轮胎沟槽深度显示方法以及轮胎沟槽深度显示装置与流程

1.本发明涉及一种轮胎沟槽深度显示方法以及轮胎沟槽深度显示装置。


背景技术：

2.通常，轮胎的磨损根据行驶状态、行驶距离等而发展。例如，在轮胎气压较低的情况下，胎面部的两侧部容易磨损，在轮胎气压较高的情况下，胎面部的中央部容易磨损。另外，如果在进行车辆入库或侧方停车时多用原地打轮(日语原文：据
え
切
り
)，则轮胎容易在前轴的外侧部分发生磨损。另外，导致轮胎不均匀磨损的因素很多，例如有：车辆的驱动方法、驾驶方式、重量平衡、急剧的加减速、急转弯等。因此，针对安装于车辆的轮胎而言，四个车轮不均匀地磨损，即使在一个轮胎内，磨损也有可能不规则地或者局部地发展。
3.专利文献1记载了一种方法，该方法生成车辆轮胎的三维相位几何学表面显示。该现有方法使用了胎面深度测量装置，并记录相对于胎面深度测量装置而言进行相对移动的轮胎表面的胎面深度数据，并使用轮胎表面的移动轮廓将胎面深度数据映射到基本轮胎构造上，来生成轮胎的三维相位几何学表面显示。现有技术文献专利文献
4.专利文献1：日本特表2019-518209号公报


技术实现要素：

(一)要解决的技术问题
5.关于专利文献1记载的生成三维相位几何学表面显示的方法，虽然生成轮胎的几何学显示，但是仅显示轮胎的表面形状，存在操作者难以掌握轮胎的偏磨损状态的问题。
6.本发明针对上述情况而完成，其目的在于，提供一种轮胎沟槽深度显示方法以及轮胎沟槽深度显示装置，能够提高轮胎的偏磨损状态的可视性。(二)技术方案
7.本发明的一个方式是轮胎沟槽深度显示方法。该轮胎沟槽深度显示方法具备：接地部提取步骤，针对轮胎的胎面部的表面，隔着轮胎沟槽将接地部作为多个区域提取；沟槽深度计算步骤，计算所述接地部的各区域间的轮胎沟槽的深度；图像生成步骤，生成图像，该图像表示通过所述接地部提取步骤提取的各区域、和通过所述沟槽深度计算步骤算出的轮胎沟槽的深度的信息；以及显示步骤，显示通过所述图像生成步骤生成的图像。
8.本发明的另一方式是轮胎沟槽深度显示装置。该轮胎沟槽深度显示装置，具备：接地部提取部，其针对轮胎的胎面部的表面，隔着轮胎沟槽将接地部作为多个区域提取；沟槽深度计算部，其计算所述接地部的各区域间的轮胎沟槽的深度；图像生成部，其生成图像，该图像表示通过所述接地部提取部提取的各区域、和通过所述沟槽深度计算部算出的轮胎沟槽的深度的信息；以及显示部，显示通过所述图像生成部生成的图像。(三)有益效果
9.根据本发明，能够提高轮胎的偏磨损状态的可视性。
附图说明
10.图1是表示包含实施方式的轮胎沟槽显示装置的轮胎沟槽测量系统的结构的框图。图2是用于说明通过扫描装置进行的测量的示意图。图3是表示通过数据获取部获取的三维坐标数据的示意图。图4是用于说明通过接地部提取部进行的点组除去的示意图。图5是用于说明通过接地部提取部进行的接地部提取的示意图。图6是用于说明由沟槽深度计算部创建的包络域的示意图。图7是用于说明通过沟槽深度计算部进行的立体区域的创建的示意图。图8是表示轮胎沟槽深度的显示处理顺序的流程图。图9是表示基于轮胎沟槽深度显示装置的图像显示的一例的示意图。图10是表示基于轮胎沟槽深度显示装置的图像显示的另一例的示意图。图11的(a)和(b)是表示基于轮胎沟槽深度显示装置的图像显示的又一例的示意图。图12是用于说明通过使各点移动来提取接地部并计算轮胎沟槽深度的方法的示意图。附图标记说明40a：接地部提取部；40c：沟槽深度计算部；40d：图像生成部；50：显示部；9：轮胎；9a：胎面部；90：表面；90a：轮胎沟槽；91：接地部；10：轮胎沟槽深度显示装置。
