利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于，包括：一對立體聲紅外線傳感器（3、4)，以相互分隔的方式分別配置于車輛室內(nèi)的前面一側(cè)，用于測量包括搭乘人員的上述車輛室內(nèi)的熱成像；運(yùn)算部（10)，將上述一對立體聲紅外線傳感器（3、4)測量的二維熱成像立體化為三維熱成像；以及控制部（20)，根據(jù)影響上述車輛室內(nèi)的溫度的變量值，來校正上述運(yùn)算部（10)立體化的三維熱成像信息。像這樣，在上述裝置中，能夠借助左右配置于車輛室內(nèi)的前方側(cè)的一對立體聲紅外線傳感器，來立體地測量車輛室內(nèi)的溫度分布，因此能夠進(jìn)一步提高用于對車輛室內(nèi)進(jìn)行制冷的溫度測量的精密度或準(zhǔn)確性。
【專利說明】利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用紅外線傳感器來測量車輛室內(nèi)的溫度的裝置，更詳細(xì)地，涉 及借助以分隔規(guī)定間隔的方式配置于車輛室內(nèi)的前方的左右一對立體聲紅外線傳感器，來 以立體熱成像形態(tài)測量包括搭乘人員的車輛室內(nèi)的溫度的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度 測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 為了調(diào)節(jié)車輛的室內(nèi)空間的空氣，尤其，為了使制冷最佳化，首先需要準(zhǔn)確地測量 室內(nèi)空間的溫度。
[0003] 為此而使用最廣的方法為利用紅外線傳感器的非接觸式溫度測量方法。根據(jù)上述 方法，借助設(shè)置于車輛室內(nèi)的紅外線傳感器，來以非接觸式測量搭乘人員的臉部位的溫度， 可根據(jù)其結(jié)果來調(diào)節(jié)車輛室內(nèi)的空氣，尤其可控制制冷狀態(tài)。
[0004] 作為應(yīng)用利用這種紅外線傳感器的非接觸式溫度測量方法的汽車空調(diào)裝置的一 例，可例舉圖1所示的汽車空調(diào)裝置。
[0005] 就上述汽車空調(diào)裝置而言，如圖1的附圖標(biāo)記101所示，在位于室內(nèi)空間的前面的 儀表板103上以向后上向傾斜的方式安裝前方傳感器105,并在前座位靠背107的背面以向 后上向傾斜的方式安裝后方傳感器109,由此如圖中的箭頭所表示，借助前方紅外線傳感器 105及后方紅外線傳感器107,來直接測量駕駛員等搭乘人員的臉部位的溫度。
[0006] 但就這種前方傳感器105及后方傳感器107的配置而言，尤其在測量后座位的搭 乘人員的臉溫度的過程中，由于后方傳感器107有可能被前座椅座套覆蓋，因此存在需要 以使得后方傳感器107向外部露出的方式除去前座椅座套或者使前座椅座套變形等利用 方面受限的問題。
[0007] 并且，由于后方傳感器107和后座位搭乘人員之間的分隔距離過短，因此要想同 時(shí)測量后座位搭乘人員的臉、上半身和下半身的溫度或者用一個(gè)傳感器來測量后座位左右 側(cè)搭乘人員的溫度，就必然要使用具有視角寬的廣角鏡頭的紅外線傳感器或者增加傳感器 的數(shù)量，并存在傳感器的設(shè)置費(fèi)用倍增的問題。
[0008] 為了解決這種問題，就以往的另一個(gè)汽車空調(diào)裝置而言，如圖2的附圖標(biāo)記201所 示，以可測量后座位搭乘人員的全身溫度的方式將紅外線傳感器203配置于車輛室內(nèi)的， 例如，室內(nèi)燈單元等前面上端位置，也可以借助具有視角窄的窄角鏡頭的一個(gè)紅外線傳感 器203,來測量搭乘于后座位的后方左右側(cè)座位207、208的搭乘人員的全身和搭乘于前座 位前方左右側(cè)座位203、204的搭乘人員臉一部分的溫度。
[0009] 但是，如圖2的實(shí)線所表示，由于如上配置的以往的紅外線傳感器203的視角窄而 無法確保借助具有廣角鏡頭的傳感器來測量的以圖2的隱線表示的寬的視角，因此要想與 后座位同時(shí)測量前座位的前方左右側(cè)座位205、206的搭乘人員的溫度，就需要采用高價(jià)的 廣角鏡頭傳感器或者增加傳感器的使用數(shù)量，因此存在設(shè)備費(fèi)用等制造成本上升的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明是為了解決用于測量如上所述的以往的車輛室內(nèi)溫度的紅外線傳感器結(jié) 構(gòu)所具有的問題而提出的，其目的在于，將一對立體聲紅外線傳感器以相互分隔適當(dāng)間隔 的方式配置于車輛室內(nèi)，并將各個(gè)紅外線傳感器測量的車輛室內(nèi)的各個(gè)二維熱成像立體化 為三維熱成像來立體地精密測量車輛室內(nèi)的溫度分布，以提高用于冷凍空氣調(diào)節(jié)的車輛室 內(nèi)溫度測量的準(zhǔn)確度。
