[1] La présente invention se rapporte à un système de mesure de température à distance.

[2] La détection des malades potentiels du COVID 19 est aujourd'hui réalisée par la prise de température, d'examens cliniques complémentaires, puis par un test COVID 19 qui possède encore un niveau de confiance relativement faible.

[3] Il existe un besoin important de pouvoir détecter rapidement, notamment grâce à des moyens mobiles, les malades potentiels de maladie contagieuse, par exemple la maladie liée au COVID 19.

[4] Des prises de température aussi fiables que possible sont cruciales pour de telles détections de maladie.

[5] L’invention a ainsi pour objet un système de mesure de température à distance, agencé pour mesurer une température sur une personne, notamment sur au moins une zone du visage de la personne, ce système comportant:

- un premier capteur de température opérant dans l'infrarouge et agencé pour mesurer au moins une température de peau de la personne, notamment sur au moins une zone du visage de la personne, ce premier capteur étant notamment une caméra infrarouge, la température de peau mesurée par ce premier capteur étant appelée (Tir),

- un deuxième capteur de température agencé pour mesurer une température ambiante,

- une unité de traitement agencée pour :

- déterminer une température de peau intermédiaire (Tbb) en fonction au moins de la température mesurée (Tir) par le premier capteur de température, d’une valeur de distance représentative de la distance entre le premier capteur et la personne, et la température ambiante mesurée par le deuxième capteur, et

- déterminer une valeur de température de peau corrigée (Ts) en fonction au moins de la température de peau intermédiaire (Tbb) et d'une correction liée à l’émissivité de la peau de la personne. [6] L’invention permet notamment d’obtenir une température de peau la plus précise possible, qui ne soit pas ou peu parasitée par les paramètres de distance et de température ambiante. D’autres paramètres en plus de la distance et de la température ambiante peuvent être pris en compte, comme on le verra par la suite.

[7] La valeur de température de peau intermédiaire (Tbb) n’est pas calculée avec une prise en compte de l’émissivité de la peau. L’émissivité est prise en compte dans la détermination de la température corrigée finale (Ts), comme on le verra par la suite.

[8] Selon l’un des aspects de l’invention, le système comporte un appareil de mesure de distance pour fournir la valeur de distance.

[9] En variante, cette valeur de distance peut être une valeur prédéterminée. Par exemple, cette valeur de distance est fixée à l’avance en fonction de l’emplacement de la chaise où s’assoit la personne qui est sujet à la mesure de température, cette valeur étant par exemple fixée à 1 mètre.

[10] Selon l’un des aspects de l’invention, l’unité de traitement est agencée pour déterminer la valeur de température de peau corrigée (Ts) à partir d’une seule valeur de température de peau intermédiaire (Tbb).

[11] Selon l’un des aspects de l’invention, ce système comporte un appareil de mesure de distance agencé mesurer la distance entre le visage de la personne et le premier capteur de température.

[12] Selon l’un des aspects de l’invention, cette mesure de distance s’appuie par exemple sur une zone du visage de la personne, par exemple sur la zone du visage où le premier capteur de température mesure la température de la peau (Tir).

[13] Selon l’un des aspects de l’invention, cet appareil est choisi parmi un appareil de mesure stéréoscopique, un radar, un appareil de type Capteur de temps de vol (« Time of flight (TOF) Sensor », en anglais), une balance inertielle qui permet notamment de positionner le corps de la personne sur un damier de référence virtuel.

[14] Selon l’un des aspects de l’invention, la mesure de distance peut également être réalisée par traitement d’image en mesurant un écart entre les yeux sur l’image puis déterminer, à partir de cet écart estimé, la distance entre le visage sur lequel la température est mesurée et le premier capteur de température.

[15] Selon l’un des aspects de l’invention, l’unité de traitement est agencée pour déterminer la valeur de température de peau corrigée (Ts) à partir d’une pluralité de valeurs de température de peau intermédiaires (Tbb).

[16] Selon l’un des aspects de l’invention, l’unité de traitement est agencée pour utiliser la même valeur de distance pour déterminer toutes les valeurs de température de peau intermédiaires (Tbb).

