一種精確識(shí)別人體溫度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紅外傳感技術(shù)，特別涉及一種通過紅外傳感器精確測(cè)量人體溫度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]長虹CHiQ空調(diào)的發(fā)布，顛覆了傳統(tǒng)，它基于獨(dú)特的人體狀態(tài)感知技術(shù)，一方面由硬件定義空調(diào)向軟件定義空調(diào)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)人與空調(diào)的互動(dòng)及設(shè)備之間的協(xié)同，在保證人體舒適的同時(shí)，節(jié)能降耗;另一方面從用戶需求角度出發(fā)，通過多種應(yīng)用場(chǎng)景模式而不是純粹的功能來滿足用戶需求。因此，長虹CHiQ空調(diào)顛覆了 “硬件+功能”的傳統(tǒng)空調(diào)理念，開創(chuàng)了“軟件+應(yīng)用場(chǎng)景模式”的發(fā)展新方向。
[0003]長虹CHiQ空調(diào)根據(jù)感知識(shí)別的人機(jī)距離、人群數(shù)量、位置等，針對(duì)不同區(qū)域，自動(dòng)調(diào)整出風(fēng)方式、風(fēng)速、風(fēng)向等參數(shù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整每一個(gè)分區(qū)的舒適度。更為奇妙的是，人可以在空調(diào)風(fēng)力輻射角度范圍內(nèi)針對(duì)特定位置設(shè)定VIP個(gè)人優(yōu)先模式，當(dāng)用戶在優(yōu)先舒適區(qū)時(shí)，CHiQ會(huì)針對(duì)性的進(jìn)行溫度、濕度、風(fēng)速與風(fēng)向調(diào)整，故人體狀態(tài)智能識(shí)別是長虹CHiQ空調(diào)最為核心的功能。
[0004]為降低成本，長虹CHiQ空調(diào)采用4*16的低分辨率非制冷中紅外傳感器代替高分比率高成本的紅外攝像頭，并在一定的算法下實(shí)現(xiàn)人體信息識(shí)別，如圖1所示。由于采用了低分辨綠的紅外攝像頭，因數(shù)據(jù)采集時(shí)受到輻射角度的影響，采集的到的溫度數(shù)據(jù)與物體實(shí)際的溫度值存在一定的偏差，雖然可以得倒人體的數(shù)量，但因溫度無法準(zhǔn)確的測(cè)量，故導(dǎo)致人體位置無法準(zhǔn)確的進(jìn)行測(cè)量及人體信息漏失的概率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中，在使用低分辨率的紅外攝像頭進(jìn)行人體溫度采集時(shí)，采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的問題。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種精確識(shí)別人體溫度的方法，包括如下步驟:
[0007]步驟一、對(duì)紅外傳感器進(jìn)行誤差校正后使用紅外傳感器旋轉(zhuǎn)進(jìn)行逐步掃描及數(shù)據(jù)米集；
[0008]步驟二、根據(jù)溫度與距離的關(guān)系的理論曲線對(duì)紅外傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行校正；
[0009]步驟三、采用中值濾波方法對(duì)校正后的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理；
[0010]步驟四、多濾波處理后的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比處理，獲取人體的溫度數(shù)據(jù)及人體數(shù)量信息O
[0011 ] 進(jìn)一步地，步驟四之后還包括:
[0012]步驟五、根據(jù)溫度與距離的關(guān)系計(jì)算得到人體與空調(diào)之間的距離。
[0013]具體地，步驟一中、采用分辨率為4*16的低分辨率非制冷中紅外傳感器進(jìn)行逐步掃描及數(shù)據(jù)采集。
[0014]具體地，所述紅外傳感器按1°-1°-1°-13°旋轉(zhuǎn)進(jìn)行逐步掃描和數(shù)據(jù)采集。
[0015]具體地，進(jìn)行中值濾波處理的具體方法如下:
[0016]將板內(nèi)像素按照像素值的大小進(jìn)行排序，生成單調(diào)上升的為一維數(shù)據(jù)序列，然后輸出一維中值濾波:
[0017]g(x) =med{f (χ-k), (k^ff)}
[0018]其中，f(x)，g(x)分別為原始圖像和校正后圖像，W為一維模板，其取值為1*11區(qū)域。
[0019]具體地，步驟二中，溫度與距離的理論曲線如下:
