CN110238807A - 用于自动化工具控制系统的工具塑造 - Google Patents

Abstract

一种用于确定存储在系统中的物体的库存状态的库存控制系统和方法。实施例包括：存储容器，其包括用于存储物体的多个存储位置；图像传感设备，其用于捕捉容器的图像数据，包括多个存储位置和一个目标区域的图像数据，该目标区域包括比多个存储位置少的一个单独的物体存储位置；数据存储设备，其用于存储容器的图像数据；以及数据处理器。处理器接收代表该多个存储位置的原始图像的原始图像数据，以及代表在原始图像之后捕捉的目标区域的图像的图像数据；根据目标区域的图像数据对原始图像数据进行修改从而生成调整后的图像数据；将调整后的图像数据存储在数据存储设备中。

Description

用于自动化工具控制系统的工具塑造

本申请是申请日为2013年6月12日，申请号为201380039710.9，发明名称为“用于自动化工具控制系统的工具塑造”的发明申请的分案申请。

技术领域

该主题涉及电子库存控制系统的特征和功能，特别是一种监控物体移动和替换、识别从系统移除或归还物体的基于图像的库存控制系统。

背景技术

在制造环境或服务环境中使用工具时，使用后将工具返回到存储单元，如工具箱，是很重要的。雇主通常对工具箱进行手工库存检查，从而将贵重工具的误放或盗窃问题最小化或消除。公司可实施对雇员的工具箱的随机审核从而防止盗窃并监控工具的位置。

某些工业对工具的库存控制具有高标准，从而防止将工具遗留在它们会导致严重破坏的工作环境中。对于航空业，确保没有任何工具被意外地遗留在正在制造、组装或维修的航空器中或导弹中是重要的。航天工业协会甚至建立了被称为国家航空航天标准的标准，其包括推荐规程、人员管理和操作以减少对航空产品的外物损伤(FOD)。FOD被定义为任何在结构上不属于航空器的物体。找到的最常见的外物是坚果、螺栓、保险丝、手持工具。对工具的库存控制对于防止将工具遗留在航空器中时至关紧要的。

一些工具箱包括内置式库存确认部件，从而对存储在这些工具箱中的工具的库存状态进行跟踪。例如，一些工具箱在每个工具存储位置中或附近布置了接触传感器、磁性传感器或红外传感器，从而检查每个工具存储位置中是否放置了工具。根据传感器生成的信号，工具箱能够确定是否缺少任何一种工具。尽管这种类型的库存检查可能在一定程度上是有用的，但是它遭受了若干缺点。例如，如果传感器检测到某个物体占据了存储位置，则工具箱将会确定该存储位置没有缺少工具。但是，工具箱并不知道实际放回到工具箱中的工具是否是正确类型的工具或者它只是放置在存储位置的用来欺骗系统的某些物体。此外，在工具箱中的许多位置放置传感器是繁重的和昂贵的，大量的传感器容易导致会产生假阴性或阳性警报的损坏或故障。

相应地，需要一种有效的库存控制系统来协助对工具的使用、以及它们是否在使用后被适当地放回进行跟踪和说明。为了解决这些问题，开发出了自动工具控制系统，该系统通过对用于存储物体的位置的图像进行捕捉和处理来确定物体的库存状态。在2009年6月12日提交的美国专利申请12/484,127中描述了一个这样的示例性工具存储系统，在此通过引用将其全部并入本文。

一个示例性的基于图像的工具存储系统包括多个存储抽屉，每个存储抽屉包括多个用于存储各种类型的工具的存储位置。更具体地，每个存储抽屉包括泡沫层，泡沫层具有多个用于存储工具的存储位置，如工具剪切图样。每个剪切图样被特定地抠剪及成形用于适当地容纳具有相应形状的工具。通常，会对该系统进行“塑造”从而通过图像传感器(即，照相机)对整个抽屉进行成像来创建数据文件，从而识别抽屉中的工具，对该数据文件进行处理从而对抽屉中的所有特定工具提供位置信息。

需要一种基于成像的库存控制系统来简化工具塑造进程，该简化的工具塑造进程需要为单个工具或一组工具存储识别参数，而不是为抽屉或托槽中的每个工具重新获取和存储工具参数。

还需要降低当前创建泡沫布局、以及检查、批准和生产泡沫层所需要的处理时间。此外，需要泡沫更换进程和系统数据库的相关更新的自动化，从而避免由于手工输入工具数据导致的错误。

发明内容

本文的论述通过提供改进的用于工具塑造和数据库更新的系统和方法对传统的工具控制系统进行了改进。

根据本公开，通过一种用于确定存储在系统中的物体的库存状态的库存控制系统，在某种程度上实现了上面的及其它的优点，该系统包括：存储容器，其包括多个用于存储物体的存储位置；图像传感设备，其被配置于捕捉容器的图像数据，包括所有的所述多个存储位置的图像数据，和该容器的一个目标区域的图像数据，该目标区域包括一个小于该多个存储位置的单独物体存储位置；数据存储设备，其用于存储容器的图像数据；以及数据处理器。该数据处理器被配置用于接收代表该多个存储位置的原始图像的原始图像数据，接收代表在原始图像之后捕捉的目标区域的图像的图像数据；根据目标区域的图像数据对原始图像数据进行修改从而生成调整后的图像数据；以及将调整后的图像数据存储在数据存储设备中。

根据本公开的另一个方面，一种方法包括：在库存控制系统中接收所选择的容器目标区域，该库存控制系统具有包括多个用于存储物体的存储位置的容器，该容器目标区域包括一个小于该多个存储位置的单独物体存储位置；捕捉代表该多个存储位置的原始图像的原始图像数据；捕捉代表在原始图像之后捕捉的目标区域的图像的图像数据；根据目标区域的图像数据对原始图像数据进行修改从而生成调整后的图像数据；以及对调整后的图像数据进行存储。

根据本公开的另一个方面，一种用于确定存储在系统中的物体的库存状态的库存控制系统，该系统包括：存储容器，其包括多个用于存储物体的存储位置；图像传感设备，其被配置用于捕捉容器的图像数据，包括所述多个存储位置的图像数据；以及数据处理器。数据处理器被配置用于：接收代表置于存储容器表面上的物体的图像数据，根据所接收的图像数据，生成定义存储容器中的每个物体的形状和位置的数据文件，以及根据生成的数据文件，生成所述多个存储位置的布局，可使用该布局制作用于当物体存储于容器中时对物体进行控制的存储层。

根据本公开的另一个方面，一种方法包括：在库存控制系统中接收图像数据，该库存控制系统具有包括多个用于存储物体的存储位置的容器，该图像数据代表置于存储容器表面上的物体，根据所接收的图像数据，生成定义存储容器中的每个物体的形状和位置的数据文件，以及根据生成的数据文件，生成所述多个存储位置的布局，可使用该布局制作用于当物体存储于容器中时对物体进行控制的存储层。

根据本公开的另一个方面，一种用于确定存储在系统中的物体的库存状态的库存控制系统，该系统包括：存储容器，其包括多个用于存储物体的存储位置；图像传感设备，其被配置用于捕捉容器的图像数据；数据存储设备，其用于对与容器相关的图像数据和其它数据进行存储；以及数据处理器。该数据处理器被配置用于：接收代表所述多个存储位置中的物体的新数据；根据接收到的新数据，对存储在存储设备中的与容器相关的图像数据和其它数据进行更新。

根据本公开的另一个方面，一种方法，包括：在库存控制系统中对与容器相关的图像数据和其它数据进行存储，该库存控制系统具有包括多个用于存储物体的存储位置的容器；接收代表所述多个存储位置中的物体的新数据；根据接收到的新数据，对存储在存储设备中的与容器相关的图像数据和其它数据进行更新。

将会在下面的描述中对本公开的额外优点和新颖性特征进行一定程度上的阐述，并且一定程度上，本领域内具有普通技术的人员通过研究下面的说明和附图，或者可通过制作或操作各实例获得，本公开的额外优点和新颖性特征对他们将会是显而易见的。该论述的优点可通过实践或应用所附权利要求中特别指出的方法、工具或者它们的组合实现和达到。

附图说明

参照附图，其中贯穿附图具有相同参考数字标记的元件代表相似的元件，其中：

图1a和图1b展示了可实施根据本公开的实施方案的示例性存储单元；

图2展示了一个操作在打开模式下的示例性存储抽屉的内部细节；

图3展示了根据本公开的示例性工具存储系统；

图4A至图4C和4E是图3中展示的工具存储系统的不同视图；

图4D示出了示例性图像是如何被缝合到一起的；

图5A和图5B是用于本公开的示例性标识符设计；

图6示出了定时图像采集的一个实例；

图7A和图7B是照相机布局的另一种实施方案的不同视图；

图8是一个示例性网络库存控制系统的方框图；

图9A至图9D是根据本公开的访问示例性系统的过程中采集的示例性审核记录和图像的示出性图像；

图10是示出了根据本公开的一个单独工具塑造进程的流程图；

图11示出了用于图10的工具塑造进程的用户界面；

图12是示出了根据本公开的用于生成存储层的进程的流程图；

图13是示出了根据本公开的用于对存储层进行自动化更改的进程的流程图；

图14和图15示出了通用计算机硬件平台的功能方框图图示。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，提出了许多具体细节，从而提供对本公开的透彻理解。具体地，在工具管理和工具库存控制的背景下对使用机器视觉来识别存储单元的库存状态的说明性实施方案的操作进行了描述。但是，显然的是，对于本领域内的技术人员，可在没有这些具体细节的情况下对所公开的概念进行实践或实施。相似的概念可用于其它类型的库存控制系统中，如仓库管理、珠宝库存管理、敏感或受控物质的管理、小酒吧库存管理、药物管理、保险库或保险箱管理等。在其它实例中，为了避免不必要地模糊本公开，已知的结构和设备是以框图的形式展示的。

