TWI453385B - A tire shape inspection method, and a tire shape inspection apparatus - Google Patents

A tire shape inspection method, and a tire shape inspection apparatus Download PDF

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Description

輪胎形狀檢查方法，及輪胎形狀檢查裝置
本發明係關於輪胎的檢査技術，尤其係關於使用圖像處理的手法來檢査形成有具有凹凸的標記的側壁(sidewall)面的形狀缺陷的輪胎形狀檢査方法及輪胎形狀檢査裝置。
輪胎係具有層積橡膠或化學纖維、鋼繩等各種材料的構造。若在其層積構造存在不均一的部分，當被填充空氣時，在相對耐壓性較弱的部分，會產生被稱為膨出(Bulge)的***部(凸部)、或被稱為凹陷(Dent)或下陷(depression)的低窪部(凹部)。會產生如上所示之膨出或凹陷等形狀缺陷的輪胎由於安全上的問題或外觀不良的問題，而必須加以檢査而從出貨對象中除外。
因此，在輪胎製造的最終工程(將輪胎材料加硫後的檢査工程)中，係進行輪胎表面，尤其在側壁面的凹凸形狀不良的檢査。其中，在輪胎的側壁面係形成有顯示製品型式或尺寸、製造廠商標誌等的顯示標記(屬於正常凹凸的標記)。因此，在側壁面的形狀缺陷檢査處理中，係必須將該顯示標記作為形狀缺陷而不會錯誤檢測。
如上所示之凹凸形狀不良的檢査，在以往係藉由人工的目測檢査與觸手檢査來進行，但是近年來則是進行對於藉由雷射距離感測器、三次元形狀計測裝置、或攝影機所為之圖像檢査等自動化技術、及不會受到屬於正常凹凸的標記影響的檢査技術的配合。
例如，在專利文獻1中係揭示一種輪胎形狀檢測裝置係將照射在相對進行旋轉的輪胎表面的線光的像進行攝像，根據該攝像圖像，進行藉由光切斷法所為之形狀檢測，藉此檢測前述輪胎的表面形狀。該裝置係具備有：以在前述輪胎表面形成有一光切斷線的方式，由與該光切斷線中的檢測高度方向為不同的方向接連照射複數線光的線光照射手段；及在被照射在前述輪胎表面的前述複數線光各個的主光線對前述輪胎表面作正反射的方向進行攝像的攝像手段。
該輪胎形狀檢測裝置尤其對輪胎表面接連照射複數線光，將所被照射的複數線光的像進行攝像，藉此檢測輪胎表面形狀。
此外，在專利文獻2係揭示一種對輪胎表面藉由凹凸所形成的一個以上的圖形的三次元形狀進行檢査的方法。該方法係具有：針對包含該等圖形的預定輪胎表面區域內的各面積要素，測定凹凸的高度而取得凹凸分布資料的工程；根據對各自的圖形作為圖形的雛型而預先作準備的圖形模型的三次元形狀資料、及所取得的前述凹凸分布資料，將前述輪胎表面區域中與圖形模型相對應的輪胎表面部分進行特定的工程；及對各自的圖形，求出所特定的輪胎表面部分的凹凸分布資料與圖形模型的三次元資料的一致度，根據該一致度，來判定前述圖形之三次元形狀的合否的工程。
