以及熱像攝影機具有不同設置高度。換言之，熱像攝影機可視拍攝需求及產品設計改變設置位置。
圖9為調整溫度之另一實施例流程圖。如圖9所示，處理器設定有第三測量模式。在步驟S10：熱像攝影機產生第一溫度值。接著，在步驟S20判斷第一攝影機和第二攝影機是否損壞。當結果顯示第一攝影機 和第二攝影機未損壞，則為步驟S21。接著，經步驟S30、步驟S50、步驟S70決定待測物的第二溫度值的方式如上述說明，在此不另贅述。
當結果顯示第二攝影機損壞，則為步驟S22。接著，在步驟S60：於第三測量模式量測第一距離和待測物的尺寸。例如，根據預設條件決定待測物初始尺寸作為參考值。在第三測量模式下，控制單元啟動第一攝影機並採用第一攝影機畫面。當影像辨識單元判斷待測物的位置，記錄其位置。藉由第一攝影機與影像辨識單元並根據初始尺寸以決定待測物的距離以及待測物的尺寸。接著在步驟S70：調整待測物的溫度為第二溫度值。
另外，當結果顯示第一攝影機和第二攝影機皆損壞，則為步驟S23。處理器例如可經由通訊單元發送警示訊號(步驟S80)，將故障事件通知主機端。
圖10為預測量模式之一實施例流程圖。在進入第三測量模式之前，執行預測量模式以獲得預設條件下的數值作為參考值。如圖10所示，在步驟S221：擷取視角，並根據預設距離以決定初始橫向尺寸。具體而言，藉由第一攝影機，與欲求取的初始橫向尺寸有如下關係： 其中，θ為第一攝影機的水平視角的二分之一、D0為待測物至設置面的預設距離、X0為待測物所在位置的初始橫向尺寸。例如，預先建立欲識別的待測物(像是人臉、車子…)，以及多個預設距離，表示待測物位在某個預設距離下的情況。根據預設條件求取初始橫向尺寸。
在步驟S223：擷取第一攝影機的解析度。在步驟S225：決定初始像素值。具體而言，藉由第一攝影機，與欲求取的待測物初始寬度 有如下關係： 其中，X0為待測物所在位置的橫向尺寸、PC為第一攝影機的橫向解析度、PW0為待測物對應的初始像素值、W0為待測物初始寬度。處理器擷取第一攝影機的橫向解析度。影像辨識單元可識別待測物，以獲得待測物對應的初始像素值。接著，在步驟S227：決定待測物初始寬度。應理解，對於待測物初始長度而言，也可採用類似上述的方式獲得待測物初始尺寸。
圖11為第三測量模式之一實施例流程圖。如圖11所示，在步驟S601：決定第一像素值。在步驟S603：決定待測物寬度。具體而言，藉由第一攝影機，與欲求取的待測物寬度有如下關係： 其中，W0為待測物初始寬度、PW0為待測物對應的初始像素值、PW1為待測物對應的第一像素值、W1為待測物寬度。例如待測物移動後，影像辨識單元可識別待測物，以獲得待測物對應的第一像素值。處理器根據初始寬度、初始像素值、以及第一像素值，求得待測物的寬度。應理解，對於待測物長度而言，也可採用類似上述的方式獲得待測物長度。
在步驟S605：決定橫向尺寸。具體而言，藉由第一攝影機，與欲求取的橫向尺寸有如下關係： 其中，X1為待測物所在位置的橫向尺寸、PC為第一攝影機的橫向解析度、PW1為待測物對應的第一像素值、W1為待測物寬度。處理器根據上述計算結果以獲得待測物所在位置的橫向尺寸。
在步驟S607：決定第一距離。具體而言，藉由第一攝影機，與欲求取的第一距離有如下關係： 其中，D0為待測物至設置面的預設距離、X0為待測物所在位置的初始橫向尺寸、D1為待測物至設置面的第一距離、X1為待測物所在位置的橫向尺寸。處理器根據上述計算結果以獲得第一距離。藉此，在偵測第二攝影機損壞時，可利用如圖10及圖11例示的方式獲取所需參數，以調整待測物的溫度為第二溫度值。藉此可提高對待測物測量溫度的準確度。
本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

Claims (9)

  1. 一種熱像檢測裝置，用於檢測一待測物的溫度，該熱像檢測裝置包含：一第一攝影機和一第二攝影機，安裝於一設置面；一熱像攝影機，設置於該第一攝影機和該第二攝影機之間，並偵測該待測物以產生一第一溫度值；一處理器，耦接該第一攝影機、該第二攝影機、以及該熱像攝影機，該處理器包含一控制單元，該控制單元依照一第一測量模式及一第二測量模式之設定而控制該第一攝影機及該第二攝影機；其中，在該第一測量模式下，該控制單元擷取該第一攝影機及該第二攝影機畫面，以量測該待測物至該設置面的第一距離；在該第二測量模式下，該控制單元擷取該第一攝影機畫面，以量測該待測物的尺寸；該處理器根據該第一溫度值、該第一距離與該待測物的尺寸決定該待測物的一第二溫度值。
  2. 如請求項1所述之熱像檢測裝置，其中該第一攝影機與該第二攝影機係沿一方向水平設置。
  3. 如請求項1所述之熱像檢測裝置，其中該第一攝影機、該第二攝影機、以及該熱像攝影機具有相同設置高度。
  4. 如請求項1所述之熱像檢測裝置，更包含一儲存單元，儲存一第一對應表與一第二對應表，該第一對應表內包括該第一距離與該待測物的尺寸的比值和熱量散失率的對應關係，該處理器依據該第一對應表決定該熱量散失率；該第二對應表內包括該第一溫度、該熱量散失率與補償溫差值的對應關係，該處理器依據該第二對應表決定該補償溫差值以獲得該第二溫度值。
  5. 如請求項1所述之熱像檢測裝置，其中該處理器更包含一影像辨識單元， 該影像辨識單元係判斷拍攝畫面中是否出現該待測物，並決定該待測物對應的第一像素值。
  6. 如請求項1所述之熱像檢測裝置，其中在該第一測量模式，該處理器根據該第一攝影機與該第二攝影機之間的間距、焦距，以及該第一攝影機與該第二攝影機相對該待測物的視差，求得該第一距離。
  7. 如請求項1所述之熱像檢測裝置，其中在該第二測量模式，該處理器根據該第一攝影機的視角、解析度、該第一距離、以及該待測物對應的一第一像素值，求得該待測物的尺寸。
  8. 如請求項1所述之熱像檢測裝置，其中該處理器設定有一第三測量模式，當該處理器偵測該第二攝影機壞損時，該控制單元依照該第三測量模式之設定而控制該第一攝影機；其中在該第三測量模式，該處理器根據該待測物對應的一第一像素值，求得該待測物的尺寸；該處理器根據該第一攝影機的視角、解析度、該待測物的尺寸，求得該第一距離。
  9. 如請求項8所述之熱像檢測裝置，其中在進入該第三測量模式之前，執行一預測量模式，於該預測量模式，該處理器根據該第一攝影機的視角、解析度、該待測物至該設置面的預設距離、以及該待測物對應的初始像素值，求得該待測物的初始尺寸；於該第三測量模式，該處理器根據該初始尺寸、該初始像素值、以及該第一像素值，求得該待測物的尺寸。
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