使用光学图案以用于设备和安全监控的个人防护设备管理系统技术方案

总体上，描述了用于个人防护设备(PPE)管理系统(PPEMS)的技术，该系统使用在个人防护设备(PPE)制品上体现的光学图案的图像以识别对应于PPE使用的安全条件。在一个示例中，个人防护设备(PPE)制品包括体现在PPE制品的表面上的第一光学图案；体现在PPE制品的表面上的第二光学图案，其中第一光学图案与第二光学图案之间的空间关系指示PPE制品的操作状态。

Personal protective equipment management system using optical patterns for equipment and safety monitoring

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用光学图案以用于设备和安全监控的个人防护设备管理系统
本公开涉及个人防护设备的领域。更具体地，本公开涉及空气呼吸系统，诸如过滤空气系统。
技术介绍
个人防护设备(PPE)可用于保护用户(例如，工人)免受由工作环境中各种原因造成的伤害或损伤。例如，坠落防护设备对于在潜在有危害或甚至致命的高度进行操作的工人来说是重要的安全设备。为了帮助确保坠落事件中的安全性，工人通常穿戴安全束具，这些安全束具连接到具有坠落防护设备的支撑结构，坠落防护设备诸如系索、能量吸收器、自缩救生绳(SRL)、下降器等。作为另一个示例，当在已知存在或有可能存在具有潜在危险或有害健康的灰尘、烟雾、气体或其他污染物的区域中工作时，工人通常使用呼吸器或清洁空气供应源。虽然有大量呼吸装置可供使用，但一些常用的装置包括电动空气净化呼吸器(PAPR)和自备式呼吸器(SCBA)。其他PPE包括用于听力保护装置(耳塞、耳罩)、视力保护装置(安全眼镜、遮风镜、焊接面罩或其他护面罩)、头部保护装置(例如，护目镜、安全帽等)和防护服的PPE。
技术实现思路
总体上，描述了用于个人防护设备(PPE)管理系统(PPEMS)的技术，该系统使用在个人防护设备(PPE)制品上体现的光学图案的图像以识别对应于PPE使用的安全条件。个人防护设备可用在各种工作场所环境中，并且不同类型的PPE可针对此类环境中的活动操作具有对应位置需求。根据本公开的方面，个人防护设备(PPE)制品具有在其上体现的一个取向上的光学图案。在一些示例中，PPE可具有在其上体现的多个光学图案，每个光学图案在对应取向上。在PPE上体现的光学图案之间的空间关系指示PPE的操作状态。例如，对于一些类型的PPE，光学图案之间的距离指示PPE的操作状态。对于某些类型的PPE，光学图案的各个取向之间的相对取向指示PPE的操作状态。根据本公开的方面，PPE管理系统(PPEMS)获得包括PPE图像的图像，此类PPE如上所述并且位于工作环境内。PPEMS处理一个或多个图像以确定在PPE上体现的光学图案与图像中所示的另一光学图案之间的空间关系。另一光学图案也可体现在PPE、另一个PPE或装置上，或工作环境中的其他地方。基于空间关系，PPEMS确定是否存在对应于PPE的安全条件，并且基于存在或不存在安全条件来执行操作。本技术可提供一个或多个优点。例如，使用PPE的捕获图像中的光学图案来识别安全条件可比使用绑定到PPE的装置(诸如传感器、锁、阻隔件，或者用于指示或确保PPE操作状态(例如，打开与闭合)或用于指示PPE与另一个设备之间的不安全空间关系的其他装置)更通用并且广泛适用。又如，工人可不太能够破坏本文所述的安全技术。还如，不像可依赖于从指示PPE操作状态的PPE接收通信信号的其他系统，应用本文所述技术的PPEMS可能够确定PPE的安全条件，而不需要与PPE的通信会话或信道。此外，在一些实例中，PPEMS可能够处理包括多个PPE的图像和相应光学图案的捕获图像，这允许PPEMS同时处理并且识别多个PPE的潜在安全，而不必处理来自每个PPE的通信信号。在一个方面，本公开包括一种系统，所述系统包括至少一个图像捕获装置；个人防护设备(PPE)制品，所述PPE制品包括在所述PPE制品的表面上体现的第一光学图案；计算装置，所述计算装置通信地耦接到所述至少一个图像捕获装置，其中所述计算装置被配置为：从所述至少一个图像捕获装置接收包括所述第一光学图案和第二光学图案的一个或多个图像；至少部分地基于所述第一光学图案和所述第二光学图案来确定所述第一光学图案与所述第二光学图案之间的空间关系；至少部分地基于所述第一光学图案和所述第二光学图案之间的所述空间关系来识别至少部分地对应于所述PPE制品的安全条件；并且至少部分地基于所述安全条件来执行至少一个操作。在一个方面，本公开包括个人防护设备(PPE)制品，所述制品包括体现在PPE制品表面上的第一光学图案；在PPE制品表面上体现的第二光学图案，其中第一光学图案与第二光学图案之间的空间关系指示PPE制品的操作状态。