該輪胎凹凸圖形的檢査方法尤其係藉由計算出對輪胎表面照射片光所得的三次元凹凸分布資料、與由CAD資料所作成的圖形模型的三次元形狀資料的一致度，來檢查有無缺陷的技術。在本技術中，為了進行正常的凹凸圖形(文字等)本身的良否判定，使用將作為正常凹凸圖形的雛型而預先準備好的圖形模型作為教示資料。雛型係由輪胎CAD資料或模具CAD資料所作成。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-221896號公報
[專利文獻2]日本特開2005-331274號公報
在專利文獻1的輪胎形狀檢測裝置中，係可藉由光切斷法來檢測輪胎的表面形狀，因此可檢測輪胎表面的凹凸形狀。但是，無法得知所被檢測出的輪胎表面的凹凸形狀為形成在輪胎表面的正常圖形或是缺陷。此外，當在正常圖形的位置存在有缺陷時，要檢測其缺陷會變得更加困難。
因此，如專利文獻2之揭示，若使用輪胎CAD資料或模具CAD資料來作成教示資料(參照資料)，可得不會受輪胎的變形或缺陷影響的數值，或許可回避專利文獻1的技術的困難性。但是，輪胎為橡膠製品、且在專利文獻1的發明作為對象的輪胎形狀檢査中檢查已充入空氣的輪胎，因此來自CAD資料的輪胎變形量較大。因此，即使僅使CAD資料的座標及與其相對應的輪胎的座標相一致，計算及運算量亦會變得龐大，因此專利文獻2的方法難以應用在實用上。
此外，根據屬於專利文獻2所揭示技術之使用CAD資料的方法，容易類推使用實際上所測定的輪胎的高度資料來作為教示資料的方法。藉由該方法，可簡易取得實際的高度資料。
但是，此時，在作為教示資料所使用的輪胎高度圖像中係被要求僅存在正常的凹凸圖形，而且完全沒有檢測對象的凹凸缺陷(Bulge/Dent)、或屬於輪胎圓周方向較大的起伏變形成分的Runout成分的高度變化。若使用存在有檢測對象的凹凸缺陷或Runout成分的高度圖像資料作為教示資料時，文字等正常凹凸標記係在線上(on line)檢査時藉由差分處理予以平面化(去除)，但是會造成教示資料所存在的凹凸缺陷或Runout成分被轉印在檢査對象的高度圖像的結果，因此無法使用如上所示之高度圖像資料作為檢査的教示資料。此外，將不存在Runout成分而完全平坦的輪胎尤其製作為教示資料登錄用，在現實中並不存在。
因此，本發明鑑於上述問題點，目的在提供一種不會受到輪胎的側壁面上所存在之屬於正常凹凸的標記(文字、標誌、模樣等)影響，而可檢查側壁面之凹凸缺陷的輪胎形狀檢査方法、及輪胎形狀檢査裝置。
本發明之輪胎形狀檢査方法係使用具有形成有凹凸標記的側壁面的試樣輪胎的前述側壁面的圖像，對檢査輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢査。前述輪胎形狀檢査方法係具備有：教示作業工程、及檢査作業工程。前述教示作業工程係具備有：遮蔽圖像生成工程，從試樣原圖像中檢測交界線，生成顯示前述交界線之位置的遮蔽圖像，其中前述試樣原圖像為前述試樣輪胎的側壁面的二維圖像，前述交界線為前述凹凸標記的輪廓；及高度偏位圖像生成工程，生成高度偏位圖像，該高度偏位圖像為對於在前述試樣原圖像中的除了與前述遮蔽圖像所示之前述交界線的位置相對應的區域以外之剩餘區域的高度使用離散的複數高度臨限值作分類所得的圖像且為顯示前述凹凸標記的高度的圖像。前述檢査作業工程係具備有：差分處理工程，由檢査圖像減掉前述高度偏位圖像，藉此去除前述凹凸標記而生成凹凸去除圖像，其中前述檢查圖像為前述檢査輪胎的側壁面的二維圖像；及形狀缺陷檢査工程，根據作為前述差分處理工程的結果所得的凹凸去除圖像，對檢査輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢査。
