JP2024083129A - タイヤ無線タグ位置検査方法、タイヤ無線タグ位置検査装置、及びタイヤ無線タグ位置検査プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】タイヤ通過型Ｘ線装置の撮像画像からタイヤに埋め込まれた無線タグの位置を検出することが可能なタイヤ無線タグ位置検査方法、タイヤ無線タグ位置検査装置、及びタイヤ無線タグ位置検査プログラムを提供することを目的とする。【解決手段】取得部４０が、ＲＦＩＤが埋め込まれたタイヤの搬送中にＸ線管からタイヤにＸ線を照射して撮像部によって撮像したＸ線の撮像画像を取得し、抽出部４２が、撮像画像からセリアル側のビード画像を抽出し、算出部４４が、ビード画像と、予め定めた基準画像とがマッチングする楕円式を算出し、楕円式を用いて、ＲＦＩＤの位置及び角度を検出する。【選択図】図３
Description
本開示は、タイヤ無線タグ位置検査方法、タイヤ無線タグ位置検査装置、及びタイヤ無線タグ位置検査プログラムに関する。
特許文献１には、ビードコアと、ビードコアのタイヤ径方向外側に延出するビードフィラーとを有する一対のビードと、ビードフィラーに沿って設けられる補強樹脂層と、補強樹脂層と接触して配置された電子部品ユニットとしてのＲＦＩＤタグと、を備えたタイヤが提案されている。
このようにゴム構造体内にＲＦＩＤ等の無線タグを埋設したタイヤは、タイヤに埋設されたＲＦＩＤタグと、外部機器としてのリーダとが通信を行うことにより、タイヤの製造管理、使用履歴管理等を行うことができる。
特許文献１のように、無線タグをタイヤに埋め込む場合、生タイヤ部材へのデバイス埋込後における生タイヤ変形及び加硫中のゴムの流れにより、製品タイヤ内での無線タグ位置及び姿勢が埋込時に比べて変位している可能性がある。
タイヤ内における無線タグの埋込位置によっては、無線タグが想定された性能を発揮できないことがあるため、加硫後の製品タイヤ内での無線タグの埋込位置及び姿勢について非破壊で計測する手法が必要となる。
大量のタイヤを高速に非破壊検査する手法の一つとして通過型Ｘ線装置が挙げられるが、Ｘ線焦点距離の関係上、タイヤ通過型Ｘ線装置の撮像画像は歪みが大きく、多数の画像から再構成するＣＴでなければＸ線の撮像画像から投影物の位置情報を推定することは困難とされていた。
本開示は、タイヤ通過型Ｘ線装置の撮像画像からタイヤに埋め込まれた無線タグの位置を検出することが可能なタイヤ無線タグ位置検査方法、タイヤ無線タグ位置検査装置、及びタイヤ無線タグ位置検査プログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第１態様に係るタイヤ無線タグ位置検査方法は、コンピュータが、無線タグが埋め込まれたタイヤの搬送中に前記タイヤにＸ線を照射して撮像した撮像画像を取得し、前記撮像画像から予め定めたビード画像を抽出し、抽出した前記ビード画像から、予め定めた基準画像にマッチングする楕円式を算出し、算出した前記楕円式を用いて、前記無線タグの位置を検出する処理を行う。
第２態様に係るタイヤ無線タグ位置検査方法は、第１態様に係るタイヤ無線タグ位置検査方法において、前記コンピュータが、セリアル側のビードを前記予め定めたビードとして抽出する。
第３態様に係るタイヤ無線タグ位置検査方法は、第１態様又は第２態様に係るタイヤ無線タグ位置検査方法において、前記コンピュータが、前記楕円式を算出する際に、楕円式のパラメータを減らして算出する。
第４態様に係るタイヤ無線タグ位置検査方法は、第３態様に係るタイヤ無線タグ位置検査方法において、前記コンピュータが、前記楕円式を算出する際に、楕円式のうち４つのパラメータを用いて前記楕円式を算出する。
第５態様に係るタイヤ無線タグ位置検査方法は、第１態様～第４態様の何れか１の態様に係るタイヤ無線タグ位置検査方法において、前記コンピュータが、前記楕円式を真円に補正し、補正した真円から前記無線タグの位置及び角度を検出する。
