JPH07111333B2 - タイヤ等の被検体の外形状計測装置 - Google Patents

タイヤ等の被検体の外形状計測装置

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JPH07111333B2
JPH07111333B2 JP4005150A JP515092A JPH07111333B2 JP H07111333 B2 JPH07111333 B2 JP H07111333B2 JP 4005150 A JP4005150 A JP 4005150A JP 515092 A JP515092 A JP 515092A JP H07111333 B2 JPH07111333 B2 JP H07111333B2
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tire
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滋 結城
勇次 及川
博文 庄野
弥 渡辺
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タイヤ等の被検体の外
形状計測装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】タイヤユニフォーミティマシンに採用
し、タイヤの外形状を計測する際に用いる外形状計測装
置として、従来、特公昭62−232507号公報に記載のもの
がある。この外形状計測装置は、図6に示すように、表
面に凹凸部を有するタイヤ1 の測定部位を走査するレー
ザー等の光学式変位計2 と、この光学式変位計2 の出力
信号から測定部位の凹凸部に対応するサンプリングデー
タを除去補正する信号補正手段3 と、補正された信号に
基づいて所定の形状計測を行う計測手段4 と、計測結果
を出力する出力手段5 とを備えて構成される。
【0003】タイヤ1 は図7に示すように、タイヤ回転
機構6 に装着され、縦軸心廻りに回転駆動される。光学
式変位計2 は上下一対の支持アーム7 の先端に支持さ
れ、タイヤ1 のサイドウォール部を両側から挟み込んだ
形に配置される。各支持アーム7 は垂直移動機構8 及び
水平移動機構9 に連結されており、垂直移動モータ10に
より駆動されてタイヤ1 を中心に上下対称に移動可能で
あると共に、水平移動モータ11により駆動されて左右方
向に同時に移動可能である。
【0004】光学式変位計2 の出力信号は、A/D変換
器12によりアナログ信号からディジタル信号に変換し、
サンプリングデータとして演算処理装置13に読込む。こ
のサンプリングデータには、タイヤ1 のサイドウォール
部を走査した場合には、文字等のデコレーションに対応
した凹凸成分が、またラジアル部を走査した場合には、
トレッド溝に対応した凹凸成分が含まれている。そこ
で、サンプリングデータの中からこれら凹凸成分を信号
補正手段3 により除去した後、計測手段4 にてランナウ
トやバンピー等のタイヤ1 の外形状に関する計測を行
う。
【0005】即ち、図8に処理手順の概要を示すよう
に、先ずステップS1で光学式変位計2のデータをタイヤ1
の1周分だけ取り込む。この場合、光学式変位計2 が
タイヤ1 のサイドウォール部を走査していれば、サンプ
リングデータはその文字による凹凸成分を含んでいる。
次にステップS2では、サンプリングデータから凹凸成分
を除去するためのデータ処理を実行する。そして、ステ
ップS3で計測モードを判別し、ランナウト計測モードの
時はステップS4に進み、バンピー検出モードの時はステ
ップS5へと進んで夫々の処理を実行する。ステップS4に
おけるランナウト計測処理では、補正後のデータからラ
ンナウト量を演算し、またステップS5におけるバンピー
検出処理では、補正後のデータからバンピーの存在を検
出する。
【0006】ステップS2における文字成分(凹凸成分)
の除去は、サンプリングデータ中の接近した点の集りを
1つのグループにまとめてデータ処理時間を削減するグ
ルーピング処理、台形パターン成分を除去する台形パタ
ーン成分除去処理、及び大山・小山パターン成分を除去
する大山・小山パターン成分除去処理の手順で行われ
る。そして、除去されるべき台形パターン、大山・小山
パターンの判別は、隣接する3つのサンプリングデータ
で形成する角度のレベルと、予め設定された値の比較に
よって行われる。
【0007】例えば、図9の(A)において、M= tan
α(単位長さに対する増分) であり、例えば
【0008】
【数1】
【0009】のとき、点(Xi , Yi ) を除去する。ま
た、図9の(B)において、K= tanβ(単位長さに対
する増分) であり、例えば
【0010】
【数2】
【0011】のとき、点(Xi , Yi ) を除去する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】従来は除去されるべき
凹凸成分の判別が式1及び式2に示すように、隣接する
3つのサンプリングデータで形成する角度のレベルと予
め設定された値の比較によって行われる。しかし、サン
プリングデータのタイミングや光学式変位計2 の測定誤
差により、凹凸形状の検出再現性は完璧ではなく、微妙
に前記3データのなす角度が変化する。
【0013】そのため、予め設定された値に近い角度を
形成する凹凸成分においては、時に凹凸成分除去の繰返
し処理が行われたり、時に処理が起動されない場合が発
生し、結果的にランナウトやバンピーの計測結果におい
て再現性が低下することがあり、適切な設定値を予め設
