CN111164605A - 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 - Google Patents

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CN111164605A CN201880063124.0A CN201880063124A CN111164605A CN 111164605 A CN111164605 A CN 111164605A CN 201880063124 A CN201880063124 A CN 201880063124A CN 111164605 A CN111164605 A CN 111164605A
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Abstract

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。

Description

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
技术领域
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。
背景技术
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。
发明内容
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，在不脱离本发明范围的前提下，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2的框图，该计算系统包括用于管理个人防护设备的个人防护设备管理系统(PPEMS)6。一般来讲，PPEMS 6可提供数据获取、监控、活动记录、报告、预测分析、安全条件识别和警示生成。例如，PPEMS 6包括根据本文所述的各种示例的基础分析和安全条件识别引擎和警示系统。一般来讲，安全事件可指个人防护设备(PPE)的用户的活动、PPE的安全条件或危险的环境条件。例如，在听力、视力或头部防护设备的上下文中，安全条件可为此类防护设备处于待用配置。在危险设备的上下文中，安全条件可以是工人接近危险设备。
如下面进一步描述的，PPEMS 6可提供集成的个人安全防护设备管理工具的套件并实现本公开的各种技术。即，PPEMS 6可提供集成的、端到端系统以用于管理由工人10在一个或多个物理环境8内使用的个人防护设备(例如，安全设备)，这些物理环境可以是建筑工地、采矿或制造工地或任何物理环境。本公开的技术可在计算环境2的各种部分内实现。
如图1的示例中所示，系统2表示计算环境，其中多个物理环境8A、8B(统称环境8)内的一个或多个计算装置经由一个或多个计算机网络4与PPEMS 6电子通信。每个物理环境8表示物理环境诸如工作环境，其中一个或多个个体(诸如工人10)当在相应环境内从事任务或活动时利用个人防护设备13。
在这个示例中，环境8A被大体示出为具有工人10，而环境8B以扩展形式示出以提供更详细的示例。在图1的示例中，多个工人10A-10N被示为利用PPE 13A-13N。尽管图1的示例中的PPE 13被示为呼吸器，本文所述的技术适用于其他类型的PPE，诸如用于听力保护、视力保护和头部保护的那些，以及防护服、创伤保护、用于辅助性/保护性呼吸的其他PPE等。
PPE 13可包括多个部件，对于这些部件，部件之间的物理空间关系确定或以其他方式指示某些类型的PPE的PPE的操作状态。例如，附接到头盔或安全帽的护面罩可处于不向工人10提供保护的向上或打开(即，待用)位置，或处于向工人10提供保护的向下或闭合(即，活动)位置。作为另一个示例，附接到头盔或安全帽的耳罩可定位在向上(即，待用)位置，使得耳罩不定位在工人10耳朵上方，并且不向工人10提供听力保护，或者耳罩可被定位在向下位置(即，活动位置)，使得耳罩定位在工人10耳朵上方并且向工人10提供听力保护。PPE的一对部件(诸如上述那些)在本文中可被称为设备对，即使此类部件通常一起用作PPE的单个制品。一对PPE的操作状态可指示安全状况。
对于某些类型的PPE，两个或更多个PPE 13之间的空间关系可指示PPE中的一个或多个的操作状态。例如，可根据第一取向将安全帽定位在处于活动位置的工人的头部上。根据第二取向(通常垂直于头戴耳罩)，耳罩可被定位成将工人的耳朵包封在活动位置或定位成不将工人的耳朵包封在待用位置。头盔处于活动位置的第一取向与耳罩的取向之间的差异可指示耳罩是否处于活动位置。一对PPE的操作状态可指示安全状况。
制品、机器、标牌或工作环境8的其他物品与工人10的PPE之间的空间关系可指示PPE的操作状态。例如，环境8A的机器在被激活时可产生各种接近危险。定位在工人10上的PPE与机器之间的距离指示工人是否在接近危险的阈值距离内，并且该距离因此指示安全条件。
在一些示例中，PPE 13中的每一个可包括嵌入式传感器或监控装置以及处理电子器件，他们被配置成用于在用户(例如，工人)在穿戴呼吸器时参与活动时实时地捕获数据。PPE 13可包括用于感测或控制此类部件的操作的多个传感器。作为示例，头罩可包括头罩护目镜位置传感器、头罩温度传感器、头罩运动传感器、头罩撞击检测传感器、头罩位置传感器、头罩电池水平传感器、头罩头部检测传感器、环境噪声传感器等。鼓风机可包括例如鼓风机状态传感器、鼓风机压力传感器、鼓风机运行时间传感器、鼓风机温度传感器、鼓风机电池传感器、鼓风机运动传感器、鼓风机冲击检测传感器、鼓风机位置传感器等等。过滤器可包括例如过滤器存在传感器、过滤器类型传感器等等。上述传感器中的每一个可生成使用数据，如本文所述。
此外，PPE 13中的每一个可包括用于输出指示PPE 13的操作的数据和/或生成和输出与相应的工人10的通信的一个或多个输出装置。例如，PPE 13可包括一个或多个装置以生成听觉反馈(例如，一个或多个扬声器)、视觉反馈(例如，一个或多个显示器、发光二极管(LED)等)或触觉反馈(例如，振动或提供其他触觉反馈的装置)。
一般来讲，环境8中的每一个包括计算设施(例如，局域网)，PPE13通过该计算设施能够与PPEMS 6通信。例如，环境8可配置有无线技术，诸如802.11无线网络、802.15ZigBee网络等等。在图1的示例中，环境8B包括本地网络7，该本地网络7提供基于分组的输送介质，用于经由网络4与PPEMS 6通信。环境8B可包括无线接入点19以提供对无线通信的支持。在一些示例中，环境8B包括多个无线接入点19，多个无线接入点19A可在地理上分布在整个环境中，以在整个工作环境中提供对无线通信的支持。
PPE 13中的每一个被配置成经由无线通信诸如经由802.11WiFi协议、蓝牙协议等传送数据诸如感测到的运动、事件和条件。PPE 13可例如与无线接入点19直接通信。作为另一个示例，每个工人10可配备有可穿戴通信集线器14A-14N中的相应的一个，其实现并且有利于PPE 13与PPEMS 6之间的通信。例如，用于相应工人10的PPE 13可经由蓝牙或其他短程协议与相应的通信集线器14通信，并且通信集线器可经由无线接入点19处理的无线通信与PPEMS 6通信。虽然被示出为可佩戴装置，但是集线器14可被实现为部署在环境8B内的独立式装置。
一般来讲，集线器14中的每一个用作中继与PPE 13的通信的用于PPE 13的无线装置，并且在PPEMS 6丢失通信的情况下能够缓冲使用数据。此外，集线器14中的每个可经由PPEMS 6编程，使得本地警告规则可在不需要连接到云的情况下安装并执行。因此，集线器14中的每一个对来自PPE 13和/或相应环境内的其他PPE的使用数据流提供中继，并且在与PPEMS 6的通信丢失的事件中基于事件流提供用于本地化警示的本地计算环境。
如图1的示例中所示，环境(诸如环境8B)还可包含在工作环境内提供准确位置信息的一个或多个启用无线的信标(诸如信标17A-17B)。例如，信标17A-17B可以是GPS启用的，使得相应信标内的控制器可能够精确地确定相应信标的位置。基于与信标17中的一个或多个的无线通信，工人10穿戴的给定PPE 13或通信集线器14被配置成确定工作环境8B内的工人的位置。以该方式，报告给PPEMS 6的事件数据可标记有位置信息以帮助由PPEMS实行的分析、报告和解析。
此外，诸如环境8B的环境还可包括一个或多个支持无线的感测站，诸如感测站21A、21B。每个感测站21包括一个或多个传感器和一个控制器，它们被配置为输出指示所感测的环境条件的数据。此外，感测站21可定位在环境8B的相应地理区域内，或以其他方式与信标17进行交互以确定相应位置并且在向PPEMS 6报告环境数据时包括这类位置信息。因此，PPEMS 6可被配置成用于使所感测的环境条件与特定区域相关，并且因此可在处理从PPE 13接收的事件数据时利用所捕获的环境数据。例如，PPEMS 6可利用环境数据来帮助生成PPE 13的警示或其他指令以及用于执行预测分析，诸如确定某些环境条件(例如，热、湿度、可见度)与异常工人行为或增加的安全事件之间的任何相关性。如此，PPEMS 6可利用当前环境条件来帮助预测和避免即将发生的安全事件。可由感测站21感测的示例性环境条件包括但不限于：温度、湿度、气体的存在、压力、可见度、风等等。
在示例具体实施中，环境诸如环境8B还可包括分布在整个环境中的一个或多个安全站15，以提供用于访问PPE 13的观察站。安全站15可允许工人10中的一个检查PPE 13和/或其他安全设备，验证安全设备适合于环境8和/或交换数据中的特定一个。例如，安全站15可将警示规则、软件更新或固件更新传输到PPE 13或其他设备。安全站15还可接收在PPE13、集线器14和/或其他安全设备上缓存的数据。也就是说，虽然PPE 13(和/或数据集线器14)通常可以实时或接近实时地经由网络4从PPE 13的传感器传输使用数据，但是在一些实例、情况或条件下，PPE 13(和/或数据集线器14)可不具有到网络4的连接。在此类情况下，PPE 13(和/或数据集线器14)可在本地存储使用数据，并且在与安全站15接近时将使用数据传输到安全站15。然后，安全站15可从PPE 13的传感器获得数据并连接到网络4以传输使用数据。
此外，环境8中的每一个可包括为终端用户计算装置16提供操作环境的计算设施，用于经由网络4与PPEMS 6交互。例如，环境8中的每个通常包括负责监督环境内的安全合规性的一个或多个安全管理人员。一般来讲，每个用户20与计算装置16进行交互以访问PPEMS6。环境8中的每个可包括系统。类似地，远程用户可使用计算装置18来经由网络4与PPEMS进行交互。出于举例的目的，最终用户计算装置16可以是膝上型电脑、台式计算机、诸如平板电脑或所谓的智能电话的移动装置等等。
用户20、24与PPEMS 6交互以控制并且主动管理工人10使用的安全设备的许多方面，诸如访问和查看使用记录、分析和报告。例如，用户20、24可查看由PPEMS 6获取和存储的使用信息，其中使用信息可包括指定持续时间(例如，一天、一周等)内的开始和结束时间的数据、在特定事件(诸如PPE 13护目镜的升降、从工人10移除PPE 13)期间收集的数据、PPE 13的操作参数的改变、PPE 13的部件的状态变化(例如，低电池事件)、工人10的运动、检测到的对PPE 13或集线器14的影响、从用户获取的感测数据、环境数据等。此外，用户20、24可与PPEMS 6交互以执行访问跟踪并且为各个安全设备(例如，PPE 13)安排维护事件，以确保符合任何程序或规定。PPEMS 6可允许用户20、24相对于维护规程创建并完成数字检查表并将这些规程的任何结果从计算装置16、18同步到PPEMS 6。
此外，PPEMS 6集成了事件处理平台，该事件处理平台被配置成处理来自数字启用的PPE诸如PPE13的数千甚至数百万个并发事件流。PPEMS6的基础分析引擎可以将历史数据和模型应用于入站流以计算断言，诸如基于工人10的条件或行为模式识别的异常或预测的安全事件发生。另外，PPEMS 6可以提供实时警告和报告，以向工人10和/或用户20、24通知任何预测的事件、异常、趋势等等。
PPEMS 6的分析引擎可在一些示例中应用分析来识别感测的工作数据、环境条件、地理区域和其他因素之间的关系或相关性，并且分析对安全事件的影响。PPEMS 6可基于整个工人群体10中获得的数据来确定可能在某个地理区域内的哪些特定活动导致或预测导致异常高的安全事件发生。
