清华大学研制“荼与机器人”体温自动快速筛查系统，实现室外无人化快速准确
发布日期：2020-06-24 18:07

针对当前疫情对流动车辆司乘人员和各种入口处行人体温人工筛查存在的有感染风险、效率低、测温不稳定、无安全感和劳动强度大等问题，清华大学现代机构学与机器人化装备实验室与烟台清科嘉机器人联合研究院有限公司联合研制了“荼与机器人”体温自动快速筛查系统，可实现无人化快速检测：测温准确度达0.2℃；对于流动车辆，在20秒内即可完成一辆车所有司乘人员的体温筛查；对于行人，可以实现2秒通行。可应用于高速路、机场、车站、检查站、医院、学校、办公区、居民小区、超市等各种通道的车辆司乘人员和行人体温筛查。

近期我国突发了新型冠状病毒感染肺炎疫情，自2020年1月份，全国人民在党中央的领导下，投入到了这场没有硝烟的防控战争中。对疫情的有效防控是人类面临的巨大挑战，其关键是阻断或最大程度减少病原体在人际间传播，体温初步筛查是防控任务的关键手段之一。

疫情防控中的体温筛查手段用于体温测量的温度计有两大类：接触式温度计和非接触式温度计。非接触式温度计有红外额温计、红外筛检仪、红外耳温计等，其中额温计和筛检仪在体温筛查中被广泛采用，准确度一般为0.3℃-0.4℃。在具体使用时，存在如下问题：①使用温度要求高(一般20℃左右最好)，一般要求在室内无风环境中使用；②人体面部覆盖物（如化妆品、灰尘、头发等）易导致测温准确性不稳定，室外使用会产生较大偏差。此外：①室内体温筛查，会导致被感染人将病原体带到室内，增加了感染风险，将加大防控难度；②手持测温有交叉感染风险，且可能给被测人带来不安全感和信息统计不方便；③室外人工体温筛查，增加了操作人员的劳动强度。

因此，室外无人化快速准确测温是疫情防控中体温筛查的有效且安全的手段。体温自动筛查机器人以高速路、车站、机场、办公区、居民小区等各种通道的流动车辆司乘人员和入口行人的体温筛查为例，现有筛查工作主要通过人员手持红外额温计进行。该方法涉及人员近距离接触，有交叉感染和不安全风险，且效率低，车辆通行不流畅。因此，研制体温自动筛查机器人是应对疫情防控的重要手段和当务之急。清华大学现代机构学与机器人化装备实验室与烟台清科嘉机器人联合研究院有限公司在机器人本体、测温装置及温补算法、视觉语义感知、控制策略等方面进行技术攻关，研制出了“荼与机器人”体温自动快速筛查系统。

这套系统有两种机器人配置，一种用于流动车辆司乘人员的体温筛查，另外一种用于入口处行人的体温筛查。该系统具有如下特点：1、采用深度神经网络和超声与视觉融合的多维数据集，可实现车辆司乘人员的精确识别和人像分割，并准确统计人数和相应位置，识别置信度达90%以上。

2、稳定、分布式体温测量机器人装置和温度环境适应性智能补偿算法，采用手腕脉搏处非接触测温，能够实现高准确度的人体温度安全检测，测温准确度达0.2℃。

3、通过视觉识别、超声波探测、红外探测等多传感器融合方式，可实现车辆位置、司乘人员和行人的快速定位与体温无人化筛查：对于流动车辆，可20秒内完成一辆乘用车所有司乘人员的检测；对于行人，可实现2秒通行；体温合格则通行，不合格则报警。

4、针对一定时间周期内的温度筛查，通过大数据处理技术，可快速形成任何时间段的车、人流量-温度图谱。填补国内外空白据悉，“荼与机器人”体温自动快速筛查系统还提交了8项中国发明和4项实用新型专利，填补了国内外空白。此外，这套系统经在烟台开发区和清华大学校内停车场使用，技术已经成熟，可应用于高速路、机场、车站、检查站等快速通道以及办公区、居民小区、学校、医院、星级宾馆、超市、停车场等各种通道的流动车辆司乘人员体温非人接触快速自动筛查，能够适应7座及以下的轿车、SUV、商务车等多种常用车型，并可针对不同车型进行订制，也可应用于各种入口处对行人的体温无人化快速筛查。