一种基于头部多区域定位的婴幼儿智能体温检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于头部多区域定位的婴幼儿智能体温检测方法，本检测方法充分考虑到婴幼儿睡姿变化，首先将婴幼儿睡姿分为仰卧、侧卧和俯卧三种情况，并对婴幼儿的头部分为三部分有效测温区域，然后不同的睡姿采用不同的温度计算方法，从而能准确地测量出婴幼儿的体温，满足监护人实时检测婴幼儿体温的需求。满足监护人实时检测婴幼儿体温的需求。满足监护人实时检测婴幼儿体温的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于头部多区域定位的婴幼儿智能体温检测方法


[0001]本专利技术涉及人体测温
，具体地讲，涉及一种基于头部多区域定位的婴幼儿智能体温检测方法。

技术介绍

[0002]近年来，对孩子进行精养细养已经逐渐成为了为人父母的共识，因而人们对婴幼儿的身体健康日益关注，也愿意借助科技来增强对子女的健康状况进行监测，其中，了解孩子体温就是最常见的关注方式。以前最常见的体温检测方式就是用手摸额头和用体温计监测，尤其是发现在孩子精神状态不佳的时候，父母就会对孩子频繁进行体温检测。
[0003]目前用于个体测温的方式主要有水银体温计、电子体温计、耳温枪式体温计和红外线体温计等。近年来，非接触快速精确测温的方法日益受到欢迎，尤其是对于儿童，无安全风险和不适感的额温计和颞动脉体温计倍受欢迎。额温计即手持式红外感应温度计，是医院里常用的体温计，测量的是人体额头的温度。颞动脉体温计是用红外线扫描仪，测定颞动脉的温度，与健康个体的直肠温度一样准确。颞动脉位于前额两侧浅表，紧贴皮肤穿过前额，是测量3岁以下孩子体温最实用的方式，即使是比较胖的人也很容易测到，且操作方便，尤其是在孩子睡着时候。红外测温的优点是读数快，1秒即可显示体温，不用直接接触人体，宝宝睡觉时也可以测量，还避免了接触传染，缺点是测量结果容易受外界因素干扰，比如室外温度、光线、辐射等，所以需要做校正才能比较准确，此外就是价格较高。
[0004]上面提到体温计都需要父母来操作，这在白天尚具备可行性，在夜晚睡眠时间就比较困难。现在的育儿理念开始提倡孩子和父母分床睡，并逐步为年轻一代父母所接受，所以很多婴幼儿睡觉时是和父母同室不同床甚至有自己单独的睡房。这样就产生了对婴幼儿持续体温监测的需求，也就是说，需要每隔一段时间，对婴幼儿测温部位进行定位并体温检测。考虑到婴幼儿睡眠时经常变换位置和姿势，所以目前已经有设计将红外测温设备与云台结合，并基于人脸识别定位儿童脸部和额头部位，然后调整测温设备的角度来进行温度检测。然而，由于测温设备只能固定在床旁某个位置，而婴幼儿睡眠时经常翻转滚动，姿势多变，使得用于测温的前额部位经常不在红外测温感知的范围内。如图3所示姿态，a为仰卧，b为俯卧，c为侧卧，通常测温设备会固定在婴幼儿上方或侧上方，只有在仰卧a这一种姿态下才能够准确定位额头并测温。所以目前的云台式体温检测设备都是默认对前额测温，没有充分考虑到如何解决在婴幼儿经常变换姿势的情况下准确测温的问题。
[0005]此外，除了常规非接触测温所用的前额之外，额侧的颞部、婴幼儿耳后都是比较准确的测温部位。前面已经提到颞部测温准确度高于前额，耳后则是另外一个值得关注的部位。测量耳后温度可以排除由于皮表出汗蒸发冷却而造成的虚假低温的可能性，因为很多时候额头出汗并未引起注意。排汗导致测温区域温度降低，而耳垂正后方的区域会有动脉测量所需的高血流量，而且是身体最不容易排汗的部位，同时，易于测量。在额头出汗、颈部血管完全舒张的情况下，耳后也可以作为唯一的测温点。如果没有出汗、头部外伤或者颈部不确定是否有血管扩张的情况下，那么耳后不能作为唯一的测温点。如果额头区域被绷带
