JP2008185511A

JP2008185511A - タイヤのｒｒｏ計測方法とその装置

Info

Publication number: JP2008185511A
Application number: JP2007020666A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Mizuno; 智宏水野; Tomoyuki Kaneko; 智之金子
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-14

Abstract

【課題】従来の光切断法を応用して、タイヤクラウン部のＲＲＯを精度よくかつ容易に計測することのできる方法とその装置を提供する。
【解決手段】回転するタイヤ１０のタイヤクラウン部１０Ａにスリット光を照射しながら、３台のカメラ１４Ａ〜１４Ｃにより、タイヤセンター部１０ａと上パンプ部１０ｂと下パンプ部１０ｃの各スリット像を撮影し、その撮影されたスリット像の画像データを座標演算手段１５に送って上記タイヤ１０のクラウン部１０Ａの３次元座標を演算するとともに、画像合成手段１６にて、上記第１のカメラ１４Ａで撮影した画像と上記第２及び第３のカメラ１４Ｂ，１４Ｃで撮影した画像とを合成してタイヤクラウン部１０Ａの展開図を作成し、ＲＲＯ値計測手段１８にて、計測位置入力手段１７で指定した計測枠内のＲＲＯ値計測するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理方法を用いてタイヤクラウン部のＲＲＯを計測する方法とその装置に関するものである。

一般に、タイヤの周方向に沿った形状が中心軸から一定の距離にない場合には、転動時にタイヤに不要な振動が入力するため、車輌の乗り心地性能が低下するといった問題点があった。このようなタイヤ振動を防止するため、製品タイヤについて、タイヤ周方向形状の中心軸からのずれの大きさであるＲＲＯをタイヤ中心部の１周分について計測し、タイヤを選別する検査が行なわれている。図５はその一例を示す図で、支持アーム５１に回転可能に取付けられたローラ５２を、押圧機構５３を用いて、図示しない回転装置に取付けられたタイヤＴの測定する部位（ここでは、トレッド中心）に所定の圧力で押し付けながら、上記タイヤＴを回転させるとともに、上記支持アーム５１に変位計５４を接触させて、上記ローラ５２の変位量を検出し、この変位量を当該タイヤＴのＲＲＯとしていた。（例えば、特許文献１参照）。
一方、タイヤ形状の良否を検査する方法として、図６に示すような、光切断法を用いた検査方法が知られている。この検査方法は、検査するタイヤ６０を回転装置７１に搭載して回転させるとともに、半導体レーザなどを用いた投光装置７２により上記タイヤ６０の表面６１にスリット光を照射して、上記表面６１のスリット像をＣＣＤカメラなどの撮像手段７３により撮影した後、このスリット像Ｓの画像データ(輝度データ)から上記表面６１の形状を求め、これを基準となる画像と比較してその形状の良否を判定する。詳細には、上記画像データのうち、光を受けて明るくなっている画素の重心座標を算出して上記スリット像Ｓの２次元座標を算出した後、上記スリット光の照射角度と上記スリット像Ｓの撮影角度の位置関係と、タイヤ６０の回転角度とから、上記２次元座標を３次元座標に変換して上記表面６１の形状を検出する（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−１７５４６８号公報特開平１１−１３８６５４号公報

ところで、従来は、タイヤトレッド中心部の１周分のデータから当該タイヤＴのＲＲＯを計測していたが、タイヤの構造によっては、ショルダー部やハンプ部のＲＲＯが要求される場合がある。
しかしながら、上記ローラ５２を用いた方法では、複数の部位のＲＲＯを測定する場合には、その都度ローラ５２の位置を移動させて計測する必要があるため、計測に時間がかかってしまうだけでなく、タイヤによっては、その計測位置にスピューなどの局所的な凹凸がある場合に、得られたデータにその影響が現れてしまうといった問題点がある。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、従来の光切断法を応用して、タイヤクラウン部のＲＲＯを精度よくかつ容易に計測することのできる方法とその装置を提供することを目的とする。

