专利名称：快速多目标红外实时图像温度自动跟踪监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像温度监测系统，尤其是指一种快速多目标红外实时图像温度自动跟踪监测系统。
背景技术：
由于SARS病毒的蔓延，人们对于发烧的可疑人群予以了极大的关注。现有的红外图像测温装置是采用单个红外摄像机对流动人群进行体温监测的，为了保证监测精度，红外摄像机与被测对象之间的距离是基本固定的，一般控制在5米范围之内，无法对大景深、大规模的流动人群进行实时监测。同时，由于现有的红外图像测温装置运作速度慢，被测目标容易受到干扰，使交通枢纽、口岸等人口集中和流动量大的地方的通行率大为降低，甚至造成人群堵塞和经济损失。现有的红外热成像技术、实时图像处理技术和计算机自动控制技术是完全成熟的，然而只有将这些技术有机地结合为一体并进行集中控制，才能使其成为一个具有高效率、高精度、高抗干扰、实时监测、探测范围广、快速多目标自动跟踪以及自动记录等特点的快速多目标红外实时图像温度自动跟踪监测系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速多目标红外实时图像温度自动跟踪监测系统，利用该装置可以对流量在每分钟百人以上以及景深在十米以上的大规模流动人群进行体温自动监测，可以自动、快速、多目标地发现体温超标的人体，并对其自动跟踪及报警，同时还可将该目标及附近的人群以彩色数字图像的形式记录下来，以便备案和后期采取措施。
为实现上述目的所采取的技术方案是一种快速多目标红外实时图像温度自动跟踪监测系统，包括摄像机、高速云台、云台及摄像机控制器，还包括图像采集处理器、彩色图像显示器、计算机和计算机显示器。所述的摄像机由带广角镜头的高分辨率红外摄像机、带变焦镜头的高精度红外摄像机和一台带变焦镜头的普通摄像机所构成，带变焦镜头的高精度红外摄像机和带变焦镜头的普通摄像机设置在高速云台上。带广角镜头的高分辨率红外摄像机、带变焦镜头的高精度红外摄像机和带变焦镜头的普通摄像机分别经连接线与图像采集处理器相连。带变焦镜头的高精度红外摄像机、带变焦镜头的普通摄像机和高速云台分别经连接线与云台及摄像机控制器相接。彩色图像显示器与图像采集处理器连接在一起。图像采集处理器和云台及摄像机控制器分别经总线插接于计算机的PCI插槽上。
其中，带广角镜头的高分辨率红外摄像机和带变焦镜头的高精度红外摄像机的台数各为一台或一台以上。
图像采集处理器由模拟视频解码器、数字视频接口、带存储器的图像处理器、带图像叠加存储器的图形控制器和总线接口所构成，其中，模拟视频解码器分别与带广角镜头的高分辨率红外摄像机及带变焦镜头的高精度红外摄像机相连，数字视频接口与带变焦镜头的普通摄像机相接，模拟视频解码器和数字视频接口分别经带存储器的图像处理器与带图像叠加存储器的图形控制器相连，带图像叠加存储器的图形控制器通过视频输出端口连接到彩色图像显示器。
云台及摄像机控制器由多路数字接口、I/O控制器和RS485控制器所构成，所述的带广角镜头的高分辨率红外摄像机和带变焦镜头的高精度红外摄像机的变焦镜头和高速云台分别经数字接口连接到I/O控制器，又经RS485控制器和一RS485接口连接于计算机的PCI总线。
本发明的优点是1、可对大规模、远距离的流动人群进行监测由于采用带广角镜头的高分辨率红外摄像机对流动人群进行体温监测，其监测景深可达10米以上，监测流量超过每分钟上百人。
2、可高效率、高精度地实时监测由于采用带变焦镜头的高精度红外摄像机对可疑人体的头部温度进行高精度测量，可迅速准确地确定可疑目标。
3、可快速、自动地跟踪目标由于采用高速云台、云台及摄像机控制器以及计算机对摄像机的变焦镜头进行控制，可以每秒5人体以上的速度快速、自动地跟踪目标。
4、具有图像的记录和显示功能由于设有带变焦镜头的普通摄像机和彩色图像显示器，可将可疑目标及附近人群的视频图像拍摄和显示下来并记录于计算机的图像数据库中。
5、具有数字和图像的存储功能由于采集到的热视像图首先经过图像采集处理器的数字化处理，因此能将可疑目标的最高温度以及周围人群的视频图像以数字的形式存储于计算机的图像数据库中，以便于后期跟踪和处理。