[0020]Τ=(Φ (α)-φ (-α))*Τ1+(1_Φ (α)+φ (-α)*Τ0，其中Tl 表示黑體溫度，TO 表示環(huán)境溫度，T表示測(cè)量溫度，φ(α)=!Χ-⑴，α)(13.46*exp (_569*x2))，L表示黎曼積分。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的精確采集人體溫度飛方法，采用低分辨率的非制冷中紅外傳感器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，對(duì)采集后的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，并用簡(jiǎn)單的中值濾波方法和1*11的一維滑動(dòng)模板對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，根據(jù)濾波前后的數(shù)據(jù)分析，精確地提取到了人體信特征信息，并將人體信息傳給空調(diào)主控中心，讓其快速做出反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)空調(diào)的智能化，提高了用戶的智能操作體驗(yàn)。
【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的采用紅外攝像頭進(jìn)行人體識(shí)別的方法的流程圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的精確識(shí)別人體溫度的方法的流程示意圖。
[0024]圖3為溫度與距離的關(guān)系的理論曲線圖與實(shí)測(cè)曲線圖的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0026]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，在使用低分辨率的紅外攝像頭進(jìn)行人體溫度采集時(shí)，采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的問題，提供一種精確識(shí)別人體溫度的方法，如圖2所示，包括如下步驟:步驟一、對(duì)紅外傳感器進(jìn)行誤差校正后使用紅外傳感器旋轉(zhuǎn)進(jìn)行逐步掃描及數(shù)據(jù)采集;步驟二、根據(jù)溫度與距離的關(guān)系的理論曲線對(duì)紅外傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行校正；步驟三、采用中值濾波方法對(duì)校正后的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理;步驟四、多濾波處理后的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比處理，獲取人體的溫度數(shù)據(jù)及人體數(shù)量信息。
[0027]將本發(fā)明的技術(shù)方案應(yīng)用于空調(diào)中，將4*16的低分辨率非制冷中紅外傳感器與步進(jìn)電機(jī)相連并嵌入在空調(diào)之后，對(duì)紅外傳感器。空調(diào)開啟進(jìn)行工作后，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)校正后的紅外傳感器按1°-1°-1°-13°旋轉(zhuǎn)進(jìn)行逐步掃描和數(shù)據(jù)采集。
[0028]在進(jìn)行中值濾波之前，首先要對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，使其與物體客觀存在的溫度相近。實(shí)際中，溫度與距離之間存在一定的關(guān)系，即測(cè)試時(shí)，同一物體的測(cè)試溫度會(huì)隨著距離的增加而減小，如圖3所示。其中MLX90621為實(shí)際測(cè)溫度數(shù)據(jù)，試由于噪音影響，曲線不平滑。理論曲線是根據(jù)鐘形脈沖計(jì)算的，公式為:Τ=( Φ (α)_Φ (_α))*Τ1 + (1-φ (α)+Φ (_α)*Τ0，其中Tl表示黑體溫度，TO表示環(huán)境溫度，T表示測(cè)量溫度，Φ (a)=L(_⑴，α)(13.46*eXp(-569*X2))，L表示黎曼積分。實(shí)驗(yàn)曲線與理論曲線的差異在于，沒有考慮到輻射能量隨距離二次方反比率衰減。該理論曲線實(shí)際上是反應(yīng)角度的影響。實(shí)際應(yīng)用時(shí)根據(jù)圖3對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
[0029]中值濾波是基于排序統(tǒng)計(jì)理論的一種能有效抑制噪聲的非線性信號(hào)處理技術(shù)，中值濾波的基本原理是把數(shù)字圖像或數(shù)字序列中一點(diǎn)的值用該點(diǎn)的一個(gè)鄰域中各點(diǎn)值的中值代替，讓周圍的像素值接近的真實(shí)值，從而消除孤立的噪聲點(diǎn)。因本發(fā)明中的數(shù)據(jù)在縱向上相對(duì)較少，考慮到處理的效果不明顯，故只對(duì)橫向上的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理。方法是用一種結(jié)構(gòu)的一維滑動(dòng)模板，將板內(nèi)像素按照像素值的大小進(jìn)行排序，生成單調(diào)上升的為一維數(shù)據(jù)序列，然后輸出一維中值濾波:
