TWI806448B - 溫度量測系統、溫度量測方法及非暫態電腦可讀取儲存媒體 - Google Patents
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Abstract
一種溫度量測系統及其溫度量測方法。溫度量測系統包括一影像感測器、一距離感測器、一溫度感測器及一處理器。影像感測器用以獲得一量測環境的一環境影像。處理器用以對環境影像執行一物件偵測以獲得一校正目標。距離感測器用以獲得校正目標的一位置資訊。溫度感測器用以獲得校正目標的一目標溫度資訊以及量測環境的一環境溫度。處理器依據校正目標的位置資訊、校正目標的目標溫度資訊及量測環境的環境溫度獲得校正目標的一校正目標溫度資訊。
Description
本發明涉及一種溫度量測系統，尤指一種可校正溫度的溫度量測系統、溫度量測方法及非暫態電腦可讀取儲存媒體。
目前溫度量測設備已十分普及，普遍應用在工業領域或醫療領域中。溫度量測設備目前包含接觸式感測器和非接觸式感測器，接觸式感測器可例如熱電偶、熱敏電阻或電阻溫度偵測器，非接觸式感測器可例如紅外線感測器，其中，由於紅外線感測器可以偵測物體的溫度，且適於量測介於-70℃至1000℃的表面溫度，因此廣泛應用在工業領域。在工業領域上，溫度量測設備可以偵測製造機台的溫度，用以控管製造機台的溫度，使符合製程中溫度管控的需求，而在醫療領域中，溫度量測設備可以量測人體溫度，以遠距量測的方式，達到非接觸式的要求，甚至可以針對人體局部位置進行溫度量測。此等溫度量測設備需要經過校準，使其輸出的溫度資訊符合實際溫度，特別是非接觸式的溫度量測設備容易隨量測目標位置的差異以及使用環境的影響而有不同
程度的誤差。
有鑒於此，在一些實施例中，提供一種溫度量測系統，包含溫度感測器、距離感測器、影像感測器及處理器。影像感測器用以獲得量測環境的環境影像。處理器用以對環境影像執行物件偵測以獲得校正目標。距離感測器用以獲得校正目標的位置資訊。溫度感測器用以獲得校正目標的目標溫度資訊以及量測環境的環境溫度。處理器耦接於影像感測器、距離感測器及溫度感測器，處理器依據校正目標的位置資訊、校正目標的目標溫度資訊及量測環境的環境溫度獲得校正目標的校正目標溫度資訊。
在一些實施例中，提供一種溫度量測方法，溫度量測方法包括如下步驟。擷取一量測環境的一環境影像。對環境影像執行物件偵測以獲得一校正目標。獲得校正目標的一位置資訊。獲得校正目標的一目標溫度資訊及量測環境的一環境溫度。依據校正目標的位置資訊、校正目標的目標溫度資訊及量測環境的環境溫度獲得校正目標的一校正目標溫度資訊。
在一些實施例中，提供一種非暫態電腦可讀取儲存媒體，用於儲存一或多個軟體程式。軟體程式包括多個指令，當此些指令由一電子裝置的一或多個處理電路執行時，將使電子裝置進行一溫度量測方法。溫度量測方法包括如下步驟。擷取一量測環境的一環境影像。對環境影像執行物件偵測以獲得一校正目標。獲得校正目標的一位置資訊。獲得校正目標的一目標溫度資訊及量測環境的一環境溫度。依據校正目
標的位置資訊、校正目標的目標溫度資訊及量測環境的環境溫度獲得校正目標的一校正目標溫度資訊。
綜上所述，依據本發明一些實施例提出之溫度量測系統、溫度量測方法及非暫態電腦可讀取儲存媒體，可以依據校正目標的位置資訊及量測環境的環境溫度，對初始量測到的溫度數值(即目標溫度)執行校正，使校正後的溫度數值(即校正目標溫度)接近校正目標的真實溫度，減少因校正目標相對於溫度量測系統的距離與角度及環境溫度之影響，提高溫度量測的準確度並減少誤差。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
10:溫度量測系統
101:影像感測器
102:處理器
103:距離感測器
104:溫度感測器
105:目標溫度感測器
106:環境溫度感測器
A1~A4:區域
C:中心軸線
θ1、θ2:方位角度
D1、D2:距離
S210~S270、S310~S350、S410~S440:步驟
T1、T2:物件
[圖1]為根據本發明一實施例的溫度量測系統的方塊圖。
[圖2]為根據本發明一實施例的溫度量測方法的流程圖。
[圖3A]為依據本發明一實施例獲得校正目標的流程圖。
[圖3B]為依據本發明另一實施例的獲得校正目標的流程圖。
[圖4]為依據本發明一實施例獲得校正目標的校正目標溫度資訊的流程圖。
[圖5]為根據本發明一實施例的物件於量測環境中的示意圖。
[圖6]為根據本發明一實施例的於環境影像中標定出物件的示意圖。
