一种基于目标检测的体温监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于目标检测的体温监测系统及方法，由单片机采集体温、气温、目标对象额头距离等信息，单片机通过校正曲线得到目标对象额头实际温度。单片机将额头温度与气温等信息发送至计算机。通过气温等参数设置发烧警报门限。计算机运行目标检测软件，通过图像采集设备检测人脸位置，通过PID算法将位置、报警状态等信息发送给单片机，驱动云台追踪被测目标对象。通过服务器转发与终端设备联动，实现信息共享与控制。本发明专利技术可以快速、高精度地测量体温，准确得出报警温度，极大提高了发烧人员的检出率。与终端设备联动基本实现无人值守，提高了人员调度效率。提高了人员调度效率。提高了人员调度效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于目标检测的体温监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及物联网通信
，具体涉及目标识别追踪、目标温度监测领域。

技术介绍

[0002]研究表明，人体表面不同部位有较大的温差，同时与气温有一定关联。传统的非接触体温检测方式是直接通过红外测温获取体温数据。测温门等设备仅能检测被检测人员体表最高温度，不能精准获取目标特定体表温度。没有与总控中心、小程序等联动。不能实现无人化值守。
[0003]得益于物联网技术、通信技术、人工智能技术、微电子芯片技术的发展使得本远程传输控制系统得以实现。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的：在于提供一种基于目标检测的体温监测系统及方法，引入环境气温对人体体温的影响因素，实现对目标对象的体温的准确检测，且检测结果与视频监控中心、终端设备联动，实现无人化值守。
[0005]为实现以上功能，本专利技术设计一种基于目标检测的体温监测系统，包括图像采集设备、气温模块、体温监测模块、测距模块、告警模块、云台模块、单片机、显示模块、计算机、视频监控中心、服务器、终端设备；
[0006]其中，气温模块、体温监测模块、测距模块、告警模块、云台模块、显示模块、计算机分别均与单片机相连接，图像采集设备、视频监控中心、服务器分别均与计算机相连接，服务器与终端设备通讯连接；云台模块包括由电机驱动的两轴云台，图像采集设备、体温监测模块、测距模块均安装于两轴云台上，且图像采集设备与体温监测模块同轴，测距模块的测距方向与图像采集设备、体温监测模块所在轴线方向保持预设角度；
[0007]其中，告警模块包括红绿黄三色LED灯、嗡鸣器。
[0008]本专利技术还设计一种基于目标检测的体温监测方法，基于所述的目标检测的体温监测系统，针对目标人体，执行以下步骤S1
‑
步骤S7,完成对目标对象的体温检测：
[0009]步骤S1：将图像采集设备所采集的目标对象的图像、云台电机的当前角度输入计算机，基于人脸检测算法，确定目标对象的被测部位在图像中的位置，并根据云台电机的当前角度，基于PID网络，调整云台电机的角度，使目标对象的被测部位在图像中的预设位置；
[0010]步骤S2：将体温监测模块所测得的目标对象的被测部位的体温、测距模块所测得的目标对象与测距模块的距离、气温模块所测得的当前气温输入单片机，根据恒温水浴法，计算目标对象的被测部位的实际体温，单片机将计算结果、气温模块所测得的当前气温输出至计算机，并且单片机将计算结果输出至显示模块进行显示；
[0011]步骤S3：计算机基于当前气温，根据曲线拟合法，获得与当前气温相对应的、用于判断目标对象是否发烧的发烧警报门限；
[0012]步骤S4：计算机通过服务器与终端设备通讯连接，计算机定时通过服务器向终端
设备发送包含目标对象的被测部位的实际体温、当前气温、检测标志位的数据报A，终端设备定时通过服务器向计算机发送包含强制警报、解除警报的数据报B，计算机接收数据报B并缓存；
[0013]步骤S5：计算机根据目标对象的被测部位的实际体温、发烧警报门限，判断判断目标对象是否发烧，计算机将判断结果、目标对象的被测部位的实际体温在图像采集设备所采集的图像中标注，并保存图像；
[0014]步骤S6：计算机将包含数据报A、数据报B、云台电机的角度、检测标志位的数据报同时发送至单片机，并将步骤S5所获得的图像发送至视频监控中心；
[0015]步骤S7：单片机接收到计算机发送的数据报，将数据报中的云台电机的角度输出至云台模块的云台电机，调整云台电机转动至预设角度，单片机将数据报中的检测标志位输出至告警模块，告警模块根据检测标志位做出相应警示。
[0016]作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤S1的具体步骤如下：
[0017]步骤S11：将图像采集设备所采集的目标对象的图像输入计算机，计算机基于人脸检测算法，获得各目标框的中心点坐标(x,y)、宽度w、高度h，通过非极大值抑制法，以面积最大的目标框作为目标对象的检测框；
[0018]步骤S12：以额头作为目标对象的被测部位，额头中心点坐标为将额头中心点坐标与图像中心点坐标做差，获得误差坐标(x1,y1)；
[0019]步骤S13：将误差坐标(x1,y1)、云台电机的当前角度(degree_x,degree_y)输入PID网络，调整云台电机的角度，调整后的云台电机的角度为(degree_x1,degree_y1)。
[0020]作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤S2的具体步骤如下：
[0021]步骤S21：单片机触发体温监测模块、测距模块、气温模块在预设周期内对目标对象的被测部位的体温、目标对象与测距模块的距离、当前气温进行预设次数的测量；
[0022]步骤S22：根据恒温水浴法，计算目标对象的被测部位的实际体温，其中恒温水浴法拟合的补偿系数如下式：
[0023]y
b
＝10
‑6x
b3
‑
0.0003x
