JP2015059922A

JP2015059922A - Analysis method of grounding surface of tire, prediction method of property of tire, and program

Info

Publication number: JP2015059922A
Application number: JP2013195955A
Authority: JP
Inventors: 直士宮下; Naoshi Miyashita; 信田　全一郎; Zenichiro Shinoda; 全一郎信田
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2015-03-30

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To calculate, when analyzing the grounding surface of a tire by using a grounding surface image, information on block rigidity of a tread part in the ground surface in a short time.SOLUTION: A method of analyzing the grounding surface of a tire by using a grounding surface image includes the steps of: acquiring a grounding surface image, which is a digital image of the grounding surface of a tire; determining, by using the acquired grounding surface image as an analysis object image, the total grounding area including the actual grounding area representing a grounding portion of the tread part in the analysis object image and an area of the grooves of the tread part of the tire in addition to the actual grounding area; specifying the actual grounding area in the total grounding area by using a plurality of straight lines including pixel columns extending linearly in a pixel arrangement direction in the analysis object image, so as to calculate information on block rigidity of the tread part of the tire.

Description

本発明は、タイヤの接地面の解析方法、タイヤ特性予測方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a tire contact surface analysis method, a tire characteristic prediction method, and a program.

従来より、タイヤの接地面は、タイヤのウェット性能、磨耗性能、ドライ操縦性安定性能等に影響を与える点で、重要な要素である。例えば、トレッドパターンの周方向主溝の溝面積比率は、ウェット性能のうちハイドロプレーニングの発生速度に大きな影響を与える。また、トレッド部のトレッドパターンの形状によって定まるトレッド部のブロック剛性は、制駆動特性やコーナリング特性に大きな影響を与える。
このように、タイヤの接地面におけるトレッドパターンの特徴量は、タイヤ性能に大きな影響を与えることから、接地面の画像を取得して画像を解析することは重要である。 Conventionally, the ground contact surface of a tire has been an important factor in that it affects the wet performance, wear performance, and dry maneuverability stability performance of the tire. For example, the groove area ratio of the circumferential main grooves of the tread pattern greatly affects the hydroplaning generation speed of the wet performance. Further, the block rigidity of the tread portion determined by the shape of the tread pattern of the tread portion has a great influence on the braking / driving characteristics and cornering characteristics.
As described above, since the feature amount of the tread pattern on the tire contact surface has a great influence on the tire performance, it is important to acquire an image of the contact surface and analyze the image.

例えば、タイヤの接地解析を短い時間で行うことができる解析方法が知られている（特許文献１）。
具体的には、タイヤの接地画像から、直交して配列された複数の画素からなり、タイヤの接地部に相当する画素に第１の画素値が設定されタイヤの非接地部に相当する画素に第２の画素値が設定された二値化画像を生成する。生成した二値化画像を複数の列に区画し、各列に含まれる画素について第１の画素値の画素に挟まれた第２の画素値の画素を抽出し、抽出された画素について第２の画素値を第１の画素値に変換する。さらに変換後の二値化画像を複数の行に区画し、各行に含まれる画素について第１の画素値の画素に挟まれた第２の画素値の画素を抽出し、抽出された画素について第２の画素値を第１の画素値に変換する。これにより、短い時間で、タイヤの接地面画像から、タイヤの接地面内の実接地領域から、実接地領域の他にタイヤのトレッド部の溝の領域を含んだ総接地領域を求めることができる。 For example, an analysis method capable of performing a tire ground contact analysis in a short time is known (Patent Document 1).
Specifically, from a tire ground contact image, a plurality of pixels arranged orthogonally, a first pixel value is set in a pixel corresponding to a tire ground contact portion, and a pixel corresponding to a tire non-ground contact portion. A binarized image in which the second pixel value is set is generated. The generated binarized image is partitioned into a plurality of columns, a pixel having a second pixel value sandwiched between pixels having a first pixel value is extracted from the pixels included in each column, and a second pixel is extracted from the extracted pixels. Are converted into first pixel values. Furthermore, the binarized image after conversion is divided into a plurality of rows, pixels of the second pixel value sandwiched between the pixels of the first pixel value are extracted from the pixels included in each row, and the extracted pixels are 2 pixel values are converted into first pixel values. Thereby, in a short time, from the ground contact surface image of the tire, it is possible to obtain the total ground contact region including the groove region of the tire tread portion in addition to the actual ground contact region from the actual ground contact region in the tire ground contact surface. .

特開２０１０−１２７７６２号公報JP 2010-127762 A

上述の公知の解析手法では、総接地領域を実接地領域から求めることができるが、実接地領域におけるトレッド部のブロック剛性の情報を算出することはできない。さらに、接地面内のトレッド部のブロック剛性の情報を接地面画像から算出する方法は知られていない。 In the known analysis method described above, the total ground contact area can be obtained from the actual ground contact area, but it is not possible to calculate the block stiffness information of the tread portion in the actual ground contact area. Furthermore, there is no known method for calculating the block stiffness information of the tread portion in the ground plane from the ground plane image.

そこで、本発明は、タイヤの接地面の解析を、接地面画像を用いて行うとき、短時間に接地面内のトレッド部の有するブロック剛性の情報を算出することができるタイヤの接地面の解析方法及びプログラム、さらには、接地面の解析結果を用いたタイヤ特性予測方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides an analysis of a tire contact surface that can calculate the block rigidity information of the tread portion in the contact surface in a short time when the analysis of the contact surface of the tire is performed using the contact surface image. It is an object of the present invention to provide a method and program, and further a tire characteristic prediction method using an analysis result of a contact surface.

本発明の一つの態様は、タイヤの接地面の解析方法である。当該解析方法は、
（ａ）タイヤの接地面のデジタル画像である接地面画像を取得するステップと、
（ｂ）取得した前記接地面画像を解析対象画像として用いて、前記解析対象画像のトレッド部の接地部分を表す実接地領域から、前記実接地領域の他にタイヤのトレッド部の溝の領域を含んだ総接地領域を決定するステップと、
（ｃ）前記総接地領域において、前記解析対象画像の画素配列方向に直線状に延びる画素列で構成された直線を複数用いて前記実接地領域を特定することにより、前記タイヤのトレッド部のブロック剛性の情報を算出するステップと、を有する。 One aspect of the present invention is a method for analyzing a contact surface of a tire. The analysis method is
(A) obtaining a contact surface image that is a digital image of the contact surface of the tire;
(B) Using the acquired contact surface image as an analysis target image, from the actual contact region representing the contact portion of the tread portion of the analysis target image, in addition to the actual contact region, the groove region of the tread portion of the tire Determining a total ground contact area including;
(C) Blocking the tread portion of the tire by identifying the actual ground contact area using a plurality of straight lines formed by pixel rows extending linearly in the pixel arrangement direction of the analysis target image in the total ground contact area. Calculating rigidity information.

その際、前記（ａ）のステップでは、前記タイヤの接地面画像の画素配列方向を、前記タイヤのタイヤ周方向及びタイヤ幅方向に一致させ、
前記（ｃ）のステップでは、複数の前記直線のうち前記実接地領域を通り、前記溝の部分で分断される線分及び前記実接地領域の縁から縁まで延びる線分の平均長さを、ブロックのブロック長として用いて前記ブロック剛性の情報を算出する、ことが好ましい。 At that time, in the step (a), the pixel arrangement direction of the tire contact surface image is matched with the tire circumferential direction and the tire width direction of the tire,
In the step (c), an average length of a line segment that passes through the actual grounding region among the plurality of straight lines and is divided by the groove portion and a line segment that extends from edge to edge of the actual grounding region, It is preferable to calculate the block rigidity information using the block length.

あるいは、前記（ａ）のステップでは、前記接地面画像を予め定めた角度ずつ回転した複数の回転画像を得、
前記（ｃ）のステップでは、複数の前記直線のうち前記実接地領域を通り、前記溝の部分で分断される線分及び前記実接地領域の縁から縁まで延びる線分の平均長さを、ブロック剛性のブロック長として用いて前記複数の回転画像それぞれにおける前記画素配列方向のブロック剛性の情報を算出することにより、前記タイヤのトレッド部のブロック剛性の方向依存性を評価する、ことも好ましい。 Alternatively, in the step (a), a plurality of rotated images obtained by rotating the ground plane image by a predetermined angle are obtained,
In the step (c), an average length of a line segment that passes through the actual grounding region among the plurality of straight lines and is divided by the groove portion and a line segment that extends from edge to edge of the actual grounding region, It is also preferable to evaluate the direction dependency of the block stiffness of the tread portion of the tire by calculating the block stiffness information in the pixel arrangement direction in each of the plurality of rotation images using the block stiffness as the block length.

前記平均長さは、前記線分の長さの二乗平均の平方根である、ことが好ましい。 The average length is preferably a square root of a root mean square of the length of the line segment.

前記平均長さは、前記画素配列方向の互いに直交する２つの方向の長さを含む、ことが好ましい。 The average length preferably includes lengths in two directions orthogonal to each other in the pixel array direction.