[圖7]為根據本發明一實施例的校正前的目標溫度資訊的示意圖。
[圖8]為根據本發明一實施例的校正後的校正目標溫度資訊的示意
圖。
[圖9]為根據本發明另一實施例的校正前的目標溫度資訊的示意圖。
[圖10]為根據本發明另一實施例的校正後的校正目標溫度資訊的示意圖。
以下將配合所附圖式揭露本發明之一些實施例，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明，但這並不旨在限制本發明的申請專利範圍。實施例中的圖式省略部份元件，以清楚顯示本發明的技術特點。在所有圖式中相同的標號將用於表示相同或相似的元件。
請參閱圖1，其為根據本發明一實施例的溫度量測系統的方塊圖。如圖1所示，在本實施例中，溫度量測系統10包含一影像感測器101、一處理器102、一距離感測器103及一溫度感測器104。溫度量測系統10設置於一量測環境，例如臥室、辦公室、大樓出入口等場所。影像感測器101、距離感測器103、溫度感測器104可分別耦接於處理器102。影像感測器101用以擷取量測環境的一環境影像。影像感測器101在獲得環境影像後，影像感測器101可直接或間接的將環境影像傳送至處理器102。處理器102對環境影像執行一物件偵測以獲得一校正目標(容後詳述)。距離感測器103用以獲得位於量測環境中的校正目標的一位置資訊。溫度感測器104用以獲得校正目標的一目標溫度資訊以及此量測環境的一環境溫度。處理器102依據校正目標的位置資訊、校正目標的目標溫度資訊及量測環境的環境溫度獲得校正目標的一校正目標
溫度資訊(容後詳述)。
在一些實施例中，溫度感測器104更可包括目標溫度感測器105及環境溫度感測器106，其中，目標溫度感測器105能以非接觸方式獲得位於遠處的校正目標的目標溫度資訊(即遠距量測)，環境溫度感測器106用以獲得量測環境的環境溫度。目標溫度感測器105及環境溫度感測器106彼此耦接，並皆耦接於處理器102。
在一些實施例中，影像感測器101可以為互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)感測器、感光耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)感測器、薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,TFT)感測器或其他可取得影像的感測器其中一種或前述多種感測器組合。在一些實施例中，處理器102可以是中央處理器(central processing unit,CPU)、數位訊號處理器(digital signal processor,DSP)、現場可程式化邏輯閘陣列(field programmable gate array,FPGA)或圖形處理器(graphics processing unit,GPU)其中一種或前述多種組合。在一些實施例中，距離感測器103可以為雷達、紅外線雷達、毫米波雷達或光學雷達等感測器其中一種或前述多種感測器組合。在一些實施例中，目標溫度感測器105可以是紅外線溫度感測器，能以非接觸方式量測校正目標的目標溫度資訊。環境溫度感測器106可以是熱電偶感測器、熱敏電阻感測器。
在一些實施例中，影像感測器101、距離感測器103及溫度感測器104(包括目標溫度感測器105)彼此的可視範圍(Field of View,FOV)的中心可被視為設置在同一軸線上，也就是說，影像感測器101、
距離感測器103及溫度感測器104(包括目標溫度感測器105)彼此的可視範圍的中心之間的偏差可忽略不計。此外，在一些實施例中，距離感測器103的可視範圍大於影像感測器101的可視範圍，且影像感測器101的可視範圍大於溫度感測器104的可視範圍。在其他實施例中，影像感測器101、距離感測器103及溫度感測器104、目標溫度感測器105可具有實質上相同的可視範圍。
在一些實施例中，溫度量測系統10更可包括耦接於處理器102的一儲存單元(未繪示)，處理器102可包含一記憶單元。儲存單元及記憶單元可以是揮發性記憶體(volatile memory)，例如隨機存取記憶體(random access memory,RAM)；或者非揮發性記憶體(non-volatile memory)，例如唯讀記憶體(read-only memory,ROM)、快閃記憶體(flash memory)、硬碟(Hard Disk Drive,HDD)或固態硬碟(Solid-State Drive,SSD)，或者上述種類的記憶體的組合，並可供處理器102讀取數據。
