专利名称：热成像体温监控装置、系统及方法
技术领域：
本发明涉及公共卫生防疫设备领域，具体地涉及一种热成像体温监控设备。
背景技术：
禽流感、SARS和Hmi型流感等公共卫生安全事件，给人类的生命构成了巨大的威 胁。此类疾病在发病时的共同症状为发热。因此，针对此类流行性疾病的诊断首先是测量 体温。目前测量体温的手段或设备主要有体温计、非接触型红外额温计以及其他基于 红外原理的体温监测装置，比如红外体温监测系统，其置于公共场所或通道内，被检人员逐 个从该设备中间门形处通过，在该设备两侧的立柱处的红外探测设备可探测到人体温度， 并在显示板上显示温度。体温计的测量方式的接触式的，且需要一定测量时间，所以不适合应用于大面积 易传人群的体温筛查。非接触式红外额温计，满足了非接触、快速测量的要求。但是，在火车站出站口等 人流量比较大的检测地点，受检人员仍需要排队等候，这样增加了检测人员的工作负担，同 时也耽误了受检人员的时间。红外体温监测系统，实现了自动检测、自动触发报警，但是在使用中需要受检人员 从该设备下通过，这样便限制人流的行动，同时也需要较大数量的监管人员。因此，目前需要一种能够实现非接触、快速、不限制受检人员流动的热成像体温监 控装置及系统。
发明内容
针对上述产品的缺陷，本发明的目的是提供一种能够实现非接触、快速、不限制受 检人员流动的热成像体温监控装置及系统。本发明的热成像体温监控装置和系统的技术方案如下。本发明所提供的热成像体温监控装置，包括红外热像仪、可见光摄像机和云台，所 述红外热像仪和可见光摄像机设置在所述云台上。优选地，所述热成像体温控制装置还包括设置在所述红外热像仪的可视监测区域 内的温度传感器。优选地，所述红外热像仪是非制冷红外热像仪。本发明还提供一种热成像体温监控系统，包括以下部分至少一个热成像体温监控装置，用于获取可视监测区域内的红外辐射和可见光视 频图像，其包括红外热像仪、可见光摄像机、云台和温度传感器，所述红外热像仪和可见光 摄像机设置在所述云台上，所述温度传感器设置在所述红外热像仪的可视监测区域内并用 于校准所述红外热像仪的漂移；至少一个信号分析设备，用于分析所述热成像体温监控装置所采集的视频信号，
4得到所述监测区域内各目标的位置和温度信息；数据管理平台，用于为监控人员提供被监控对象的信息并接受监控人员的指令。优选地，所述红外热像仪是非制冷红外热像仪。优选地，所述信号分析设备还包括软件模块，所述软件模块包括以下依次连接的 模块图像融合模块，其与所述可见光摄像机和所述数据管理平台连接，完成可见光与 红外图像的匹配并实现在可见光图像上进行异常温度目标的温度标示；移动目标跟踪模块，其与所述红外热像仪连接，对移动目标的进行持续跟踪并显 示；温度检测模块，其与所述红外热像仪和数据管理平台连接，进行红外图像的温度 测量和视频分析；热像仪校准模块，其与所述红外热像仪和温度传感器连接并校准红外热像仪。优选地，所述温度检测模块接收所述红外热像仪传输来的被监控目标的红外光视 频信息，完成对所述红外视频图像的温度测量和视频分析，并将所述目标的温度信息传输 至所述移动目标跟踪模块；所述温度检测模块还能够向所述数据管理平台发送报警信号；所述移动目标跟踪模块接收所述红外热像仪传输来的被监控目标的红外光视频 信息，将被监视目标的所述温度信息标示在所述目标上并跟踪该目标；所述图像融合模块接收所述可见光摄像机传输来的被监控目标的可见光视频信 息以及所述移动目标跟踪模块传输来的所述目标的温度及位置信息，将所述可见光视频信 息与所述目标的温度及位置信息进行匹配，实现在可见光视频图像上标示所述目标的温度 信息，并将该标示有温度信息的复合可见光视频传输至所述数据管理平台；数据管理平台能够显示红外辐射和可见光视频图像视频并在红外及可见光视频 图像上标示所述移动目标的温度，并将监控信息建立日志、保存视频。优选地，所述热像仪校准模块接收所述温度检测模块传输来的所述红外热像仪的 检测温度以及所述温度传感器传输来的其测量的自身的实际温度，比较所述检测温度和实 际温度的差异，并根据所述差异的判断向所述红外热像仪发送校准信号。