完全覆盖、有烧伤或撕裂伤，可以用耳垂后面测量得到准确的温度。
[0006]综上所述，因此，有必要对目前的婴幼儿体温检测方法进行改进和优化。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种基于头部多区域定位的婴幼儿智能体温检测方法。
[0008]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于头部多区域定位的婴幼儿智能体温检测方法，采用婴幼儿智能体温检测系统进行实施，所述婴幼儿智能体温检测系统包括接收端、智能分析模块、红外测温模块、摄像头模块、云台和支撑架，所述云台安装在支撑架上，所述智能分析模块、红外测温模块和摄像头模块集成安装在云台上，所述摄像头模块用于拍摄婴幼儿视频，所述智能分析模块用于对婴幼儿视频进行分析并根据分析结果控制红外测温模块进行测温，所述接收端用于接收婴幼儿视频和测温结果。
[0009]基于头部多区域定位的婴幼儿智能体温检测方法的步骤如下：
[0010]初始化：通过支撑架将本婴幼儿智能体温检测系统安装在婴幼儿睡床的上方或侧上方位置，安装位置要保证能对婴幼儿有效测温部位进行识别和检测；根据婴儿床的尺寸和位置设置婴幼儿睡眠惯用区域，也就是父母习惯将婴幼儿放到的位置，将坐标范围输入婴幼儿智能体温检测系统中；
[0011]步骤S1：检测婴幼儿睡眠惯用区域，确认婴幼儿位置；
[0012]步骤S2：识别婴幼儿测温有效区域并进行多区域定位：
[0013]具体步骤为：
[0014]步骤S2.1：通过Yolov3模型对婴幼儿头部姿势进行估计，判定婴幼儿睡姿，睡姿设定有三种情况，分别为仰卧、侧卧、俯卧；
[0015]步骤S2.2：基于婴幼儿头部特征点识别并划定前额A区、颞部B区和耳后C区，前额A区、颞部B区和耳后C区为婴幼儿测温有效区域；
[0016]步骤S3：对于定位的多个测温区域进行多点测温计算：设定：对于仰卧姿势，只有前额A区可以完整识别，可以通过前额A区和颞部B区测温；对于侧卧姿势，只有颞部B区可以完整识别，可以通过前额A区、颞部B区和耳后C区测温；对于俯卧姿势，只有耳后C区可以完整识别，可以通过颞部B区和耳后C区测温；特别指出的是，如果在识别区域中有两个颞部B区同时存在，则选面积较大的B区为测温颞部B区。
[0017]多个测温区域进行多点测温计算具体步骤为：
[0018]步骤S3.1：对获取的前额A区、颞部B区和耳后C区分别进行五点测温，五点分别为区域中心点和距离上下左右边缘一半的位置上的测温点，测温获得温度TA、TB和TC分别为前额A区、颞部B区和耳后C区的五点温度平均值；
[0019]步骤S3.2：根据不同睡姿采用不同的温度计算方法来计算温度T0：
[0020](1)若睡姿判断为仰卧，依据TA和TB确定温度，如果|TA
‑
TB|<0.3℃，T0＝(TA+TB)/2，否则T0等于TA、TB两者中较高的温度；
[0021](2)若睡姿判断为侧卧，依据TA、TB和TC测定温度，如果|TA
‑
TB|<0.3℃，T0＝TB，否则T0等于TA、TB、TC三者中较高的温度；
[0022](3)若睡姿判断为俯卧，依据TB和TC测定温度，如果|TB
‑
TC|<0.3℃，则(TB+TC)/2；
否则T0等于TB、TC两者中较高的温度；
[0023]步骤S4：对测温结果进行环境补偿校正：测量环境温度T1，采用基于BP神经网络的补偿算法进行红外测温补偿，获取最终测温结果T；
[0024]步骤S5：对异常温度进行处理。
