一種紅外體溫監(jiān)測自動校準方法及校準系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種紅外體溫監(jiān)測自動校準方法及校準系統(tǒng)。該系統(tǒng)由紅外體溫監(jiān)測設(shè)備和校準數(shù)據(jù)處理中心、耳道測溫設(shè)備、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測設(shè)備、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)、紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)組成，在校準數(shù)據(jù)處理中心以耳道溫度T0為基準溫度，環(huán)境參數(shù)作為干擾因素，體表溫度Ty作為待校準的數(shù)據(jù)信息，進行數(shù)據(jù)分析和處理，建立環(huán)境參數(shù)-體表溫度-體溫的校準參數(shù)曲線。本發(fā)明相對簡單、易行、經(jīng)濟、有效的方法，解決目前國境口岸等區(qū)域使用的紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)存在的誤報、錯報、漏報等諸多問題。
【專利說明】一種紅外體溫監(jiān)測自動校準方法及校準系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]涉及紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)的自動校準技術(shù)，特別適用于國境口岸區(qū)域出入境旅檢通道紅外體溫監(jiān)測設(shè)備的實時、精確的校準。
【背景技術(shù)】
[0002]溫度在絕對零度(-273°C )以上的物體，都會對外輻射出紅外線，物體溫度越高，輻射越強。紅外探測設(shè)備將紅外輻射的波長、強度等信號轉(zhuǎn)換成電信號，電信號經(jīng)放大器和信號處理后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標的溫度值，成像裝置將電信號模擬掃描物體表面溫度的空間分布，經(jīng)處理后傳至顯示屏上，得到與物體表面熱分布相應(yīng)的熱像圖，從而實現(xiàn)遠距離目標熱狀態(tài)圖像成像和測溫并進行分析判斷，這就是紅外熱成像測溫的基本原理。該項技術(shù)已經(jīng)廣泛地用于工業(yè)探傷、爐溫監(jiān)測、軍事等領(lǐng)域。2003年SARS流行期間，紅外熱成像技術(shù)開始被應(yīng)用于人群體表溫度監(jiān)測。由于該方法具有自動、快速、非接觸、自動報警、自動跟蹤發(fā)熱者等優(yōu)點，從而受到邊境口岸、車站碼頭等場所相關(guān)管理部門的歡迎，在SARS、甲型流感等傳染病防控期間，對發(fā)熱病人篩檢起到了關(guān)鍵作用。目前全國各國境口岸廣泛配置了紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)，用于口岸出入境人員體表溫度監(jiān)測，在出入境人群傳染病防控中發(fā)揮重要作用。紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)的理論依據(jù)是，通過體表溫度的監(jiān)測，反應(yīng)被監(jiān)測個體的體溫高低，從中篩檢出體溫升高、發(fā)燒等個體。當前的紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)可以較為準確的監(jiān)測到人的體表溫度(一般以額頭或者顏面部溫度為準)，經(jīng)過紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)的校準參數(shù)，進行計算與修正后輸出體溫，然而目前的校準參數(shù)只是儀器操作人員根據(jù)經(jīng)驗簡單的將紅外測得的體表溫度加上相應(yīng)的溫度差值，不能夠真實反應(yīng)紅外測得的體表溫度與旅客體溫對應(yīng)關(guān)系。
[0003]通過實踐發(fā)現(xiàn)，(I)人的體表溫度容易受到外界環(huán)境的溫度、濕度、風(fēng)速、個人身體差異等多方面因素影響；(2)不同體溫區(qū)間校準參數(shù)是不一致。現(xiàn)有的紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)可以有效的反應(yīng)人群體表溫度，但是 獲取了體表溫度信息后，在經(jīng)紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)修正轉(zhuǎn)化成體溫信息時出現(xiàn)較大偏差。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)(I)現(xiàn)有的測溫系統(tǒng)校準參數(shù)缺乏數(shù)據(jù)支撐。目前，所有在用的測溫系統(tǒng)中的校準參數(shù)的設(shè)置與調(diào)試主要依靠測溫設(shè)備維護使用人員的經(jīng)驗來設(shè)置，因此測溫儀的參數(shù)設(shè)置的實時性、科學(xué)性與有效性均難以保證。(2)在氣溫等環(huán)境參數(shù)變化較大時候，人的體表溫度會隨著環(huán)境變化等多因素變化而變化，體表溫度和體溫差距在不斷變化，但是現(xiàn)有紅外測溫系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置不能及時隨著環(huán)境參數(shù)變化而變化，因此常常引起虛報、漏報，難以滿足口岸體溫快速監(jiān)測、快速通關(guān)的要求。