本願の請求項１に記載の発明は、タイヤクラウン部のＲＲＯを計測する方法であって、タイヤクラウン部にスリット光を照射する投光手段と上記スリット光の照射部を撮影する撮像手段とを備えた撮影手段と上記タイヤとを相対的に移動させながら上記タイヤクラウン部のスリット像を撮影するとともに、この撮影されたタイヤクラウン部の凹凸に起因する上記スリット像の輝度データを用いて算出されたタイヤクラウン部の形状データを用いて、当該タイヤの周方向形状の中心軸からのずれの大きさであるＲＲＯを算出するようにしたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤのＲＲＯ計測方法において、タイヤトレッドの幅方向の異なる位置に複数の撮像手段を配置して、複数の角度からタイヤクラウン部のスリット像を撮影するようにしたものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のタイヤのＲＲＯ計測方法において、上記複数の撮像手段で撮影した画像データを合成してタイヤクラウン部の幅方向全体の画像を生成するとともに、この生成された画像を用いて、タイヤ幅方向の位置の異なる複数箇所のＲＲＯを同時に計測するようにしたものである。

また、請求項４に記載の発明は、タイヤクラウン部のＲＲＯを計測する装置であって、タイヤクラウン部にスリット光を照射する投光手段と上記スリット光の照射部を撮影する撮像手段とを備えた撮影手段と、この撮影手段とタイヤとを相対的に移動させる手段と、上記撮像手段で得られた各スリット像の画素データからタイヤクラウン部の所定の位置の形状を算出する手段と、上記形状データを用いて上記タイヤのＲＲＯを演算する手段と備えたことを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のタイヤのＲＲＯ計測装置において、タイヤトレッドの幅方向の異なる位置に複数の撮像手段を配置するとともに、上記複数の撮像手段で撮影した画像データを合成してタイヤクラウン部の幅方向全体の画像を生成する画像合成手段を設けたものである。

本発明によれば、タイヤクラウン部にスリット光を照射する投光手段と上記スリット光の照射部を撮影する撮像手段とを備えた撮影手段と上記タイヤとを相対的に移動させながら上記タイヤクラウン部のスリット像を撮影するとともに、この撮影されたタイヤクラウン部の凹凸に起因する上記スリット像の形状データを用いて、当該タイヤの周方向形状の中心軸からのずれの大きさであるＲＲＯを算出するようにしたので、タイヤクラウン部のＲＲＯを精度よくかつ容易に計測することができる。
このとき、タイヤトレッドの幅方向の異なる位置に複数の撮像手段を配置して、複数の角度からタイヤクラウン部のスリット像を撮影するとともに、上記複数の撮像手段で撮影した画像データを合成してタイヤクラウン部の幅方向全体の画像を生成するようにすれば、１枚の画像にてタイヤ幅方向の位置の異なる複数箇所のＲＲＯを同時に計測することができる。

以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良の形態に係るタイヤのＲＲＯ計測装置の概要を示す図で、同図において、１１は検査対象であるタイヤ１０をタイヤ軸周りに回転させる回転装置、１２は上記回転するタイヤ１０の回転角を検出する回転角検出手段、１３Ａ〜１３Ｃは上記タイヤ１０のタイヤクラウン部１０Ａに当該タイヤ１０の幅方向に平行な方向に延長するスリット光を照射する投光手段、１４Ａ〜１４Ｃは上記スリット光の照射部を撮影する撮影手段であるＣＣＤカメラで、第１のカメラ１４Ａはタイヤセンター部１０ａを撮影し、第２及び第３のカメラ１４Ｂ，１４Ｃはそれぞれ、タイヤの上パンプ部１０ｂと下パンプ部１０ｃをそれぞれ撮影する。また、１５は上記カメラ１４Ａ〜１４Ｃで撮影されたスリット像と上記回転角検出手段１２で検出したタイヤ回転角とから、上記タイヤ１０の３次元形状を演算する座標演算手段、１６は上記上記カメラ１４Ａ〜１４Ｃで撮影されたタイヤセンター部１０ａと上パンプ部１０ｂと下パンプ部１０ｃの画像を、形状データに基づいて合成し、タイヤクラウン部１０Ａ全体の画像(以下、クラウン部画像という)を生成する画像合成手段、１７はＲＲＯ値を測定する箇所のタイヤ幅方向の座標を入力する計測位置入力手段、１８はこの計測位置入力手段１７から入力されたＲＲＯ計測位置と上記座標演算手段１５とで求められたタイヤクラウン部１０Ａの３次元座標とに基づいて、上計測位置におけるタイヤのＲＲＯ値を計測するＲＲＯ値計測手段である。