[0025]优选的，在步骤S1中，具体检测及确认婴幼儿位置的方法为：
[0026]步骤S1.1：摄像头模块对婴幼儿睡眠惯用区域进行拍摄，智能分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于头部多区域定位的婴幼儿智能体温检测方法，采用婴幼儿智能体温检测系统进行实施，所述婴幼儿智能体温检测系统包括接收端、智能分析模块、红外测温模块、摄像头模块、云台和支撑架，所述云台安装在支撑架上，所述智能分析模块、红外测温模块和摄像头模块集成安装在云台上，所述摄像头模块用于拍摄婴幼儿视频，所述智能分析模块用于对婴幼儿视频进行分析并根据分析结果控制红外测温模块进行测温，所述接收端用于接收婴幼儿视频和测温结果；其特征在于：所述基于头部多区域定位的婴幼儿智能体温检测方法的步骤如下：初始化：通过支撑架将本婴幼儿智能体温检测系统安装在婴幼儿睡床的上方或侧上方位置，安装位置要保证能对婴幼儿有效测温部位进行识别和检测；根据婴儿床的尺寸和位置设置婴幼儿睡眠惯用区域，也就是父母习惯将婴幼儿放到的位置，将坐标范围输入婴幼儿智能体温检测系统中；步骤S1：检测婴幼儿睡眠惯用区域，确认婴幼儿位置；步骤S2：识别婴幼儿测温有效区域并进行多区域定位：具体步骤为：步骤S2.1：通过Yolov3模型对婴幼儿头部姿势进行估计，判定婴幼儿睡姿，睡姿设定有三种情况，分别为仰卧、侧卧、俯卧；步骤S2.2：基于婴幼儿头部特征点识别并划定前额A区、颞部B区和耳后C区，前额A区、颞部B区和耳后C区为婴幼儿测温有效区域；步骤S3：对于定位的多个测温区域进行多点测温计算：设定：对于仰卧姿势，只有前额A区可以完整识别，可以通过前额A区和颞部B区测温；对于侧卧姿势，只有颞部B区可以完整识别，可以通过前额A区、颞部B区和耳后C区测温；对于俯卧姿势，只有耳后C区可以完整识别，可以通过颞部B区和耳后C区测温；多个测温区域进行多点测温计算具体步骤为：步骤S3.1：对获取的前额A区、颞部B区和耳后C区分别进行五点测温，五点分别为区域中心点和距离上下左右边缘一半的位置上的测温点，测温获得温度TA、TB和TC分别为前额A区、颞部B区和耳后C区的五点温度平均值；步骤S3.2：根据不同睡姿采用不同的温度计算方法来计算温度T0：(1)若睡姿判断为仰卧，依据TA和TB确定温度，如果|TA
‑
TB|<0.3℃，T0＝(TA+TB)/2，否则T0等于TA、TB两者中较高的温度；(2)若睡姿判断为侧卧，依据TA、TB和TC测定温度，如果|TA
‑
TB|<0.3℃，T0＝TB，否则T0等于TA、TB、TC三者中较高的温度；(3)若睡姿判断为俯卧，依据TB和TC测定温度，如果|TB
‑
TC|<0.3℃，则(TB+TC)/2；否则T0等于TB、TC两者中较高的温度；步骤S4：对测温结果进行环境补偿校正：测量环境温度T1，采用基于BP神经网络的补偿算法进行红外测温补偿，获取最终测温结果T；步骤S5：对异常温度进行处理。2.根据权利要求1所述的基于头部多区域定位的婴幼儿智能体温检测方法，其特征在于：在步骤S1中，具体检测及确认婴幼儿位置的方法为：步骤S1.1：摄像头模块对婴幼儿睡眠惯用区域进行拍摄，智能分析模块通过Yolov3模
型进行人体识别，来检测区域内是否有婴幼儿；步骤S1.2：红外测温模块对识别到的人体进行温度检测，确认最高温度是否在设定温度范围内，设定温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王全强，王权泳，王振江，
申请(专利权)人：杭州七格智联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：