[17] Ceci peut s’avérer suffisant, à savoir utiliser la même valeur de distance, lorsque la distance entre la personne et le premier capteur est suffisamment grande, par exemple d’au moins 1 mètre.

[18] En variante, l’unité de traitement est agencée pour utiliser plusieurs valeurs de distance pour déterminer les valeurs de température de peau intermédiaires (Tbb).

[19] Notamment chaque calcul de valeur de température de peau intermédiaire (Tbb) utilise une valeur de distance associée.

[20] Chaque valeur de distance correspond à un point du visage de la personne. Ce point est un point où la mesure de température par le premier capteur est faite.

[21] Selon l’un des aspects de l’invention, le premier capteur de température est agencé pour mesurer les températures en une pluralité de points du visage de la personne.

[22] Cette pluralité de points formant notamment un masque de points de mesure posé sur le visage de la personne.

[23] La mesure de distance sur chaque point de mesure de température permet une meilleure précision des valeurs de température de peau intermédiaire (Tbb).

[24] Ceci est particulièrement avantageux lorsque le premier capteur de température est placé relativement proche du visage de la personne, par exemple à une distance de quelques dizaines de centimètres. Sur ces courtes distances, la précision de la valeur de distance entre le point de mesure de température et le premier capteur a une influence non négligeable sur la précision de la valeur de température de peau intermédiaire (Tbb).

[25] Par exemple la température intermédiaire (Tbb) sur le bout du nez doit être corrigée avec une valeur de distance mesurée sur le bout du nez. En effet, lorsque le premier capteur est relativement proche du visage, une distance mesurée sur le bout du nez et la distance mesurée sur un autre point du visage, par exemple sur la pommette, peuvent différer fortement, en proportion.

[26] Dans le cas de mesures de plusieurs valeurs de distance sur le visage, le système peut comporter un appareil de mesure pour déterminer la distance en une pluralité de points du visage de la personne, cet appareil étant choisi par exemple parmi un appareil de mesure stéréoscopique ou un appareil de type Capteur de temps de vol (« Time of flight (TOF) Sensor », en anglais).

[27] Cette caméra fonctionne sur le principe du temps de vol (en anglais : Time of Flight, TOF) qui permet de mesurer en temps réel une scène en 3 dimensions (3D). Ce type de caméra est connu.

[28] En revanche, lorsque le premier capteur est placé suffisamment loin de la personne, par exemple à plus de 70 cm, il est possible d’utiliser la même valeur de distance pour corriger les valeurs prises par le premier capteur, en vue de déterminer les différentes valeurs de température intermédiaires (Tbb). Les variations de distance sur les différents points de mesure sur le visage restent relativement faibles et n’affectent pas de manière significative les précisions des valeurs de température corrigées.

[29] Selon l’un des aspects de l’invention, il comporte une caméra, notamment une caméra Rouge Vert Bleu, ou caméra RGB, agencée pour définir sur le visage de la personne le point remarquable de mesure de température, ou les points de mesure remarquables de mesure de température, pour le premier capteur. Notamment cette caméra opère dans le domaine du visible.

[30] Le premier et/ou le deuxième capteur de température comprend un composant pour mesurer la température dans un boîtier du capteur et/ou d’un élément sensible de ce capteur.

[31 ] Par exemple, si la température mesurée par ce capteur est en dehors d’une plage de température prédéterminée pour laquelle le capteur est calibré, le système considère le premier et/ou le deuxième capteur de température comme non fiable, et ne prend pas en compte les données qui en sont issues.

[32] Selon l’un des aspects de l’invention, la correction liée à l’émissivité de la peau de la personne est choisie dépendante de la température de peau intermédiaire (Tbb). [33] Selon l’un des aspects de l’invention, la valeur de température de peau corrigée est donnée par une courbe avec en abscisse la température de peau intermédiaire et en ordonnée la température de peau corrigée avec prise en compte de l’émissivité de la peau.

[34] La dépendance de l’émissivité de la peau à la température de peau est contenue dans cette courbe.

[35] Cette courbe est obtenue par exemple grâce à des mesures réelles.