[0011] 為了達(dá)成這種目的，本發(fā)明提供利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征 在于，包括：一對立體聲紅外線傳感器，以相互分隔的方式分別配置于車輛室內(nèi)的前面一 側(cè)，用于測量包括搭乘人員的上述車輛室內(nèi)的熱成像；運(yùn)算部，將上述一對立體聲紅外線傳 感器測量的二維熱成像立體化為三維熱成像；以及控制部，根據(jù)影響上述車輛室內(nèi)的溫度 的變量值，來校正上述運(yùn)算部立體化的三維熱成像信息。
[0012] 并且，優(yōu)選地，上述一對立體聲紅外線傳感器分別測量車輛座位中的前方座位中 的某一個(gè)和2席后方座位的溫度。
[0013] 并且，優(yōu)選地，上述立體聲紅外線傳感器以與上述車輛的室內(nèi)鏡的后方相鄰的方 式配置。
[0014] 并且，優(yōu)選地，上述立體聲紅外線傳感器的紅外線鏡頭為窄角鏡頭。
[0015] 并且，優(yōu)選地，上述立體聲紅外線傳感器的紅外線鏡頭的視角為55°至75°。
[0016] 并且，優(yōu)選地，上述立體聲紅外線傳感器配置于上述車輛的室內(nèi)鏡的左右末端。
[0017] 并且，優(yōu)選地，上述一對立體聲紅外線傳感器分別測量車輛座位中的2席后方座 位中的某一個(gè)和2席前方座位的溫度。
[0018] 并且，優(yōu)選地，上述立體聲紅外線傳感器分別配置于上述車輛的左右A柱。
[0019] 并且，優(yōu)選地，上述立體聲紅外線傳感器的紅外線鏡頭為窄角鏡頭。
[0020] 并且，優(yōu)選地，上述立體聲紅外線傳感器的紅外線鏡頭的視角為55°至75°。
[0021] 并且，優(yōu)選地，上述立體聲紅外線傳感器分別配置于上述車輛的左右A柱的下端 部。
[0022] 并且，優(yōu)選地，上述控制部經(jīng)過如下的步驟校正上述運(yùn)算部立體化的三維熱成像 的溫度信息，上述步驟包括：傳感器校正步驟，校準(zhǔn)配置于車輛室內(nèi)的立體聲紅外線傳感器 來校正熱成像的失真，熱成像測量步驟，借助在上述傳感器校正步驟中校準(zhǔn)的上述傳感器 來測量上述車輛室內(nèi)的熱成像，立體聲匹配步驟，比較在上述熱成像測量步驟中測量的各 個(gè)熱成像來求出各熱成像的對應(yīng)點(diǎn)之間的坐標(biāo)位移，以及立體熱成像形成步驟，將在上述 立體聲匹配步驟中求出的坐標(biāo)位移成像化并映射，來獲得立體熱成像。
[0023] 并且，優(yōu)選地，上述控制部還經(jīng)過溫度過濾步驟校正上述運(yùn)算部立體化的三維熱 成像的溫度信息，上述溫度過濾步驟中，從在上述熱成像測量步驟中測量的熱成像除去熱 殘像、抖動(dòng)及噪聲。
[0024] 并且，優(yōu)選地，上述控制部還經(jīng)過熱成像矯正步驟校正上述運(yùn)算部立體化的三維 熱成像的溫度信息，上述熱成像矯正步驟中，根據(jù)在上述傳感器校正步驟中獲得的上述傳 感器的校準(zhǔn)特性值，來改正在上述熱成像測量步驟中測量的熱成像。
[0025] 并且，優(yōu)選地，上述控制部在從測量上述車輛室內(nèi)的熱成像的一對立體聲紅外線 傳感器至車輛室內(nèi)的特定坐標(biāo)的距離為規(guī)定距離以上而被判斷為遠(yuǎn)的情況下，對于上述特 定坐標(biāo)，進(jìn)行將測量的溫度測量值補(bǔ)償為更高的溫度值的校正。
[0026] 并且，優(yōu)選地，上述控制部反復(fù)比較上述一對立體聲紅外線傳感器分別測量的上 述車輛室內(nèi)的特定坐標(biāo)的溫度測量值，在比較的溫度差為公差值（Ttol)以上的情況下，判 斷為上述一對立體聲紅外線傳感器發(fā)生了故障。
[0027] 并且，優(yōu)選地，上述控制部在上述比較的溫度差超過上述公差值的情況下，將上述 車輛室內(nèi)的特定坐標(biāo)視為錯(cuò)誤點(diǎn)，計(jì)算上述錯(cuò)誤點(diǎn)的產(chǎn)生頻率，當(dāng)計(jì)算的上述錯(cuò)誤點(diǎn)的產(chǎn) 生頻率為50%以上時(shí)，統(tǒng)一對上述一對立體聲紅外線傳感器測量的溫度測量值進(jìn)行偏移處 理，當(dāng)上述錯(cuò)誤點(diǎn)的產(chǎn)生頻率小于50%時(shí)，校正與產(chǎn)生了超過上述公差值的溫度差的上述 特定坐標(biāo)相對應(yīng)的熱成像的有關(guān)像素的溫度值。
[0028] 并且，優(yōu)選地，上述控制部在上述比較的溫度差超過上述公差值的情況下，利用位 于上述車輛室內(nèi)的單獨(dú)部件的預(yù)置的溫度測量值，來檢測上述一對立體聲紅外線傳感器中 的產(chǎn)生了誤差的紅外線傳感器，校正產(chǎn)生了誤差的紅外線傳感器測量的熱成像的溫度值。