請參閱圖2，其為根據本發明一實施例的溫度量測方法的流程圖。為了清楚說明前述圖1中的各項元件的運作以及本發明實施例的溫度量測方法，以下將搭配圖2之流程圖詳細說明如下。然而，本發明所屬技術領域中具有通常知識者均可瞭解，本發明實施例的溫度量測方法並不侷限應用於圖1的溫度量測系統10，也不侷限於圖2之流程圖的各項步驟順序。
請同時參閱圖1及圖2。根據本發明一實施例，首先，於步驟S210，影像感測器101獲得量測環境的環境影像。影像感測器101擷
取其所在量測環境的環境影像，並將環境影像輸出至處理器102。於步驟220，處理器102對環境影像執行物件偵測。具體來說，處理器102於接收環境影像後，使用一機器學習(Machine Learning)模型對環境影像執行一物件偵測(Object Detection)程序來辨識環境影像中的物件。所述的機器學習模型可以是倒傳遞類神經網路(Back Propagation Neural Network)模型、卷積神經網路模型、支援向量機模型、基於決策樹的分類模型、貝葉斯分類模型等。機器學習模型可儲存於前述之儲存單元中，供處理器102讀取及執行。
在處理器102對環境影像執行物件偵測後，於步驟S230，處理器102由環境影像中獲得校正目標。進一步來說，透過前述之物件偵測程序，處理器102可於環境影像中標定出一個或多個物件。處理器102再從環境影像中被標定的一個或多個物件中獲得校正目標。
於步驟S240，處理器102透過距離感測器103獲得校正目標的位置資訊。具體來說，距離感測器103可發射並測量特定的能量波束從發射到被量測空間的物件反射回來的時間，並由這個時間間隔來推算與物件之間的距離。此特定的能量波束可以是電磁波、超聲波、光線等。距離感測器103可透過能量波束對校正目標進行測距，以獲得校正目標的位置資訊。校正目標的位置資訊包括一目標距離及校正目標於量測環境中的一目標方位角度。目標距離可以是校正目標與距離感測器103之間的距離。目標方位角度可以是校正目標和距離感測器103之間的連線與距離感測器103的中心軸線之間的一夾角。距離感測器103更可進一步的將上述校正目標的目標距離以及目標方位角度傳送給處理器
102。
接著，於步驟S250，處理器102獲得溫度感測器104所量測到的校正目標的目標溫度資訊。溫度感測器104量測物件的物件溫度資訊，其中，校正目標的物件溫度資訊可稱為目標溫度資訊。於步驟S260，處理器102獲得溫度感測器104所量測到的量測環境的環境溫度。也就是說，溫度感測器104可以在分別量測到目標溫度資訊以及環境溫度後，將目標溫度資訊以及環境溫度傳送給處理器102。在一些實施例中，溫度感測器104可以分別透過目標溫度感測器105量測校正目標的目標溫度資訊以及透過環境溫度感測器106量測環境溫度，再將目標溫度資訊以及環境溫度傳送給處理器102。隨後，於步驟S270，處理器102依據校正目標的位置資訊、校正目標的目標溫度資訊及量測環境的環境溫度獲得校正目標的一校正目標溫度資訊。
本發明所屬技術領域中具有通常知識者均可瞭解，本發明實施例的溫度量測方法並不侷限於圖2之流程圖的各項步驟順序。舉例來說，在本發明另一實施例中，上述之步驟S260可於步驟S250之前被執行，也可於步驟S210之前被執行。
請參照圖3A，其繪示依據本發明一實施例獲得校正目標的流程圖。在圖2的步驟S230中，處理器102由環境影像中獲得校正目標。圖3A的步驟S310至步驟S350進一步說明圖2的步驟S230由環境影像中獲得校正目標的流程。然而，本發明所屬技術領域中具有通常知識者均可瞭解，本發明實施例的溫度量測方法不侷限於圖3A之流程圖的各項步驟順序。