以下根據圖示，說明本發明之實施形態。
本發明之實施形態之輪胎形狀檢査裝置1係藉由攝影機對照射在進行旋轉的輪胎T表面的線光的像進行攝像，根據該攝像圖像，進行藉由光切斷法所為之形狀檢測，藉此測定輪胎T的各部位的高度。接著，輪胎形狀檢査裝置1係將所測定出的輪胎T的各部的高度置換成分別所對應的亮度值，而得輪胎T表面的二維圖像(檢査圖像)。
此外，輪胎形狀檢査裝置1係根據上述輪胎T的「檢査圖像」、及試樣輪胎(沒有缺陷的輪胎)的「遮蔽圖像」及「高度偏位圖像」，將形成在輪胎T的側壁面上的顯示標記去除，之後，對存在於輪胎T表面的缺陷進行檢查。「遮蔽圖像」及「高度偏位圖像」係使用將試樣輪胎進行攝像所得的「試樣原圖像」所作成。其中，「試樣原圖像」、「遮蔽圖像」、「高度偏位圖像」詳細內容容後補陳。
但是，在作輪胎T的形狀檢査時，輪胎T的胎面及側壁面可成為測定對象，在本實施形態中係將側壁面作為測定對象。
如第2圖所示，輪胎T中的側壁面係指與路面相接的胎面、與被夾在外圈的撐輪圈(bead)部之間的部分。第2圖中，以白色顯示部分係形成在側壁面上的顯示標記(文字、標誌、模樣等正常圖形)，可考慮為「正常凹凸標記」。該正常凹凸標記係以相對在側壁面上未形成有正常凹凸標記的部分(基面)具有預定高度的凹凸所構成。
首先，一面參照第1圖(a)、(b)，一面說明本發明之實施形態之輪胎形狀檢査裝置1的全體構成。
如第1圖(a)所示，輪胎形狀檢査裝置1係具備有：輪胎旋轉機2、感測器單元(攝像部)3(3a、3b)、編碼器4、圖像處理裝置5等。
輪胎旋轉機2係以其旋轉軸為中心而使作為形狀檢査對象的輪胎T旋轉之具備有電動機等的旋轉裝置。輪胎旋轉機2係以例如60rpm的旋轉速度使輪胎T旋轉。在該旋轉中，藉由後述的感測器單元3，檢測遍及側壁面全周的範圍的表面形狀。
在本實施形態中，輪胎形狀檢査裝置1係具備有：輪胎T的2個側壁面各自的形狀測定所使用的2個感測器單元3(3a、3b)。感測器單元3a、3b係分別組入有：對進行旋轉的輪胎T表面照射線光(光切斷線)的線光照射部、及將在輪胎T表面作反射的線光的像進行攝像的攝像攝影機6等的單元。
第1圖(b)係以模式顯示感測器單元3所具備之機器的配置圖。在第1圖(b)中，Y軸係表示輪胎T之形狀檢測位置中的圓形輪胎T的半徑方向。Z軸係表示輪胎T之形狀檢測位置中離側壁表面的檢測高度方向(進行檢測的表面高度的方向)。X軸係表示與Y軸及Z軸呈正交的方向。亦即，在輪胎T的側壁面的形狀檢測所使用的感測器單元3中，Z軸係表示與輪胎T的旋轉軸呈平行的座標軸，Y軸係表示相對輪胎T的旋轉軸的法線方向的座標軸。其中，輪胎T與座標軸的對應關係係可依照攝影機6的支持態樣而改變。
線光照射部係具備有複數(在第1圖(b)中為3個)的線光源7a、7b、7c。前述線光照射部係藉由該等線光源7a、7b、7c，以在輪胎T表面的一線Ls上形成1條光切斷線的方式照射複數線光的裝置。複數線光係由與前述一線Ls(光切斷線)中的檢測高度方向(Z軸方向)不同的方向照射。複數線光係以接連成列在前述一線Ls上的方式予以照射。
此外，攝像攝影機6係具備有攝影機透鏡8及攝像元件9，將接連照射在輪胎T的側壁面的複數線光的像v1(一線Ls上的光切斷線的像)進行攝像。
