專利名稱：溫度遙感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種用于在一定距離內(nèi)測(cè)量人體或動(dòng)物溫度的溫度遙感裝置。
背景技術(shù)：
在機(jī)場(chǎng)、火車站等用于人類和動(dòng)物(“主體”)集中運(yùn)輸?shù)钠渌胤?，普遍地進(jìn)行篩 查人體或動(dòng)物的高溫或其它疾病跡象。這樣做是為了減少傳染性疾病所造成的疾病蔓延。在過去，這種篩查最初是通過觀察主觀進(jìn)行的。篩查人員只是簡(jiǎn)單的觀察一個(gè)主 體，并尋找發(fā)病跡象，如出汗、不辨方位、膚色發(fā)紅及咳嗽，來表明該主體生病并應(yīng)該與乘坐 該交通工具的其它主體隔離。最近，開發(fā)了一些技術(shù)用于通過測(cè)量溫度來進(jìn)行主體篩查，因?yàn)轶w溫升高是患病 的一個(gè)強(qiáng)有力的主要表征，這些疾病包括人類和動(dòng)物中的一些感染性疾病。這些技術(shù)包括 溫度計(jì)，但是因?yàn)閮蓚€(gè)原因溫度計(jì)在大批量篩查環(huán)境中是存在問題的。首先，它們反應(yīng)遲 緩，這增加了溫度測(cè)量時(shí)間，從而也增加了操作者的錯(cuò)誤。第二，溫度計(jì)難以消毒，因?yàn)樗鼈?與主體直接接觸。因此，測(cè)量錯(cuò)誤幾率的增加以及消毒的問題大大提高了一些感染性疾病 的傳播機(jī)會(huì)。現(xiàn)已經(jīng)存在通過紅外輻射在很短的距離內(nèi)測(cè)量溫度的溫度傳感器，這樣的溫度傳 感器比溫度計(jì)侵入性要小。有些紅外溫度計(jì)通過與主體的皮膚接觸來運(yùn)行。其它一些紅外 溫度計(jì)在距離主體前額或主體其它感測(cè)區(qū)域幾英寸的距離處操作。使用這種方法的主要難題之一是，需要檢測(cè)大量通過一個(gè)交通樞紐或其它建筑的 單個(gè)主體的疾病癥狀情況。如果每一個(gè)體都必須分別進(jìn)行單獨(dú)檢測(cè)，則這個(gè)過程可能是緩 慢的?！┈F(xiàn)有溫度傳感裝置使用紅外傳感技術(shù)自動(dòng)掃描個(gè)體，并檢索結(jié)果。掃描過程 通常是通過將紅外輻射通過主體的身體或它們身體的部分來測(cè)量他們的溫度。這種裝置存 在三個(gè)主要的困難。首先，通常它們必須被手動(dòng)重新調(diào)整，以適應(yīng)不同高度的主體。第二，由于紅外傳感器的焦距是固定的，因此主體必須站在距裝置一個(gè)特定距離 范圍之內(nèi)，以提供準(zhǔn)確的讀數(shù)。由于在現(xiàn)有裝置中沒有準(zhǔn)確測(cè)量主體距離的設(shè)備，因此主體 和操作者通常不知道讀數(shù)是否是正確的。最后，由于紅外裝置必須在主體表面上掃描移動(dòng)，因此完成掃描并產(chǎn)生結(jié)果可能 花費(fèi)大約幾十秒至幾分鐘。為有效地檢測(cè)大量的主體以防止疾病的傳播，檢測(cè)時(shí)間太長(zhǎng)了，難以保持通過這 些公共設(shè)施的流量。因此，需要一種溫度遙感裝置，其自動(dòng)檢測(cè)主體，還自動(dòng)測(cè)量距離，并進(jìn) 一步調(diào)整以適應(yīng)接近溫度傳感器的主體的高度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)一種用于遠(yuǎn)程檢測(cè)主體溫度的溫度傳感裝置，該主體具有一個(gè)識(shí)別要 素和一個(gè)與該識(shí)別要素具有固定關(guān)系的目標(biāo)區(qū)，該裝置包括
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測(cè)量主體和距離傳感器之間距離的距離傳感器；用于測(cè)量感測(cè)區(qū)溫度的溫度傳感器；用于捕捉主體數(shù)字圖像的數(shù)字圖像捕捉裝置；至少將該溫度傳感器沿著至少一個(gè)軸傾斜的裝置；驅(qū)動(dòng)該傾斜裝置的控制器；以及用于支撐該距離傳感器、溫度傳感器及數(shù)字圖像捕捉裝置的支架；其中，該控制器使用該傾斜裝置使該溫度傳感器傾斜，通過在圖像中確定該識(shí)別 要素的位置，基于離主體的距離及圖像中該識(shí)別要素的位置來確定目標(biāo)區(qū)的位置，然后傾 斜該溫度傳感器，以減小目標(biāo)區(qū)和感測(cè)區(qū)之間的距離。


