WO2022005121A1 - Device for improving temperature accuracy of thermal imaging camera for detecting human body - Google Patents

Device for improving temperature accuracy of thermal imaging camera for detecting human body Download PDF

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WO2022005121A1
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temperature
data value
image sensor
thermal image
input
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최규태
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주식회사 웨이브아이알
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    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/52Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using comparison with reference sources, e.g. disappearing-filament pyrometer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/60Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature
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    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/55Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor with provision for heating or cooling, e.g. in aircraft

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for improving the temperature accuracy of a thermal imager, and more particularly, the temperature data value detected by the thermal imager changes over time due to the temperature and noise around the camera, even for objects of the same temperature. Therefore, it is measured from the subject using the difference between the temperature data value of the subject emitted from the subject and input through the thermal image sensor and the temperature data value input through the thermal image sensor in the temperature control device that generates heat at an arbitrarily set temperature.
  • the present invention relates to an apparatus for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera for human body detection capable of improving temperature accuracy and precision.
  • a thermal imaging camera is a camera that uses heat to photograph a subject, detects infrared rays emitted from the subject, measures the temperature, and visually displays the measured temperature as a color.
  • the thermal imaging camera detects the amount of infrared light that varies depending on the temperature generated on the surface of the subject and measures the temperature, It is expressed in different colors according to the measured temperature so that the human eye can see the difference in temperature.
  • the thermal image is expressed as a color by recognizing the wavelength and the length of the wavelength of infrared rays that vary depending on the intensity of heat.
  • thermal imaging camera As described above, in a thermal imaging camera, light passing through an optical lens is converted into an electrical signal by a thermal imaging sensor incorporated in the camera.
  • the thermal image sensor is an infrared sensor that responds to infrared rays like a microbolometer, and has a structure that converts infrared energy passing through an optical lens into an electrical signal.
  • an image sensor is built in instead of a thermal image sensor, so that light passing through an optical lens and an aperture is converted into a digital signal by an image sensor such as a CCD or CMOS sensor in the camera.
  • FIG. 1 shows that data output from a thermal image sensor changes with time when the temperature of a subject set at 37.5° C. is measured with a thermal imaging camera.
  • the temperature data value output by the thermal image sensor changes over time due to environmental influences and characteristics such as ambient temperature and noise, and thus changes
  • a specific algorithm of the manufacturer must be used.
  • NUC Non-Uniformity Correction
  • a device for measuring temperature data of a thermal imaging camera is presented in Korean Patent Registration No. 10-1690096, an infrared ray that detects infrared rays emitted from a subject and outputs them as electrical signals
  • the World Health Organization declared COVID-19 a pandemic, the highest warning level of an infectious disease, that is, a global pandemic.
  • Corona 19 is a respiratory infectious disease
  • the pathogen is SARS-CoV-2 (SARS-CoV-2)
  • SARS-CoV-2 SARS-CoV-2
  • the pathogen is SARS-CoV-2 (SARS-CoV-2)
  • SARS-CoV-2 SARS-CoV-2
  • droplets of an infected person penetrating into the respiratory tract or the mucous membranes of the eyes, nose, and mouth That is, it is spread by coughing or sneezing, or by touching a material contaminated with the virus and then touching your eyes, nose, and mouth.
  • Corona 19 is mainly expressed with respiratory symptoms such as fever, cough, sore throat, etc. Due to this, recently, religious organizations including churches, cathedrals, temples, schools, private institutes, kindergartens, daycare centers, libraries, corporate training centers, etc. educational institutions, including highway rest rooms, bus terminals, hotels, museums, resorts, theaters, convention centers, etc. Medical institutions including hospitals, clinics, and pharmacies, government offices including city and county offices, community centers, public health centers, police stations, cultural centers, military bases, and financial institutions including banks and securities companies, etc.
  • a thermal imaging camera is being installed to identify a symptomatic person by measuring the body temperature of the person and checking whether the person has a fever.
  • the temperature within the body temperature range is more accurately detected when checking a fever to check whether an infectious disease is present or not.
  • a thermal imaging camera capable of improving the accuracy and precision of body temperature measurement by minimizing the error range.
  • the present invention was invented to improve the above problems, and a temperature control device that is set to an arbitrary temperature within the temperature range of the subject's temperature data value emitted from the subject and input to the temperature control unit through the thermal image sensor and the human body
  • the purpose of the present invention is to provide an apparatus for improving the temperature accuracy of a thermal imaging camera for human body detection that can obtain an accurate temperature value of a subject by converting the temperature value using the deviation of the temperature data value input to the temperature controller through the thermal imaging sensor.
  • the present invention provides an object that irregularly changes over time due to ambient temperature and noise using data input from the subject to the thermal image sensor and temperature data input to the thermal image sensor through the temperature control device. It is possible to improve the accuracy and precision of temperature measurement by correcting the temperature data value of It provides a device for improving the temperature accuracy of a thermal imaging camera for human body detection that enables immediate operation without stabilization time of the thermal imaging camera and can dramatically reduce mass production time by detecting only a specific temperature within the body temperature range. aim to
  • the present invention provides a thermal image sensor that detects an infrared image emitted from a subject and input through a lens and outputs an electrical signal; Doedoe disposed on the front side of the lens, a temperature control unit that generates heat to a temperature set within the body temperature range; and a temperature controller configured to measure a current temperature using a difference between a temperature data value of the subject input to the thermal image sensor and a temperature data value set by the temperature controller input to the thermal image sensor. It is characterized in that it includes.
  • the temperature control unit is disposed to cover a predetermined area of the edge of the front part of the lens, and the temperature of the heating plate that generates heat at a temperature set by the temperature control unit and the heating plate that generates heat at the temperature set by the temperature control unit is constant. Includes thermostat.
  • the temperature control unit further includes a temperature sensor for detecting whether heat is constantly generated at a temperature set by the temperature control unit, the temperature sensor being provided at one side of the heating plate at least one or more to sense the temperature of the heating plate.
  • the temperature controller includes first data, which is a temperature data value emitted from the subject and input to the thermal image sensor, and a first data value, which is a temperature data value input to the thermal image sensor from the temperature controller that generates heat to a temperature set within a temperature range of the human body. 2 Calculate the current temperature value by converting it to the conversion temperature using the deviation of the data.
  • the transformation expression f(x) can be obtained as a linear function or a quadratic function.
  • x is the deviation of the first data and the second data
  • a is a proportional coefficient for converting a deviation value into a temperature, indicating a slope, and may vary depending on the characteristics of the thermal image sensor
  • b is a constant value, which may vary depending on the characteristics of the lens.
  • x is the deviation of the first data and the second data
  • a, b, and c may vary depending on the characteristics of the thermal image sensor and the characteristics of the lens.
  • the present invention having the above configuration can improve the accuracy and precision of temperature measurement by correcting irregularly changing temperature data values to minimize the error range during temperature measurement through a thermal imaging camera, Temperature measurement by correcting the temperature data value that changes over time due to environmental factors such as ambient temperature and noise, and minimizing the error range of about ⁇ 2°C to about ⁇ 0.5°C It can have the effect of improving the accuracy and precision of viewing.
  • the present invention enables more accurate detection of temperature within the range of body temperature, and is used for measuring body temperature of various visitors who use and enter multi-use facilities including schools, service areas, churches, stores, and government offices. It is suitable, it can measure body temperature in a non-face-to-face manner and check whether there is a fever to prevent the spread of the virus. It is possible to measure temperature, so it is not mechanically complicated, manufacturing cost is low, it can be operated immediately without stabilization time, and it has the effect of drastically reducing mass production time by detecting only the temperature within the body temperature range. can reap
  • 1 is a view showing the change in the temperature data value over time when measuring the temperature of a subject set at 37.5 ° C with a thermal imaging camera;
  • FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing an apparatus for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera according to the present invention
  • FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing a temperature control unit of the apparatus for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera according to the present invention
  • FIG. 4 is a configuration diagram schematically showing the operation process of the apparatus for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera according to the present invention
  • FIG. 5 is a front view schematically showing a state in which a heating plate is installed in the thermal image sensor of the device for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera according to the present invention
  • FIG. 6 is a first data value that is a temperature data value input to a thermal image sensor from a subject set to 37.5°C through the temperature accuracy improving device of a thermal imaging camera according to the present invention, and a temperature controller set to 36.5°C input to the thermal image sensor
  • a thermal image sensor that detects an infrared image emitted from a subject and input through a lens and outputs an electrical signal; a temperature control unit disposed on one side of the front surface of the lens and generating heat to a temperature set within a body temperature range; and a temperature controller configured to measure a current temperature using a difference between a temperature data value of a subject input to the thermal image sensor and a temperature data value set by the temperature controller input to the thermal image sensor. It provides an apparatus for improving the temperature accuracy of a thermal imaging camera for human body detection comprising a.
  • a "part" includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized using both.
  • one unit may be implemented using two or more hardware, and two or more units may be implemented by one hardware.
  • Some of the operations or functions described as being performed by the terminal, apparatus, or device in the present specification may be performed instead of by a server connected to the terminal, apparatus, or device. Similarly, some of the operations or functions described as being performed by the server may also be performed in a terminal, apparatus, or device connected to the server.
  • mapping or matching with the terminal means mapping or matching the terminal's unique number or personal identification information, which is the identification data of the terminal. can be interpreted as
  • the word “at least one” is defined as a term that can refer to a singular and a plural. Also, the term “at least one” may be used but may be omitted, and its meaning is the same as described above.
  • FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing an apparatus for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera according to the present invention
  • FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing a temperature control unit of an apparatus for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera according to the present invention
  • FIG. 4 is a configuration diagram schematically showing the operation process of the device for improving the temperature accuracy of a thermal imaging camera according to the present invention
  • FIG. It is a schematic front view, and FIG.
  • FIG. 6 is a first data value that is a temperature data value input to a thermal image sensor from a subject set to 37.5°C through the device for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera according to the present invention, and a temperature controller set to 36.5°C It is a diagram illustrating a state in which a second data value, which is a temperature data value input to a thermal image sensor, changes as time elapses.
  • the apparatus 1 for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera for human body detection includes a thermal image sensor 30 , a temperature control unit 50 , and a temperature control unit 70 . do.
  • the thermal image sensor 30 detects an infrared image through the lens 10 to which infrared radiation emitted from a subject is input and outputs an electric signal.
  • the temperature control unit 50 is disposed on one side of the front surface of the lens 10 to generate heat at a set temperature within the body temperature range.
  • the temperature control unit 50 of the temperature accuracy improving device 1 of the thermal imaging camera for human detection generates heat only within a temperature range of 30°C to 40°C. It is preferable to do so, but it is not limited thereto.
  • the temperature control unit 50 is controllably connected to the temperature control unit 70 and is set to a specific temperature within the temperature range of the human body by the temperature control unit 70, heats up at a set temperature, and returns to the set temperature. controlled to remain constant.
  • the temperature control unit 50 is configured to include a heating plate 51 and a temperature control device (53).
  • the heating plate 51 is disposed on one side of the front part of the lens 10 , is disposed to cover a predetermined area of the edge of the lens 10 , and is heated to a temperature set by the temperature control unit 70 , the temperature control unit By applying a voltage through 70, it is heated to a set temperature within the human body range.
  • the heating plate 51 is formed of a plate body, is made of a Peltier material, is made to be set to a specific temperature by application of a voltage, and is preferably made of a substantially rectangular plate body in order to cover a predetermined area of the lens 10. , but not limited thereto.
  • the heating plate 51 is installed on any one edge or two or more edges of the lower portion, upper portion, left portion, or right portion of the front surface of the lens 10 and is preferably disposed to cover a predetermined area of the lens 10 . , but not limited thereto.
  • the interference range that covers the lens 10 can be variously changed according to the characteristics and environment of the product.
  • the heating plate 51 is configured to be disposed to be in contact with the front surface of the lens 10 or to be disposed to be spaced apart from the front surface of the lens 10 by a predetermined interval.
  • the temperature control device 53 constantly adjusts the temperature of the heating plate 51 that generates heat to a temperature set within the temperature range of the human body through the temperature control unit 70 .