請同時參照圖1及圖3A。在圖3A之步驟S310中，處理器102判斷環境影像是否具有一個或多個物件。若環境影像中不具有任何物件(步驟S310的判斷結果為否)，處理器102則再次判斷環境影像是否具有一個或多個物件，即再次執行步驟S310。若環境影像中具有一個或多個物件(步驟S310的判斷結果為是)，處理器102於環境影像中標定出該物件或該些物件，並可進一步的提供一物件位置邊框以及物件的類別，物件的類別可以是在機器學習模型中以監督式演算法或非監督式演算法所定義的物件屬性(如人、動物、車、電器、家具等)。接著，於步驟S340，處理器102判斷標定出的物件是否為校正目標。舉例來說，處理器102可依據一物件特徵來判斷物件是否為校正目標，物件特徵可以例如是前述物件的類別、物件的影像輪廓特徵、物件的亮度(illumination)值或物件的色度(chrominance)值，但並不以此為限。若環境影像中標定出的物件符合前述物件特徵其中一項或二項以上的組合，則處理器102判斷符合物件特徵的物件為校正目標(步驟S340的判斷結果為是)，處理器102獲得校正目標(步驟S350)。若標定出的物件不符合物件特徵，則處理器102判斷標定出的物件非為校正目標(步驟S340的判斷結果為否)，處理器102再次執行步驟S310。
請同時參照圖1及圖3B。圖3B繪示依據本發明另一實施例的獲得校正目標的流程圖。在圖2的步驟S230中，處理器102由環境影像中獲得校正目標。圖3B的步驟S310至步驟S350進一步說明圖2的步驟S230由環境影像中獲得校正目標的流程。然而，本發明所屬技術領域中具有通常知識者均可瞭解，本發明實施例的溫度量測方法不侷限於圖3B
之流程圖的各項步驟順序。
圖3B之步驟S310及S350相同於圖3A的步驟S310及S350中，故不再重複敘述。在圖3B中，若環境影像中具有一個或多個物件(步驟S310的判斷結果為是)，處理器102於環境影像中標定出該物件或該些物件，並可進一步的提供一物件位置邊框以及一物件的類別(如人、動物、車、電器、家具等)。接著，於步驟S320，處理器102判斷量測環境中是否具有一個或多個移動物體。在部份實施例中，可由距離感測器103判斷量測環境中是否具有移動物體，再將判斷結果傳送給處理器102。在其他部份實施例中，可由處理器102透過在時間上連續的複數個環境影像判斷量測環境中是否具有移動物體。若判斷量測環境中未具有移動物體(步驟S320的判斷結果為否)，再次執行步驟S310。
若判斷量測環境中具有一個或多個移動物體(步驟S320的判斷結果為是)，於步驟S330，處理器102判斷該移動物體或該些移動物體是否為於環境影像中標定出的一個或多個物件。若判斷移動物體非為於環境影像中標定出的物件(步驟S330的判斷結果為否)，則再次執行步驟S310。若判斷移動物體係為於環境影像中標定出的物件(步驟S330的判斷結果為是)，則於步驟S345，處理器102進一步判斷移動物體是否為校正目標。舉例來說，處理器102可依據一物件特徵來判斷移動物體是否為校正目標，物件特徵可以例如是物件的類別、物件的影像輪廓特徵、物件的亮度值或物件的色度值，但並不以此為限。
若移動物體符合物件特徵，則處理器102判斷移動物體為校正目標(步驟S345的判斷結果為是)，執行步驟S350，處理器102獲得
校正目標。若移動物體不符合物件特徵，則處理器102判斷移動物體非為校正目標(步驟S345的判斷結果為否)，則再次執行步驟S310。
請參照圖4，其繪示依據本發明一實施例獲得校正目標的校正目標溫度資訊的流程圖。在圖2的步驟S270中，處理器102依據校正目標的位置資訊、校正目標的目標溫度資訊及量測環境的環境溫度獲得校正目標的校正目標溫度資訊。圖4的步驟S410至步驟S440進一步說明圖2的步驟S270獲得校正目標的校正目標溫度資訊的流程。然而，本發明所屬技術領域中具有通常知識者均可瞭解，本發明實施例的溫度量測方法不侷限於圖4之流程圖的各項步驟順序。
請同時參照圖1及圖4。於步驟S410，處理器102依據校正目標的位置資訊獲得對應於校正目標的至少一目標溫度。進一步來說，在本發明實施例中，溫度感測器104或目標溫度感測器105可包括用以檢測紅外線的一溫度感測陣列及一透鏡，溫度感測陣列係由複數個溫度感測單元組成，每一溫度感測單元皆可以非接觸方式量測物件並獲得物件溫度。前述之物件溫度資訊包含對應於物件的各溫度感測單元量測獲得的物件溫度。依據在圖2之步驟S240中獲得的校正目標的目標方位角度及/或在圖3A或圖3B的步驟S310中獲得的校正目標的物件位置邊框，處理器102可由溫度感測器104或目標溫度感測器105的溫度感測陣列中的溫度感測單元中獲得對應於校正目標的一個或多個特定溫度感測單元(即獲得對應於校正目標的至少一個特定溫度感測單元)，進而獲得此至少一特定溫度感測單元所量測的物件溫度(即獲得對應於校正目標的至少一個目標溫度)。在此將前述至少一特定溫度感測單元所量測的物
件溫度稱為目標溫度，也就是說，目標溫度為校正目標的物件溫度。前述之目標溫度資訊包括此至少一目標溫度。