(3)由于當前的測溫系統(tǒng)分布于全國各個出入境口岸，各口岸所處經(jīng)度、維度、氣候條件等諸多狀況不一樣，當前的紅外測溫系統(tǒng)的校準參數(shù)設(shè)置沒有充分考慮到這些因素。因此，現(xiàn)有的紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)常因為外界環(huán)境的變化出現(xiàn)漏報、誤報、虛假報警，嚴重影響了通關(guān)速度與傳染病監(jiān)測效率。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本紅外體溫監(jiān)測校準系統(tǒng)提供一種相對簡單、易行、經(jīng)濟、有效的方法，解決目前國境口岸等區(qū)域使用的紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)存在的誤報、錯報、漏報等諸多問題。
[0005]本發(fā)明的一種紅外體溫監(jiān)測自動校準系統(tǒng)，包括紅外體溫監(jiān)測設(shè)備和校準數(shù)據(jù)處理中心，耳道測溫設(shè)備、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測設(shè)備、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)、紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)；它們通過有線或無線方式進行數(shù)據(jù)傳輸；其中
[0006](I)耳道測溫設(shè)備，用于采集耳道溫度數(shù)據(jù)T0，并傳輸至校準數(shù)據(jù)處理中心；
[0007](2)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測設(shè)備:用于采集環(huán)境相關(guān)信息，并將環(huán)境信息轉(zhuǎn)化成電信號，傳輸至環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)；
[0008](3)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，接收到采集到的電信號以后，通過數(shù)據(jù)處理，換算成環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，并傳輸至校準數(shù)據(jù)處理中心；
[0009](4)紅外體表溫度監(jiān)測設(shè)備，用于采集步驟(1)中相同個體的體表紅外信息，并將紅外信息轉(zhuǎn)化成電信號，傳輸至紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)；
[0010](5)紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)，用于接收到紅外體表溫度監(jiān)測設(shè)備傳輸過來的電信號，將電信號進行數(shù)據(jù)處理，換算成體表溫度Ty傳入校準數(shù)據(jù)處理中心；
[0011](6)校準數(shù)據(jù)處理中心，用于將收集到的耳道溫度、環(huán)境參數(shù)、紅外體表溫度進行數(shù)據(jù)分析和處理，建立環(huán)境參數(shù)-體表溫度-體溫的校準參數(shù)曲線。
[0012]本發(fā)明中所述的環(huán)境參數(shù)包括環(huán)境溫度Tx、濕度RHx、風(fēng)速Vix、人體移動速度V2x、氣壓Px、CO2濃度Cbx、粉塵濃度Cgx、周圍熱源參數(shù)Kx、相對于鏡頭位置坐標參數(shù)a= (X，y,z)0
[0013]本發(fā)明中校準數(shù)據(jù)處理中心通過自回歸模型算法等算法進行數(shù)據(jù)分析和處理。
[0014]本發(fā)明還公開了一種紅外體溫監(jiān)測自動校準方法，包括以下步驟:
[0015](I)通過耳道測溫設(shè)備獲取人的耳道溫度Ttl，傳輸至校準數(shù)據(jù)處理中心；
[0016](2)通過環(huán)境參數(shù)監(jiān)測設(shè)備獲取環(huán)境溫度信息，通過環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)將環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心；
[0017]( 3)通過紅外體表溫度監(jiān)測設(shè)備采集步驟(1)中相同個體的體表紅外信息，并將紅外信息轉(zhuǎn)化成電信號，傳輸至紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)；
[0018](4)紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)將接收到紅外體表溫度監(jiān)測設(shè)備傳輸過來的電信號進行數(shù)據(jù)處理，換算成體表溫度Ty傳入校準數(shù)據(jù)處理中心；
[0019](6)校準數(shù)據(jù)處理中心以耳道溫度Ttl為基準溫度，環(huán)境參數(shù)作為干擾因素，體表溫度Ty作為待校準的數(shù)據(jù)信息，進行數(shù)據(jù)分析和處理，建立環(huán)境參數(shù)-體表溫度-體溫的校準參數(shù)曲線。