以这种方式，PPEMS 6通过基础分析引擎和通信系统紧密集成了用于管理个人防护设备的综合工具，以提供数据获取、监控、活动存录、报告、行为分析和警示生成。此外，PPEMS 6在系统2的各种元件之间提供由这些元件操作和利用的通信系统。用户20、24可访问PPEMS以查看有关由PPEMS 6对从工人10获取的数据实行的任何分析的结果。在一些示例中，PPEMS 6可经由web服务器(例如，HTTP服务器)呈现基于web的界面，或可为由用户20、24使用的计算装置16、18的装置(诸如，台式计算机、膝上型计算机、诸如智能电话和平板电脑的移动装置等等)部署客户端应用程序。
在一些示例中，POEMS 6可提供数据库查询引擎，用于直接查询POEMS 6以查看所获取的安全信息、合规信息和分析引擎的任何结果，例如，通过仪表板、警告通知、报告等。也就是说，用户20、24或在计算装置16、18上执行的软件可向PPEMS 6提交查询并接收与查询相对应的数据以便以一个或多个报告或仪表板的形式呈现。此类仪表板可提供关于系统2的各种见解，诸如整个工人群体中的基线(“正常”)操作，从事可能使工人暴露于风险的异常活动的任何异常工人的识别，环境8内任何地理区域的识别，对于该环境，已经或预测会发生显著异常(例如，高)安全事件，表现出相对于其他环境的安全事件的异常发生的环境8中任一个的识别，等等。
如下文详细地说明，PPEMS 6可简化对于负责监控和确保实体或环境的安全合规的个人的工作流程。也就是说，PPEMS 6可实现主动安全管理并允许组织针对环境8内的某些区域、特定件安全设备或个体工人10采取预防或纠正措施，定义并且可进一步允许实体实现由基础分析引擎进行数据驱动的工作流程程序。
作为一个示例，PPEMS 6的基础分析引擎可被配置为针对整个组织计算和呈现给定环境8内或跨多个环境的工人群体的客户定义的度量。例如，PPEMS 6可被配置为获取数据并且在整个工人群体中(例如，在环境8A,8B中的任一个或两个的工人10中)提供聚合性能度量和预测的行为分析。还有，用户20、24可设定用于任何安全事故发生的基准，并且PPEMS 6可相对于针对个体或定义的工人群体的基准跟踪实际性能度量。
作为另一个示例，如果存在条件的某些组合，PPEMS 6可进一步触发警示，例如以加速检查或维修安全设备诸如PPE 13中的一个。以这种方式，PPEMS 6可识别度量不符合基准的个体PPE 13或工人10，并且提示用户干预和/或执行程序以改进相对于基准的度量，从而确保合规性并且主动管理工人10的安全性。
位于环境8B中的物品26可以是机器、墙壁、标牌、安全装置、站或其他物品。物品26至少在环境8B内的工人操作期间可以是静止的。
根据本文所述的技术，PPE 13通过在PPE 13的表面上可见的至少一个光学图案来体现。在图1的示例中，由工人10A穿戴的PPE 13A具有在其中体现的光学图案22A与光学图案23A。光学图案22A与光学图案23A在PPEMS 6中彼此相关联(“配对”)。工人10N所穿戴的PPE 13N具有在其上体现的光学图案22N。位于环境8B中的物品26具有在其中体现的光学图案23N。光学图案22N和光学图案23N在PPEMS 6中彼此相关联。
光学图案22、23中的每一个可为机器可读代码。机器可读代码可用红外吸收墨水打印，以使红外相机能够获得易于处理的图像以识别机器可读代码。机器可读代码可以是由PPEMS 6管理的PPE范围内的唯一标识符。在一些情况下，成对的光学图案22、23可具有相同的光学图案和机器可读代码，以指示光学图案应该被PPEMS 6配对。PPEMS 6可使用机器可读代码来唯一地识别其上体现光学图案的相应PPE 13、其部件或物品26。光学图案可在不同类型的PPE 13上体现，诸如防护眼镜、头盔、护面罩、耳罩、坠落防护束具、工作服或呼吸器。
光学图案22、23在可见的PPE 13的表面上体现，使得当工人10在环境8中工作时，图像捕获装置28可获得光学图案22、23的图像。在一些示例中，每个光学图案22、23可使用粘合剂、夹具或其他紧固装置来体现在附连到对应的PPE 13或物品26的标记或标签上，以当工人10在环境8中工作时，相对于附连有光学图案的PPE 13、物品26或其部件基本上不动。在此类示例中，光学图案22、23可被称为“光学标签”或“光学标标记”。光学标签的一些示例的尺寸为大约4cm×4cm。光学标签可附连到多种类型的PPE 13。
具有在其上体现的光学图案的光学标签可为具有机器可读代码的回射标签。机器可读代码可用红外吸收墨水打印，以使红外相机能够获得易于处理的图像以识别机器可读代码。光学标签可包括粘合剂层和用机器可读代码印刷的回射片材层。在一些示例中，光学标签包括层合在机器可读代码上的附加镜膜层。镜膜是红外透明的，使得机器可读代码在环境光中不可见，但在由红外相机(例如，使用图像捕获装置28的一些实例)获得的图像内可容易地检测到。机器可读代码可以是由PPEMS 6管理的PPE范围内的唯一标识符。PPEMS 6可使用机器可读代码来唯一地识别光学标签22、23以及光学标签22、23附连到其上的对应PPE 13、其部件或物品23。光学标签可粘附到不同类型的PPE 13，诸如防护眼镜、头盔、护面罩、耳罩、坠落防护束具、工作服或呼吸器。对镜膜的附加描述可见于2017年1月19日提交的PCT申请PCT/US2017/014031，该申请全文以引用方式并入本文。
在一些示例中，PPE 13、其部件或物品26制造有其上体现的光学图案22、23。在一些示例中，光学图案22、23可被印刷、压印、雕刻或以其他方式直接在PPE 13、其部件或物品26的表面上体现。在一些示例中，环境中可存在光学图案的各种类型的实施方案的混合。例如，光学图案23N可印刷在物品26上，而光学图案22N印刷在附连到PPE 13N的标签上。光学图案22A、23A均可印刷在附连到PPE 13A的部件的标签上。
光学图案22、23中的每一个具有相对于其对应的PPE 13、PPE 13的部件或项目26的相对取向。在所示的示例中，光学图案22A具有相对于PPE 13A的头盔/安全帽的相对取向，光学图案23A具有相对于PPE 13A的护目镜的相对取向，光学图案22N具有相对于PPE13N的头盔/安全帽的相对取向，并且光学图案23N具有相对于物品26的相对取向。每对光学图案22、23具有彼此的相对取向，并且通过扩展，该相对取向指示所述一对PPE 13、部件或物品的相对取向，来自该对光学图案22、23的相应图案附连到所述物品。光学图案22、23中的每一个可视觉指示光学图案的取向。例如，光学图案可使得光学图案的顶部或其他侧面可容易地在视觉上可识别，而不管光学图案定位的取向如何。以这种方式，PPEMS 6可从光学图案的图像确定光学图案相对于坐标系(例如至少部分地由图像捕获装置28的取向限定的局部坐标系或整体坐标系)的取向。另外，PPEMS 6可从第一光学图案和第二光学图案的图像确定第一光学图案和第二光学图案的取向之间的差异，其是第一光学图案和第二光学图案之间的相对取向。
例如，在例示的示例中，光学图案22A、23A的相对取向指示PPE13A的头盔/安全帽(光学图案22A附连到其上)和PPE 13A的护目镜(光学图案23A附连到其上)的相对取向。光学图案22N、23N的相对取向指示PPE 13N和物品26的相对取向。
如果PPE 13、其部件或物品26中的任一个的取向变化，则对应的一对光学图案22、23的相对取向变化。例如，在待用位置升高的PPE 13A的护目镜导致一对光学图案22A、23A的相对取向，该相对取向不同于当PPE 13A的护目镜处于向下活动位置时的相对取向。因此，光学图案22A、23A的相对取向指示护目镜是处于活动位置还是处于待用位置。
每对光学图案22、23也具有彼此的位置关系。例如，用于一对光学图案22、23的每个光学图案在任何给定时间定位在环境8中的位置处。位置关系限定该对光学图案22、23之间的距离。如果PPE 13、其部件或物品26中的任一个的位置变化，则对应的一对光学图案22、23的位置关系变化。例如，如果穿戴PPE 13N的工人10N移动，则一对光学图案22N、23N之间的位置关系变化。例如，该对光学图案22N、23N可变得更靠近或更远。
一对光学图案22、23之间的相对取向和位置关系是一对光学图案22、23之间的整体空间关系的方面。如上所述，这对光学图案22、23之间的空间关系指示对应的PPE 13、其部件或在其上体现这对光学图案22、23的物品之间的空间关系。
图像捕获装置28至少暂时地获取并存储环境8B的图像27A-27N。POEMS 6例如经由网络4接近实时地从图像捕获装置28获得图像27，用于接近实时处理。图像捕获装置28可在图像捕获装置27A的位置和取向处以一定频率获得多个图像28。例如，图像捕获装置28可每秒获取一次图像27A的实例。
图像捕获装置28可以是光学相机、摄像机、红外或其他非人可见光谱相机或他们的组合。图像捕获装置28相对于环境8B可为静止的或移动的。例如，图像捕获装置28以是为工人或监管者穿戴的头顶相机。图像捕获装置28的取向可沿一个或多个自由度固定或移动。图像捕获装置28包括与PPEMS 6的有线或无线通信链路。例如，图像捕获装置28可经由网络6将图像27发送到PPEMS 6或存储系统(在图1中未示出)。可替代地，PPEMS 6可从图像捕获装置28的存储装置或从存储系统读取图像27(同样，在图1中未示出)。尽管仅描绘了单个图像捕获装置28，但是环境8B可包括围绕环境8B定位并且以不同取向进行取向的多个图像捕获装置28，以便从不同的位置和取向捕获环境8B的图像，这产生可提供更全面的环境视图的图像。如本文所述，由图像捕获装置28生成的图像可涉及由多个图像捕获装置28生成的图像。多个图像捕获装置28可在他们之间具有已知的空间相互关系，以允许确定由各个图像捕获装置28生成的相应图像中的光学标签之间的空间关系。
图像27可为光学图像或红外或其他非人可见光谱图像。图像27包括光学图案22、23的图像。
PPEMS 6处理图像27以识别光学图案22、23。PPEMS 6可处理图像27以识别光学图案22、23的机器可读代码。PPEMS 6可处理图像27以确定成对的光学图案22、23之间的空间关系。为了确定成对的光学图案22、23之间的空间关系，PPEMS 6可从图像中的一个或多个确定每个光学图案的位置和/或每个光学图案相对于坐标系的取向。PPEMS 6也可或另选地从图像确定一对光学图案22、23的相对位置和/或一对光学图案22、23的相对取向。
例如，PPEMS 6可处理图像27A以确定光学图案22A、23A之间的空间关系以识别对应的安全条件。空间关系(更具体地为相对取向)可指示PPE 13A的护目镜处于闭合的活动位置(如图所示)。另选地，空间关系可指示护目镜处于打开、待用位置，使得存在安全条件，并且更具体地，存在护目镜事件。
作为另一个示例，PPEMS 6可处理图像27N以确定光学图案22A、23A之间的空间关系以识别对应的安全条件。空间关系可指示PPE 13N(并且通过扩展工人10N)距物品26的距离，例如3米。空间关系可指示PPE 13N具有与物品26的相对取向，例如90度。光学图案22N、23N之间的相对取向可指示工人10N倾向于并且已经经历坠落、创伤和/或已经晕厥，使得工人10N已经发生了工人下落事件。另选地，相对取向可指示头盔/安全帽PPE 13N未定位在工人10N的头部上，这可为安全条件。
作为另一个示例，PPEMS 6可处理图像27以确定在听力保护设备类型PPE 13的部件上体现的一对光学图案22、23之间的空间关系，以识别对应的安全条件。该对光学图案的相对取向可指示耳罩定位在待用位置，即，未定位在环境8中的工人的耳朵上，因此不能够为穿戴PPE 13的工人衰减声音，指示安全条件，并且更具体地，指示听力防护事件。
作为另一个示例，PPEMS 6可处理图像27以确定体现在呼吸器或其他呼吸防护设备类型PPE 13的部件上的一对光学图案22、23之间的空间关系，以识别对应的安全条件。该对光学图案的相对取向可指示呼吸器定位在待用位置，即，未定位在环境8中的工人鼻子上方，因此不能够为穿戴PPE 13的工人提供安全的可呼吸的空气，指示安全条件，并且更具体地，呼吸器防护事件。
设想了涉及其他类型的PPE 13的其他示例。
在一些示例中，PPEMS 6可使用PPE 13的一对光学图案22、23之间的空间关系和另一对光学图案22、23之间的空间关系来确定对于工人是否存在安全条件。例如，PPEMS 6可处理图像27A、27N(或具有光学图案22A、23A和23N的图像的单个图像27)以确定光学图案22A和23N之间的空间关系。空间关系可指示穿戴PPE 13A的工人10A被定位在与物品26相关联的接近危险的阈值距离内。例如，物品26可以是焊接站，并且如果不受适当的PPE保护，则阈值距离内的工人可经历眼睛损伤。如果PPE13A是焊接面罩，则PPEMS 6可处理光学图案22A、23A的图像以(1)从光学图案22A、23A中的一个的机器可读代码确定PPE 13A是焊接面罩，并且(2)确定光学图案22A、23A之间的空间关系。如果空间关系指示焊接面罩处于打开、待用位置，则这可指示安全条件，并且PPEMS 6可响应于安全条件而输出护目镜事件或执行另一操作。