[0029] 并且，優(yōu)選地，上述控制部考慮按照預(yù)先被掌握的各部件的不同材質(zhì)或人體的不 同部位來設(shè)定的固有輻射率，根據(jù)上述車輛室內(nèi)的坐標(biāo)信息來補(bǔ)償上述立體熱成像的溫度 值，校正上述運(yùn)算部立體化的三維熱成像的溫度信息。
[0030] 并且，優(yōu)選地，上述控制部在根據(jù)上述車輛室內(nèi)的坐標(biāo)信息按照預(yù)先被掌握的各 部件的不同材質(zhì)或人體的不同部位來補(bǔ)償立體熱成像的溫度值的過程中，按照各不同部件 或人體不同部位來保留輻射能加權(quán)值來補(bǔ)償上述立體熱成像的溫度值，加權(quán)值的大小順序 按照人體、車輛的天花板、門飾板、衣服、車輛的座位、車輛的玻璃順序適用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 圖1為說明以往的利用紅外線傳感器的車輛室內(nèi)溫度測量方法的車輛的簡要側(cè) 視圖。
[0032] 圖2為說明以往的另一個(gè)利用紅外線傳感器的車輛室內(nèi)溫度測量方法的部分俯 視圖。
[0033] 圖3為示出本發(fā)明的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置的一實(shí)施例的車輛 的部分切缺俯視圖。
[0034] 圖4為圖3的側(cè)視圖。
[0035] 圖5為圖3的立體圖。
[0036] 圖6為圖3的俯視圖。
[0037] 圖7為示出本發(fā)明的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置的另一個(gè)實(shí)施例的 車輛室內(nèi)的部分抽取立體圖。
[0038] 圖8為示出圖7的溫度測量裝置的車輛室內(nèi)俯視圖。
[0039] 圖9為示出本發(fā)明的基于利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置的溫度測量方 法的框圖。
[0040] 圖10為圖9所示的溫度測量方法的流程圖。
[0041] 圖11為表示基于車輛室內(nèi)的相同部件的從立體聲紅外線傳感器的距離的溫度檢 測特性的曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0042] 以下，參照附圖對本發(fā)明一實(shí)施例的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置進(jìn)行 說明。
[0043] 如圖3的附圖標(biāo)記1所示，本發(fā)明一實(shí)施例的溫度測量裝置大致包括左右一對立 體聲紅外線（IR)傳感器3、4、運(yùn)算部10及控制部20。
[0044] 在此，首先，上述立體聲紅外線傳感器3、4是以相互分隔的狀態(tài)配置于車輛室內(nèi) 的前面一側(cè)，并分別測量用于形成車輛室內(nèi)的立體熱成像的二維熱成像的單元，若相對于 車輛的中心線維持左右對稱，則可配置于車輛前面的各種地點(diǎn)，如圖3至圖5所示，上述立 體聲紅外線傳感器3、4可分別從車輛的左右A柱11、12朝向后方配置，從而最大限度地將 更多的車輛搭乘人員包括在視角內(nèi)。
[0045] 另一方面，在受限的車輛空間內(nèi)，上述立體聲紅外線傳感器3、4越位于車輛的左 右A柱11、12的下端，上述立體聲紅外線傳感器3、4的視角就越寬。因此，為了最大限度地 使上述立體聲紅外線傳感器3、4的視角變寬，優(yōu)選地，將上述立體聲紅外線傳感器3、4的支 撐支架3配置于車輛的左右A柱11、12的下端部。
[0046] 上述立體聲紅外線傳感器3、4測量包括搭乘人員的車輛室內(nèi)的2D即二維平面的 熱成像，而如常規(guī)所示，采用紅外線鏡頭為窄角的窄角傳感器，對測量有利。尤其，有利的 是，紅外線鏡頭的視角優(yōu)選為55°至75°，紅外線鏡頭的視角更優(yōu)選為60°至70°，紅外 線鏡頭的視角尤其優(yōu)選為60°。因?yàn)榧t外線傳感器3、4與使用視角為75°以上100°左右 的廣角鏡頭的紅外線傳感器相比，基于視角的測量范圍窄接近兩倍，但相對地，測量的熱成 像的失真少，且成本便宜一半以上，相反，若視角變窄至55°以下，則即使紅外線傳感器3、 4在車輛室內(nèi)設(shè)置于從后方座位分隔最大的A柱11、12,也不能使整個(gè)后方座位包括在測量 范圍。