  • the temperature controller 53 controls the temperature of the heating plate 51 so that the heating plate 51 that is set to a specific temperature within the temperature range of the human body through the temperature control unit 70 constantly heats at the set temperature. Regulate and control.
  • the temperature controller 53 sets the heating plate 51 to heat to a specific temperature selected within the body temperature range through the temperature control unit 70, the heating plate ( 51) to regulate and control the temperature.
  • the temperature control device 53 is configured to adjust and control the temperature of the heating plate 51 that generates heat to a temperature set by the temperature control unit 70 to be kept constant, but the temperature control device ( 53 , it is also possible to adjust and control the temperature of the heating plate 51 to be kept constant and to feed back the temperature value of the heating plate 51 to the temperature controller 70 .
  • the heating plate 51 of the temperature controller 50 further includes a temperature sensor 55 to detect whether the heating plate 51 is heating at a temperature set by the temperature controller 70 .
  • At least one temperature sensor 55 is provided on one side of the heating plate 51 , and the temperature sensor 55 determines whether the heating plate 51 is generating heat at a temperature set through the temperature control unit 70 . Sensing is performed in real time, and the sensed value is fed back to the temperature controller 70 in real time.
  • the heating plate 51 is provided with a temperature sensor 55 to detect whether the heating plate 51 generates heat at a temperature set through the temperature control unit 70, and according to the detected value, When the temperature is different from the temperature set by the temperature control unit 70, the temperature control unit 70 adjusts the voltage applied to the heating plate 51 to uniformly and constant the temperature of the heating plate 51 to the initially set temperature. made to be controlled.
  • the apparatus 1 for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera for human body detection may further include a non-uniformity correcting unit (not shown).
  • the non-uniformity corrector removes noise from the infrared image to improve the image quality, but improves the image quality by non-uniformity correction (NUC) on the image signal output from the thermal image sensor 30 . Since it is a general function to improve, a detailed description will be omitted below.
  • NUC non-uniformity correction
  • the temperature controller 70 corrects a temperature value through a difference between a temperature data value input from the subject to the thermal image sensor 30 and a temperature data value input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30 . to output the thermal image and temperature data.
  • the temperature control unit 70 sets the temperature on the heating plate 51 of the temperature control unit 50, but is configured to set within the temperature range of the human body, and the temperature control unit 53 and the temperature sensor 55 ) through which the set temperature value of the heating plate 51 is fed back.
  • the temperature control unit 70 includes a setting unit 71 , an execution unit 73 , an operation unit 75 , and a storage unit 77 .
  • the setting unit 71 sets the temperature of the heating plate 51 .
  • the setting unit 71 is preferably configured to be set within the temperature range of the human body, but more preferably, the setting unit 71 sets the heating plate 51 within a temperature range of 30°C to 40°C. made to do
  • the execution unit 73 applies a voltage to the heating plate 51 to generate heat at a temperature set through the setting unit 71 .
  • the calculating unit 75 includes a temperature data value through a pixel data value of the sensor input through the thermal image sensor 30 and a thermal image sensor ( 30) calculates and calculates the exact temperature value of the subject by using the deviation of the temperature data value through the pixel data value of the sensor input through .
  • the storage unit 77 stores the temperature data value and the temperature value calculated and calculated through the operation unit 75 , and the temperature data value input through the thermal image sensor 30 and the temperature control unit 50 .
  • the temperature data value input through the thermal image sensor 30 is stored, and the set temperature of the heating plate 51 is stored.
  • the storage unit 77 is a storage module that can input/output information such as a flash memory, a compact flash card (CF card), and a secure digital card (SD card), and is provided inside the thermal imaging camera. may be provided, or may be provided in a separate device.
  • a flash memory such as a compact flash card (CF card), and a secure digital card (SD card)
  • SD card secure digital card
  • the temperature data value of the infrared image emitted from the subject and input through the lens 10 is input to the thermal image sensor 30, and the temperature is set through the temperature control unit 70 through the temperature control unit 50
  • the temperature data value of the input infrared image is input to the lens 10 and the thermal image sensor 30 , and the temperature controller adjusts the difference between the temperature data value input from the subject and the temperature data value input from the temperature controller 50 . Calculate the converted temperature in addition to the temperature set in (50).
  • fever symptoms are mainly expressed in cases of suspected or infected persons suspected of being infected with respiratory infectious disease symptoms.
  • the temperature data value of the suspected symptom or infected person is input to the thermal imaging sensor 30 through the lens 10 and then the temperature controller A thermal image and a temperature value of 37.5 ° C should be output through 70, but the temperature value is the same as time passes due to ambient temperature or environmental influences, whereas the thermal image sensor 30 through the lens 10
  • the temperature data value of the subject input as ' is irregularly changed, so that the temperature controller 70 has an actual temperature value of 37.5°C, not a temperature data value having a temperature value of 37.5°C, 36.5°C or 38.5°C
  • a thermal image can be displayed at a different temperature value such as 36.5 °C or 38.5 °C, or other temperature values such as 36.5 °C or 38.5 °C can be output.
  • the temperature control unit ( 50) when detecting the body temperature of a subject through the temperature accuracy improving device 1 of the thermal imaging camera for detecting a human body according to the present invention, first, the temperature control unit ( 50), the temperature of the heating plate 51 is set to 36.5 °C, and then the shooting proceeds.
  • the calculator 75 of the temperature controller 70 includes a first data value that is a temperature data value input from the subject to the thermal image sensor 30 and a second data value that is a temperature data value that is input from the heating plate 51 to the thermal image sensor 30 .
  • the first data value and the second data value are non-uniformly corrected (NUC) to correct the deviation between the sensor pixels, and after correcting the lens deviation, the deviation of the first data value and the second data value
  • NUC non-uniformly corrected
  • An accurate temperature value of the subject may be obtained by converting the temperature of the subject compared to the temperature controller 50 using the value.
  • the temperature data value of the suspected or infected person is input to the thermal imaging sensor 30 through the lens 10.
  • the first data value, which is the temperature data value, and the second data value, which is the temperature data value of 36.5° C. input from the heating plate 51 that generates heat at a set temperature, to the lens 10 and the thermal image sensor 30, are compensated for non-uniformity (NUC) by the sensor
  • NUC non-uniformity
  • the first data value that is the temperature data value according to 37.5° C. of the subject and the temperature data value according to 36.5° C. of the heating plate 51 of the temperature controller 50 are The deviation of the second data value is calculated, and the converted temperature of the object is calculated through the calculated deviation value of the object and the temperature controller 50 .
  • the conversion equation f(x) represents a deviation value between a first data value input from the subject to the thermal image sensor 30 and a second data value input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30 . .
  • the temperature range to be corrected is set according to the difference between the temperature data value input from the subject to the thermal image sensor 30 and the temperature data value input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30 . Then, the conversion temperature is calculated using the temperature value according to the deviation of the data value as the correction temperature value.
  • the temperature value according to the deviation of the first data value and the second data value is first set, and a correction value of 1°C is set for every 10 deviations of the first data value and the second data value, and the thermal image from the subject is set.
  • the first data value which is a temperature data value of 37.5° C. input to the sensor 30, is 60
  • the second data value which is a temperature data value of 36.5° C. input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30, is 50 days.
  • Deviation value first data - second data
  • the temperature value according to the temperature data value input from the subject to the thermal image sensor 30 is accurate to 37.5°C.
  • a correction value of 1°C per 10 deviations of the first data value and the second data value is set, and the first data value, which is a temperature data value of 37.5°C input from the subject to the thermal image sensor 30, is 70, , when the second data value, which is a temperature data value of 36.5° C. input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30, is 50,
  • Deviation value first data - second data
  • the temperature value according to the temperature data value input from the subject to the thermal image sensor 30 is actually 38.5°C instead of 37.5°C.
  • the first data value that is the temperature data value of the subject and the second data value that is the temperature data value of the temperature controller 50 are both under the same characteristics and environment, the first data value and the second data value that change over time The data value changes as shown in FIG. 5 , and in this case, the first data value and the second data value do not change in the same way, but the deviation between the first data value and the second data value is almost constant under the same condition. changes, and through this, the temperature of the subject can be converted to improve the accuracy of the temperature.
  • Such correction of the temperature value is performed after correcting the non-uniformity correction (NUC) and the lens deviation.
  • NUC non-uniformity correction
  • the above-described transformation expression f(x) may be calculated as a first-order function, a second-order function, or a function of higher order. That is, various variables may occur when measuring the subject's temperature due to environmental factors such as the ambient temperature of the subject being photographed, and product characteristics such as lens distortion. It can be calculated as a function.
  • a is the proportionality coefficient for converting the deviation value into temperature, representing the slope
  • a varies according to the characteristics of the thermal image sensor
  • b varies according to hardware characteristics such as lens characteristics according to distortion and smoothing of the lens.
  • the temperature range to be corrected is set according to the difference between the temperature data value input from the subject to the thermal image sensor 30 and the temperature data value input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30 . Then, the conversion temperature is calculated using the temperature value according to the deviation of the data value as the correction temperature value.
  • the temperature value according to the deviation of the first data value and the second data value is first set, and a correction value of 1°C is set for every 10 deviations of the first data value and the second data value, and the thermal image from the subject is set.
  • the first data value which is a temperature data value of 37.5° C. input to the sensor 30, is 60
  • the second data value which is a temperature data value of 36.5° C. input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30, is 50 days.
  • Deviation value first data - second data
  • Conversion temperature ⁇ gradient ⁇ (first data value - second data value) ⁇ + temperature of temperature controller (°C)
  • the temperature value according to the temperature data value input from the subject to the thermal image sensor 30 is accurate to 37.5°C.
  • a correction value of 1°C per 10 deviations of the first data value and the second data value is set, and the first data value, which is a temperature data value of 37.5°C input from the subject to the thermal image sensor 30, is 70, , the second data value, which is a temperature data value of 36.5° C. input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30 , is 50, in this case, the slope is 1, and the first inputted from the subject to the thermal image sensor 30 .
  • b 0,
  • Conversion temperature ⁇ gradient ⁇ (first data value - second data value) ⁇ + temperature of temperature controller (°C)
  • Deviation value first data - second data
  • the temperature value according to the temperature data value input from the subject to the thermal image sensor 30 is actually 38.5°C instead of 37.5°C.
  • a, b, and c vary depending on the characteristics of the hardware, such as the characteristics of the thermal image sensor and lens. That is, when the temperature data value that changes within the temperature range of the human body, for example, within the range of 30°C to 40°C, appears in the form of a quadratic function, according to the characteristics of the hardware including the characteristics of the thermal image sensor and the characteristics of the lens.
  • the values of a, b and c can be determined.
  • the temperature of the subject that changes irregularly over time due to ambient temperature and noise using data input from the subject to the thermal image sensor and the temperature data value input to the thermal image sensor through the temperature controller
  • the data value By correcting the data value, it is possible to improve the accuracy and precision of temperature measurement by minimizing the error range when measuring the temperature of the human body through a thermal imaging camera. Immediate operation is possible without the stabilization time of the thermal imaging camera, and by detecting only a specific temperature within the body temperature range, the mass production time can be drastically reduced.

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Abstract

The present invention relates to a device for improving the temperature accuracy of a thermal imaging camera for detecting a human body, and provides a device for improving the temperature accuracy of a thermal imaging camera for detecting a human body, the device being capable of obtaining an accurate temperature value of a subject by converting the temperature value by using a deviation between a temperature data value of the subject, which is emitted from the subject and input to a temperature controller via a thermal image sensor, and a temperature data value input to the temperature controller via the thermal image sensor from a temperature adjusting device that is set to an arbitrary temperature within a human body temperature range. The technical configuration of the device for improving the temperature accuracy comprises: the thermal image sensor which detects an infrared ray image emitted from the subject and input through a lens, and then outputs the infrared ray image as an electrical signal; a temperature adjusting unit which is arranged on one side of the front surface of the lens and generates heat to a set temperature within the human body temperature range; and the temperature controller which measures the current temperature by using a deviation between the temperature data value of the subject input to the thermal image sensor and the set temperature data value of the temperature controller input to the thermal image sensor.