具体实施方式
11.以下，基于优选的实施方式并参照图1至图12对本发明进行说明。对于各图所示的相同或等同的构成要素、部件标注相同的附图标记，并适当地省略重复的说明。另外，对于各图中的部件的尺寸为了容易理解而适当地进行放大、缩小来表示。另外，在各图中省略了对于说明实施方式而言不重要的一部分部件来表示。
12.(实施方式)图1是表示包括实施方式的轮胎沟槽深度显示装置10的轮胎沟槽测量系统100的结构的框图。轮胎沟槽测量系统100具备轮胎沟槽深度显示装置10以及扫描装置6等。轮胎沟槽测量系统100针对安装于车辆的轮胎9的胎面部9a的表面90，通过扫描装置6测量图像数据、三维坐标数据，通过轮胎沟槽深度显示装置10计算并显示轮胎沟槽90a的深度。轮胎沟槽90a例如形成为在轮胎周向上延伸。
13.图2是用于说明通过扫描装置6进行的测量的示意图。扫描装置6例如拍摄轮胎9的胎面部9a的表面90，并根据立体摄像机的原理来测量表面90上的点组的三维坐标数据。扫描装置6针对胎面部9a的表面90获取与路面接触的接地部91以及轮胎沟槽90a的底部92的表面上的点组的三维坐标数据。
14.在基于立体相机的原理进行的测量中，例如向胎面部9a的表面90光投射测量用的图案，根据由两个拍摄部(省略图示)拍摄表面90而得到的数据，获取表面90上的点组的三
维坐标数据。关于在扫描装置6中测量胎面部9a的表面90的三维的坐标数据的方法，能够使用基于立体摄像机原理的距离测量等公知技术。
15.扫描装置6获取由装置自身决定的正交坐标系中的表面90上的点组的三维坐标数据。如图2所示，扫描装置6获取以轮胎径向为z轴方向、以轮胎周向为x轴方向、以轮胎轴向(轮胎宽度方向)为y轴的正交坐标系中的点组的三维坐标数据。此外，扫描装置6例如也可以在以朝向测量对象的正面方向和与其正交的两轴为基准的本地坐标系中，测量点组的坐标数据，并在扫描装置6内或后级的轮胎沟槽深度显示装置10等中进行向上述的(x，y，z)坐标系的坐标转换。
16.返回图1，轮胎沟槽深度显示装置10具有数据获取部20、存储部30、轮胎图像处理部40以及显示部50。轮胎沟槽深度显示装置10中的各部在硬件方面能够通过以计算机的cpu为代表的电子元件、机械部件等来实现，且在软件方面能够通过计算机程序等来实现，在此描绘了通过上述方式的配合而实现的功能块。因此，本领域技术人员可知这些功能块能够通过硬件、软件的组合以各种方式实现。
17.数据获取部20从扫描装置6获取胎面部9a的表面90上的点组的三维坐标数据，并存储于存储部30。存储部30例如是由ssd(solid state drive，固态硬盘)、硬盘、ram(random access memory，随机访问存储器)等构成的存储装置。显示部50是液晶显示器等显示装置，其显示表示接地部91的各区域、以及轮胎沟槽90a的深度的图像。
18.轮胎图像处理部40具备：接地部提取部40a、区域分割部40b、沟槽深度计算部40c、以及图像生成部40d。
19.图3是表示通过数据获取部20获取的三维坐标数据的示意图。在图3中用简化的模型来表示轮胎9的表面90上的一部分，以下基于该模型，来说明接地部91的提取以及轮胎9的沟槽深度的计算的过程。