[0047] 此時(shí)，左側(cè)傳感器3測量包括從配置于車輛室內(nèi)的左側(cè)的前方座位5及后方座位7 的左側(cè)端邊角部分至前方右側(cè)座位4,即副駕駛席的右側(cè)上端邊角部分的范圍的可視區(qū)域 的溫度。相反，右側(cè)傳感器4與左側(cè)傳感器相反，測量包括從配置于車輛室內(nèi)的右側(cè)的前方 座位6及后方座位8的右側(cè)端邊角部分至前方左側(cè)座位3,即駕駛席的左側(cè)上端邊角部分的 范圍的可視區(qū)域的溫度。
[0048] 像這樣，如圖3至圖5所示，就各個(gè)紅外線傳感器3、4而言，視角的測量范圍由斜 邊的夾角為60°左右的圓錐形態(tài)形成，因此測量后座位左右搭乘人員中的某一側(cè)搭乘人員 的幾乎全身和前座位搭乘人員兩個(gè)人，即駕駛員和副駕駛席搭乘人員的上半身。即，左側(cè)紅 外線傳感器3測量后座位右側(cè)搭乘人員的幾乎全身，但左側(cè)搭乘人員因被駕駛席遮擋而幾 乎不能被測量，相反，右側(cè)紅外線傳感器4測量后座位左側(cè)搭乘人員的幾乎全身，但右側(cè)搭 乘人員因被副駕駛席遮擋而幾乎不能被測量。
[0049] 由此，如圖6所示，各個(gè)紅外線傳感器3、4相互交替地測量搭乘于車輛座位中的2 席后方座位7、8中的某一個(gè)和2席前方座位5、6的搭乘人員或座位本身的溫度，并對于前 方座位5、6形成共同區(qū)域。
[0050] 另一方面，上述立體聲紅外線傳感器3、4作為另一種配置形態(tài)如圖7及圖8所示 地配置于車輛前面的中央部分，但可在車輛的室內(nèi)鏡15的后方與室內(nèi)鏡15相鄰地配置，或 者雖然未圖示，但也能夠以相互分隔規(guī)定間隔的方式并排地配置于室內(nèi)燈和太陽鏡保管盒 之間。并且，為了最大限度地使左右視角變寬，可配置于車輛的室內(nèi)鏡15的左右末端。
[0051] 如上所述，當(dāng)在車輛前面的中央部分配置上述立體聲紅外線傳感器3、4時(shí)，左側(cè) 傳感器3測量包括從前方左側(cè)座位5,即駕駛席的左側(cè)端邊角部分至后方右側(cè)座位8的右側(cè) 端邊角部分的范圍的可視區(qū)域的溫度，右側(cè)傳感器4測量包括從前方右側(cè)座位6,即副駕駛 席的右側(cè)端邊角部分至后方左側(cè)座位7的左側(cè)端邊角部分的范圍的可視區(qū)域的溫度。
[0052] 因此，配置于車輛室內(nèi)的前方中央部分的立體聲紅外線傳感器3、4測量車輛座位 中的1席前方座位（5或6)和2席后方座位7、8的溫度，其結(jié)果，如圖6所示，在后方座位 7、8形成共同區(qū)域。
[0053] 上述運(yùn)算部10作為借助各個(gè)立體聲紅外線傳感器3、4來將以如上方式測量的二 維熱成像立體化為三維熱成像的部分，通過借助傳感器3、4來測量的2個(gè)二維熱成像相互 對應(yīng)來獲取的三維坐標(biāo)求出三維變換矩陣，并根據(jù)立體聲映像接合方式從各個(gè)二維熱成像 獲得三維立體熱成像，而其詳細(xì)說明如下。
[0054] 上述控制部20與普通的空調(diào)控制單元相同，是控制整個(gè)車輛的空氣調(diào)節(jié)狀況的 部分，除了車輛室內(nèi)外溫度之外，還接收影響車輛室內(nèi)的溫度的如風(fēng)速、濕度等各種變量 值，來校正基于運(yùn)算部10立體化的三維熱成像的溫度信息。
[0055] 在此，上述控制部20在從測量上述車輛室內(nèi)的熱成像的一對立體聲紅外線傳感 器3、4至車輛室內(nèi)的特定坐標(biāo)的距離為規(guī)定距離以上而判斷為遠(yuǎn)的情況下，對于上述特定 坐標(biāo)，進(jìn)行將測量的溫度測量值補(bǔ)償為更高的溫度值的校正。
[0056] 基于這種距離的溫度補(bǔ)償考慮了基于如圖11所示的從車輛室內(nèi)的相同部件的立 體聲紅外線傳感器3、4的距離的溫度檢測特性。即，是反映從上述立體聲紅外線傳感器3、 4的距離越遠(yuǎn)，車輛室內(nèi)的相同部件的熱成像的溫度就越急劇減小，且從上述立體聲紅外線 傳感器3、4的距離越遠(yuǎn)，車輛室內(nèi)的相同部件的熱成像的長度就越緩慢減小的特性的溫度 補(bǔ)償。另一方面，在圖11所示的曲線圖中，橫軸為車輛室內(nèi)的相同部件的從立體聲紅外線 傳感器3、4的距離（米），縱軸左側(cè)為車輛室內(nèi)的相同部件的側(cè)測定溫度（°C )，縱軸右側(cè)為 車輛室內(nèi)的相同部件的熱成像的長度（像素（pixel))。
[0057] 并且，上述控制部20反復(fù)比較上述一對立體聲紅外線傳感器3、4分別測量的上述 車輛室內(nèi)的特定坐標(biāo)的溫度測量值，在比較的溫度差為公差值以上的情況下，判斷為上述 一對立體聲紅外線傳感器3、4發(fā)生了故障。