Description

인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치Temperature accuracy improvement device of thermal imaging camera for human body detection
본 발명은 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동일한 온도의 물체라 하더라도 카메라 주변의 온도 및 노이즈 등으로 인해 시간이 경과함에 따라 열화상 센서에 검출되는 온도 데이터 값이 변화하게 되며, 따라서 피사체로부터 발산되어 열화상 센서를 통해 입력되는 피사체의 온도 데이터 값과 임의로 설정된 온도로 발열하는 온도 조절장치에서 열화상 센서를 통해 입력되는 온도 데이터 값의 편차를 이용하여 피사체로부터 측정되는 온도의 정확도 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for improving the temperature accuracy of a thermal imager, and more particularly, the temperature data value detected by the thermal imager changes over time due to the temperature and noise around the camera, even for objects of the same temperature. Therefore, it is measured from the subject using the difference between the temperature data value of the subject emitted from the subject and input through the thermal image sensor and the temperature data value input through the thermal image sensor in the temperature control device that generates heat at an arbitrarily set temperature. The present invention relates to an apparatus for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera for human body detection capable of improving temperature accuracy and precision.
일반적으로, 열화상 카메라는 열을 이용하여 피사체를 촬영하는 카메라로서, 피사체에서 발산되는 적외선을 감지하여 온도를 측정하고, 측정된 온도를 색상으로 표현하여 시각적으로 보여주는 장치이다.In general, a thermal imaging camera is a camera that uses heat to photograph a subject, detects infrared rays emitted from the subject, measures the temperature, and visually displays the measured temperature as a color.
이러한, 열화상 카메라는 사람의 눈과 같은 구조로 되어 사람이 보는 것과 유사한 모습을 담아내는 일반 카메라와는 달리, 피사체의 표면에서 발생되는 온도에 따라 달라지는 적외선의 양을 감지하여 온도를 측정하고, 측정된 온도에 따라 각기 다른 색상으로 표현하여 사람의 시각으로 온도의 차이를 볼 수 있도록 한다.Unlike a general camera that has a structure similar to that of a human eye and captures an image similar to what a human sees, the thermal imaging camera detects the amount of infrared light that varies depending on the temperature generated on the surface of the subject and measures the temperature, It is expressed in different colors according to the measured temperature so that the human eye can see the difference in temperature.
여기서, 열 화상이란, 열의 강도에 따라 달라지는 적외선의 파장 및 파장의 길이를 인식해 색상으로 표현한 것으로서, 이를 이용하여 물체 표면의 온도 차이를 영상으로 표현한 것을 열화상 카메라라고 한다.Here, the thermal image is expressed as a color by recognizing the wavelength and the length of the wavelength of infrared rays that vary depending on the intensity of heat.
상술한 바와 같은, 열화상 카메라는 광학 렌즈를 통과한 빛이 카메라 내에 내장되는 열화상 센서에 의해 전기 신호로 변환된다.As described above, in a thermal imaging camera, light passing through an optical lens is converted into an electrical signal by a thermal imaging sensor incorporated in the camera.
이때, 열화상 센서는 마이크로 볼로미터와 같이 적외선에 반응하는 적외선 센서로서, 광학 렌즈를 통과한 적외선 에너지를 전기 신호로 변환하는 구조이다.In this case, the thermal image sensor is an infrared sensor that responds to infrared rays like a microbolometer, and has a structure that converts infrared energy passing through an optical lens into an electrical signal.
반면, 일반 카메라의 경우, 열화상 센서 대신 이미지 센서가 내장되어 광학 렌즈와 조리개를 통과한 빛이 카메라 내의 CCD 또는 CMOS 센서 등의 이미지 센서에 의해 디지털 신호로 변환되는 구조이다.On the other hand, in the case of a general camera, an image sensor is built in instead of a thermal image sensor, so that light passing through an optical lens and an aperture is converted into a digital signal by an image sensor such as a CCD or CMOS sensor in the camera.
도 1은 37.5℃로 설정된 피사체를 열화상 카메라로 온도 측정 시 열화상 센서에서 출력되는 데이터가 시간에 따라 변화하는 것을 나타낸다.FIG. 1 shows that data output from a thermal image sensor changes with time when the temperature of a subject set at 37.5° C. is measured with a thermal imaging camera.
도면에 도시된 바와 같이, 동일한 온도를 측정하여도 주변의 온도 및 노이즈 등의 환경적인 영향 및 특성으로 인해 시간이 경과함에 따라 열화상 센서에 의해 출력되는 온도 데이터 값은 변화하게 되고, 따라서 변화되는 온도 데이터 값을 온도값으로 정확하게 변환하기 위해서는 제조사의 특정 알고리즘을 이용하여야 한다.As shown in the figure, even when the same temperature is measured, the temperature data value output by the thermal image sensor changes over time due to environmental influences and characteristics such as ambient temperature and noise, and thus changes In order to accurately convert the temperature data value into a temperature value, a specific algorithm of the manufacturer must be used.
그러나, 제조사의 알고리즘은 복잡함과 동시에 주변 환경 및 특성에 따라 변화하는 데이터 값을 정확한 온도값으로 변환하기에는 무리가 있었다.However, the manufacturer's algorithm is complex and at the same time it is difficult to convert data values that change depending on the surrounding environment and characteristics into accurate temperature values.
이렇게, 기존 열화상 카메라의 경우, 열화상 센서로 온도 측정 시 주변의 온도 및 특성에 따라 온도 데이터 값이 변화하여 정확한 온도값을 산출하기 어렵다는 문제점이 있었다.As such, in the case of the conventional thermal imaging camera, there is a problem in that it is difficult to calculate an accurate temperature value because the temperature data value changes depending on the surrounding temperature and characteristics when the temperature is measured by the thermal imaging sensor.
또한, 기존 열화상 카메라를 통한 온도의 정확도를 향상시키기 위하여, 기본적으로 센서 픽셀(Pixel) 간의 편차를 보정하여 균일하게 하는 알고리즘인, 불균일 보정(NUC, Non-Uniformity Correction)로 보정한 후 제조사 마다의 온도 추출 알고리즘을 이용하여 온도를 표시하고 있으나, 온도 정확도는 대부분 상온에서만 유효한 경우가 대부분이라는 문제점이 있었다.In addition, in order to improve the temperature accuracy through the conventional thermal imaging camera, it is corrected with Non-Uniformity Correction (NUC), which is an algorithm that basically corrects the deviation between sensor pixels to make it uniform, and then each manufacturer Although the temperature is displayed using the temperature extraction algorithm of
한편, 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 대한민국 등록특허 제10-1690096호에, "열영상 카메라의 온도 데이터 측정장치"가 제시되었으며, 피사체에서 발산되는 적외선을 검출하여 전기적 신호로 출력하는 적외선 센서에 적외선 차단부를 설치하고, 차단부에 온도를 측정하기 위한 온도 센서부가 구비되는 구성으로서, 적외선 센서를 피사체로부터 발산되는 적외선이 조사되는 제1영역과 적외선 차단부에 의해 차단되는 제2영역으로 구분하고, 제1영역에 속하는 센서 픽셀 데이터 값과 제2영역에 속하는 센서 픽셀의 데이터 값 및 온도 센서부가 측정한 값을 이용하여 현재 온도를 계산하도록 이루어진다.On the other hand, in order to solve the above-mentioned problems, "a device for measuring temperature data of a thermal imaging camera" is presented in Korean Patent Registration No. 10-1690096, an infrared ray that detects infrared rays emitted from a subject and outputs them as electrical signals A configuration in which an infrared blocking unit is installed in the sensor and a temperature sensor unit for measuring a temperature is provided in the blocking unit. The current temperature is calculated using the sensor pixel data value belonging to the first region, the data value of the sensor pixel belonging to the second region, and the value measured by the temperature sensor unit.
상술한 바와 같은 구성에 의하여, 피사체에서 발산되는 적외선이 조사되는 제1영역에 속하는 센서 픽셀의 현재 온도를 안정화 시간 없이 즉시 측정할 수 있다는 장점이 있다.According to the configuration as described above, there is an advantage that the current temperature of the sensor pixel belonging to the first region to which infrared rays emitted from the subject are irradiated can be measured immediately without a stabilization time.
그러나, 0℃ 내지 100℃의 광범위한 온도 범위 내에서 온도의 측정 시 오차범위가 ±2℃로 큰 편으로서, 정확한 온도의 측정이 어렵다는 문제점이 있었다.However, there is a problem in that accurate temperature measurement is difficult as the error range is large as ±2°C when measuring temperature within a wide temperature range of 0°C to 100°C.
한편, 2019년에 중국 우한에서 감염병(Infection, Infectious Disease)인 코로나 19(COVID-19)가 처음 발생된 이후 중국 전역과 전세계로 확산되어 최근까지 많은 확진자와 사상자를 발생시키고 있으며, 이러한 감염병은 병원체인 미생물이 생물체에 옮아 증식하여 병을 일으키는 것으로서, 다른 사람과의 접촉 등 다양한 경로를 통해서 발생되고 있다.On the other hand, since the first outbreak of Corona 19 (COVID-19), an infectious disease in Wuhan, China in 2019, it has spread all over China and the world, causing many confirmed cases and casualties until recently. Microorganisms, which are pathogens, are transmitted to living things and multiply to cause diseases, and they occur through various routes such as contact with other people.
이로 인해, 세계보건기구(World Health Organization : WHO)는 코로나 19를 감염병의 최고 경고등급인 펜데믹(Pendemic), 즉 세계적 대유행을 선언하였다.As a result, the World Health Organization (WHO) declared COVID-19 a pandemic, the highest warning level of an infectious disease, that is, a global pandemic.
여기서, 코로나 19는 호흡기 감염질환으로서, 병원체는 사스-코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)이고, 주로 감염자의 비말이 호흡기나, 눈, 코, 입의 점막으로 침투하여 전파된다. 즉, 기침이나, 재채기 등으로 인해 전파되거나, 바이러스로 오염된 물질을 만진 뒤 손으로 눈, 코 및 입을 만짐으로써 전파되고 있으며, 최근 들어 에어로졸에 의한 전파 가능성이 높은 것으로 알려지고 있다.Here, Corona 19 is a respiratory infectious disease, and the pathogen is SARS-CoV-2 (SARS-CoV-2), and mainly spread by droplets of an infected person penetrating into the respiratory tract or the mucous membranes of the eyes, nose, and mouth. That is, it is spread by coughing or sneezing, or by touching a material contaminated with the virus and then touching your eyes, nose, and mouth.
이러한, 코로나 19는 주로 발열 또는 기침, 인후통 등의 호흡기 증상 등으로 발현되고 있으며, 이로 인해 최근 들어 교회, 성당, 사찰 등을 포함하는 종교단체와 학교, 학원, 유치원, 어린이집, 도서관, 기업체 연수원 등을 포함하는 교육기관과 고속도로 휴게실, 버스터미널, 호텔, 박물관, 리조트, 극장, 컨벤션센터 등을 포함하는 이용시설과 음식점, 카페, 주점, PC방, 노래방, 찜질방, 목욕탕 등을 포함하는 개별 점포와 병원, 의원, 약국 등을 포함하는 의료기관과 시군청, 주민센터, 보건소, 경찰서, 문화센터, 군부대 등을 포함하는 관공서와 은행, 증권사 등을 포함하는 금융기관 등 사람들이 많이 모이는 다중 이용시설에는 출입자의 체온을 측정하여 발열 여부를 체크함으로써 증상자를 구분하기 위한 열화상 카메라가 설치되고 있는 실정이다.Corona 19 is mainly expressed with respiratory symptoms such as fever, cough, sore throat, etc. Due to this, recently, religious organizations including churches, cathedrals, temples, schools, private institutes, kindergartens, daycare centers, libraries, corporate training centers, etc. educational institutions, including highway rest rooms, bus terminals, hotels, museums, resorts, theaters, convention centers, etc. Medical institutions including hospitals, clinics, and pharmacies, government offices including city and county offices, community centers, public health centers, police stations, cultural centers, military bases, and financial institutions including banks and securities companies, etc. A thermal imaging camera is being installed to identify a symptomatic person by measuring the body temperature of the person and checking whether the person has a fever.