b2
+0.0381
[0024]式中，x
b
为目标对象与测距模块的距离，单位为cm，y
b
为补偿温度，单位为℃；
[0025]步骤S23：单片机计算预设周期内目标对象的被测部位的实际体温、目标对象与测距模块的距离、当前气温的均值，并以(目标对象的被测部位的实际体温、当前气温、距离使能标志位)数据报形式发送至计算机，其中目标对象与测距模块的距离小于预设值时，距离使能标志位为高位，否则为低位。
[0026]作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤S3中根据曲线拟合法，获得发烧警报门限的方法如下式：
[0027]y
a
＝
‑
0.02717x
a2
+1.3453x
a
+15.388
[0028]式中，x
a
为当前气温，y
a
为发烧警报门限。
[0029]作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤S4的具体步骤如下：
[0030]步骤S41：计算机定时向服务器发送数据报A，数据报A形式为(目标对象的被测部位的实际体温、当前气温、检测标志位)；
[0031]步骤S42：终端设备定时从服务器获取数据报A，并显示；
[0032]步骤S43：终端设备定时向服务器发送数据报B,数据报B形式为(强制警报、解除警报)，强制警报、解除警报的状态包括0、1，状态为1时有效；
[0033]步骤S44：计算机定时从服务器获取数据报B，并缓存。
[0034]作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤S5的具体方法如下：
[0035]设置发烧标志位，计算机基于步骤S4所缓存的数据报，其中强制警报为1时，检测标志位置为1，解除警报为1时，发烧标志位置为0，且解除警报的优先级低于强制警报；
[0036]对图像采集设备所采集的图像归一化，目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于目标检测的体温监测系统，其特征在于，包括图像采集设备、气温模块、体温监测模块、测距模块、告警模块、云台模块、单片机、显示模块、计算机、视频监控中心、服务器、终端设备；其中，气温模块、体温监测模块、测距模块、告警模块、云台模块、显示模块、计算机分别均与单片机相连接，图像采集设备、视频监控中心、服务器分别均与计算机相连接，服务器与终端设备通讯连接；云台模块包括由电机驱动的两轴云台，图像采集设备、体温监测模块、测距模块均安装于两轴云台上，且图像采集设备与体温监测模块同轴，测距模块的测距方向与图像采集设备、体温监测模块所在轴线方向保持预设角度；其中，告警模块包括红绿黄三色LED灯、嗡鸣器。2.一种基于目标检测的体温监测方法，其特征在于，基于如权利要求1所述的基于目标检测的体温监测系统，针对目标人体，执行以下步骤S1
‑
步骤S7,完成对目标对象的体温检测：步骤S1：将图像采集设备所采集的目标对象的图像、云台电机的当前角度输入计算机，基于人脸检测算法，确定目标对象的被测部位在图像中的位置，并根据云台电机的当前角度，基于PID网络，调整云台电机的角度，使目标对象的被测部位在图像中的预设位置；步骤S2：将体温监测模块所测得的目标对象的被测部位的体温、测距模块所测得的目标对象与测距模块的距离、气温模块所测得的当前气温输入单片机，根据恒温水浴法，计算目标对象的被测部位的实际体温，单片机将计算结果、气温模块所测得的当前气温输出至计算机，并且单片机将计算结果输出至显示模块进行显示；步骤S3：计算机基于当前气温，根据曲线拟合法，获得与当前气温相对应的、用于判断目标对象是否发烧的发烧警报门限；步骤S4：计算机通过服务器与终端设备通讯连接，计算机定时通过服务器向终端设备发送包含目标对象的被测部位的实际体温、当前气温、检测标志位的数据报A，终端设备定时通过服务器向计算机发送包含强制警报、解除警报的数据报B，计算机接收数据报B并缓存；步骤S5：计算机根据目标对象的被测部位的实际体温、发烧警报门限，判断判断目标对象是否发烧，计算机将判断结果、目标对象的被测部位的实际体温在图像采集设备所采集的图像中标注，并保存图像；步骤S6：计算机将包含数据报A、数据报B、云台电机的角度、检测标志位的数据报同时发送至单片机，并将步骤S5所获得的图像发送至视频监控中心；步骤S7：单片机接收到计算机发送的数据报，将数据报中的云台电机的角度输出至云台模块的云台电机，调整云台电机转动至预设角度，单片机将数据报中的检测标志位输出至告警模块，告警模块根据检测标志位做出相应警示。3.根据权利要求2所述的一种基于目标检测的体温监测方法，其特征在于，步骤S1的具体步骤如下：步骤S11：将图像采集设备所采集的目标对象的图像输入计算机，计算机基于人脸检测算法，获得各目标框的中心点坐标(x,y)、宽度w、高度h，通过非极大值抑制法，以面积最大的目标框作为目标对象的检测框；
步骤S12：以额头作为目标对象的被测部位，额头中心点坐标为将额头中心点坐标与图像中心点坐标做差，获得误差坐标(x1,y1)；步骤S13：将误差坐标(x1,y1)、云台电机的当前角度(degree_x,degree_y)输入PID网络，调整云台电机的角度，调整后的云台电机的角度为(degree_x1,degree_y1)。4.根据权利要求2所述的一种基于目标检测的体温监测方法，其特征在于，步骤S2的具体步骤如下：步骤S21：单片机触发体温监测模块、测距模块、气温模块在预设周期内对目标对象的被测部位的体温、目标对象与测距模块的距离、当前气温进行预设次数的测量；步骤S22：根据恒温水浴法，计算目标对象的被测部位的实际体温，其中恒温水浴法拟合的补偿系数如下式：y
b
＝10...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢鑫驰，赵海涛，夏文超，干润禾，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：