[0058] 并且，上述控制部20在上述比較的溫度差超過上述公差值的情況下，將上述車輛 室內(nèi)的特定坐標(biāo)視為錯(cuò)誤點(diǎn)，并計(jì)算上述錯(cuò)誤點(diǎn)的產(chǎn)生頻率，當(dāng)計(jì)算的上述錯(cuò)誤點(diǎn)的產(chǎn)生 頻率為50%以上時(shí)，統(tǒng)一對上述一對立體聲紅外線傳感器3、4測量的溫度測量值進(jìn)行偏移 處理，當(dāng)上述錯(cuò)誤點(diǎn)的產(chǎn)生頻率小于50%時(shí)，校正與產(chǎn)生了超過上述公差值的溫度差的上 述特定坐標(biāo)相對應(yīng)的熱成像的有關(guān)像素的溫度值。
[0059] 并且，上述控制部20在上述比較的溫度差超過上述公差值的情況下，利用位于上 述車輛室內(nèi)的單獨(dú)部件的預(yù)置的溫度測量值，來檢測上述一對立體聲紅外線傳感器3、4中 的產(chǎn)生了誤差的紅外線傳感器3、4,校正產(chǎn)生了誤差的紅外線傳感器3、4測量的熱成像的 溫度值。
[0060] 并且，上述控制部20考慮按照預(yù)先被掌握的各部件的不同材質(zhì)或人體的不同部 位來設(shè)定的固有輻射率，根據(jù)上述車輛室內(nèi)的坐標(biāo)信息來補(bǔ)償上述立體熱成像的溫度值， 校正上述運(yùn)算部10立體化的三維熱成像的溫度信息。
[0061] 并且，上述控制部20在根據(jù)上述車輛室內(nèi)的坐標(biāo)信息按照預(yù)先被掌握的各部件 的不同材質(zhì)或人體的不同部位來補(bǔ)償立體熱成像的溫度值的過程中，按照各不同部件或人 體不同部位來保留輻射能加權(quán)值來補(bǔ)償上述立體熱成像的溫度值，加權(quán)值的大小順序按照 人體、車輛的天花板、門飾板、衣服、車輛的座位、車輛的玻璃順序適用。
[0062] 接下來，對利用以如上方式構(gòu)成的立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置的作用進(jìn)行 更為詳細(xì)的說明，具體如下。
[0063] 根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的溫度測量裝置，如圖9所示，經(jīng)過傳感器校正步驟S10、熱 成像測量步驟S20、立體聲匹配步驟S30及立體熱成像形成步驟S40形成車輛室內(nèi)的三維立 體熱成像。并且，還經(jīng)過溫度過濾步驟S50、熱成像矯正步驟S60、溫度補(bǔ)償步驟S70及溫度 再補(bǔ)償步驟S80形成車輛室內(nèi)的三維立體熱成像。
[0064] 在此，首先，如圖9及圖10所示，上述傳感器校正步驟S10作為校正配置于車輛室 內(nèi)的立體聲紅外線傳感器3、4的熱成像的失真的步驟，如為了校正光學(xué)圖像的失真而利用 黑白格紋板材，通過從傳感器3、4分隔規(guī)定距離的方式以各種姿勢變更冷溫區(qū)域與格紋相 同地交替配置的校正板的配置并測量溫度之后，根據(jù)測量的熱成像信息，按照普通的光學(xué) 校準(zhǔn)方法，執(zhí)行校準(zhǔn)（calibration)來獲取校準(zhǔn)矩陣（calibration matrix)。
[0065] 然后，如圖9及圖10所示，上述熱成像測量步驟S20作為借助在上述傳感器校正 步驟S10中校準(zhǔn)的立體聲紅外線傳感器3、4來測量車輛室內(nèi)的熱成像的步驟，傳感器3、4 分別測量在車輛室內(nèi)構(gòu)成的虛擬坐標(biāo)上的相同地點(diǎn)的熱成像，來形成各自的二維熱成像。
[0066] 在上述熱成像測量步驟S20中，在測量二維熱成像之后，可執(zhí)行溫度過濾步驟 S50,而如圖9及圖10所示，上述溫度過濾步驟S50作為除去在上述熱成像測量步驟S20中 測量的熱成像所產(chǎn)生的熱殘像、抖動(dòng)及熱成像噪聲的步驟，用于改善熱成像的畫質(zhì)，例如， 以從紅外線傳感器3、4輸出的熱成像信號除去固定圖像噪聲等各種方式除去噪聲來提高 熱成像的畫質(zhì)。
[0067] 接著，在上述溫度過濾步驟S50或熱成像測量步驟S20之后，可在執(zhí)行立體聲匹配 步驟S30之前執(zhí)行熱成像矯正步驟S60,而如圖9及圖10所示，上述熱成像矯正步驟S60作 為根據(jù)在上述傳感器校正步驟S10中獲得的紅外線傳感器3、4的校準(zhǔn)特性值來矯正在上述 熱成像測量步驟S20中測量的熱成像的步驟，對利用在傳感器校正步驟S10中求出的校準(zhǔn) 特性值即校準(zhǔn)矩陣來校正的熱成像執(zhí)行改正（rectification)。
[0068] 在此，對熱成像的改正作為滿足左右各個(gè)紅外線傳感器3、4測量的熱成像的極線 約束（epipolar constraint)的過程，根據(jù)極線約束，當(dāng)立體聲傳感器3、4的光軸平行時(shí)， 一側(cè)傳感器3測量的熱成像的一點(diǎn)與另一側(cè)傳感器4測量的熱成像的一點(diǎn)相對應(yīng)，此時(shí)，將 連接兩個(gè)對應(yīng)點(diǎn)的線稱為極線。