[0030]g(x) =med{f (χ-k), (k^ff)}
[0031]其中，f(x)，g(x)分別為原始圖像和處理后圖像。W為一維模板，1*11區(qū)域。
[0032]分別對(duì)當(dāng)空調(diào)的視野范圍內(nèi)有一個(gè)人時(shí)、有兩個(gè)人時(shí)以及有三個(gè)人時(shí)采用本發(fā)明的方法進(jìn)行人體信息檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。采集數(shù)據(jù)并處理后，可以精確無誤的給出人體的特征信息，經(jīng)多次掃描、識(shí)別驗(yàn)證，無漏識(shí)別(識(shí)別不到人)和誤識(shí)別(將物體或其他熱源識(shí)別為人)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種精確識(shí)別人體溫度的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、對(duì)紅外傳感器進(jìn)行誤差校正后使用紅外傳感器旋轉(zhuǎn)進(jìn)行逐步掃描及數(shù)據(jù)采集； 步驟二、根據(jù)溫度與距離的關(guān)系的理論曲線對(duì)紅外傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行校正； 步驟三、采用中值濾波方法對(duì)校正后的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理； 步驟四、多濾波處理后的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比處理，獲取人體的溫度數(shù)據(jù)及人體數(shù)量信息。2.如權(quán)利要求1所述的精確識(shí)別人體溫度的方法，其特征在于，步驟四之后還包括: 步驟五、根據(jù)溫度與距離的關(guān)系計(jì)算得到人體與空調(diào)之間的距離。3.如權(quán)利要求1或2所述的精確識(shí)別人體溫度的方法，其特征在于，步驟一中，采用分辨率為4*16的低分辨率非制冷中紅外傳感器進(jìn)行逐步掃描及數(shù)據(jù)采集。4.如權(quán)利要求3所述的精確識(shí)別人體溫度的方法，其特征在于，所述紅外傳感器按1°-1° -1° -13°旋轉(zhuǎn)進(jìn)行逐步掃描和數(shù)據(jù)采集。5.如權(quán)利要求1所述的精確識(shí)別人體溫度的方法，其特征在于，步驟三中，進(jìn)行中值濾波處理的具體方法如下: 將板內(nèi)像素按照像素值的大小進(jìn)行排序，生成單調(diào)上升的為一維數(shù)據(jù)序列，然后輸出一維中值濾波:g(x) =med{f (χ-k), (k^ff)} 其中，f(x)，g(x)分別為原始圖像和校正后圖像，W為一維模板，其取值為1*11區(qū)域。6.如權(quán)利要求1所述的精確識(shí)別人體溫度的方法，其特征在于，步驟二中，溫度與距離的理論曲線如下: Τ=( Φ (α)-φ (-α))*Τ1 + (1_Φ (α)+φ (-α)*ΤΟ，其中Tl表示黑體溫度，TO表示環(huán)境溫度，T表示測(cè)量溫度，φ(α)=!Χ-⑴，α)(13.46*exp (_569*x2))，L表示黎曼積分。
【專利摘要】本發(fā)明涉及紅外傳感技術(shù)，目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中，在使用低分辨率的紅外攝像頭進(jìn)行人體溫度采集時(shí)，采集數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的問題。本發(fā)明提供一種精確識(shí)別人體溫度的方法，包括如下步驟：步驟一、對(duì)紅外傳感器進(jìn)行誤差校正后使用紅外傳感器旋轉(zhuǎn)進(jìn)行逐步掃描及數(shù)據(jù)采集；步驟二、根據(jù)溫度與距離的關(guān)系的理論曲線對(duì)紅外傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行校正；步驟三、采用中值濾波方法對(duì)校正后的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理；步驟四、多濾波處理后的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比處理，獲取人體的溫度數(shù)據(jù)及人體數(shù)量信息。本發(fā)明適用于智能空調(diào)。
【IPC分類】G01J5/10
【公開號(hào)】CN105651397
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】陳思應(yīng), 陳泰良, 劉巖巖, 王彪, 涂小平
【申請(qǐng)人】四川長虹電器股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年1月27日