接著，於步驟S420，處理器102獲得對應於前述至少一目標溫度的偏離角度。由於溫度感測單元距離溫度感測陣列的中心較近時，其量測到的物件溫度較接近物件的真實溫度；當溫度感測單元距離溫度感測陣列的中心較遠，其量測到的物件溫度相較於物件的真實溫度會具有較大的誤差。在此步驟中，處理器102進一步獲得溫度感測器104或目標溫度感測器105的溫度感測陣列中對應於校正目標的一個或多個特定溫度感測單元，並獲得各特定溫度感測單元相對於溫度感測陣列之中心的一偏離角度。
具體來說，處理器102可藉由溫度感測器104或目標溫度感測器105的溫度感測陣列的尺寸、此溫度感測陣列的可視範圍以及各溫度感測單元在溫度感測陣列上的位置，透過三角函數計算出各溫度感測單元偏離於溫度感測陣列的一中心軸的角度(即偏離角度)。據此，處理器102可依據校正目標的位置資訊及/或校正目標在物件偵測時的物件位置邊框，於溫度感測陣列中找出與校正目標相對應位置的一個或多個特定溫度感測單元，並獲得前述特定溫度感測單元的偏離角度。
隨後，於步驟S430，處理器102計算對應於前述特定溫度感測單元的校正目標溫度。具體來說，處理器102可依據校正目標的位置資訊、對應於校正目標的至少一特定溫度感測單元所量測獲得的目標溫度、環境溫度及對應於校正目標的至少一特定溫度感測單元的偏離角度計算並獲得對應於此特定溫度感測單元的一校正目標溫度。於步驟
S440，處理器102獲得校正目標溫度資訊，校正目標溫度資訊包括此至少一校正目標溫度。
依據上述內容，溫度量測系統10可依據校正目標的位置資訊、校正目標的目標溫度資訊、量測環境的環境溫度及對應於校正目標的至少一特定溫度感測單元的偏離角度獲得至少一校正目標溫度，其可歸納整理為一溫度補償函式。在本發明一實施例中，溫度補償函式可表
示為
，其中，TT為校正目標溫度，TA為環境溫
度，TS為目標溫度，TT、TA、TS可以為攝氏溫度；D為校正目標的位置資訊中的目標距離，d為溫度感測器104或目標溫度感測器105的最大有效感測距離，D及d的距離單位可以為公分；a為一係數，0<a<10；b為一係數，1<b<10；K為與偏離角度相關的一角度係數，0<K
1。溫度補償函式可儲存於前述之儲存單元中，供處理器102讀取及執行。上述之溫度補償函式僅係舉例說明，本發明並不侷限於上述所列之溫度補償函式的方法。
請參照圖5及圖6。圖5繪示根據本發明一實施例的物件於量測環境中的示意圖。圖6繪示根據本發明一實施例的於環境影像中標定出物件的示意圖。請同時參照圖1、圖5及圖6，在本實施例中，量測環境中包括溫度量測系統10、物件T1(人體)及物件T2(裝有冷水的水杯)，物件T1及物件T2皆位於溫度量測系統10的感測範圍內。溫度量測系統10透過影像感測器101取得此量測環境的環境影像(如圖6)，並可透過前述機器學習模型對環境影像執行物件偵測。如圖6所示，處理器102
於環境影像中標定出物件T1與物件T2。
再者，溫度量測系統10可透過距離感測器103分別獲得物件T1及物件T2位於量測環境的位置資訊。如圖5所示，處理器102可獲得物件T1與距離感測器103之間的一距離D1以及物件T1在此量測環境中相對於距離感測器103的一方位角度θ1，也可獲得物件T2與距離感測器103之間的一距離D2以及物件T2在此量測環境中相對於距離感測器103的一方位角度θ2。進一步來說，方位角度θ1係物件T1和距離感測器103之間的連線與距離感測器103的可視範圍的一中心軸線C之間的夾角，方位角度θ2係物件T2和距離感測器103之間的連線與距離感測器103的可視範圍的中心軸線C之間的夾角。中心軸線C可以是指由可視範圍的中心所延伸出去的軸線。
請參照圖7及圖8。圖7繪示根據本發明一實施例的校正前的目標溫度資訊的示意圖。圖8繪示根據本發明一實施例的校正後的校正目標溫度資訊的示意圖。請同時參照圖1、圖5、圖6、圖7及圖8。在本實施例中，溫度感測器104或目標溫度感測器105的可視範圍小於影像感測器101的可視範圍。溫度感測器104或目標溫度感測器105的溫度感測陣列係為16x16的陣列，以16x16的陣列為例，溫度感測陣列中包括了256個溫度感測單元。每一個溫度感測單元為溫度感測陣列的一個元素。溫度感測器104或目標溫度感測器105的透鏡之涵蓋範圍小於其溫度感測陣列。溫度感測器104或目標溫度感測器105的透鏡之全涵蓋視野角度為38度。區域A1為溫度感測陣列受透鏡涵蓋的範圍，區域A2為溫度感測陣列未受透鏡涵蓋的範圍。在本實施例中，物件T1為校正目標，物