また、本発明の他の一態様は、タイヤの接地面の解析結果を用いてタイヤの特性を予測するタイヤ特性予測方法である。当該方法は、
（ｄ）タイヤの接地面のデジタル画像である接地面画像を取得するステップと、
（ｅ）取得した前記接地面画像を解析対象画像として用いて、前記解析対象画像のトレッド部の接地部分を表す実接地領域から、前記実接地領域の他にタイヤのトレッド部の溝の領域を含んだ総接地領域を決定するステップと、
（ｆ）前記総接地領域において、前記解析対象画像の画素配列方向に直線状に延びる画素列で構成された直線を複数用いて前記実接地領域を特定することにより、前記タイヤのトレッド部のタイヤ周方向のブロック剛性とタイヤ幅方向のブロック剛性の比を算出するステップと、
（ｇ）路面に対するスリップ率をタイヤに与えたときタイヤの回転軸に作用する力をシミュレーションにより算出する解析タイヤモデルで前記力を予測算出するために、算出した前記ブロック剛性の比を用いるステップと、を有する。 Another aspect of the present invention is a tire characteristic prediction method for predicting a tire characteristic using an analysis result of a tire contact surface. The method is
(D) obtaining a contact surface image that is a digital image of the contact surface of the tire;
(E) Using the acquired contact surface image as an analysis target image, from the actual contact region representing the contact portion of the tread portion of the analysis target image, in addition to the actual contact region, the groove region of the tire tread portion Determining a total ground contact area including;
(F) In the total ground contact area, by specifying the actual ground contact area using a plurality of straight lines configured by pixel rows extending linearly in the pixel arrangement direction of the analysis target image, the tire of the tread portion of the tire Calculating a ratio of block stiffness in the circumferential direction and block stiffness in the tire width direction;
(G) using the calculated block stiffness ratio to predict and calculate the force with an analysis tire model that calculates the force acting on the rotation axis of the tire by simulation when a slip ratio with respect to the road surface is given to the tire; Have.

また、本発明のさらに他の一態様は、タイヤの接地面の解析をコンピュータに実行させるプログラムである。当該プログラムは、
（ｈ）タイヤの接地面のデジタル画像である接地面画像をコンピュータに取得させ、コンピュータのメモリに記憶させる手順と、
（ｉ）取得した前記接地面画像を解析対象画像として用いて、前記解析対象画像のトレッド部の接地部分を表す実接地領域から、前記実接地領域の他にタイヤのトレッド部の溝の領域を含んだ総接地領域をコンピュータに決定させる手順と、
（ｊ）前記総接地領域において、前記解析対象画像の画素配列方向に直線状に延びる画素列で構成された直線を複数用いて前記実接地領域を特定することにより、前記タイヤのトレッド部のブロック剛性の情報をコンピュータに算出させる手順と、を有する。 Yet another embodiment of the present invention is a program that causes a computer to execute analysis of a ground contact surface of a tire. The program is
(H) a procedure for causing a computer to acquire a contact surface image, which is a digital image of a tire contact surface, and storing the image in a computer memory;
(I) Using the acquired contact surface image as an analysis target image, from the actual contact region representing the contact portion of the tread portion of the analysis target image, in addition to the actual contact region, the groove region of the tire tread portion A procedure for the computer to determine the total ground contact area,
(J) In the total ground contact area, the actual ground contact area is specified by using a plurality of straight lines formed by pixel rows extending linearly in the pixel arrangement direction of the analysis target image, thereby to block the tread portion of the tire. And causing the computer to calculate rigidity information.

上述の態様によれば、タイヤの接地面の解析を、接地面画像を用いて行うとき、短時間に接地面内のトレッド部の有するブロック剛性の情報を算出することができる。さらに、このブロック剛性の情報を用いて、タイヤ特性を予測することができる。 According to the above-described aspect, when analyzing the contact surface of the tire using the contact surface image, it is possible to calculate information on the block rigidity of the tread portion in the contact surface in a short time. Furthermore, tire characteristics can be predicted using this block stiffness information.

本実施形態のタイヤの接地面の解析方法を実行するタイヤの接地面解析装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the tire contact surface analysis apparatus which performs the analysis method of the contact surface of the tire of this embodiment. （ａ）は、本実施形態の画像取得部で得られる二値化する前の画像の一例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す画像から得られる二値化した実接地領域の画像の一例を示す図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示される実接地領域の画像から決定される総接地領域の画像の一例を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the image before binarization obtained by the image acquisition part of this embodiment, (b) is the binarized actual grounding obtained from the image shown in (a) It is a figure which shows an example of the image of an area | region, (c) is a figure which shows an example of the image of the total grounding area | region determined from the image of the actual grounding area | region shown by (b). （ａ）、（ｂ）は実接地領域の部分を特定するために用いるタイヤ周方向、タイヤ幅方向に延びる複数の直線を説明する図である。(A), (b) is a figure explaining the several straight line extended in the tire circumferential direction used in order to specify the part of an actual contact area | region, and a tire width direction. 本実施形態におけるブロックの形状を説明する図である。It is a figure explaining the shape of the block in this embodiment. （ａ）〜（ｃ）は、ブロックの変形を説明する図である。(A)-(c) is a figure explaining deformation | transformation of a block. （ａ）〜（ｃ）は、種々のタイヤサイズのタイヤの接地面画像の例を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the example of the ground-contact surface image of the tire of various tire sizes. 本実施形態で求められるブロック剛性の比の利用の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of utilization of the ratio of the block rigidity calculated | required by this embodiment. 図７に示すタイヤ解析モデルの例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the tire analysis model shown in FIG. （ａ），（ｂ）は、本実施形態の方法で求めたブロック剛性の比Ｃx／Ｃyの有効性を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the effectiveness of ratio Cx / Cy of the block rigidity calculated | required with the method of this embodiment.

以下、本発明のタイヤの接地面の解析方法、タイヤ特性予測方法及びプログラムの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a tire contact surface analysis method, a tire characteristic prediction method, and a program according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（実施形態）
図１は、タイヤの接地面の解析方法を実行するタイヤの接地面解析装置１０の構成を示す図である。
接地面解析装置１０が実行するタイヤの接地面の解析方法は、まず、
（ａ）タイヤの接地面のデジタル画像である接地面画像を取得する。
（ｂ）次に、取得した接地面画像を解析対象画像として用いて、解析対象画像のトレッド部の接地部分を表す実接地領域から、実接地領域の他にタイヤのトレッド部の溝の領域を含んだ総接地領域を決定する。
（ｃ）次に、総接地領域において、解析対象画像の画素配列方向に直線状に延びる画素列で構成された直線を複数用いて実接地領域を特定することにより、タイヤのトレッド部のブロック剛性の情報を算出する。この時、複数の前記直線は、前記直線の延在方向と直交する方向に並ぶそれぞれの画素を通る直線である。 (Embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a tire contact surface analysis apparatus 10 that executes a tire contact surface analysis method.
The tire contact surface analysis method executed by the contact surface analysis device 10 is as follows.
(A) A ground plane image, which is a digital image of a tire ground plane, is acquired.
(B) Next, using the acquired contact surface image as an analysis target image, from the actual contact region representing the contact portion of the tread portion of the analysis target image, in addition to the actual contact region, the groove region of the tread portion of the tire Determine the total ground area included.
(C) Next, in the total ground contact area, the block contact rigidity of the tread portion of the tire is determined by specifying the actual ground contact area using a plurality of straight lines formed by pixel rows extending linearly in the pixel arrangement direction of the analysis target image. Information is calculated. At this time, the plurality of straight lines are straight lines passing through the respective pixels arranged in a direction orthogonal to the extending direction of the straight lines.

具体的には、接地面解析装置１０は、トレッドパターン付きタイヤ１００の接地面画像を撮影し、タイヤ１００のトレッドパターンの接地面画像をデジタル画像として取得する撮影装置１２と、このタイヤの接地面画像をデジタル画像に画像処理を施して接地面の解析を行う画像処理装置１４とを有する。画像処理装置１４には、撮影装置１２、ディスプレイ１６、プリンタ１８、及び、キーボード、マウスなどの公知の入力デバイス２０が、画像処理装置１４のデータ入出力部２２を介して接続されている。 Specifically, the contact surface analysis device 10 captures a contact surface image of the tire 100 with a tread pattern and acquires a contact surface image of the tread pattern of the tire 100 as a digital image, and the contact surface of the tire. And an image processing device 14 that performs image processing on the digital image and analyzes the ground plane. The image processing apparatus 14 is connected to a photographing apparatus 12, a display 16, a printer 18, and a known input device 20 such as a keyboard and a mouse via a data input / output unit 22 of the image processing apparatus 14.