预期光学图案22、23的其他空间关系组合，诸如与力引起的创伤、撕裂、热、有毒气体、坠落、噪声等相关联的接近危险，以及旨在减轻此类危害的危险的对应类型的PPE 13。
响应于识别是否存在安全条件，PPEMS 6可输出事件以通知工人10或监管者，关闭机器，或者执行另一个操作。通过使用PPE 13的捕获图像27中的光学图案识别安全条件，该技术可比使用绑定到PPE 13的装置(诸如传感器、锁、阻隔件或用于指示或确保PPE 13的操作状态(例如，打开与闭合)或用于指示PPE 13与另一个设备之间的不安全空间关系的其他装置)更通用且广泛适用。作为另一个示例，工人10可不太能够破坏本文所述的安全技术。作为另外的示例，不同于可依赖于从PPE 13接收指示PPE13的操作状态的通信信号的其他系统，应用本文描述的技术的PPEMS 6可能够确定PPE 13的安全条件，而不需要与PPE 13的通信会话或信道。与依赖显式通信的其他系统相比，这可降低系统2的成本和/或提高系统2的可靠性。此外，在一些实例中，PPEMS 6可能够处理包括多个PPE 13的图像和相应光学图案的捕获图像，这允许PPEMS 6同时处理并识别多个PPE13的潜在安全，而不必处理来自PPE13中的每一个的通信信号。
图2是根据本文所述技术的提供PPEMS 6的操作视角的框图，当该PPEMS 6作为基于云的平台托管时能够支持具有全体工人10的多个不同的工作环境8，该全体工人10具有启用各种通信的个人防护装备(PPE)13。在图2的示例中，PPEMS 6的部件根据实现本公开的技术的多个逻辑层进行布置。每个层可由包括硬件、软件或硬件和软件的组合的一个或多个模块实现。
在图2中，个人防护设备(PPE)13和/或其他设备直接地或通过集线器14、安全站15以及计算装置60来作为客户端63操作，该客户端经由接口层64与PPEMS 6通信。计算装置60通常执行客户端软件应用程序，诸如桌面应用程序、移动应用程序和web应用程序。计算装置60可表示图1的计算装置16、18中的任一个。计算装置60的示例可包括但不限于便携式或移动计算装置(例如，智能手机、可佩戴计算装置、平板电脑)、膝上型计算机、台式计算机、智能电视平台以及服务器，这里仅举几个例子。
PPE 13的一些类型或实例可与PPEMS 6(直接地或经由集线器14)通信，以提供从嵌入式传感器和其他监控电路获取的数据流，并且从PPEMS6接收警示、配置和其他通信。然而，PPE 13不必能够与PPEMS 6通信以具有在其上体现并可由PPEMS 6使用的一个或多个光学图案来识别与PPE相关联的安全条件。
在计算装置60上执行的客户端应用程序可与PPEMS 6进行通信，以发送和接收由服务68检索、存储、生成和/或以其他方式处理的信息。例如，客户端应用程序可请求和编辑安全事件信息，该安全事件信息包括存储在PPEMS 6处和/或由PPEMS 6管理的分析数据。在一些示例中，客户端应用程序61可请求和显示聚集的安全事件信息，该安全事件信息汇总或以其他方式聚集安全事件的多个单独实例以及从PPE 13获得和/或由PPEMS 6生成的对应数据。客户端应用程序可与PPEMS 6交互，以查询关于过去和预测的安全事件、工人10的行为趋势的分析信息，仅举几个例子。在一些示例中，客户端应用程序可输出从PPEMS 6接收的显示信息，以使此类信息对客户端63的用户可视化。如下文的进一步说明和描述，PPEMS 6可提供信息至客户端应用程序，客户端应用程序输出该信息用于显示在用户界面中。附加信息可见于2016年6月23日提交的标题为“指示供气呼吸器系统中的危险暴露(Indicating Hazardous Exposure in a Supplied Air Respirator System)”的美国申请15/109,564，该申请全文以引用方式并入本文。
在计算装置60上执行的客户端应用程序可被实现用于不同平台，但是包括类似或相同的功能性。例如，客户端应用程序可以是编译成在桌面操作系统上运行的桌面应用程序诸如Microsoft Windows、Apple OS x或Linux，仅举几个例子。作为另一个示例，客户端应用程序可以是编译成在移动操作系统上运行的移动应用程序诸如Google Android、Apple iOS、Microsoft Windows mobile或BlackBerry OS，这里仅举几个例子。又如，客户端应用程序可以是web应用程序，诸如显示从PPEMS 6接收的web页面的web浏览器。在web应用程序的示例中，PPEMS 6可接收来自web应用程序(例如，web浏览器)的请求、处理请求并往回向web应用程序发送一个或多个响应。以这种方式，网页的收集，客户端侧处理的web应用程序以及由PPEMS 6执行的服务器侧处理共同提供执行本公开的技术的功能。以此方式，客户端应用程序根据本公开的技术使用PPEMS 6的各种服务，并且这些应用程序可在各种不同的计算环境(例如，仅举几个例子，PPE的嵌入式电路或处理器、桌面操作系统、移动操作系统或web浏览器)内操作。
如图2所示，PPEMS 6包括接口层64，该接口层64表示由PPEMS 6呈现和支持的应用程序编程接口(API)或协议接口集。接口层64最初从客户端63中的任一个接收消息，以便在PPEMS 6处进一步处理。因此，接口层64可提供在客户端63上执行的客户端应用程序可用的一个或多个接口。在一些示例中，接口可以是通过网络访问的应用程序编程接口(API)。接口层64可用一个或多个web服务器实现。一个或多个web服务器可接收传入请求，将来自请求的信息处理并转发到服务68，并且基于从服务68接收的信息向初始发送请求的客户端应用程序提供一个或多个响应。在一些示例中，实现接口层64的一个或多个web服务器可包括运行时环境以部署提供一个或多个接口的程序逻辑。如下文进一步描述的，每个服务可提供可经由接口层64访问的一组一个或多个接口。
在一些示例中，接口层64可提供使用HTTP方法与服务交互和操纵PPEMS 6的资源的代表性状态传输(RESTful)接口。在此类示例中，服务68可生成JavaScript ObjectNotation(JSON)消息，接口层64将JavaScript Object Notation(JSON)消息发送回提交初始请求的客户应用程序61。在一些示例中，接口层64使用简单对象访问协议(SOAP)提供web服务来处理来自客户端应用程序61的请求。在其他示例中，接口层64可使用远程过程调用(RPC)来处理来自客户端63的请求。在从客户端应用程序接收到使用一个或多个服务68的请求时，接口层64向包括服务68的应用层66发送信息。
如图2所示，PPEMS 6还包括应用层66，该应用层66表示用于实现PPEMS 6的大部分底层操作的服务的集合。应用层66接收从客户端应用程序61接收的请求中包括的信息，并且根据请求调用的服务68中的一个或多个进一步处理信息。应用层66可被实现为在一个或多个应用服务器(例如，物理或虚拟机)上执行的一个或多个离散软件服务。也就是说，应用服务器提供用于执行服务68的运行环境。在一些示例中，如上所述的功能接口层64和应用层66的功能可在同一服务器处实现。
应用层66可包括一个或多个独立的软件服务68，例如经由逻辑服务总线70通信的过程作为一个示例。服务总线70通常表示诸如通过发布/订阅通信模型允许不同的服务将消息发送到其他服务的逻辑互连或接口集。例如，服务68中的每个可基于针对相应服务的标准订阅具体类型的消息。当服务发布服务总线70上特定类型的消息时，订阅该类型消息的其他服务将接收消息。以此方式，服务68中的每个可彼此传达信息。又如，服务68可使用套接字或其他通信机制以点对点的方式通信。在描述服务68中的每个的功能性之前，本文简单地描述层。
PPEMS 6的数据层72表示数据储存库，该数据存储库使用一个或多个数据存储库74为PPEMS 6中的信息提供持久性。数据储存库通常可以是存储和/或管理数据的任何数据结构或软件。数据储存库的示例包括但不限于关系数据库、多维数据库、地图和散列表，仅举几个例子。可使用关系数据库管理系统(RDBMS)软件来实现数据层72以管理数据储存库74中的信息。RDBMS软件可管理一个或多个数据储存库74，使用结构化查询语言(SQL)可访问该数据储存库。一个或多个数据库中的信息可使用RDBMS软件来存储、检索和修改。在一些示例中，可使用对象数据库管理系统(ODBMS)、在线分析处理(OLAP)数据库或其他合适的数据管理系统来实现数据层72。
如图2所示，每个服务68A-68J(“服务68”)以模块化形式在PPEMS 6内实现。虽然针对每个服务被示出为单独的模块，但是在一些示例中，两个或更多个服务的功能性可组合到单个模块或部件中。服务68中的每个可以软件、硬件、或硬件和软件的组合来实现。此外，服务68可被实现为单独的装置，单独的虚拟机或容器、进程、线程或通常用于在一个或多个物理处理器上执行的软件指令。
在一些示例中，服务68中的一个或多个可各自提供通过接口层64暴露的一个或多个接口。因此，计算装置60的客户端应用程序可调用服务68中的一个或多个的一个或多个接口来执行本公开的技术。
根据本公开的技术，服务68可包括事件处理平台，该事件处理平台包括图案处理器服务68J和事件端点前端68A、事件选择器68B、事件处理器68C和高优先级(HP)事件处理器68D。
图案处理器服务68J获得由图像捕获装置28生成的图像27并且处理图像27以识别安全条件，并且在一些情况下基于安全条件生成事件。图案服务68J可将所生成的事件添加到事件流29以供其他服务处理，如下所述。
事件端点前端68A作为前端接口操作，用于与集线器14交换通信，并且在一些情况下与PPE 13中的一个或多个交换通信。换句话说，事件端点前端68A作为部署在环境8内并由工人10使用的安全设备的前线接口操作。在一些实例中，事件端点前端68A可实现为衍生的多个任务或作业，以从PPE 13接收携带由安全设备感测和捕获的数据的事件流69的各个入站通信。例如当接收事件流69时，事件端点前端68A可衍生使入站通信(称为一个事件)快速入队和关闭通信会话的任务，从而提供高速处理和可缩放性。例如，每个进入通信可携带表示感测的条件、运动、温度、动作或其他数据(通常称为事件)的最近捕获的数据。事件端点前端68A和PPE 13/集线器14之间交换的通信可以是实时的或伪实时的，这取决于通信延迟和连续性。
事件选择器68B在经由前端68A从PPE 13和/或集线器14接收的事件流69上操作，并且基于规则或分类来确定与传入事件相关联的优先级。基于优先级，事件选择器68B将这些事件入队以便由事件处理器68C或高优先级(HP)事件处理器68D进行后续处理。另外的计算资源和对象可专用于HP事件处理器68D，以便确保对关键事件的响应，这些关键事件诸如未正确使用PPE、使用了基于地理位置和条件不适当的过滤器和/或呼吸器、未能恰当地紧固SRL 11等等。响应于处理高优先级事件，HP事件处理器68D可立即调用通知服务68E以生成警示、指令、警告或其他类似消息，以便输出到SRL 13、集线器14和/或用户20、24使用的装置。未被分类为高优先级的事件由事件处理器68C消耗并处理。
一般来讲，事件处理器68C或高优先级(HP)事件处理器68D对传入事件流进行操作以更新数据储存库74内的事件数据74A。一般来讲，事件数据74A可包括由模式服务68J或PPE 13生成的使用数据的全部或子集。例如，在一些实例中，事件数据74A可包括从PPE 13的电子传感器获得的整个数据样本流。在其他实例中，事件数据74A可包括此类数据的子集，例如，与特定时间段或PPE 13的活动相关联。由模式服务74生成的事件数据68J可包括由模式服务识别的安全条件的描述。另选地，此类事件数据可包括描述成对的光学图案之间的空间关系随时间的数据流，以通过事件处理器68C、68D进一步处理，以及在一些实例中的流分析服务68F。
事件处理器68C、68D可创建、读取、更新和删除存储在事件数据74A中的事件信息。事件信息可作为包括信息的名称/值对的结构诸如以行/列格式指定的数据表存储在相应的数据库记录中。例如，名称(例如，列)可以是“工人ID”，并且值可以是员工标识号。事件记录可包括信息诸如但不限于：工人识别、PPE识别、获取时间戳和指示一个或多个感测的参数的数据。