定することに困難が伴なう。本発明は、かかる従来の課
題に鑑み、除去すべき周波数を予め設定するだけでサン
プリングデータの微妙な再現性に依存することなく、再
現性の良い凹凸成分の除去が行えるようにすることを目
的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、そのための手
段として、表面に凹凸部を有するタイヤ等の被検体1の
測定部位を走査する光学式変位計2 と、凹凸部に対応す
るサンプリングデータを除去補正する信号補正手段3
と、補正された信号に基づいて所定の形状計測を行う計
測手段4 とを備えたタイヤ等の被検体の外形状計測装置
において、信号補正手段3 に、サンプリングデータを高
速フーリエ変換にて周波数領域に変換する変換機能と、
予め設定された周波数以上の成分を除去する除去機能
と、周波数領域から逆高速フーリエ変換にて時間領域に
変換する逆変換機能とを備えたものである。
【0015】そして、前記補正手段3 に、元サンプリン
グデータを前記変換機能、除去機能及び逆変換機能によ
り1次処理した1次処理結果データと前記元サンプリン
グデータとを比較し、1次処理結果データをこえる元サ
ンプリングデータをその近接する直前の予め設定された
データの平均値と入れ換える入れ換え機能と、入れ換え
後のデータを前記変換機能、除去機能及び逆変換機能に
よる処理にかける機能とを備えたものである。
【0016】
【作用】光学式変位計からのサンプリングデータを高速
フーリエ変換にて周波数領域に変換した後、予め設定さ
れた周波数以上の成分を除去する。次に、周波数領域か
ら逆高速フーリエ変換にて時間領域に変換し、この1次
処理した1次処理結果データと元サンプリングデータと
を比較し、1次処理結果データをこえる元サンプリング
データをその近接する直前の予め設定されたデータの平
均値と入れ換える。そして、この入れ換え後のデータを
再度1次処理にかける。
【0017】このようにすれば、除去すべき周波数を予
め設定するだけでサンプリングデータの微妙な再現性に
依存することなく、再現性の良い凹凸成分の除去が可能
であると共に、実用レベルの時間内に凹凸成分の除去が
可能である。また平均値と入れ換え後のデータを再度1
次処理にかけ、繰返して処理を行うので、凹凸の山或い
は谷部の包絡線に漸近した結果が得られる。従って、特
定成分除去処理の結果、時に取り残されたり、除去され
るような極端な処理結果のバラツキを防止できる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。なお、光学式変位計2 の支持機構は図7に示すも
のと略同じであり、また信号処理系の概要は図6に示す
ものと略同じである。演算処理装置13は、DSPその他
の高速信号処理チップを組込んだアーキテクチャーを有
し、サンプリングデータを高速フーリエ変換にて周波数
領域に変換する変換機能と、予め設定された周波数以上
の成分を除去する除去機能と、周波数領域から逆高速フ
ーリエ変換にて時間領域に変換する逆変換機能と、元サ
ンプリングデータを前記変換機能、除去機能及び逆変換
機能により1次処理した1次処理結果データと前記元サ
ンプリングデータとを比較し、1次処理結果データをこ
える元サンプリングデータをその近接する直前の予め設
定されたデータの平均値と入れ換える入れ換え機能と、
入れ換え後のデータを前記変換機能、除去機能及び逆変
換機能による処理にかける機能とを瞬時に実行できるよ
うになっている。
【0019】次にタイヤ1 の外形状を計測する際の演算
処理について、図1に示すフローチャートを参照しなが
ら説明する。繰返し回数を2回とし、1回目のカットオ
フ周波数は10Hz、2回目のカットオフ周波数は32Hzとす
る。先ず、ステップS6で光学式変位計2 のサンプリング
データをタイヤ1 の1周分だけ取り込む。次にステップ
S7でサンプリングデータを高速フーリエ変換(FFT)
にて周波数領域に変換した後、ステップS8において、予
め設定された周波数、即ち10Hz以上の成分を除去する。
そして、この10Hz以上の周波数成分を除去したデータを
ステップS9で逆高速フーリエ変換(逆FFT)により処
理して、周波数領域から時間領域に変換する。
【0020】このようにサンプリングデータを高速フー
リエ変換、高周波成分除去及び逆高速フーリエ変換の1
次処理を行うと、その1次処理結果のデータは、図2に
示すようになる。そこで、ステップS10 で処理回数の判
断を行い、1回目であれば、ステップ11において、1次
処理結果のデータと元のサンプリングデータとを比較す
る。そして、元サンプリングデータが1次処理結果のデ
ータをこえる場合には、ステップS12 にてカットオフ周
波数を32Hzに変更した後、ステップS7に戻り、高速フー
リエ変換、高周波成分の除去及び逆高速フーリエ変換の
各処理を繰返して2次処理を行う。続いてステップ11で
2次処理結果のデータと元サンプリングデータとを比較
して前述と同様の処理を行う。この時、元サンプリング
データが2次処理結果のデータよりも小であれば、ステ
ップ13にて図2に示すようにその近接する直前の予め設
定されたデータの平均値と入れ換えて穴埋めする。
【0021】各繰り返し処理におけるカットオフ周波数
は事前に繰り返しステップ毎に設定できるようになって
おり、測定対象の特徴的な周波数特性をみて適切なカッ
トオフ周波数を設定することで小さなN 数で収束させる
ことが出来る。特徴的な周波数特性をみれば、求める包
絡線の周波数に近いカットオフ周波数に漸近設定してい
くことで少ない処理回数で収束出来る。