撮影装置１２は、タイヤ１００を所定の負荷荷重で支持する透明性を有する強化ガラスからなる支持基板３４と、この支持基板３４上に載置した厚紙、紙、その他の適切なシート状媒体３６と、支持基板３４の下方に配置されたカメラ３８とを有する。カメラ３８は、例えば、デジタルカメラであり、被写体の画像を、例えば、８ビットのデジタル画像データとして取得できる。このカメラ３８は、画像処理装置１４に接続されている。 The photographing apparatus 12 includes a support substrate 34 made of transparent tempered glass that supports the tire 100 with a predetermined load, and cardboard, paper, and other appropriate sheet-like medium 36 placed on the support substrate 34. And a camera 38 disposed below the support substrate 34. The camera 38 is a digital camera, for example, and can acquire an image of a subject as, for example, 8-bit digital image data. The camera 38 is connected to the image processing device 14.

撮影装置１２においては、カメラ３８側から照明光を当てて、支持基板３４およびシート状媒体３６を介して、支持基板３４におけるタイヤ１００の接地面を撮影する。カメラ３８で得られるデジタル画像データにおいて、タイヤの接地圧力が高い部分ほど画素の信号値が高く、ディスプレイ１６に明るく表示される。したがって、溝に該当する部分は、暗く画面表示される。 In the photographing device 12, illumination light is applied from the camera 38 side, and the ground contact surface of the tire 100 on the support substrate 34 is photographed through the support substrate 34 and the sheet-like medium 36. In the digital image data obtained by the camera 38, the higher the tire ground pressure, the higher the pixel signal value and the brighter the display 16 is. Therefore, the portion corresponding to the groove is darkly displayed on the screen.

接地面解析装置１０において、タイヤ１００の接地面画像を取得する方法は、上記撮影装置１２を用いた方法に限定されるものではない。例えば、墨、または朱肉等の転写材をタイヤ１００のトレッド部に予め塗布して、紙等の被転写材に転写して、タイヤ１００の接地面を得、この被転写材に転写されたタイヤ１００の接地面をカメラ３８で撮影して、タイヤ１００の接地面画像を取得してもよい。
また、カメラ３８にてタイヤの接地面画像を取得する場合、タイヤ１００のトレッド部の回転方向であるタイヤ１００のタイヤ周方向が、得られる接地面画像の２つの画素配列方向のうち一方の画素配列方向に一致するように取得し、タイヤ１００のタイヤ幅方向を２つの画素配列方向のうち他方の画素配列方向に一致するように取得することが好ましい。 In the contact surface analysis device 10, the method for acquiring the contact surface image of the tire 100 is not limited to the method using the photographing device 12. For example, a transfer material such as black ink or vermilion is applied in advance to the tread portion of the tire 100 and transferred to a transfer material such as paper to obtain a ground contact surface of the tire 100, and the tire transferred to the transfer material The ground contact surface image of the tire 100 may be acquired by photographing the ground contact surface 100 with the camera 38.
Further, when a tire contact surface image is acquired by the camera 38, the tire circumferential direction of the tire 100, which is the rotation direction of the tread portion of the tire 100, is one pixel of the two pixel arrangement directions of the obtained contact surface image. Preferably, the tire width direction of the tire 100 is acquired so as to coincide with the arrangement direction, and the tire width direction of the tire 100 is obtained so as to coincide with the other pixel arrangement direction of the two pixel arrangement directions.

ディスプレイ１６は、画像処理装置１４で得られた各種画像を表示するものであり、必要に応じて画像処理条件をマウス、キーボード等の入力デバイス２０を用いて入力するための入力指示画面を表示する。このディスプレイ１６には、液晶表示装置等、公知の画像表示装置を用いることができる。プリンタ１８は、ディスプレイ１６に表示される各種画像等を紙などの記録媒体にプリントとして出力する。 The display 16 displays various images obtained by the image processing apparatus 14 and displays an input instruction screen for inputting image processing conditions using an input device 20 such as a mouse or a keyboard as necessary. . As the display 16, a known image display device such as a liquid crystal display device can be used. The printer 18 outputs various images displayed on the display 16 as a print on a recording medium such as paper.

画像処理装置１４は、ＣＰＵ２４と、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリ２６とを有するコンピュータにより構成される。メモリ２６には、本実施形態の接地面の解析を実行するプログラムが記録されている。このプログラムが呼び出されて起動することにより、後述する画像取得部２８、総接地領域決定部３０、及び接地面評価部３２がコンピュータ内に形成される。すなわち、画像取得部２８、総接地領域決定部３０、及び接地面評価部３２は、プログラムが起動することにより形成されるソフトウェアモジュールである。したがって、画像取得部２８、総接地領域決定部３０、及び接地面評価部３２の演算機能は、ＣＰＵ２４が実質的に司る。 The image processing apparatus 14 is configured by a computer having a CPU 24 and a memory 26 such as a RAM or a ROM. The memory 26 stores a program for executing the analysis of the ground plane in the present embodiment. When this program is called and activated, an image acquisition unit 28, a total grounding area determination unit 30, and a grounding surface evaluation unit 32 described later are formed in the computer. That is, the image acquisition unit 28, the total ground contact area determination unit 30, and the ground plane evaluation unit 32 are software modules that are formed when a program is started. Therefore, the CPU 24 substantially controls the calculation functions of the image acquisition unit 28, the total ground contact area determination unit 30, and the ground plane evaluation unit 32.

撮影装置１２は、カメラ３８で取得した接地面の画像を画像処理装置１４に送り、データ入出力部２２を通してメモリ２６に供給される。メモリ２６は、供給された画像を接地面画像として記憶する。 The imaging device 12 sends the image of the ground plane acquired by the camera 38 to the image processing device 14 and is supplied to the memory 26 through the data input / output unit 22. The memory 26 stores the supplied image as a ground plane image.

画像取得部２８は、カメラ３８から供給された、タイヤ１００の接地面の画像を表すデジタル画像データについて統計処理を用いて閾値を設定し、デジタル画像データを二値の画像データに変換する処理を行って、二値化画像データを生成する。また、画像取得部２８は、メモリ２６に二値画像データを送り、二値画像データはメモリ２６に記憶される。
具体的には、画像取得部２８は、カメラ３８から供給されるデジタル画像データについて、階調を横軸とした輝度頻度分布を算出し、この輝度頻度分布を微分（差分）して分布を求め、この分布から、タイヤの接地部と背景の部分（非接地部）とをわける輝度値を設定する。この輝度値を閾値として二値化処理が行われる。これにより、二値化画像データが得られる。この二値化画像データにより表される二値化画像は、直交する行方向と列方向に複数の画素が配列されてなる。本実施形態においては、二値化画像データについて、タイヤ１００の接地する部分を、例えば、信号値１（第１の画素値）、他の背景部分、すなわち、非接地部を信号値０（第２の画素値）とする。さらに、二値化画像データに基づいて、例えば、信号値１を黒い画素（以下、黒画素という）とし、信号値０を白い画素（以下、白画素という）とする。
これにより、ディスプレイ１６に、タイヤ１００が実際に接地している接地部分が黒、非接地部分が白となった二値化画像として表示される。この二値化画像は、タイヤ１００のトレッド部が実際に地面（支持基板）に接地する接地部分を表す実接地領域である。
図２（ａ）は、画像取得部２８で得られる二値化する前の画像の一例を示す。
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す画像から得られる二値化した実接地領域の画像の一例を示す。 The image acquisition unit 28 sets a threshold value using statistical processing for digital image data representing an image of the ground contact surface of the tire 100 supplied from the camera 38, and converts the digital image data into binary image data. To generate binarized image data. Further, the image acquisition unit 28 sends binary image data to the memory 26, and the binary image data is stored in the memory 26.
Specifically, the image acquisition unit 28 calculates a luminance frequency distribution with gradation as the horizontal axis for the digital image data supplied from the camera 38, and obtains the distribution by differentiating (differing) the luminance frequency distribution. From this distribution, a luminance value that separates the ground contact portion of the tire from the background portion (non-ground contact portion) is set. Binarization processing is performed using this luminance value as a threshold value. Thereby, binarized image data is obtained. The binarized image represented by the binarized image data is formed by arranging a plurality of pixels in orthogonal row and column directions. In the present embodiment, for the binarized image data, a portion of the tire 100 that contacts the ground is, for example, a signal value 1 (first pixel value), and another background portion, that is, a non-ground portion is a signal value 0 (first). 2 pixel value). Further, based on the binarized image data, for example, the signal value 1 is a black pixel (hereinafter referred to as a black pixel), and the signal value 0 is a white pixel (hereinafter referred to as a white pixel).
As a result, the display 16 displays a binarized image in which the grounded portion where the tire 100 is actually grounded is black and the non-grounded portion is white. This binarized image is an actual grounding area representing a grounding portion where the tread portion of the tire 100 is actually grounded to the ground (supporting substrate).
FIG. 2A shows an example of an image before binarization obtained by the image acquisition unit 28.
FIG. 2B shows an example of a binarized real ground area image obtained from the image shown in FIG.