另一方面，在上述輪胎旋轉機2設有編碼器4。該編碼器4係檢測輪胎旋轉機2之旋轉軸的旋轉角度、亦即輪胎T的旋轉角度，輸出所檢測出的旋轉角度作為檢測訊號的感測器。該檢測訊號係被用在控制感測器單元3a、3b所具備的攝像攝影機6的攝像時序。
例如圖像處理裝置5係在每次以60rpm的速度進行旋轉的輪胎T旋轉預定角度時，即接收由編碼器4所被輸出的檢測訊號，以配合檢測訊號的收訊時序而使感測器單元3a、3b的攝像攝影機6的快門被按下的方式，來控制第1圖的單元驅動裝置。藉此，以配合檢測訊號之收訊時序的預定攝像率來進行攝像。
其中，除了第1圖所示形態以外，亦可為例如圖像處理裝置5被分別內置於感測器單元3a、3b的形態。此時，例如，在各感測器單元3a、3b的內部，被輸入來自單元驅動裝置的控制訊號、與來自編碼器4的旋轉數脈衝訊號，將最終結果從各感測器單元3a、3b分別輸出至主計算機。此外，此時，單元驅動裝置亦可不具有發出按快門指示的作用，亦可具有對例如感測器單元3a、3b發出雷射亮燈指示、或測定開始指示等命令的作用。接著，亦可為按快門指示係按照依輪胎T的旋轉所致之移動份，與來自編碼器4的脈衝訊號取得同步，被內置於各感測器單元3a、3b內的圖像處理裝置5來進行控制的形態。
來自感測器單元3a、3b的訊號(1線圖像)係被輸入至圖像處理裝置5。圖像處理裝置5係對所被輸入的1線圖像應用三角測量法的原理，藉此取得被照射光切斷線的部分(側壁面上的1線部分)的高度分布資訊。接著，圖像處理裝置5係將所被測定出的輪胎T表面的各部位的高度置換成分別所對應的亮度值，並且將各亮度值記憶在所內置的圖框記憶體(攝像記憶體)，而得輪胎T表面的二維圖像(檢査圖像)。
該二維圖像(檢査圖像)係使其側壁面之圓周方向的全範圍(360°的範圍)中的各部位的表面高度測定值(亮度值)被配列在由表示該輪胎T之半徑方向的Y軸及表示輪胎T之圓周方向的X軸(圖框)所構成的2次元座標系內的資訊。
其中，以高度分布資訊而言，第7圖(b)所例示的曲線圖即相當於此，以檢査圖像或試樣原圖像而言，第7圖(a)所例示的圖像即相當於此。其中，高度分布資訊中的縱軸的值(高度像素值)、與檢査圖像的亮度值係一對一對應者，在以下說明中係以同義加以使用。
此外，本實施形態之圖像處理裝置5係根據所得之檢査圖像及相當於該檢査圖像中的1線的高度分布資訊，由檢査圖像僅去除正常凹凸標記，對去除後的圖像應用既有的圖像處理手法，藉此可檢查存在於輪胎側壁面中之非正常的凹凸標記部分的凹凸缺陷。其中，圖像處理裝置5係藉由例如由個人電腦等所構成的硬體來加以實現。
接著，針對本實施形態之輪胎形狀檢査裝置1的圖像處理裝置5所實施的處理加以說明。
第3圖係顯示圖像處理裝置5所實施之處理內容的流程圖。由該第3圖可知，圖像處理裝置5所實施的處理係具有將存在於輪胎的側壁面的凹凸缺陷進行線上檢査的「檢査作業工程」。此外，該處理係具有「教示作業工程」，作為在檢査作業工程之前的前工程。
檢査作業工程係具備有：「差分處理工程(S6)」、及「形狀缺陷檢査工程(S7)」。在差分處理工程(S6)中，由檢査圖像減掉高度偏位圖像，並且去除遮蔽圖像所顯示的交界區域，其中該檢查圖像為檢査輪胎的側壁面的二維圖像。在形狀缺陷檢査工程(S7)中，根據作為差分處理工程(S6)的結果所得之正常凹凸標記去除圖像，來對檢査輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢查的各自的工程S6、S7係在設於圖像處理裝置5內的差分處理部、形狀缺陷檢査部中被進行。