图1为本发明结构原理图。
图2为本发明中图像处理器的方框图。
图3为本发明中云台及摄像机变焦控制器的方框图。
图4为利用本发明对高热区域进行识别的流程5为利用本发明对人体头部温度进行高精度测量的流程图。
图中标号说明如下1、带广角镜头的高分辨率红外摄像机2、带变焦镜头的高精度红外摄像机3、带变焦镜头的普通摄像机摄像机4、高速云台5、云台及摄像机控制器51、数字接口 52、I/O控制器53、RS485控制器 54、RS485接口6、图像采集处理器61、模拟视频解码器62、数字视频接口63、带存储器的图像处理器 64、图形控制器65、图像叠加存储器66、总线接口7、彩色图像显示器8、计算机9、计算机显示器10、大规模流动人群具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。
如图1所示，一种快速多目标红外实时图像温度自动跟踪监测系统，它包括一台带广角镜头的高分辨率红外摄像机1、一台带变焦镜头的高精度红外摄像机2、一台带变焦镜头的普通摄像机摄像机3、高速云台4、云台及摄像机控制器5、图像采集处理器6、彩色图像显示器7、计算机8和计算机显示器9。带广角镜头的高分辨率红外摄像机1用于将景深在10米或10米以上的大规模流动人群10的热视像图摄入同一幅画面中。带变焦镜头的高精度红外摄像机2用于对多个可疑目标的人体头部进行精确的温度测量。带变焦镜头的普通摄像机摄像机3(彩色或黑白)用于将可疑目标及其周围的人群的视频图像记录下来。带广角镜头的高分辨率红外摄像机1和带变焦镜头的普通摄像机2设置在高速云台4上。三台摄像机分别与图像采集处理器6相连，带变焦镜头的高精度红外摄像机2、带变焦镜头的普通摄像机3和高速云台4分别经连接线与云台及摄像机控制器5相接，彩色图像显示器7与图像采集处理器6连接在一起，图像采集处理器6和云台及摄像机控制器5分别经总线插接于计算机的PCI插槽上。带广角镜头的高分辨率红外摄像机1所摄的热视像图经图像采集处理器6的采集、处理后将温度超标的高热区域划分出来，并将热视像图实时地显示在彩色图像显示器7。所摄的热视像图中的温度超标区域通过计算机8精确定位并通过云台及摄像机变焦控制器5将控制参数送至高速云台4及带变焦镜头的高精度红外摄像机2。带变焦镜头高精度红外摄像机2通过其变焦镜头将其所对准的目标从人体头部取样进行精确的温度测量。本装置使用的高速可控云台4能以每秒5个以上的速度将带变焦镜头的高精度红外摄像机2对准指定目标。对于温度超标的可疑目标的热视像图通过图像采集处理器6将热视像图数字化标出最高温度并存入计算机的图像数据库中。与此同时所确定的可疑目标通过带变焦镜头普通摄像机3和图像采集处理器6将可疑目标及周围的环境摄制成数字图像存入计算机8的图像数据库中。所有的可疑目标通过计算机8及图像采集处理器6用醒目的颜色显示在彩色图像显示器7上，同时由计算机8发出报警信号。
如图2所示，图像采集处理器6包括模拟视频解码器61(型号为Phlip公司生产的SA7111A)、数字视频接口62、带存储器的图像处理器63(型号为FPGA)、图形控制器64(型号为S3 SAVAGE 4)、图像叠加存储器65和总线接口66，其中，模拟视频解码器61分别与带广角镜头的高分辨率红外摄像机1及带变焦镜头的高精度红外摄像机2相连，数字视频接口62与带变焦镜头的普通摄像机3相接，模拟视频解码器61和数字视频接口62分别经带存储器的图像处理器63与图形控制器64相连，图形控制器64分别与图像叠加存储器65及总线接口66连接在一起，图形控制器64通过总线接口插接在计算机的PCI插槽内，其视频输出端连接到彩色图像显示器7，以便于用醒目的颜色动态监视流动人群的热视像图。
如图3所示，云台及摄像机控制器5由三路数字接口51、I/O控制器52、RS485控制器53和RS485接口54所构成，带广角镜头的高分辨率红外摄像机1和带变焦镜头的高精度红外摄像机2的变焦镜头和高速云台4分别经数字接口51连接到I/O控制器52，以便对模拟控制量进行模数转换，又经RS485控制器53和RS485接口54连接于计算机的PCI总线，由计算机8按控制程序对其进行控制。