総接地領域決定部３０は、画像取得部２８で得られた二値化画像から、実接地領域の他にトレッド部の溝の領域を含んだ総接地領域を決定する。具体的には、総接地領域決定部３０は、二値化画像に対して、画素配列方向の１つに並ぶ第１の走査列毎に、白画素と黒画素との位置情報に基づいて、黒画素に挟まれる白画素を抽出する。さらに黒画素に挟まれた白画素の配列長さ（ランレングス）の情報を取得する。
次に、各第１の走査列について抽出された白画素の配列長さを、予め設定されている長さと比較し、白画素の配列長さが短ければ、その白画素を黒画素に変更する。なお、タイヤの接地面以外の領域は、黒画素がないため白画素は変換されない。 The total ground contact area determination unit 30 determines the total ground contact area including the groove area of the tread portion in addition to the actual ground contact area from the binarized image obtained by the image acquisition unit 28. Specifically, the total ground contact area determination unit 30 performs, for each first scan row arranged in one of the pixel arrangement directions with respect to the binarized image, based on position information of white pixels and black pixels. A white pixel sandwiched between black pixels is extracted. Further, information on the array length (run length) of white pixels sandwiched between black pixels is acquired.
Next, the arrangement length of the white pixels extracted for each first scan row is compared with a preset length. If the arrangement length of the white pixels is short, the white pixel is changed to a black pixel. . In the area other than the ground contact surface of the tire, white pixels are not converted because there are no black pixels.

さらに、第１の走査列の延在方向に対して直交する方向に延材する各第２の走査列毎に、白画素と黒画素との位置情報に基づいて、黒画素に挟まれる白画素を抽出する。さらに、黒画素に挟まれた白画素の配列長さの情報を取得する。次に、各第２の走査列について抽出された白画素の配列長さを、予め設定されている長さと比較し、白画素の配列長さが短ければ、その白画素を黒画素に変更する。これにより、実接地領域の他にトレッド部の溝の領域を含んだ総接地領域が決定される。この総接地領域の画像データがメモリ２６に記録される。図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示される実接地領域の画像から上述した処理により決定される総接地領域の画像の一例を示す。
このような処理は、本出願人により出願された特許出願（特願２００８−３０２６１３号、特開２０１０−１２７７６２号公報）の明細書に詳細に記載されている。 Further, a white pixel sandwiched between black pixels for each second scan row extending in a direction perpendicular to the extending direction of the first scan row based on positional information of the white pixel and the black pixel. To extract. Furthermore, information on the array length of white pixels sandwiched between black pixels is acquired. Next, the arrangement length of the white pixels extracted for each second scan row is compared with a preset length, and if the arrangement length of the white pixels is short, the white pixel is changed to a black pixel. . Thereby, in addition to the actual grounding region, the total grounding region including the region of the tread groove is determined. The image data of the total ground area is recorded in the memory 26. FIG. 2C shows an example of an image of the total ground contact area determined by the above-described processing from the image of the actual ground contact area shown in FIG.
Such processing is described in detail in the specifications of patent applications (Japanese Patent Application Nos. 2008-302613 and 2010-127762) filed by the present applicant.

接地面評価部３２は、決定された総接地領域において、上述の二値化画像の画素配列方向に直線状に延びる画素列で構成された直線を複数用いて実接地領域の部分を特定することにより、タイヤのトレッド部のブロック剛性の情報を算出する。具体的には、接地面評価部３２は、ブロック剛性の情報を算出し、タイヤ周方向のブロック剛性とタイヤ幅方向のブロック剛性の比を算出する。 In the determined total ground area, the ground plane evaluation unit 32 specifies a part of the actual ground area using a plurality of straight lines formed by pixel rows extending linearly in the pixel arrangement direction of the above-described binarized image. Thus, the block rigidity information of the tread portion of the tire is calculated. Specifically, the contact surface evaluation unit 32 calculates block rigidity information, and calculates a ratio between the block rigidity in the tire circumferential direction and the block rigidity in the tire width direction.

図３（ａ）は実接地領域の部分を特定するために用いるタイヤ周方向に延びる複数の直線を説明する図である。図３（ｂ）は実接地領域の部分を特定するために用いるタイヤ幅方向に延びる複数の直線を説明する図である。図３（ａ），（ｂ）では、直線を画素列の中心を通る細い直線で示している。このような直線群は、２つの画素配列方向のそれぞれにおいて、隣接する画素が実接地領域の部分に在るか否かを調べることにより直線を設定することができる。具体的には、設定される直線は、画像中のそれぞれの画素を通る画素列で構成された複数の直線のうち、実接地領域を通り、溝の部分で分断される線分及び実接地領域の縁から縁まで延びる線分である。溝の部分は、総接地領域から実接地領域を差し引いた部分であるので、総接地領域及び実接地領域が定まることにより、溝の部分は一意的に特定される。このような直線は、総接地領域内の直線であって、実接地領域を通る直線であって、直線の延在方向と直交する方向に隣接する画素毎に設定される。このような直線の長さの情報を用いて、接地面評価部３２は、タイヤ周方向及びタイヤ幅方向のブロック剛性のそれぞれをトレッドゴムのヤング率で割って得られるブロック剛性の形状因子をブロック剛性の情報として下記式にしたがって求める。図４はブロックの形状を説明する図である。例えば、図４に示すように、幅がｂで、接地面の平均長さがａであり、ブロックの高さがｔであるブロックにおいて、平均長さがａの辺の方向に力を加えたときのブロック剛性は、下記式で表される。Ｅはトレッドゴムのヤング率である。
ブロック剛性＝Ｅ／｛４ｔ^３／（ａ^３ｂ）＋３ｔ／（ａ・ｂ）｝
したがって、ブロックの単位面積当たりのブロック剛性は、下記式で表される。
単位面積当たりのブロック剛性＝Ｅ／（４ｔ^３／ａ^２＋３ｔ）
同様に、幅ｂの辺の方向に力を加えたときの単位面積当たりのブロック剛性は、下記式で表される。
単位面積当たりのブロック剛性＝Ｅ／（４ｔ^３／ｂ^２＋３ｔ｝
したがて、ブロック剛性の形状因子Ｆは、上記単位面積当たりのブロック剛性をヤング率Ｅで割ることにより下記式（１），（２）が得られる。
・平均長さがａの辺の方向に力を加えた場合、
Ｆ＝１／（４ｔ^３／ａ^２＋３ｔ）（１）
・幅ｂの辺の方向に力を加えた場合、
Ｆ＝１／（４ｔ^３／ｂ^２＋３ｔ）（２）
また、後述するように、上述し平均長さがａの辺の方向をタイヤ周方向としてａを求めてタイヤ周方向の形状因子を求め、さらに、幅ｂの辺の方向をタイヤ幅方向としてｂを求めてタイヤ幅方向の形状因子を求め、この２つの形状因子の比を求めることにより、タイヤ周方向のブロック剛性とタイヤ幅方向のブロック剛性の比を求めることもできる。この点は後述する。 FIG. 3A is a view for explaining a plurality of straight lines extending in the tire circumferential direction used for specifying the portion of the actual ground contact area. FIG. 3B is a view for explaining a plurality of straight lines extending in the tire width direction used for specifying the portion of the actual ground contact area. 3A and 3B, the straight line is shown as a thin straight line passing through the center of the pixel column. Such a straight line group can set a straight line by examining whether or not adjacent pixels are in the actual ground region in each of the two pixel arrangement directions. Specifically, a straight line to be set is a line segment and an actual grounding area that are divided by a groove portion through a real grounding area among a plurality of straight lines configured by pixel rows passing through respective pixels in the image. Is a line segment extending from edge to edge. Since the groove portion is a portion obtained by subtracting the actual ground region from the total ground region, the groove portion is uniquely specified when the total ground region and the actual ground region are determined. Such a straight line is a straight line within the total grounding area, and is a straight line passing through the actual grounding area, and is set for each pixel adjacent in a direction orthogonal to the extending direction of the straight line. Using such straight line length information, the contact surface evaluation unit 32 blocks the block stiffness form factor obtained by dividing each of the block stiffness in the tire circumferential direction and the tire width direction by the Young's modulus of the tread rubber. The rigidity information is obtained according to the following formula. FIG. 4 is a diagram illustrating the shape of the block. For example, as shown in FIG. 4, in a block where the width is b, the average length of the contact surface is a, and the height of the block is t, a force is applied in the direction of the side having the average length of a. The block rigidity is expressed by the following formula. E is the Young's modulus of the tread rubber.
Block rigidity = E / {4t ³ / (a ³ b) + 3t / (a · b)}
Therefore, the block rigidity per unit area of the block is expressed by the following equation.
Block rigidity per unit area = E / (4t ³ / a ² + 3t)
Similarly, the block rigidity per unit area when a force is applied in the direction of the side of the width b is expressed by the following equation.
Block rigidity per unit area = E / (4t ³ / b ² + 3t}
Therefore, the following formulas (1) and (2) are obtained by dividing the block rigidity per unit area by the Young's modulus E as the block rigidity form factor F.
・ When a force is applied in the direction of the side whose average length is a,
F = 1 / (4t ³ / a ² + 3t) (1)
・ When force is applied in the direction of the side of width b
F = 1 / (4t ³ / b ² + 3t) (2)
Further, as will be described later, the shape factor in the tire circumferential direction is obtained by obtaining a with the direction of the side having the average length of a described above as the tire circumferential direction, and further, the direction of the side of the width b is designated as b with the tire width direction. By obtaining the shape factor in the tire width direction and obtaining the ratio of the two shape factors, the ratio of the block stiffness in the tire circumferential direction to the block stiffness in the tire width direction can be obtained. This point will be described later.