所公开的技术简化了为单个工具或一组工具存储工具识别参数的工具塑造进程，而不是对抽屉或托槽中的每个工具的工具参数进行重新获取和存储。该进程降低了对抽屉或托槽进行再塑造时处理工具数据所消耗的时间，特别是那些其中具有大量工具的抽屉或托槽。

同样，对于共同组合用于特定工作需要的工具，或者类似或相同工具的配套工具，公开了一种将具有用于特定工具的抠剪图样的泡沫布局细分为托盘的技术。托盘可作为包括所有配套工具的整体从工具存储单元取出，或者可在托盘停留在工具存储设备中时将各工具个体取出和放回。

本文公开的另一个改进涉及创建具有用于存储每个单独工具的剪切图案轮廓的泡沫层。当前，销售员和顾客会确定需要包含在每个工具控制系统中的工具清单。有多种方法用于创建工具轮廓并将它们传递到泡沫层，从而为工具存储设备抽屉或托槽创建工具存储泡沫层。可通过CAD专家使用2D工程绘图、3D工程造型、对工具进行直接测量、对工具进行平板式扫描、对工具进行背光扫描来创建轮廓。一旦创建了工具轮廓，CAD专家会根据顾客需求和标准规章创建每个抽屉或托槽的布局。完成后的布局会被发送给顾客进行审核。随后会对抽屉或托槽布局进行改进，或者如果通过了审核，会将其发送给泡沫供应商进行生产。

该进程是终端开放的，这会导致从最初的轮廓采集到生产的较长的延迟，特别是如果顾客改变了他们的主意。本文公开了一种改进的用于创建泡沫轮廓的方法，该方法利用基于照相机的工具控制系统对由客户以他们的角度布局中的工具进行拍照、自动对图像进行校正从而移除视差、自动创建用于核查的布局的图像、为每个工具分配部件编号、并自动创建用于水喷或其它CAD/CAM的生产机器的生产准备文件。该进程将当前进程所需要的创建泡沫布局、检查、审核、生产的时间从几周显著地降低到几天。

为制造、维护和服务进程中用于基于图像的工具控制系统提高效率的另一种方法是，将泡沫变更进程自动化。当前的进程需要用户或管理员下载电子的.txt文件以在每个单独抽屉或托槽中观察，该文件描述了照相机需要查看的目标区域。一旦装载了这些文件，用户便将制造应用中的照相机的校准程序初始化。随后，用户必须在照相机校准和抽屉或托槽塑造程序中手工地按步进行，从而完成泡沫层的变更进程。本公开描述了一种自动进程，其中抽屉或托槽文件被下载到适当的存储位置，用户通过工具存储设备GUI屏幕触发泡沫变更程序。随后，泡沫变更程序自动地逐步安排用户通过完成泡沫布局变更所需要的每个步骤。

该概述完成后，现将详细参照附图中所示出的和下面讨论的实例。

示例性工具存储系统的概述

图1a和图1b展示了可实施根据本公开的库存控制系统的示例性存储单元。图1a为示例性存储单元100，其包括多个存储抽屉120。每个存储抽屉120包括多个用于存储各种类型的工具的存储位置。作为贯穿本公开使用的，存储位置是存储系统中用于存储或固定物体的位置。在一个方案中，每个工具在工具存储系统中具有特定的预先指定的存储位置。

每个存储抽屉在关闭模式(不允许对抽屉的容纳物进行任何访问)与打开模式之间运转(允许对抽屉的容纳物进行部分或全部的访问)。当存储抽屉从关闭模式进入打开模式时，存储抽屉会允许增加对其容纳物的访问权限。另一方面，如果存储抽屉从打开模式进入关闭模式，存储抽屉会允许较小对其容纳物的访问权限。如图1a所示，所有的存储抽屉120处于关闭模式。

可使用锁定设备来控制对抽屉120的容纳物的访问。每个单独的抽屉120可具有自己的锁，或者多个存储抽屉120可共享一个公共锁定设备。只有经过验证或授权的用户才能够访问抽屉的容纳物。

存储抽屉可具有不同的尺寸、形状、布局和配置。图1b展示了另一种类型的工具存储系统200，其包括多个存储架或隔层220以及一个单独的提供对存储架220的访问权限的门250。存储架或隔层可具有不同的尺寸、形状、布局和配置。

图2展示了打开模式中的示例性存储抽屉120的内部细节。每个存储抽屉120包括泡沫基座180，泡沫基座180具有至少一个用于存储工具的存储位置，如剪切图样181。每个剪切图样具有特定的外形和形状用于适当地容纳具有相应形状的工具。可使用挂钩、粘合扣、闩锁、来自泡沫的压力等将工具固定在各个存储位置中。

图3展示了作为根据本公开的用于存储工具的工具存储系统300实施的示例性库存控制系统。存储系统300包括显示器305、用于对将要访问存储系统300的用户的身份和授权等级进行核实的访问控制设备306(如读卡器)、用于存储工具的多个存储抽屉330。工具存储系统300包括图像传感设备，其被配置用于捕捉系统的容纳物或存储位置的图像。图像传感设备可以是透镜照相机、CCD照相机、CMOS照相机、视频照相机、或者任何类型的捕捉图像的设备。系统300包括数据处理系统，如计算机，用于对图像传感设备捕捉的图像进行处理。通过数据处理系统对图像传感设备捕捉或形成的图像进行处理，用于确定系统或每个存储抽屉的库存状态。贯穿本公开使用的术语库存状态指的是，有关物体存在或不存在状态的信息。

数据处理系统可以是工具存储系统300的一部分。在一个实施方案中，数据处理系统是具有数据链接(如有线或无线链接)的、耦接到工具存储系统300的远程计算机；或者是集成到存储系统300中的计算机和存储系统300的远程计算机的组合。后面将会对构造图像和确定库存状态的详细操作进行讨论。

抽屉330与图1a中展示的那些抽屉120相似。显示器305是存储系统300的输入和/或输出设备，其被配置用于输出信息。信息可通过显示器305输入，例如使用触摸屏幕显示器。访问控制设备306用于将对工具存储抽屉330的访问只限制于授权用户。通过使用一个或多个锁定设备，访问控制设备306使所有存储抽屉330保持锁定在关闭位置，直到访问控制设备306对用户的访问存储系统300的授权进行了授权。访问控制设备306可使用一个或多个访问授权工具对用户的授权等级进行核实，例如使用键盘输入访问代码、使用读卡器通过钥匙卡或密钥卡读取钥匙卡或密钥卡持有者的授权等级、计量生物学方法(如指纹识别器或视网膜扫描)、或其它方法。如果访问控制设备306确定用户被授权访问存储系统300，它会根据用户的授权等级，对一些或所有的存储抽屉330进行解锁，允许用户移除或代替工具。在一个实施方案中，对于每个存储抽屉330的访问的控制和授权是独立的。根据被分配的授权或访问等级，会授权用户访问系统300的一个或多个抽屉，但是不会授权访问其它抽屉。在一个实施方案中，当用户关闭抽屉后，访问控制设备306会对存储抽屉330重新上锁。

访问控制设备306的位置不限于位于存储系统300的前面。可将其置于系统的顶部或者系统的侧面上。在一个实施方案中，将访问控制设备306与显示器305集成在一起。用于鉴权目的的用户信息可通过具有触摸屏幕功能的显示设备、面部检测照相机、指纹识别器、视网膜扫描器或任何其它类型的用于对用户访问存储系统300的授权进行验证的设备输入。

图4a和4b展示了工具存储系统300的局部透视图。如图4a中所示，读卡器形式的访问控制设备306位于系统的侧面上。存储系统300包括成像隔层330，成像隔层330中置入了图像传感设备，该图像传感设备包括三个照相机310和一个光检测设备，如镜子312，其具有相对于垂直面大约成45度角向下放置的反射面，用于将来自抽屉330的反射光线导向照相机310。到达照相机310后，引导光线会使得照相机310形成抽屉330的图像。镜子312下面的阴影区域代表工具存储系统300的图像传感设备的视野。镜子312的宽度等于或大于每个存储抽屉的宽度，并对照相机的视野重新定向，使其向下朝向抽屉。图4e是系统300的说明性侧视图，它展示了照相机310、镜子312、抽屉330之间的相对位置。从任何抽屉330反射到镜子312的反射光L被导向照相机310。