第６態様に係るタイヤ無線タグ位置検査装置は、無線タグが埋め込まれたタイヤの搬送中に前記タイヤにＸ線を照射して撮像した撮像画像を取得する取得部と、前記取得部によって取得した前記撮像画像から予め定めたビード画像を抽出する抽出部と、前記抽出部によって抽出した前記ビード画像から、予め定めた基準画像にマッチングする楕円式を算出する算出部と、前記算出部によって算出した前記楕円式を用いて、前記無線タグの位置を検出する検出部と、を含む。
第７態様に係るタイヤ無線タグ位置検査プログラムは、コンピュータに、無線タグが埋め込まれたタイヤの搬送中に前記タイヤにＸ線を照射して撮像した撮像画像を取得し、前記撮像画像から予め定めたビード画像を抽出し、抽出した前記ビード画像から、予め定めた基準画像にマッチングする楕円式を算出し、算出した前記楕円式を用いて、前記無線タグの位置を検出する処理を実行させる。
本開示によれば、タイヤ通過型Ｘ線装置の撮像画像からタイヤに埋め込まれた無線タグの位置を検出することが可能なタイヤ無線タグ位置検査方法、タイヤ無線タグ位置検査装置、及びタイヤ無線タグ位置検査プログラムを提供できる、という効果を有する。
以下、図面を参照して本開示の技術を実現する実施形態を詳細に説明する。なお、作用、機能が同じ働きを担う構成要素及び処理には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明を適宜省略する場合がある。また、本開示は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の目的の範囲内において適宜変更を加えて実施することができる。
本実施形態に係るタイヤ無線タグ位置検査装置は、タイヤに埋め込まれた無線タグの一例としてのＲＦＩＤ（radio frequency identification）の位置を検出するものである。
タイヤの成型では、ゴムシートでコーティングしたＲＦＩＤをタイヤに埋め込むと、生タイヤは変形し、ＲＦＩＤの埋め込み位置が変わる。さらに、加硫すると、タイヤの流れがあるため、ＲＦＩＤの位置が変わり、ＲＦＩＤの位置が想定通りになるかわからない。そこで、本実施形態に係るタイヤ無線タグ位置検査装置により、タイヤに埋め込まれたＲＦＩＤの位置を検査する。
図１は、本実施形態に係るタイヤ無線タグ位置検査装置の概略構成を示すブロック図である。
タイヤ無線タグ位置検査装置１０は、図１に示すように、タイヤ通過型Ｘ線装置１２及び処理装置２０を備えている。
タイヤ通過型Ｘ線装置１２は、Ｘ線管１４、及び撮像部１６を備えており、コンベアを流れるタイヤがタイヤ通過型Ｘ線装置１２を通過することにより、タイヤに対してＸ線管１４からＸ線が照射され、タイヤを透過して撮像部１６に結像される。これにより、Ｘ線の撮像画像が得られる。
ここで、タイヤ通過型Ｘ線装置１２について説明する。図２は、タイヤ通過型Ｘ線装置１２の概略を示す図である。
タイヤ通過型Ｘ線装置１２は、複数のローラ１８で構成されたコンベアに配置されており、図２に示すように、タイヤＴが複数のローラ１８によって搬送され、タイヤ通過型Ｘ線装置１２をタイヤＴが通過する。
Ｘ線管１４は、図２に示すように、複数のローラ１８の上方に設けられており、上方からタイヤＴの側面側に対してＸ線を照射する。本実施形態では、一例として、図２に示すように、２つのＸ線管１４を備え、一方のＸ線管１４がタイヤＴの略半分側にＸ線を照射し、他方のＸ線管１４がタイヤＴの残りの略半分にＸ線を照射する。