상술한 바와 같은, 기존 열화상 카메라를 통하여 출입자의 체온 측정 시 인체의 정상 체온인 36.5℃를 기준으로 ±2℃ 정도의 큰 오차범위를 갖음으로써 정확한 체온의 측정이 어렵다는 문제점이 있으며, 이로 인해 최근 코로나 19에 대처하는 방역용으로서 열화상 카메라가 제 역할을 수행하기 어렵다는 문제점이 있었다.As described above, there is a problem in that accurate body temperature measurement is difficult as it has a large error range of ±2°C based on 36.5°C, which is the normal body temperature of the human body, when measuring the body temperature of an occupant through the existing thermal imaging camera. There was a problem that the thermal imaging camera was difficult to perform as a quarantine to cope with COVID-19.
따라서, 0℃ 내지 100℃의 광범위한 범위 내에서의 온도를 측정 및 검출하는 기존 열화상 카메라에 대비하여, 감염병의 감염 여부를 확인하기 위한 발열 체크 시 인체의 체온 범위 내에서의 온도를 보다 정확하게 감지하고, 오차범위를 최소화하여 체온 측정 시 정확도 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 열화상 카메라가 요구되고 있는 실정이다.Therefore, compared to the existing thermal imaging camera that measures and detects the temperature within a wide range of 0°C to 100°C, the temperature within the body temperature range is more accurately detected when checking a fever to check whether an infectious disease is present or not. In addition, there is a need for a thermal imaging camera capable of improving the accuracy and precision of body temperature measurement by minimizing the error range.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 피사체로부터 발산되어 열화상 센서를 통해 온도 제어부로 입력되는 피사체의 온도 데이터 값과 인체의 온도 범위 내에서 임의의 온도로 설정되는 온도 조절장치에서 열화상 센서를 통해 온도 제어부로 입력되는 온도 데이터 값의 편차를 이용해 온도 값을 변환하여 정확한 피사체의 온도 값을 얻을 수 있는 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was invented to improve the above problems, and a temperature control device that is set to an arbitrary temperature within the temperature range of the subject's temperature data value emitted from the subject and input to the temperature control unit through the thermal image sensor and the human body The purpose of the present invention is to provide an apparatus for improving the temperature accuracy of a thermal imaging camera for human body detection that can obtain an accurate temperature value of a subject by converting the temperature value using the deviation of the temperature data value input to the temperature controller through the thermal imaging sensor. .
또한, 본 발명은, 피사체로부터 열화상 센서로 입력되는 데이터와 온도 조절장치를 통해 열화상 센서로 입력되는 온도 데이터 값을 이용하여 주변의 온도와 노이즈 등에 의해 시간이 경과함에 따라 불규칙하게 변화하는 피사체의 온도 데이터 값을 보정하여 열화상 카메라를 통한 인체의 온도 측정 시 오차범위를 최소화하여 온도 측정의 정확도 및 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 특히 사람의 체온 범위 내에서 측정된 온도의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 열화상 카메라의 안정화 시간 없이 즉각적인 동작이 가능하고, 인체의 체온 범위 내에서의 특정 온도만을 검출함으로써 양산 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있는 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention provides an object that irregularly changes over time due to ambient temperature and noise using data input from the subject to the thermal image sensor and temperature data input to the thermal image sensor through the temperature control device. It is possible to improve the accuracy and precision of temperature measurement by correcting the temperature data value of It provides a device for improving the temperature accuracy of a thermal imaging camera for human body detection that enables immediate operation without stabilization time of the thermal imaging camera and can dramatically reduce mass production time by detecting only a specific temperature within the body temperature range. aim to
더불어, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition, the technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned are clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. it could be
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 피사체로부터 발산되어 렌즈를 통해 입력되는 적외선 이미지를 검출하여 전기적 신호로 출력하는 열화상 센서; 렌즈의 전면 일측에 배치되되, 인체의 온도 범위 내에서 설정된 온도로 발열하는 온도 조절부; 및 열화상 센서로 입력되는 피사체의 온도 데이터 값과 상기 열화상 센서로 입력되는 온도 조절부의 설정된 온도 데이터 값의 편차를 이용하여 현재의 온도를 측정하는 온도 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a thermal image sensor that detects an infrared image emitted from a subject and input through a lens and outputs an electrical signal; Doedoe disposed on the front side of the lens, a temperature control unit that generates heat to a temperature set within the body temperature range; and a temperature controller configured to measure a current temperature using a difference between a temperature data value of the subject input to the thermal image sensor and a temperature data value set by the temperature controller input to the thermal image sensor. It is characterized in that it includes.
여기서, 온도 조절부는, 렌즈의 전면부에 가장자리의 소정 영역을 가리도록 배치되되, 온도 제어부에 의해 설정된 온도로 발열하는 발열판과, 온도제어부에 의해 설정된 온도로 발열하는 발열판의 온도가 일정하도록 조절하는 온도 조절장치를 포함한다.Here, the temperature control unit is disposed to cover a predetermined area of the edge of the front part of the lens, and the temperature of the heating plate that generates heat at a temperature set by the temperature control unit and the heating plate that generates heat at the temperature set by the temperature control unit is constant. Includes thermostat.
그리고, 온도 조절부는, 온도 제어부에 의해 설정된 온도로 일정하게 발열되는지 여부를 감지하기 위한 온도 센서가 더 포함되되, 온도 센서는 발열판의 일측에 적어도 하나 이상으로 구비되어 발열판의 온도를 감지하도록 이루어진다.In addition, the temperature control unit further includes a temperature sensor for detecting whether heat is constantly generated at a temperature set by the temperature control unit, the temperature sensor being provided at one side of the heating plate at least one or more to sense the temperature of the heating plate.
바람직하게는, 온도 제어부는, 피사체로부터 발산되어 열화상 센서로 입력되는 온도 데이터 값인 제1 데이터와 인체의 온도 범위 내에서 설정된 온도로 발열하는 온도 조절부로부터 열화상 센서로 입력되는 온도 데이터 값인 제2 데이터의 편차를 이용하여 변환 온도로 변환하여 현재의 온도 값을 계산한다.Preferably, the temperature controller includes first data, which is a temperature data value emitted from the subject and input to the thermal image sensor, and a first data value, which is a temperature data value input to the thermal image sensor from the temperature controller that generates heat to a temperature set within a temperature range of the human body. 2 Calculate the current temperature value by converting it to the conversion temperature using the deviation of the data.
여기서, 변환 온도를 구하는 식은 하기와 같으며, Here, the formula for calculating the conversion temperature is as follows,
변환 온도 = f(x) + 온도 조절부 온도Conversion temperature = f(x) + thermostat temperature
상기 변환식 f(x)는 1차 함수 또는 2차 함수로 구할 수 있다.The transformation expression f(x) can be obtained as a linear function or a quadratic function.
그리고, 변환식 f(x)가 1차 함수일 경우, And, when the transformation expression f(x) is a linear function,
변환 온도 = (ax + b) + 온도 조절부 온도Conversion temperature = (ax + b) + thermostat temperature
x는 제1 데이터와 제2 데이터의 편차이고,x is the deviation of the first data and the second data,
a는 편차 값을 온도로 변환하기 위한 비례 계수로, 기울기를 나타내는 것이며, 열화상 센서의 특성에 따라 달라질 수 있고, b는 상수 값으로서, 렌즈의 특성에 따라 달라질 수 있다.a is a proportional coefficient for converting a deviation value into a temperature, indicating a slope, and may vary depending on the characteristics of the thermal image sensor, and b is a constant value, which may vary depending on the characteristics of the lens.
또한, 변환식 f(x)가 2차 함수일 경우, In addition, when the transformation expression f(x) is a quadratic function,
변환 온도 = (ax2 + bx + c) + 온도 조절부 온도Conversion temperature = (ax 2 + bx + c) + thermostat temperature
x는 제1 데이터와 제2 데이터의 편차이고,x is the deviation of the first data and the second data,
a, b, c는 열화상 센서의 특성 및 렌즈의 특성에 따라 달라질 수 있다.a, b, and c may vary depending on the characteristics of the thermal image sensor and the characteristics of the lens.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 불규칙적으로 변화하는 온도 데이터 값을 보정하여 열화상 카메라를 통한 온도 측정 시 오차범위를 최소화하여 온도 측정 시 정확도 및 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 주변의 온도, 노이즈 등의 환경적인 요인 및 특성적인 요인에 의해 시간이 경과함에 따라 변화하는 온도 데이터 값을 보정하여 기존 ±2℃ 정도의 오차범위를 ±0.5℃ 정도의 오차범위로 최소화하여 온도 측정 시 정확도 및 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과를 거둘 수 있다.As described above, the present invention having the above configuration can improve the accuracy and precision of temperature measurement by correcting irregularly changing temperature data values to minimize the error range during temperature measurement through a thermal imaging camera, Temperature measurement by correcting the temperature data value that changes over time due to environmental factors such as ambient temperature and noise, and minimizing the error range of about ±2℃ to about ±0.5℃ It can have the effect of improving the accuracy and precision of viewing.
또한, 본 발명은, 인체의 체온 내의 범위 내에서의 온도의 보다 정확한 감지가 가능하고, 학교, 휴게소, 교회, 점포 및 관공서 등을 포함하는 다중 이용시설을 이용 및 출입하는 다양한 출입자의 체온 측정에 적합하며, 비대면 방식에 의해 체온을 측정하여 발열 여부를 체크하여 바이러스의 확산을 방지할 수 있고, 신속한 체온 측정이 가능함과 동시에 체온 측정의 정확도를 향상시키며, 온도 조절장치만 추가로 설치함으로써 정확한 온도의 측정이 가능하여 기구적으로 복잡하지 않고, 제조비용이 저렴하며, 안정화 시간 없이 즉각 동작이 가능하며, 인체의 체온 범위 내에서의 온도만을 검출함으로써 양산 시간을 비약적으로 감소시킬 수 있는 효과를 거둘 수 있다.In addition, the present invention enables more accurate detection of temperature within the range of body temperature, and is used for measuring body temperature of various visitors who use and enter multi-use facilities including schools, service areas, churches, stores, and government offices. It is suitable, it can measure body temperature in a non-face-to-face manner and check whether there is a fever to prevent the spread of the virus. It is possible to measure temperature, so it is not mechanically complicated, manufacturing cost is low, it can be operated immediately without stabilization time, and it has the effect of drastically reducing mass production time by detecting only the temperature within the body temperature range. can reap
도 1은 37.5℃로 설정된 피사체를 열화상 카메라로 온도 측정 시 시간이 경과함에 따라 온도 데이터 값이 변화하는 모습을 나타내는 도면,1 is a view showing the change in the temperature data value over time when measuring the temperature of a subject set at 37.5 ° C with a thermal imaging camera;
도 2는 본 발명에 의한 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치를 개략적으로 나타내는 구성도,2 is a configuration diagram schematically showing an apparatus for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera according to the present invention;
도 3은 본 발명에 의한 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치의 온도 제어부를 개략적으로 나타내는 구성도,3 is a configuration diagram schematically showing a temperature control unit of the apparatus for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera according to the present invention;
도 4는 본 발명에 의한 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치의 동작과정을 개략적으로 나타내는 구성도,4 is a configuration diagram schematically showing the operation process of the apparatus for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera according to the present invention;
도 5는 본 발명에 의한 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치의 열화상 센서에 발열판이 설치된 모습을 개략적으로 나타내는 정면도,5 is a front view schematically showing a state in which a heating plate is installed in the thermal image sensor of the device for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera according to the present invention;
도 6은 본 발명에 의한 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치를 통하여 37.5℃로 설정된 피사체에서 열화상 센서로 입력되는 온도 데이터 값인 제1 데이터 값과 36.5℃로 설정된 온도 조절부에서 열화상 센서로 입력되는 온도 데이터 값인 제2 데이터 값이 시간이 경과함에 따라 변화하는 모습을 나타내는 도면.6 is a first data value that is a temperature data value input to a thermal image sensor from a subject set to 37.5°C through the temperature accuracy improving device of a thermal imaging camera according to the present invention, and a temperature controller set to 36.5°C input to the thermal image sensor A diagram showing a state in which a second data value, which is a temperature data value, changes as time elapses.