[0069] 之后，如圖9及圖10所示，上述立體聲匹配步驟S30作為比較在上述熱成像矯正 步驟S60中矯正的各個(gè)熱成像來求出各熱成像的對應(yīng)點(diǎn)之間的坐標(biāo)位移（disparity)的步 驟，以立體聲傳感器3、4測量的熱成像中的某一個(gè)熱成像為基準(zhǔn)，將另一個(gè)熱成像作為目 標(biāo)之后，求出車輛室內(nèi)的虛擬坐標(biāo)上的特定地點(diǎn)投影于基準(zhǔn)熱成像和目標(biāo)熱成像的特定像 素的熱成像內(nèi)位置。之后，求出如上所述地得出的各個(gè)熱成像內(nèi)對應(yīng)點(diǎn)之間的熱成像坐標(biāo) 上的差異，來最終獲得位移。
[0070] 再之后，如圖9及圖10所示，上述立體熱成像形成步驟S40作為將在上述立體聲 匹配步驟S30中求出的熱成像的坐標(biāo)位移成像化并映射，來獲得立體熱成像的步驟，在從 二維圖像獲得三維立體信息的各種方法中，例如，基于立體聲映像接合方式，從各個(gè)熱成像 獲得三維立體熱成像。為此，相對于基準(zhǔn)熱成像的各個(gè)像素進(jìn)行計(jì)算，從而將在上述立體聲 匹配步驟S30中求出的位移儲存為一個(gè)圖像形態(tài)，來形成位移圖（disparity map)。之后， 可反復(fù)如上所述的過程來生成基于各種時(shí)刻變化的多個(gè)位移圖，并通過結(jié)合所生成的多個(gè) 位移圖來最終獲得三維立體熱成像。
[0071] 另一方面，如圖10所示，上述溫度補(bǔ)償步驟S70作為相對于在上述立體熱成像形 成步驟S40中獲得的立體熱成像除去基于與各個(gè)傳感器3、4的距離差的偏差的步驟，從相 當(dāng)于如上所述的立體熱成像的特定地點(diǎn)的車輛室內(nèi)的特定坐標(biāo)除去因分別到達(dá)傳感器3、4 的距離的差異而發(fā)生的溫度差。
[0072] 為此，如圖10所示，溫度補(bǔ)償步驟S70由再次溫度比較步驟S71、溫度差確認(rèn)步驟 S72、溫度誤差頻率系數(shù)步驟S73及溫度值校正步驟S74構(gòu)成。
[0073] 在此，如圖10所示，上述溫度比較步驟S71作為反復(fù)相互比較測量的車輛室內(nèi)的 特定坐標(biāo)的溫度值的步驟，反復(fù)測定與在上述立體熱成像形成步驟S40中獲得的立體熱成 像的多個(gè)特定地點(diǎn)相對應(yīng)的車輛室內(nèi)的多個(gè)特定坐標(biāo)的紅外線傳感器3、4各自的溫度測 量值之后，相互比較測定的溫度測量值。
[0074] 之后，如圖10所示，上述溫度差確認(rèn)步驟S72作為確認(rèn)在上述溫度比較步驟S71 中比較的溫度測量值的差異是否在公差限度內(nèi)的步驟，確認(rèn)在上述溫度比較步驟S71中比 較的各個(gè)特定坐標(biāo)上的溫度測量值相互之間的溫度差是否超過公差值。
[0075] 之后，如圖10所示，上述溫度誤差頻率系數(shù)步驟S73作為計(jì)算在上述溫度差確認(rèn) 步驟S72中確認(rèn)的溫度差超過公差值的頻率的步驟，在上述溫度差確認(rèn)步驟S72中，將左右 傳感器3、4測量的車輛室內(nèi)的特定坐標(biāo)的溫度測定值差異超過公差值的坐標(biāo)視為錯(cuò)誤點(diǎn)， 并計(jì)算產(chǎn)生如上所述的錯(cuò)誤點(diǎn)的頻率。
[0076] 最后，如圖10所示，上述溫度值校正步驟S74作為在左右立體聲傳感器3、4測量 的溫度測量值的溫度差超過公差值的情況下解決這一情況的步驟，當(dāng)在上述溫度誤差頻率 系數(shù)步驟S73中計(jì)算的錯(cuò)誤點(diǎn)的產(chǎn)生頻率例如為50%以上時(shí)，統(tǒng)一對產(chǎn)生了誤差的一側(cè)傳 感器3、4測量的溫度測量值進(jìn)行偏移處理，來補(bǔ)償左右傳感器3、4之間的溫度測量值偏差。 然而，相反，當(dāng)錯(cuò)誤點(diǎn)產(chǎn)生頻率小于50%時(shí)，左右傳感器3、4測量的溫度值的差異超過公差 值的錯(cuò)誤點(diǎn)并不多，因此校正與有關(guān)坐標(biāo)相對應(yīng)的熱成像的像素，來補(bǔ)償溫度測量值偏差。