本發(fā)明實(shí)施例將通過舉例及參考附圖進(jìn)行描述，其中圖Ia是一個(gè)說明性的原理方框圖，其概述了篩查過程的步驟。圖Ib是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例顯示主體與裝置的示意圖。圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例剖開裝置中心的剖視圖，沿著平行于圖4中A-A的正平 面剖開。圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中裝置的正視圖。圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中裝置的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式圖Ia顯示了根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用的一個(gè)實(shí)施例可以遵循的一個(gè)工藝流程圖，圖Ib顯 示了主體與檢測(cè)裝置的設(shè)置示意圖。在這個(gè)實(shí)施例中，主體100站在一個(gè)固定的篩查位置 101。搖攝平臺(tái)103及傾斜頭104返回至大約位于平均主體高度的原位置105。本發(fā)明包括這樣一個(gè)裝置用于檢測(cè)本發(fā)明的裝置前面是否存在主體。在這個(gè)實(shí) 施例中，超聲波傳感器106是開啟的，一旦有主體步入該裝置前面，便向計(jì)算機(jī)108傳遞一 個(gè)信號(hào)?？蛇x的傳感裝置可以用來檢測(cè)主體是否存在，包括其它的光學(xué)傳感器、位置傳感器 或位于篩查位置101的機(jī)械開關(guān)。此外，可通過要求主體按下一個(gè)按鈕、拉動(dòng)一個(gè)觸發(fā)器或 踏在一個(gè)踏板上，而檢測(cè)到主體。本發(fā)明包括一個(gè)捕捉并存儲(chǔ)數(shù)字圖像的裝置。在這個(gè)實(shí)施例中，數(shù)碼相機(jī)109捕 捉主體100的數(shù)字圖像110。如在這個(gè)實(shí)施例中所示，圖像數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)108存儲(chǔ)并處 理。用于捕捉并存儲(chǔ)數(shù)字圖像的裝置不僅限于數(shù)碼相機(jī)?？梢允褂闷渌b置，如能夠存儲(chǔ) 數(shù)字圖像的攝像機(jī)。本發(fā)明包括識(shí)別數(shù)字圖像中識(shí)別要素111的裝置。在這個(gè)實(shí)施例中，軟件檢測(cè)主 體眼睛的位置(這個(gè)實(shí)施例中使用的識(shí)別要素)。本發(fā)明的范圍還包括其它識(shí)別身體要素， 如主體的鼻子、脖子、下巴或耳朵。此外，圖像數(shù)據(jù)的處理和存儲(chǔ)并不僅限于計(jì)算機(jī)108及其軟件。在另一個(gè)實(shí)施例 中，可以采用一個(gè)控制器與固件和交互式人機(jī)界面協(xié)同作用儲(chǔ)存并處理圖像。本發(fā)明包括一個(gè)確定目標(biāo)區(qū)112和感測(cè)區(qū)113之間矢量距離的手段。在本實(shí)施例 中，軟件在二維笛卡爾坐標(biāo)中計(jì)算主體前額中心112(目標(biāo)區(qū))和感測(cè)區(qū)113之間的差分。在這個(gè)實(shí)施例中，軟件使用已知的到篩查位置的固定距離，以及主體前額中心112與感測(cè) 區(qū)113之間的垂直距離114、水平距離115，來計(jì)算搖攝角度，以及使感測(cè)區(qū)113與主體前額 中心112在一條直線上所需的傾斜角。矢量距離的計(jì)算并不限于使用二維笛卡爾坐標(biāo)。也可以采用其它手段，如極坐標(biāo) 或其它任何可用于計(jì)算目標(biāo)區(qū)112和感測(cè)區(qū)113之間矢量距離(“矢量距離”)的坐標(biāo)系 統(tǒng)。