[0020]與現(xiàn)有的測溫系統(tǒng)相比，本校準系統(tǒng)選擇了更為精準的耳道溫度作為標準源，同時自動采集環(huán)境參數(shù)信息，能夠根據(jù)環(huán)境變化自動調(diào)整現(xiàn)有的紅外測溫系統(tǒng)校準參數(shù)曲線(環(huán)境參數(shù)-體表溫度-體溫修正曲線)設(shè)置，達到現(xiàn)有紅外測溫系統(tǒng)智能化調(diào)整自身參數(shù)的目的。最大限度的提高了國境口岸等區(qū)域紅外體溫監(jiān)測的科學(xué)性、有效性和準確度，提高口岸地區(qū)通關(guān)速度與傳染病監(jiān)測效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為紅外體溫監(jiān)測校準系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實施方式】
[0022]本發(fā)明的實施方案:根據(jù)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，人的耳道更靠近體溫中樞，因此耳道溫度比腋下溫度更接近體溫。同時耳溫比腋下溫度更容易獲得，更容易被出入境人群接受。因此選擇耳溫可以作為體溫參考標準。
[0023] 紅外體溫監(jiān)測校準系統(tǒng)的選擇耳溫Ttl作為基準溫度參數(shù)，選擇環(huán)境參數(shù)如環(huán)境溫度Tx、濕度RHx、風(fēng)速Vix、人體移動速度V2x、氣壓Px、CO2濃度Cbx、粉塵濃度Cex、周圍熱源參數(shù)Kx、相對于鏡頭位置坐標參數(shù)a= (X，y, z)等參數(shù)作為影響因素，對紅外測溫系統(tǒng)監(jiān)測到的紅外體表溫度TBx等參數(shù)作為輸入量，然后采用自回歸模型等算法對采集到的數(shù)據(jù)進行處理，具體如下:
[0024]本發(fā)明通過環(huán)境參數(shù)監(jiān)測設(shè)備通過環(huán)境參數(shù)監(jiān)測設(shè)備，實時獲得環(huán)境參數(shù):環(huán)境溫度Tx、濕度RHx、風(fēng)速Vix、人體移動速度V2x、氣壓Px、CO2濃度Cbx、粉塵濃度Cex、相對于鏡頭位置坐標參數(shù)a= (x, y, z)等參數(shù)。
[0025]1、紅外體表溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備，用于實時采集通過人群的體表紅外信息，并將紅外信息轉(zhuǎn)化成電信號，傳輸至紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)；紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)，用于接收到紅外體溫監(jiān)測設(shè)備傳輸過來的電信號，將電信號進行數(shù)據(jù)處理，換算成體表溫度。
[0026]2、選擇經(jīng)過通道的不同個體旅客，利用耳道測溫設(shè)備，讀取人體耳溫信息Ttl，作為校準的基準溫度，無線自動傳輸技術(shù)，傳入校準數(shù)據(jù)處理中心；在耳溫檢測設(shè)備上安裝自動定位裝置同時發(fā)出定位信號，將紅外體表溫度監(jiān)測設(shè)備獲取到的該旅客的體表溫度信息Ty傳入校準數(shù)據(jù)處理中心。
[0027]3、在紅外測溫系統(tǒng)計算機校準數(shù)據(jù)處理中心采用自回歸模型等算法，以獲得的耳道溫度為標準溫度，以獲得的環(huán)境參數(shù)為影響因素，對紅外測溫系統(tǒng)獲得的溫度進行分析與運算，獲得實時校準參數(shù)曲線。
[0028]4、將分析獲得的參數(shù)曲線自動導(dǎo)入到紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)中，實現(xiàn)對紅外測溫系統(tǒng)的實施實時校準；
[0029]5、在耳溫儀未啟動時，計算機數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)獲取的實時信息，自動調(diào)取歷史校準信息數(shù)據(jù)庫進行主動分析，給出實時校準參數(shù)曲線(環(huán)境參數(shù)-體表溫度-體溫修正曲線)，對紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)實時校準。
[0030]6、自回模型算法如下:
[0031]記X1 (η), χ2 (η), χ3 (η)......χΝ(η)表示η時刻,第N個參數(shù)(環(huán)境溫度Tx、濕度RHX、
風(fēng)速Vx、氣壓Px、C02濃度Cbx、粉塵濃度Cex、周圍熱源參數(shù)Kx、相對于鏡頭位置坐標參數(shù)a=(X，y, z)、紅外體表溫度Ty等參數(shù))的觀測值。y(n)表示η時刻目標的實際溫度?？紤]到
耳溫儀測溫的準確性，故可以將耳溫儀測得的數(shù)據(jù)J_(")，作為目標的實際溫度的有效估計。
即假定:
[0032]v(n) = v(?)(I)
[0033]假定實際目標溫度y(n)為N個觀測參數(shù)的函數(shù):
[0034]y (n) = f (X1 (η)，X2 (η)...χΝ (η)) (2)
[0035]將(2)式帶入(I)式，可得[0036]y{n) = /(.Y1 (π),χ2(--)...Xx (/?))(3)
