СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СТОЙКЕ Российский патент 2022 года по МПК G06Q10/08 G01S5/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится преимущественно к центрам обработки данных и серверным помещениям.

Уровень техники

В центрах обработки данных (ЦОД) и серверных помещениях для размещения оборудования используют 19-дюймовые телекоммуникационные стойки. При этом здесь и далее под телекоммуникационной стойкой понимается как открытая стойка, так и телекоммуникационный шкаф со стенками, крышей и дверями, потому что внутри такого шкафа содержится по сути открытая телекоммуникационная стойка.

Каждая такая стойка содержит пару вертикальных направляющих с крепежными отверстиями, которые используют для фиксации оборудования к телекоммуникационной стойке. Центры отверстий на направляющих расположены на определенном расстоянии друг от друга, формируя участки для крепления (размещения) оборудования, называемые юнитами, высота которых 44.45 мм. Более подробное описание есть по адресу http://ru.wikipedia.org/wiki/Монтажная_единица. Иногда используют оборудование высотой полюнита, поэтому участок для размещения оборудования может быть высотой 22.225 мм.

В ЦОД для локализации оборудования в стойках с точностью до юнита (половины юнита) используют оптические машиночитаемые метки (QR code, Datamatrix, шрихкоды). Описание такого применения есть в заявке US 2018/0285607 А1. На FIG. 3 заявки юниты стойки оснащены метками с QR кодом 320, единицы оборудования 330 оснащены метками с QR кодом 335. Идентификаторы, содержащиеся в QR кодах, позволяют, например, используя базу данных, однозначно соотносить воспринятый считывателем QR код или с юнитом стойки, или с конкретным оборудованием. Таким образом, считав сначала метку 320, а затем метку 335 можно локализовать единицу оборудования в стойке с точностью до юнита. Но при этом возможны преднамеренные или непреднамеренные ошибки, когда после метки юнита 320 будет считана метка 335 оборудования, расположенного в соседнем юните.

Сущность изобретения

Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка такого способа локализации оборудования в стойке с использованием оптических машиночитаемых меток, который увеличивает достоверность локализации оборудования в телекоммуникационной стойке.

Для достижения указанного технического результата предлагается способ локализации опробования в стойке заключающийся в том, что оснащают участок для размещения оборудования, расположенный на лицевой поверхности вертикальной направляющей стойки, оптической машиночитаемой меткой участка, размещая метку участка в пределах этого участка по высоте, так чтобы установленное на участок оборудование не закрывало цифровой код этой метки участка; соотносят в базе данных записанный на метке участка идентификатор с упомянутым участком для размещения оборудования; оснащают единицу оборудования оптической машиночитаемой меткой оборудования, и размещают эту метку оборудования таким образом, чтобы нижний край метки оборудования находился от верхнего края лицевой поверхности корпуса единицы оборудования на расстоянии не большем, чем высота упомянутого участка для размещения оборудования; соотносят в той же базе данных записанный на метке оборудования идентификатор с упомянутой единицей оборудования; считывают идентификатор первой метки, одной их двух упомянутых меток, с помощью устройства считывания идентификатора метки, содержащего линзу, фотоматрицу, память, программное обеспечение и процессор; перемещают устройство считывания от упомянутой первой метки, ко второй другой упомянутой метке; считывают идентификатор второй метки, с помощью устройства считывания; отличающийся тем, что от момента считывания первой метки до момента считывания второй метки отслеживают вертикальное перемещение устройства считывания и принимают решение о размещении единицы оборудования на участке стойки на основе данных о вертикальном перемещение устройства считывания.

Для более точного определения местоположения считывателя можно воспринимать устройством считывания изображение первой и/или второй метки и записывать его в память устройства, затем с помощью соотношения сторон записанного изображения метки программным обеспечением определяют вертикальное расположение в пространстве устройства считывания относительно первой и/или второй метки.