このように、接地面評価部３２は、実接地領域を特定するために用いる複数の直線のうち実接地領域を通り、溝の部分で分断される線分及び実接地領域の縁から縁まで延びる線分の平均長さを、ブロックのブロック長として用いてブロック剛性の形状因子Ｆを算出することが好ましい。この場合、上述の平均長さは、線分の長さの二乗平均の平方根であることが好ましい。二乗平均とは、各線分の長さの二乗の平均値である。長さの短い線分の寄与はブロック剛性にとって小さいため、線分の長さの二乗平均の平方根を平均長さとして用いることはブロック剛性の情報を算出する点で有効である。また、上述した形状因子Ｆでは、力を加える方向のブロックの長さａ，ｂが、ａ^２，ｂ^２の形で形状因子Ｆに影響を与えるので、線分の長さの二乗平均を用いることがブロック剛性の情報を算出する点で有効である。また、平均長さは、画素配列方向の互いに直交する２つの方向の長さを含むことが、２方向のブロック剛性の情報を同時に求めることができるので好ましい。 In this way, the ground contact surface evaluation unit 32 passes through the actual ground contact region among the plurality of straight lines used for specifying the actual ground contact region, and extends from the edge of the actual ground contact region to the line segment divided by the groove portion. It is preferable to calculate the block rigidity form factor F using the average length of the line segment as the block length of the block. In this case, the above-mentioned average length is preferably the square root of the root mean square of the length of the line segment. The root mean square is the mean square of the lengths of the line segments. Since the contribution of a short-length line segment is small for the block stiffness, using the square root of the mean square of the length of the line segment as the average length is effective in calculating block stiffness information. In the shape factor F described above, the block lengths a and b in the direction in which the force is applied affect the shape factor F in the form of a ² and b ² , so the root mean square of the lengths of the line segments is used. This is effective in calculating block stiffness information. In addition, it is preferable that the average length includes lengths in two directions orthogonal to each other in the pixel arrangement direction because information on block rigidity in the two directions can be obtained simultaneously.

図５（ａ）〜（ｃ）は、ブロックの変形を説明する図である。
上記式で規定されるブロック剛性の形状因子Ｆは、図５（ａ）に示すせん断変形と、図５（ｂ）に示す曲げ変形とが組み合わさった、図５（ｃ）に示す全変形である。上記式（１）は、図５（ａ）及び図５（ｂ）の変形形態を組み合わせた図５（ｃ）に示す全変形によって規定されるブロック剛性の形状因子Ｆの算出式である。 FIGS. 5A to 5C are diagrams for explaining block deformation.
The form factor F of the block rigidity defined by the above formula is the total deformation shown in FIG. 5 (c), which is a combination of the shear deformation shown in FIG. 5 (a) and the bending deformation shown in FIG. 5 (b). is there. The above formula (1) is a formula for calculating the form factor F of the block stiffness defined by the total deformation shown in FIG. 5C, which is a combination of the deformation modes of FIG. 5A and FIG. 5B.

このようにして求めた平均ブロック長及びブロック剛性の比の例が、図６（ａ）〜（ｃ）に示されている。ブロック剛性の比は、タイヤ周方向の形状因子Ｆをタイヤ幅方向の形状因子で割って得ることができる。
図６（ａ）は、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５、空気圧２３０ｋＰａ，負荷荷重４．５０ｋＮにおけるタイヤの接地面画像の例を示す図である。図６（ａ）の例では、平均ブロック長は、タイヤ周方向に関して１９．３ｍｍ、タイヤ幅方向に関して１９．５ｍｍである。平均ブロック長は、上記線分の長さの二乗平均の平方根の長さである。このようなブロック長のブロックの形状Ｓaが図示されている。そして、上記平均ブロック長のそれぞれの値を上述の式（１），（２）に代入して得られた形状因子Ｆから求められるブロック剛性の比（＝タイヤ周方向のブロック剛性／タイヤ幅方向のブロック剛性の比）の値は、4０．９９７（ｔ＝７ｍｍ）であることが示されている。
図６（ｂ）は、タイヤサイズ２４５／４０Ｒ１８、空気圧２３０ｋＰａ，負荷荷重３．９２ｋＮにおけるタイヤの接地面画像の例を示す図である。図６（ｂ）の例では、平均ブロック長は、タイヤ周方向に関して５３．０ｍｍ、タイヤ幅方向に関して２１．５ｍｍである。このようなブロック長のブロックの形状Ｓｂが図示されている。そして、上記平均ブロック長の値と上述の式（１），（２）を用いて得られたブロック剛性の比の値は１．１１６（ｔ＝７ｍｍ）であることが示されている。
図６（ｃ）は、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５、空気圧２３０ｋＰａ，負荷荷重４．５０ｋＮにおけるタイヤの接地面画像の例を示す図である。図６（ｃ）の例では、平均ブロック長は、タイヤ周方向に関して１０５．１ｍｍ、タイヤ幅方向に関して１９．４ｍｍである。このようなブロック長のブロックの形状Ｓｃが図示されている。そして、上記平均ブロック長の値と上述の式（１），（２）を用いて得られたブロック剛性の比の値は１．１６７（ｔ＝７ｍｍ）であることが示されている。
接地面評価部３２は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すような情報をディスプレイ１６に表示するために、ディスプレイ１６にデータを供給する。 Examples of the ratio of the average block length and the block rigidity thus obtained are shown in FIGS. 6 (a) to 6 (c). The ratio of block rigidity can be obtained by dividing the shape factor F in the tire circumferential direction by the shape factor in the tire width direction.
FIG. 6A is a diagram illustrating an example of a tire contact surface image at a tire size of 195 / 65R15, an air pressure of 230 kPa, and a load load of 4.50 kN. In the example of FIG. 6A, the average block length is 19.3 mm in the tire circumferential direction and 19.5 mm in the tire width direction. The average block length is the length of the square root of the root mean square of the length of the line segment. A block shape Sa of such a block length is shown. Then, the ratio of block stiffness obtained from the shape factor F obtained by substituting the respective values of the average block length into the above formulas (1) and (2) (= block stiffness in the tire circumferential direction / tire width direction) The value of the block rigidity ratio) is shown to be 40.997 (t = 7 mm).
FIG. 6B is a diagram showing an example of a tire contact surface image at a tire size of 245 / 40R18, an air pressure of 230 kPa, and a load load of 3.92 kN. In the example of FIG. 6B, the average block length is 53.0 mm in the tire circumferential direction and 21.5 mm in the tire width direction. A block shape Sb of such a block length is shown. Then, it is shown that the value of the ratio of the block rigidity obtained by using the above average block length value and the above formulas (1) and (2) is 1.116 (t = 7 mm).
FIG. 6C is a diagram illustrating an example of a tire contact surface image at a tire size of 195 / 65R15, an air pressure of 230 kPa, and a load load of 4.50 kN. In the example of FIG. 6C, the average block length is 105.1 mm in the tire circumferential direction and 19.4 mm in the tire width direction. A block shape Sc having such a block length is illustrated. Then, it is shown that the value of the ratio of the block rigidity obtained by using the above average block length value and the above formulas (1) and (2) is 1.167 (t = 7 mm).
The ground plane evaluation unit 32 supplies data to the display 16 in order to display information as shown in FIGS. 6A to 6C on the display 16.

このように接地面評価部３２で求められたブロック剛性の特徴量を用いて、接地面評価部３２は、例えばトレッドパターンがドライ操縦安定性に優れたトレッドパターンであるか、あるいは、制駆動特性に優れたトレッドパターンであるかといった評価を行う。このような評価は、求められた特徴量と、ドライ操縦安定性の指標であるコーナリングパワーの値や制駆動特性の指標である制駆動スティフネスの値等の評価情報との間の対応関係を予め作成しておき、求められた特徴量を用いることによりトレッドパターンのブロック剛性の評価、例えば、トレッドパターンは、ドライ操縦安定性に特に優れたブロックを有する、といった評価をすることができる。 In this way, using the feature value of the block rigidity obtained by the contact surface evaluation unit 32, the contact surface evaluation unit 32 determines whether the tread pattern is a tread pattern with excellent dry handling stability or the braking / driving characteristics. It is evaluated whether the tread pattern is excellent. In such an evaluation, a correspondence relationship between the obtained feature amount and evaluation information such as a cornering power value that is an index of dry steering stability and a braking / driving stiffness value that is an index of braking / driving characteristics is determined in advance. It is possible to evaluate the block rigidity of the tread pattern, for example, to evaluate that the tread pattern has a block particularly excellent in dry maneuvering stability by using the obtained feature amount.