次に、上記ＲＲＯ計測装置を用いて、タイヤクラウン部の所定の位置のＲＲＯ値を計測する方法について説明する。
まず、回転装置１１により計測するタイヤ１０を回転させる。そして、各投光手段１３Ａ〜１３Ｃから、上記タイヤ１０のタイヤクラウン部１０Ａのセンター部１０ａ、上パンプ部１０ｂ、及び、下パンプ部１０ｃにそれぞれスリット光を照射しながら、上記３台のカメラ１４Ａ〜１４Ｃにより、上記タイヤクラウン部１０Ａの各部１０ａ，１０ｂ，１０ｃの各スリット像を撮影し、その撮影されたスリット像の画像データ（表面の稜線の画像データ）を座標演算手段１５と画像合成手段１６とに送る。
座標演算手段１５では、従来の光切断法と同様の手法により、上記各スリット像と上記回転角検出手段１２で検出したタイヤ回転角とから、上記タイヤ１０の３次元形状を演算する。具体的には、スリット像を構成する画素のうち光を受けて明るくなっっている画素の重心座標を算出して上記スリット像の２次元座標を求め、この求められた２次元座標をを、上記検出したタイヤ回転角を用いて３次元座標に変換する。これにより、タイヤ１０のクラウン部１０Ａの３次元座標を得ることができる。
本例では、図２に示すように、タイヤセンター部１０ａを撮影する第１のカメラ１４Ａをそのレンズ光軸がタイヤ表面に対して直交するように配置し、タイヤの上下のパンプ部１０ｂ、１０ｃと下パンプ部をそれぞれ撮影する第２及び第３のカメラ１４Ｂ，１４Ｃをそれぞれのレンズ光軸がタイヤ表面に対して略３０度傾けて配置して、上記第１のカメラ１４Ａと上記第２のカメラ１４Ｂとがともに第１の陸部１０Ｍとこの第１の陸部１０Ｍを区画する外側の周方向溝１０ｍがその撮影範囲に入るようにするとともに、上記第１のカメラ１４Ａと上記第３のカメラ１４Ｃとがともに第２の陸部１０Ｎとこの第２の陸部１０Ｎを区画する外側の周方向溝１０ｎがその撮影範囲に入るようにしている。これにより、図２に示すような、各カメラ１４Ａ〜１４Ｃで撮影したスリット像から算出した３次元座標に基づいて作成したタイヤクラウン部１０Ａの幅方向の断面形状を、タイヤ１０の１周分にわたって得ることができる。

一方、画像合成手段１６では、上記撮影された形状データを２５６階調の画像データに変換し、上記第１及び第２の陸部１０Ｍ，１０Ｎとそれに隣接する周方向溝１０ｍ，１０ｎとの濃淡差を利用して、上記第１のカメラ１４Ａで撮影した画像と上記第２及び第３のカメラ１４Ｂ，１４Ｃで撮影した画像とを合成する。具体的には、図３の実線で示す第１のカメラ１４Ａで撮影した周方向溝１０ｍとが第２のカメラ１４Ｂで撮影した周方向溝１０ｍとが一致するように、上記第２のカメラ１４Ｂで撮影した画像から得られる３次元データを座標変換し、この座標変換された画像データと上記第１のカメラ１４Ａで撮影した画像の画像データとを合成して、タイヤセンター部１０ａと上パンプ１０ｂとが連続したトレッドの展開画像を作成する。同様に、上記第１のカメラ１４Ａで撮影した画像の画像データと上記第３のカメラ１４Ｃで撮影した画像の画像データとを合成して、タイヤセンター部１０ａと下パンプ１０ｃとが連続したトレッドの展開画像を作成すれば、図２に示すような、タイヤクラウン部１０Ａの展開図を得ることができる。
ＲＲＯ値を計測する場合には、計測位置入力手段１７にて、上記画像合成手段１６で作成したタイヤクラウン部１０Ａの展開図に計測位置を指定する計測枠を入力し、ＲＲＯ値計測手段１８にて、上記枠内のＲＲＯ値を計測する。このとき、画像処理により上記第１及び第２の周方向溝１０ｍ，１０ｎを検出し、その凹部分をキャンセルすることにより、図４に示すような、タイヤセンター部１０ａと上下の下パンプ１０ｂ，１０ｃの各ＲＲＯ波形を得ることができる。

