一种热成像体温监测报警追踪小车

本实用新型涉及热成像体温监测领域，具体涉及一种热成像体温监测报警追踪小车。

背景技术：

无人车技术发展到较高水平，当前对于无人车的应用已经极为广泛、普遍，模块化的架构赋予了无人车各种新型的功能。当前无人车普遍拥有自动避障和自动巡航功能，智能化的无人车能够在公共场所准确地避开障碍和人群，安全高效地进行工作，同时采用的红外热成像技术能够针对疫情形势下的体温进行动态的监测。

本无人车可广泛应用于商场、汽车站、高铁站、机场等密闭的人流量大的场所，能够高效地监视人流同时避免与高速移动物体发生碰撞。

技术实现要素：

本实用新型针对新冠肺炎疫情防控，设计了一种新型的体温监测小车，运用于各公共场所的发热病患筛查和排查工作，小车除了对体温进行测量和监测之外还具有追踪和报警功能，还采取模块化架构，针对疫情防控，能够实现公共场所的病患筛查和及时发现、隔离。

一种热成像体温监测报警追踪小车，采用4g+wifi双链路通信模式进行下位机与上位机之间的信息传输与交互，所述下位机包括小车主体，该小车主体包括一长方体形状的小车外壳，该小车外壳包括两对相互垂直的侧壁，为前方侧壁、后方侧壁、左方侧壁、右方侧壁，在左方侧壁、右方侧壁的下部分别设有两个对称设置的驱动轮，所述小车外壳前方侧壁上设有红外线传感器，该红外线传感器下方设有超声波传感器，所述小车外壳左方侧壁上设有一固定支架，该固定支架为一带中心孔的圆柱体，该固定支架顶部设有一弹性固定夹，该弹性固定夹内部夹持一红外热成像仪，所述红外热成像仪实现对不同监测对象的体温监测，所述上位机包括gps卫星定位模块、pc端。

进一步，所述弹性固定夹设计成一u型结构，在该u型结构的底部设有一电路穿孔，所述电路穿孔和固定支架的中心孔连通。

进一步，所述固定支架的中心孔内设有主控制器、电路线路，所述主控制器通过电路线路连接所述红外热成像仪，实现红外热成像仪与主控制器之间的数据传输与交互。

进一步，所述主控制器通过电路线路连接热成像仪、追踪电路、驱动电机、主控制器、报警电路。

进一步，所述pc端通过rgb成像模式显示出相应的热力图，根据热力图可以得出相应的温度情况，温度量程选择-20℃～150℃，检测体温的极限温度设置为37.3℃。

进一步，所述红外热成像仪具有图像识别功能，对于检测对象红外体温轮廓判断是否为人，当检测到人的体温大于37.3℃时，主控制器接收到红外热成像仪的体温信号，并实时对检测对象进行追踪过程，并做出跟随动作。

进一步，所述追踪过程采用pid控制算法，超声波传感器向前方发射信号，根据信号回传时间计算得出与追踪物体之间的距离，对距离参数进行实时测定，设定无人小车与追踪对象之间的距离保持在1m，当距离超过1m时小车加速，反之减速。

进一步，所述追踪过程，当追踪对象转弯时会造成图像不在热成像仪显示图中央时，主控制器接收到信号并对当前小车的运动方向进行调整，改变一侧驱动轮的转速即可实现小车的转向，直至检测对象回到视野中央。

进一步，当监测到追踪对象的体温超过37.3℃时，将信号传递给报警电路，报警电路触发并开始工作，其中的蜂鸣器触发，提醒周围环境中的人监测到的对象存在发热风险。

进一步，采用4g+wifi双链路通信模式进行下位机与上位机之间的信息传输与交互，下位机检测到体温大于37.3℃时，主控制器发送信号给上位机平台，上位机平台接收数据并打开gps信号接收，在pc端显示小车所在位置方便对追踪对象进行定点追踪和就地排查。

本申请通过程序设定巡航边界，启动工作状态后，定位模块检测小车位置信息传输给主控模块，并根据设定边界进行判断，驱动小车任意巡航。小车行驶过程中，自动避障模块通过传感器获得障碍物信息，将该信息传输回主控模块，主控模块进行判断后控制运动控制模块，实现小车自动避障。小车行驶过程中，启动温度检测模块，对四周环境进行温度检测，并将温度信号自动保存，同时传输给主控模块。主控模块对温度信号进行判断，发现有人处于体温超过设定阈值状态时，主控制器发送追踪命令给小车运动控制模块、定位模块，发送目标追踪信息给自动追踪控制模块，发送启动小车报警电路信号，提示周边人群存在风险。自动追踪模块获得追踪目标信息，启动自动最终pid计算，将最终信息发送给运动控制模块实现目标追踪。控制器将所有图像、位置信息数据通过4g+wifi双链路通信的模式先传送给陆上基站，接着传送至上位机平台进行热力图显示及位置显示。

本实用新型的原理：本实用新型搭载gps卫星定位模块、红外线传感器以及超声波传感器，能够在较小范围内实现自动避障。弹性固定夹能够在弹性范围内对红外热成像仪进行固定，红外线热成像仪接电路主控制器部分，能够实时接收被检测物发射出的红外线。搭载gps卫星定位模块的小车能够在设定终点的情况下自动来回行驶，进行自主巡航；红外线传感器和超声波传感器检测前方是否存在障碍物，当超声波传感器检测到前方存在障碍物时，无人车减速；当红外线传感器检测到前方存在障碍物并接收到回收信号时，无人车自动偏转一个角度，直至前方检测不到障碍物，无人车继续直行。