如第3圖所示，教示作業工程係具備有：「遮蔽圖像生成工程(S2)」、及「高度偏位圖像生成工程(S3)」。在遮蔽圖像生成工程(S2)中，係從試樣原圖像中檢測交界線，生成顯示交界線位置的遮蔽圖像，其中前述試樣原圖像為試樣輪胎的側壁面的二維圖像，前述交界線為正常凹凸標記的輪廓。在高度偏位圖像生成工程(S3)中，係生成高度偏位圖像，該高度偏位圖像為對於在試樣原圖像中的除了與遮蔽圖像所示之交界線的位置相對應的區域以外的剩餘區域的高度使用離散的複數高度臨限值作分類所得的圖像，且為顯示正常凹凸標記之高度的圖像。各自的工程S2、S3係在設於圖像處理裝置5內的遮蔽圖像生成部、高度偏位圖像生成部中被進行。
其中，通常作為檢査對象的輪胎類別有複數種，因此按每個輪胎的類別(TireID)，進行設定(setup)作業來作為線上檢査前的登錄作業。該設定作業係在檢査前登錄按每個TireID而異的輪胎直徑或接地面(胎面)的寬幅等輪胎形狀等相關設計資訊的作業，在輪胎類別有複數種時乃為必須作業。在本實施形態之輪胎形狀檢査中，在上述的設定作業係在檢査作業工程之前進行。
但是，在本實施形態之輪胎形狀檢査方法中，係在檢査作業工程的「差分處理工程(S6)」、教示作業工程的「遮蔽圖像生成工程(S2)」及「高度偏位圖像生成工程(S3)」具有明顯特徵。因此，以下重點說明該等工程。首先，參照第4圖，詳加說明教示作業工程。
最初取得試樣輪胎的側壁面的高度圖像(原始資料)，該試樣輪胎為不具缺陷的理想輪胎。在此所得的高度圖像(原始資料)係會有存在「未檢測點」的情形。所謂未檢測點係指由於因正常凹凸標記的段差的影響而使片光不會返回至攝影機而使受光強度成為規定值以下，而無法取得高度座標的點。對該未檢測點係被輸出有高度座標0(黑點)。因此，在未檢測點的附近，已檢測高度座標完畢，而且使用夾著未檢測點而排列在輪胎圓周方向的2個像素的高度座標來計算直線內插值，埋入所計算出的直線內插值作為未檢測點的座標。
決定未檢測點之座標的方法並非限定於此。例如，藉由利用照原樣複製未檢測點附近的高度(0次近似)且包圍未檢測點的4點(圓周方向的2點與直徑方向的2點)形成平面而進行平面內插等方法，可決定未檢測點的座標。其中，若將未檢測點的高度座標形成為不定的狀態下，在接下來的平滑微分處理中，會出現非預期的較大微分值，亦會有對最終的正常凹凸標記的位置(交界線)檢測造成不良影響的可能性，需要多加注意。
但是，一般而言在輪胎的半徑方向係存在有低次的彎曲成分，因此在上述直線內插後的高度圖像係包含有輪胎半徑方向及輪胎圓周方向的低次的彎曲成分。若在殘留該彎曲成分的情況下直接進行接下來的平滑微分處理工程時，因彎曲成分，微分值會變高。因該彎曲成分而起的微分值係會有難以與原本欲感測的正常凹凸標記的交界線的微分值作區別的情形。因此，以進行由直線內插後的高度圖像去除該彎曲成分的平面化處理為佳。
被預測為應已反映輪胎設計CAD資料或模具CAD資料的該低次的彎曲成分係可使用來自該等CAD資料的形狀模型來進行補正。但是，一般而言，與CAD資料的聯合在系統上亦很困難，在本實施形態中，係由所取得的高度圖像本身來取得理想的彎曲成分。