本發(fā)明包括使該溫度遙感裝置圍繞至少一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)的裝置。在本實(shí)施例中，紅外 傳感器106圍繞一個(gè)主軸(傾斜)旋轉(zhuǎn)，并且圍繞一個(gè)次軸(搖攝)旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施例中， 計(jì)算機(jī)108的軟件將該遙感角和傾斜角均轉(zhuǎn)換成編碼電信號(hào)，用于搖攝伺服電機(jī)116和傾 斜伺服電機(jī)117。本實(shí)施例采用開環(huán)控制算法；在傳感溫度之前，僅進(jìn)行捕捉圖像、計(jì)算和 移動(dòng)(傾斜和搖攝)的一個(gè)控制循環(huán)。在圖2、3、4中，本發(fā)明實(shí)施例采用一個(gè)搖攝伺服電機(jī)216，與一個(gè)行星齒輪傳動(dòng)系 統(tǒng)220協(xié)同作用，沿著一個(gè)軸承裝置222旋轉(zhuǎn)該搖攝平臺(tái)221及其所有附件；而基座223固 定不變。本實(shí)施例使用一個(gè)傾斜伺服電機(jī)217，與一個(gè)正齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)228和一個(gè)傾斜頭 229協(xié)同作用，來傾斜傳感裝置206和218。傾斜頭229容納超聲波傳感器206和紅外傳感 器218，并用于將兩個(gè)傳感器一起傾斜。本發(fā)明不限于通過采用正齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳遞給傳感裝置來使傳感裝置傾 斜。在替代實(shí)施例中，可以使用一個(gè)鏈和一個(gè)鏈輪齒裝置，或使用一個(gè)齒輪和軌道裝置來傾 斜該傳感裝置。此外，傳感裝置206和218不一定需要固定在傾斜頭內(nèi)部。在另一個(gè)實(shí)施例中，傳 感裝置可以固定在一個(gè)連接到一個(gè)軸上的安裝托架上。本發(fā)明包括一個(gè)將溫度遙感裝置在至少一個(gè)軸周圍旋轉(zhuǎn)的裝置。在本實(shí)施例中， 該裝置將溫度遙感裝置218和距離傳感裝置206圍繞兩個(gè)軸旋轉(zhuǎn)，以便在目標(biāo)區(qū)112方向 上搖攝并傾斜該裝置。本發(fā)明包括一個(gè)遠(yuǎn)程測(cè)量距主體距離的裝置。在本實(shí)施例中，使用超聲波傳感器 106遠(yuǎn)程測(cè)量到主體頭部107的距離。這個(gè)例子中使用超聲波傳感器并不排除在本發(fā)明中 使用其它距離遙感裝置，如激光。本發(fā)明也不排除協(xié)同使用多種傳感裝置，如光學(xué)發(fā)射器和 接收器，以確定主體的存在，結(jié)合已知的篩查位置101到超聲波傳感器106的固定水平距 離，來確定到主體頭部107的距離。在本實(shí)施例中，使用計(jì)算機(jī)108對(duì)距離數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。在另一個(gè)實(shí)施例中， 距離數(shù)據(jù)可以在一個(gè)控制器內(nèi)部存儲(chǔ)并處理。本發(fā)明包括一個(gè)檢測(cè)目標(biāo)區(qū)112前方障礙物的裝置。在本實(shí)施例中，該裝置在目 標(biāo)區(qū)112112中檢測(cè)障礙物，溫度數(shù)據(jù)將在那里進(jìn)行測(cè)量。在這個(gè)實(shí)施例中，目標(biāo)區(qū)112112 的中心通過到識(shí)別要素111的固定矢量距離來確定。在本實(shí)施例中，對(duì)計(jì)算機(jī)108的軟件 進(jìn)行編程，以確定目標(biāo)區(qū)112的大小，并確定目標(biāo)區(qū)112相對(duì)識(shí)別要素111的位置。隨后， 在分析了圖像的顏色分布曲線并將其與一個(gè)已知閾值比較之后，計(jì)算機(jī)108的軟件決定接 受或拒絕圖像110。確定感測(cè)區(qū)特征及分析圖像的顏色分布曲線這兩個(gè)任務(wù)不僅限于計(jì)算機(jī)108和它的軟件。