Thermal imaging-based body temperature and respiratory frequency measurement system for security robot

• Autorzy: Firmansyah Riza Agung , Prabowo Yuliyanto Agung , Suheta Titiek

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.06.23

Warianty tytułu

System pomiaru temperatury ciała i częstotliwości oddechowej oparty na obrazowaniu termicznym dla robota zabezpieczającego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Measurement of body temperature and respiration rate is the most basic screening in knowing a person's health. For security reasons and to prevent the spread of transmission, in the Covid-19 pandemic conditions, measurements can be made by security robots. Measurement of body temperature and respiration rate was done non-contact based on thermal imaging. Temperature measurement is based on the temperature in the face area, while the respiration rate is based on changes in temperature in the nose area. The ability to measure temperature gives an accuracy of 98.21% with a standard deviation of 0.536. And the best respiration rate is the fast Fourier transform method which gives an accuracy of 79.8% with a standard deviation of 3.291.

PL

Pomiar temperatury ciała i częstości oddechów jest najbardziej podstawowym badaniem pozwalającym poznać stan zdrowia człowieka. Ze względów bezpieczeństwa oraz aby zapobiec rozprzestrzenianiu się transmisji, w warunkach pandemii Covid-19 pomiary mogą być wykonywane przez roboty zabezpieczające. Pomiaru temperatury ciała i częstości oddechów dokonano bezkontaktowo w oparciu o obrazowanie termiczne. Pomiar temperatury opiera się na temperaturze okolicy twarzy, a częstość oddechów na zmianach temperatury w okolicy nosa i ust. Możliwość pomiaru temperatury daje dokładność 98,21% przy odchyleniu standardowym 0,536. A najlepszą częstością oddychania jest szybka metoda transformacji Fouriera, która daje dokładność 79,8% przy odchyleniu standardowym 3,291.

Słowa kluczowe

EN

temperature measurement; respiration rate measurement; thermal imaging; security robot

PL

pomiar temperatury; pomiar częstości oddechów; termowizja; robot zabezpieczający

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 6
• Strony: 126--130
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Firmansyah Riza Agung

• Electrical Engineering Department, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, Jln. Arief Rachman Hakim No.100, Klampis Ngasem, Sukolilo, Surabaya (SBY) Postal Code: 60117, Jawa Timur, Indonesia

• https://orcid.org/0000-0002-2157-800X

autor

Prabowo Yuliyanto Agung

• Electrical Engineering Department, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, Jln. Arief Rachman Hakim No.100, Klampis Ngasem, Sukolilo, Surabaya (SBY) Postal Code: 60117, Jawa Timur, Indonesia

• https://orcid.org/0000-0003-1683-5830

autor

Suheta Titiek

• Electrical Engineering Department, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, Jln. Arief Rachman Hakim No.100, Klampis Ngasem, Sukolilo, Surabaya (SBY) Postal Code: 60117, Jawa Timur, Indonesia

• https://orcid.org/0000-0001-9027-4707

Bibliografia

• [1] B. Chen, S. Marvin, and A. While, “Containing COVID-19 in China: AI and the robotic restructuring of future cities,” Dialogues Hum. Geogr., vol. 10, no. 2, pp. 238–241, Jul. 2020, doi: 10.1177/2043820620934267.
• [2] M. Javaid, A. Haleem, A. Vaish, R. Vaishya, and K. P. Iyengar, “Robotics Applications in COVID-19: A Review,” J. Ind. Integr. Manag., vol. 05, no. 04, pp. 441–451, Dec. 2020, doi: 10.1142/S2424862220300033.
• [3] F. Isbaniah and A. D. Susanto, “Pneumonia Corona Virus Infection Disease-19 (COVID-19),” J. Indones. Med. Assoc., vol. 70, no. 4, Art. no. 4, May 2020.
• [4] D. A. Berlin, R. M. Gulick, and F. J. Martinez, “Severe Covid-19,” N. Engl. J. Med., vol. 383, no. 25, pp. 2451–2460, Dec. 2020, doi: 10.1056/NEJMcp2009575.
• [5] R. R. Setiawan and M. Syafaat, “PENDETEKSI SUSPECT COVID-19 BERDASARKAN DETAK JANTUNG PADA RANCANG BANGUN POLTEKAD ELECTRONIC DETECTOR COVID-19 MENGGUNAKAN METODE PHOTOPLETHYSMOGRAPHY (PPG),” J. Elkasista, vol. 2, no. Mei, Art. no. Mei, May 2021.
• [6] D. J. Miller et al., “Analyzing changes in respiratory rate to predict the risk of COVID-19 infection,” PLOS ONE, vol. 15, no. 12, p. e0243693, Dec. 2020, doi: 10.1371/journal.pone.0243693.
• [7] “covid-19 symptoms.” https://www.who.int/indonesia/news/novel-coronavirus/new-infographics/covid-19-symptoms (accessed Nov. 08, 2021).
• [8] E. Kerr, T. M. McGinnity, S. Coleman, and A. Shepherd, “Human vital sign determination using tactile sensing and fuzzytriage system,” Expert Syst. Appl., vol. 175, p. 114781, Aug. 2021, doi: 10.1016/j.eswa.2021.114781.
• [9] K. Cresswell, S. Ramalingam, and A. Sheikh, “Can Robots Improve Testing Capacity for SARS-CoV-2?,” J. Med. Internet Res., vol. 22, no. 8, p. e20169, Aug. 2020, doi: 10.2196/20169.
• [10] R. A. Firmansyah, W. S. Pambudi, T. Suheta, E. A. Zuliari, S. Muharom, and M. B. S. Hidayatullah, “Implementation of Artificial Neural Networks for Localization System on Rescue Robot,” in 2018 Electrical Power, Electronics, Communications, Controls and Informatics Seminar (EECCIS), Oct. 2018, pp. 305–309. doi: 10.1109/EECCIS.2018.8692861.
• [11] T. Negishi et al., “Contactless Vital Signs Measurement System Using RGB-Thermal Image Sensors and Its Clinical Screening Test on Patients with Seasonal Influenza,” Sensors, vol. 20, no. 8, Apr. 2020, doi: 10.3390/s20082171.
• [12] M. Fiedler, M. Rapczyński, and A. Al-Hamadi, “Fusion-BasedApproach for Respiratory Rate Recognition From Facial Video Images,” IEEE Access, vol. 8, pp. 130036–130047, 2020, doi: 10.1109/ACCESS.2020.3008687.
• [13] A. Alkali, R. Saatchi, H. Elphick, and D. Burke, “Thermal Image Processing for Real-Time Noncontact Respiration Rate Monitoring,” IET Circuits Devices Syst., vol. 11, Jul. 2016, doi: 10.1049/iet-cds.2016.0143.
• [14] P. Jakkaew and T. Onoye, “Non-Contact Respiration Monitoring and Body Movements Detection for Sleep Using Thermal Imaging,” Sensors, vol. 20, no. 21, p. 6307, Nov. 2020, doi: 10.3390/s20216307.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).