<부호의 설명><Explanation of code>
1 : 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치,1: Temperature accuracy improvement device for thermal imaging camera for human body detection;
10 : 렌즈, 30 : 열화상 센서,10: lens, 30: thermal image sensor,
50 : 온도 조절부, 51 : 발열판,50: temperature control unit, 51: heating plate,
53 : 온도 조절장치, 55 : 온도 센서,53: temperature controller, 55: temperature sensor,
70 : 온도 제어부, 71 : 설정부,70: temperature control unit, 71: setting unit,
73 : 실행부, 75 : 연산부,73: execution unit, 75: operation unit,
77 : 저장부.77: storage.
피사체로부터 발산되어 렌즈를 통해 입력되는 적외선 이미지를 검출하여 전기적 신호로 출력하는 열화상 센서; 상기 렌즈의 전면 일측에 배치되되, 인체의 온도 범위 내에서 설정된 온도로 발열하는 온도 조절부; 및 상기 열화상 센서로 입력되는 피사체의 온도 데이터 값과 상기 열화상 센서로 입력되는 온도 조절부의 설정된 온도 데이터 값의 편차를 이용하여 현재의 온도를 측정하는 온도 제어부; 를 포함하는 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치를 제공한다.a thermal image sensor that detects an infrared image emitted from a subject and input through a lens and outputs an electrical signal; a temperature control unit disposed on one side of the front surface of the lens and generating heat to a temperature set within a body temperature range; and a temperature controller configured to measure a current temperature using a difference between a temperature data value of a subject input to the thermal image sensor and a temperature data value set by the temperature controller input to the thermal image sensor. It provides an apparatus for improving the temperature accuracy of a thermal imaging camera for human body detection comprising a.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part is "connected" with another part, this includes not only the case of being "directly connected" but also the case of being "electrically connected" with another element interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated, and one or more other features However, it is to be understood that the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded in advance.
명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본 발명의 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.The terms "about", "substantially", etc. to the extent used throughout the specification are used in or close to the numerical value when manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are presented, and are intended to enhance the understanding of the present invention. To help, precise or absolute figures are used to prevent unfair use by unconscionable infringers of the stated disclosure. As used throughout the specification of the present invention, the term "step of (to)" or "step of" does not mean "step for".
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1개의 유닛이 2개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2개 이상의 유닛이 1개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.In this specification, a "part" includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized using both. In addition, one unit may be implemented using two or more hardware, and two or more units may be implemented by one hardware.
본 명세서에 있어서 단말, 장치 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말, 장치 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말, 장치 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.Some of the operations or functions described as being performed by the terminal, apparatus, or device in the present specification may be performed instead of by a server connected to the terminal, apparatus, or device. Similarly, some of the operations or functions described as being performed by the server may also be performed in a terminal, apparatus, or device connected to the server.
본 명세서에서 있어서, 단말과 매핑(Mapping) 또는 매칭(Matching)으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는, 단말의 식별 정보(Identifying Data)인 단말기의 고유번호나 개인의 식별정보를 매핑 또는 매칭한다는 의미로 해석될 수 있다.In this specification, some of the operations or functions described as mapping or matching with the terminal means mapping or matching the terminal's unique number or personal identification information, which is the identification data of the terminal. can be interpreted as
본 명세서에 있어서, "적어도 하나의"라는 단어는 단수 및 복수를 지칭할 수 있는 용어로 정의한다. 그리고, "적어도 하나의"라는 용어가 사용될 수도 있지만 생략될 수도 있고, 그 의미는 상술한 바와 같다.In the present specification, the word “at least one” is defined as a term that can refer to a singular and a plural. Also, the term “at least one” may be used but may be omitted, and its meaning is the same as described above.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명에 의한 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치를 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 3은 본 발명에 의한 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치의 온도 제어부를 개략적으로 나타내는 구성도이며, 도 4는 본 발명에 의한 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치의 동작과정을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 5는 본 발명에 의한 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치의 열화상 센서에 발열판이 설치된 모습을 개략적으로 나타내는 정면도이며, 도 6은 본 발명에 의한 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치를 통하여 37.5℃로 설정된 피사체에서 열화상 센서로 입력되는 온도 데이터 값인 제1 데이터 값과 36.5℃로 설정된 온도 조절부에서 열화상 센서로 입력되는 온도 데이터 값인 제2 데이터 값이 시간이 경과함에 따라 변화하는 모습을 나타내는 도면이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 2 is a configuration diagram schematically showing an apparatus for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera according to the present invention, and FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing a temperature control unit of an apparatus for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera according to the present invention, FIG. 4 is a configuration diagram schematically showing the operation process of the device for improving the temperature accuracy of a thermal imaging camera according to the present invention, and FIG. It is a schematic front view, and FIG. 6 is a first data value that is a temperature data value input to a thermal image sensor from a subject set to 37.5°C through the device for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera according to the present invention, and a temperature controller set to 36.5°C It is a diagram illustrating a state in which a second data value, which is a temperature data value input to a thermal image sensor, changes as time elapses.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치(1)는 열화상 센서(30)와 온도 조절부(50) 및 온도 제어부(70)를 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, the apparatus 1 for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera for human body detection according to the present invention includes a thermal image sensor 30 , a temperature control unit 50 , and a temperature control unit 70 . do.
상기 열화상 센서(30)는 피사체로부터 발산되는 적외선이 입력되는 렌즈(10)를 통해 적외선 이미지를 검출하여 전기적 신호로 출력한다.The thermal image sensor 30 detects an infrared image through the lens 10 to which infrared radiation emitted from a subject is input and outputs an electric signal.
상기 온도 조절부(50)는 상기 렌즈(10)의 전면 일측에 배치되어 인체의 온도 범위 내에서 설정된 온도로 발열한다.The temperature control unit 50 is disposed on one side of the front surface of the lens 10 to generate heat at a set temperature within the body temperature range.
이때, 인체의 온도는 정상 체온은 36.5℃이므로, 본 발명에 의한 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치(1)의 온도 조절부(50)는 30℃ 내지 40℃의 온도 범위 내에서만 발열하도록 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.At this time, since the normal body temperature of the human body is 36.5°C, the temperature control unit 50 of the temperature accuracy improving device 1 of the thermal imaging camera for human detection according to the present invention generates heat only within a temperature range of 30°C to 40°C. It is preferable to do so, but it is not limited thereto.
여기서, 상기 온도 조절부(50)는 상기 온도 제어부(70)에 제어가능하게 연결되어 온도 제어부(70)에 의해 인체의 온도 범위 내에서 특정 온도로 설정되고, 설정된 온도로 발열되며, 설정된 온도로 일정하게 유지되도록 제어된다.Here, the temperature control unit 50 is controllably connected to the temperature control unit 70 and is set to a specific temperature within the temperature range of the human body by the temperature control unit 70, heats up at a set temperature, and returns to the set temperature. controlled to remain constant.
이를 위하여, 상기 온도 조절부(50)는 발열판(51)과 온도 조절장치(53)를 포함하여 구성된다.To this end, the temperature control unit 50 is configured to include a heating plate 51 and a temperature control device (53).
상기 발열판(51)은 상기 렌즈(10)의 전면부 일측에 배치되되, 렌즈(10)의 가장자리 소정의 영역을 가리도록 배치되고, 상기 온도 제어부(70)에 의해 설정된 온도로 발열되되, 온도 제어부(70)를 통한 전압의 인가에 의해 인체 범위 내에서 설정된 온도로 발열된다.The heating plate 51 is disposed on one side of the front part of the lens 10 , is disposed to cover a predetermined area of the edge of the lens 10 , and is heated to a temperature set by the temperature control unit 70 , the temperature control unit By applying a voltage through 70, it is heated to a set temperature within the human body range.
여기서, 상기 발열판(51)은 판체로 형성되되, 펠티어 소재로 형성되어 전압의 인가에 의해 특정 온도로 설정되도록 이루어지며, 렌즈(10)의 소정 영역을 가리기 위하여 대략 직사각형상의 판체로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.Here, the heating plate 51 is formed of a plate body, is made of a Peltier material, is made to be set to a specific temperature by application of a voltage, and is preferably made of a substantially rectangular plate body in order to cover a predetermined area of the lens 10. , but not limited thereto.
한편, 상기 발열판(51)은 상기 렌즈(10) 전면의 하부, 상부, 좌측부 또는 우측부 중 어느 한 가장자리 또는 둘 이상의 가장자리에 설치되어 렌즈(10)의 소정의 영역을 가리도록 배치되는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.On the other hand, the heating plate 51 is installed on any one edge or two or more edges of the lower portion, upper portion, left portion, or right portion of the front surface of the lens 10 and is preferably disposed to cover a predetermined area of the lens 10 . , but not limited thereto.
이때, 상기 발열판(51)을 통하여 렌즈(10)의 전면의 소정 영역에 배치할 경우, 상기 렌즈(10)를 가리는 간섭 범위는 제품의 특성 및 환경에 따라 다양하게 변경실시가능하다.In this case, when the lens 10 is disposed in a predetermined area on the front surface of the lens 10 through the heating plate 51 , the interference range that covers the lens 10 can be variously changed according to the characteristics and environment of the product.
또한, 상기 발열판(51)은 상기 렌즈(10)의 전면에 맞닿도록 배치되도록 이루어지거나, 상기 렌즈(10)의 전면에서 일정간격 이격되어 배치되도록 이루어진다.In addition, the heating plate 51 is configured to be disposed to be in contact with the front surface of the lens 10 or to be disposed to be spaced apart from the front surface of the lens 10 by a predetermined interval.
상기 온도 조절장치(53)는 상기 온도 제어부(70)를 통하여 인체의 온도 범위 내에서 설정된 온도로 발열하는 발열판(51)의 온도를 일정하게 조절한다.The temperature control device 53 constantly adjusts the temperature of the heating plate 51 that generates heat to a temperature set within the temperature range of the human body through the temperature control unit 70 .
즉, 상기 온도 조절장치(53)는 상기 온도 제어부(70)를 통하여 인체의 온도 범위 내에서 특정 온도로 설정되어 발열하는 발열판(51)이 설정된 온도로 일정하게 발열하도록 발열판(51)의 온도를 조절 및 제어한다.That is, the temperature controller 53 controls the temperature of the heating plate 51 so that the heating plate 51 that is set to a specific temperature within the temperature range of the human body through the temperature control unit 70 constantly heats at the set temperature. Regulate and control.
이렇게, 상기 온도 조절장치(53)는 상기 온도 제어부(70)를 통하여 발열판(51)을 인체의 온도 범위 내에서 선택된 특정 온도로 발열되도록 설정 시 설정된 온도로 일정하고 균일하게 발열되도록 실시간으로 발열판(51)의 온도를 조절 및 제어한다.In this way, when the temperature controller 53 sets the heating plate 51 to heat to a specific temperature selected within the body temperature range through the temperature control unit 70, the heating plate ( 51) to regulate and control the temperature.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 온도 조절장치(53)는 온도 제어부(70)에 의해 설정된 온도로 발열하는 발열판(51)의 온도를 일정하게 유지되게 조절 및 제어하도록 이루어져 있으나, 상기 온도 조절장치(53)는 발열판(51)의 온도가 일정하게 유지되도록 조절 및 제어함과 동시에 발열판(51)의 온도 값을 온도 제어부(70)로 피드백하도록 이루어지는 것도 가능하다.In an embodiment of the present invention, the temperature control device 53 is configured to adjust and control the temperature of the heating plate 51 that generates heat to a temperature set by the temperature control unit 70 to be kept constant, but the temperature control device ( 53 , it is also possible to adjust and control the temperature of the heating plate 51 to be kept constant and to feed back the temperature value of the heating plate 51 to the temperature controller 70 .
한편, 상기 온도 조절부(50)의 발열판(51)에는 상기 온도 제어부(70)에 의해 설정된 온도로 발열판(51)이 발열하고 있는지 여부를 감지하기 위하여 온도 센서(55)가 더 포함된다. Meanwhile, the heating plate 51 of the temperature controller 50 further includes a temperature sensor 55 to detect whether the heating plate 51 is heating at a temperature set by the temperature controller 70 .