本发明还提供一种应用上述热成像体温监控系统的方法，该方法包括(1)所述可见光摄像机采集被监控目标的可见光，并将可见光视频信息传输至所 述图像融合模块；(2)所述红外热像仪采集被监控目标的红外光，并将红外视频图像传输至所述移 动目标跟踪模块和温度检测模块；所述温度检测模块完成对所述红外视频图像的温度测量 和视频分析，并将所述目标的温度信息传输至所述移动目标跟踪模块；所述移动目标跟踪 模块将所述温度信息标示在所述目标上并跟踪该目标；所述移动目标跟踪模块将所述目标 的温度及位置信息传输至所述图像融合模块，所述图像融合模块将可见光视频与所述目标 的温度及位置信息进行匹配，实现在可见光视频图像上标示所述目标的温度信息；(3)所述图像融合模块将标示有温度信息的复合可见光视频传输至所述数据管理 平台；如果发现异常温度的目标，所述温度检测模块将报警信号发送至所述数据管理平台。优选地，所述红外热像仪采集所述温度传感器的红外视频图像信息并将所述信息 传输至所述温度检测模块，所述温度检测模块根据所述信息确定所述温度传感器的测量温度，温度检测模块将所述测量温度信息传输至所述热像仪校准模块；所述温度传感器将其 测量的自身的实际温度也传输至所述热像仪校准模块；所述热像仪校准模块判断所述温度 传感器的测量温度和实际温度是否存在差异，如果存在差异则向所述红外热像仪发送校准信号。本发明的有益效果如下。本发明的热成像体温监控装置及系统能够对公共场所的大面积范围内人体的体 温进行监控，并且实现了非接触、快速且不限制受检人员流动。本发明的热成像体温监控装置无需接触被测人体，避免了测试者与被检测者之间 的交叉感染。本发明的热成像体温监控系统，采用红外热热像仪加视频分析的手段，对目标人 群被动式检测，不影响受检人员的正常活动，在视频画面上可直观的显示人体及其温度，并 且灵敏度高，检测速度快，探测覆盖范围广，无需人员值守，自动录像，实现了智能化的体温 监控，任何室内人流聚集的地方均可安装使用。同时本产品具有更加隐蔽，全自动、全适时、全天候的特点。
附图1是根据本发明的一个实施方式的热成像体温监控系统的框图。附图2是根据本发明的一个实施方式的热成像体温监控系统及其所应用的软件 模块的框图。
具体实施例方式本发明的热成像体温监控装置基于红外热像仪的体温检测原理。红外热像仪利用物体的红外辐射而成像，红外辐射的强弱反映了物体的温度的高 低，因此红外热像仪所成的灰度图像可以用于测温的目的。红外热成像的温度计算公式温度=像素灰度值X转换比例+基准温度其中，“转换比例”在实验室条件下测试得到，“基准温度”在软件中进行设置。上述公式反映出温度与像素灰度成正比关系，因此监测像素灰度也就相当于监测 物体温度。本实施方式的热成像体温监控装置，包括红外热像仪、可见光摄像机和云台，所述 红外热像仪和可见光摄像机设置在所述云台上。本热成像体温监控装置还包括温度传感器，其设置在所述红外热像仪的可视监测 区域内，即红外热像仪必须能够监控到该温度传感器。其中，所述红外热像仪是非制冷红外热像仪。以下结合附图1对本发明的热成像体温监控系统进行说明。该热成像体温监控系 统包括热成像体温监控装置、信号分析设备和数据管理平台。热成像体温监控装置，其包括红外热像仪、可见光摄像机、云台和温度传感器，所 述红外热像仪和可见光摄像机设置在所述云台上。红外热像仪、可见光摄像机分别用于获 取可视监测区域内(红外热像仪、可见光摄像机的检测范围是30米)的红外辐射和可见光 视频图像，所述温度传感器用于修正红外热像仪由于环境温度改变造成的漂移。
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信号分析设备，用于分析所述热成像体温监控装置所采集的视频信号，得到所述 监测区域内各目标的位置和温度信息。数据管理平台，用于为监控人员提供被监控对象的信息并接受监控人员的指令， 显示视频和异常温度目标的标示、建立日志、保存视频。其中，所述红外热像仪是非制冷红外热像仪。其中，所述信号分析设备的软件模块包括以下模块。图像融合模块，完成可见光与红外图像的匹配，实现在可见光图像上进行异常温 度目标的标示；温度检测模块，完成对红外图像的温度测量和视频分析；移动目标跟踪模 块，完成对移动目标的持续跟踪并稳定地显示；热像仪校准模块根据所述温度传感器测定 的实际温度来确定红外热像仪检测到的温度传感器的温度是否存在差异(即由于环境温 度改变造成的漂移)，进而对红外热像仪进行校准，保障系统精度和稳定性。