此外，事件选择器68B将引入的事件流引导到流分析服务68F，该流分析服务被配置成执行对引入的事件流的深度处理以执行实时分析。流分析服务68F可例如被配置为在接收到事件数据74A时实时处理和比较具有历史数据和模型74A的事件数据74A的多个流。以该方式，流分析服务68D可被配置为检测异常，变换传入事件数据值，在基于条件或工人行为检测到安全问题时触发警告。历史数据和模型74B可包括例如指定安全规则、业务规则等等。此外，流分析服务68D可通过记录管理和报告服务68D生成用于通过通知服务68F或计算装置60与PPE 13进行通信的输出。
以这种方式，分析服务68F可处理入站的事件流(可能是数百或数千个事件流)，以应用历史数据和模型74B来计算断言，诸如基于工人的条件或行为模式识别的异常或预测的即将发生的安全事件的发生。分析服务68F可由服务总线70发布断言至通知服务68F和/或记录管理，以用于输出至任何客户端63。
以这种方式，分析服务68F可被配置为主动安全管理系统，该主动安全管理系统预测即将发生的安全问题并且提供实时警示和报告。此外，分析服务68F可以是决策支持系统，该决策支持系统提供用于处理事件数据的入站流的技术以生成对于企业、安全官员和其他远程用户的汇总或个性化工人和/或PPE基础上的统计、结论和/或建议形式的断言。例如，分析服务68F可应用历史数据和模型74B，以基于检测到的行为或活动模式、环境条件和地理位置来确定对于特定工人而言安全事件即将到来的可能性。在一些示例中，分析服务68F可确定工人当前是否例如由于疲惫、疾病或酒精/药物使用而受伤，并且可需要进行干预以防止安全事件。作为另一个示例，分析服务68F可在特定环境8中提供工人或安全设备类型的比较评级。
因此，分析服务68F可维护或以其他方式使用提供风险度量来预测安全事件的一个或多个模型。分析服务68F还可生成订单集、建议和质量措施。在一些示例中，分析服务68F可基于由PPEMS 6存储的处理信息生成用户界面，以向客户端63中的任一个提供可操作的信息。例如，分析服务68F可生成仪表板、警告通知、报告等以用于在客户端63中任一个处输出。此类信息可提供关于以下的各种见解：整个工人群体中的基线(“正常”)操作，识别任何可能使工人暴露于风险的异常活动的异常工人，环境内任何地理区域的识别，对于该环境，已经或预测会发生显著异常(例如，高)安全事件，表现出相对于其他环境的安全事件的异常发生的环境中任一个的识别，等等。
虽然可使用其他技术，但是在一个示例具体实施中，分析服务68F在对安全事件流进行操作时利用机器学习以便执行实时分析。也就是说，分析服务68F包括通过将机器学习应用于训练事件流数据和已知安全事件以检测模式而生成的可执行代码。可执行代码可采用软件指令或规则集的形式，并且通常被称为模型，该模型随后可应用于事件流69，用于检测类似的模式并且预测即将发生的事件。
在一些示例中，分析服务68F可生成对于特定的工人的单独的模型、特定的工人群体、特定环境或其组合。分析服务68F可基于从PPE 13接收的使用数据来更新模型。例如，分析服务68F可基于从PPE 13接收的数据来更新针对特定工人、特定工人群体、特定环境或其组合的模型。
可替代地或附加地，分析服务68F可将所生成的代码和/或机器学习模型的全部或部分传达至集线器16(或PPE 13)以供在其上执行，以使得近乎实时地向PPE提供本地警示。可用于生成模型74B的示例机器学习技术可包括各种学习方式诸如受监督的学习、无监督学习和半监督学习。算法的示例性类型包括贝叶斯算法、聚类算法、决策树算法、正则化算法、回归算法、基于实例的算法、人工神经网络算法、深度学习算法、降维算法等等。具体算法的各种示例包括贝叶斯线性回归、提升决策树回归和神经网络回归、反向传播神经网络、Apriori算法、K均值聚类、k最近邻(kNN)、学习矢量量化(LVQ)、自组织映射(SOM)、局部加权学习(LWL)、岭回归、最小绝对收缩和选择算子(LASSO)、弹性网络、最小角度回归(LARS)、主成分分析(PCA)和主成分回归(PCR)。
记录管理和报告服务68G处理并且响应经由接口层64从计算装置60接收的消息和查询。例如，记录管理和报告服务68G可接收来自客户端计算装置的请求，该请求针对与个别工人、工人的群体或样本集、环境8的地理区域或整个环境8、PPE 13的个体或组/类型相关的事件数据。作为响应，记录管理和报告服务68G基于请求来访问事件信息。在检索事件数据时，记录管理和报告服务68G构建对初始地请求信息的客户端应用程序的输出响应。在一些示例中，数据可包括在文档中，诸如HTML文档，或者数据可以JSON格式进行编码，或由在请求客户端计算装置上执行的仪表板应用程序呈现。例如，如本公开中进一步所描述，附图中描绘了包括事件信息的示例性用户界面。
作为另外的示例，记录管理和报告服务68G可接收查找、分析和关联PPE事件信息的请求。例如，记录管理和报告服务68G可在历史时间帧内从客户端应用程序接收针对事件数据74A的查询请求，诸如用户可在一段时间内查看PPE事件信息并且/或者计算装置可在一段时间内分析PPE事件信息。
在示例具体实施中，服务68还可包括安全服务68H，该安全服务68H使用PPEMS 6对用户和请求进行认证和授权。具体地，安全服务68H可接收来自客户端应用程序和/或其他服务68的认证请求，以访问数据层72中的数据并且/或者执行应用层66中的处理。认证请求可包括凭据诸如用户名和密码。安全服务68H可查询安全数据74A以确定用户名和密码组合是否有效。配置数据74D可包括为授权凭证、策略和用于控制对PPEMS 6的访问的任何其他信息的形式的安全数据。如上所述，安全数据74A可包括授权凭据诸如针对PPEMS 6的授权用户的有效用户名和密码的组合。其他凭据可包括允许访问PPEMS 6的装置标识符或装置配置文件。
安全服务68H可针对在PPEMS 6处执行的操作提供审计和日志记录功能性。例如，安全服务68H可记录由服务68执行的操作和/或数据层72中由服务68访问的数据。安全服务68H可将审计信息诸如记录的操作、访问的数据和规则处理结果存储在审计数据74C中。在一些示例中，响应于满足一个或多个规则，安全服务68H可生成事件。安全服务68H可将指示这些事件的数据存储在审计数据74C中。
在图2的示例中，安全管理人员可初始配置一个或多个安全规则。同样，远程用户24可在计算装置18处提供一个或多个用户输入，该计算装置18配置用于工作环境8A和8B的安全规则集。例如，安全管理员的计算装置60可发送限定或指定安全规则的消息。这种消息可包括用于选择或创建安全规则的条件和行动的数据。PPEMS 6可在接口层64处接收消息，该接口层64将消息转发到规则配置部件68I。规则配置部件68I可以是提供规则配置的硬件和/或软件的组合，其包括但不限于：提供用户界面以指定规则的条件和动作，接收、组织、存储和更新安全规则数据存储库74E中包括的规则。
安全规则数据存储区74E可以是包括表示一个或多个安全规则的数据的数据存储区。安全规则数据存储库74E可以是任何适当的数据存储库诸如关系数据库系统、在线分析处理数据库、面向对象的数据库或任何其他类型的数据存储库。当规则配置部件68I从安全管理员的计算装置60接收定义安全规则的数据时，规则配置部件68I可将安全规则存储在安全规则数据存储库74E中。
在一些示例中，存储安全规则可包括将安全规则与上下文数据相关联，使得规则配置部件68I可执行查找以选择与匹配上下文数据相关联的安全规则。上下文数据可包括描述或表征工人、工人环境、PPE的制品或任何其他实体的特性或操作的任何数据。上下文数据可包括描述光学图案、光学标签或光学标记或者将光学图案与(1)特定PPE、(2)一种PPE、(3)另一种光学图案和/或(4)特定的工人相关联的任何数据。工人的上下文数据可包括但不限于：工人的唯一标识符、工人的类型、工人的角色、工人的生理或生物特征、工人的经验、工人的培训、工人在特定时间间隔内工作的时间、工人的位置或描述或表征工人的任何其他数据。PPE制品的上下文数据可包括但不限于：PPE制品的唯一标识符；PPE制品的PPE的类型；PPE制品在特定时间间隔内的使用时间；PPE的使用寿命；PPE制品内所包括的部件；PPE制品在多名用户之中的使用历史；由PPE检测到的污染物、危险或其他物理状况，PPE制品的有效期限；PPE的制品的操作度量；在PPE制品上体现的一种或多种光学图案。工作环境的上下文数据可包括但不限于：工作环境的位置、工作环境的边界或周边、工作环境的区域、工作环境中的危险、工作环境的物理条件、工作环境的许可、工作环境中的设备、工作环境的所有者、负责工作环境的主管和/或安全管理人员。
以下示出的表1包括可存储到安全规则数据存储区74E的非限制性规则集：
表1：
Figure BDA0002428375370000241
Figure BDA0002428375370000251
应当理解，提供表1的上述示例仅用于说明的目的，并且可开发其他规则。
根据本公开的方面，规则可用于报告的目的，以生成警示等。在用于说明目的的示例中，工人10A可配备有PPE 13A和数据集线器14A。数据集线器14A可最初被配置成具有并且存储工人10A的唯一标识符。当初始地将PPE 13A和数据集线器分配给工人10A时，由工人10A和/或安全管理员操作的计算装置可使RMRS 68G将映射存储在工作关系数据74F中。工作关系数据74F可包括对应于PPE、工人和工作环境的数据之间的映射。工作关系数据74F可以是用于存储、检索、更新和删除数据的任何合适的数据存储区。RMRS 68G可存储工人10A的唯一标识符与数据集线器14A的唯一装置标识符之间的映射。工作关系数据存储区74F还可将工人映射到环境。
工人10A可在进入环境8A之前最初放置在PPE 13A和数据集线器14A上。在工人10A接近环境8A和/或已进入环境8A时，数据集线器14A可确定工人10A在进入环境8A的阈值距离内或已进入环境8A。数据集线器14A可确定其处于进入环境8A的阈值距离内，或者已经进入环境8A，并且向PPEMS 6发送包括上下文数据的消息，该消息指示数据集线器14A在进入环境8A的阈值距离内。
除此之外或另选地，PPEMS 6可应用分析来预测安全事件的可能性。如上所述，安全事件可指使用PPE 13的工人10的活动、PPE 13的条件或危险的环境条件(例如，安全事件的可能性相对较高，环境危险，PPE 13发生故障，PPE的一个或多个部件需要修理或替换，等等)。例如，PPEMS 6可基于使用数据从PPE 13到历史数据和模型74B的应用来确定安全事件的可能性。也就是说，PEMS 6可将历史数据和模型74B应用于来自PPE 13的使用数据以便计算断言，诸如基于环境条件或使用PPE 13的工人的行为模式的异常或预测的即将发生的安全事件的发生。
PPEMS 6可应用分析以识别来自PPE 13的感测数据、PPE 13所位于的环境的环境条件、PPE 13所位于的地理区域和/或其他因素之间的关系或相关性。PPEMS 6可基于整个工人群体10中获得的数据来确定可能在某个环境或地理区域内的哪些特定活动导致或预测导致异常高的安全事件发生。PPEMS 6可基于对使用数据的分析生成警示数据并且将警示数据发送至PPE 13和/或集线器14。因此，根据本公开的方面，PPEMS 6可确定PPE 13的使用数据、生成状态指示、确定性能分析和/或基于安全事件的可能性执行预期/占先动作。
例如，根据本公开的方面，图案服务68J可使用本文所述的光学图案识别和空间关系技术来生成PPE 13的使用数据。例如，PPEMS 6可基于与PPE 13相关联的一个或多个光学图案的空间关系数据流确定一个或多个部件已被使用的时间长度、工人10的瞬时速度或加速度(例如，基于PPE 13或集线器14中包括的加速度计)、工人10的位置、工人10已经执行PPE13或其他PPE的自检的次数或频率、PPE 13的护目镜或其他部件已被置于活动或备用位置的时间次数和时间长度。
根据本公开的方面，PPEMS 6可使用使用数据来表征工人10的活动。例如，PPEMS 6可建立生产和非生产时间的模式(例如，基于PPE 13的操作和/或工人10的移动)，对工人的移动进行分类，识别关键运动，和/或推断关键事件的发生。也就是说，PPEMS 6可获得使用数据，使用服务68分析使用数据(例如，通过将使用数据与来自已知活动/事件的数据进行比较)，并且基于该分析生成输出。
使用统计还可用于使产品开发人员了解工人10使用PPE 13的方式，以便改进产品设计和性能。在其他示例中，使用统计数据可用于收集人性能元数据以开发产品规格。在其他示例中，使用统计可用作竞争性基准工具。例如，可在PPE 13的顾客之间比较使用数据，以评估配备有PPE 13的整个工人群体之间的度量(例如，生产率、合规性等)。