图4b是与去除成像隔离层330的图4a相同的透视图，从而展示出布局的细节。每个照相机310与一个视野311相关联。如图4b中所展示，各个照相机310组合成的视野构成了图像传感设备的视野340。视野340具有的深度为x。例如，视野340的深度可以是大约2英寸。

图4c是图4a中展示的工具存储系统300的替代性透视图，其不同点在于一个存储抽屉336现在运行在打开模式中，允许部分地访问其容纳物或者存储抽屉336中的存储位置。

图4a至图4c中的照相机310和镜子312的配置为照相机310提供了捕捉顶端抽屉到底端抽屉的图像的能力，而不需要大幅地改变其焦距。

在一个实施方案中，当存储抽屉被打开或关闭时，照相机310捕捉每个存储抽屉的多个局部图像。照相机310捕捉到的每个图像可与唯一的ID或指示图像被捕捉的时间的时间戳相关联。图像的获取是由工具存储系统300中的数据处理器控制的。在一个实施方案中，所捕捉的图像是抽屉的全宽，但是只有大约2英尺深。所捕捉的图像在深度和/或宽度上有一定程度的重叠。如图4D中所展示，不同照相机310在不同点采集的局部图像41-45最后可被缝合在一起，从而形成抽屉的局部或整体以及它的所含物和/或存储位置的一个单独的图像。该缝合可通过数据处理器或者附加的或远程的计算机利用现有的软件程序进行。由于图像是以大约2英寸的切片捕捉的，因此每个照相机会捕捉多个图像切片。每个抽屉可包括一个或多个可视的刻度。处理器可以快速成像模式对包含该刻度的图像部分进行监控，类似于视频监控。当刻度到指定的或计划的位置时，数据处理系统会控制图像传感设备捕捉和记录图像切片。该刻度也会有助于图片缝合。此外，可在抽屉的表面施加某个图案，如网格。可使用该图案辅助缝合或图像捕捉处理。

在另一个实施方案中，为了创建更深的视野x，图像传感设备包括具有广角镜头的较大的镜子和照相机，从而较少或完全消除对于图像缝合的需求。

在一个实施方案中，使用一个或多个行扫描照相机来实施图像传感设备。行扫描照相机基本上捕捉一维图像。图像将会具有的显著宽度取决于传感器，但是深度只有一个像素。行扫描照相机捕捉的图像以条纹描绘了工具抽屉的宽度，但是深度只有一个像素。抽屉330每次以预先指定的部分量移动，使得移动后照相机将会捕捉另一个图像切片。在该实例中，必须将图像切片缝合到一起，从而创建可用的完整抽屉图像。这与许多复印机中使用的用于捕捉文件的图像的进程是相同的。文件从行扫描照相机上穿过，多个图像切片被缝合在一起从而创建整个文件的图像。

应当理解的是，除了镜子，可使用其它设备，如棱镜、不同类型的透镜(包括平面的、凹面的、和/或凸面的)的组合、光纤、或者任何可将光学从一个点导向另一个点的设备来实施光线引导设备，用于将来自一个物体的光线导向远程照相机。另一个选项可以是使用光纤。光线引导设备的使用可会对所捕捉的图像造成失真。可执行校准或图像处理来消除失真。例如，照相机310可首先查看光线引导设备所反射的一个已知的简单网格图案，并创建失真图像供数据处理处理器使用，从而对所捕捉的图像进行调整，从而对镜面失真进行补偿。

为了更好地进行图像捕捉和处理，可取的是对照相机进行校准。照相机可包括某些针对图像失真或焦距的结构变化。可对照相机进行校准从而降低失真，该方式类似于降低镜面失真的方式。实际上，镜面校准会同时对照相机和镜面失真进行补偿，它可以作为唯一的失真校正使用。此外，可使用专用夹具校准每个单独的照相机从而确定其透镜的实际焦距，并且可使用软件对同一系统中的照相机之间的差异进行补偿。

在一个实施方案中，图像传感设备不包括任何镜子。取而代之的是，可将一个或多个照相机置于镜子312所处的位置。在该实例中，照相机直接向下指向存储抽屉330并随后移动。在另一个实施方案中，每个存储抽屉330具有一个或多个相关联的照相机用于捕捉该存储抽屉的图像。

库存状态的确定

系统300根据所捕捉的图像使用各种可能的策略确定抽屉330中是否存在或不存在工具。可通过嵌入的处理器或附属的计算机(PC)执行适当的软件，从而根据所捕捉的图像进行库存确认。

在一个实例中，系统300根据抽屉中的空闲位置确定库存状态。抽屉中的每个存储位置用于存储预先指定的物体，如预先指定的工具。系统300的非易失性存储设备存储识别抽屉中的每个已知存储位置与其相对应的预先指定的物体之间的关系的信息。存储设备还存储抽屉的两个基础图像的信息：一个基础图像中，每个存储位置都被相应的预先指定的物体占据，另一个基础图像中，每个存储位置都未被占据。在确定抽屉的库存状态时，数据处理器将抽屉的图像与每个基础图像进行对比。根据图像之间的差别，数据处理器确定抽屉中的哪个存储位置未被其相应的预先指定的物体占据。遗漏物体的识别是根据所存储的标识每个存储位置与它们的相对应的预先指定的物体之间的关系确定的。

根据本公开的另一个实施方案使用特别指定的标识符确定物体的库存状态。根据存储位置是否被物体占据，相关联的标识符会以一种或两种方式呈现在图像传感设备所捕捉的图像中。例如，当相关联的存储位置被占据时，标识符会以第一颜色呈现，当相关联的存储位置未被占据时，标识符会以第二颜色呈现。标识符可以是文本、一维或二维条形码、图案、斑点、代码、符号、数字、号码、指示灯、灯光、旗帜等，或者它们的任何组合。标识符呈现在图像传感设备所捕捉的图像中的不同方式包括图像具有不同的图案、密度、形式、形状、颜色等。根据每个标识符呈现在所捕捉的图像中的方式，数据处理器确定物体的库存状态。

图5展示了标识符设计的一种实施方案。如图5所示，存储位置51用于存储工具510，当前存储位置52被存储工具520占据。存储位置53未被其指定工具占据。每个存储位置51、52、53都具有一个相关联的标识符。根据每个存储位置51-53是否被相对应的工具占据，每个标识符以一种或两种不同方式呈现在照相机310所捕捉的图像中。例如，当相对应的工具存储在各自的存储位置中时，各个标识符可对照相机310不可见，并且当物体未存储在各自的存储位置中时，变为对照相机310可见。同样，一种不同的实施方案中，当物体存储在各自的存储位置中时，标识符对图像传感设备是可见的，当物体未存储在各自的存储位置中时，标识符对图像传感设备是不可见的。

例如，存储位置51-53的底部包括由逆向反光材料构成的标识符。因为存储位置51和53未被它们各自的指定工具占据，因此与它们相关联的标识符511和513对图像传感设备是可见的。另一方面，存储位置52现在被它的指定工具占据，其标识符会被阻止进入图像传感设备的视野。当特定工具存储在存储位置中时，标识符会被阻止进入图像传感设备的视野并且对图像传感设备是不可见的。另一方面，如果存储位置未被特定工具占据，标识符对图像传感设备是可见的并且会以高亮度区域显示在抽屉的图像上。相应地，高亮度区域代表遗漏了工具。系统300检测遗漏工具的位置并将空闲位置与所存储的标示每个存储位置与它们相对应工具之间的关系相关联。系统300会确定哪些工具没有在其指定的抽屉中的位置。应当理解的是，可以许多不同方式实施标识符。例如，可将标识符设计为当存储位置未被占用时创建一个高亮度图像，而在当存储位置被占用时创建一个亮度较低的图像。

在一个实施方案中，将每个标识符实施为接触式传感器和指示灯。如图5b中所展示，存储位置61与接触式传感器62和指示灯63相关联。当接触式传感器62感测到工具位于存储位置61中时，接触式传感器62会生成一个信号并控制关闭指示灯63的电源。另一方面，如果接触式传感器62检测到工具不位于存储位置61中，接触式传感器62会生成控制将指示灯63打开的控制信号，这会在图像传感设备所捕捉的图像中创建一个高亮度区域。图像中的每个高亮度区域指示出该存储位置不存在相关联的工具。系统300通过确定存储位置未被占据以及预先存储的指示各位置相对应的工具的信息来识别工具被移走或遗失。在另一个实施方案中，预先指定的存储在各个存储位置中的工具的标识符是唯一的。数据处理器被配置于通过评估图像传感设备所捕捉的存储位置的图像中是否存在至少一个可视的标识符，以及预先存储的每个预先指定的物体与各自标识符(对于每个预先指定的物体是唯一的)之间的关系来确定库存状态。