本实用新型能够实现体温监测、自主巡航和自动报警功能的智能无人车，全车采用模块化的架构，采用无人车携带红外热成像仪进行体温监测与追踪。

本实用新型的有益效果在于：

(1)针对新冠肺炎疫情防控，设计了一种适用于公共场合的体温动态监测设备；

(2)携带热成像仪，对监测对象的体温进行实时监测与测量，并在设备上进行显示；

(3)小车具有自主巡航和自动避障功能，在人流较大的场所依然适用。

(4)具有追踪功能，结合图像识别，对于检测到体温存在异常的监测对象进行追踪，并报警提示周围人群被检测对象存在发热风险，将疫情防控成分和风险降至最低；

(5)采用4g+wifi双链路通信模式，可在上位机平台查看无人车的位置信息，方便出动人员对检测对象进行进一步排查。

附图说明

图1为本申请热成像体温监测报警追踪小车的整体结构示意图。

图2为本申请热成像体温监测报警追踪小车的侧视图。

图3为本申请热成像体温监测报警追踪小车的弹性固定夹的结构示意图。

图4为本申请热成像体温监测报警追踪小车的模块传输关系示意图。

图5为本申请热成像体温监测报警追踪小车的工作流程示意图。

图中各符号代表：小车外壳1；驱动轮2；红外线传感器3；超声波传感器；固定支架5；弹性固定夹6；电路穿孔61；红外热成像仪7。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1-3所示，包括小车主体，该小车主体包括一长方体形状的小车外壳，该小车外壳包括两对相互垂直的侧壁，为前方侧壁、后方侧壁、左方侧壁、右方侧壁，在左方侧壁、右方侧壁的下部分别设有两个对称设置的驱动轮，小车外壳前方侧壁上设有红外线传感器，该红外线传感器下方设有超声波传感器，小车外壳左方侧壁上设有一固定支架，该固定支架为一带中心孔的圆柱体，该固定支架顶部设有一弹性固定夹，该弹性固定夹内部夹持一红外热成像仪，红外热成像仪实现对不同监测对象的体温监测，上位机包括gps卫星定位模块、pc端。

弹性固定夹设计成一u型结构，在该u型结构的底部设有一电路穿孔，电路穿孔和固定支架的中心孔连通。固定支架的中心孔内设有主控制器、电路线路，主控制器通过电路线路连接所述红外热成像仪，实现红外热成像仪与主控制器之间的数据传输与交互。主控制器通过电路线路连接热成像仪、追踪电路、驱动电机、主控制器、报警电路。

如图4、5所示，本申请通过程序设定巡航边界，启动工作状态后，定位模块检测小车位置信息传输给主控模块，并根据设定边界进行判断，驱动小车任意巡航。小车行驶过程中，自动避障模块通过传感器获得障碍物信息，将该信息传输回主控模块，主控模块进行判断后控制运动控制模块，实现小车自动避障。小车行驶过程中，启动温度检测模块，对四周环境进行温度检测，并将温度信号自动保存，同时传输给主控模块。

主控模块对温度信号进行判断，发现有人处于体温超过设定阈值状态时，主控制器发送追踪命令给小车运动控制模块、定位模块，发送目标追踪信息给自动追踪控制模块，发送启动小车报警电路信号，提示周边人群存在风险。自动追踪模块获得追踪目标信息，启动自动最终pid计算，将最终信息发送给运动控制模块实现目标追踪。控制器将所有图像、位置信息数据通过4g+wifi双链路通信的模式先传送给陆上基站，接着传送至上位机平台进行热力图显示及位置显示。

采用4g+wifi双链路通信模式进行下位机与上位机之间的信息传输与交互，下位机检测到体温大于37.3℃时，主控制器发送信号给上位机平台，上位机平台接收数据并打开gps信号接收，在pc端显示小车所在位置方便对追踪对象进行定点追踪和就地排查。

pc端通过rgb成像模式显示出相应的热力图，根据热力图可以得出相应的温度情况，温度量程选择-20℃～150℃，检测体温的极限温度设置为37.3℃。红外热成像仪具有图像识别功能，对于检测对象红外体温轮廓判断是否为人，当检测到人的体温大于37.3℃时，主控制器接收到红外热成像仪的体温信号，并实时对检测对象进行追踪过程，并做出跟随动作。

追踪过程采用pid控制算法，超声波传感器向前方发射信号，根据信号回传时间计算得出与追踪物体之间的距离，对距离参数进行实时测定，设定无人小车与追踪对象之间的距离保持在1m，当距离超过1m时小车加速，反之减速。

追踪过程，当追踪对象转弯时会造成图像不在热成像仪显示图中央时，主控制器接收到信号并对当前小车的运动方向进行调整，改变一侧驱动轮的转速即可实现小车的转向，直至检测对象回到视野中央。当监测到追踪对象的体温超过37.3℃时，将信号传递给报警电路，报警电路触发并开始工作，其中的蜂鸣器触发，提醒周围环境中的人监测到的对象存在发热风险。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。