本実施形態では、コンピュータ上でプログラムを起動させて画像取得部２８、総接地領域決定部３０、及び接地面評価部３２の各処理を機能させる。このようなプログラムは、以下のような手順を含む。すなわち、
（ｈ）タイヤの接地面のデジタル画像である接地面画像をコンピュータに取得させ、コンピュータのメモリ２６に記憶させる手順と、
（ｉ）取得した接地面画像を解析対象画像として用いて、解析対象画像のトレッド部の接地部分を表す実接地領域から、この実接地領域の他にタイヤのトレッド部の溝を含んだ総接地領域をコンピュータに決定させる手順と、
（ｊ）総接地領域において、解析対象画像の画素配列方向に直線状に延びる画素列で構成された直線を複数用いて実接地領域を特定することにより、タイヤのトレッド部のブロック剛性の情報をコンピュータに算出させる手順。
このようなプログラムは、ネットワークやＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の記録媒体により頒布あるいは譲渡される。 In this embodiment, a program is started on a computer, and each process of the image acquisition part 28, the total contact area determination part 30, and the contact surface evaluation part 32 is functioned. Such a program includes the following procedures. That is,
(H) a procedure for causing a computer to acquire a ground plane image, which is a digital image of a tire ground plane, and storing the image in a memory 26 of the computer;
(I) Using the acquired contact surface image as an analysis target image, from the actual contact region representing the contact portion of the tread portion of the analysis target image, the total contact including the tire tread groove in addition to the actual contact region A procedure to let the computer determine the area;
(J) In the total ground contact area, by specifying a real ground contact area using a plurality of straight lines composed of pixel rows extending linearly in the pixel arrangement direction of the analysis target image, block rigidity information of the tread portion of the tire is obtained. A procedure that causes a computer to calculate.
Such a program is distributed or transferred via a network, a recording medium such as a CD-ROM or a DVD.

（変形例１）
上述の実施形態では、画像取得部２８が接地面画像を取得するとき、タイヤの接地面画像の２つの画素配列方向が、タイヤ１００のタイヤ周方向及びタイヤ幅方向に一致するように接地面画像は取得される。そして、この接地面画像を用いてタイヤ周方向のブロック剛性の情報及びタイヤ幅方向のブロック剛性の情報を算出する。しかし、変形例１では、画像取得部２８で得た接地面画像をさらに、予め定めた角度ずつ回転処理して複数の回転画像を得、この回転画像それぞれを接地面の解析対象画像として用いて、任意の設定した方向におけるブロック剛性の方向依存性を求め、評価する。任意の設定した方向には、タイヤ周方向及びタイヤ幅方向を含んだ全周の方向（３６０度の方向）が含まれる。 (Modification 1)
In the above-described embodiment, when the image acquisition unit 28 acquires the contact surface image, the contact surface image is such that the two pixel arrangement directions of the tire contact surface image coincide with the tire circumferential direction and the tire width direction of the tire 100. Is acquired. And the information of the block rigidity of a tire peripheral direction and the block rigidity of a tire width direction is calculated using this contact surface image. However, in the first modification, the ground plane image obtained by the image acquisition unit 28 is further rotated by a predetermined angle to obtain a plurality of rotated images, and each of the rotated images is used as an analysis target image of the ground plane. Then, the direction dependency of the block rigidity in an arbitrary set direction is obtained and evaluated. The arbitrarily set direction includes a circumferential direction (360-degree direction) including a tire circumferential direction and a tire width direction.

具体的には、画像取得部２８は、接地面画像を予め定めた角度ずつ回転処理した複数の回転画像を得る。
接地面評価部３２は、実接地領域を特定するために用いる複数の直線のうち実接地領域を通り、溝の部分で分断される線分及び実接地領域の縁から縁まで延びる線分の平均長さを、ブロックのブロック長として用いて複数の回転画像それぞれにおける画素配列方向のブロック剛性の情報（形状因子Ｆ）を算出する。これにより、回転画像それぞれにおける画素配列方向は、設定された方向の範囲でタイヤ周方向あるいはタイヤ幅方向に対して方向がずれているので、算出されるブロック剛性の情報（形状因子）は、設定された方向におけるブロック剛性の情報（形状因子）となっている。このブロック剛性の情報を用いて接地面評価部３２は、タイヤのトレッド部のブロック剛性の方向依存性を評価する。ブロック剛性は、タイヤ周方向あるいはタイヤ幅方向においてブロック剛性の値が大きくても、タイヤ周方向あるいはタイヤ幅方向から少し外れた方向においてブロック剛性の値が急激に低下するといった場合もあり、制動特性やコーナリング特性に影響を与える。このため、ブロック剛性の方向依存性を求め、ブロック剛性の方向依存性が強いか弱いかを評価することは好ましい。 Specifically, the image acquisition unit 28 obtains a plurality of rotated images obtained by rotating the ground plane image by a predetermined angle.
The ground contact surface evaluation unit 32 averages line segments that pass through the actual ground contact area among a plurality of straight lines used for specifying the actual ground contact area, and that are divided at the groove portion, and line segments that extend from edge to edge of the actual ground contact area. Using the length as the block length of the block, the block rigidity information (shape factor F) in the pixel array direction in each of the plurality of rotated images is calculated. As a result, the pixel arrangement direction in each of the rotated images is deviated from the tire circumferential direction or the tire width direction within the set direction range, so the calculated block stiffness information (shape factor) is set. The block stiffness information (shape factor) in the specified direction is obtained. Using this block stiffness information, the ground contact surface evaluation unit 32 evaluates the direction dependency of the block stiffness of the tread portion of the tire. Even if the block stiffness value is large in the tire circumferential direction or the tire width direction, the block stiffness value suddenly decreases in a direction slightly deviating from the tire circumferential direction or the tire width direction. Affects the cornering characteristics. For this reason, it is preferable to obtain the direction dependency of the block rigidity and evaluate whether the direction dependency of the block rigidity is strong or weak.

（ブロック剛性の比の利用法）
このようにして得られたブロック剛性の比は、例えば以下のように利用することもできる。図７はブロック剛性の比の利用の一例を説明する図である。上述したタイヤ周方向とタイヤ幅方向のブロック剛性の比は、予め評価されたコーナリングスティフネスＫyとともに用いて、制駆動スティフネスＫxを算出するために用いられる。
コーナリングスティフネスＫyとは、転動中のタイヤに微小なスリップ角αがついて横力Ｆｙが発生したとき、Ｋy＝Ｆy／ｔａｎαであらわされる量である。このＫyは、単位接地面積当たりのタイヤ幅方向のトレッドゴムの弾性定数Ｃyを用いてＫy＝Ｃy×（ｗ・ｌ²／２）と表される。ここで、ｗは、タイヤの接地面の幅（タイヤ接地面のタイヤ幅方向の平均長さ）であり、ｌは、タイヤの接地長（タイヤ接地面のタイヤ周方向の平均長さ）である。
また同様に、走行中のタイヤに微小なスリップ率Ｓがタイヤ周方向に加えられて前後力Ｆｘが発生したとき、制駆動スティフネスＫxが、Ｋx＝Ｆｘ／Ｓで表される。このＫxは、単位接地面積当たりのタイヤ周方向のトレッドゴムの弾性定数Ｃxを用いてＫx＝Ｃx×（ｗ・ｌ²／２）と表される。この弾性定数の比Ｃx/Ｃyは、図６（ａ）〜（ｃ）に示すようなタイヤ周方向のブロック剛性とタイヤ幅方向のブロック剛性の比に相当する。したがって、このブロック剛性の比が求められれば、ブロック剛性の比を弾性定数の比Ｃx/Ｃyとして、予め評価されたコーナリングスティフネスＫyを用いて、制駆動時のタイヤ回転軸に作用する力、すなわち制駆動時の前後力を算出することができる。 (Use of block stiffness ratio)
The ratio of the block rigidity thus obtained can be used as follows, for example. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of use of the block stiffness ratio. The ratio of the block stiffness in the tire circumferential direction and the tire width direction described above is used together with the cornering stiffness Ky evaluated in advance to calculate the braking / driving stiffness Kx.
The cornering stiffness Ky is an amount expressed by Ky = Fy / tan α when a lateral force Fy is generated with a small slip angle α on a rolling tire. The Ky is expressed as Ky = Cy × (w · l 2/2) using the elastic constants Cy of the tread rubber in the tire width direction per unit ground area. Here, w is the width of the tire contact surface (average length of the tire contact surface in the tire width direction), and l is the tire contact length (average length of the tire contact surface in the tire circumferential direction). .
Similarly, when a small slip ratio S is applied to the running tire in the tire circumferential direction and the longitudinal force Fx is generated, the braking / driving stiffness Kx is expressed by Kx = Fx / S. The Kx is expressed as Kx = Cx × (w · l 2/2) using the elastic constant Cx of the tire circumferential direction of the tread rubber per unit ground area. This elastic constant ratio Cx / Cy corresponds to the ratio of the block stiffness in the tire circumferential direction and the block stiffness in the tire width direction as shown in FIGS. Therefore, when the ratio of the block stiffness is obtained, the force acting on the tire rotation shaft at the time of braking / driving using the previously evaluated cornering stiffness Ky with the ratio of the block stiffness as the elastic constant ratio Cx / Cy, that is, The longitudinal force during braking / driving can be calculated.