【0022】このように処理して行くと、図3の(A) 及
び(B) からも明らかなように、処理回数が増えるに従っ
て凹又は凸の包絡線に漸近して行く。そして、N=2で
概ね収束し、またNの値を変えることにより最終的に除
去したい凹凸成分の周波数を設定できる。しかも、1024
ポイント、N=2の処理が約 150msec で実行できるの
で、オンラインでの計測においても処理時間は無視でき
るレベルである。
【0023】図3の例は、図4に示すような突部14と溝
部15とからなるトレッドパターンを持つタイヤの表面を
走査位置16でラジアル方向に走査サンプリングしたもの
である。横軸は0 〜360 °で全周を走査したデータを表
示し、縦軸は0 〜10mmのスケールで表示しており、トレ
ッドの溝部15の溝深さは約5mm である。なお、この例で
はN =2 でサンプリングデータの包絡線に十分なる漸近
を得ている。
【0024】図5にタイヤ1 表面の浮文字1aを走査した
場合のパターンを示す。浮文字1aの断面形状は図5の
(A) に図示した5種で代表できるが、それらに対応する
サンプリングデータは、図5の(B) に示すように様々で
ある。しかし、これらのサンプリングデータであって
も、前述の処理を繰返すことにより凹凸成分を除去する
ことができる。
【0025】なお、実施例では、タイヤ1 のサイドウォ
ール部側の外形状計測を行う場合を例示したが、光学式
変位計2 をラジアル側に配置しておけば、同様の処理手
順でラジアル側の外形状を計測することもできる。但
し、サイドウォール側の文字除去時には、図2の穴埋め
データとして谷側(凹部) データを取込むのに対し、ラ
ジアル側においては山側(凸部) データを取込むことに
よって達成する。
【0026】被検体はタイヤ1 以外のものであっても良
い。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、信号補正手段13に、サ
ンプリングデータを高速フーリエ変換にて周波数領域に
変換する変換機能と、予め設定された周波数以上の成分
を除去する除去機能と、周波数領域から逆高速フーリエ
変換にて時間領域に変換する逆変換機能とを備えている
ので、除去周波数を予め設定するだけでサンプリングデ
ータの微妙な再現性に依存することなく、再現性の良い
凹凸成分除去を行うことができ、また信号補正手段13
に、元サンプリングデータを前記変換機能、除去機能及
び逆変換機能により1次処理した1次処理結果データと
前記元サンプリングデータとを比較し、1次処理結果デ
ータをこえる元サンプリングデータをその近接する直前
の予め設定されたデータの平均値と入れ換える入れ換え
機能と、入れ換え後のデータを前記変換機能、除去機能
及び逆変換機能による処理にかける機能とを備えること
により、処理の繰返しによって極端な処理結果のバラツ
キの発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す処理手順のフローチャ
ートである。
【図2】本発明の一実施例を示す穴埋め処理の説明図で
ある。
【図3】本発明の一実施例を示す処理結果の波形図であ
る。
【図4】本発明の一実施例を示すトレッドパターンの図
である。
【図5】本発明の一実施例を示す浮文字とサンプリング
データとの説明図である。
【図6】従来の計測装置を示すブロック図である。
【図7】従来の計測装置を示す構成図である。
【図8】従来の処理手順を示すフローチャートである。
【図9】従来のパターン除去処理の説明図である。
【符号の説明】
1 被検体(タイヤ) 2 光学式変位計 3 信号補正手段 4 計測手段 13 演算処理装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−42306(JP,A) 特開 平3−54407(JP,A) 特開 平3−179206(JP,A) 特公 平1−51122(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に凹凸部を有するタイヤ等の被検体
    (1) の測定部位を走査する光学式変位計(2) と、凹凸部
    に対応するサンプリングデータを除去補正する信号補正
    手段(3) と、補正された信号に基づいて所定の形状計測
    を行う計測手段(4) とを備えたタイヤ等の被検体の外形
    状計測装置において、信号補正手段(3) に、サンプリン
    グデータを高速フーリエ変換にて周波数領域に変換する
    変換機能と、予め設定された周波数以上の成分を除去す
    る除去機能と、周波数領域から逆高速フーリエ変換にて
    時間領域に変換する逆変換機能とを備え、 前記信号補正手段(3) に元サンプリングデータを前記変
    換機能、除去機能及び逆変換機能により1次処理した1
    次処理結果データと前記元サンプリングデータとを比較
    し、1次処理結果データをこえる元サンプリングデータ
    をその近接する直前の予め設定されたデータの平均値と
    入れ換える入れ換え機能と、入れ換え後のデータを前記
    変換機能、除去機能及び逆変換機能による処理にかける
    機能 とを備えたことを特徴とするタイヤ等の被検体の外
    形状計測装置。
JP4005150A 1992-01-14 1992-01-14 タイヤ等の被検体の外形状計測装置 Expired - Fee Related JPH07111333B2 (ja)

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