[36] Dans un exemple de réalisation de l’invention, le système n’a pas besoin d’accéder explicitement à une valeur d’émissivité de la peau. Le système fait appel à la courbe précitée qui contient l’influence de l’émissivité sur la mesure de la température de la région concernée, notamment le visage. La correction liée à l’émissivité est contenue dans cette courbe.

[37] Selon l’un des aspects de l’invention, la correction liée à l’émissivité de la peau de la personne est choisie dépendante également de la transpiration et du maquillage de la personne.

[38] Selon l’un des aspects de l’invention, la température de peau intermédiaire (Tbb) est égale à une fonction polynomiale, par exemple d’ordre 2, de la température mesurée (Tir) par le premier capteur de température, d’une valeur de distance représentative de la distance entre le premier capteur et la personne, et la température ambiante mesurée par le deuxième capteur.

[39] Selon l’un des aspects de l’invention, il comprend un capteur d’intensité lumineuse, notamment un capteur de type thermopile comprenant des thermocouples et agencé pour convertir de l’énergie thermique en énergie électrique.

[40] Selon l’un des aspects de l’invention, l’unité de traitement est connectée à ce capteur d’intensité lumineuse, notamment de type thermopile, et est agencée pour utiliser une donnée d’intensité lumineuse fournie par ce capteur pour corriger la température (Tbb).

[41 ] La correction du fait de la luminosité ambiante peut intégrer cette donnée d’intensité lumineuse divisée par une valeur de puissance thermique radiante associée au métabolisme basal de la personne.

[42] Selon l’un des aspects de l’invention, le premier capteur de température est une caméra opérant dans l’infrarouge, de préférence à une longueur d’onde entre 7 et 14 micromètres. [43] Selon l’un des aspects de l’invention, cette caméra est du type numérique.

[44] Selon l’un des aspects de l’invention, le système entier est du type numérique, sans composant analogique.

[45] Selon l’un des aspects de l’invention, le deuxième capteur de température agencé pour mesurer une température ambiante est un capteur comprenant un élément sensible à base de platine, notamment de type PT 100.

[46] L’invention a encore pour objet un procédé de mesure de température à distance, pour mesurer une température sur une personne, notamment sur au moins une zone du visage de la personne, ce procédé comportant les étapes suivantes:

- fournir un premier capteur de température opérant dans l'infrarouge et agencé pour mesurer au moins une température de peau de la personne, notamment sur au moins une zone du visage de la personne, ce premier capteur étant notamment une caméra infrarouge, la température de peau mesurée par ce premier capteur étant appelée (Tir),

- fournir un deuxième capteur de température agencé pour mesurer une température ambiante,

- déterminer une température de peau intermédiaire (Tbb) en fonction au moins de la température mesurée (Tir) par le premier capteur de température, d’une valeur de distance représentative de la distance entre le premier capteur et la personne, et la température ambiante mesurée par le deuxième capteur, et

- déterminer une valeur de température de peau corrigée (Ts) en fonction au moins de la température de peau intermédiaire (Tbb) et d'une correction liée à l’émissivité de la peau de la personne.

[47] Selon l’un des aspects de l’invention, le ou les points remarquables de mesure de température sont définis géométriquement au moyen d’une zone d’image appelée Building box, qui l’entoure, par exemple au moyen de la moyenne géométrique des côtés de la zone de l’image. Cette zone d’image est une surface délimitée par une série de points qui est construite par un algorithme d’identification d’objets.

[48] Le système peut être conditionné dans une boite transportable et pouvant être posée dans un bâtiment, par exemple un aéroport, un hôpital ou tout autre lieu. [49] L’invention peut servir d’aide pour fournir une information de diagnostic, notamment en vue de la détection d’une maladie sur une personne, notamment une maladie contagieuse telle que le COVID 19.

[50] L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent :

[51] La figure 1 illustre schématiquement un système selon un mode de réalisation non limitatif de l’invention.

[52] La figure 2 illustre schématiquement un système selon un autre mode de réalisation non limitatif de l’invention,

[53] La figure 3 illustre des points remarquables de mesure sur le visage d’une personne, à l’aide du système selon l’invention,

[54] La figure 4 montre une courbe illustrant l’influence de l’émissivité sur les mesure de température.