除此之外或另选地，根据本公开的各方面，空间关系数据可用于评估穿戴PPE 13的工人10的表现。例如，基于空间关系数据，PPEMS 6可识别可指示工人10待决坠落的运动(例如，通过确定在PPE 13上体现的光学图案与环境8中的另一个光学图案之间的移动)。在一些实例中，基于空间关系数据，POEMS 6可推断已经发生坠落或者工人10丧失能力。在已经发生掉落之后，PPEMS 6还可执行掉落数据分析并且/或者确定温度、湿度和其他环境条件，因为他们与安全事件的可能性有关。
作为另一个示例，POEMS 6可基于空间关系数据识别可指示工人10的疲劳或损伤的运动。例如，PPEMS 6可将来自PPE 13的空间关系数据应用于表征工人10的运动的安全模型。在该示例中，PPEMS 6可确定工人10在一段时间内的运动对于使用PPE 13的工人10或工人10的群体是异常的。
除此之外或另选地，根据本公开的方面，来自PPE 13的使用数据可用于确定警示和/或主动控制PPE 13的操作。例如，PPEMS 6可确定存在安全条件。PPEMS 6可向PPE 13发送数据以改变PPE 13的操作条件。在用于说明目的的示例中，PPEMS 6可将使用数据应用于表征PPE 13中的一个的过滤器的消耗的安全学习模型。在该示例中，例如，基于环境中感测的条件，从环境中的其他工人10收集的使用数据等，PPEMS 6可确定所述消耗高于环境的预期消耗。POEMS 6可生成并向工人10发送警示，该警示指示工人10应该离开环境。
在一些示例中，PPEMS 6可在工人10接近环境8中的一个中的危险时(例如，基于空间关系数据)提供警告。
同样，PPEMS 6可基于将空间关系数据应用于表征一种类型的PPE 13的用户的活动的一个或多个安全模型来确定上述性能特征和/或生成警示数据。安全模型可基于历史数据或已知安全事件来进行训练。然而，虽然相对于PPEMS 6描述了这些确定，但是如本文更详细所描述，一个或多个其他计算装置诸如集线器14或PPE 13可被配置成用于执行此类功能性的全部或子集。
在一些实例中，PPEMS 6可针对PPE的组合应用分析。例如，PPEMS6可绘制PPE 13的用户和/或与PPE 13一起使用的其他PPE(诸如坠落防护设备、头部保护设备、听力保护设备等)之间的相关性。也就是说，在一些实例中，POEMS 6不仅可基于来自PPE 13的空间关系和/或使用数据来确定安全事件的可能性，还可基于与PPE 13一起使用的其他PPE的数据来确定安全事件的可能性。在此类实例中，PPEMS 6可包括根据来自除了PPE 13之外的与PPE13一起使用的一个或多个装置的已知安全事件的数据构建的一个或多个安全模型。
一般来讲，虽然本文所述的某些技术或功能由某些部件(例如，PPEMS 6、PPE 13或集线器14)执行，但是应当理解，本公开的技术不受这种方式限制。也就是说，本文所述的某些技术可由所描述系统的部件中的一个或多个来执行。例如，在一些实例中，PPE 13可具有有限的传感器组和/或没有传感器组和/或处理能力。在此类实例中，集线器14和/或PPEMS6中的一个或多个可负责使用数据的大部分或全部处理，从而确定安全事件的可能性等。在其他示例中，PPE 13和/或集线器14可具有另外的传感器、另外的处理能力和/或另外的存储器，从而允许PPE 13和/或集线器14执行另外的技术。有关哪些部件负责执行技术的确定可基于例如处理成本、财务成本、功率消耗等等。
图3是根据本文所述技术的个人防护设备管理系统的框图。图3的计算系统300在下文被描述为图1至图2的PPEMS 6的示例或替代具体实施。在一些实例中，其他示例可使用或可适用。尽管计算系统300可以是独立装置，但是计算系统300可采取多种形式，并且可以是包括处理器或用于处理信息或执行软件指令的其他合适的计算环境的任何部件、装置或系统，或者可以是该任何部件、装置或系统的一部分。在一些示例中，计算系统300或其部件可完全实现为一个或多个装置中的硬件或逻辑元件。计算系统300可表示作为分布式系统操作的多个计算服务器，以执行相对于PPEMS 6所述的功能。
计算系统300可包括一个或多个通信单元302、一个或多个输入装置304、一个或多个输出装置306、电源310、一个或多个处理器312以及一个或多个存储装置320。一个或多个存储装置320可将用户界面模块325、包括图案服务328的应用层服务326、光学图案代码存储到PPE映射结构330和PPE安全条件结构332。计算系统300的装置、模块、存储区域或其他部件中的一个或多个可互连以启用部件间通信(物理地、通信地和/或操作地)。在一些示例中，此类连接可通过系统总线、网络连接、进程间通信数据结构或用于传输数据的任何其他方法来提供。
电源310可向计算系统300的一个或多个部件提供电力。在一些示例中，电源310可以是电池。在其他示例中，电源310可从建筑物、住宅或其他位置的主要交流(AC)电源接收电力。在更进一步的示例中，计算系统300和/或电源310可从另一个电源接收电力。
计算系统300的一个或多个输入装置304可生成、接收或处理输入。此类输入可包括来自以下的输入：键盘、指向装置、语音响应系统、摄像机、生物计量检测/响应系统、按钮、传感器、移动装置、控制板、麦克风、存在感应屏幕、网络，或用于检测来自人类或机器的输入的任何其他类型的装置。计算系统300的一个或多个输出装置306可生成、发送或处理输出。输出的示例为触觉、音频、视觉和/或视频输出。输出装置306可包括显示器、声卡、视频图形适配卡、扬声器、存在感应屏幕、一个或多个USB接口、视频和/或音频输出接口，或能够生成触觉、音频、视频或其他输出的任何其他类型的装置。输出装置306可包括显示装置，该显示装置可使用包括以下的技术来用作输出装置：液晶显示器(LCD)、量子点显示器、点阵显示器、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、阴极射线管(CRT)显示器，电子墨水或单色、彩色，或用于产生触觉、音频和/或视觉输出的任何其他类型的装置。在一些示例中，计算系统300可包括可用作用户界面装置的存在感应显示器，该用户界面装置作为一个或多个输入装置304以及一个或多个输出装置306两者来操作。
计算系统300的一个或多个通信单元302可通过发送和/或接收数据来与计算系统300外部的装置通信，并且在一些方面可作为输入装置和输出装置两者来操作。在一些示例中，通信单元302可在网络上与其他装置(例如图像捕获装置28(或存储由图像捕获装置28生成的图像的存储装置)、计算装置60、集线器14、PPE 13的一些实例和/或安全站点15)通信。在一些示例中，一个或多个通信单元302可在无线电网络(诸如蜂窝无线电网络)上发送和/或接收无线电信号。在一些示例中，一个或多个通信单元302可在卫星网络(诸如全球定位系统(GPS)网络)上发送和/或接收卫星信号。一个或多个通信单元302的示例可包括网络接口卡(例如，诸如以太网卡)、光学收发器、射频收发器、GPS接收器，或可发送和/或接收信息的任何其他类型的装置。一个或多个通信单元302的其他示例可包括见于移动装置中的
Figure BDA0002428375370000301
GPS、3G、4G和
Figure BDA0002428375370000302
无线电以及通用串行总线(USB)控制器等。
计算系统300的一个或多个处理器312可实现与计算系统300相关联的功能和/或执行与计算系统300相关联的指令。一个或多个处理器312的示例可包括微处理器、应用程序处理器、显示控制器、辅助处理器、一个或多个传感器集线器，以及被配置为用作处理器、处理单元或处理装置的任何其他硬件。计算系统300可使用一个或多个处理器312以根据使用驻留在计算系统300中和/或在计算系统300处执行的软件、硬件、固件或硬件、软件和固件的混合的本公开的一个或多个方面执行操作。
计算系统300内的一个或多个存储装置320可存储信息以用于在计算系统300的操作期间处理。在一些示例中，一个或多个存储装置320为临时存储器，这意味着一个或多个存储装置的主要目的不是长期存储。计算系统300上的一个或多个存储装置320可被配置用于短期存储信息作为易失性存储器，并且因此如果停用则不保留所存储的内容。易失性存储器的示例包括随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)，以及本领域已知的其他形式的易失性存储器。在一些示例中，一个或多个存储装置320也包括一个或多个计算机可读存储介质。一个或多个存储装置320可被配置为存储比易失性存储器更大量的信息。一个或多个存储装置320还可被配置用于长期存储信息作为非易失性存储器空间，并且在激活/关闭循环之后保留信息。非易失性存储器的示例包括磁性硬盘、光盘、软盘、闪存存储器，或者电可编程存储器(EPROM)或电可擦可编程存储器(EEPROM)的形式。一个或多个存储装置320可存储与根据本公开的一个或多个方面所述的一个或多个模块相关联的程序指令和/或数据。
一个或多个处理器312以及一个或多个存储装置320可向一个或多个模块提供操作环境或平台，该模块可实现为软件，但是在一些示例中可包括硬件、固件和软件的任何组合。一个或多个处理器312可执行指令，而一个或多个存储装置320可存储一个或多个模块的指令和/或数据。一个或多个处理器312以及一个或多个存储装置320的组合可检索、存储和/或执行一个或多个应用程序、模块或软件的指令和/或数据。一个或多个处理器312和/或一个或多个存储装置320还可操作地耦接到包括但不限于图3中所示的一个或多个部件的一个或多个其他软件和/或硬件部件。
图3中所示被包括在一个或多个存储装置320(或本文以其他方式描述的模块)内的一个或多个模块可使用驻留在计算系统300中和/或在计算系统处执行的软件、硬件、固件或硬件、软件和固件的混合来执行所述的操作。计算系统300可用多个处理器或多个装置来执行(一个或多个)模块中的每一个。计算系统300可执行一个或多个此类模块作为在底层硬件上执行的虚拟机或容器。一个或多个此类模块可作为操作系统或计算平台的一个或多个服务来执行。一个或多个此类模块可作为一个或多个可执行程序在计算平台的应用层处来执行。
一个或多个存储装置320将光学图案代码存储到PPE映射结构330，该结构是将光学图案代码映射至具有在其上体现的代码的PPE 13的数据结构。例如，PPE 13可使用唯一标识符或由PPE的类型来标识。在一些示例中，结构330将光学图案代码对映射至其上体现有至少一个光学图案代码的PPE 13。结构330是关联的数据结构，并且可表示例如数据库、表、列表或映射。
一个或多个存储装置320存储PPE安全条件332。PPE安全条件包括限定安全条件的规则列表，该安全条件能够由其上体现有至少一个光学图案的PPE 13的光学图案对之间的空间关系来识别。PPE安全条件332可使用数据库、列表、文件或其他结构来实现。PPE安全条件332可被包括在图2的安全规则数据存储库74E中，或者是图2的安全规则数据存储库74E的示例中。
供处理器312执行的用户界面(UI)模块325输出用户界面以使操作者能够配置结构330、332，以用于经由(一个或多个)输出装置306显示。(一个或多个)输入装置304接收用户输入，该用户输入包括光学图案代码到PPE映射330和PPE安全条件332的配置数据。用户界面325处理配置数据并且使用配置数据来更新结构330、332。
应用层服务326可表示图2的服务68的示例性实例。图案服务328可表示图2的图案服务68J的示例性实例。供处理器312执行的图案服务328可经由(一个或多个)通信单元302输出命令以读取或以其他方式获得由图像捕获装置28生成的图像27。图案服务328可将图像27的子集临时存储到(一个或多个)存储装置320以用于处理。
图案服务328处理一个或多个图像27以识别并且确定一个或多个图像中的一对光学图案之间的空间关系。图案服务328可应用图像处理技术以确定这对光学图案之间的空间关系。例如，图案服务328可处理一个或多个图像以确定一个或多个图像中每个光学图案的取向并且确定这对光学图案之间的相对取向。又如，图案服务328可针对每个光学图案以及图像捕获装置28的图像捕获特性使用已知尺寸，以基于一个或多个图像27确定这对光学图案之间的距离。
图案服务328可查询光学图案的数据集以查找用于这对光学图案的光学图案代码，或者可替代地，图案服务328可从嵌入在光学图案中的编码导出光学图案代码。基于用于这对光学图案的光学图案代码，图案服务328在结构330中查找对PPE映射的光学图案代码，并且使用映射将至少一个光学图案代码映射至PPE，以识别其上体现有的至少一个光学图案的PPE13或PPE 13的类型。