件T1的溫度為攝氏36度，且物件T1涵蓋了溫度感測器104或目標溫度感測器105的溫度感測陣列。量測環境的環境溫度為攝氏26.5度。
在本實施例中，溫度感測器104或目標溫度感測器105具有大小為16x16的溫度感測陣列，共包括有256個溫度感測單元，溫度感測器104或目標溫度感測器105所量測的物件T1的目標溫度資訊如圖7所示。由於物件T1為校正目標且物件T1涵蓋了溫度感測器104或目標溫度感測器105的溫度感測陣列，因此溫度感測陣列的各溫度感測單元所量測到的物件溫度皆為校正目標(物件T1)的目標溫度。物件T1(校正目標)的溫度為攝氏36度，但由圖7可以看出，由於受到環境溫度(攝氏26.5度)的影響，溫度感測陣列的各溫度感測單元所量測的目標溫度皆小於攝氏36度。也就是說，採用非接觸方式量測物件的溫度時，量測獲得的目標溫度資訊容易受到量測環境的環境溫度所影響。此外，由於溫度感測陣列的區域A2中的溫度感測單元未受透鏡涵蓋，因此區域A2中的溫度感測單元所量測到的目標溫度相較於區域A1的溫度感測單元所量測到的目標溫度具有更大誤差值，即區域A2中的溫度感測單元所量測到的目標溫度受環境溫度的影響更大，具有更大的誤差。相較於在透鏡的涵蓋範圍內(區域A1)的溫度感測單元所量測的目標溫度，在透鏡的涵蓋範圍之外(區域A2)的溫度感測單元所量測的目標溫度將較接近環境溫度。
因此，處理器102可進一步的判斷溫度感測器104或目標溫度感測器105的各溫度感測單元是否位於透鏡的涵蓋範圍中，以判斷溫度感測單元所量測的目標溫度是否具有更大的誤差值。進一步來說，可
透過各溫度感測單元相較於溫度感測陣列的中心的偏離角度與透鏡的全涵蓋視野角度之間的關係來判斷各溫度感測單元是否位於透鏡的涵蓋範圍中。舉例來說，溫度感測器104或目標溫度感測器105的透鏡的全涵蓋視野角度為38度，也就是說，透鏡的全涵蓋視野角度的一半為19度(在此稱為涵蓋角度)。若溫度感測單元相較於溫度感測陣列的中心的偏離角度大於19度(涵蓋角度)，則表示此溫度感測單元在透鏡的涵蓋範圍之外。
由圖7可以看出區域A2的溫度感測單元所量測的目標溫度相較於區域A1的溫度感測單元所量測的目標溫度具有更大的誤差值(較接近環境溫度)。因此，前述之溫度補償函式中的角度係數K可依據溫度感測單元的偏離角度與透鏡的涵蓋角度之間的關係而採用不同的係數數值。當偏離角度小於或等於涵蓋角度時，角度係數K可為一第一角度係數，而當偏離角度大於涵蓋角度時，角度係數K可一第二角度係數，其中，第一角度係數不同於第二角度係數。舉例來說，透鏡的全涵蓋視野角度為38度，而涵蓋角度為全涵蓋視野角度的一半，涵蓋角度為19度。當偏離角度小於或等於19度時，角度係數K可以是0.83(第一角度係數)，而當偏離角度大於19度時，角度係數K可以是0.4(第二角度係數)。在此例中，第一角度係數大於第二角度係數。
也就是說，在溫度感測器104或目標溫度感測器105的透鏡之涵蓋範圍小於溫度感測陣列的情況下，在透過上述的溫度補償函式校正區域A1(溫度感測陣列受透鏡涵蓋的範圍)的溫度感測單元所量測的目標溫度(即計算對應於區域A1的溫度感測單元的校正目標溫度)時，角
度係數K為第一角度係數，而校正區域A2(溫度感測陣列未受透鏡涵蓋的範圍)的溫度感測單元所量測的目標溫度(即計算對應於區域A2的溫度感測單元的校正目標溫度)時，角度係數K為第二角度係數。溫度量測系統10透過溫度補償函式可計算並獲得對應於各溫度感測單元的校正目標溫度，如圖8所示，區域A1及區域A2的校正目標溫度均接近物件T1的真實溫度(攝氏36度)。
請參照圖9及圖10。圖9繪示根據本發明另一實施例的校正前的目標溫度資訊的示意圖。圖10繪示根據本發明另一實施例的校正後的校正目標溫度資訊的示意圖。請同時參照圖1、圖5、圖6、圖9及圖10。在本實施例中，溫度感測器104或目標溫度感測器105的可視範圍小於影像感測器101的可視範圍。圖9及圖10之溫度感測器104或目標溫度感測器105相同於圖7及圖8之溫度感測器104或目標溫度感測器105。在本實施例中，物件T2為校正目標，物件T2的溫度為攝氏10度，且物件T2函蓋了溫度感測器104或目標溫度感測器105的溫度感測陣列。量測環境的環境溫度為攝氏26.5度。
透過溫度感測陣列所量測的物件T2的目標溫度資訊如圖9所示。由於物件T2為校正目標且物件T2涵蓋了溫度感測器104或目標溫度感測器105的溫度感測陣列，因此溫度感測陣列的各溫度感測單元所量測到的物件溫度皆為校正目標(物件T2)的目標溫度。由於受到環境溫度(攝氏26.5度)的影響，溫度感測陣列的溫度感測單元所量測的目標溫度皆大於攝氏10度。此外，由於溫度感測陣列的區域A4中的溫度感測單元未受透鏡涵蓋，因此區域A4中的溫度感測單元所量測到的目標