首先，求出彎曲成分方向的平均剖面輪廓形狀。接著，例如，藉由利用剖面輪廓形狀的二次曲線所為之最小平方擬合(Least-Squares Fitting)，將彎曲成分作數式模型化，將經數式模型化的彎曲成分由上述直線內插後的高度圖像中去除。
藉此，直線內插後的高度圖像係遍及周圍全體而殘留高度座標會產生變化的周圍圖形等圖形凹凸的情形下直接被高精度平面化。藉此，取得第5圖(a)所示之試樣原圖像(S21)。
接著，針對第3圖中的遮蔽圖像生成工程(S2)加以說明。該遮蔽圖像生成工程(S2)係在第4圖(a)中，顯示為遮蔽圖像生成的流程圖。
對上述處理(S21)中所得之經平面化的高度圖像(以下稱為試樣原圖像)，取得施行例如使用索貝爾濾波(Sobel Filter)或拉普拉斯濾波器(Laplacian Filter)的微分濾波器(二維平滑微分濾波器)處理的微分值的圖像(S22)。
對如上所示所得的微分值的圖像，按每1線求出平均值(Ave)及分散(1σ)。使用所求出的平均值(Ave)及分散(1σ)，決定出可將正常凹凸標記的交界線由背景雜訊的微分值分離的二值化臨限值。根據該二值化臨限值而將微分值的圖像二值化。藉此，可得顯示正常凹凸標記之交界線的二值化圖像(S23)。
其中，較佳為藉由孤立點去除濾波器來去除所得二值化圖像內孤立的像素點，此外，進行藉由膨脹濾波器來將去除孤立的像素點所得之圖像內的正常凹凸標記的交界線部分進行膨脹的處理。
經由以上處理所得之圖像係交界線部分的二值像素點的值為1、交界線以外的部分的二值像素點的值為0的遮蔽圖像，如第5圖(c)所示者。該遮蔽圖像係被保存在圖像處理裝置5內的記憶體(S24)。
接著，使用第4圖、第6圖、及第7圖，針對第3圖的高度偏位圖像生成工程(S3)加以說明。該高度偏位圖像生成工程(S3)係在第4圖(b)中顯示為偏位圖像生成的流程圖。在本工程中，係與遮蔽圖像生成工程(S2)同樣地，使用經過直線內插與平面化處理後的試樣原圖像(S31)。
作為模式圖而顯示在第7圖(a)之平面化後的試樣原圖像中，以實線表示的部分係前述1線的相位調整線的一部分，指正常凹凸標記部分。第7圖(b)的曲線圖係顯示例如第7圖(a)所示之模式的前述1線的相位調整線的高度像素輪廓(profile，剖面形狀)。在該輪廓係全體存在有屬於側壁面之起伏的低頻的高度像素變化(低頻成分)，因此可知在正常凹凸標記的部分，高度像素值係急遽變化。其中，低頻的高度像素變化係指例如20次～70次程度(離散傅立葉轉換後的20次～70次程度)的低頻所示變化。
在此，針對相位調整線加以說明。設定作業時(教示時)，由屬於不具缺陷的輪胎的試樣輪胎的側壁面的高度圖像(原始資料)，藉由本實施形態中所示之圖像處理來取得最終的設定資料(教示資料)，且登錄在裝置。在輪胎檢査中，輪胎係以不同於設定作業時的角度來進行旋轉，為了使所登錄的設定資料、與檢査對象的圖像的相位(有角度=360°中的多少旋轉角度差嗎)相配，「相位調整線」中，由兩圖像的形狀差來計算相位差。將由此的任意(例如在設定中被指定)的線作為相位調整線。