撮像部１６は、Ｘ線管１４の下部で、かつ複数のローラ１８間に設けられており、タイヤＴに照射されて透過したＸ線を検出することにより、Ｘ線の撮像画像を生成する。本実施形態では、ライン状のＸ線検出器が適用され、２つのＸ線管１４に対応して、２つの撮像部１６を備える。すなわち、複数のローラ１８によってタイヤＴが搬送されながら、２つの撮像部１６によってＸ線の撮像が行われることにより、タイヤＴ全体のＸ線画像が得られる。なお、本実施形態では、それぞれ２つのＸ線管１４及び撮像部１６を備える形態として説明するが、Ｘ線管１４及び撮像部１６は２つに限定されるものではなく、それぞれ１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
一方、処理装置２０は、図1に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２２、ＲＯＭ（Read Only Memory）２４、揮発性メモリ等のＲＡＭ（Random Access Memory）２６、ハードディスク装置（ＨＤＤ）等の補助記憶装置３４、操作部２８、表示部３０、及び通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）３２を備えている。これらのＣＰＵ２２、ＲＡＭ２６、ＲＯＭ２４、補助記憶装置３４、操作部２８、表示部３０、及び通信Ｉ／Ｆ３２は、バス３６を介して相互にデータ及びコマンドを授受可能に接続されている。
操作部２８はキーボード等が適用されて各種情報の入力が可能とされている。また、表示部３０は各種情報が表示される。また、通信Ｉ／Ｆ３２は、タイヤ通過型Ｘ線装置１２と接続されている。
補助記憶装置３４には、タイヤ無線タグ位置検査プログラム３４Ａ等の各種の制御プログラムや各種のデータ３４Ｂが記憶される。ＣＰＵ２２は、タイヤ無線タグ位置検査プログラム３４Ａを補助記憶装置３４から読み出してＲＡＭ２６に展開して処理を実行することにより、タイヤＴに埋め込まれたＲＦＩＤの位置を検出する処理を行う。
続いて、本実施形態に係るタイヤ無線タグ位置検査装置１０の処理装置２０の機能構成について説明する。図３は、本実施形態に係るタイヤ無線タグ位置検査装置１０の処理装置２０の機能構成を示す機能ブロック図である。
本実施形態では、タイヤＴの搬送中にタイヤＴの側面からＸ線による撮像を行うため、タイヤＴの撮像画像が楕円形状となり、ＲＦＩＤの位置が歪むので、ＲＦＩＤの位置と共に角度を検出するためには、楕円形状を実物に近いものにする必要がある。タイヤＴを真円に撮像したいが、撮像部１６のフレームレイトや、撮像部１６とタイヤＴの位置関係や搬送スピードから、撮像画像は歪んでしまう。特に搬送スピードの寄与が大きく、撮像スピードは一定であるが、搬送スピードが早いと、撮像した撮像画像は楕円になってしまう。
そこで、処理装置２０では、撮像画像からＲＦＩＤが埋め込まれた方のビードを抽出し、楕円フィッティングを行うことで楕円式を算出し、算出した楕円を真円に補正し、補正した撮像画像からＲＦＩＤの位置と角度を検出する処理を行う。
具体的には、処理装置２０は、ＣＰＵ２２が、ＲＯＭ２４に記憶されたプログラムを実行することにより、図３に示すように、取得部４０、抽出部４２、算出部４４及び検出部４６として機能する。
取得部４０は、ＲＦＩＤが埋め込まれたタイヤＴの搬送中にＸ線管１４からタイヤにＸ線を照射して撮像部１６によって撮像したＸ線の撮像画像を取得する。
抽出部４２は、取得部４０によって取得した撮像画像から予め定めたビード画像を抽出する。本実施形態では、タイヤを搬送する際にセリアル側が上になるように搬送しているため、ＲＦＩＤを読み取りやすいように、セリアル側のビード画像を抽出する。
上ビードのタイヤＴの側面にＲＦＩＤがあるため、今回は、位置保証、角度保証は、上ビードを基準とし、抽出部４２は、撮像した内側のビードを抽出することにより、上ビードを撮像画像から抽出する。
本実施形態では、サイズが異なるタイヤＴ等ははじかれてから撮像するため、一例として図４に示す上ビードと下ビードの位置関係が撮像画像上で崩れることはない。すなわち、撮像画像上において、図４右側の下ビード（点線）の内側に上ビード（実線）が位置し、図４左側は上ビード（実線）の内側に下ビード（点線）が位置する。