基于该识别，图案服务328在PPE安全条件332中查找所识别的PPE13或PPE 13的类型的PPE安全条件。如果所识别的PPE 13或PPE 13的类型的PPE安全条件被一个或多个图像中这对光学图案之间的空间关系满足，则图案服务328可执行操作，诸如存储事件，经由(一个或多个)通信单元302输出通知332、或经由(一个或多个)通信单元302输出命令以控制机器或PPE 13。
图4A-4B描绘了根据本公开的技术的处于活动和待用位置的PPE的示例，PPE具有在其上体现的光学图案。更具体地，图4A-4B描绘了过滤空气呼吸器系统，其一般也可称为供气系统。系统表示图2中所示PPE 13的一个示例。该系统包括具有头盔400和护目镜401的头罩403。头罩403可通过软管连接到清洁空气供应源。清洁空气供应源可以是任何类型的空气供应源，诸如用于动力空气净化呼吸器(PAPR)的鼓风机组件、用于自给式呼吸设备(SCBA)的空气罐或或向头罩403提供空气的任何其他装置。
护目镜401的尺寸设定成适配在至少用户的鼻子和嘴巴上。护目镜401包括在枢转点处可旋转地附接到头盔400的透镜。护目镜401围绕枢转点的旋转位置确定护目镜401是打开的、部分打开的还是闭合的。闭合护目镜401为用户提供针对危险的眼睛和面部保护以及呼吸保护(前提条件是向头罩403提供的空气供应是令人满意的)。部分打开的护目镜401提供针对危险的至少一些眼睛和面部保护以及至少一些量的呼吸保护。“部分地打开”护目镜状态如果保持很短的持续时间，则可辅助用户与其他工人面对面交流。打开的护目镜401提供很少保护或没有保护。
头盔400具有在其上体现的光学图案402。护目镜401具有在其上体现的光学图案404。在一些示例中，护目镜401的每一个侧面具有在其上体现的光学图案，该光学图案可以是相同的光学图案。以这种方式，这些光学图案中的至少一个在穿戴头罩403的工人的更多取向上对于图像捕获装置可为可见的。光学图案402、404可分别印刷在附连到头盔400和护目镜401的相应光学标签上。
图4A描绘了处于作为头罩403的活动位置的闭合位置的护目镜401。当被工人在工作环境中穿戴时，图像捕获装置28可获得显示具有处于闭合位置的护目镜401的头罩403的图像。PPEMS 6可获得并处理图像以确定光学图案402、404之间的空间关系。更具体地，在PPE的该示例中，PPEMS 6可确定光学图案402的取向、光学图案404的取向以及光学图案402、404之间的相对取向，所述相对取向对应于其两个取向之间的差异。由PPEMS 6确定的相对取向指示头罩403具有处于闭合位置的护目镜401。闭合位置为头罩403的活动位置，并且可不对应于安全条件。然而，PPEMS 6可存储具有以下项的数据：例如，(1)图像，(2)头罩403或全呼吸器系统的描述，(3)工人的识别，(4)光学图案402、404之间的空间关系的描述，(5)图像的图像捕获时间，和/或(6)不存在安全条件的指示。
图4B描绘了处于作为头罩403的待用位置的打开位置的护目镜401。当被工人在工作环境中穿戴时，护目镜401可通过工人围绕枢轴旋转，并且图像捕获装置28可同时获得显示头罩403的图像，头罩403具有处于打开位置的护目镜401。PPEMS 6可获得并处理图像以确定光学图案402、404之间的空间关系。更具体地，在PPE的该示例中，PPEMS 6可确定光学图案402的取向、光学图案404的取向以及光学图案402、404之间的相对取向，所述相对取向对应于其两个取向之间的差异。由PPEMS 6确定的相对取向指示头罩403具有处于打开位置的护目镜401。相对取向不同于然后处于图4A中所描绘的闭合位置的相对取向。打开位置是头罩403的待用位置，并且可对应于在工作环境中操作的头罩403的安全条件。因此，PPEMS6可至少部分地基于安全条件执行操作。PPEMS 6还可存储具有以下项的数据：例如，(1)图像，(2)头罩403或全呼吸器系统的描述，(3)工人的识别，(4)光学图案402、404之间的空间关系的描述，(5)图像的图像捕获时间，和/或(6)发生安全条件的指示。
图5A-5C描绘了根据本公开的技术的处于活动和待用位置的PPE的示例，PPE具有在其上体现的光学图案。更具体地，图5A-5C描绘了根据本文所述技术的噪声衰减系统。噪声衰减系统503表示图2中所示的PPE 13的一个示例。噪声衰减系统503包括头盔500和耳罩501。耳罩501的尺寸为适配在用户的耳朵上。耳罩501在枢转点处可旋转地附接到头盔500。耳罩501围绕枢转点的旋转位置确定耳罩501是处于活动位置还是待用位置。处于活动位置(即，定位成包围耳朵)的耳罩501向用户的耳朵提供噪声衰减。处于待用位置的耳罩501不向用户的耳朵提供噪声衰减。
头盔500具有在其上体现的光学图案502。耳罩501具有在其上体现的光学图案504。在一些示例中，耳罩501的每个侧面具有在其上体现的光学图案，该光学图案可以是相同的光学图案。以该方式，这些光学图案中的至少一个光学图案在穿戴系统503的工人的更多取向上对图像捕获装置可为可见的。光学图案502、504可分别印刷在附连到头盔500和耳罩501的相应光学标签上。
图5A描绘了处于活动位置的系统503的耳罩501。当被工人在工作环境中穿戴时，图像捕获装置28可获得显示系统503具有处于活动位置的耳罩501的图像。PPEMS 6可获得并且处理图像以确定光学图案502、504之间的空间关系。更具体地，在PPE的该示例中，PPEMS 6可确定光学图案502的取向、光学图案504的取向以及对应于其两个取向之间差异的光学图案502、504之间的相对取向。由PPEMS 6确定的相对取向指示系统503具有处于活动位置的耳罩501。活动位置可能不对应于安全条件。然而，例如，PPEMS 6可存储具有以下项的事件数据：(1)图像，(2)对系统503的描述，(3)对工人的识别，(4)对光学图案502、504之间的空间关系的描述，(5)图像的图像捕获时间，以及/或者(6)不存在安全条件的指示。
图5B描绘了处于作为系统503的待用位置的打开位置的耳罩501。当被工人在工作环境中穿戴时，耳罩501可由工人围绕枢轴旋转，并且图像捕获装置28可同时获得显示系统503具有处于待用位置的耳罩501的图像。PPEMS 6可获得并且处理图像以确定光学图案502、504之间的空间关系。更具体地，在PPE的该示例中，PPEMS 6可确定光学图案502的取向、光学图案504的取向以及对应于其两个取向之间差异的光学图案502、504之间的相对取向。由PPEMS 6确定的相对取向指示系统503具有处于待用位置的耳罩501。相对取向不同于然后处于图5A中所描绘的活动位置的相对取向。待用位置可对应于系统503在工作环境中操作的安全条件。因此，PPEMS 6可至少部分地基于安全条件执行操作。例如，PPEMS 6还可存储具有以下项的事件数据：(1)图像，(2)对系统503的描述，(3)对工人的识别，(4)对光学图案502、504之间的空间关系的描述，(5)图像的图像捕获时间，以及/或者(6)发生安全条件的指示。
图5C描绘了没有附接的耳罩501的头盔500。在该情形中，仅光学图案502体现在系统503的部件上。PPEMS 6可获得并且处理系统503的图像以确定光学图案502存在而光学图案504不存在。光学图案502、504与PPEMS 6中的一对光学图案相关联。因为系统503不存在光学图案504，所以耳罩501不存在，这是可对应于系统503在工作环境中操作的安全条件的配置。因此，PPEMS 6可至少部分地基于安全条件执行操作。例如，PPEMS 6还可存储具有以下项的事件数据：(1)图像，(2)对系统503的描述，(3)对工人的识别，(4)对缺少预期光学图案504的描述，(5)图像的图像捕获时间，以及/或者(6)发生安全条件的指示。
在包括头盔和耳罩的噪声衰减系统的一些示例中，耳罩可包括用于将耳罩保持到用户的耳朵的“头上方”张力带。张力带可定位在头盔下方、围绕头盔、或在用户的头部的后部中。然而，在此类情况下，处于活动位置的耳罩501包围用户的耳以提供噪声衰减，并且PPEMS 6可应用上述技术以确定光学图案502、504之间的空间关系并且识别是否存在安全条件。
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。更具体地，图6A-6B描绘了穿戴图4A-4B的过滤空气呼吸器系统的工人。工人穿戴头罩403，其中护目镜401定位在闭合位置，该头罩403提供面部、眼睛和/或呼吸保护。机器600可位于工作环境中并呈现一个或多个接近危险，诸如与力致创伤、撕裂、热、有毒气体、坠落、噪声等相关的那些。仅举几个示例，机器600可以是焊接系统、锯或其他切割工具、或手提锤。机器600可为图1的物品26的示例。
图6A示出了与机器600相距距离604A的工人。图6B示出了与机器600相距距离604B的工人，其中距离604B短于距离604A。
机器600具有在其上体现的光学图案602。PPEMS 6可获得并且处理包括如图6A所示的光学图案402、602的图像，以确定光学图案402、602之间的空间关系。更具体地，在PPE通过使光学图案402、602配对来与PPEMS 6中的机器配对的该示例中，PPEMS 6可确定光学图案402、602之间对应于距离604A的距离。由PPEMS 6确定的空间关系指示用户不在与机器600相关联的接近危险的阈值距离内。该距离可不对应于安全条件。PPEMS 6还可确定光学图案402、404之间的空间关系，如上文关于图4A-4B所述，以确定在一些情况下护目镜401处于打开位置。例如，PPEMS 6可响应性存储具有以下项的事件数据：(1)图像，(2)对系统403和机器600的描述，(3)对工人的识别，(4)对光学图案402、602之间的空间关系的描述，(5)对光学图案402、404之间的空间关系的描述，(6)图像的图像捕获时间，以及/或者(7)不存在安全条件的指示。
在工人已移动至与机器600相距距离604B的后续时间，PPEMS 6可获得并且处理包括如图6B所示的光学图案402、602的图像，以确定光学图案402、602之间的空间关系。更具体地，在PPE通过使光学图案402、602配对来与PPEMS 6中的机器配对的该示例中，PPEMS 6可确定光学图案402、602之间对应于距离604B的距离。由PPEMS 6确定的空间关系指示用户在与机器600相关联的接近危险的阈值距离内。该距离可对应于安全条件。PPEMS 6还可确定光学图案402、404之间的空间关系，如上文关于图4A-4B所述，以确定护目镜401处于打开位置。PPEMS 6可确定与机器600相关联的接近危险的阈值距离内的工人组合的护目镜401的打开位置，如由光学图案402、602之间的空间关系所指示，对应于安全条件。因此，PPEMS6可至少部分地基于安全条件执行操作。例如，PPEMS 6还可存储具有以下项的事件数据：(1)图像，(2)对系统403和机器600的描述，(3)对工人的识别，(4)对光学图案402、602之间的空间关系的描述，(5)对光学图案402、404之间的空间关系的描述，(6)图像的图像捕获时间，以及/或者(7)不存在安全条件的指示。
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。在图1的文本中相对于PPEMS 6描述了操作模式700，但是该操作模式可由本文所述的任何PPEMS或任何其他合适的部件来执行。
PPEMS 6接收在第一光学图案22A与第二光学图案23A之间产生关联的第一配置数据(702)。关联可介于第一光学图案22A与第二光学图案23A的相应光学图案代码之间。PPEMS 6接收第二配置数据，该第二配置数据限定以第一光学图案22A与第二光学图案23A之间的空间关系为条件的安全条件(703)。例如，如果空间关系在阈值内，则第二配置数据可指定安全条件存在。
PPEMS 6随后获得由图像捕获装置28捕获的工作环境的图像(704)。PPEMS 6处理图像以识别图像中的第一光学图案22A，第一光学图案22A体现在PPE 13A制品上(705)。PPEMS 6至少基于第一配置数据来确定第二光学图案23A与第一光学图案22A相关联(706)。至少基于关联和基于图像以及在其中所识别的第一光学图案22A与第二光学图案23A的图像，PPEMS 6确定第一光学图案22A与第二光学图案23A之间的空间关系(708)。操作708可在操作706之前执行。