在另一个实施方案中，当存储位置被占据时，与存储位置相关联的标识符会创建一个高亮度图像，当存储位置未被占据时，会创建一个较低亮度的图像。系统300根据检测到的标识符和预先存储的标示每个存储位置与相对应的预先指定的物体之间的关系的信息来确定哪些工具是存在的。在另一个实施方案中，预先指定的存储在各个存储位置中的物体的标识符是唯一的。系统300通过评估图像传感设备所捕捉的存储位置的图像中存在的标识符，以及预先存储的每个预先指定的物体与各自标识符(对于每个预先指定的物体是唯一的)之间的关系来确定库存状态。

在另一个实施方案中，存储在系统300中的每个物体包括一个附加的标识符，该标识符对于每个物体是唯一的。数据处理器对于预先存储的识别存储在系统中的每个工具进行的信息以及已知的标示每个物体与各自的标识符(对于每个预先指定的物体是唯一的)之间的关系的信息具有访问权限。数据处理器通过评估图像传感设备所捕捉的存储位置的图像中存在的标识符，以及每个预先指定的物体与各自标识符(对于每个预先指定的物体是唯一的)之间的关系来确定物体的库存状态。例如，系统300会对存储在系统中的工具的清单以及它们相对应的唯一标识符进行存储。照相机310捕捉存储抽屉的图像后，数据处理器会确定图像中有哪个或哪些标识符。通过将出现在图像中的标识符与工具清单以及它们相对应的唯一标识符进行对比，数据处理器会确定哪些工具是系统中存在的，以及哪些是不存在的。

如前面所讨论，与存储位置相关联的标识符可用于确定在哪些位置存在物体遗失。根据一个实施方案，系统300不需要知道每个存储位置与相对应的物体之间的关系。而是，每个标识符对于存储在存储位置中的相对应的物体是唯一的。数据处理器300对于预先存储的标示每个标识符与相对应的物体之间的关系的信息，以及标示每个物体的信息具有访问权限。即，系统300对于每个存储在系统300中的物体的库存清单及其各自的唯一的标识符具有访问权限。当系统300检测到空闲的工具存储位置时，系统软件会从图像中提取相对应的标识符并进行解码。因为每个标识符对于相对应的物体是唯一的，系统300能够通过检查每个标识符与相对应的物体之间的关系以及物体的库存清单来确定哪个物体被遗失。可将每个标识符(对于存储在存储位置中的物体是唯一的)置于存储位置附近或存储位置之中。在一个实施方案中，将标识符置于存储位置附近，无论该位置是否被某个物体占据，标识符对于图像传感设备是始终可见的。在另一个实施方案中，将标识符置于相对应的位置的内部，当该位置被某个物体占据时，标识符对于图像传感设备是不可见的，当该位置未被某个物体占据时是可见的。

本公开的一个实施方案使用基础图像与标识符(对于物体是唯一的)的组合来确定库存状态。例如，基础图像可包括所有存储位置都被它们各自相对应物体占据的存储抽屉的信息，其中每个存储位置与一个标识符(对于存储在存储位置中的物体是唯一的)相关联。通过将各存储位置的图像与基础图像进行对比来确定库存状态，以确定哪些位置被物体占据和/或那些位置具有遗失的物体。遗失的物体的识别是通过对与遗失物体的每个存储位置相关联的标识符进行识别来确定的。

本公开的另一个实施方案使用多个标识符的唯一组合来确定库存状态。例如，每个存储位置可具有置于该位置内部的第一类型的标识符和置于该存储位置附近的第二类型的标识符(对于存储在该存储位置中的物体是唯一的)。当该位置未被物体占据时，第一类型的标识符对于图像传感设备是可见的，当该位置被某个物体占据时，第一类型的标识符对于图像传感设备是不可见的。第一类型的标识符可由逆向反光材料构成。如果存储位置未被与该存储位置相对应的物体占据，则第一类型的标识符对于图像传感设备是可见的并且会显现为高亮度区域。相应地，每个高亮度区域代表一个遗失的物体，这会允许系统300确定哪些位置具有遗失的物体。根据与具有遗失的物体的位置相关联的第二类型的标识符，系统300会识别哪些物体从系统300中遗失。因此，可确定系统300的库存状态。

根据另一个实施方案，系统300使用图像识别方法来对从系统300遗失的物体进行识别。系统300对于标示存储在每个抽屉或系统300中的工具的库存清单具有访问权限。但是，系统300不是必须知道工具的存储位置。工具位于为每个工具指定的泡沫剪切图样位置中。使用如尺寸、形状、颜色及其它参数的特征，图像识别软件对抽屉中的每个工具进行识别。遗失工具仅仅是库存清单上的未被识别为在抽屉中的工具。

系统300记录与每次访问相关的访问信息。访问信息包括时间、与访问相关的用户信息、持续时间、用户图像、存储位置的图像、存储系统的存储单元或内容的识别标识、存储系统中的物体等，或者它们的任何组合。在一个实施方案中，系统300包括用户照相机，用户照相机对访问存储系统300的人员在每次授予访问权时对其图像进行捕捉和存储。对于用户的每次访问，系统300会确定库存状态并生成包括将所确定的库存状态与访问信息相关联的报告。

定时图像捕捉

本公开的实施方案使用唯一的定时机器成像来捕捉系统300的图像并根据捕捉的图像确定系统300的库存状态。在一个实施方案中，系统300根据抽屉位置和/或活动，对存储抽屉的成像进行激活或定时，从而创建高效的和有效的图像。例如，系统300的数据处理器使用抽屉位置确定何时采集重叠的局部图像(如图4a-4e所讨论的)，从而确保对用户访问的抽屉的全面覆盖。在另一个实例中，缝合软件建造完整的抽屉图像时，抽屉位置信息会是有用的。可使用抽屉信息帮助对抽屉中的剪切图样的位置进行定位。

在一个实施方案中，系统300的数据处理器根据预先指定的抽屉的移动方式，控制图像传感设备形成抽屉的图像。例如，对于每次访问，只有当抽屉以指定的方式或在预定的方向移动时，系统300才会采集抽屉的图像。根据一个实施方案，当抽屉在使得对其容纳物的访问权限减小的方向中移动时，或者抽屉停止在使得对其容纳物的访问权限减小的方向中的移动后，图像传感设备会采集图像。当用户正在关闭抽屉时、在向关闭方向移动过程抽屉停止时或之后、或者抽屉完全关闭时，控制照相机采集抽屉的图片。在一个实施方案中，当抽屉在使得对其容纳物的访问权限增加的方向中移动时，例如当抽屉从关闭位置向打开位置移动时，不会采集任何图像。

图6展示了在图4a-4d中所描述的示例性系统的设置中该实施方案的操作方式。如图6a中所展示，用户部分地打开抽屉330从而将阴影区域331中的存储位置暴露出来。因为用户只将抽屉330打开了一半，用户对区域336中的存储位置没有访问权限。用户从区域331中找到了他需要的工具后，用户开始关闭抽屉330(图6b)。当系统300的传感器检测到抽屉330的关闭运动时(该移动会使得对其容纳物的访问权限减小)，数据处理器会激活图像传感设备(如照相机310)，从而捕捉阴影区域331的部分图像，直到抽屉被完全关闭(图6c)。由于用户从未具有区域336的访问权限，因此可安全的认为在之前的访问中区域336的库存状态未改变。但是，对于区域331，由于用户曾经具有该区域的访问期限，需要对与该区域相关联的库存状态进行更新。任何访问权限的变化或工具的替换只会发生在区域331中。因此，系统300根据所捕捉的覆盖区域331的图像和与之前访问的区域336的相关的库存信息确定与用户的访问相关联的抽屉330的库存状态，所述信息可从系统300的非易失性存储设备中检索到，该非易失性存储设备会对与每次访问系统300相关联的信息进行存储。随后，将所确定的抽屉330的库存状态存储在非易失性存储设备中。在一个实施方案中，非易失性存储设备会存储抽屉300的初始存储状态，该状态代表基础状态，后面的库存状态会与其进行对比。例如，每次对工具库存状态的审核后，系统300将审核后的存储状态存储为基础库存状态。

通过使用传感器测量传感器不同时间的相对位置或活动，可确定每个存储抽屉的位置、活动和移动方向。例如，相隔一段时间的两个点的位置信息可用于获得指示移动方向的矢量。

用于检测存储抽屉的位置、活动和移动方向的传感器的实例包括，附在抽屉上的用于检测抽屉相对于系统300的框架的位置的传感器或编码器；用于确定抽屉相对于系统300的框架上的某些位置(例如系统300的后部)的活动的非接触式距离测量传感器等。非接触式传感器可包括光学或超声波传感器。每个抽屉中可包括一个照相机310可视的可见刻度或指示器，从而抽屉330可以读取该刻度从而确定抽屉的位置。

可通过将当前访问的库存状态与之前的最近一次访问的库存状态进行对比，从而确定在当前访问中发生的库存状态的变化，如取出工具。如果遗失了一个或多个物体，系统300可为用户生成警报信号(如听觉或视觉信号)、为耦接到系统300的远程服务器生成通知等。