本实施方式中所采用的红外热像仪，其内有配套控制电路，可以接收上位机的指 令来调节成像的对比度和亮度。在正常情况下，红外热像仪的对比度和亮度是自适应的，这 时无论物体温度的高低，所成图像都是对比度亮度适中的，适应人眼最好的观察效果，此时 并不能达到测温的目的。在需要进行体温监控时，通过上位机指令，将红外热像仪的对比度 和亮度设置为手动模式，使红外热像仪的亮度不再进行自适应，再将对比度和亮度设置为 固定值，这样所成的图像就反映了物体的实际温度。热成像体温监控装置将红外和可见视频信号传输给数据管理平台，操作人员能够 通过数据管理平台将云台转动及旋转控制信号和红外热像仪/可见光摄像机控制信号传 输至热成像体温监控装置。若发现超过警戒温度的发热人员，便将其温度和位置信息写入可见光摄像机的视 频图像中，并将报警信号一起通过网络传至后端的数据管理平台进行处理。一台红外热像仪和一台可见光摄像机组成一台复合监测摄像机，一台复合监测摄 像机和一个温度传感器组成一个热成像体温监控装置，一个热成像体温监控装置和一个与 之连接的信号分析设备形成一个监测点。本实施方式的热成像体温监控系统包括10个监 控点，这些监控点通过传输网络与数据管理平台连接。数据管理平台包括显示器、控制主机 和报警器。以下结合附图2对本发明的软件模块及其所应用的方法进行说明。可见光摄像机采集被监控目标的可见光，并将可见光视频信息传输至图像融合模 块。红外热像仪采集被监控目标的红外光，并将红外视频图像传输至移动目标跟踪模 块和温度检测模块。温度检测模块完成对红外图像的温度测量和视频分析，并将所检测到 的目标的温度信息传输至移动目标跟踪模块；移动目标跟踪模块将所述温度信息标示在目 标上并跟踪该目标；移动目标跟踪模块将该被跟踪目标的温度及位置信息传输至图像融合 模块，图像融合模块将可见光视频与所述目标的温度及位置信息进行匹配，实现在可见光 视频图像上标示被跟踪目标的温度信息。图像融合模块将标示有温度信息的复合可见光视频传输至数据管理平台；如果发 现异常温度，温度检测模块将报警信号发送至数据管理平台；数据管理平台显示视频和异 常温度目标的标示，并将监控信息建立日志、保存视频。
在红外热像仪产生温度漂移时，需要对红外热像仪进行校正。红外热像仪采集温度传感器的红外视频图像信息并将该信息传输至温度检测模 块，温度检测模块根据该红外视频图像信息确定温度传感器的测量温度；温度检测模块将 该测量温度信息传输至热像仪校准模块。同时，温度传感器将其测量的自身的实际温度也 传输至热像仪校准模块。热像仪校准模块判断温度传感器的所述测量温度和实际温度是否 存在差异，如果存在差异便向红外热像仪发送控制指令进行校准。
权利要求
一种热成像体温监控装置，其特征在于，其包括红外热像仪、可见光摄像机和云台，所述红外热像仪和可见光摄像机设置在所述云台上。
2.根据权利要求1所述的热成像体温监控装置，其特征在于，所述体温控制装置还包 括设置在所述红外热像仪的可视监测区域内的温度传感器。
3.根据权利要求1所述的热成像体温监控装置，其特征在于，所述红外热像仪是非制 冷红外热像仪。
4.一种热成像体温监控系统，其特征在于，所述热成像体温监控系统包括以下部分 至少一个体温监控装置，用于获取可视监测区域内的红外辐射和可见光视频图像，其包括红外热像仪、可见光摄像机、云台和温度传感器，所述红外热像仪和可见光摄像机设置 在所述云台上，所述温度传感器设置在所述红外热像仪的可视监测区域内并用于校准所述 红外热像仪的漂移；至少一个信号分析设备，用于分析所述热成像体温监控装置所采集的视频信号，得到 所述监测区域内各目标的位置和温度信息；数据管理平台，用于为监控人员提供被监控对象的信息并接受监控人员的指令。
5.根据权利要求4所述的热成像体温监控系统，其特征在于，所述红外热像仪是非制 冷红外热像仪。