如果空间关系满足在第二配置数据中所指定的安全条件的条件(710的“是”支路)，则存在安全条件并且PPEMS 6基于安全条件来执行操作(712)。如果空间关系不满足在第二配置数据中所指定的安全条件的条件(710的“否”支路)，则PPEMS 6可不采取改善动作。
光学图案22可使用印刷或图案化来形成。例如，光学图案22可使用喷墨印刷、丝网印刷、柔性版印刷等形成到基底上。光学图案22可被冲切到基底上，或者其可被蚀刻到基底上。光学图案22可通过直接印刷或蚀刻PPE表面来嵌入在PPE上，或者光学图案22可以以标记的形式被施加到PPE。例如，标记可由粘合剂或使用机械紧固件附连在PPE上。
基底可以是任何可印刷或可图案化的材料，诸如纸张、塑料薄膜、胶带或回射材料。回射基底可为珠状的，诸如3M工程师级逆向回射片材系列3200、3MTMScotchliteTM高可见度反射带系列8910，或者其可为棱柱形的，诸如3MTM高强度棱柱反射片材系列3930和3MTM高清反射牌照片材系列6700。仅出于描述性目的，根据本文的技术，3MTM高清反射牌照片材将用在后续示例中以描述标签。
图8A-8B示出了根据本公开的一种或多种技术的在回射片材上形成的部分光学图案的剖视图。回射制品800包括回射层810，该回射层包括多个立体角元件812，该多个立体角元件共同形成与主表面816相对的结构化表面814。光学元件可为完整立方体、截顶立方体、或优选几何形状(PG)立方体，如在例如全文以引用方式并入本文的美国专利7,422,334中所述。图8A-8B中所示的具体回射层810包括主体层818，但是技术人员将理解一些示例不包括覆盖层。一个或多个屏障层834定位在回射层810和适形层832之间，创建低折射率区域838。屏障层834在立体角元件812和适形层832之间形成物理“屏障”。屏障层834可与立体角元件812的尖端直接接触或间隔开或者可轻微地推压到立体角元件812的尖端中。屏障层834的特点不同于(1)不包括屏障层的区域832(光线850的视线)或(2)另一个屏障层834中的一个的特点。示例性特点包括例如颜色和红外吸收性。
一般来讲，防止适形层材料接触立体角元件812或流入或蠕动到低折射率区域838内的任何材料可用于形成屏障层。用于屏障层834中的示例性材料包括树脂、聚合物材料、染料、油墨(包括变色油墨)、乙烯基、无机材料、可UV固化的聚合物、多层光学膜(包括，例如，变色多层光学膜)、颜料、颗粒和珠子。一个或多个阻挡层的尺寸和间距可变。在一些示例中，屏障层可在回射片材上形成图案。在一些示例中，可希望减少片材上的图案的可见度。一般来讲，任何所需的图案可通过所述的技术的组合产生，包括，例如标记，如字母、单词、文字数字、符号、图表、徽标，或图画。图案也可为连续的、不连续的、单调的、有点的、螺线型、任何平滑变化函数，在纵向、横向、或上述两者上变化的条纹；图案可形成图像、徽标、或文字，且图案可包括图案化涂层和/或穿孔。图案可包括例如不规则图案、规则图案、网格、单词、图形、图像、线条、以及形成单元的交叉区域。
低折射率区域838被定位在(1)屏障层834和适形层832中的一者或两者和(2)立体角元件812之间。低折射率区域838促进全内反射，使得入射在与低折射率区域838相邻的立体角元件812上的光被回射。如图8B所示，入射在与低折射率层838相邻的立体角元件812上的光线850被回射回到观察者802。由于这个原因，包括低折射率层838的回射制品800的区域可称为光学活性区域。相比之下，不包括低折射率层838的回射制品800的区域可被称为光学非活性区域，因为该区域基本上不回射入射光。如本文所用，术语“光学非活性区域”是指比光学活性区域至少少50％光学活性(例如，回射)的区域。在一些示例中，光学非活性区域比光学活性区域至少少40％光学活性、或至少少30％光学活性、或至少少20％光学活性、或至少少10％光学活性、或至少少5％光学活性。
低折射率层838包括具有小于约1.30、小于约1.25、小于约1.2、小于约1.15、小于约1.10、或小于约1.05的折射率的材料。一般来讲，防止适形层材料接触立体角元件812或流入或蠕动到低折射率区域838内的任何材料可用作低折射率材料。在一些示例中，屏障层834具有足够的结构完整性以防止适形层832流入低折射率区域838内。在此类示例中，低折射率区域可包括例如气体(如，空气、氮气、氩气等等)。在其他示例中，低折射率区域包括可流入或压进或压到立体角元件812上的固体或液体物质。例如，示例性材料包括超低折射率涂层(在PCT专利申请PCT/US2010/031290中描述的那些)以及凝胶。
与立体角元件812相邻或与立体角元件812接触的适形层832的部分形成非光学活性(如，非回射)区域或单元。在一些示例中，适形层832是光学不透明的。在一些示例中，适形层832具有白色。
在一些示例中，适形层832是粘合剂。示例性粘合剂包括在PCT专利申请PCT/US2010/031290中描述的那些。在适形层是粘合剂的情况下，适形层可辅助将整个回射构造固持在一起，并且/或者屏障层834的粘弹性的性质可在回射制品制备期间初始地或随时间推移防止润湿立体尖端或表面。
在一些示例中，适形层832是压敏粘合剂。压敏粘合剂的PSTC(压敏胶带委员会)定义为在室温下永久性发粘、可利用轻压(指压)粘附至多种表面、且不具有相变(液态到固态)的粘合剂。虽然大多数粘合剂(如，热熔融粘合剂)需要热和压力以适形，但是压敏粘合剂通常仅需要压力以适形。示例性压敏粘合剂包含在美国专利6,677,030中描述的那些。屏障层834也可防止压敏粘合剂润湿立体角片材。在其他示例中，适形层832为热熔融粘合剂。
在一些示例中，通路制品可使用非永久性粘合剂，以将制品消息附接到基部表面。这可允许基部表面重新用于不同的制品消息。非永久性粘合剂可在诸如车辆通路可频繁地改变的道路施工区的区域中具有优点。
在图8A的示例中，非屏障区域835不包括屏障层，诸如屏障层834。如此，光可以比屏障层834A-834B更低的强度反射。在不同实例的回射制品800上的非屏障区域835与屏障层834A-834B的不同图案可限定本文所述和所用的光学图案。
用于实现光学图案的回射制品的另外的示例具体实施描述于2013年3月29日提交的美国专利申请14/388,082，该申请全文以引用方式并入本文。附加描述可见于2016年9月28提交的美国临时专利申请62/400,865；2017年4月14日提交的美国临时专利申请62/485,449；2016年9月28提交的美国临时专利申请62/400,874；2017年4月14日提交的美国临时专利申请62/485,426；2016年9月28日提交的美国临时专利申请62/400,879；2017年4月14日提交的美国临时专利申请62/485,471；以及2017年2月20日提交的美国临时专利申请62/461,177；这些中的每个全文以引用方式并入本文。
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。表900可表示光学图案代码到PPE映射结构330的示例性实例。表900的条目将一对光学图案代码映射至PPE配对，其中PPE配对可为PPE制品的两个部件、两个PPE制品、PPE制品与工作环境中的物品的配对。在所示出的示例中，光学图案代码被示为5位数，但是可使用光学图案代码的其他示例。如上所述，光学图案代码可以是对应于用于光学图案的机器可读代码的标识符的示例。
PPEMS 6可确定存在于获得图像中的一对光学图案并且确定用于这对光学图案的相应光学图案代码。PPEMS 6然后可查询表900以确定与这对光学图案相关联的设备配对。例如，光学图案代码对00001、00002分别用于在头盔和护目镜(诸如图4A-4B的头盔400和护目镜401)上体现的一对光学图案。
在一些示例中，一对光学图案为具有相同光学图案代码(或“标识符”)的相同光学图案。在此类情况下，光学图案代码对可替代地为用于这对相同光学图案的单个光学图案代码。
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。表1000可表示PPE安全条件332的示例性实例。表1000的每个条目将设备配对映射至安全条件以及如果满足/存在安全条件则要执行的操作。安全条件基于一对光学图案之间的空间关系。
PPEMS 6可使用表1000结合表900以确定是否存在安全条件，并且如果是，则执行操作。例如，PPEMS 6可确定存在于获得图像中的一对光学图案并且确定用于这对光学图案的相应光学图案代码。PPEMS 6然后可查询表900以确定与这对光学图案相关联的设备配对。例如，光学图案代码对00001、00002分别用于在头盔和护目镜上体现的一对光学图案。
PPEMS 6可在表1000中查询头盔和护目镜的设备配对以获得安全条件，该安全条件在该示例中为“取向差>5度”。PPEMS 6可确定空间关系，并且更具体地，确定具有光学图案代码00001、00002并且存在于获得图像中的这对光学图案之间的相对取向。如果相对取向大于5度，则在该情况下PPEMS 6可执行所指定的操作以通知工人。
在一些情况下可组合表1000和表900，以使得每对光学图案代码具有对应的安全条件和操作，而不是与设备配对有关。可将每对光学图案代码训练成组合表，作为针对包括这对光学图案代码的PPE的配置步骤。例如，操作者可例如将一对光学标签放置在PPE的护目镜和头盔上。PPEMS6可获得这对光学标签的图像作为一部分配置，其中PPE处于活动位置。操作者可提供指示PPE类型的用户输入。PPEMS 6可确定PPE的这对光学标签的基部相对取向，然后使用基部相对取向作为随后确定PPE的位置或操作状态的基础。在上述示例中，将护目镜向上枢转90度至打开/待机位置将光学标签的这对光学图案的相对取向基本上修改了90度。因此，以这对光学图案之间的相对取向为条件的安全条件可被配置为考虑基部相对取向。
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。代码1100是光学图案代码的视觉表示。代码1100在该示例中为7个模块(宽度)乘9个模块(高度)，但是在其他示例中尺寸可扩大或减小。每个模块或“单元”1107的颜色为白色或黑色(分别为红外反射或吸收)。根据预定义的图案，模块1107的预定义集(标记为“白色位置查找器”和“黑色位置查找器”)始终为白色或黑色，这允许PPEMS 6的图像处理软件定位和识别光学图案代码存在于由图像捕获装置生成的图像中。在图11中，白色位置查找器位于代码1100的角落和“顶部”处，而黑色位置查找器位于代码1100的“顶部”处。此外，组成白色和黑色位置查找器的模块1107的集1106允许图像处理软件确定代码1100相对于图像坐标系的取向。在图11中，代码1100的“顶部”标记为“TOP”并且底部标记为“BOTTOM”以表示代码1100具有取向。
剩余的48个单元被分成24个数据单元1102，该数据单元基于每个单元的黑色/白色分配而给出唯一表示；以及24个纠错码单元1104，该纠错码单元允许恢复代码，即使代码被部分阻止或不正确读取。在该具体设计中有2^24个唯一表示(～1600万)，但是基于所需的分辨率，可扩展代码以包括更多的数据单元1102和更少的纠错码单元1104(例如，如果12个纠错码单元1104变成数据单元1102，则将有2^36或～640亿个唯一表示)。
在一些情况下，代码作为更广义版本的代码操作，在该版本中全矩形回射基底可用并且纠错码保持完全完整以用于恢复和验证。位置查找器使用代码的所有角落，并且沿顶部边缘的交替的白色/黑色图案允许单个系统区分和解码多个代码尺寸。
在一些示例中，代码1100使用紫外(UV)喷墨印刷机(诸如MIMAKUUJF-3042HG或3MTM精密板系统)以黑色油墨印刷到3M高清牌照片材系列6700上，以产生光学标签。油墨可包含炭黑作为颜料并且可为红外吸收性的(即，当被红外相机观察时呈现黑色)。片材包括压敏粘合剂层，该压敏粘合剂层允许印刷标签层合到PPE制品上。在一些示例中，代码1100对用户可见。在一些示例中，附加的镜膜层可在片材上与印刷代码1100层合，从而隐藏印刷代码1100为肉眼看不见。由于镜膜对红外光是透明的，因此红外相机仍可检测镜膜后面的代码1100，这还可改善图像处理精度。镜膜还可印刷有红外透明的油墨，而不干扰红外相机检测代码1100的能力。
在一些示例中，可生成光学标签以包括一个或多个层，该一个或多个层避免镜膜的高反射率但是为红外透明，以使得机器可读代码在环境光中不可见但是在由红外相机获得的图像内可易于检测。该构造可使工人或其他用户更少分心。