20.在图3中，通过数据获取部20获取的点组的三维坐标数据是上述的(x，y，z)坐标系中的数据，且包含接地部91、轮胎沟槽90a的底部92以及侧面部93的数据。接地部提取部40a基于表面90上的点组的三维坐标数据，来计算各点的表面的法线矢量。
21.图4是用于说明通过接地部提取部40a进行的点组除去的示意图。在表面90上的点组中，轮胎沟槽90a的侧面部93的点组因法线矢量与z轴大致正交，而被接地部提取部40a除去。
22.接地部提取部40a基于点组的三维坐标数据和法线矢量，来提取多个接地部91。图5是用于说明通过接地部提取部40a进行的接地部91的提取的示意图。接地部提取部40a将法线矢量大致为相同方向等、具有一定的连续性特征的点组识别为属于同一表面的簇(集团)。该簇的识别可以利用公知的方法。
23.轮胎沟槽90a的宽度通常比接地部91的宽度窄，因此在识别的簇中将宽度较窄的簇视为不构成接地部91，并将剩余的簇作为接地部91。如图5所示，接地部提取部40a隔着轮胎沟槽90a提取构成接地部91的区域a和区域b。当沿轮胎宽度方向配置有多个轮胎沟槽90a时，接地部提取部40a隔着各轮胎沟槽90a提取多个区域。
24.区域分割部40b将通过接地部提取部40a提取的接地部91的各区域沿轮胎周向分割而生成轮胎宽度方向区域。如图5所示，区域分割部40b利用在轮胎宽度方向上延伸的直线l1和直线l2分割多个接地部91。区域分割部40b沿着轮胎周向例如以5cm以下的长度进行
等分割。虽然在图6中仅示出一部分，实际上是分割为许多区域。
25.图6是用于说明由沟槽深度计算部40c生成的包络域的示意图。在图6中，在由直线l1和直线l2夹着的一个轮胎宽度方向区域中，作为接地部91的区域a和区域b彼此相邻，沟槽深度计算部40c将区域a与区域b之间的区域c作为包络域进行生成。
26.作为包络域的区域c是由彼此相对的区域a和区域b的侧边以及直线l1和直线l2围成的多边形区域。包络域是接地部91之间的区域，是基本上不存在点组的区域。沟槽深度计算部40c例如针对轮胎宽度方向区域中的多个接地部91分别生成基于凹型包络或凸型包络的多个接地部包络域，并将从轮胎宽度方向区域排除了各接地部包络域后的区域设为包络域。
27.由于胎面部9a的表面90为曲面，因此区域a、b、c各区域本来也为曲面，但是若将各区域细分至能够近似于无曲率平坦面的程度，则能够简化计算。具体而言，通过在设定轮胎宽度方向区域时，以40mm左右的间隔沿轮胎周向进行分割，从而能够在多数轮胎中将各区域作为平面来进行处理。
28.图7是用于说明通过沟槽深度计算部40c进行的立体区域的创建的示意图。沟槽深度计算部40c将包络域即区域c作为基底，并将与基底交叉的方向、例如基底的法线方向设为高度方向，来创建在该高度方向上具有规定尺寸的柱状的立体区域v。规定尺寸例如设为比轮胎规格中的主沟槽的深度大的值。
29.沟槽深度计算部40c提取立体区域v中包含的点组，作为轮胎沟槽90a的底部92的点组。沟槽深度计算部40c针对立体区域v中包含的点组，通过计算从基底起的距离来计算轮胎9的沟槽深度。
30.沟槽深度计算部40c例如生成点组的从基底起的距离的分布，计算中值、95百分点值(日语原文：95
パーセンタイル
値)等作为沟槽深度。关于作为基底的区域c，通过如上述那样用平面近似，从而容易算出与该区域交叉的方向(法线方向)、立体区域v中包含的轮胎沟槽的底部的点组与区域c之间的距离。