在另一个实施方案中，在存储抽屉330在使得对其容纳物的访问权限增加的方向中移动时，以及在随后存储抽屉330在使得对其容纳物的访问权限减小的方向中移动时，图像传感设备被配置用于形成存储位置的图像容纳物。例如，当用户打开抽屉330检索工具时，抽屉330的移动方向会触发照相机310在抽屉移动时对其容纳物的图像进行捕捉。可将所捕捉的图像指定为“访问前”图像，代表用户对每个存储抽屉的容纳物进行访问之前的状态。根据所捕捉的图像确定库存状态。将该库存状态视为“访问前”库存状态。当抽屉停止移动时，照相机310停止捕捉图像。当用户关闭抽屉330时，抽屉330的移动方向会再次触发照相机310对抽屉330的图像进行捕捉，直到抽屉停止在或达到关闭位置。根据用户关闭抽屉330时所捕捉的图像确定库存状态。将所确定的库存状态指定为“访问后”库存状态。“访问前”库存状态与“访问后”库存状态之间的差别表示工具的取出或替换。本公开的其它一些实施方案控制照相机在存储抽屉被打开前或存储抽屉被完全打开后或其容纳物对用户可访问时采集“访问前”图像。根据另一个实施方案，当检测到用户的访问结束时，会使图像传感设备定时采集每个抽屉330的图像。如本公开中所使用的，结束的访问被定义为用户不再具有访问任何存储位置的权限(例如当抽屉330被关闭或锁定时、当门250被关闭或锁定时等等)、或者用户或系统的指示指出对于存储系统的访问不再需要(例如用户结束访问)、当静止后预定的时间周期消逝完、锁定设备被用户或系统300锁定等。对于每个访问，使用位置检测器或接触式传感器来确定抽屉330是否关闭。抽屉被关闭后，图像传感设备捕捉抽屉330的图像。随后，数据处理系统根据所捕捉的一个或多个图像确定库存状态。通过将所确定的当前访问与之前访问的库存状态进行对比，可确定库存状态中的差别。

图7a和7b展示了具有被配置用于捕捉抽屉关闭时的图像的照相机的一个示例性抽屉。图7a为具有三个照相机710的抽屉330的俯视图。照相机710具有足够的视野宽度来覆盖抽屉330的全部宽度。图7b为图7a中展示的抽屉330的侧视图。照相机710以特定的角度向下倾斜并具有足够大的视野来覆盖抽屉330的全部宽度L。在一个实施方案中，照相机710不必在一个图像中覆盖全部宽度L。而是，照相机710可附在转轴711上旋转，转轴711使得照相机能够垂直地向上和向下倾斜，从而覆盖抽屉330的不同部份。对照相机710捕捉的图像进行缝合或组合，从而形成整个抽屉的图像。

应当理解，可使用其它的照相机配置或布局来捕捉抽屉330关闭时的图像。在一个实施方案中，使用一个或多个移动的照相机来捕捉抽屉关闭后的图像。在一个实施方案中，将照相机配置为在抽屉上方移动并捕捉图像切片，这些图像切片可被缝合在一起从而创建完整的抽屉图像。可通过电动机使照相机沿着轨道移动。无论是2D或行扫描照相机都可以被用于该模式中。可使用传感器来确定照相机的位置，从而协助缝合或其它功能，如照相机位置控制。该模式的一个变体对每个抽屉使用从抽屉的顶部上方进行观看的固定式照相机和在抽屉上面移动并引导照相机视野指向抽屉的45度角的移动式镜子。另一个变体提供了从一个抽屉向另一个抽屉移动的照相机。另一个变体对每个抽屉提供了移动式镜子，以及在镜子之间移动的一个或多个照相机。照相机和镜子的移动是同步的，从形成每个抽屉的图像。可通过电动机或任何其它提供动力的工具驱动照相机和镜子。

如果图像传感设备需要照明从而获得可接受的图像质量，则可提供照明设备。例如，可使用多个LED对图像区域进行照明。应当理解的是，可使用其它照明源。在一个实施方案中，将多个LED置于照相机的镜头或图像传感器的周围，并且光线沿着与照相机视线相同的路径发射。在一个包括使用光线引导设备(如镜子)的实施方案中，镜子会引导射出的光线指向抽屉。照明的时机和强度是由处理器控制的，该处理器与控制照相机及其曝光的处理器相同。在一些可能的照相机配置中，理想的是实施背景减法来增强图像。背景减法是一种众所周知的图像处理技术，其用于从图像中去除不理想的静态元素。首先，在照明关闭的情况下捕捉图像。随后，在照明打开的情况下捕捉第二图像。最终的图像是通过将照明打开的图像减去照明关闭的图像生成的。从而将通过照明没有显著增强的元素从生成的图像中去除。

根据另一个实施方案，对于每次访问，图像传感系统300会定时捕捉抽屉300的至少两个图像：至少一个在用户访问抽屉300中的存储位置前捕捉的图像(初始图像)，以及至少一个在访问结束后捕捉的图像，如前面所讨论的。可在用户对抽屉中的容纳物或存储内容进行访问前的任何时间采集初始图像。在一个实施方案中，是在用户通过例如刷卡、输入密码、将钥匙插入锁中、提供验证信息等方式请求访问系统300时(或之后)捕捉初始图像。在另一个实施方案中，是在检测到处于关闭位置的抽屉的移动或者检测到系统300的锁定设备的解锁进行响应前或响应时捕捉初始图像。

系统300的数据处理系统根据初始图像确定一个库存状态，并将所确定的库存状态指定为“访问前”库存状态；并根据访问结束后所捕捉的图像确定一个库存状态，并将所确定的库存状态指定为“访问后”库存状态。可根据“访问前”库存状态与“访问后”库存状态的对比或者初始图像与访问结束后所捕捉的图像的对比确定系统300在的物体的库存状态的变化。

上面描述的概念和设计可适用于其它类型的存储系统，如图1B所展示的类型，其中一个单独的门控制多个存储架或抽屉的访问权限。在一个实施方案中，当检测到访问结束时(或之后)，如门250关闭、门250上锁、退出等，图像传感设备可定时捕捉存储位置的图像。应当理解，可使用各种类型的传感器来确定门的关闭时间，如接触式传感器、红外传感器。与前面的讨论类似，图像传感设备捕捉存储位置的图像，并根据所捕捉的图像确定“访问后”库存状态。通过当前访问的库存状态与上一次访问的库存状态的对比，确定与访问相关的库存状态的变化。根据另一个实施方案，图像传感设备会在用户访问系统前定时采集存储位置的“访问前”图像。例如，当用户请求访问系统时(或之后)、检测到门250打开后、接收到来自用户的验证信息后等，照相机可定时捕捉存储位置的图像。存储系统根据“访问前”图像确定“访问前”库存状态。可根据“访问前”与“访问后”库存状态之间的差别或者“访问前”与“访问后”图像之间的差别确定库存状态的变化。

网络存储系统

本公开中描述的存储系统可连接到位于审计中心的远程服务器，从而对每个存储系统中的库存状态进行实时更新并报告给服务器。如图8中所展示，服务器802通过无线网络耦接到多个存储系统800。服务器802可包括数据库服务器，如Microsoft SQL server。与身份验证、授权用户、库存状态、审计追踪等相关的信息被存储在数据库中。

在一个实施方案中，每个存储系统800具有数据收发器，如802.11g或以太网模块。以太网模块直接连接到网络，而802.11g模块可通过与网络连接的802.11g路由器连接到网络。每个网络模块会被分配一个静态或动态IP地址。在一个实施方案中，存储系统800通过数据收发器周期性地对服务器进行登记，从而下载关于授权用户、不同用户或不同识别卡的授权等级、相关的存储系统等的信息。存储系统800还将与系统相关的信息上传到服务器802，如库存状态、抽屉图像、工具的使用、访问记录、访问存储系统800的用户信息等。每个存储系统800可由AC电源或电池组供电。可提供不间断电源(UPS)系统用于在电源故障时供电。

服务器802允许管理人员或审计人员查阅与每个存储系统800相关的访问信息，如库存状态以及与每次访问存储系统800相关的信息，比如用户信息、使用周期、库存状态、库存状态的变化、存储系统的抽屉或容纳物的图像等。在一个实施方案中，服务器802可与存储系统800形成实时连接并从该存储系统下载信息。管理人员或审计人员还可通过服务器802对每个存储系统上的访问控制设备进行编程，如修改口令、授权人员、对每个存储系统增加或删除授权用户等。可通过服务器802对为每个存储系统800的访问权限进行授权所需要的授权数据进行编程和更新，并可将授权数据下载到每个存储系统800。授权数据可包括口令、授权人员、对每个存储系统增加或删除授权用户、用户确认或验证算法、用于编码和/或解码的公共密钥、用户的黑名单、用户的白名单等。其它数据更新可提供服务器802传送到每个存储系统，如软件更新等。同样，在存储系统800上执行的任何修改会被上传到服务器802上，如修改口令、增加或删除授权用户。