ここで、上下ビードを撮像すると、図５に示すように、上下ビードが映り込み、ビード画像を抽出すると上下ビードが抽出される。通常、どちらが、上ビードであるか、下ビードであるかを判別できない。そのため、例えば、図６に示すように、上ビードの右端を拘束して楕円フィッティング処理を開始し、予め定めた基準楕円にフィッティングさせようとすると、徐々に下ビードに引っ張られていき、撮像画像の図５中の上方及び下方では基準楕円が下ビードにフィットしてしまうことがある。上ビードのみを抽出したいが、下ビードの画像の影響を受けてしまう。上下ビードが混在すると、正確な楕円形状を抽出できず、算出部４４で誤った楕円式を算出してしまう。
そこで、抽出部４２は、図７に示すように、エッジ抽出により楕円を抽出することで、上ビードのみを抽出する。なお、本実施形態では、上ビードを抽出するが、タイヤの種類やサイズ等によって、ＲＦＩＤの位置は、上ビードか下ビードかが決まっており、下ビードにＲＦＩＤが埋め込まれることもあり、この場合、下ビードを抽出してもよい。Ｘ線管１４とタイヤＴの位置やサイズによって、撮像画像中の上ビードの位置、及び下ビードの位置は決まるので、今回の例は一例である。
算出部４４は、抽出部４２によって抽出したビード画像と、予め定めた基準画像とがマッチングする楕円式を算出する。算出部４４は、楕円式を算出する際に、周知の技術により、楕円の幾何学的性質を利用してパラメータ削減、離散化することにより、処理を大幅に高速化する。楕円式は、一般式の楕円式のパラメータ（（ｘ－ｐ）２／ａ２）＋（ｙ－ｑ）２）／ｂ２）＝ｒ２）と角度θの６つのパラメータであるが、撮像したタイヤＴの位置を基に、４つのパラメータに減らす。本実施形態では、撮像部１６とタイヤＴの位置関係等から、楕円は横か縦に歪むしかないため、角度θは除外できる。また、式全体をａで割って楕円のパラメータはａとｂを１つにする。また、離散化により、楕円の中心を求めるとｐとｑがわかる。
算出部４４は、周知技術の一例とて、論文（Michele Fornaciari；”Very Fast Ellipse Detection for Embedded Vision Applications”,Publisher:IEEE,ISBN:978-1-4503-1772-6）等の技術を用いてパラメータ数を削減して楕円式を算出する。
検出部４６は、算出部によって算出した楕円式を用いて、ＲＦＩＤの位置及び角度を検出する。詳細には、検出部４６は、補正部４８、ＲＦＩＤ検出部５０、及び位置角度算出部５２を有する。
補正部４８は、算出部４４が算出した楕円式を基に、楕円を真円に補正する。楕円の長軸と短軸の比で真円に補正する。
ＲＦＩＤ検出部５０は、補正部４８によって真円に補正された撮像画像から、図８に示すように、ＲＦＩＤを含む領域を検出する。具体的には、図９に示すように、予め定めた基準ＲＦＩＤ画像７０を用意しておき、基準ＲＦＩＤ画像７０とパターンマッチングすることにより、マッチングの高いものを探す。詳細には、補正部４８によって真円に補正された撮像画像を図９に示すように、極座標変換により帯状の画像に変換して基準ＲＦＩＤ画像７０とパターンマッチングによりＲＦＩＤを検索する。ＲＦＩＤの検索は、図９に示すように、予め定めた検査エリアを検索する。
位置角度算出部５２は、ＲＦＩＤ検出部５０によって検出したＲＦＩＤの位置及び傾きの角度を算出する。位置角度算出部５２は、ビード画像が為す円の中心を基準とし、検索したＲＦＩＤの周方向位置及び基準円接線に対する傾きを算出する。ＲＦＩＤの径方向位置については、ビード画像に対する画像上の半径の値をタイヤピード部材のタイヤ構造設計上の半径の値で除することにより、画像上の距離から推定することが可能である。