즉, 상기 발열판(51)의 일측에 온도 센서(55)가 적어도 하나 이상으로 구비되되, 상기 온도 센서(55)는 온도 제어부(70)를 통하여 설정된 온도로 발열판(51)이 발열하고 있는지 여부를 실시간으로 감지하고, 감지된 감지값을 온도 제어부(70)로 실시간 피드백한다.That is, at least one temperature sensor 55 is provided on one side of the heating plate 51 , and the temperature sensor 55 determines whether the heating plate 51 is generating heat at a temperature set through the temperature control unit 70 . Sensing is performed in real time, and the sensed value is fed back to the temperature controller 70 in real time.
상기한 바와 같이, 상기 발열판(51)에는 온도 센서(55)가 구비되어 온도 제어부(70)를 통하여 설정된 온도로 발열판(51)이 발열하는지 여부를 감지하고, 감지값에 따라 발열판(51)의 온도가 온도 제어부(70)에서 설정한 온도와 차이가 발생될 경우, 상기 온도 제어부(70)는 발열판(51)에 인가되는 전압을 가감하여 발열판(51)의 온도를 최초 설정된 온도로 균일하고 일정하게 제어하도록 이루어진다.As described above, the heating plate 51 is provided with a temperature sensor 55 to detect whether the heating plate 51 generates heat at a temperature set through the temperature control unit 70, and according to the detected value, When the temperature is different from the temperature set by the temperature control unit 70, the temperature control unit 70 adjusts the voltage applied to the heating plate 51 to uniformly and constant the temperature of the heating plate 51 to the initially set temperature. made to be controlled.
한편, 본 발명에 의한 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치(1)는 불균일 보정부(미도시)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the apparatus 1 for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera for human body detection according to the present invention may further include a non-uniformity correcting unit (not shown).
이러한, 불균일 보정부는 적외선 이미지에서 노이즈를 제거하여 영상의 품질을 높여주는 역할을 수행하되, 열화상 센서(30)가 출력하는 영상 신호를 불균일보정(NUC, Non-Uniformity Correction)하여 영상의 품질을 향상시켜주는 일반적인 기능이므로, 이하에서 자세한 설명은 생략하기로 한다.The non-uniformity corrector removes noise from the infrared image to improve the image quality, but improves the image quality by non-uniformity correction (NUC) on the image signal output from the thermal image sensor 30 . Since it is a general function to improve, a detailed description will be omitted below.
상기 온도 제어부(70)는 피사체로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 온도 데이터 값과 상기 온도 조절부(50)로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 온도 데이터 값의 편차를 통하여 온도 값을 보정하여 열화상 영상 및 온도 데이터를 출력한다.The temperature controller 70 corrects a temperature value through a difference between a temperature data value input from the subject to the thermal image sensor 30 and a temperature data value input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30 . to output the thermal image and temperature data.
그리고, 상기 온도 제어부(70)는 상기 온도 조절부(50)의 발열판(51)에 온도를 설정하되, 인체의 온도 범위 내에서 설정하도록 이루어지고, 상기 온도 조절장치(53) 및 온도 센서(55)를 통하여 발열판(51)의 설정 온도 값을 피드백 받도록 이루어진다.And, the temperature control unit 70 sets the temperature on the heating plate 51 of the temperature control unit 50, but is configured to set within the temperature range of the human body, and the temperature control unit 53 and the temperature sensor 55 ) through which the set temperature value of the heating plate 51 is fed back.
이를 위하여, 상기 온도 제어부(70)는 설정부(71)와 실행부(73)와 연산부(75) 및 저장부(77)를 포함한다.To this end, the temperature control unit 70 includes a setting unit 71 , an execution unit 73 , an operation unit 75 , and a storage unit 77 .
상기 설정부(71)는 발열판(51)의 온도를 설정한다. 이때, 상기 설정부(71)는 인체의 온도 범위 내에서 설정하도록 이루어지는 것이 바람직하나, 보다 바람직하게는, 상기 설정부(71)는 발열판(51)을 30℃ 내지 40℃의 온도 범위 내에서 설정하도록 이루어진다.The setting unit 71 sets the temperature of the heating plate 51 . At this time, the setting unit 71 is preferably configured to be set within the temperature range of the human body, but more preferably, the setting unit 71 sets the heating plate 51 within a temperature range of 30°C to 40°C. made to do
상기 실행부(73)는 상기 설정부(71)를 통하여 설정된 온도로 발열되도록 상기 발열판(51)에 전압을 인가한다.The execution unit 73 applies a voltage to the heating plate 51 to generate heat at a temperature set through the setting unit 71 .
상기 연산부(75)는 상기 열화상 센서(30)를 통해 입력되는 센서의 픽셀 데이터 값을 통한 온도 데이터 값과 인체의 온도 범위 내에서 설정된 온도로 발열하는 온도 조절부(50)에서 열화상 센서(30)를 통해 입력되는 센서의 픽셀 데이터 값을 통한 온도 데이터 값의 편차를 이용하여 피사체의 정확한 온도 값을 계산 및 연산한다.The calculating unit 75 includes a temperature data value through a pixel data value of the sensor input through the thermal image sensor 30 and a thermal image sensor ( 30) calculates and calculates the exact temperature value of the subject by using the deviation of the temperature data value through the pixel data value of the sensor input through .
상기 저장부(77)는 상기 연산부(75)를 통하여 계산 및 연산된 온도 데이터 값 및 온도 값을 저장하고, 상기 열화상 센서(30)를 통해 입력되는 온도 데이터 값과 온도 조절부(50)에서 열화상 센서(30)를 통해 입력되는 온도 데이터 값을 저장하며, 발열판(51)의 설정된 온도 등을 저장하도록 이루어진다.The storage unit 77 stores the temperature data value and the temperature value calculated and calculated through the operation unit 75 , and the temperature data value input through the thermal image sensor 30 and the temperature control unit 50 . The temperature data value input through the thermal image sensor 30 is stored, and the set temperature of the heating plate 51 is stored.
여기서, 상기 저장부(77)는 플래시 메모리(Flash Memory), CF 카드(Compact Flash Card), SD 카드(Secure Digital Card) 등 정보의 입/출력이 가능한 저장체 모듈로서 열화상 카메라의 내부에 구비되어 있을 수도 있고, 별도의 장치에 구비되어 있을 수도 있다.Here, the storage unit 77 is a storage module that can input/output information such as a flash memory, a compact flash card (CF card), and a secure digital card (SD card), and is provided inside the thermal imaging camera. may be provided, or may be provided in a separate device.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명에 의한 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치(1)를 교회, 성당, 사찰 등을 포함하는 종교단체와 학교, 학원, 유치원, 어린이집, 도서관, 기업체 연수원 등을 포함하는 교육기관과 고속도로 휴게실, 버스터미널, 호텔, 박물관, 리조트, 극장, 컨벤션센터 등을 포함하는 이용시설과 음식점, 카페, 주점, PC방, 노래방, 찜질방, 목욕탕 등을 포함하는 개별 점포와 병원, 의원, 약국 등을 포함하는 의료기관과 시군청, 주민센터, 보건소, 경찰서, 문화센터, 군부대 등을 포함하는 관공서와 은행, 증권사 등을 포함하는 금융기관 등 사람들이 많이 모이는 다중 이용시설에 설치한 후 출입자 또는 이동자의 발열 여부를 체크한다.Religious organizations including churches, cathedrals, temples, etc., schools, private institutes, kindergartens, daycare centers, libraries, corporate training centers, etc. Educational institutions, including highway rest rooms, bus terminals, hotels, museums, resorts, theaters, convention centers, etc. Medical institutions including hospitals, clinics, and pharmacies; public offices including city and county offices, community centers, public health centers, police stations, cultural centers, military bases, etc.; and financial institutions including banks and securities companies. After installation, check whether the occupant or mover has a fever.
이때, 피사체로부터 발산되어 렌즈(10)를 통해 입력되는 적외선 이미지의 온도 데이터 값이 열화상 센서(30)로 입력되고, 상기 온도 제어부(70)를 통하여 온도가 설정된 온도 조절부(50)를 통해 입력되는 적외선 이미지의 온도 데이터 값이 렌즈(10) 및 열화상 센서(30)로 입력되며, 피사체로부터 입력되는 온도 데이터 값과 온도 조절부(50)로부터 입력되는 온도 데이터 값의 편차를 온도 조절부(50)에 설정된 온도에 더하여 변환된 온도를 계산한다.At this time, the temperature data value of the infrared image emitted from the subject and input through the lens 10 is input to the thermal image sensor 30, and the temperature is set through the temperature control unit 70 through the temperature control unit 50 The temperature data value of the input infrared image is input to the lens 10 and the thermal image sensor 30 , and the temperature controller adjusts the difference between the temperature data value input from the subject and the temperature data value input from the temperature controller 50 . Calculate the converted temperature in addition to the temperature set in (50).
도 4 내지 도 6을 참조하여 보다 자세히 예를 들어 설명하며, 피사체를 사람으로 한정하여 설명한다.An example will be described in more detail with reference to FIGS. 4 to 6 , and the subject will be limited to a person.
인체의 정상 체온은 36.5℃이나, 호흡기 감염질환 증상의 감염이 의심되는 의심 증상자 또는 감염자의 경우, 주로 발열 증상이 발현된다.Although the normal body temperature of the human body is 36.5°C, fever symptoms are mainly expressed in cases of suspected or infected persons suspected of being infected with respiratory infectious disease symptoms.
만약, 체온이 정상 체온 범위를 초과하는 37.5℃의 의심 증상자 또는 감염자를 촬영할 경우, 의심 증상자 또는 감염자의 온도 데이터 값이 렌즈(10)를 통하여 열화상 센서(30)로 입력된 후 온도 제어부(70)를 통하여 열화상 영상 및 37.5℃의 온도 값이 출력되어야 하나, 주변 온도 또는 환경적인 영향으로 따라 시간이 경과함에 따라 온도 값은 동일한 반면, 렌즈(10)를 통해 열화상 센서(30)로 입력되는 피사체의 온도 데이터 값은 불규칙적으로 변화하게 되고, 이로 인해 상기 온도 제어부(70)는 37.5℃의 온도 값을 갖는 온도 데이터 값이 아닌, 실제 37.5℃의 온도 값을 갖되, 36.5℃ 또는 38.5℃ 등 다른 온도 값을 갖는 온도 데이터 값으로 인식하여 발열 체크 시 36.5℃ 또는 38.5℃ 등 다른 온도 값으로 열화상 영상을 표시하거나, 36.5℃ 또는 38.5℃ 등 다른 온도 값을 출력할 수 있다.If a suspected symptom or infected person whose body temperature exceeds the normal body temperature range of 37.5°C is photographed, the temperature data value of the suspected symptom or infected person is input to the thermal imaging sensor 30 through the lens 10 and then the temperature controller A thermal image and a temperature value of 37.5 ° C should be output through 70, but the temperature value is the same as time passes due to ambient temperature or environmental influences, whereas the thermal image sensor 30 through the lens 10 The temperature data value of the subject input as ' is irregularly changed, so that the temperature controller 70 has an actual temperature value of 37.5°C, not a temperature data value having a temperature value of 37.5°C, 36.5°C or 38.5°C It is recognized as a temperature data value having a different temperature value such as °C, and when checking a fever, a thermal image can be displayed at a different temperature value such as 36.5 °C or 38.5 °C, or other temperature values such as 36.5 °C or 38.5 °C can be output.
따라서, 본 발명에 의한 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치(1)를 통해 피사체인 인체 체온을 감지할 경우, 먼저 상기 온도 제어부(70)의 설정부(71)를 통해 온도 조절부(50)의 발열판(51)의 온도를 36.5℃로 설정한 후 촬영을 진행한다.Therefore, when detecting the body temperature of a subject through the temperature accuracy improving device 1 of the thermal imaging camera for detecting a human body according to the present invention, first, the temperature control unit ( 50), the temperature of the heating plate 51 is set to 36.5 ℃, and then the shooting proceeds.