図８は、タイヤ解析モデルの例を説明する図である。タイヤ解析モデルは、図８に示すように、剛体の円筒部材にサイドウォールのばね特性を表す複数のばね要素を有するサイドウォールモデルＭ₁と、これらのバネ要素に接続された弾性リング体からなるベルトモデルＭ₂と、この弾性リング体の表面に接続されトレッド部のブロック剛性を再現したばね要素を有するトレッドモデルＭ₃とを含むモデルを数式で表したタイヤ力学モデルである。このようなタイヤ解析モデルは、公知のモデルが用いられ、例えば、本出願人の出願した公開公報である特開２００５−８８８３２号公報に記載されるタイヤ力学モデルが挙げられる。
上述したコーナリングスティフネスＫyについての記述式Ｋy＝Ｃy×（ｗ・ｌ²／２）は、トレッドモデルＭ₃のみの変形を考慮した「剛輪系」と呼ばれるものに相当する。しかし、実際にタイヤのコーナリング試験を行うとき、サイドウォールモデルＭ₁、ベルトモデルＭ₂及びトレッドモデルＭ₃の全ての変形の産物として横力ＦyとセルフアライニングトルクＭzが計測される。上記タイヤ力学モデルを用いて、コーナリング試験の計測データを解析することにより、「剛輪系」におけるコーナリングスティフネスＫy＝Ｃy×（ｗ・ｌ²／２）を求めることができる。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a tire analysis model. As shown in FIG. 8, the tire analysis model includes a sidewall model M ₁ having a plurality of spring elements representing the spring characteristics of the sidewalls on a rigid cylindrical member, and an elastic ring body connected to these spring elements. a belt model M _2, a tire dynamic model representing a model including a tread model M ₃ having reproduced spring element block rigidity of the connected tread portion on the surface of the elastic ring in the formula. As such a tire analysis model, a publicly known model is used, and examples thereof include a tire dynamic model described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-88832, which is a published publication filed by the present applicant.
Description of cornering stiffness Ky described above formulas Ky = Cy × (w · l 2/2) corresponds to what is referred to as considering the deformation of only the tread model M ₃ "Tsuyoshiwa system". However, when the tire cornering test is actually performed, the lateral force Fy and the self-aligning torque Mz are measured as products of all deformations of the sidewall model M ₁ , the belt model M ₂ and the tread model M ₃ . Using the above tire dynamic model, by analyzing the measurement data of the cornering test, it is possible to obtain the cornering stiffness in the "Tsuyoshiwa system" Ky = Cy × (w · l 2/2).

こうして求められた「剛輪系」におけるコーナリングスティフネスＫy＝Ｃy×（ｗ・ｌ²／２）と、比Ｃx／Ｃyに相当する、タイヤ周方向のブロック剛性とタイヤ幅方向のブロック剛性の比を用いて制駆動スティフネスＫx＝Ｋy×（ブロック剛性の比）が求められる。 A cornering stiffness Ky = Cy × (w · l 2/2) in this way obtained "Tsuyoshiwa system", corresponds to the ratio Cx / Cy, the ratio of the block rigidity in the tire circumferential direction of the block rigidity and the tire width direction The braking / driving stiffness Kx = Ky × (block stiffness ratio) is obtained.

上述したようなブロック剛性の比をタイヤ特性の予測に用いる場合、以下のようなステップが実行される。
（ｄ）タイヤの接地面のデジタル画像である接地面画像を取得する。
（ｅ）取得した前記接地面画像を解析対象画像として用いて、前記解析対象画像のトレッド部の接地部分を表す実接地領域から、前記実接地領域の他にタイヤのトレッド部の溝の領域を含んだ総接地領域を決定する。
（ｆ）前記総接地領域において、前記解析対象画像の画素配列方向に直線状に延びる画素列で構成された直線を複数用いて前記実接地領域を特定することにより、前記タイヤのトレッド部のタイヤ周方向のブロック剛性とタイヤ幅方向のブロック剛性の比を算出する。
（ｇ）コーナリング試験の試験データから求められる「剛輪系」のコーナリングスティフネスＫyを用いて、制駆動スティフネスＫxを求めるために、算出したタイヤ周方向のブロック剛性とタイヤ幅方向のブロック剛性の比が用いられる。求めた制駆動スティフネスＫxは、路面に対するスリップ率をタイヤに与えたときタイヤの回転軸に作用する前後力をシミュレーションにより算出するタイヤ解析モデルで前後力を予測算出する。 When the block stiffness ratio as described above is used for prediction of tire characteristics, the following steps are executed.
(D) Obtaining a contact surface image that is a digital image of the contact surface of the tire.
(E) Using the acquired contact surface image as an analysis target image, from the actual contact region representing the contact portion of the tread portion of the analysis target image, in addition to the actual contact region, the groove region of the tire tread portion Determine the total ground area included.
(F) In the total ground contact area, by specifying the actual ground contact area using a plurality of straight lines configured by pixel rows extending linearly in the pixel arrangement direction of the analysis target image, the tire of the tread portion of the tire The ratio of block stiffness in the circumferential direction and block stiffness in the tire width direction is calculated.
(G) The ratio of the block stiffness in the tire circumferential direction to the block stiffness in the tire width direction to obtain the braking / driving stiffness Kx using the cornering stiffness Ky of the “rigid wheel system” obtained from the test data of the cornering test. Is used. The obtained braking / driving stiffness Kx predicts and calculates the longitudinal force by a tire analysis model that calculates the longitudinal force acting on the rotation axis of the tire when a slip ratio with respect to the road surface is given to the tire.

図９（ａ），（ｂ）は、本実施形態の方法で求めたブロック剛性の比の有効性を示す図である。図９（ａ）のプロットグラフは、コーナリング試験の計測データを用いて求めた「剛輪系」のコーナリングスティフネスＫyから、ブロック剛性の比を用いて求めた制駆動スティフネスＫxの値（グラフの縦軸）と、実際に計測した制駆動スティフネスＫx（グラフの横軸）の値の一致度を示す図である。図９（ｂ）の横軸は、図９（ａ）と同じであるが、図９（ｂ）の縦軸は、ブロック剛性の比を１としたときの制駆動スティフネスＫx、すなわち、コーナリングスティフネスＫyの値を制駆動スティフネスＫxの値としたものである。
図９（ａ），（ｂ）のプロットは、タイヤ幅１４５〜２４５のサイズの乗用車用タイヤの例である。
図９（ａ），（ｂ）の比較からわかるように、本実施形態の方法で求めたブロック剛性の比を用いて制駆動スティフネスＫxを求める方法は、実際に計測した制駆動スティフネスＫxによく近似していることがわかる。 FIGS. 9A and 9B are diagrams showing the effectiveness of the block rigidity ratio obtained by the method of the present embodiment. The plot graph of FIG. 9 (a) shows the value of braking / driving stiffness Kx obtained by using the ratio of block stiffness from the cornering stiffness Ky of the “rigid ring system” obtained using the measurement data of the cornering test (the vertical axis of the graph). It is a figure which shows the coincidence degree of the value of braking / driving stiffness Kx (horizontal axis of a graph) actually measured. The horizontal axis of FIG. 9B is the same as FIG. 9A, but the vertical axis of FIG. 9B is the braking / driving stiffness Kx when the block stiffness ratio is 1, that is, the cornering stiffness. The value of Ky is the value of braking / driving stiffness Kx.
Plots in FIGS. 9A and 9B are examples of passenger car tires having a tire width of 145 to 245. FIG.
As can be seen from the comparison between FIGS. 9A and 9B, the method of obtaining the braking / driving stiffness Kx using the ratio of the block stiffness obtained by the method of the present embodiment is well suited to the actually measured braking / driving stiffness Kx. It can be seen that they are approximate.

なお、上述したように、コーナリングの試験データである横力Ｆy、セルフアライニングトルクＭzからコーナリングスティフネスＫyを求め、さらに、ブロック剛性の比を用いて制駆動スティフネスＫxを求め、この制駆動スティフネスＫxをタイヤ解析モデルに用いて前後力Ｆxを算出する第１の方法の他に、制駆動の試験データである前後力Ｆxから制駆動スティフネスＫxを求め、さらに、ブロック剛性の比を用いてコーナリングスティフネスＫyを求め、このコーナリングスティフネスＫyをタイヤ解析モデルに用いて横力Ｆy、セルフアライニングトルクＭzを算出する第２の方法もあることを説明したが、第１の方法を用いることがより好ましい。制駆動の試験データは、コーナリングの試験データに比べて精度高く得られないため、精度の高いコーナリングの試験データを用いて、コーナリングスティフネスＫyの値を求める第１の方法が好ましい。 As described above, the cornering stiffness Ky is obtained from the lateral force Fy and the self-aligning torque Mz as the cornering test data, and the braking / driving stiffness Kx is obtained by using the ratio of the block stiffness. In addition to the first method for calculating the longitudinal force Fx using the tire analysis model, the braking / driving stiffness Kx is obtained from the longitudinal force Fx, which is the braking / driving test data, and the cornering stiffness is calculated using the block stiffness ratio. It has been described that there is a second method for obtaining Ky and calculating the lateral force Fy and the self-aligning torque Mz using the cornering stiffness Ky as a tire analysis model, but it is more preferable to use the first method. Since the braking / driving test data cannot be obtained with higher accuracy than the cornering test data, the first method of obtaining the cornering stiffness Ky using the highly accurate cornering test data is preferable.