Кроме того, можно оснастить устройство считывания акселерометром и использовать данные о вертикальном ускорении устройства считывания, полученные с акселерометра во время перемещения ко второй метке, для отслеживания вертикального перемещения.

Дополнительно можно оснастить устройство считывания гироскопом и данные этого гироскопа об угле поворота устройства считывания вокруг горизонтальной оси, параллельной лицевой поверхности упомянутой направляющей, полученные с гироскопа во время перемещения ко второй метке и в моменты считывания идентификаторов упомянутых меток, использовать при принятии решения о локализации единицы оборудования в стойке.

Еще в одном варианте можно отслеживать вертикальное перемещение устройства считывания, с некоторым интервалом времени воспринимая изображения объектов, находящихся перед линзой устройства считывания, в промежуток времени от считывания первой метки до считывания второй метки, включая моменты считывания идентификаторов этих меток, и рассчитывать вертикальное перемещение с помощью процессора и программного обеспечения, сопоставляя полученные изображения объектов.

Можно так же записывать в базу данных длину и ширину первой и/или второй меток и используют эту длину и ширину для расчета положения устройства считывания в пространстве в момент считывания метки. Или же вместо длины и ширины метки, можно использовать длину и ширину кода метки, поскольку он тоже является прямоугольным.

Для упрощения программного обеспечения можно разместить метку участка рядом с верхней границей соответствующего ей участка, разместить метку оборудования рядом с верхним краем лицевой поверхности корпуса этой единицы оборудования, отслеживать наличие упомянутого верхнего края лицевой поверхности на каждом из полученных изображений объектов и принять решение о локализации единицы оборудования, используя данные о наличии верхнего края лицевой поверхности на упомянутых изображениях объектов.

Дополнительно к предыдущему абзацу можно оснастить устройства считывания дисплеем, расположенным на стороне этого устройства считывания, противоположной стороне, где расположена его линза, с помощью программного обеспечения воспроизводить на этом дисплее изображения объектов, включая изображение верхнего края лицевой поверхности при его наличии на изображении, и выделять на дисплее дополнительной линией изображение этого верхнего края при его наличии на изображении.

Подробное описание изобретения

Для начала следует упомянуть, что для настоящего изобретения важно использование именно оптических меток. Длина волны электромагнитного излучения, применяемого для RFID меток, много больше линейных размеров участка для размещения оборудования на вертикальных направляющих стойки (юнита или полуюнита). Это делает достоверную локализацию практически невозможной.

Для использования изобретения нужна пара меток. Метка участка для размещения оборудования, расположенная на лицевой поверхности направляющей стойки в пределах участка для размещения оборудования так, чтобы установленное на упомянутый участок оборудование не закрывало цифровой код метки (код метки участка был доступен для считывания после установки оборудования на участок). И метка оборудования, размещенная в верхней части на лицевой стороне (лицевой поверхности) оборудования так, чтобы нижний край метки находился от верхнего края оборудования на расстоянии не большем, чем высота участка для размещения оборудования. Под лицевой поверхностью понимается поверхность, обращенная к пользователю стойки, когда он стоит на одинаковом расстоянии от упомянутой пары направляющих, и эта пара направляющих к нему ближе, чем какая-либо другая пара направляющих этой стойки.

В базе данных соотносят идентификаторы меток с конкретной единицей оборудования и конкретным участком стойки. При этом идентификатор каждого участка стойки может быть уникальным в пределах организации, использующей стойку, или содержать только номер участка стойки, дополнительно используя идентификатор самой стойки, например, размещенный вверху стойки. При использовании изобретения порядок сканирования меток не важен, сначала можно просканировать метку участка стойки, а затем метку оборудования, и наоборот.