如图4所示，按照该高热区域的识别流程，带广角镜头的高分辨率红外摄像机1摄下的热视像图经图像采集处理器6的采集、处理后，在计算机的运算处理下，可将温度超标的高热区域划分出来，并将热视像图实时地显示在彩色图像显示器7上。
如图5所示，按照该人体头部高精度测量流程，带变焦镜头高精度红外摄像机2通过其变焦镜头，在云台及变焦控制器的控制下，将其所对准的目标从人体头部取样进行精确的温度测量。
由于采取了上述结构，使其具有速度快、效率高、精度高、实时性强、探测范围广、不易被干扰、可自动记录和多目标跟踪的特点。
权利要求
1.一种快速多目标红外实时图像温度自动跟踪监测系统，包括摄像机、高速云台、云台及摄像机控制器，其特征在于还包括图像采集处理器、彩色图像显示器、计算机和计算机显示器；所述的摄像机由带广角镜头的高分辨率红外摄像机、带变焦镜头的高精度红外摄像机和一台带变焦镜头的普通摄像机所构成；带变焦镜头的高精度红外摄像机和带变焦镜头的普通摄像机设置在高速云台上；带广角镜头的高分辨率红外摄像机用于对流动人群进行体温监测，带变焦镜头的高精度红外摄像机用于对可疑人体的头部温度进行高精度测量，带变焦镜头的普通摄像机用于将可疑目标及附近人群的视频图像拍摄下来，这三台摄像机分别经连接线与图像采集处理器相连，用于将热视图像数字化后标出最高温度值并存入计算机的热视图像数据库中；带变焦镜头的高精度红外摄像机、带变焦镜头的普通摄像机及高速云台分别经连接线与云台及摄像机控制器相接，用于对摄像机的变焦镜头进行控制；彩色图像显示器与图像采集处理器连接在一起，用于将采集到的可疑目标的热视图像图像动态显示出来；采集处理器和云台及摄像机控制器分别经总线插接于计算机的PCI插槽上，用于计算机从采集处理器获取采集信号，并经运算、存储后通过云台及摄像机控制器控制摄像机变焦镜头的运作。
2.根据权利要求1所述的快速多目标红外实时图像温度自动跟踪监测系统，其特征在于带广角镜头的高分辨率红外摄像机和带变焦镜头的高精度红外摄像机的台数各为一台或一台以上。
3.根据权利要求1所述的快速多目标红外实时图像温度自动跟踪监测系统，其特征在于所述的图像采集处理器由模拟视频解码器、数字视频接口、带存储器的图像处理器、图形控制器、图像叠加存储器和总线接口所构成，其中，模拟视频解码器通过模拟视频接口分别与带广角镜头的高分辨率红外摄像机和带变焦镜头的高精度红外摄像机相连，数字视频接口与带变焦镜头的普通摄像机相接，模拟视频解码器和数字视频接口分别经带存储器的图像处理器与图形控制器相连，图形控制器分别与图像叠加存储器及总线接口连接在一起，图形控制器的视频输出端连接到彩色图像显示器上，用以显示各摄像机的拍摄图像。
4.根据权利要求1所述的快速多目标红外实时图像温度自动跟踪监测系统，其特征在于所述的云台及摄像机控制器由多路数字接口、I/O控制器、RS485控制器和RS485接口所构成，所述的带广角镜头的高分辨率红外摄像机和带变焦镜头的高精度红外摄像机的变焦镜头和高速云台分别经数字接口连接到I/O控制器，又经RS485控制器和RS485接口连接于计算机的PCI总线，以由计算机对摄像机的变焦镜头进行控制。
全文摘要
本发明涉及一种快速多目标红外实时图像温度自动跟踪监测系统，采用一台以上带广角镜头的高分辨率红外摄像机对流动人群的体温进行实时监测，采用一台以上带变焦镜头的高精度红外摄像机对可疑人体的头部温度进行高精度测量，采用带变焦镜头的普通摄像机和彩色图像显示器对可疑人体及附近人群的热视图像进行显示和记录，由高速云台、云台及摄像机控制器、图像采集处理器和计算机构成红外实时图像温度自动跟踪监测系统。能对每分钟百人以上流量的大规模人群在十米以上的景深范围进行体温监测，能及时发现发烧病人并进行多目标跟踪与报警，具有速度快、效率高、精度高、实时性强、探测范围广、不易被干扰、可自动记录和多目标跟踪的特点。
文档编号G01J5/54GK1480716SQ0313816
公开日2004年3月10日 申请日期2003年6月13日 优先权日2003年6月13日
发明者杨锦锋, 苗兰珍 申请人:北京雷波泰克信息技术有限公司