続いて、本実施形態に係るタイヤ無線タグ位置検査装置１０の処理装置２０で行われる具体的な処理について説明する。図１０は、本実施形態に係るタイヤ無線タグ位置検査装置１０の処理装置２０で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図１０の処理は、例えば、タイヤに埋め込まれたＲＦＩＤの検査開始が指示された場合に開始する。
ステップ１００では、ＣＰＵ２２が、Ｘ線管１４によりＸ線をタイヤＴへ照射し、撮像部１６による撮像を開始してステップ１０２へ移行する。
ステップ１０２では、ＣＰＵ２２が、撮像画像を撮像部１６から取得してステップ１０４へ移行する。すなわち、取得部４０が、ＲＦＩＤが埋め込まれたタイヤＴの搬送中にＸ線管１４からタイヤにＸ線を照射して撮像部１６によって撮像したＸ線の撮像画像を取得する。
ステップ１０４では、ＣＰＵ２２が、撮像画像から上ビードを抽出してステップ１０６へ移行する。すなわち、抽出部４２が、取得部４０によって取得した撮像画像から予め定めたビード画像として上ビード画像を抽出する。
ステップ１０６では、ＣＰＵ２２が、上ビードの楕円式を算出してステップ１０８へ移行する。すなわち、算出部４４が、抽出部４２によって抽出したビード画像と、予め定めた基準画像とがマッチングする楕円式を算出する。
ステップ１０８では、ＣＰＵ２２が、楕円を真円に補正してステップ１１０へ移行する。すなわち、補正部４８が、算出部４４により算出した楕円式を基に、楕円の長軸と短軸の比で真円に補正する。
ステップ１１０では、ＣＰＵ２２が、真円に補正された撮像画像からＲＦＩＤを検出してステップ１１２へ移行する。すなわち、ＲＦＩＤ検出部５０が、補正部４８によって真円に補正された撮像画像から、図８に示すように、ＲＦＩＤを含む領域を検出する。具体的には、図９に示すように、予め定めた基準ＲＦＩＤ画像７０を用意しておき、基準ＲＦＩＤ画像７０とパターンマッチングすることにより、マッチングの高いものを探す。
ステップ１１２では、ＣＰＵ２２が、ＲＦＩＤの位置及び角度を算出してステップ１１４へ移行する。すなわち、位置角度算出部５２が、ＲＦＩＤ検出部５０によって検出したＲＦＩＤの位置及び傾きの角度を算出する。位置及び角度の検出は、ビード画像が為す円の中心を基準とし、検索したＲＦＩＤの周方向位置及び基準円接線に対する傾きを算出する。ＲＦＩＤの径方向位置については、ビード画像に対する画像上の半径の値をタイヤピード部材のタイヤ構造設計上の半径の値で除することにより、画像上の距離から推定する。
ステップ１１４では、ＣＰＵ２２が、次のタイヤＴがあるか否かを判定する。該判定は、次のタイヤＴが搬送されてきたか否かを判定する。該判定が肯定された場合にはステップ１０２に戻って上述の処理を繰り返し、判定が否定された場合には一連の処理を終了する。
従来は、タイヤＴを正確に撮像しようとすると、別の撮像装置が必要であった。例えば、ビードを固定して、カメラでタイヤＴの全方位を撮影して、ビードとＲＦＩＤの距離を測り、搬送中のタイヤＴを都度、起こして、タイヤＴを回転して、Ｘ線検査を行う。このような方法だと、別装置が必要となるので、コストがかかると共に、設置スペースも大きくなる。さらには、タイヤＴを起こして、Ｘ線検査するため、時間もかかる。
これに対して、本実施形態に係るタイヤ無線タグ位置検査装置１０では、別装置を組み込む必要もなく、タイヤ無線タグ位置検査装置１０を通過するタイヤＴを撮像し、求めた楕円式を真円に補正するだけでＲＦＩＤの位置を検出できる。従って、ＲＦＩＤを検出するためのコスト及び時間を節約することが可能となると共に、処理能力も早くなる。
また、本実施形態に係るタイヤ無線タグ位置検査装置１０によりＲＦＩＤの検査を非破壊で実施できる。また、既存のタイヤ通過型Ｘ線装置１２のアイドルタイム内で検査することにより、既存の検査ラインの処理能力を落とすことなく、ＲＦＩＤの検査が可能となる。さらに、検査用コンベアラインを新たに増設することなく、検査機能を追加することが可能となる。