Для примера пусть первой будет метка участка стойка. С помощью устройства считывания идентификатора метки, содержащего линзу, фотоматрицу, память и процессор (например, смартфон или ноутбук-трансформер Lenovo Yoga), воспринимают изображение метки участка стойки и записывают его в оперативную память. Метка прямоугольная (квадрат - частный случай прямоугольника). С помощью соотношения сторон изображения метки, записанной в память устройства считывания, можно оценить вертикальное расположение центра линзы устройства считывания (а значит и всего устройства считывания) в пространстве относительно метки участка. Если это вертикальное расстояние слишком велико, можно с помощью дисплея устройства считывания рекомендовать пользователю переместить устройство считывания ближе к метке, установив устройство практически на одной высоте с меткой участка. Считываем и декодируем идентификатор метки, и в случае успешного декодирования разрешаем пользователю перемещать устройство считывания ко второй метке, в данном случае к метке оборудования. При этом контролируем перемещение устройства считывания по вертикали двумя возможными вариантами осуществления, о чем ниже. Считываем вторую метку. Используя результаты контроля вертикального перемещения устройства считывания, с помощью программного обеспечения определяем насколько сильным было отклонение вверх или вниз, принимаем решение, находится ли оборудование на данном конкретном участке для размещения оборудования конкретной стойки, и локализуем оборудование с большей достоверностью. При этом также на основании соотношения сторон прямоугольника изображения метки при необходимости оцениваем расположение устройства считывания относительно второй метки (если в устройстве нет внутреннего или подсоединенного внешнего гироскопа).

Контролировать перемещение устройства считывания по вертикали можно с помощью встроенного (или внешнего, присоединенного по USB) в устройство считывания акселерометра. До того момента, как произошло считывание идентификатора второй метки, можно периодически опрашивать датчик акселерометра, получать с него данные, по окончании опроса, интерполируя, построить функцию (график функции) значения вертикального ускорения от времени, и вычислить положение устройства считывания по вертикали относительно второй метки, зная, что в момент считывания первой метки начальная скорость была равна нулю. При использовании акселерометра при считывании второй метки можно учесть соотношение сторон изображения второй метки. Потому что устройство считывания может быть повернуто по горизонтальной оси, и на фотоматрицу может попасть изображение другой метки оборудования, расположенной выше или ниже. Вместо использования соотношения сторон изображения, как первой, так и второй метки, можно использовать встроенный в смартфон гироскоп, и учесть угол поворота смартфона вокруг горизонтальной оси параллельной лицевой поверхности оборудования (лицевой поверхности направляющей).

В другом варианте осуществления настоящего изобретения контролировать перемещение устройства считывания по вертикали можно, периодически (или непериодически, но часто) воспринимая изображения объектов, находящихся перед линзой устройства считывания, в промежуток времени от считывания первой метки до считывания второй метки, включая моменты считывания. Это можно делать, произведя серию фотоснимков или записывая видео. Сопоставляя соседние по времени кадры (при достаточной частоте кадров, зависящей от скорости перемещения устройства считывания), можно рассчитать траекторию движения воображаемого луча, проходящего через центры линзы и центр фотоматрицы, от первой метки до второй (а значит положение в пространстве устройства считывания в целом в каждый момент времени перемещения, включая положение в момент считывания второй метки). На основании траектории можно с высокой степенью достоверности принять решение установлено ли данное конкретное устройство на данном конкретном участке стойки, то есть локализовать устройство в стойке. Дополнительным техническим результатом является использование одного и того же сенсора (фотоматрицы), как для чтения идентификаторов меток, так и для контроля перемещения устройства считывания по вертикали, что упрощает конструкцию устройства считывания.

Для производимых с целью локализации расчетов будет полезно знать реальные размеры первой и второй меток (или размеры изображений кодов, игнорируя поля меток). Их не сложно занести в базу данных, а затем использовать для определения текущей оптической силы линзы. Зная оптическую силу линзы и соотношения сторон изображения меток, можно с использованием геометрических формул треугольников по изображениям меток в памяти устройства считывания достаточно точно рассчитывать положение устройства считывания в пространстве, включая углы поворота. Такой подход дополнительно полезен для обоих описанных выше способов контроля перемещения устройства считывания по вертикали, но особенно при использовании акселерометра.