[55] On a représenté sur la Figure 1 un système 100 de mesure de température à distance, agencé pour mesurer une température sur une personne, ici sur le visage de la personne.

[56] Ce système 100 comporte un premier capteur de température 1 opérant dans l'infrarouge et agencé pour mesurer une température de peau de la personne, sur des zones ou points du visage de la personne.

[57] Le premier capteur de température 1 est une caméra opérant dans l’infrarouge par exemple entre 7 et 14 micromètres.

[58] La température de peau mesurée par ce premier capteur 1 est appelée Tir,

[59] Ce système 100 comporte en outre un deuxième capteur de température 2 agencé pour mesurer une température ambiante Tamb.

[60] Le deuxième capteur de température 2 agencé pour mesurer une température ambiante est un capteur comprenant un élément sensible à base de platine, notamment de type PT 100.

[61 ] Ce système 100 comporte une unité de traitement 3 agencée pour :

- déterminer une température de peau intermédiaire Tbb en fonction au moins de la température mesurée Tir par le premier capteur de température 1 , d’une valeur de distance Dist représentative de la distance entre le premier capteur 1 et la personne, et la température ambiante Tamb mesurée par le deuxième capteur 2, et

- déterminer une valeur de température de peau corrigée Ts en fonction au moins de la température de peau intermédiaire Tbb et d'une correction liée à l’émissivité de la peau de la personne.

[62] Le système 100 comporte un appareil de mesure de distance 5 pour fournir la valeur de distance Dist.

[63] En variante, cette valeur de distance Dist peut être une valeur prédéterminée. Par exemple, cette valeur de distance est fixée à l’avance en fonction de l’emplacement de la chaise où s’assoit la personne qui est sujet à la mesure de température, cette valeur étant par exemple fixée à 1 mètre.

[64] Dans l’exemple de réalisation de la figure 1 , l’unité de traitement 3 est agencée pour déterminer la valeur de température de peau corrigée Ts à partir d’une seule valeur de température de peau intermédiaire Tbb.

[65] L’appareil de mesure de distance 5 est agencé mesurer la distance entre le visage de la personne et le premier capteur de température 1 .

[66] Cette mesure de distance s’appuie par exemple sur une zone du visage de la personne, par exemple sur la zone du visage où le premier capteur de température 1 mesure la température de peau Tir.

[67] Cet appareil de mesure de distance 5 est choisi parmi un appareil de mesure stéréoscopique, un radar, un appareil de type Capteur de temps de vol (« Time of flight (TOF) Sensor », en anglais) , une balance inertielle.

[68] La mesure de distance peut également être réalisée par traitement d’image en mesurant un écart entre les yeux sur l’image puis déterminer, à partir de cet écart estimé, la distance entre le visage sur lequel la température est mesurée et le premier capteur de température.

[69] Dans l’exemple de réalisation de la figure 2, l’unité de traitement 100 est agencée pour déterminer la valeur de température de peau corrigée Ts à partir d’une pluralité de valeurs de température de peau intermédiaires Tbb.

[70] Dans un premier mode de réalisation, l’unité de traitement 3 est agencée pour utiliser la même valeur de distance Dist pour déterminer toutes les valeurs de température de peau intermédiaires Tbb. [71 ] Ceci peut s’avérer suffisant, à savoir utiliser la même valeur de distance, lorsque la distance entre la personne et le premier capteur 1 est suffisamment grande, par exemple d’au moins 1 mètre.

[72] Lorsque le premier capteur est placé suffisamment loin de la personne, il est possible d’utiliser la même valeur de distance pour corriger les valeurs prises par le premier capteur, en vue de déterminer les différentes valeurs de température intermédiaires (Tbb). Les variations de distance sur les différents points de mesure sur le visage restent relativement faibles et n’affectent pas de manière significative les précisions des valeurs de température corrigées.

[73] Dans un autre mode de réalisation, l’unité de traitement 3 est agencée pour utiliser plusieurs valeurs de distance Dist pour déterminer les valeurs de température de peau intermédiaires Tbb.