溫度相較於區域A3的溫度感測單元所量測到的目標溫度具有更大誤差值(即區域A4中的溫度感測單元所量測到的目標溫度受環境溫度的影響更大)。
處理器102一樣地判斷溫度感測器104或目標溫度感測器105的各溫度感測單元是否位於透鏡的涵蓋範圍中。依據溫度感測單元的偏離角度與透鏡的涵蓋角度之間的關係而採用不同的角度係數K。溫度量測系統10透過溫度補償函式可計算獲得對應於各溫度感測單元的校正目標溫度。亦即，在透過上述的溫度補償函式校正區域A3(溫度感測陣列受透鏡涵蓋的範圍)的溫度感測單元所量測的目標溫度(即計算對應於區域A3的溫度感測單元的校正目標溫度)時，角度係數K為第一角度係數，而校正區域A4(溫度感測陣列未受透鏡涵蓋的範圍)的溫度感測單元所量測的目標溫度(即計算對應於區域A4的溫度感測單元的校正目標溫度)時，角度係數K為第二角度係數。在此例中，第一角度係數大於第二角度係數。經校正後，如圖10所示，區域A3及區域A4的校正目標溫度均接近物件T2的真實溫度(攝氏10度)。
在本發明其他實施例中，在溫度感測器104或目標溫度感測器105的透鏡之涵蓋範圍大於或等於溫度感測陣列的情況下，即溫度感測陣列的各溫度感測單元皆在透鏡的涵蓋範圍內，各溫度感測單元的偏離角度小於或等於涵蓋角度，前述之溫度補償函式中的角度係數K可為一固定數值的角度係數。
前述之溫度量測方法，可由包含複數個指令之一電腦程式產品(即軟體程式)實現。電腦程式產品可為能被於網路上傳輸之檔案，
亦可被儲存於一非暫態電腦可讀取儲存媒體(non-transitory computer readable storage medium)中。當電腦程式產品所包含之該等指令被一電子裝置(例如：前述之溫度量測系統10)的一或多個處理電路執行時，將使電子裝置進行前述之溫度量測方法。非暫態電腦可讀取儲存媒體可例如為一唯讀記憶體(read only memory,ROM)、一快閃記憶體、一軟碟、一硬碟、一光碟(compact disk,CD)、一隨身碟、一磁帶、一可由網路存取之記錄元件或具有相同功能之任何其他儲存媒體。
本發明之實施例透過前述之溫度量測系統10及溫度量測方法，對溫度量測系統10所感測的物件(校正目標)的目標溫度進行校正，減少物件(校正目標)相對於溫度量測系統10的距離與角度之影響。再者，可減少環境溫度對感測結果的影響，透過溫度補償函式校正後的目標溫度(即校正目標溫度)可以接近校正目標的真實溫度，提高溫度量測的準確度並減少誤差。此外，更可進一步地減少未受溫度感測器104之透鏡所涵蓋的溫度感測單元的量測誤差。
以上所述的實施例僅為說明本案的技術思想及特點，其目的在使熟悉此項技術者能夠瞭解本案的內容並據以實施，當不能以之限定本案的專利範圍，即但凡依本案所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應涵蓋在本案的申請專利範圍內。
10:溫度量測系統
101:影像感測器
102:處理器
103:距離感測器
104:溫度感測器
105:目標溫度感測器
106:環境溫度感測器
Claims (14)
- 一種溫度量測系統，包括：一影像感測器，用以獲得一量測環境的一環境影像；一處理器，用以對該環境影像執行一物件偵測以獲得一校正目標；一距離感測器，用以獲得該校正目標的一位置資訊，該位置資訊包括該校正目標的一目標距離及一目標方位角度；以及一溫度感測器，用以獲得該校正目標的一目標溫度資訊以及該量測環境的一環境溫度；其中，該處理器耦接於該影像感測器、該距離感測器及該溫度感測器，該處理器依據該校正目標的該位置資訊、該校正目標的該目標溫度資訊及該量測環境的該環境溫度獲得該校正目標的一校正目標溫度資訊。
- 如請求項1所述的溫度量測系統，其中，該溫度感測器包括一溫度感測陣列，該溫度感測陣列包括複數個溫度感測單元；該處理器依據該校正目標的該位置資訊，由該些溫度感測單元中獲得對應於該校正目標的至少一特定溫度感測單元，並獲得該至少一特定溫度感測單元量測的一目標溫度，該目標溫度資訊包括該目標溫度；以及該處理器更依據該校正目標的該位置資訊、該目標溫度及該環境溫度獲得對應於該至少一特定溫度感測單元的一校正目標溫度，該校正目標溫度資訊包括該校正目標溫度。