С целью получения дополнительного технического результата в виде уменьшения объема вычислений и уменьшения использования вычислительных мощностей процессора можно метку участка разместить рядом (например, не более 10 мм) с верхней границей соответствующего участка стойка, а метку оборудования рядом с верхней границей (краем) лицевой поверхности оборудования или верхним краем корпуса оборудования. Тогда в периодически воспринимаемых изображениях объектов, находящихся перед линзой устройства считывания, можно отслеживать только наличие верхнего края лицевой поверхности оборудования, что гораздо проще с точки зрения вычислений. Если эта граница всегда будет присутствовать на изображениях между моментами считывания первой и второй меток, включая моменты считывания, и упомянутые метки будут находится с одной стороны от этой границы, то можно достоверно утверждать, что оборудование расположено на данном участке стойки.

С целью получения еще одного дополнительного технического результата, заключающегося в ускорение локализации оборудования, можно использовать смартфон с тыловой камерой (сложенный ноутбук-трансформер, с видеокамерой USB, закрепленной на стороне, противоположной дисплею). На смартфон установить программное обеспечение (софт), которое в реальном масштабе времени (понятно, что с небольшой задержкой) будет воспроизводить на дисплее то изображение, которое в данный момент поступает на фотоматрицу. Чтобы пользователь понимал, что верхний край лицевой поверхности оборудования, включая «уши» для крепления, правильно определен софтом, на дисплее с помощью этого же софта (фактически в памяти смартфона, перед тем, как передать изображение на дисплей) можно выделить обнаруженный край цветной линией, например, красного или зеленого цвета. Пользователь будет перемещать смартфон от метки участка к метке оборудования и видеть выделенный линией край, что означает корректную траекторию перемещения. При этом, если линия будет приближаться к краю дисплея сверху или снизу, то пользователь своевременно будет корректировать траекторию, чтобы линия была ближе к центру. Таким образом пользователь будет допускать меньше ошибок при перемещении смартфона от метки участка к метке оборудования, будет меньше повторных движений, и будет ускорена локализация оборудования в стойке при сохранении повышенной достоверности локализации.

Для удобства, при результативном считывании первой и второй метки можно на дисплее эти метки также выделить цветной линией (прямоугольником).

Настоящее техническое решение относится к области вычислительной техники для центров обработки данных. Технический результат заключается в повышении достоверности локализации оборудования в телекоммуникационной стойке. Технический результат достигается за счёт того, что оснащают участок для размещения оборудования, расположенный на лицевой поверхности вертикальной направляющей стойки, оптической машиночитаемой меткой участка, размещая упомянутую метку участка в пределах упомянутого участка по высоте, так чтобы установленное на упомянутый участок оборудование не закрывало цифровой код упомянутой метки участка; оснащают единицу оборудования оптической машиночитаемой меткой оборудования, и размещают упомянутую метку оборудования таким образом, чтобы нижний край упомянутой метки оборудования находился от верхнего края лицевой поверхности корпуса упомянутой единицы оборудования на расстоянии не большем, чем высота упомянутого участка для размещения оборудования; считывают обе метки устройством считывания, при этом отслеживают вертикальное перемещение устройства считывания между моментами считывания первой и второй меток; локализуют оборудование. 8 з.п. ф-лы.

1. Способ локализации опробования в стойке, заключающийся в том, что:

- оснащают участок для размещения оборудования, расположенный на лицевой поверхности вертикальной направляющей стойки, оптической машиночитаемой меткой участка, размещая упомянутую метку участка в пределах упомянутого участка по высоте, так чтобы установленное на упомянутый участок оборудование не закрывало цифровой код упомянутой метки участка;

- соотносят в базе данных записанный на упомянутой метке участка идентификатор с упомянутым участком для размещения оборудования;

