[发明专利]给予超声定位红外测温的自动追踪加热系统及方法

权利要求书

1.一种给予超声定位红外测温的自动追踪加热系统，其特征在于：包括均布在将整个区域分成若干个独立区域内部的多个局部加热装置，每个独立区域内均设置有一个局部加热装置，所述局部加热装置包括云台、红外图像传感器、红外温度传感器、4个超声波收发探头、独立控制系统和加热模块，红外图像传感器、红外温度传感器、4个超声波收发探头和独立控制系统均安装在既能在水平面上旋转又能在铅垂面上旋转的全方位的云台上，云台安装在每个独立区域的上部，红外温度传感器和4个超声波收发探头分布在红外图像传感器四周，所述云台能够旋转的两个方向上分别安装有水平编码器和竖直编码器，水平编码器获取云台在水平方向与正北的夹角，竖直编码器获取云台与铅垂线之间的夹角，通过调整云台与正北的夹角调整云台的水平方向，通过调整云台与铅垂线之间的夹角调整云台的竖直方向；红外图像传感器生成独立区域内的热图像并将热图像传输给独立控制系统，并反馈控制云台正对独立区域内的目标，4个超声波收发探头对独立区域内的目标进行精确定位，红外温度传感器检测目标附近的温度并通过独立控制系统控制加热模块打开，为目标附近进行供热；

所述加热装置包括第一轨道、第二轨道、第一驱动电机、第二驱动电机、第一转轴、第二转轴和加热模块，所述第一轨道和第二轨道均为圆形轨道，加热装置连接在第二转轴的一端，第二转轴的另一端连接在第二驱动电机的电机头上，第二驱动电机运动时带动第二转轴绕着第二驱动电机的驱动轴进行旋转第二驱动电机设置在第一轨道上并能沿着第一轨道进行运动，第一转轴的一端连接第二驱动电机，第一转轴的另一端设置在第一驱动电机的驱动轴上，第一驱动电机运动时带动第一转轴和第二驱动电机绕着第一驱动电机的驱动轴进行旋转；第一驱动电机和第二驱动电机同时工作，即可将加热模块带到第一轨道所在空间内的任意位置处。

2.一种给予超声定位红外测温的自动追踪加热方法，其特征在于：将整个区域分成若干个独立区域，每个独立区域内设置有一个局部加热装置，各个局部加热装置之间互相独立，无需通讯，仅在独立区域内有目标是局部加热装置才进行工作，否则不工作，且每个独立加热装置仅给一个目标进行供热；局部加热装置包括红外图像传感器、红外温度传感器、4个超声波收发探头、独立控制系统和加热模块，云台安装在每个独立区域的上部，红外温度传感器和4个超声波收发探头分布在红外图像传感器四周，所述云台能够旋转的两个方向上分别安装有水平编码器和竖直编码器，水平编码器获取云台在水平方向与正北的夹角，竖直编码器获取云台与铅垂线之间的夹角，通过调整云台与正北的夹角调整云台的水平方向，通过调整云台与铅垂线之间的夹角调整云台的竖直方向；具体的步骤如下：

步骤一：红外图像传感器生成独立区域内的热图像并将热图像传输给独立控制系统，并反馈控制云台正对独立区域内的目标，独立控制系统接收并处理图像信息，判断独立区域内是否有目标存在，若有目标存在，则对目标进行粗定位，并在粗定位后独立控制系统控制云台调整方法使其正对粗定位得到的目标位置；

步骤二：四个超声波收发探头发射超声波，同时在步骤一得到目标的粗定位结果的范围内转动云台，使超声波收发探头的发射的超声波覆盖整个粗定位得到的位置，超声波收发探头同时接收到超声波，分析接收的超声波得到超声波收发探头的测距结果；在云台转动的过程中，超声波收发探头的测距结果会发生突变，测距结果较小值为超声波收发探头到目标的距离，当4个超声波收发探头的测距结果都在该距离附近时，即完成了对目标的精定位，并将精定位的结果发送到距离控制系统上；

步骤三：精定位完成后，独立控制系统控制红外温度传感器工作，使用红外温度传感器检测目标周围的环境温度，并将目标周围的环境温度传输给独立控制系统；

步骤四：加热模块根据目标周围的环境温度进行加热，并通过设定最高温度完成温度的闭环控制，实现目标周围的持续加热；直至目标离开独立区域的范围内之前，四个超声波收发探头、红外温度传感器和加热装置始终保持工作状态。

步骤五：当目标离开该区域后，超声波收发探头、红外温度传感器和加热装置停止工作，云台回到原位，控制系统接收并处理红外图像传感器生成的热图像，判断区域内是否有目标。

3.根据权利要求2所述的给予超声定位红外测温的自动追踪加热方法，其特征在于：当局部加热装置为该目标进行供热时，若有其他目标进入该区域，依然追踪该目标为其供热。