6.根据权利要求4所述的热成像体温监控系统，其特征在于，所述信号分析设备还包 括软件模块，所述软件模块包括以下依次连接的模块图像融合模块，其与所述可见光摄像机和所述数据管理平台连接，完成可见光与红外 图像的匹配并实现在可见光图像上进行异常温度目标的温度标示；移动目标跟踪模块，其与所述红外热像仪连接，对移动目标的进行持续跟踪并显示； 温度检测模块，其与所述红外热像仪和数据管理平台连接，进行红外图像的温度测量 和视频分析；热像仪校准模块，其与所述红外热像仪和温度传感器连接并校准红外热像仪。
7.根据权利要求6所述的热成像体温监控系统，其特征在于所述温度检测模块接收所述红外热像仪传输来的被监控目标的红外光视频信息，完成 对所述红外视频图像的温度测量和视频分析，并将所述目标的温度信息传输至所述移动目 标跟踪模块；所述温度检测模块还能够向所述数据管理平台发送报警信号；所述移动目标跟踪模块接收所述红外热像仪传输来的被监控目标的红外光视频信息， 将被监视目标的所述温度信息标示在所述目标上并跟踪该目标；所述图像融合模块接收所述可见光摄像机传输来的被监控目标的可见光视频信息以 及所述移动目标跟踪模块传输来的所述目标的温度及位置信息，将所述可见光视频信息与 所述目标的温度及位置信息进行匹配，实现在可见光视频图像上标示所述目标的温度信 息，并将该标示有温度信息的复合可见光视频传输至所述数据管理平台；数据管理平台能够显示红外辐射和可见光视频图像视频并在红外及可见光视频图像 上标示所述移动目标的温度，并将监控信息建立日志、保存视频。
8.根据权利要求6所述的热成像体温监控系统，其特征在于，所述热像仪校准模块接 收所述温度检测模块传输来的所述红外热像仪的检测温度以及所述温度传感器传输来的 其测量的自身的实际温度，比较所述检测温度和实际温度的差异，并根据是否存在所述差异的判断向所述红外热像仪发送校准信号。
9.一种应用权利要求6-8任一项所述的热成像体温监控系统的方法，其特征在于，所 述方法包括(1)所述可见光摄像机采集被监控目标的可见光，并将可见光视频信息传输至所述图 像融合模块；(2)所述红外热像仪采集被监控目标的红外光，并将红外视频图像传输至所述移动目 标跟踪模块和温度检测模块；所述温度检测模块完成对所述红外视频图像的温度测量和视 频分析，并将所述目标的温度信息传输至所述移动目标跟踪模块；所述移动目标跟踪模块 将所述温度信息标示在所述目标上并跟踪该目标；所述移动目标跟踪模块将所述目标的温 度及位置信息传输至所述图像融合模块，所述图像融合模块将可见光视频与所述目标的温 度及位置信息进行匹配，实现在可见光视频图像上标示所述目标的温度信息；(3)所述图像融合模块将标示有温度信息的复合可见光视频传输至所述数据管理平 台；如果发现异常温度的目标，所述温度检测模块将报警信号发送至所述数据管理平台。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述红外热像仪采集所述温度传感器的 红外视频图像信息并将所述信息传输至所述温度检测模块，所述温度检测模块根据所述信 息确定所述温度传感器的测量温度，温度检测模块将所述测量温度信息传输至所述热像仪 校准模块；所述温度传感器将其测量的自身的实际温度也传输至所述热像仪校准模块；所 述热像仪校准模块判断所述温度传感器的测量温度和实际温度是否存在差异，如果存在差 异则向所述红外热像仪发送校准信号。
全文摘要
本发明提供一种热成像体温监控装置和应用其一种热成像体温监控系统，该系统包括以下部分至少一个热成像体温监控装置，用于获取可视监测区域内的红外辐射和可见光视频图像，其包括红外热像仪、可见光摄像机、云台和温度传感器，所述红外热像仪和可见光摄像机设置在所述云台上，所述温度传感器用于修正红外热像仪由于环境温度改变造成的漂移；至少一个信号分析设备，用于分析所述热成像体温监控装置所采集的视频信号，得到所述监测区域内各目标的位置和温度信息；数据管理平台，用于为监控人员提供被监控对象的信息并接受监控人员的指令。本发明的热成像体温监控装置及系统能够对公共场所的大面积范围内人体的体温进行监控，并且实现了非接触、快速且不限制受检人员流动。
文档编号A61B5/01GK101972140SQ201010273249
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月7日 优先权日2010年9月7日
发明者杜越洋 申请人:航天海鹰安全技术工程有限公司