在一个方面，本公开包括一对光学标签，这对光学标签包括第一光学标签和第二光学标签，第一光学标签具有编码第一标识符的第一光学图案，而第二光学标签具有编码第二标识符的第二光学图案，其中第一标识符和第二标识符向个人防护设备(PPE)管理系统指示，第一光学标签和第二光学标签能够用作一对光学标签，以用于当至少第一光学标签附接到PPE制品时指示PPE制品的操作状态。在一个方面，本公开包括一种方法，所述方法包括：由计算装置从至少一个图像捕获装置接收图像，该图像包括在个人防护设备(PPE)制品的表面上体现的第一光学图案，并且还包括第二光学图案；由所述计算装置至少部分地基于所述第一光学图案和所述第二光学图案来确定所述第一光学图案与所述第二光学图案之间的空间关系；由所述计算装置至少部分地基于所述第一光学图案与所述第二光学图案之间的所述空间关系来识别至少部分地对应于所述PPE制品的安全条件；以及由计算装置至少部分地基于安全条件来执行至少一个操作。附图和以下描述中示出了本公开的一个或多个示例的细节。根据说明书和附图以及权利要求书，本公开的其他特征、目标和优点将显而易见。附图说明图1是示出根据本公开的各种技术的示例性系统的框图，在该系统中由个人防护设备管理系统(PPEMS)监控个人防护设备(PPE)制品。图2是详细示出图1所示的PPEMS的操作视角的框图。图3是详细示出根据本公开的技术的PPEMS的示例性计算装置的框图。图4A-4B描绘了根据本公开的技术的处于活动位置和待用位置的PPE的示例，PPE具有在其上体现的光学图案。图5A-5C描绘了根据本公开的技术的处于活动位置和待用位置的PPE的示例，PPE具有在其上体现的光学图案。图6A-6B描绘了根据本公开的技术的PPE和机器的示例，该PPE和机器各自具有在其上体现的光学图案。图7是示出根据本公开所述技术的个人防护设备管理系统的示例性操作模式的流程图。图8A和图8B示出了根据本公开的技术的在回射片材上形成的部分光学图案的剖视图。图9是根据本文所述技术的由PPEMS使用以用于识别安全条件的数据结构。图10是根据本文所述技术的由PPEMS使用以用于识别安全条件的数据结构。图11是根据本公开的技术的能够用于在PPE上体现光学图案的编码的示例。图12是示出根据本公开的技术的示例性光学标签的特性的曲线图。图13A-13B是示出根据本公开的技术的示例性光学标签的特性的曲线图。图14是根据本公开的技术的示例性光学标签的特性表。应当理解，在不脱离本专利技术范围的前提下，可利用实施方案和修改其结构。图未必按照比例绘制。图中使用的相似数字指代相似的部件。然而，应当理解，在给定图中使用数字指代部件不旨在限制另一图中用相同数字标记的部件。具体实施方式图1是示出根据本公开中所述技术的示例性计算系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，所述系统包括：/n至少一个图像捕获装置；/n个人防护设备(PPE)制品，所述个人防护设备(PPE)制品包括在所述PPE制品的表面上体现的第一光学图案；/n计算装置，所述计算装置通信地耦接到所述至少一个图像捕获装置，其中所述计算装置被配置为：/n从所述至少一个图像捕获装置接收一个或多个图像，所述一个或多个图像包括第一光学图案和第二光学图案；/n至少部分地基于所述第一光学图案和所述第二光学图案来确定所述第一光学图案与所述第二光学图案之间的空间关系；/n至少部分地基于所述第一光学图案和所述第二光学图案之间的所述空间关系来识别至少部分地对应于所述PPE制品的安全条件；以及/n至少部分地基于所述安全条件来执行至少一个操作。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170927 US 62/564,1011.一种系统，所述系统包括：
至少一个图像捕获装置；
个人防护设备(PPE)制品，所述个人防护设备(PPE)制品包括在所述PPE制品的表面上体现的第一光学图案；
计算装置，所述计算装置通信地耦接到所述至少一个图像捕获装置，其中所述计算装置被配置为：
从所述至少一个图像捕获装置接收一个或多个图像，所述一个或多个图像包括第一光学图案和第二光学图案；
至少部分地基于所述第一光学图案和所述第二光学图案来确定所述第一光学图案与所述第二光学图案之间的空间关系；
至少部分地基于所述第一光学图案和所述第二光学图案之间的所述空间关系来识别至少部分地对应于所述PPE制品的安全条件；以及
至少部分地基于所述安全条件来执行至少一个操作。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述PPE制品包括附接到所述PPE制品的第一光学标签，其中所述第一光学标签包括所述第一光学图案。