31.图像生成部40d生成图像，并向显示部50输出，该图像表示通过接地部提取部40a提取的各区域、以及通过沟槽深度计算部40c算出的轮胎沟槽90a的深度的信息。显示部50显示从图像生成部40d输入的图像。
32.当利用区域分割部40b沿轮胎周向对接地部91的各区域进行了分割时，图像生成部40d生成图像，该图像包含可以看出被分割了的图形(例如图5所示的直线l1和直线l2等)。
33.当利用沟槽深度计算部40c对各轮胎宽度方向区域算出了轮胎沟槽90a的深度时，图像生成部40d生成图像，该图像表示对各轮胎宽度方向区域算出的深度的信息。
34.接着，对轮胎沟槽深度显示装置10的动作进行说明。图8是表示轮胎沟槽深度的显示处理顺序的流程图。扫描装置6在轮胎沟槽深度的显示处理开始前，拍摄轮胎9的胎面部9a的表面90，并测量表面90上的点组的三维坐标数据。轮胎沟槽深度显示装置10的数据获取部20从扫描装置6获取胎面部9a的表面90上的点组的三维坐标数据(s1)。
35.轮胎图像处理部40的接地部提取部40a基于表面90上的点组的三维坐标数据，隔着轮胎沟槽90a将接地部91作为多个区域提取(s2)。区域分割部40b将通过接地部提取部40a提取的接地部91的各区域沿轮胎周向分割而生成轮胎宽度方向区域(s3)。
36.沟槽深度计算部40c计算各区域间的轮胎沟槽90a的深度(s4)。图像生成部40d生成图像，并向显示部50输出，该图像表示接地部91的各区域、以及通过沟槽深度计算部40c算出的轮胎沟槽90a的深度的信息(s5)。显示部50显示从图像生成部40d输入的图像(s6)，结束处理。
37.图9是表示基于轮胎沟槽深度显示装置10的图像显示的一例的示意图。在图9所示的图像显示中，并未对接地部91的各区域进行轮胎周向的分割，而示出了隔着轮胎沟槽90a的接地部91的各区域、以及轮胎沟槽90a的深度的信息(数值)。轮胎沟槽深度显示装置10通过显示接地部91的各区域、轮胎沟槽90a的深度的信息，从而能够提高轮胎宽度方向上的轮胎9的偏磨损状态的可视性。
38.图10是表示基于轮胎沟槽深度显示装置10的图像显示的另一例的示意图。在图10所示的图像显示中，包括与将接地部91的各区域分割而获得的轮胎宽度方向区域有关的轮胎沟槽90a的深度信息。轮胎沟槽深度显示装置10通过显示与接地部91的各区域、以及多个轮胎宽度方向区域有关的轮胎沟槽90a的深度的信息，从而能够提高轮胎宽度方向和轮胎周向上的轮胎9的偏磨损状态的可视性。
39.图11的(a)和(b)是表示基于轮胎沟槽深度显示装置10的图像显示的又一例的示意图。在图11的(a)所示的图像显示中，以线段表示轮胎宽度方向区域。在图11的(b)所示的图像显示中，通过图案、颜色区分来表示轮胎宽度方向区域。轮胎沟槽深度显示装置10通过明示轮胎宽度方向区域的划分，能够使操作者更明确地知晓与轮胎沟槽90a的深度信息对应的接地部91的区域。
40.在上述的实施方式中，示出了接地部91的提取方法、以及使用包络域和立体区域计算轮胎沟槽90a的深度的方法，但是接地部91的提取和沟槽深度的计算方法不限于此。