第7圖(b)的曲線圖所示之高度像素輪廓中，與第7圖(a)之試樣原圖像的實線部分相對應的部分係以箭號顯示。在此所示之各正常凹凸標記係分別為大致相同的高度，但是由於在(形成於)之前所說明的低頻的高度像素變化(Runout成分)之上，因此按照低頻的高度像素變化，成為分別不同的高度。一面觀看第7圖(c)的曲線圖，一面更進一步詳加說明。
該第7圖(c)中的粗實線P1係顯示各正常凹凸標記之表面部分中的低頻的高度像素變化(Runout成分)。若將包含以該粗實線P1所示部分的高度像素輪廓沿著縱軸朝負方向偏位時，在高度像素值0附近中，粗實線P1係與原本高度像素輪廓的正常凹凸標記以外的部分中的Runout成分(基底Runout成分)呈大致連續。例如，若以粗實線P1成為粗實線P2的位置的方式使高度像素輪廓偏位時，可知正常凹凸標記的表面部分中的低頻的高度像素變化(Runout成分)係與基底Runout成分呈大致連續。此時的粗實線P1與粗實線P2的差(P1-P2)係成為高度固定值(高度臨限值)Pth。
另一方面，表示右鄰的正常凹凸標記的表面部分中的低頻的高度像素變化(Runout成分)的粗實線Q1係被偏位在粗實線Q2的位置，而且粗實線R1係被偏位在粗實線R2的位置。此時，偏位後的粗實線Q2及粗實線R2並不會與基底Runout成分呈連續。因此，以粗實線R2與基底Runout成分呈連續的方式變更高度輪廓的偏位量，而得其他高度固定值。此外，以粗實線Q2與基底Runout成分呈連續的方式變更高度輪廓的偏位量，而另外取得其他高度固定值。以如上所示之方法，取得離散的複數高度臨限值(S32)。
若以輪胎的側壁面中的正常凹凸標記(文字、圖形等)僅由數種高度偏位值所構成的輪胎為前提，可知上述過程係由包含Runout成分等不規則的高度變化的高度輪廓之中，(根據高度輪廓)求出與該數種高度偏位值相對應的離散的複數高度固定值的作業。
如上所示之離散的複數高度固定值係除了遍及側壁全面而共通決定以外，亦可將側壁面分割成複數區域，在所分割的各區域中分別決定。分割成複數區域的方法中，例如藉由顯示手段來顯示高度圖像之後，一面藉由人工及目測來考慮文字的涵義與圖形的設計(layout)等，一面使用GUI(滑鼠操作等)等，在應分割的區域設定矩形區域等。
針對使用如上所示所得之離散的複數高度固定值，生成顯示正常凹凸標記之高度的高度偏位圖像的工程，說明如下。
第6圖(a)、(b)係顯示在本實施形態之輪胎形狀檢査方法中，高度像素輪廓與標籤區域的關係圖。第6圖(a)係在試樣原圖像中之側壁之圓周方向的高度輪廓的1線中，沿著輪胎圓周方向的X座標而放大數百點份的曲線圖。曲線圖中的矩形波係在將之前所求出的遮蔽圖像反轉所生成的反轉遮蔽圖像之中，將位於與前述高度輪廓為相同位置的圖像重疊顯示在曲線圖中。
反轉遮蔽圖像係與反轉前的遮蔽圖像相同地，在高度像素值0與1之間進行振動的矩形波，但是為了易於觀看曲線圖，使反轉遮蔽圖像朝高度像素值正方向(Y軸的上方向)移動。
在反轉遮蔽圖像中，由於交界線部分的二值像素點的值為0，交界線以外的部分的二值像素點的值為1，因此在第6圖(a)、(b)中，相當於反轉遮蔽圖像之高度像素值0的區域係指正常凹凸標記的交界線部分。在反轉遮蔽圖像中，在相當於在交界線部分所被劃分的高度像素值1的區域分別分配標籤編號，將該等區域決定為標籤區域。