此类光学标签可用白色镜膜(诸如在PCT/US2017/014031中所公开的那些)生成在回射材料的顶部上。光学标签的回射光的辐射特性可用海洋光谱仪(型号FLAME-S-VIS-NIR)、光源(型号HL-2000-FHSA)和反射探针(型号QR400-7-VIS-BX)在0.2度观察角和0度入射角的几何上被测量，如以400-1000纳米的波长范围上的反射率百分比(R％)所示。
光学标签可成对制造，以使得第一光学标签包括第一光学图案，而第二光学标签包括第二光学图案。第一光学图案和第二光学图案可通过指示相同的代码/标识符而固有地相关联，或者通过将PPEMS配置为包括第一光学图案和第二光学图案的关联而明确地相关联。可包装和销售具有相关联的相应光学图案的一对光学标签，以放置在单个PPE的不同部件上或不同的PPE上，对于该PPE，PPE之间的空间关系可指示安全条件。
图12示出了在存在或不存在白色镜膜的情况下与3MTM数字牌照透明保护膜系列9097层合的3MTM高清牌照片材系列6700的回射光谱。白色镜膜阻挡了可见波长范围中的几乎所有回射光(即，400纳米至700纳米)，同时允许足够的红外(IR)光(包括950纳米)通过以被IR相机捕获。
图13A-13B描绘了根据本公开的技术的示例性光学标签的光学特性。对于这些示例性光学标签，40毫米乘40毫米正方形图案由3MTM精密板系统使用具有如所指示的黑色、青色、品红色和黄色油墨含量的3MTMUV可固化喷墨油墨系列1500印刷在3MTM高清牌照片材系列6700上。正方形图案可为非印刷的，即无黑色、青色、品红色或黄色；印刷有“加工的”黑色，即无黑色、全青色、品红色和黄色；或印刷有“纯”黑色，即全黑色、青色、品红色和黄色。印刷样品与3MTM数字牌照透明保护膜系列9097层合。将白色镜膜可选地放置在层合物的顶部上以形成示例性光学标签。印刷区域上的示例性光学标签的回射光谱由海洋光谱仪(型号FLAME-S-VIS-NIR)、光源(型号HL-2000-FHSA)和反射探针(型号QR400-7-VIS-BX)在0.2度观察角和0度入射角的几何上被测量，如以400纳米至1000纳米波长范围上的反射率百分比(R％)所示。
图13A示出了在不存在白色镜膜的情况下的示例性光学标签的回射光谱，而图13B为在存在白色镜膜的情况下的示例性光学标签的回射光谱。
图14描绘了基于950纳米波长下的R％的指示示例性光学标签的对比度，该对比度计算为印刷区域与非印刷区域之间的差值对非印刷区域的比率。因为青色、品红色和黄色油墨在近IR区域具有高透射率，而黑色油墨在近IR区域具有低透射率，所以与“处理的”黑色正方形在非印刷区域上的对比度相比，“纯”黑色正方形在近IR波长950纳米下在非印刷区域上具有高得多的对比度。虽然在不存在白色镜膜的情况下，示例性光学标签上的黑色正方形是肉眼可见的，但是在存在白色镜膜的情况下，观察者看不到示例性光学标签上的黑色正方形，并且因此潜在地使工人更少分心。同时，在不存在和存在白色镜膜的情况下，印刷区域与非印刷区域之间的对比度是相同的，从而使能相似的近IR可读性。
应当理解，在不脱离所要求保护的本发明的实质和范围的情况下，本领域的技术人员可以容易地设计出许多不同的其他布置。例如，可使得全文描述的各种装置中的通信模块中的每一个能够作为更大网络的一部分进行通信或与其他装置进行通信以实现更智能的基础设施。由各种传感器收集的信息可与来自其他来源的信息(诸如通过工作空间的视频馈送或设备维护空间捕获的信息)组合。在一些实例中，可使用入口配置，使得如果本文所述系统中的任一个检测到用户或工人已超过给定阈值(无论是高还是低)，则防止工人物理地进入特定工作空间或其他区域。本文所述的系统收集的信息可用于进一步的数据分析以确定是否符合各种规则或法规，以及改进安全流程。在一些示例中，可将诸如全球定位系统(GPS)的地理定位装置结合到本文所述的任何系统中以提供用户位置。在一些情况下，由本文所述的系统和传感器收集的信息可用于确定任何PPE的剩余使用寿命。
应当理解，基于以上描述，本公开的各方面包括用于通过确定制品诸如PPE制品是否满足至少一个标准来确定制品的使用时间(磨损时间)的方法和系统。
虽然已参考具体的示例性实施方案对本公开的方法和系统进行了描述，但本领域的普通技术人员将容易认识到，在不脱离本公开的实质和范围的情况下，可对本公开进行各种修改和变型。
在优选实施方案的具体描述中参考了附图，这些附图示出了可实践本发明的具体实施方案。例示的实施方案并非旨在详尽列举根据本发明的所有实施方案。应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，可利用其他实施方案，并且可进行结构性或逻辑性的改变。因而，不能认为以下的详细描述具有限制意义，并且本发明的范围由所附权利要求书限定。
除非另外指明，否则本说明书和权利要求书中所使用的表达特征尺寸、量和物理特性的所有数在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望特性而变化。
除非内容另外明确指明，否则如本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一个/种”和“所述”涵盖了具有多个指代物的实施方案。除非内容另外明确指明，否则如本说明书和所附权利要求书中使用的，术语“或”一般以其包括“和/或”的意义采用。
若在本文使用空间相关的术语，包括但不限于“近侧”、“远侧”、“下部”、“上部”、“下方”、“下面”、“上面”、和“在顶部上”，则用于方便描述一个或多个元件相对于另一个元件的空间关系。除了附图中描绘和本文所述的特定取向外，此类空间相关的术语涵盖装置在使用或操作时的不同取向。例如，如果图中所描绘的对象翻转或倒转，则先前描述为在其他元件下面或下方的部分就应当在这些其他元件上面或在其顶部上。
如本文所用，例如当元件、部件或层被描述为与另一元件、部件或层形成“一致界面”，或在“其上”、“连接到其”、“与其耦接”、“堆叠在其上”或“与其接触”，则可为直接在其上、直接连接到其、直接与其耦接、直接堆叠在其上或直接与其接触，或者例如居间的元件、部件或层可在特定元件、部件或层上，或连接到其、耦接到其或与其接触。例如，当元件、部件或层例如被称为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件、“直接与”另一元件“耦接”或“直接与”另一元件“接触”时，不存在居间的元件、部件或层。可在多种计算机装置中实施本公开的技术，该计算机装置为诸如服务器、膝上型计算机、台式计算机、笔记本电脑、平板计算机、手持式计算机、智能电话等。任何部件、模块或单元均被描述来强调功能方面，并且不一定需要由不同的硬件单元来实现。本文所述的技术还可在硬件、软件、固件、或他们的任何组合中实施。作为模块、单元或部件描述的任何特征可一起实施在集成式逻辑装置中或者可作为分立但彼此协作的逻辑装置来独立实施。在一些情况下，可将各种特征实施为集成电路装置，诸如集成电路芯片或芯片组。另外，尽管本说明书通篇描述了多种不同的模块，其中许多模块执行唯一的功能，但可将所有模块的所有功能组合到单个模块中，或者进一步拆分到其他附加的模块中。本文所述的模块仅是示例性的，并且被如此描述的目的是为了更容易理解。
如果在软件中实施，那么该技术可至少部分地通过包括下述指令的计算机可读介质来实现，该指令当在处理器中执行时执行上文所述方法中的一种或多种。计算机可读介质可包括有形计算机可读存储介质并且可形成计算机程序产品的一部分，计算机程序产品可包括包装材料。计算机可读存储介质可包括随机访问存储器(RAM)诸如同步动态随机访问存储器(SDRAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机访问存储器(NVRAM)、电可擦可编程的只读存储器(EEPROM)、闪速(FLASH)存储器、磁性或光学的数据存储介质等等。计算机可读存储介质还可包括非易失性存储装置，诸如硬盘、磁带、光盘(CD)、数字多用光盘(DVD)、蓝光光盘、全息数据存储介质或其他非易失性存储装置。
如本文所用的术语“处理器”可指适用于实施本文所述的技术的前述结构中的任何者或任何其他结构。此外，在一些方面，本文所述的功能可提供在被配置成用于执行本公开的技术的专用软件模块或硬件模块内。即使在软件中实施，该技术也可使用用于执行软件的硬件例如处理器、以及用于存储软件的存储器。在任何此类情况下，本文所述的计算机可定义能够执行本文所述的特定功能的特定机器。另外，该技术可在也可被视为处理器的一个或多个电路或逻辑元件中全面实施。

Claims (29)

1.一种系统，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。
15.根据权利要求11所述的PPE制品，
其中所述第一光学标签包括在其上体现有所述第一光学图案的回射材料层，
其中所述第一光学标签包括层叠在所述回射材料层之上的镜膜层，并且
其中所述第一光学标签包括将所述第一光学标签粘附到所述PPE制品的粘合剂层。
16.一对光学标签，所述一对光学标签包括第一光学标签和第二光学标签，所述第一光学标签具有编码第一标识符的第一光学图案，并且所述第二光学标签具有编码第二标识符的第二光学图案，其中所述第一标识符与所述第二标识符向个人防护设备(PPE)管理系统指示，所述第一光学标签和所述第二光学标签能够用作一对光学标签，以用于当至少所述第一光学标签附接到所述PPE制品时指示PPE制品的操作状态。
17.根据权利要求16所述的一对光学标签，其中所述第一标识符和所述第二标识符是相同的标识符。
18.根据权利要求16所述的一对光学标签，其中所述第一标识符和所述第二标识符是不同的标识符。
19.根据权利要求16所述的一对光学标签，
其中所述第一光学标签包括在其上体现有所述第一光学图案的回射材料层，
其中所述第一光学标签包括层叠在所述回射材料层之上的镜膜层，并且
其中所述第一光学标签包括被配置用于将所述第一光学标签粘附到所述PPE制品的粘合剂层。
20.一种方法，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，所述图像包括体现在个人防护设备(PPE)制品的表面上的第一光学图案，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
由所述计算装置至少部分地基于所述安全条件来执行至少一个操作。
21.根据权利要求20所述的方法，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。
22.根据权利要求20所述的方法，其中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包括由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。
23.根据权利要求20所述的方法，其中所述相对取向是第一相对取向，所述方法还包括：
由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；以及
由所述计算装置确定所述第一相对取向不同于所述第二相对取向，
其中识别所述安全条件包括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。
24.根据权利要求20所述的方法，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。
25.根据权利要求20所述的方法，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。
26.根据权利要求20所述的方法，其中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包括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。
27.根据权利要求20所述的方法，其中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包括：
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。
28.根据权利要求20所述的方法，其中所述计算装置附接到穿戴所述PPE制品的工人。
29.根据权利要求20所述的方法，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。
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