이렇게, 상기 온도 제어부(70)의 설정부(71)를 통해 발열판(51)의 온도를 36.5℃로 설정한 후 상기 실행부(73)를 통해 발열판(51)이 36.5℃로 발열되도록 할 경우, 온도 제어부(70)의 연산부(75)는 피사체로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 온도 데이터 값인 제1 데이터 값과 상기 발열판(51)으로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 온도 데이터 값인 제2 데이터 값을 제공받은 후 제1 데이터 값과 제2 데이터 값에서 불균일 보정(NUC)하여 센서 픽셀(Pixel) 간의 편차를 보정하고, 렌즈 편차를 보정한 후 제1 데이터 값과 제2 데이터 값의 편차 값을 이용하여 온도 조절부(50) 대비 피사체의 온도를 변환하여 피사체의 정확한 온도 값을 얻을 수 있다.In this way, when the temperature of the heating plate 51 is set to 36.5° C. through the setting unit 71 of the temperature control unit 70 and then the heating plate 51 is heated to 36.5° C. through the execution unit 73, The calculator 75 of the temperature controller 70 includes a first data value that is a temperature data value input from the subject to the thermal image sensor 30 and a second data value that is a temperature data value that is input from the heating plate 51 to the thermal image sensor 30 . After receiving the data value, the first data value and the second data value are non-uniformly corrected (NUC) to correct the deviation between the sensor pixels, and after correcting the lens deviation, the deviation of the first data value and the second data value An accurate temperature value of the subject may be obtained by converting the temperature of the subject compared to the temperature controller 50 using the value.
즉, 체온이 정상 체온 범위를 초과하는 37.5℃의 의심 증상자 또는 감염자를 촬영할 경우, 의심 증상자 또는 감염자의 온도 데이터 값이 렌즈(10)를 통하여 열화상 센서(30)로 입력되는 37.5℃의 온도 데이터 값인 제1 데이터 값과 설정된 온도로 발열하는 발열판(51)으로부터 렌즈(10) 및 열화상 센서(30)로 입력되는 36.5℃의 온도 데이터 값인 제2 데이터 값에서 불균일 보정(NUC)하여 센서 픽셀(Pixel) 간의 편차를 보정하고, 렌즈 편차를 보정한 후 피사체의 37.5℃에 따른 온도 데이터 값인 제1 데이터 값과 상기 온도 조절부(50)의 발열판(51)의 36.5℃에 따른 온도 데이터 값인 제2 데이터 값의 편차를 계산하고, 계산된 피사체와 온도 조절부(50)의 편차 값을 통해 피사체의 변환 온도를 계산한다.That is, when photographing a suspected or infected person whose body temperature exceeds the normal body temperature range of 37.5°C, the temperature data value of the suspected or infected person is input to the thermal imaging sensor 30 through the lens 10. The first data value, which is the temperature data value, and the second data value, which is the temperature data value of 36.5° C. input from the heating plate 51 that generates heat at a set temperature, to the lens 10 and the thermal image sensor 30, are compensated for non-uniformity (NUC) by the sensor After correcting the deviation between the pixels and correcting the lens deviation, the first data value that is the temperature data value according to 37.5° C. of the subject and the temperature data value according to 36.5° C. of the heating plate 51 of the temperature controller 50 are The deviation of the second data value is calculated, and the converted temperature of the object is calculated through the calculated deviation value of the object and the temperature controller 50 .
변환 온도 = f(x) + 온도 조절부의 온도(℃)Conversion temperature = f(x) + temperature of thermostat (°C)
여기서, 상기한 변환식 f(x)는 피사체로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 제1 데이터 값와 온도 조절부(50)로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 제2 데이터 값의 편차 값을 나타낸다. Here, the conversion equation f(x) represents a deviation value between a first data value input from the subject to the thermal image sensor 30 and a second data value input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30 . .
예를 들면, 먼저 피사체로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 온도 데이터 값과 온도 조절부(50)로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 온도 데이터 값의 편차에 따라 보정할 온도 범위를 설정한 후 데이터 값의 편차에 따른 온도 값을 보정 온도 값으로 하여 변환 온도를 계산한다.For example, first, the temperature range to be corrected is set according to the difference between the temperature data value input from the subject to the thermal image sensor 30 and the temperature data value input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30 . Then, the conversion temperature is calculated using the temperature value according to the deviation of the data value as the correction temperature value.
즉, 제1 데이터 값과 제2 데이터 값의 편차에 따른 온도 값을 먼저 설정하되, 제1 데이터 값과 제2 데이터 값의 편차 10 범위 당 1℃ 씩의 보정값을 설정하고, 피사체로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 37.5℃의 온도 데이터 값인 제1 데이터 값이 60이고, 온도 조절부(50)로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 36.5℃의 온도 데이터 값인 제2 데이터 값이 50일 경우,That is, the temperature value according to the deviation of the first data value and the second data value is first set, and a correction value of 1°C is set for every 10 deviations of the first data value and the second data value, and the thermal image from the subject is set. The first data value, which is a temperature data value of 37.5° C. input to the sensor 30, is 60, and the second data value, which is a temperature data value of 36.5° C. input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30, is 50 days. case,
변환 온도 = f(x) + 온도 조절부의 온도(℃)Conversion temperature = f(x) + temperature of thermostat (°C)
= (60 - 50) + 온도 조절부의 온도(℃) = (60 - 50) + temperature of the temperature control unit (℃)
편차 값 = 제1 데이터 - 제2 데이터Deviation value = first data - second data
= 60 - 50 = 10 = 60 - 50 = 10
여기서, 편차 값은 10일 경우, 1℃의 보정 값으로 설정하면,Here, when the deviation value is 10, if it is set as a correction value of 1℃,
= 1℃ + 36.5℃ = 1℃ + 36.5℃
= 37.5℃ = 37.5℃
임을 계산할 수 있으며, 따라서 피사체로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 온도 데이터 값에 따른 온도 값이 37.5℃로 정확함을 알 수 있다.can be calculated, and therefore it can be seen that the temperature value according to the temperature data value input from the subject to the thermal image sensor 30 is accurate to 37.5°C.
한편, 제1 데이터 값과 제2 데이터 값의 편차 10 범위 당 1℃ 씩의 보정값을 설정하고, 피사체로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 37.5℃의 온도 데이터 값인 제1 데이터 값이 70이고, 온도 조절부(50)로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 36.5℃의 온도 데이터 값인 제2 데이터 값이 50일 경우,On the other hand, a correction value of 1°C per 10 deviations of the first data value and the second data value is set, and the first data value, which is a temperature data value of 37.5°C input from the subject to the thermal image sensor 30, is 70, , when the second data value, which is a temperature data value of 36.5° C. input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30, is 50,
변환 온도 = f(x) + 온도 조절부의 온도(℃)Conversion temperature = f(x) + temperature of thermostat (°C)
= (70 - 50) + 온도 조절부의 온도(℃) = (70 - 50) + temperature of the temperature control unit (℃)
편차 값 = 제1 데이터 - 제2 데이터Deviation value = first data - second data
= 70 - 50 = 20 = 70 - 50 = 20
여기서, 편차 값은 20일 경우, 2℃의 보정 값으로 설정하면,Here, when the deviation value is 20, if it is set as a correction value of 2℃,
= 2℃ + 36.5℃ = 2℃ + 36.5℃
= 38.5℃ = 38.5°C
임을 계산할 수 있으며, 따라서 피사체로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 온도 데이터 값에 따른 온도 값이 실제로는 37.5℃가 아닌 38.5℃임을 계산할 수 있다.can be calculated, and therefore it can be calculated that the temperature value according to the temperature data value input from the subject to the thermal image sensor 30 is actually 38.5°C instead of 37.5°C.
이때, 피사체의 온도 데이터 값인 제1 데이터 값과 온도 조절부(50)의 온도 데이터 값인 제2 데이터 값은 모두 동일한 특성 및 환경 하에 있기 때문에, 시간이 경과함에 따라 변화하는 제1 데이터 값과 제2 데이터 값은 도 5에 도시하고 있는 바와 같이 변화하고, 이때, 제1 데이터 값과 제2 데이터 값이 동일하게 변화하지는 않으나, 동일한 조건 하에서 제1 데이터 값과 제2 데이터 값의 편차는 거의 일정하게 변화되며, 이를 통해 피사체의 온도를 환산하여 온도의 정확도를 향상시킬 수 있다.At this time, since the first data value that is the temperature data value of the subject and the second data value that is the temperature data value of the temperature controller 50 are both under the same characteristics and environment, the first data value and the second data value that change over time The data value changes as shown in FIG. 5 , and in this case, the first data value and the second data value do not change in the same way, but the deviation between the first data value and the second data value is almost constant under the same condition. changes, and through this, the temperature of the subject can be converted to improve the accuracy of the temperature.
이와 같은, 온도 값의 보정은 불균일 보정(NUC) 및 렌즈 편차 등을 보정한 후 이루어지게 된다.Such correction of the temperature value is performed after correcting the non-uniformity correction (NUC) and the lens deviation.
한편, 상기한 변환식 f(x)를 1차 함수 또는 2차 함수 또는 그 이상 차수의 함수로 계산할 수 있다. 즉, 촬영되는 피사체의 주변 온도 등의 환경적인 요인 및 렌즈 왜곡 등의 제품 특성 등에 의해 피사체의 온도 측정 시 다양한 변수가 발생될 수 있으며, 이러한 변수를 고려하여 변환 온도 계산 시 데이터 값의 편차를 다차 함수로 하여 계산할 수 있다.Meanwhile, the above-described transformation expression f(x) may be calculated as a first-order function, a second-order function, or a function of higher order. That is, various variables may occur when measuring the subject's temperature due to environmental factors such as the ambient temperature of the subject being photographed, and product characteristics such as lens distortion. It can be calculated as a function.
여기서, 상기 변환식 f(x)를 1차 함수로 나타낼 경우,Here, when the transformation expression f(x) is expressed as a linear function,
f(x) = ax + b로 나타낼 수 있으며,It can be expressed as f(x) = ax + b,
변환 온도 = (ax + b) + 온도 조절부의 온도(℃)Conversion temperature = (ax + b) + temperature of thermostat (°C)
로 나타낼 수 있다.can be expressed as
여기서, x는 제1 데이터와 제2 데이터의 편차이고,where x is the deviation between the first data and the second data,
a는 편차 값을 온도로 변환하기 위한 비례 계수로, 기울기를 나타내며,a is the proportionality coefficient for converting the deviation value into temperature, representing the slope,
b는 상수 값이다.b is a constant value.
이때, a는 열화상 센서의 특성에 따라 달라지고, b는 렌즈의 왜곡 및 평활화에 따른 렌즈의 특성 등의 하드웨어 특성에 따라 달라진다.In this case, a varies according to the characteristics of the thermal image sensor, and b varies according to hardware characteristics such as lens characteristics according to distortion and smoothing of the lens.
예를 들면, 먼저 피사체로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 온도 데이터 값과 온도 조절부(50)로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 온도 데이터 값의 편차에 따라 보정할 온도 범위를 설정한 후 데이터 값의 편차에 따른 온도 값을 보정 온도 값으로 하여 변환 온도를 계산한다.For example, first, the temperature range to be corrected is set according to the difference between the temperature data value input from the subject to the thermal image sensor 30 and the temperature data value input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30 . Then, the conversion temperature is calculated using the temperature value according to the deviation of the data value as the correction temperature value.
