[发明专利]基于双黑体的红外人体测温方法及装置

说明书

基于双黑体的红外人体测温方法，涉及红外测温技术领域，特别是涉及一种基于双黑体的红外人体测温技术，实现非接触式人体准确测温。基于双黑体的红外人体测温方法，该方法首先通过测温热像仪先获取两个黑体表面温度对应的灰度值，再根据黑体所设置的温度及其对应的灰度值得到一条灰度与温度的拟合曲线；其次测温热像仪测得的人体表面温度对应的灰度值，并将该灰度值代入测温计算公式或得到人体的表面温度；最后根据人体皮肤发射率及体表与体内温度系数得到人体温度。本发明通过两个黑体实时校正了物体表面红外能量分布与物体表面温度之间的响应关系，由此提高了红外测温的精度。

技术领域

本发明专利涉及红外测温技术领域，特别是涉及一种基于双黑体的红外人体测温技术，实现非接触式人体准确测温。

背景技术

任何物体都会向外辐射红外线释放能量。红外热像仪是一种利用红外辐射的能量，经过红外焦平面阵列采集，再经过一系列的信号处理电路进行成像、测温的仪器。红外测温一直是红外成像系统的应用热点。

红外热像仪是利用场景中物体本身的热辐射，将热目标红外辐射采集后经过相应读出电路处理转换为可见光图像的。红外测温也是根据这个原理来达到测温目的。物体在不断发出红外辐射时，红外热像仪中的焦平面阵列探测器像元将探测到的物体红外辐射量转换为电信号，物体辐射的能量越强，电信号也就越大，电信号经进一步的电路处理后，将每一个像元的电信号转换为灰度图像中的每一个像素送显示器成像，对成像后的红外图像进行分析，借助黑体求得图像的温度-灰度模型。当红外热像仪获得一个被测物体灰度值时，根据温度-灰度模型，就可以获得相应的温度，从而实现温度分析测量的功能。

现有的红外测温仪，有基于单一黑体的红外测温系统或者无参考黑体的红外测温系统两种，两种测温仪的测量精度都相对较低。使用红热像仪进行人体温度测量首先要获得人体的体表温度，然后除以人体皮肤发射率再乘以体表/体内温度系数得到人体温度，系统的测温精度取决于获取到的人体体表温度。单一黑体的红外测温系统或者无参考黑体的红外测温系统精度低是由于测温热像仪使用的测温曲线与真实的测温曲线有偏差造成的。

在人体体表温度测量的范围内，热像仪对于人体的体表温度的热辐射响应即辐射量(表现为热图像的灰度值)和人体体表温度近似为线性关系，即T_a= k×D_m+T_o（T_a人体体表温度，D_m被测人体辐射量）。对于双黑体测温系统，k=K，T_o= 32℃-K×D_l，为实时计算得出。对于单黑体测温系统来说，k由生产时标定的黑体与环境温度的函数关系，及实际工作时的环境温度得到。当参考黑体温度的工作温度设置为T_b时，T_o=T_b- k×D_b, D_b为参考黑体对应的热像仪热辐射响应，T_o通过实时计算得到。无参考黑体的红外测温系统，则k、T_o均通过生产时标定的与环境温度的函数关系，及实际工作时的环境温度得到。

单黑体或者无黑体的测温系统在生产时测温曲线的系数一经确定就固定不变，实际上该函数关系会随环境温度的改变而变化，所以这两种测温系统的准确性在实际应用中比双黑体测温系统的精度要低。

发明内容

本发明针对单一黑体或无黑体的红外测温仪设定的测温曲线不具有不同温度环境的适应性，测量精度低的问题，提供一种基于双黑体的红外人体测温方法，该方法操作方便、生产效率高，而且测温精度高。

基于双黑体的红外人体测温方法，其特征在于：

该方法首先通过测温热像仪先获取两个黑体表面温度对应的灰度值，再根据黑体所设置的温度及其对应的灰度值得到一条灰度与温度的拟合曲线；

其次测温热像仪测得的人体表面温度对应的灰度值，并将该灰度值代入测温计算公式或得到人体的表面温度；

最后，根据人体皮肤发射率及体表与体内温度系数得到人体温度；