[0037]本問題的關(guān)鍵在于，通過已經(jīng)獲得的數(shù)據(jù)，得到函數(shù)f(.)的最優(yōu)估計。假定各參數(shù)之間符合如下關(guān)系:
[0038]= A1X丨(") + Λ2χ2(") +…/7\X、(/7) + 6-,,(4)
[0039]其中，ε為噪聲，為隨機變量，假定其分布為Φ(0，δ2)。其第η時刻的觀測值為εη，則對于不同時刻，(4)式可以表示為:
【權(quán)利要求】
1. 一種紅外體溫監(jiān)測自動校準系統(tǒng)，包括紅外體溫監(jiān)測設(shè)備和校準數(shù)據(jù)處理中心，其特征在于還包括耳道測溫設(shè)備、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測設(shè)備、環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)、紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)；其中 (1)耳道測溫設(shè)備，用于采集耳道溫度數(shù)據(jù)Ttl，并傳輸至校準數(shù)據(jù)處理中心； (2)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測設(shè)備:用于采集環(huán)境相關(guān)信息，并將環(huán)境信息轉(zhuǎn)化成電信號，傳輸至環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)； (3)環(huán)境參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，接收到采集到的電信號以后，通過數(shù)據(jù)處理，并換算成環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，并傳輸至校準數(shù)據(jù)處理中心； (4)紅外體表溫度監(jiān)測設(shè)備，用于采集步驟(1)中相同個體的體表紅外信息，并將紅外信息轉(zhuǎn)化成電信號，傳輸至紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)； (5)紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)，用于接收到紅外體表溫度監(jiān)測設(shè)備傳輸過來的電信號，將電信號進行數(shù)據(jù)處理，換算成體表溫度Ty傳入校準數(shù)據(jù)處理中心； (6)校準數(shù)據(jù)處理中心，用于將收集到的耳道溫度、環(huán)境參數(shù)、紅外體表溫度進行數(shù)據(jù)分析和處理，建立環(huán)境參數(shù)-體表溫度-體溫的校準參數(shù)曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)包括:環(huán)境溫度Tx、濕度RHx、風(fēng)速Vix、人體移動速度V2x、氣壓Px、CO2濃度Cbx、粉塵濃度Cex、周圍熱源參數(shù)Kx、相對于鏡頭位置坐標參數(shù)a= (X, y, z)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，校準數(shù)據(jù)處理中心通過自回歸模型算法進行數(shù)據(jù)分析和處理。
4.一種紅外體溫監(jiān)測自動校準方法，其特征在于包括以下步驟: (1)通過耳道測溫設(shè)備獲取人的耳道溫度Ttl，傳輸至校準數(shù)據(jù)處理中心； (2)通過環(huán)境參數(shù)監(jiān)測設(shè)備獲取環(huán)境溫度信息，通過環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)將環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心； (3)通過紅外體表溫度監(jiān)測設(shè)備采集步驟(1)中相同個體的體表紅外信息，并將紅外信息轉(zhuǎn)化成電信號，傳輸至紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)； (4)紅外體溫監(jiān)測系統(tǒng)將接收到紅外體表溫度監(jiān)測設(shè)備傳輸過來的電信號進行數(shù)據(jù)處理，換算成體表溫度Ty傳入校準數(shù)據(jù)處理中心； (5)校準數(shù)據(jù)處理中心以耳道溫度Ttl為基準溫度，環(huán)境參數(shù)作為干擾因素，體表溫度Ty作為待校準的數(shù)據(jù)信息，進行數(shù)據(jù)分析和處理，建立環(huán)境參數(shù)-體表溫度-體溫的校準參數(shù)曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)包括:環(huán)境溫度Tx、濕度RHx、風(fēng)速Vix、人體移動速度V2x、C02濃度Cbx、粉塵濃度Cex、周圍熱源參數(shù)Kx、相對于鏡頭位置坐標參數(shù)a= (X, y, z)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法方法，其特征在于，校準數(shù)據(jù)處理中心通過自回歸模型算法進行數(shù)據(jù)分析和處理。
【文檔編號】A61B5/01GK103479339SQ201310454485
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】蘇小建, 楊慶貴, 高興亞, 錢吉生 申請人:中華人民共和國南京出入境檢驗檢疫局