[74] Notamment chaque calcul de valeur de température de peau intermédiaire Tbb utilise une valeur de distance Dist associée.

[75] Chaque valeur de distance Dist correspond à un point du visage de la personne. Ce point est un point où la mesure de température par le premier capteur 1 est faite.

[76] Le premier capteur de température 1 est ainsi agencé pour mesurer les températures en une pluralité de points du visage de la personne. Cette pluralité de points formant notamment un masque 20 de points de mesure superposé sur le visage 21 de la personne, comme on peut le voir sur la figure 3.

[77] La mesure de distance sur chaque point de mesure de température permet une meilleure précision des valeurs de température de peau intermédiaire Tbb. Ceci est particulièrement avantageux lorsque le premier capteur de température 1 est placé relativement proche du visage 21 de la personne, par exemple à une distance de quelques dizaines de centimètres. Sur ces courtes distances, la précision de la valeur de distance entre le point de mesure de température et le premier capteur 1 a une influence non négligeable sur la précision de la valeur de température de peau intermédiaire Tbb. Par exemple la température intermédiaire Tbb sur le bout du nez doit être corrigée avec une valeur de distance mesurée sur le bout du nez. En effet, lorsque le premier capteur est relativement proche du visage, une distance mesurée sur le bout du nez et la distance mesurée sur un autre point du visage, par exemple sur la pommette, peuvent différer fortement, en proportion.

[78] Le nombre de points sur masque 20 de points peut être supérieur à 100, voire supérieure à 200.

[79] Ce nombre de points du masque est, dans l’exemple décrit, égal à 366 points.

[80] Pour mesurer cette multitude de valeurs de distance Dist, l’appareil de mesure de distance est choisi parmi un appareil de mesure stéréoscopique ou un appareil de type Capteur de temps de vol (« Time of flight (TOF) Sensor », en anglais).

[81] Cette caméra fonctionne sur le principe du temps de vol (en anglais : Time of Flight, TOF) qui permet de mesurer en temps réel une scène en 3 dimensions (3D). Ce type de caméra est connu.

[82] Le système 100 comporte une caméra 8 Rouge Vert Bleu, ou caméra RGB, agencée pour définir sur le visage 21 de la personne le point remarquable de mesure de température, ou les points de mesure remarquables de mesure de température, pour le premier capteur 1 . C’est l’étape 40 des figures 1 et 2.

[83] Les points remarquables de mesure de température sont définis géométriquement au moyen d’une zone d’image appelée Building box, qui l’entoure, par exemple au moyen de la moyenne géométrique des côtés de la zone de l’image. Cette zone d’image est une surface délimitée par une série de points qui est construite par un algorithme d’identification d’objets.

[84] Cette caméra 8 opère dans le domaine du visible.

[85] Après l’étape 40, la caméra infrarouge 1 effectue les mesures de température sur ces points du masque 20 (étape 41 ) pour obtenir les différentes valeurs de températures mesurées Tir.

[86] Le premier et/ou le deuxième capteur de température peut comprendre un composant pour mesurer la température dans un boîtier du capteur et/ou d’un élément sensible de ce capteur.

[87] Par exemple, si la température mesurée par ce capteur est en dehors d’une plage de température prédéterminée pour laquelle le capteur est calibré, le système considère le premier et/ou le deuxième capteur de température comme non fiable, et ne prend pas en compte les données qui en sont issues. [88] La correction liée à l’émissivité de la peau de la personne est choisie dépendante de la température de peau intermédiaire Tbb.

[89] La valeur de température de peau corrigée Ts est donnée par une courbe 30 (voir figure 4) avec en abscisse la température de peau intermédiaire Tbb et en ordonnée la température de peau corrigée Ts avec prise en compte de l’émissivité de la peau.

[90] La dépendance de l’émissivité de la peau à la température de peau est contenue dans cette courbe 30.

[91 ] Dans l’exemple décrit, elle est de forme polynomiale d’ordre 2.

[92] Cette courbe est obtenue par exemple grâce à des mesures réelles.