3.根据权利要求1所述的系统，其中为了确定所述第一光学图案与所述第二光学图案之间的所述空间关系，所述计算装置确定所述第一光学图案与所述第二光学图案之间的相对取向。


4.根据权利要求3所述的系统，其中所述相对取向为第一相对取向，其中所述计算装置：
确定所述第一光学图案相对于所述第二光学图案的第二相对取向，所述第二相对取向是危险、工作环境或工作活动中的至少一者所需的；
确定所述第一相对取向不同于所述第二相对取向；以及
其中为了识别所述安全条件，所述计算装置至少部分地基于所述第二相对取向未被所述第一相对取向满足来确定所述安全条件。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二光学图案未体现在所述PPE制品上，并且未体现在穿戴所述PPE制品的工人上。


6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二光学图案体现在所述PPE制品或穿戴所述PPE制品的工人中的至少一者上。


7.根据权利要求1所述的系统，其中为了至少部分地基于所述第一光学图案和所述第二光学图案来确定所述第一光学图案与所述第二光学图案之间的所述空间关系，所述计算装置确定所述第一光学图案与所述第二光学图案各自被包括在所述图像中。


8.根据权利要求1所述的系统，其中为了至少部分地基于所述第一光学图案和所述第二光学图案来确定所述第一光学图案与所述第二光学图案之间的所述空间关系，所述计算装置：
确定所述第一光学图案与所述第二光学图案之间的距离；以及
确定所述第一光学图案与所述第二光学图案之间的所述距离满足阈值距离。


9.根据权利要求1所述的系统，其中所述计算装置附接到穿戴所述PPE制品的工人。


10.根据权利要求1所述的系统，其中所述安全条件包括以下中的至少一者：
工人下落事件，其中工人已经坠落；
护目镜事件，其中呼吸器或焊接面罩的护目镜位置不保护穿戴所述PPE制品的工人的面部；
呼吸器防护事件，其中呼吸器未被穿戴在穿戴所述PPE制品的工人的鼻子上方；或
听力防护事件，其中听力防护装置未定位成为穿戴所述PPE制品的工人减弱声音。


11.一种个人防护设备(PPE)制品，所述PPE制品包括：
第一光学图案，所述第一光学图案体现在所述PPE制品的表面上；
第二光学图案，所述第二光学图案体现在所述PPE制品的表面上，
其中所述第一光学图案与所述第二光学图案之间的空间关系指示所述PPE制品的操作状态。


12.根据权利要求11所述的PPE制品，其中所述PPE制品的所述操作状态由所述第一光学图案与所述第二光学图案之间的距离指示。


13.根据权利要求11所述的PPE制品，其中所述PPE制品的所述操作状态由所述第一光学图案与所述第二光学图案之间的相对取向指示。


14.根据权利要求11所述的PPE制品，
其中所述PPE制品包括第一光学标签，所述第一光学标签附接到所述PPE制品并且包括所述第一光学图案，并且
其中所述PPE制品包括第二光学标签，所述第二光学标签附接到所述PPE制品并且包括所述第二光学图案。

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【专利技术属性】
技术研发人员：卡罗琳·M·伊利塔洛，陈葵，保罗·L·阿奇托，蒂安·Y·T·H·怀廷，詹姆斯·B·斯尼德尔，特拉维斯·L·波茨，詹姆斯·W·霍华德，詹姆斯·L·C·小韦尔内斯，苏曼·K·帕特尔，查尔斯·A·谢克里，卡贾·汉森，格伦·E·卡斯纳，基兰·S·卡努库尔蒂，史蒂文·T·阿韦斯祖斯，尼拉杰·夏尔马，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US