[0077] 另一方面，如圖10所示，上述溫度再補(bǔ)償步驟S80作為決定立體熱成像的最終步 驟，經(jīng)過上述溫度補(bǔ)償步驟S70除去緣于左右傳感器3、4之間的距離差的溫度差之后，最終 再次補(bǔ)償基于溫度測量對象部位的材質(zhì)的偏差。為此，在溫度再補(bǔ)償步驟S80中，考慮按照 預(yù)先被掌握而儲存的不同坐標(biāo)的車輛部件即座位、天花板、玻璃等不同材質(zhì)或搭乘人員的 不同身體部位來設(shè)定的固有輻射率，根據(jù)車輛室內(nèi)的坐標(biāo)信息來再次補(bǔ)償在上述溫度補(bǔ)償 步驟S70中除去基于左右傳感器3、4之間的距離差的溫度差的立體熱成像的溫度值。此 時(shí)，就各溫度測定部位的固有輻射率而言，黑體（black body)等異常體為1，例如，人體為 0. 95、玻璃為0. 5、天花板為0. 8。
[0078] 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0079] 根據(jù)本發(fā)明的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，能夠借助左右配置于車輛 室內(nèi)的前方側(cè)的一對立體聲紅外線傳感器，來立體地測量車輛室內(nèi)的溫度分布，因此能夠 進(jìn)一步提高溫度分布的測量精密度或準(zhǔn)確性。
[0080] 并且，借助左右兩個(gè)紅外線傳感器，來重復(fù)測量形成于車輛室內(nèi)的虛擬坐標(biāo)上的 一個(gè)地點(diǎn)的溫度，從而容易校正傳感器之間的溫度，因此能夠更加提高溫度測量準(zhǔn)確度。
[0081] 并且，能夠校正因各傳感器和溫度測量坐標(biāo)之間的距離差而產(chǎn)生的立體熱成像信 息的誤差，能夠按照車輛室內(nèi)的溫度測量地點(diǎn)的不同部件或身體不同部位考慮輻射率，來 再校正立體熱成像信息，因此能夠更加提高溫度測量準(zhǔn)確度。
【權(quán)利要求】
1. 一種利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于，包括： 一對立體聲紅外線傳感器（3、4)，以相互分隔的方式分別配置于車輛室內(nèi)的前面一側(cè)， 用于測量包括搭乘人員的上述車輛室內(nèi)的熱成像； 運(yùn)算部（10)，將上述一對立體聲紅外線傳感器（3、4)測量的二維熱成像立體化為三維 熱成像；以及 控制部（20)，根據(jù)影響上述車輛室內(nèi)的溫度的變量值，來校正上述運(yùn)算部（10)立體化 的二維熱成像信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述一對立體聲紅外線傳感器（3、4)分別測量車輛座位中的前方座位中的某一個(gè)（5 或6)和2席后方座位（7、8)的溫度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述立體聲紅外線傳感器（3、4)以與上述車輛的室內(nèi)鏡（15)的后方相鄰的方式配置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述立體聲紅外線傳感器（3、4)的紅外線鏡頭為窄角鏡頭。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述立體聲紅外線傳感器（3、4)的紅外線鏡頭的視角為55°至75°。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述立體聲紅外線傳感器（3、4)配置于上述車輛的室內(nèi)鏡（15)的左右末端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述一對立體聲紅外線傳感器（3、4)分別測量車輛座位中的2席后方座位中的某一個(gè) (7或8)和2席前方座位（5、6)的溫度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述立體聲紅外線傳感器（3、4)分別配置于上述車輛的左右A柱（11、12)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述立體聲紅外線傳感器（3、4)的紅外線鏡頭為窄角鏡頭。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述立體聲紅外線傳感器（3、4)的紅外線鏡頭的視角為55°至75°。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述立體聲紅外線傳感器（3、4)分別配置于上述車輛的左右A柱（11、12)的下端部。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述控制部（20)經(jīng)過如下的步驟校正上述運(yùn)算部（10)立體化的三維熱成像的溫度信 息，上述步驟包括： 傳感器校正步驟（S10)，校準(zhǔn)配置于車輛室內(nèi)的立體聲紅外線傳感器（3、4)來校正熱 成像的失真， 熱成像測量步驟（S20)，借助在上述傳感器校正步驟（S10)中校準(zhǔn)的上述傳感器（3、4) 來測量上述車輛室內(nèi)的熱成像， 立體聲匹配步驟（S30)，比較在上述熱成像測量步驟（S20)中測量的各個(gè)熱成像來求 出各熱成像的對應(yīng)點(diǎn)之間的坐標(biāo)位移，以及 立體熱成像形成步驟（S40)，將在上述立體聲匹配步驟（S30)中求出的坐標(biāo)位移成像 化并映射，來獲得立體熱成像。