- оснащают единицу оборудования оптической машиночитаемой меткой оборудования, и размещают упомянутую метку оборудования таким образом, чтобы нижний край упомянутой метки оборудования находился от верхнего края лицевой поверхности корпуса упомянутой единицы оборудования на расстоянии не большем, чем высота упомянутого участка для размещения оборудования;

- соотносят в упомянутой базе данных записанный на упомянутой метке оборудования идентификатор с упомянутой единицей оборудования;

- считывают идентификатор первой метки, одной из двух упомянутых меток, с помощью устройства считывания идентификатора метки, содержащего линзу, фотоматрицу, память, программное обеспечение и процессор;

- перемещают упомянутое устройство считывания от упомянутой первой метки ко второй другой упомянутой метке;

- считывают идентификатор второй упомянутой метки, с помощью упомянутого устройства считывания;

отличающийся тем, что:

- от момента считывания упомянутой первой метки до момента считывания упомянутой второй метки отслеживают вертикальное перемещение упомянутого устройства считывания;

- принимают решение о размещении упомянутой единицы оборудования на упомянутом участке стойки на основе данных об упомянутом вертикальном перемещении устройства считывания.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воспринимают упомянутым устройством считывания изображение упомянутой первой и/или второй метки и записывают его в упомянутую память, с помощью соотношения сторон упомянутого изображения метки упомянутым программным обеспечением определяют вертикальное расположение в пространстве упомянутого устройства считывания относительно упомянутой первой и/или второй метки.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оснащают упомянутое устройство считывания акселерометром и используют данные о вертикальном ускорении упомянутого устройства считывания, полученные с упомянутого акселерометра во время упомянутого перемещения ко второй метке, для упомянутого отслеживания вертикального перемещения.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оснащают упомянутое устройство считывания гироскопом и данные упомянутого гироскопа об угле поворота упомянутого устройства считывания вокруг горизонтальной оси, параллельной лицевой поверхности упомянутой направляющей, полученные с упомянутого гироскопа во время упомянутого перемещения ко второй метке и в моменты считывания идентификаторов упомянутых меток, используют при принятии решения о локализации единицы оборудования в стойке.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отслеживают вертикальное перемещение упомянутого устройства считывания, с некоторым интервалом времени, воспринимая изображения объектов, находящихся перед линзой устройства считывания, в промежуток времени от считывания упомянутой первой метки до считывания упомянутой второй метки, включая моменты считывания идентификаторов упомянутых меток, и рассчитывают упомянутое вертикальное перемещение с помощью упомянутого процессора и программного обеспечения, сопоставляя упомянутые изображения объектов.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что записывают в упомянутую базу данных длину и ширину первой и/или второй упомянутых меток и используют упомянутые длину и ширину для расчета положения упомянутого устройства считывания в пространстве в момент считывания метки.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что записывают в упомянутую базу данных длину и ширину изображения кода, содержащего идентификатор и расположенного на поверхности первой и/или второй упомянутых меток, и используют упомянутые длину и ширину кода для расчета положения упомянутого устройства считывания в пространстве в момент считывания метки.

8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что размещают упомянутую метку участка рядом с верхней границей соответствующего ей участка, размещают упомянутую метку оборудования рядом с верхним краем лицевой поверхности корпуса упомянутой единицы оборудования, отслеживают наличие упомянутого верхнего края лицевой поверхности на каждом из упомянутых изображений объектов, принимают решение о локализации упомянутой единицы оборудования, используя данные о наличии упомянутого верхнего края лицевой поверхности на упомянутых изображениях объектов.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что оснащают упомянутое устройство считывания дисплеем, расположенным на стороне упомянутого устройства считывания, противоположной стороне, где расположена упомянутая линза, с помощью упомянутого программного обеспечения воспроизводят на упомянутом дисплее упомянутые изображения объектов, включая изображение упомянутого верхнего края лицевой поверхности при его наличии на изображении, и выделяют на упомянутом дисплее дополнительной линией изображение упомянутого верхнего края лицевой поверхности при его наличии на изображении.