なお、上記の実施形態では、ライン状のＸ線検出器により撮像するタイヤ通過型Ｘ線装置１２を用いる例を説明したが、撮像部１６はライン状のＸ線検出器に限定されるものではない。例えば、エリア型のＸ線検出器を用いて撮像するものを適用してもよい。
また、本開示の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本開示の技術的範囲に含まれる。
また、上記実施形態では、車いす１２の動作を推定する処理を、フローチャートを用いた処理によるソフトウエア構成によって実現した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば各処理をハードウェア構成により実現する形態としてもよい。
１０ タイヤ無線タグ位置検査装置、１２ タイヤ通過型Ｘ線装置、１４ Ｘ線管、１６ 撮像部、４０ 取得部、４２ 抽出部、４４ 算出部、４６ 検出部、４８ 補正部、５０ ＲＦＩＤ検出部、５２ 位置角度算出部、Ｔ タイヤ
Claims (7)
- コンピュータが、
無線タグが埋め込まれたタイヤの搬送中に前記タイヤにＸ線を照射して撮像した撮像画像を取得し、
前記撮像画像から予め定めたビード画像を抽出し、
抽出した前記ビード画像から、予め定めた基準画像にマッチングする楕円式を算出し、
算出した前記楕円式を用いて、前記無線タグの位置を検出する処理を行うタイヤ無線タグ位置検査方法。 - 前記コンピュータが、セリアル側のビードを前記予め定めたビードとして抽出する請求項１に記載のタイヤ無線タグ位置検査方法。
- 前記コンピュータが、前記楕円式を算出する際に、楕円式のパラメータを減らして算出する請求項１に記載のタイヤ無線タグ位置検査方法。
- 前記コンピュータが、前記楕円式を算出する際に、楕円式のうち４つのパラメータを用いて前記楕円式を算出する請求項３に記載のタイヤ無線タグ位置検査方法。
- 前記コンピュータが、前記楕円式を真円に補正し、補正した真円から前記無線タグの位置及び角度を検出する請求項１に記載のタイヤ無線タグ位置検査方法。
- 無線タグが埋め込まれたタイヤの搬送中に前記タイヤにＸ線を照射して撮像した撮像画像を取得する取得部と、
前記取得部によって取得した前記撮像画像から予め定めたビード画像を抽出する抽出部と、
前記抽出部によって抽出した前記ビード画像から、予め定めた基準画像にマッチングする楕円式を算出する算出部と、
前記算出部によって算出した前記楕円式を用いて、前記無線タグの位置を検出する検出部と、
を含むタイヤ無線タグ位置検査装置。 - コンピュータに、
無線タグが埋め込まれたタイヤの搬送中に前記タイヤにＸ線を照射して撮像した撮像画像を取得し、
前記撮像画像から予め定めたビード画像を抽出し、
抽出した前記ビード画像から、予め定めた基準画像にマッチングする楕円式を算出し、
算出した前記楕円式を用いて、前記無線タグの位置を検出する処理を実行させるためのタイヤ無線タグ位置検査プログラム。
Priority Applications (2)
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| JP2022197474A JP2024083129A (ja) | 2022-12-09 | 2022-12-09 | タイヤ無線タグ位置検査方法、タイヤ無線タグ位置検査装置、及びタイヤ無線タグ位置検査プログラム |
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| JP2022197474A JP2024083129A (ja) | 2022-12-09 | 2022-12-09 | タイヤ無線タグ位置検査方法、タイヤ無線タグ位置検査装置、及びタイヤ無線タグ位置検査プログラム |
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