对于用户提交的每个访问请求，存储系统根据用户通过数据输入设备输入的用户信息和授权数据确定用户的权限，从而对用户进行验证或确认。根据验证的结果，通过控制访问控制设备(例如，锁)，数据处理器选择性地对存储系统授予访问权限，从而对存储系统800或一个或多个存储系统800的一个或多个存储抽屉授予访问权限。

服务器802还允许管理人员对指定分组850内的多个存储系统800同时进行编程。管理人员可选择哪些特定的存储系统应当包括在群组850中。一旦用户被授权访问群组850，用户便具有对群组850内的所有存储系统的访问权限。例如，对用于执行自动化服务的存储工具进行存储的存储系统群组可被指定为自动化工具群组，而另一个对用于执行电气工作的存储工具进行存储的存储系统群组可被指定为电气工具群组。与一个群组连接的服务器802进行的任何设置、调整或编程都会自动应用到该群组中的所有工具存储系统。例如，服务器802可通过允许自动化专家访问自动化工具群组中的所有工具存储系统来对工具存储系统进行编程，而不包括电气工具群组中的工具存储系统。在一个实施方案中，每个系统800只包括满足运转的最小智能。所有其它数据处理、用户验证、图像处理等都由处理器802执行。

同样，服务器802还允许管理人员对指定分组内的多个存储抽屉330同时进行编程。管理人员可选择同一系统的或不同存储系统的哪些特定的存储抽屉应当包括在群组中。一旦用户被授权访问群组，用户便具有对群组内的所有存储抽屉的访问权限。例如，对用于执行自动化服务的存储工具进行存储的存储系统群组可被指定为自动化工具群组，而另一个对用于执行电气工作的存储工具进行存储的存储系统群组可被指定为电气工具群组。

在另一个实施方案中，如图8展示的示例性网络存储系统使用分级授权体系结构来对存储系统的访问权限进行管理。一个或多个存储系统800被赋予主存储系统的地位。每个主存储系统具有一个或多个相关联的从属存储系统。如果用户被授权访问主存储系统，则该用户被自动授权访问与该主存储系统相关联的任何从属存储系统。另一方面，如果用户被授权访问从属存储系统，则对于从属存储系统的授权不会自动准许用户访问与其相关联的主存储系统或者与该主存储系统相关联的其它从属存储系统。

根据另一个实施方案，如图8展示的示例性网络存储系统通过使用分级授权等级来对用户授予访问权。每个授权等级与预先指定的存储系统相关联，这可由管理人员通过服务器802进行编程。当用户被分配了特定的授权等级，则该用户被授权访问与该分配的授权等级相关联所有存储系统和与该授权层次结构中所有小于该分配的授权等级的授权等级相关联的所有存储系统，但是不包括那些该授权层次结构中高于该分配的授权等级的授权等级相关联的存储系统。

审计

根据本公开的示例性库存控制系统对与每次访问相关的各种类型的信息进行跟踪。例如，系统800记录每次访问的日期、时间和/或周期，以及用户提交的用于获得系统800的访问权限的相对应的用户信息。如前面所讨论，系统800在每次访问过程中捕捉存储单元中用于确定库存状态的一个或多个图像。这些图像链接到每次访问和访问用户并存储在系统800中。系统800可对这些信息进行本地存储或通过无线通信网络将获得的信息上传到服务器802，如图8中所展示。

服务器802可对接收到的来自每个系统800的信息进行处理和编辑，从而对每个服务器802创建审计跟踪。管理人员或具有适当授权等级的用户可访问审计跟踪。可根据授权用户的偏好生成并取得不同类型的审计跟踪。例如，可对一个或多个特定日期、一个或多个特定用户、一个或多个特定工具、一个或多个ID等生成审计跟踪。服务器802可生成并提供额外的信息和分析。例如，服务器802可随着时间的推移跟踪特定工具的使用，并生成对每个工具的使用频率进行汇总的报告，用于进行评估。可使用这种报告确定哪些工具被更频繁地使用，以及哪些工具可能是不需要的，因为相对于其它工具它们被使用的更少。

图9a展示了关于特定存储系统800的审计跟踪的示例性屏幕。对于系统800的每次访问被识别为日期/时间920以及与每次访问相关联的用户的用户信息910。用户信息可包括用户请求访问系统800时提交的任何信息，如指纹、面部识别图像、用户照相机采集的用户图像、口令、存储在密匙卡中的信息、任何用于验证的信息等。在一个实施方案中，将每个用户的用户面部特征数据存储在系统800或服务器802中。对于每次访问，用户照相机采集访问系统800的用户的图像。对用户提交的用于获得系统800的访问权限的用户信息进行采集，如存储在密匙卡中的信息和/或口令。将所采集的图像与根据用户信息识别出的用户的用户面部特征进行对比。系统800或服务器802确定访问系统800的用户的户面部特征是否与通过用户信息识别出的用户的户面部特征相匹配。

在每次访问存储系统800的过程中，一个或多个图像被采集，图9b展示了一个示例性的“访问前”图像，该图像是系统800的照相机在用户访问存储位置前或抽屉在第一方向中移动时所采集的，如本公开中的前面所讨论的。如图9b所展示，每个工具被正确地存储在它的相对应的存储位置中。图9c展示了一个示例性的“访问后”图像，该图像是系统800的照相机在访问结束后或存储抽屉在第二方向中移动时所采集的，如之前所讨论的。如图9c所展示，与存储位置951和952相对应的工具被遗失。根据图9c中所展示图像，系统800确定存储位置951和952中的工具被遗失。生成关于遗失工具以及与该访问相关联的用户的审计跟踪。图9d展示了存储在系统800和/或服务器802中的一个示例性记录，其中存储了“访问前”和“访问后”图像981、982。根据“访问后”图像982识别遗失工具并将它们列在区域980中。

单独工具的塑造

在传统的基于图像的现代化工具控制系统中，必须将传感器(例如，照相机)编程为，当抽屉或托槽在打开或关闭处理过程中经过传感器的视野时，对工具控制存储设备抽屉或托槽中的某些目标区域进行扫描。该编程或“塑造”进程开始于系统的计算机创建和使用文本文件，其定义了每个抽屉或托槽的(x，y)坐标系统。文本文件中的坐标系统对应于抽屉或托槽的(x，y)维度，并为照相机提供位置信息从而使其朝向特定位置；例如，以位于抽屉或托槽层上的一系列的点的形式。文本文件还对抽屉或托槽层提供了坐标数据，这些数据对特定位置提供了位置信息，用于扫描特定工具轮廓或工具的图像数据。

通常，照相机必须对抽屉或托槽中的每个工具进行扫描从而完成工具塑造进程，从而使照相机了解抽屉或托槽中的每个工具轮廓的相关数据。由于每个抽屉或托槽可存在超过120个工具，因此对抽屉或托槽中的每个工具的扫描以及对相关数据的记录会耗费大量的时间。这对于包含许多工具的抽屉或托槽中的一个工具改变参数(例如，螺丝刀把手的颜色或尺寸的变化)，必须对系统进行再塑造从而识别发生变化的新的工具参数的情况具有明显的劣势。在当前的系统中，某个原始扫描的工具被新的工具代替时，必须对抽屉或托槽中的所有的工具进行扫描并对每个所扫描的工具的所有参数数据进行记录。

这里描述的实施例有益地提供了对包含许多工具的抽屉或托槽中的单个工具轮廓的工具塑造，其中事先对抽屉或托槽进行了塑造并且对所有的工具的所有参数进行了扫描和存储。现参照图10和11，根据该实施例，将工具的计算机应用选项展现在系统的触摸屏幕上(例如，图3中展示的上文所描述的系统的显示器305)，并选择了“单个工具塑造”的程序(参照11)。

选择了“单个工具塑造”的程序后，用户选择了开始按钮。具有选择用于塑造的工具的抽屉或托槽的图像会呈现在屏幕上。用户将所选择的工具突出显示，并向用户询问这是否是所选择的进行再塑造的工具。如果用户的回答是肯定的，则激活单个工具塑造程序(图10的步骤1001)。如果用户的回答是否定的，则会询问用户是否选择另一个工具，或者他们可退出该程序。可选地，在步骤1001，当初始化单个工具塑造程序时，可向用户呈现用于选择的工具的列表。

一旦工具塑造程序开始，会对包含需要进行再塑造的单个工具轮廓的抽屉或托槽进行扫描从而对目标区域(即，原始工具的区域)成像。参见图10的步骤1002。随后，计算机系统通过将图像与文本文件进行对比，对该工具的轮廓区域进行调整(步骤1003)。在移走原始工具的情况下对抽屉或托槽再次扫描(步骤1004)，从而记录缺少工具的情况下的轮廓特征标记图(步骤1005)。

接下来的步骤是用新的工具将原始工具替换并对抽屉或托槽重新扫描(步骤1006)从而获得并记录存在新的工具的情况下的轮廓特征标记图(步骤1007)。可在新的工具位于多个替换性位置情况下记录额外的工具轮廓的扫描图像(步骤1008)，从而可记录多个呈现特征(步骤1009)。