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述控制部（20)還經(jīng)過溫度過濾步驟（S50)校正上述運(yùn)算部（10)立體化的三維熱成 像的溫度信息，上述溫度過濾步驟（S50)中，從在上述熱成像測量步驟（S20)中測量的熱成 像除去熱殘像、抖動(dòng)及噪聲。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述控制部（20)還經(jīng)過熱成像矯正步驟（S60)校正上述運(yùn)算部（10)立體化的三維熱 成像的溫度信息，上述熱成像矯正步驟（S60)中，根據(jù)在上述傳感器校正步驟（S10)中獲得 的上述傳感器（3、4)的校準(zhǔn)特性值，來改正在上述熱成像測量步驟（S20)中測量的熱成像。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述控制部（20)在從測量上述車輛室內(nèi)的熱成像的一對立體聲紅外線傳感器（3、4) 至車輛室內(nèi)的特定坐標(biāo)的距離為規(guī)定距離以上而判斷為遠(yuǎn)的情況下，對于上述特定坐標(biāo)， 進(jìn)行將測量的溫度測量值補(bǔ)償為更高的溫度值的校正。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述控制部（20)反復(fù)比較上述一對立體聲紅外線傳感器（3、4)分別測量的上述車輛 室內(nèi)的特定坐標(biāo)的溫度測量值，在比較的溫度差為公差值以上的情況下，判斷為上述一對 立體聲紅外線傳感器（3、4)發(fā)生了故障。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述控制部（20)在上述比較的溫度差超過上述公差值的情況下，將上述車輛室內(nèi) 的特定坐標(biāo)視為錯(cuò)誤點(diǎn)，計(jì)算上述錯(cuò)誤點(diǎn)的產(chǎn)生頻率，當(dāng)計(jì)算的上述錯(cuò)誤點(diǎn)的產(chǎn)生頻率為 50%以上時(shí)，統(tǒng)一對上述一對立體聲紅外線傳感器（3、4)測量的溫度測量值進(jìn)行偏移處 理，當(dāng)上述錯(cuò)誤點(diǎn)的產(chǎn)生頻率小于50%時(shí)，校正與產(chǎn)生了超過上述公差值的溫度差的上述 特定坐標(biāo)相對應(yīng)的熱成像的有關(guān)像素的溫度值。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述控制部（20)在上述比較的溫度差超過上述公差值的情況下，利用位于上述車輛 室內(nèi)的單獨(dú)部件的預(yù)置的溫度測量值，來檢測上述一對立體聲紅外線傳感器（3、4)中的產(chǎn) 生了誤差的紅外線傳感器（3、4)，校正產(chǎn)生了誤差的紅外線傳感器（3、4)測量的熱成像的 溫度值。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述控制部（20)考慮按照預(yù)先被掌握的各部件的不同材質(zhì)或人體的不同部位來設(shè)定 的固有輻射率，根據(jù)上述車輛室內(nèi)的坐標(biāo)信息來補(bǔ)償上述立體熱成像的溫度值，校正上述 運(yùn)算部（10)立體化的三維熱成像的溫度信息。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的利用立體熱成像的車輛內(nèi)溫度測量裝置，其特征在于， 上述控制部（20)在根據(jù)上述車輛室內(nèi)的坐標(biāo)信息按照預(yù)先被掌握的各部件的不同材 質(zhì)或人體的不同部位來補(bǔ)償立體熱成像的溫度值的過程中，按照各不同部件或人體不同部 位來保留輻射能加權(quán)值來補(bǔ)償上述立體熱成像的溫度值，加權(quán)值的大小順序按照人體、車 輛的天花板、門飾板、衣服、車輛的座位、車輛的玻璃順序適用。
【文檔編號】G01J5/00GK104220854SQ201380019434
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月26日
【發(fā)明者】李亭勛, 金寧吉, 宋升澈, 白昌鉉, 金英民 申請人:漢拿偉世通空調(diào)有限公司