즉, 제1 데이터 값과 제2 데이터 값의 편차에 따른 온도 값을 먼저 설정하되, 제1 데이터 값과 제2 데이터 값의 편차 10 범위 당 1℃ 씩의 보정값을 설정하고, 피사체로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 37.5℃의 온도 데이터 값인 제1 데이터 값이 60이고, 온도 조절부(50)로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 36.5℃의 온도 데이터 값인 제2 데이터 값이 50일 경우,That is, the temperature value according to the deviation of the first data value and the second data value is first set, and a correction value of 1°C is set for every 10 deviations of the first data value and the second data value, and the thermal image from the subject is set. The first data value, which is a temperature data value of 37.5° C. input to the sensor 30, is 60, and the second data value, which is a temperature data value of 36.5° C. input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30, is 50 days. case,
편차 값 = 제1 데이터 - 제2 데이터Deviation value = first data - second data
= 60 - 50 = 10 = 60 - 50 = 10
여기서, 편차 값은 10일 경우, 1℃의 보정 값으로 설정하면,Here, when the deviation value is 10, if it is set as a correction value of 1℃,
변환 온도 = (ax + b) + 온도 조절부의 온도(℃)Conversion temperature = (ax + b) + temperature of thermostat (°C)
이고, 이때 기울기는 1이고, 피사체로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 제1 데이터 값과 온도 조절부(50)로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 제2 데이터 값이 동일 조건 하에 있다고 가정하여 b = 0으로 하여 계산할 경우,In this case, it is assumed that the slope is 1, and the first data value input from the subject to the thermal image sensor 30 and the second data value input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30 are under the same condition. So, when calculating with b = 0,
변환 온도 = {기울기 × (제1 데이터 값 - 제2 데이터 값)} + 온도 조절부의 온도(℃)Conversion temperature = {gradient × (first data value - second data value)} + temperature of temperature controller (°C)
= (1 × 1℃) + 36.5℃ = (1 × 1℃) + 36.5℃
= 37.5℃ = 37.5℃
임을 계산할 수 있으며, 따라서 피사체로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 온도 데이터 값에 따른 온도 값이 37.5℃로 정확함을 알 수 있다.can be calculated, and therefore it can be seen that the temperature value according to the temperature data value input from the subject to the thermal image sensor 30 is accurate to 37.5°C.
한편, 제1 데이터 값과 제2 데이터 값의 편차 10 범위 당 1℃ 씩의 보정값을 설정하고, 피사체로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 37.5℃의 온도 데이터 값인 제1 데이터 값이 70이고, 온도 조절부(50)로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 36.5℃의 온도 데이터 값인 제2 데이터 값이 50이며, 이때 기울기는 1이고, 피사체로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 제1 데이터 값과 온도 조절부(50)로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 제2 데이터 값이 동일 조건 하에 있다고 가정하여 b = 0으로 하여 계산할 경우,On the other hand, a correction value of 1°C per 10 deviations of the first data value and the second data value is set, and the first data value, which is a temperature data value of 37.5°C input from the subject to the thermal image sensor 30, is 70, , the second data value, which is a temperature data value of 36.5° C. input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30 , is 50, in this case, the slope is 1, and the first inputted from the subject to the thermal image sensor 30 . Assuming that the data value and the second data value input from the temperature controller 50 to the thermal image sensor 30 are under the same condition, b = 0,
변환 온도 = (ax + b) + 온도 조절부의 온도(℃)Conversion temperature = (ax + b) + temperature of thermostat (°C)
변환 온도 = {기울기 × (제1 데이터 값 - 제2 데이터 값)} + 온도 조절부의 온도(℃)Conversion temperature = {gradient × (first data value - second data value)} + temperature of temperature controller (°C)
= {1 × (70 - 50) + 36.5℃} = {1 × (70 - 50) + 36.5°C}
편차 값 = 제1 데이터 - 제2 데이터Deviation value = first data - second data
= 70 - 50 = 20 = 70 - 50 = 20
여기서, 편차 값은 20일 경우, 2℃의 보정 값으로 설정하면,Here, when the deviation value is 20, if it is set as a correction value of 2℃,
= (1 × 20) + 36.5℃ = (1 × 20) + 36.5℃
= (1 × 2℃) + 36.5℃ = (1 × 2℃) + 36.5℃
= 38.5℃ = 38.5°C
임을 계산할 수 있으며, 따라서 피사체로부터 열화상 센서(30)로 입력되는 온도 데이터 값에 따른 온도 값이 실제로는 37.5℃가 아닌 38.5℃임을 계산할 수 있다.can be calculated, and therefore it can be calculated that the temperature value according to the temperature data value input from the subject to the thermal image sensor 30 is actually 38.5°C instead of 37.5°C.
한편, 상기 변환식 f(x)를 2차 함수로 나타낼 경우,On the other hand, when the transformation expression f(x) is expressed as a quadratic function,
f(x) = ax2 + bx + c로 나타낼 수 있으며,It can be written as f(x) = ax 2 + bx + c,
변환 온도 = (ax2 + bx + c) + 온도 조절부의 온도(℃)Conversion temperature = (ax 2 + bx + c) + temperature of thermostat (°C)
로 나타낼 수 있다.can be expressed as
여기서, x는 제1 데이터와 제2 데이터의 편차이고,where x is the deviation between the first data and the second data,
a, b 및 c는 열화상 센서 및 렌즈의 특성 등 하드웨어의 특성에 따라 달라진다. 즉, 인체의 온도 범위 내, 가령 30℃ 내지 40℃ 범위 내에서 변화하는 온도 데이터 값이 2차 함수 형태로 나타날 경우, 이에 따른 열화상 센서의 특성 및 렌즈의 특성을 포함하는 하드웨어의 특성에 따라 a, b 및 c의 값이 결정될 수 있다.a, b, and c vary depending on the characteristics of the hardware, such as the characteristics of the thermal image sensor and lens. That is, when the temperature data value that changes within the temperature range of the human body, for example, within the range of 30°C to 40°C, appears in the form of a quadratic function, according to the characteristics of the hardware including the characteristics of the thermal image sensor and the characteristics of the lens. The values of a, b and c can be determined.
이상, 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하지만, 첨부 특허청구의 범위에 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.As mentioned above, although the present invention has been shown and described in relation to specific embodiments, it is common knowledge in the art that various modifications and changes are possible without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims. Anyone who has it will know it easily.
본 발명은, 피사체로부터 열화상 센서로 입력되는 데이터와 온도 조절장치를 통해 열화상 센서로 입력되는 온도 데이터 값을 이용하여 주변의 온도와 노이즈 등에 의해 시간이 경과함에 따라 불규칙하게 변화하는 피사체의 온도 데이터 값을 보정하여 열화상 카메라를 통한 인체의 온도 측정 시 오차범위를 최소화하여 온도 측정의 정확도 및 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 특히 사람의 체온 범위 내에서 측정된 온도의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 열화상 카메라의 안정화 시간 없이 즉각적인 동작이 가능하고, 인체의 체온 범위 내에서의 특정 온도만을 검출함으로써 양산 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있으며, 피사체의 온도 데이터 값과 온도 조절장치에서 열화상 센서를 통해 온도 제어부로 입력되는 온도 데이터 값의 편차를 이용해 정확한 피사체의 온도 값을 얻을 수 있는 최적의 발명이다.According to the present invention, the temperature of the subject that changes irregularly over time due to ambient temperature and noise using data input from the subject to the thermal image sensor and the temperature data value input to the thermal image sensor through the temperature controller By correcting the data value, it is possible to improve the accuracy and precision of temperature measurement by minimizing the error range when measuring the temperature of the human body through a thermal imaging camera. Immediate operation is possible without the stabilization time of the thermal imaging camera, and by detecting only a specific temperature within the body temperature range, the mass production time can be drastically reduced. This is an optimal invention that can obtain an accurate temperature value of a subject by using the deviation of the temperature data input to the temperature controller.

Claims (7)

  1. 피사체로부터 발산되어 렌즈를 통해 입력되는 적외선 이미지를 검출하여 전기적 신호로 출력하는 열화상 센서;a thermal image sensor that detects an infrared image emitted from a subject and input through a lens and outputs an electrical signal;
    상기 렌즈의 전면 일측에 배치되되, 인체의 온도 범위 내에서 설정된 온도로 발열하는 온도 조절부; 및a temperature control unit disposed on one side of the front surface of the lens and generating heat to a temperature set within a body temperature range; and
    상기 열화상 센서로 입력되는 피사체의 온도 데이터 값과 상기 열화상 센서로 입력되는 온도 조절부의 설정된 온도 데이터 값의 편차를 이용하여 현재의 온도를 측정하는 온도 제어부;a temperature controller configured to measure a current temperature using a difference between a temperature data value of a subject input to the thermal image sensor and a temperature data value set by the temperature controller input to the thermal image sensor;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치.Temperature accuracy improvement device of a thermal imaging camera for human body detection, characterized in that it comprises a.
  2. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 온도 조절부는,The temperature control unit,
    상기 렌즈의 전면부에 가장자리의 소정 영역을 가리도록 배치되되, 상기 온도 제어부에 의해 설정된 온도로 발열하는 발열판과, 상기 온도제어부에 의해 설정된 온도로 발열하는 발열판의 온도가 일정하도록 조절하는 온도 조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치.A temperature control device arranged to cover a predetermined area of the edge of the front part of the lens, and controlling the temperature of the heating plate heating to a temperature set by the temperature control unit and the heating plate heating to a temperature set by the temperature control unit to be constant Temperature accuracy improvement device of a thermal imaging camera for human body detection, characterized in that it comprises a.
  3. 청구항 2에 있어서,3. The method according to claim 2,
    상기 온도 조절부는,The temperature control unit,
    상기 온도 제어부에 의해 설정된 온도로 일정하게 발열되는지 여부를 감지하기 위한 온도 센서가 더 포함되되, 상기 온도 센서는 상기 발열판의 일측에 적어도 하나 이상으로 구비되어 발열판의 온도를 감지하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치.A temperature sensor for detecting whether heat is constantly generated at a temperature set by the temperature controller is further included, wherein at least one temperature sensor is provided on one side of the heating plate to sense the temperature of the heating plate A device for improving the temperature accuracy of a thermal imaging camera for human body detection.
  4. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 온도 제어부는,The temperature control unit,
    피사체로부터 발산되어 열화상 센서로 입력되는 온도 데이터 값인 제1 데이터와 인체의 온도 범위 내에서 설정된 온도로 발열하는 온도 조절부로부터 열화상 센서로 입력되는 온도 데이터 값인 제2 데이터의 편차를 이용하여 변환 온도로 변환하여 현재의 온도 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치.Conversion using the difference between the first data, which is the temperature data value emitted from the subject and input to the thermal image sensor, and the second data, which is the temperature data value input to the thermal image sensor from the temperature controller that generates heat at a set temperature within the body temperature range A device for improving the temperature accuracy of a thermal imaging camera for human body detection, characterized in that the current temperature value is calculated by converting the temperature.
  5. 청구항 4에 있어서,5. The method according to claim 4,
    상기 변환 온도를 구하는 식은 하기와 같으며,The formula for calculating the conversion temperature is as follows,
    변환 온도 = f(x) + 온도 조절부 온도Conversion temperature = f(x) + thermostat temperature
    상기 변환식 f(x)는 1차 함수 또는 2차 함수로 구할 수 있는 것을 특징으로 하는 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치.The conversion formula f(x) is an apparatus for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera for human body detection, characterized in that it can be obtained as a first-order function or a second-order function.
  6. 청구항 5에 있어서,6. The method of claim 5,
    상기 변환식 f(x)가 1차 함수일 경우,When the above conversion expression f(x) is a linear function,
    변환 온도 = (ax + b) + 온도 조절부 온도Conversion temperature = (ax + b) + thermostat temperature
    상기 x는 제1 데이터와 제2 데이터의 편차이고,Where x is the deviation of the first data and the second data,
    상기 a는 편차 값을 온도로 변환하기 위한 비례 계수로, 기울기를 나타내는 것이며, 열화상 센서의 특성에 따라 달라질 수 있고,Where a is a proportional coefficient for converting a deviation value into a temperature, indicating a slope, and may vary depending on the characteristics of the thermal image sensor,
    상기 b는 상수 값으로서, 렌즈의 특성에 따라 달라질 수 있는 것을 특징으로 하는 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치.Wherein b is a constant value, the apparatus for improving temperature accuracy of a thermal imaging camera for human body detection, characterized in that it may vary depending on the characteristics of the lens.
  7. 청구항 5에 있어서,6. The method of claim 5,
    상기 변환식 f(x)가 2차 함수일 경우,When the transformation expression f(x) is a quadratic function,
    변환 온도 = (ax2 + bx + c) + 온도 조절부 온도Conversion temperature = (ax 2 + bx + c) + thermostat temperature
    상기 x는 제1 데이터와 제2 데이터의 편차이고,Where x is the deviation of the first data and the second data,
    상기 a, b, c는 열화상 센서의 특성 및 렌즈의 특성에 따라 달라질 수 있는 것을 특징으로 하는 인체 감지용 열화상 카메라의 온도 정확도 개선장치.wherein a, b, and c may vary depending on the characteristics of the thermal image sensor and the characteristics of the lens.
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