[发明专利]基于单片机的集成式红外成像闸门系统、终端和检测方法

说明书

本发明公开了基于单片机的集成式红外成像闸门检测方法，包括如下步骤：利用摄像头模块进行图像采集，当采集到人脸图像时发送测温信号给单片机；单片机发送指令给红外传感器，利用红外传感器采集人脸温度；单片机利用数据插值算法将采集到的温度值矩阵扩充成红外热力图；单片机将红外热力图和人脸信息发送给显示模块，将温度值与预设阈值进行比较、人脸信息与预存人脸信息比较来决定闸门的开关；舵机模块控制闸门在人通过后自动关闭；本发明还公开了基于单片机的集成式红外成像闸门系统和终端。本发明通过三次多项式插值与双线性插值相结合的数据插值算法对采集到的温度数据扩充成更大分辨率的红外热力图，有效降低对红外传感器性能的需求。

技术领域

本发明涉及红外热成像技术领域，特别涉及基于单片机的集成式红外成像闸门系统、终端和检测方法。

背景技术

当前众多场所的入口都需要对来访人员进行体温测量，对于学校或办公场所，需要对校内人员或员工进行体温测试，常用的测温方式主要包括手持式测温仪和工作人员在线监控，存在以下缺点：手持式测温仪需要安检人员进行一人一检测温，在人流量较大的情况下容易造成人流拥堵；工作人员在线监控方式采用测温红外热成像仪与彩色摄像机融合技术，配合专业的测温软件，成本较高，不易于普及，并且由于每个人身高和体型有差异，人体热成像仪高度和水平视角固定，在测量时测量部位不准确，带来体温误差，降低了人体热成像仪的实用性。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明目的是提供基于单片机的集成式红外成像闸门系统、终端和检测方法，利用红外传感器进行体温的测试，同时对进入人员身份进行辨别。

技术方案：本发明的基于单片机的集成式红外成像闸门检测方法，包括如下步骤：

(1)利用摄像头模块对覆盖区域进行图像采集，当采集到人脸图像时发送测温信号给单片机；

(2)单片机接收到测温信号和人脸信息后发送指令给红外传感器，利用红外传感器采集人脸温度，将温度值传输给单片机；

(3)单片机利用三次多项式插值与双线性插值相结合的数据插值算法对温度值进行扩充，将采集到的温度值矩阵扩充成更大分辨率的红外热力图；

(4)单片机将红外热力图和人脸信息发送给显示模块进行显示，并通过WiFi模块将人物信息和温度值发送到物联网，将温度值与预设阈值进行比较、人脸信息与预存人脸信息比较来决定闸门的开关；

(5)舵机模块控制闸门在人通过后自动关闭。

进一步，所述步骤3中数据插值算法包括：

将采集到的人脸图像在x、y两个方向各进行一次三次卷积插值，将已知像素点数据拟合到三次曲线上；对二维图像中x、y两个方向分别再进行一次线性插值。

进一步，单一一次三次卷积插值表达式为：

式中a表示待取常数，s表示插值函数计算值，s表达式为：

其中z为待计算的插值点，z_j、z_k为采集的人脸图像样本点，h表示采样增量，j表示样本点z_j在坐标轴上的值，k表示为样本点z_k在坐标轴上的值；

将待计算插值点周边的4个已知样本点进行插值，得到插值函数为：

其中c_k表示为依赖于采样点数据的参数；

将一维空间初始函数f(x)通过泰勒公式展开，与插值函数进行误差计算，表达式为：