[93] Le système n’a pas besoin d’accéder explicitement à une valeur d’émissivité de la peau. Le système fait appel à la courbe précitée qui contient l’influence de l’émissivité sur la mesure de la température de la région concernée, notamment le visage. La correction liée à l’émissivité est contenue dans cette courbe 30.

[94] La correction liée à l’émissivité de la peau de la personne peut, si on le souhaite, être choisie dépendante également de la transpiration et du maquillage de la personne.

[95] La température de peau intermédiaire Tbb est égale à une fonction polynomiale, ici d’ordre 2, de la température mesurée Tir par le premier capteur de température 1 , d’une valeur de distance Dist représentative de la distance entre le premier capteur 1 et le visage 21 de la personne, et la température ambiante Tamb mesurée par le deuxième capteur 2.

[96] Dans l’exemple décrit, la température de peau intermédiaire est donnée par l’équation suivante :

Tbb=a0+a1 .Tir+a2.Dist+a3.Tamb+a4.Tir ² +a5.Dist ² +a6.Tamb ² +a7.Tair.Dist +a8.Tir.Tamb+a9.Dist.Tamb

Où aO, a1 ... a9 sont des coefficients prédéterminés du polynôme.

[97] Le système 100 comprend un capteur d’intensité lumineuse 9, ici un capteur de type thermopile comprenant des thermocouples et agencé pour convertir de l’énergie thermique en énergie électrique.

[98] L’unité de traitement 3 est connectée à ce capteur d’intensité lumineuse 9, notamment de type thermopile, et est agencée pour utiliser une donnée d’intensité lumineuse fournie par ce capteur pour corriger Tbb. [99] La correction du fait de la luminosité ambiante peut intégrer cette donnée d’intensité lumineuse radiante divisée par une valeur de puissance thermique radiante associée au métabolisme basal de la personne.

[100] Par exemple cette correction du fait de la luminosité ambiante est un terme correctif proportionnel au rapport entre l’intensité lumineuse radiante et une valeur de puissance thermique radiante associée au métabolisme basal de la personne.

[101] Ce coefficient de proportionnalité est par exemple compris entre 0,1 et 10.

[102] Cette valeur de puissance thermique radiante associée au métabolisme basal est par exemple pris égal à 14 W.rrr ² (Watt par unité de surface).

[103] En complément de la proportionnalité décrite ci-dessus, il est possible, si on le souhaite, d’imposer cette correction du fait de la luminosité ambiante comme étant égale à zéro lorsque la luminosité ambiante radiante est inférieure à 10% de la puissance thermique radiante associée au métabolisme basal.

[104] Le système 100 entier est du type numérique, sans composant analogique.

[105] Dans l’exemple de la figure 1 , il n’est utilisé qu’une seule valeur de température mesurée Tir pour obtenir la correction. La valeur Tir prise en compte est la température Tir la plus élevée sur le masque de points. Cette étape de sélection de la valeur Tir la plus élevée se fait à l’étape 42 de la figure 1 .

[106] Le point de température retenue est par exemple un point à proximité de l’œil.

[107] L’étape 43 vise à déterminer une température de peau intermédiaire Tbb en fonction de la température mesurée Tir retenue, d’une valeur de distance Dist représentative de la distance entre le premier capteur et la personne, et la température ambiante Tamb mesurée par le deuxième capteur.

[108] L’étape 43 utilise la fonction polynomiale précitée.

[109] A l’étape 44, il est déterminé une valeur de température de peau corrigée Ts en fonction de la température de peau intermédiaire Tbb et d'une correction liée à l’émissivité de la peau de la personne, comme expliqué plus haut.

[110] Dans l’exemple de la figure 2, toutes les valeurs de températures Tir mesurées à l’étape 41 sont utilisées pour déterminer autant de températures intermédiaires Tbb. C’est l’étape 47 de la figure 2 où il est obtenu 366 valeurs de températures intermédiaires Tbb grâce à l’équation polynomiale précitée.

[111] A l’étape 48, toutes ces valeurs Tbb sont corrigées avec la correction d’émissivité. [112] A l’étape 49, la valeur corrigée Ts la plus élevée est retenue.