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過一個(gè)內(nèi)部存儲(chǔ)和處理裝置完成表征感測(cè)區(qū)112并 分析它的分布曲線，如聯(lián)合了固件和交互式人機(jī)界面的控制器。例如，該接口可包括一個(gè)安 裝在該裝置背面的顯示屏，其特征可能在于屏幕觸摸按鈕，從而允許用戶處理圖像并執(zhí)行 命令。在另一個(gè)實(shí)施例中，顯示屏還可用于將個(gè)體掃描結(jié)果傳遞給操作者。本發(fā)明需要一個(gè)遠(yuǎn)程測(cè)量感測(cè)區(qū)內(nèi)溫差的裝置。在本實(shí)施例中，這是通過使用紅 外傳感器來實(shí)現(xiàn)的。該裝置可用于通過采用已知的環(huán)境溫度，基于一個(gè)固定的焦距校準(zhǔn)該 傳感器來計(jì)算主體的實(shí)際溫度。可以使用其它具有類似的溫度遙感裝置。本發(fā)明需要一個(gè)向本發(fā)明所提出的組件提供電力的裝置。在本實(shí)施例中，使用電 源和變壓器225向以下組件(以下統(tǒng)稱為“電組件”)供應(yīng)電力，并使用電源總線226向這 些組件分配電力伺服電機(jī)216和217、距離遙感裝置206、溫度遙感裝置218，以及數(shù)碼相 機(jī) 209?？梢圆捎靡粋€(gè)數(shù)據(jù)總線227對(duì)電子組件和計(jì)算機(jī)108之間的數(shù)據(jù)連接進(jìn)行內(nèi)部統(tǒng) 一，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這將會(huì)在計(jì)算機(jī)108和數(shù)據(jù)總線227之間允許使用一個(gè)單獨(dú)的、已知的 電纜接口(例如 eSATA3000、SATA300、SATA 150、PATA133、SAS 300,SAS 150、火線 3200、火 線800、火線400、USB 3.0,USB 2. 0、Ultra-320 SCSI、通過光纖的纖維信道，通過銅質(zhì)電纜 的纖維通道、InfiniBand)。本發(fā)明不僅限于裝置和計(jì)算機(jī)108之間的有線數(shù)據(jù)連接?？蛇x的，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 可用無線資料連接來代替。依照本發(fā)明使用的控制器可包括用以執(zhí)行軟件的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、微處理器或具有內(nèi) 存和處理器的其它數(shù)字電路，或可包括不用軟件而直接操作該裝置的任何模擬或數(shù)字電 路。該控制器還可以包括一個(gè)主_從結(jié)構(gòu)或服務(wù)器和客戶端結(jié)構(gòu)，在那里從該裝置進(jìn)行遠(yuǎn) 程處理，或者從遠(yuǎn)程位置自動(dòng)控制該裝置。軟件可以包括存儲(chǔ)在一個(gè)內(nèi)存中通過處理器來執(zhí)行的可執(zhí)行代碼。內(nèi)存可包括任 何靜態(tài)、瞬態(tài)或動(dòng)態(tài)內(nèi)存或存儲(chǔ)介質(zhì)，包括但不限于只讀存儲(chǔ)器(ROM)或可編程ROM，隨機(jī) 存取寄存器內(nèi)存(RAM)，在寄存器或電學(xué)、磁性、光學(xué)或電子存儲(chǔ)介質(zhì)中的瞬態(tài)存儲(chǔ)。軟件不 包括傳輸信號(hào)或載波。不論如何配備，無論是分布式的還是在同一位置運(yùn)行的，處理器包括 任何用于執(zhí)行或者具有執(zhí)行一系列指令功能的裝置或成套裝置，但不包括個(gè)體或個(gè)人。以上描述僅舉例說明了本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例。本發(fā)明不僅限于上述實(shí)施例。 也就是說，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解并了解，改進(jìn)和變型可以或?qū)⒖梢岳煤蛨?zhí)行此處所 述發(fā)明技術(shù)。