随后，为用户提供机会来对另一个工具进行再塑造或者退出该程序。

于是，在该实施例中，系统采集代表若干存储位置的原始图像的原始图像数据，并采集代表在原始图像之后捕捉的目标区域的图像的图像数据；根据目标区域的图像数据对原始图像数据进行修改从而生成调整后的图像数据；并对调整后的图像数据进行存储。

利用工具剪切图样对工具控制系统层的自动化创建

如上文所讨论的以及图2中展示的，一种对存储设备中的物体(例如，工具)进行控制的可接受的方法是创建泡沫层或薄板180，并将各单独物体的轮廓181刺入到该泡沫中。通常，切出轮廓181后会将具有对比色的硬质衬垫层粘附在泡沫层180上。其目的是对工具进行替换并识别哪个工具遗失时为用户提供物体的视觉辅助。

该技术被用于具有成像能力和不具有成像能力的自动化工具控制系统中。在具有成像能力的自动化工具控制系统中，会识别轮廓181的边缘，并将轮廓边缘包围的区域识别为目标区域。具有成像能力的自动化工具控制系统的处理器使用衬垫层的颜色作为空闲凹槽的颜色签名，并在该颜色签字被承认有效后运行程序将该工具记录为通过。当工具位于适当的凹槽中时，成像工具控制系统使用凹槽中的工具的颜色签名来确定存在签名。非基于成像的自动化工具控制系统使用轮廓来确保物体位于适当的位置，从而使得位于邻接凹槽或位置凹槽中的传感器能够感测凹槽中的工具的存在或不存在。

此外，无论是在基于成像或非基于成像的自动化工具控制系统中，泡沫层中的轮廓剪切图样为用户提供了以可视的方式确定物体是否存在于不存在于存储位置中。

传统的用于创建泡沫层的进程是耗时并且昂贵的。当前使用的用于生成工具控制泡沫层的程序通常包括下面的步骤：

1.从顾客获得所需要的工具列表，包括部件编号、描述和数量；

2.为2D CAD绘图、3D CAD造型、在网格上的或具有刻度的照片、或具有网格或刻度的平面扫描器获取或创建轮廓。后两个选项需要使用如PhotoShop^TM的程序对图像进行处理。

3.将工具布置在以适合的尺寸安装在特定存储设备中的“抽屉或托槽中”；

4.为各轮廓分配部件编号；

5.插入指状凹口和通道；

6.制作部件清单和布局；

7.呈请顾客批准；

8.获得批准；

9.如果需要更改，则重新提交并获得批准；

10.创建机器工具准备程序用于生产具有轮廓的层；

11.生产层；

12.向客户交货并安装到工具存储设备中。

现在使用的一种选择性方法使用具有网格的背光式“灯箱”和单独一个悬浮在灯箱表面上方的照相机。随后按照上面列出的步骤3至12对图像进行获取和处理。

通过2D绘图或3D造型获得的轮廓通常是精确的并且只需要进行调整从而为工具提供合适的空间。必须对使用平面扫描器和照相机的摄影图像创建的图像进行处理从而消除视差。当前方法的另一个缺点是具有单个照相机的背光设备对于生成完整的抽屉或托槽的图像是不够大的。必须采集抽屉或托槽的提议部分的图片，随后将工具移走并将包含在抽屉或托槽的的第二部分中的工具装载到背光表面上并捕捉图像。稍后对图像进行组合。

因此，在传统的系统中，由于许多反复操作和不良的通信，会存在许多延时。

根据该实施例，基于成像的工具控制系统中的多个照相机被用于获得物体在正常使用时被布置在工具存储设备容器(例如，抽屉或托槽)中的物体的立体图象。抽屉或托槽的全部容纳物都被布置并获取图像。随后，将工具轮廓区域与该层的剩余部分隔离。

随后将来自多个照相机的图像缝合在一起，并通过立体图像数据计算出视差，并消除视差。消除视差后，可自动或由操作员手工将指状凹口和通道插入到抽屉或托槽文件中。随后通过计算机程序准备用于检阅的部件清单和布局。

该实施例的另一个特征是计算机程序创建用于生产泡沫层的机器可用数据文件。当完成了抽屉或托槽的轮廓布局后，操作员激活生产机器工具的文件的程序。将这些文件发送至泡沫供应商。

使用上文描述的工具控制系统参照图1至图4D可以执行该实施例。现参照图12的流程图，在步骤1201，将需要库存的物体(例如，工具)以需要的布局布置在系统存储容器的表面，如抽屉330的底部。在步骤1202，照相机310采集该表面(在图12中称为“目标区域”)的图像。如图4D中所展示和上面所说明的，重叠部分图像41-45可由不同照相机310采集，并将它们缝合在一起形成目标区域的单个图像，该图像没有有关视差的误差。

在步骤1203，系统处理器对图像数据进行分析从而隔离出工具轮廓，并生成定义抽屉中的每个工具的形状和位置的数据文件。本领域内的技术人员将会理解的是，例如，通过运用抽屉泡沫的已知的特征(例如，均匀的颜色和质地)，包括扫描的工具，可通过将图像数据分割为背景层和前景层来完成该步骤。识别出与泡沫层的特征相匹配的图像区域后，剩余区域是前景并认为它们是工具。随后将隔离出的前景像素组合为多个连接的区域，将连接像素的每个群组划分为工具轮廓。已知的计算机辅助设计(CAD)程序可用于执行该实施例，例如Graphite(可从Austin的Vellum Investment Partners of Austin获得)。

随后，用户可将每个轮廓与一个工具部件编号匹配(步骤1204)，并为每个工具轮廓插入需要的指状凹口和通道(步骤1205)。用户完成数据输入和对各个轮廓的处理后，生成用于审批的部件清单和布局(1206)，随后可将它们提交给供应商来制造泡沫层并获得工具(步骤1207)。

在另一个实施例中，系统处理器具有用于生成数据文件的程序，机器工具可使用该数据文件对一个或多个泡沫层进行剪切。于是，在步骤1206获得批准后，用户可激活用于生产所需要的机器可用数据文件的程序，并在步骤1207中将它们发送至泡沫供应商。本领域内的技术人员将会理解的是，商业上可得到的计算机程序(如Adobe Illustrator或Photoshop)可被用于执行该步骤，例如通过生成用于输出到机器工具的dxf文件。于是，该实施例提供了可用于生产包含存储位置和被存储的工具的形状的存储层的制造数据。

该实施例的一个优点是，用户具有位于工具箱中的轮廓和泡沫层创建系统，其中工具和用户可在图像获取前容易地得到工具的布局，并且可在完成抽屉或托槽层的设计后立刻或者批准。

沫层薄板自动化更改进程

如上文所讨论，工具控制系统中的库存通常是存储在从泡沫或硬质塑料薄板180中剪切出的凹槽181中，如图2所示。剪切凹槽181以与在凹槽180中存储的库存轮廓匹配。薄板180可存储在工具箱或容器抽屉或托槽170中，堆积在硬质塑料托盘中，甚至存储在另一个更大的薄板中。许多自动化工具控制系统使用这些薄板对它们的容纳物进行规划。

有时希望对工具控制系统中包含的薄板的布局或容纳物进行改变。这需要对工具控制系统的库存清单进行更新，并对包含薄板的自动化工具控制系统进行更新。

传统的方法需要用户执行标准进程来制造一个新的工具控制薄板(如薄板180)。该进程包括选择新的薄板库存清单、对容纳物进行布局、获取新的库存清单和薄板。如果薄板需要用于自动化控制系统中，则需要额外的步骤。用户必须对工具控制系统库存清单进行手动更新从而反映出哪些项目被移走或增加、替换系统中的薄板，然后建立自动化工具控制系统从而对新的薄板中的库存进行正确的检测。

所公开的实施例的解决办法提供了一个单独的数据点进入薄板更改进程，消除了时间消耗以及易于出错的冗余数据登记步骤。根据该实施例，参照图13的流程图，用户在工具控制系统或在主控制终端启动薄板更改进程(步骤1301)。

在步骤1302，使用CAD文件对泡沫薄板进行剪切，并将其轮廓输入到工具控制系统中。该文件中包含工具控制系统需要的每个库存项目的相关信息，包括部件编号、序列号、薄板位置、轮廓形状和任何个性化的库存数据。在步骤1303，工具控制系统吸收该数据并将其库存更新以包括新的薄板和其所包含的工具。

工具控制系统软件将每个库存项目与它所包含的薄板相关联。当薄板更新时，旧薄板中所包含的所有项目都自动从系统库存中移除。可将薄板及其容纳物完全从库存系统中移除或转移到不同的工具控制系统位置(参见步骤1304)。更具体地，工具控制系统将“新”薄板中的工具清单的识别信息与“旧”薄板中的工具清单进行对比。通过该对比创建三个清单：移除的工具(旧清单中包含而新清单中不包含的编号)、增加的工具(新清单中包含而旧清单中不包含的编号)、更新的工具(两个清单中都包含的编号)。随后对主库存进行更新，从而从“移除的工具”清单中删除项目，在“增加的工具”清单中增加项目，根据“更新的工具”清单对任何数据进行更新。