以上のように、本実施形態の接地面評価部３２が、総接地領域において、解析対象画像の画素配列方向に直線状に延びる画素列で構成された複数の直線を用いて実接地領域を特定することにより、タイヤのトレッド部のブロック剛性の情報である形状因子を算出する。このため、短時間に接地面内のトレッド部の有するブロック剛性の情報である形状因子を算出することができる。 As described above, the ground-surface evaluation unit 32 of the present embodiment identifies the actual ground region using a plurality of straight lines formed by pixel rows extending linearly in the pixel arrangement direction of the analysis target image in the total ground region. By doing so, the shape factor which is the information of the block rigidity of the tread portion of the tire is calculated. For this reason, the shape factor which is the information of the block rigidity which the tread part in a contact surface has in a short time is computable.

以上、本発明のタイヤの接地面の解析方法、タイヤ特性予測方法及びプログラムについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。 The tire contact surface analysis method, tire characteristic prediction method, and program according to the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements can be made without departing from the spirit of the present invention. Of course, you may make changes.

１０接地面解析装置
１２撮影装置
１４画像処理装置
１６ディスプレイ
１８プリンタ
２０入力デバイス
２２データ入出力部
２４ＣＰＵ
２６メモリ
２８画像取得部
３０総接地領域決定部
３２接地面評価部
３４支持板
３６シート状媒体
３８カメラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ground plane analyzer 12 Image pick-up device 14 Image processing device 16 Display 18 Printer 20 Input device 22 Data input / output part 24 CPU
26 Memory 28 Image acquisition unit 30 Total ground contact area determination unit 32 Grounding surface evaluation unit 34 Support plate 36 Sheet-like medium 38 Camera

Claims

タイヤの接地面の解析方法であって、
（ａ）タイヤの接地面のデジタル画像である接地面画像を取得するステップと、
（ｂ）取得した前記接地面画像を解析対象画像として用いて、前記解析対象画像のトレッド部の接地部分を表す実接地領域から、前記実接地領域の他にタイヤのトレッド部の溝の領域を含んだ総接地領域を決定するステップと、
（ｃ）前記総接地領域において、前記解析対象画像の画素配列方向に直線状に延びる画素列で構成された直線を複数用いて前記実接地領域を特定することにより、前記タイヤのトレッド部のブロック剛性の情報を算出するステップと、を有することを特徴とする接地面の解析方法。 A method for analyzing a tire contact surface,
(A) obtaining a contact surface image that is a digital image of the contact surface of the tire;
(B) Using the acquired contact surface image as an analysis target image, from the actual contact region representing the contact portion of the tread portion of the analysis target image, in addition to the actual contact region, the groove region of the tread portion of the tire Determining a total ground contact area including;
(C) Blocking the tread portion of the tire by identifying the actual ground contact area using a plurality of straight lines formed by pixel rows extending linearly in the pixel arrangement direction of the analysis target image in the total ground contact area. And a step of calculating rigidity information.

前記（ａ）のステップでは、前記タイヤの接地面画像の画素配列方向を、前記タイヤのタイヤ周方向及びタイヤ幅方向に一致させ、
前記（ｃ）のステップでは、複数の前記直線のうち前記実接地領域を通り、前記溝の部分で分断される線分及び前記実接地領域の縁から縁まで延びる線分の平均長さを、ブロックのブロック長として用いて前記ブロック剛性の情報を算出する、請求項１に記載の接地面の解析方法。 In the step (a), the pixel arrangement direction of the tire contact surface image is matched with the tire circumferential direction and the tire width direction of the tire,
In the step (c), an average length of a line segment that passes through the actual grounding region among the plurality of straight lines and is divided by the groove portion and a line segment that extends from edge to edge of the actual grounding region, The ground plane analysis method according to claim 1, wherein the block rigidity information is calculated using the block length as a block length.

前記（ａ）のステップでは、前記接地面画像を予め定めた角度ずつ回転した複数の回転画像を得、
前記（ｃ）のステップでは、複数の前記直線のうち前記実接地領域を通り、前記溝の部分で分断される線分及び前記実接地領域の縁から縁まで延びる線分の平均長さを、ブロックのブロック長として用いて前記複数の回転画像それぞれにおける前記画素配列方向のブロック剛性の情報を算出することにより、前記タイヤのトレッド部のブロック剛性の方向依存性を評価する、請求項１に記載の接地面の解析方法。 In the step (a), a plurality of rotated images obtained by rotating the ground plane image by a predetermined angle are obtained,
In the step (c), an average length of a line segment that passes through the actual grounding region among the plurality of straight lines and is divided by the groove portion and a line segment that extends from edge to edge of the actual grounding region, The direction dependency of the block stiffness of the tread portion of the tire is evaluated by calculating block stiffness information in the pixel arrangement direction in each of the plurality of rotation images using the block length of the block. Method of analyzing the ground contact surface.

前記平均長さは、前記線分の長さの二乗平均の平方根である、請求項２または３に記載の接地面の解析方法。 The ground plane analysis method according to claim 2, wherein the average length is a square root of a root mean square of the length of the line segment.

前記平均長さは、前記画素配列方向の互いに直交する２つの方向の長さを含む、請求項２〜４のいずれか１項に記載の接地面の解析方法。 The ground plane analysis method according to claim 2, wherein the average length includes lengths in two directions orthogonal to each other in the pixel array direction.

タイヤの接地面の解析結果を用いてタイヤの特性を予測するタイヤ特性予測方法であって、
（ｄ）タイヤの接地面のデジタル画像である接地面画像を取得するステップと、
（ｅ）取得した前記接地面画像を解析対象画像として用いて、前記解析対象画像のトレッド部の接地部分を表す実接地領域から、前記実接地領域の他にタイヤのトレッド部の溝の領域を含んだ総接地領域を決定するステップと、
（ｆ）前記総接地領域において、前記解析対象画像の画素配列方向に直線状に延びる画素列で構成された直線を複数用いて前記実接地領域を特定することにより、前記タイヤのトレッド部のタイヤ周方向のブロック剛性とタイヤ幅方向のブロック剛性の比を算出するステップと、
（ｇ）路面に対するスリップ率をタイヤに与えたときタイヤの回転軸に作用する力をシミュレーションにより算出する解析タイヤモデルで前記力を予測算出するために、算出した前記ブロック剛性の比を用いるステップと、を有するタイヤ特性予測方法。 A tire characteristic prediction method for predicting a tire characteristic using an analysis result of a tire contact surface,
(D) obtaining a contact surface image that is a digital image of the contact surface of the tire;
(E) Using the acquired contact surface image as an analysis target image, from the actual contact region representing the contact portion of the tread portion of the analysis target image, in addition to the actual contact region, the groove region of the tire tread portion Determining a total ground contact area including;
(F) In the total ground contact area, by specifying the actual ground contact area using a plurality of straight lines configured by pixel rows extending linearly in the pixel arrangement direction of the analysis target image, the tire of the tread portion of the tire Calculating a ratio of block stiffness in the circumferential direction and block stiffness in the tire width direction;
(G) using the calculated block stiffness ratio to predict and calculate the force with an analysis tire model that calculates the force acting on the rotation axis of the tire by simulation when a slip ratio with respect to the road surface is given to the tire; The tire characteristic prediction method which has these.

タイヤの接地面の解析をコンピュータに実行させるプログラムであって、
（ｈ）タイヤの接地面のデジタル画像である接地面画像をコンピュータに取得させ、コンピュータのメモリに記憶させる手順と、
（ｉ）取得した前記接地面画像を解析対象画像として用いて、前記解析対象画像のトレッド部の接地部分を表す実接地領域から、前記実接地領域の他にタイヤのトレッド部の溝の領域を含んだ総接地領域をコンピュータに決定させる手順と、
（ｊ）前記総接地領域において、前記解析対象画像の画素配列方向に直線状に延びる画素列で構成された直線を複数用いて前記実接地領域を特定することにより、前記タイヤのトレッド部のブロック剛性の情報をコンピュータに算出させる手順と、を有することを特徴とするプログラム。 A program for causing a computer to perform analysis of a tire contact surface,
(H) a procedure for causing a computer to acquire a contact surface image, which is a digital image of a tire contact surface, and storing the image in a computer memory;
(I) Using the acquired contact surface image as an analysis target image, from the actual contact region representing the contact portion of the tread portion of the analysis target image, in addition to the actual contact region, the groove region of the tire tread portion A procedure for the computer to determine the total ground contact area,
(J) In the total ground contact area, the actual ground contact area is specified by using a plurality of straight lines formed by pixel rows extending linearly in the pixel arrangement direction of the analysis target image, thereby to block the tread portion of the tire. A program for causing a computer to calculate rigidity information.