因此，希望所有合適的改進(jìn)、變型和等價(jià)物均落入權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于遠(yuǎn)程檢測(cè)主體溫度的溫度傳感裝置，該主體具有一個(gè)識(shí)別要素和一個(gè)與該識(shí)別要素具有固定關(guān)系的目標(biāo)區(qū)，該裝置包括用于檢測(cè)主體是否在篩查位置的裝置；距離傳感器，測(cè)量主體和距離傳感器之間的距離；用于測(cè)量感測(cè)區(qū)中溫度的溫度傳感器；用于捕捉主體數(shù)字圖像的數(shù)字圖像捕捉裝置；至少將該溫度傳感器沿著至少一個(gè)軸傾斜的裝置；驅(qū)動(dòng)該傾斜裝置的控制器；以及用于支撐該距離傳感器、溫度傳感器及數(shù)字圖像捕捉裝置的支架；其中，該控制器通過該傾斜裝置使該溫度傳感器傾斜，通過在圖像中確定該識(shí)別要素的位置，基于到主體的距離及圖像中該識(shí)別要素的位置，來確定目標(biāo)區(qū)的位置，然后傾斜溫度傳感器，以減少目標(biāo)區(qū)和感測(cè)區(qū)之間的距離。
2.權(quán)利要求1所述裝置，其中傾斜裝置還傾斜該距離傳感器。
3.權(quán)利要求1所述裝置，其中傾斜裝置還傾斜該數(shù)字圖像捕捉裝置。
4.權(quán)利要求1所述裝置，其中距離傳感器包括超聲波傳感器。
5.權(quán)利要求1所述裝置，其中溫度傳感器包括紅外傳感器。
6.權(quán)利要求5所述裝置，其中校準(zhǔn)紅外傳感器，以便檢測(cè)與目標(biāo)區(qū)預(yù)期溫度的溫差。
7.權(quán)利要求1所述裝置，其中數(shù)字圖像捕捉裝置包括一臺(tái)能夠捕捉數(shù)字圖像的相機(jī)。
8.權(quán)利要求1所述裝置，其中控制器結(jié)合到最接近數(shù)字圖像捕捉裝置的一個(gè)殼體中。
9.權(quán)利要求1所述裝置，其中控制器包括一臺(tái)通過通信裝置與傾斜裝置聯(lián)系的計(jì)算機(jī)。
10.權(quán)利要求1所述裝置，進(jìn)一步包括一個(gè)用于向操作者顯示個(gè)體掃描結(jié)果的顯示裝置。
11.一種使用溫度傳感裝置掃描人或動(dòng)物高體溫的方法，包括提供一種溫度傳感裝置，其具有距離傳感器、溫度傳感器、捕捉數(shù)字圖像的裝置和具有 內(nèi)存的電子控制器以及用于同時(shí)傾斜該距離傳感器和該溫度傳感器的傾斜裝置；以及 捕捉目標(biāo)的數(shù)字圖像；在數(shù)字圖像中識(shí)別一個(gè)識(shí)別要素并確定目標(biāo)區(qū)相對(duì)該識(shí)別要素距離的位置； 確定的目標(biāo)區(qū)和感測(cè)區(qū)之間的距離；至少傾斜該溫度傳感器，以減小目標(biāo)區(qū)和感測(cè)區(qū)之間的距離；并 通過采用該溫度傳感器測(cè)量感測(cè)區(qū)的溫度來計(jì)算目標(biāo)區(qū)的溫度，并調(diào)整該溫度以適應(yīng) 裝置和目標(biāo)之間的距離。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于遠(yuǎn)程檢測(cè)主體溫度的溫度傳感裝置，該主體具有一個(gè)識(shí)別要素和一個(gè)與該識(shí)別要素具有固定關(guān)系的目標(biāo)區(qū)，該裝置包括測(cè)量主體和距離傳感器之間距離的距離傳感器；用于測(cè)量感測(cè)區(qū)中溫度差異的溫度傳感器；用于捕捉主體數(shù)字圖像的數(shù)字圖像捕捉裝置；至少將該溫度傳感器沿著至少一個(gè)軸傾斜的裝置，并優(yōu)選沿著兩個(gè)軸傾斜和搖攝；驅(qū)動(dòng)該傾斜裝置的控制器；以及用于支撐該距離傳感器、溫度傳感器及數(shù)字圖像捕捉裝置的支架；其中該控制器使用該傾斜裝置使該溫度傳感器傾斜，以減小目標(biāo)區(qū)和感測(cè)區(qū)之間的距離；以及測(cè)量最接近該目標(biāo)區(qū)的溫度差的溫度傳感器，以檢測(cè)人類或動(dòng)物中的高溫疾病。
文檔編號(hào)G01J5/00GK101933799SQ20091017815
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者彭玉華, 李建業(yè), 梁可為, 江建樺, 陳鎮(zhèn)光, 黃逸培 申請(qǐng)人:柏訊科技有限公司