[發(fā)明專利]基于Kalman濾波的皮膚溫度檢測(cè)系統(tǒng)及方法及設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210190263.8
• 申請(qǐng)日: 2022-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN114636488A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭舒;穆成剛;趙沖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江宜格企業(yè)管理集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01K13/20
• 分類號(hào): G01K13/20;G01K7/18;G01K15/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

基于Kalman濾波的皮膚溫度檢測(cè)系統(tǒng)及方法及設(shè)備，包括：溫度采集模塊、處理模塊和對(duì)比模塊；溫度采集模塊和對(duì)比模塊均連接到處理模塊，溫度采集模塊用于采集皮膚溫度，處理模塊用于對(duì)采集到的溫度進(jìn)行降噪過濾，對(duì)比模塊用于將降噪后的溫度數(shù)據(jù)和閾值對(duì)比后傳輸給處理模塊下達(dá)指令。本發(fā)明將濾波算法引入皮膚溫度檢測(cè)，經(jīng)過算法處理后的溫度結(jié)果因?yàn)榭柭鼮V波過濾掉了測(cè)量信號(hào)的噪聲，所以經(jīng)過算法后的結(jié)果為最佳溫度，當(dāng)溫度高于閾值則可觸發(fā)單片機(jī)其他操作，由于經(jīng)過卡爾曼濾波算法處理的結(jié)果更準(zhǔn)確，因此可以避免單片機(jī)誤操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于皮膚溫度檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基于Kalman濾波的皮膚溫度檢測(cè)系統(tǒng)及方法及設(shè)備。

背景技術(shù)

在醫(yī)療美容行業(yè)中往往需要通過各種方式獲得皮膚溫度，但是在實(shí)際測(cè)量過程中，由于測(cè)量過程中操作手法以及環(huán)境的影響往往使得測(cè)量結(jié)果有偏差或者得到的測(cè)量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，直接導(dǎo)致系統(tǒng)判斷錯(cuò)誤，進(jìn)而執(zhí)行錯(cuò)誤程序。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供基于Kalman濾波的皮膚溫度檢測(cè)系統(tǒng)及方法及設(shè)備，以解決上述問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

基于Kalman濾波的皮膚溫度檢測(cè)系統(tǒng)，包括：溫度采集模塊、處理模塊和對(duì)比模塊；溫度采集模塊和對(duì)比模塊均連接到處理模塊，溫度采集模塊用于采集皮膚溫度，處理模塊用于對(duì)采集到的溫度進(jìn)行降噪過濾，對(duì)比模塊用于將降噪后的溫度數(shù)據(jù)和閾值對(duì)比后傳輸給處理模塊下達(dá)指令。

進(jìn)一步的，溫度采集模塊為溫度傳感器。

進(jìn)一步的，處理模塊為單片機(jī)，單片機(jī)內(nèi)運(yùn)行Kalman濾波算法。

進(jìn)一步的，對(duì)比模塊為比較器。

進(jìn)一步的，基于Kalman濾波的皮膚溫度檢測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟1，溫度傳感器采集到溫度將數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)，單片機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行Kalman濾波算法過濾掉測(cè)量信號(hào)的噪聲；

步驟2，經(jīng)過過濾后的溫度信號(hào)為最佳溫度信號(hào)，最佳溫度信號(hào)高于閾值則觸發(fā)單片機(jī)執(zhí)行關(guān)閉儀器的操作。

進(jìn)一步的，根據(jù)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行Kalman濾波算法，溫度信號(hào)在時(shí)域內(nèi)的狀態(tài)方程和測(cè)量方程分別是：

狀態(tài)方程：X(t)＝A(t)X(t)+B(t)U(t)+W(t)

測(cè)量方程：Z(t)＝H(t)X(t)+V(t)

以上X(t)為預(yù)測(cè)值，Z(t)為觀測(cè)值，U(t)為控制量，A(t)與B(t)為狀態(tài)參數(shù)，H(t)為觀測(cè)值與實(shí)際溫度的線性度關(guān)系，W(t)與V(t)分別為系統(tǒng)噪聲，觀測(cè)噪聲，其方差分別為Q，R且二者不相關(guān)。

進(jìn)一步的，卡爾曼濾波算法中，時(shí)間更新方程如下：

狀態(tài)更新方程如下：

時(shí)間更新方程中，＾X_k，＾X_k-1為狀態(tài)一步預(yù)測(cè)，P_k，k-1為一步預(yù)測(cè)均方誤差；

測(cè)量更新方程中，K_k為濾波增益，P_k為估計(jì)均方誤差，＾X_k為狀態(tài)估計(jì)，Z_k為觀測(cè)值。