在步骤1305，用户尝试执行开始执行用于完成更新进程所需要的任何步骤。这些步骤可包括，对新的薄板进行扫描从而在基于图像的工具控制系统中建立基础图像(例如，对薄板进行塑造，如上文所描述的)。

图14和15提供了示出通用计算机硬件平台的功能方框图。图14示出了通常用于实施服务器的网络或主机计算机平台。图15描绘了具有用户接口元件的计算机，该计算机可用于实施个人计算机或其它类型的工作站或终端设备，尽管如果进行适当的编程，图15的计算机还可充当服务器。相信如图14和15中展示的这种设备的通常结构和通常操作应当是不言而喻的，而不需要高层次的说明。

一种服务器，例如，包括用于分组数据通信的数据通信接口。该服务器还包括用于执行程序指令的中央处理单元(CPU)，其形式为一个或多个处理器。服务器平台通常包括内部通信总线、程序存储器和数据存储器，有服务器执行的对各种数据文件的处理和/或通信，尽管服务器经常通过网络通信接收编程和数据。这种服务器的硬件元件、操作系统和编程语言本质上是传统的。当然，服务器的各种功能可以分布式方式在许多类似的平台上执行，从而分散处理负荷。

一种计算机类型的用户终端设备(例如，库存控制系统)，同样包括数据通信接口CPU、用于存储用户数据的主存储器和一个或多个大容量存储设备和若干可执行程序(参见图15)。各种类型的库存控制系统还将包括各种用户输入和输出元件。例如，库存控制系统可包括键盘和光标控制/选择设备，如鼠标、跟踪球、操纵杆或触摸板；还可包括用于视觉输出的显示器。提供音频输入和输出的麦克风和扬声器。其它一些库存控制系统包括类似的但是更小的输入和输出元件。库存控制系统可使用触摸显示屏幕替代单独的键盘和光标控制元件。这种用户终端设备的硬件元件、操作系统和编程语言本质上也是传统的。

因此，可通过编程来实施上面概述的对库存控制系统中的工具的取出和替换进行监控的方法的各方面。对该技术的各方面的编程可被认为是“产品”或“制造的物品”，其形式通常为某种机器可读媒介上携带的或嵌入机器可读媒介中的可执行代码和/或相关联的数据。“存储”类型的媒介包括任何或所有的计算机有形存储器、处理器等，或者它们相关联的模块，如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器等，它们可在任何时间为软件编程提供非易失性存储器。有时可通过因特网或各种其它电信网络与所有或部分软件进行通信。例如，这种通信可将软件从一个计算机或处理器装载到另一个计算机或处理器上，例如，从服务器802到库存控制系统。因此，另一种类型的可承担软件元件的媒介包括光学的、电子的和电磁微波，例如通过有线和光学陆上通信网络和各种空中链接，在本地设备之间的物理接口上使用的。装载这种微波的物理元件，例如有线或无线链接、光学链接等，也可被视为承担软件的媒介。除非限制于非易失性、有形“存储”媒介，本文使用的如计算机或机器“可读媒介”的术语是指任何参与向处理器提供用于执行的指令的媒介。

因此，机器可读媒介可采取许多形式，包括但不限于，有形存储媒介、载波媒介或物理传输媒介。非易失性存储媒介包括例如光学或磁性磁碟，如任何一个或多个计算机等中的任何存储设备，例如附图中所展示的可用于执行对库存控制系统等中的工具的取出和替换的监控。易失性存储媒介包括动态存储器，如这种计算机平台的主存储器。有形传输媒介包括同轴线缆；铜线和光纤，包括线缆，该线缆包含计算机系统中的总线。载波传输媒介可采取如射频(RF)和红外(IR)数据通信过程中生成的电子或电磁信号、或者声波或光波的形式。因此，常见形式的计算机可读媒介包括例如：软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其它磁媒介，CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其它光学媒介，打孔卡片纸带、任何其它具有图案或孔的物理存储媒介，RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储器芯片或盒，数据或指令的载波传输、传输这种载波的线缆或链接，或计算机可通过其读取编程代码和/或数据的任何其它媒介。许多这些形式的计算机可读媒介可涉及向处理器输送用于执行的一个或多个的一个或多个指令序列。

可使用传统的材料、方法和设备实践本公开。相应地，本文未详细列举这些材料、设备和方法的细节。在前面的描述中，列举了许多具体细节，如具体的材料、结构、化学物品、进程等，从而对该论述提供透彻的理解。但是，应当认识到，可在未采取所特别列举的细节的情况下实践该论述。在其它情况中，为了避免不必要地模糊该论述的各个方面，未对已知的处理结构进行详细描述。

尽管前面描述了被认为是最佳的模式和/或其它实例，但是应该明白，可对它们进行若干修改，并且可在各种形式和实例中实施本文所公开的主题，并且可将该论述用于许多应用中，本文只对它们中的一部分进行了描述。其目的是通过附加的权利要求对位于该论述的准确范围内的任何和所有应用、修改和变体提出主张。

Claims (16)

1.一种库存控制系统，包括：

存储容器，其包括用于存储物体的多个存储位置；

图像传感设备，其被配置为捕捉所述存储容器的图像数据；

数据存储设备，其用于存储所述图像数据和与存储在所述多个存储位置中的物体相关的数据；以及

数据处理器，其被配置为：

接收与所述多个存储位置中的物体相关的新数据，其中，所述新数据包括所述多个存储位置中的没有数据存储在所述数据存储设备中的物体的数据；以及

根据接收到的新数据，对存储在所述数据存储设备中的图像数据和与存储在所述多个存储位置的物体相关的数据进行更新。

2.根据权利要求1所述的库存控制系统，其中，所述其他数据和所述新数据包括物体的识别数据。

3.根据权利要求1所述的库存控制系统，其中，所述数据处理器被配置为当所述图像数据和与从所述存储容器中移除的物体相关的其他数据被更新时，将所述图像数据和所述其他数据从所述数据存储设备中移除。

4.一种方法，包括：

在具有包括用于存储物体的多个存储位置的存储容器的库存控制系统中存储图像数据和与存储在所述多个存储位置中的物体相关的数据；

通过所述库存控制系统的数据处理器接收与所述多个存储位置中的物体相关的新数据，其中，所述新数据包括所述多个存储位置中的没有数据存储在数据存储设备中的物体的数据；以及

通过所述数据处理器基于接收到的新数据对存储在所述数据存储设备中的图像数据和与存储在所述多个存储位置中的物体相关的数据进行更新。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述其他数据和所述新数据包括物体的识别数据。

6.根据权利要求1所述的库存控制系统，其中，用于存储物体的多个存储位置包括布置在所述存储容器中安装的薄板中的凹槽，以及

所述数据存储器被配置为当所述薄板中的凹槽的布局发生改变时执行接收新数据和更新所述图像数据的步骤。

7.根据权利要求6所述的库存控制系统，其中，所述数据处理器还被配置为基于更新后的图像数据和接收到的新数据中的至少一个来检测所述多个存储位置中的一个存储位置中存储的物体。

8.根据权利要求1所述的库存控制系统，其中，用于存储物体的多个存储位置包括在所述存储容器中安装的薄板中剪切的凹槽，以及

其中，接收到的新数据包括识别所述薄板中的凹槽的切口轮廓的文件。

9.根据权利要求1所述的库存控制系统，其中，用于存储物体的多个存储位置包括在所述存储容器中安装的薄板中剪切的凹槽，以及

所述薄板包括至少一个可移除部分，所述可移除部分能够与所述薄板分开地从所述存储容器中移除。

10.根据权利要求9所述的库存控制系统，其中，所述可移除部分中包括至少一个凹槽。

11.根据权利要求4所述的方法，其中，用于存储物体的多个存储位置包括布置在所述存储容器中安装的薄板中的凹槽，以及

当所述薄板中的凹槽的布局发生改变时，执行用于接收新数据和更新所述图像数据的步骤。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括步骤：基于更新后的图像数据和接收到的新数据中的至少一个来检测所述多个存储位置中的一个存储位置中存储的物体。

13.根据权利要求4所述的方法，用于存储物体的多个存储位置包括在所述存储容器中安装的薄板中剪切的凹槽，以及

接收与物体相关的新数据的步骤包括接收识别所述薄板中的凹槽的切口轮廓的文件。

14.根据权利要求4所述的方法，其中，用于存储物体的多个存储位置包括在所述存储容器中安装的薄板中剪切的凹槽，以及

所述薄板包括至少一个可移除部分，所述可移除部分能够与所述薄板分开地从所述存储容器中移除。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述可移除部分中包括至少一个凹槽。

16.根据权利要求4所述的方法，还包括：当所述图像数据和与从所述存储容器中移除的物体相关的其他数据被更新时，将所述图像数据和所述其他数据从所述数据存储设备中移除。