41.图12是用于说明通过使各点移动来提取接地部91并计算轮胎沟槽90a的深度的方法的示意图。计算使轮胎9的表面90的各点向例如法线矢量的方向移动的位置，求出点移动前后的最近相邻点。例如对于图12所示的接地部91所包含的点p1而言，求出了移动前和移动后的最近相邻点为接地部91所包含的相同点p2。另外，对于底部92所包含的点p3而言，求出了移动前的最近相邻点为p4、移动后的最近相邻点为点p2。
42.当算出的移动前后的最近相邻点相同时，则判断为是接地部91中的点，若最近相邻点不同则判断为是底部92中的点。在对轮胎9的表面90的各点判断了属于接地部91和底部92其中哪一方之后，求出接地部91和底部92的z方向高度，算出轮胎沟槽90a的深度。
43.另外，也可以在拍摄轮胎9的表面90而得到的图像中，识别接地部91和轮胎沟槽90a的浓淡来提取接地部91。也可以通过使用激光、毫米波的测距装置对轮胎9的表面进行扫描，来提取接地部91并计算轮胎沟槽90a的深度。
44.接着，对实施方式的轮胎沟槽深度显示装置10以及轮胎沟槽深度显示方法的特征进行说明。实施方式的轮胎沟槽深度显示方法具备：接地部提取步骤、沟槽深度计算步骤、图像生成步骤、以及显示步骤。在接地部提取步骤中，针对轮胎9的胎面部9a的表面90，隔着轮胎沟槽90a将接地部91作为多个区域提取。在沟槽深度计算步骤中，计算接地部91的各区域间的轮胎沟槽90a的深度。在图像生成步骤中，生成图像，该图像表示通过接地部提取步骤提取的各区域、和通过沟槽深度计算步骤算出的轮胎沟槽90a的深度的信息。在显示步骤
中，显示通过图像生成步骤生成的图像。根据该轮胎沟槽深度显示方法，通过显示接地部91的各区域、轮胎沟槽90a的深度的信息，从而能够提高轮胎宽度方向上的轮胎9的偏磨损状态的可视性。
45.轮胎沟槽深度显示方法还具备区域分割步骤，在该区域分割步骤中，将通过接地部提取步骤提取的各区域沿轮胎周向分割而生成轮胎宽度方向区域。在沟槽深度计算步骤中，对各轮胎宽度方向区域计算轮胎沟槽90a的深度。在图像生成步骤中，生成图像，该图像表示通过沟槽深度计算步骤对各轮胎宽度方向区域算出的轮胎沟槽90a的深度的信息。根据该轮胎沟槽深度显示方法，通过显示与接地部91的各区域、以及多个轮胎宽度方向区域有关的轮胎沟槽90a的深度的信息，从而能够提高轮胎宽度方向和轮胎周向上的轮胎9的偏磨损状态的可视性。
46.另外，在图像生成步骤中，生成将轮胎宽度方向区域分割来显示的图像。根据该轮胎沟槽深度显示方法，能够使操作者更明确地知晓与轮胎沟槽90a的深度信息对应的接地部91的区域。
47.轮胎沟槽深度显示装置10具备：接地部提取部40a、沟槽深度计算部40c、图像生成部40d、以及显示部50。接地部提取部40a针对轮胎9的胎面部9a的表面90，隔着轮胎沟槽90a将接地部91作为多个区域提取。沟槽深度计算部40c计算接地部91的各区域间的轮胎沟槽90a的深度。图像生成部40d生成图像，该图像表示通过接地部提取部40a提取的各区域、和通过沟槽深度计算部40c算出的轮胎沟槽90a的深度的信息。显示部50显示通过图像生成部40d生成的图像。由此，轮胎沟槽深度显示装置10通过显示接地部91的各区域、轮胎沟槽90a的深度的信息，从而能够提高轮胎宽度方向上的轮胎9的偏磨损状态的可视性。
48.以上基于本发明的实施方式进行了说明。这些实施方式仅为例示，对于本领域技术人员而言，能够在本发明的权利要求范围内进行各种变形和变更，并且这样的变形例和变更也属于本发明的权利要求范围。因此，本说明书中的记载和附图不是进行限定，而是进行例证。