このように本最良の形態では、回転するタイヤ１０のタイヤクラウン部１０Ａにスリット光を照射しながら、３台のカメラ１４Ａ〜１４Ｃにより、タイヤセンター部１０ａと上パンプ部１０ｂと下パンプ部１０ｃの各スリット像を撮影し、その撮影されたスリット像の画像データを座標演算手段１５に送って上記タイヤ１０のクラウン部１０Ａの３次元座標を演算するとともに、画像合成手段１６にて、上記第１のカメラ１４Ａで撮影した画像と上記第２及び第３のカメラ１４Ｂ，１４Ｃで撮影した画像とを合成してタイヤクラウン部１０Ａの展開図を作成し、ＲＲＯ値計測手段１８にて、計測位置入力手段１７で指定した計測枠内のＲＲＯ値計測するようにしたので、タイヤクラウン部１０Ａの複数箇所のＲＲＯを精度よくかつ容易に計測することができる。

なお、上記最良の形態では、３台のカメラ１４Ａ〜１４Ｃを用いた場合について説明したが、１台の場合でも、タイヤクラウン部全幅のスリット像を得ることができ、かつ、このスリット像から算出される形状データを用いれば、ＲＲＯ値を容易に計測することができる。

以上説明したように、本発明によれば、タイヤクラウン部の複数箇所のＲＲＯを精度よくかつ容易に計測することのできるで、ＲＲＯ計測を効率よく行うことができる。

本発明の最良の形態に係るＲＲＯ計測装置の概要を示す図である。各カメラで撮影したタイヤクラウン部の画像とその合成画像とを示す図である。カメラ位置とその撮影領域の一例を示す図である。ＲＲＯの測定結果を示す図である。従来のＲＲＯ計測装置の概要を示す図である。従来のタイヤ形状判定装置の概要を示す図である。

符号の説明

１０タイヤ、１０ａタイヤクラウン部、１１回転装置、１２回転角検出手段、１３Ａ〜１３Ｃ投光手段、１４Ａ〜１４ＣＣＣＤカメラ、１５座標演算手段、
１６画像合成手段、１７計測位置入力手段、１８ＲＲＯ値計測手段。

Claims

タイヤクラウン部にスリット光を照射する投光手段と上記スリット光の照射部を撮影する撮像手段とを備えた撮影手段と上記タイヤとを相対的に移動させながら上記タイヤクラウン部のスリット像を撮影するとともに、この撮影されたタイヤクラウン部の凹凸に起因する上記スリット像の輝度データを用いて算出されたタイヤクラウン部の形状データを用いて、当該タイヤの周方向形状の中心軸からのずれの大きさであるＲＲＯを算出するようにしたことを特徴とするタイヤのＲＲＯ計測方法。
タイヤトレッドの幅方向の異なる位置に複数の撮像手段を配置して、複数の角度からタイヤクラウン部のスリット像を撮影するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のタイヤのＲＲＯ計測方法。
上記複数の撮像手段で撮影した画像データを合成してタイヤクラウン部の幅方向全体の画像を生成するとともに、この生成された画像を用いて、タイヤ幅方向の位置の異なる複数箇所のＲＲＯを同時に計測するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のタイヤのＲＲＯ計測方法。
タイヤクラウン部にスリット光を照射する投光手段と上記スリット光の照射部を撮影する撮像手段とを備えた撮影手段と、この撮影手段とタイヤとを相対的に移動させる手段と、上記撮像手段で得られた各スリット像の画素データからタイヤクラウン部の所定の位置の形状を算出する手段と、上記形状データを用いて上記タイヤのＲＲＯを演算する手段と備えたことを特徴とするタイヤのＲＲＯ計測装置。
タイヤトレッドの幅方向の異なる位置に複数の撮像手段を配置するとともに、上記複数の撮像手段で撮影した画像データを合成してタイヤクラウン部の幅方向全体の画像を生成する画像合成手段を設けたことを特徴とする請求項４に記載のタイヤのＲＲＯ計測装置。