- 如請求項2所述的溫度量測系統，其中，該處理器獲得該至少一特定溫度感測單元的一偏離角度，並且更依據該校正目標的該位置資訊、該目標溫度、該環境溫度及該偏離角度獲得對應於該至少一特定溫度感測單元的該校正目標溫度。
- 如請求項3所述的溫度量測系統，其中，該溫度感測器還包括一透鏡，當該偏離角度小於或等於該透鏡的一涵蓋角度時，該處理器更依據該校正目標的該位置資訊、該目標溫度、該環境溫度及一第一角度係數獲得對應於該至少一特定溫度感測單元的該校正目標溫度；以及當該偏離角度大於該透鏡的該涵蓋角度時，該處理器更依據該校正目標的該位置資訊、該目標溫度、該環境溫度及一第二角度係數獲得對應於該至少一特定溫度感測單元的該校正目標溫度；其中，該第一角度係數不同於該第二角度係數。
- 如請求項1所述的溫度量測系統，其中，該處理器更用以判斷該環境影像中是否包括一物件，以及依據一物件特徵判斷該物件是否為該校正目標。
- 如請求項5所述的溫度量測系統，其中，該處理器更用以判斷該量測環境中是否包括一移動物體，以及判斷該移動物體是否為該物件。
- 如請求項1所述的溫度量測系統，其中，該溫度感測器更包括：一目標溫度感測器，用以獲得該校正目標的該目標溫度資訊；以及 一環境溫度感測器，耦接於該目標溫度感測器，用以獲得該量測環境的該環境溫度。
- 一種溫度量測方法，包含：擷取一量測環境的一環境影像；對該環境影像執行一物件偵測以獲得一校正目標；獲得該校正目標的一位置資訊，該位置資訊包括該校正目標的一目標距離及一目標方位角度；獲得該校正目標的一目標溫度資訊及該量測環境的一環境溫度；以及依據該校正目標的該位置資訊、該校正目標的該目標溫度資訊及該量測環境的該環境溫度，獲得該校正目標的一校正目標溫度資訊。
- 如請求項8所述的溫度量測方法，其中，依據該校正目標的該位置資訊、該校正目標的該目標溫度資訊及該量測環境的該環境溫度獲得該校正目標的該校正目標溫度資訊之步驟包括：依據該校正目標的該位置資訊取得對應於校正目標的至少一目標溫度；以及依據該校正目標的該位置資訊、對應於該校正目標的該至少一目標溫度及該環境溫度獲得該校正目標的至少一校正目標溫度；其中，該目標溫度資訊包括該至少一目標溫度以及該校正目標溫度資訊包括該至少一校正目標溫度。
- 如請求項9所述的溫度量測方法，其中，依據該校正目標的該位置資訊、該校正目標的該目標溫度資訊及該量測環境的該環境溫度獲得該校正目標的該校正目標溫度資訊之步驟更包括：依據該校正目標的該位置資訊獲得對應於該至少一目標溫度的一偏離角度；以及依據該校正目標的該位置資訊、該至少一目標溫度、該環境溫度及該偏離角度獲得該至少一校正目標溫度。
- 如請求項10所述的溫度量測方法，其中依據該校正目標的該位置資訊、該至少一目標溫度、該環境溫度及該偏離角度獲得該至少一校正目標溫度之步驟中包括：當該偏離角度小於或等於一涵蓋角度時，依據該校正目標的該位置資訊、該至少一目標溫度、該環境溫度及一第一角度係數獲得該至少一校正目標溫度；以及當該偏離角度大於該涵蓋角度時，依據該校正目標的該位置資訊、該至少一目標溫度、該環境溫度及一第二角度係數獲得該至少一校正目標溫度；其中，該第一角度係數不同於該第二角度係數。
- 如請求項8所述的溫度量測方法，其中，對該環境影像執行該物件偵測以獲得該校正目標之步驟包括：判斷該環境影像中是否包括一物件；以及依據一物件特徵判斷該物件是否為該校正目標。
- 如請求項12所述的溫度量測方法，其中，對該環境影像執行該物件偵測以獲得該校正目標之步驟更包括：判斷該量測環境中是否包括一移動物體；以及判斷該移動物體是否為該物件。
- 一種非暫態電腦可讀取儲存媒體，用於儲存一或多個軟體程式，該一或多個軟體程式包括多個指令，當該些指令由一電子裝置的一或多個處理電路執行時，將使該電子裝置進行一溫度量測方法，該溫度量測方法包括：擷取一量測環境的一環境影像；對該環境影像執行一物件偵測以獲得一校正目標；獲得該校正目標的一位置資訊，該位置資訊包括該校正目標的一目標距離及一目標方位角度；獲得該校正目標的一目標溫度資訊及該量測環境的一環境溫度；以及依據該校正目標的該位置資訊、該校正目標的該目標溫度資訊及該量測環境的該環境溫度獲得該校正目標的一校正目標溫度資訊。
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| TW202333617A (zh) | 2023-09-01 |
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