該等標籤區域中，將最長的標籤區域(第6圖(b)中為曲線圖的最左部的標籤區域)W1登錄為高度偏位計算的開始區域。之後，由第6圖(b)的高度輪廓，在上述最長標籤區域W1中，求出包含與正常凹凸標記的交界線相接的端點的附近的平均高度像素值。接著，求出夾著交界線(隔著交界線)而相鄰接的標籤區域W2中的平均高度像素值。之後，計算由標籤區域W1與標籤區域W2所構成的區域對的高度差。該高度差係如上所述所求出的2個高度像素值的差。最長標籤區域(計算開始區域)W1中的平均高度像素值的高度偏位值係設為零。
接著，將由標籤區域W1與標籤區域W2所構成的區域對的高度差、與之前所取得的離散的複數高度固定值作比較，將與該高度差的差為最小(大致一致)的高度固定值分配為與最長標籤區域W1相鄰接的標籤區域W2的高度偏位值。換言之，將差為最小的前述高度固定值分別作為構成該區域對的一對標籤區域之中排列順序在後的區域W2的高度偏位值加以分配。所被分配的高度偏位值係被記錄在偏位圖像記憶體區域內。
以下係以同樣的方法，針對剩餘的所有標籤區域W3、W4…亦依序分別分配高度偏位值。亦即，針對區域W1與區域W2的區域對以外的剩餘複數區域對(例如由區域W2與區域W3所構成的區域對、由區域W3與區域W4所構成的區域對等)，亦分別求出彼此相鄰接的2個區域的高度差，將與各區域對的高度差的差為最小的高度固定值作為各區域對中排列順序在後的標籤區域的高度偏位值加以分配(S33)。
若對1線的1周份分配高度偏位值，依序對其他1線的1周份進行同樣的分配。如上所示對試樣原圖像的全範圍的線分配高度偏位值，藉此取得第5圖(b)所示之高度偏位圖像(S34)。
若在教示時所取得的高度圖像完全沒有低頻數的Runout成分，若正常凹凸標記與輪胎設計CAD資料本身為相同的值，則無須使用如上所述的「離散的複數高度固定值」，而將所取得的試樣原圖像(高度圖像)本身登錄為高度偏位圖像、或者無須使用「離散的複數高度固定值」，而將所求出的高度差本身(相鄰區域間的高度差本身)設定為相對的偏位值即可。
但是，在為橡膠製品且充入空氣的輪胎中，不具Runout成分的輪胎可謂為完全沒有，使用所取得的試樣原圖像本身作為偏位圖像並不具實用性。此外，若將所求出的高度差本身登錄為連續的偏位值時，在計算1周份中，因Runout成分而起的誤差會累積，而會發生1線終點的高度偏位值不會與1線始點的高度偏位值呈連續的問題。
因此，藉由一面反映在已充入空氣的狀態下的輪胎形狀，一面使用離散的複數高度固定值，以一定的偏位來推測計算側壁面的正常凹凸標記的高度的本手法，可取得實用的教示時的高度偏位圖像。
在第3圖的資訊登錄工程(S4)中，將遮蔽圖像與偏位圖像登錄在圖像處理裝置5，而結束教示作業工程。藉由以上，對所教示的輪胎試樣圖像，可進行電腦的GUI上的確認及修正作業，可實現短時間內的教示作業。
上述之教示處理之後，實施對檢査對象輪胎的側壁面的凹凸缺陷(Bulge(膨脹)/Dent(凹陷))進行檢査的檢査作業工程(線上檢査)。一面參照第3圖及第5圖，一面在以下說明檢査作業工程。
在檢査作業工程中，首先取得第5圖(a)所示之檢査對象輪胎之側壁面的原圖像(檢査圖像)。
接著，在第3圖的座標系偏移補正工程(S5)中，修正檢査圖像的座標系偏移(主要係周圍方向的相位差=旋轉角度)。以對位的手法而言，以存在於側壁面的正常凹凸標記(例如標誌)為相一致的方式進行圖像匹配，且修正相位差。
接著，第3圖的差分處理工程(S6)中，由檢査圖像減掉教示時所登錄的高度偏位圖像。藉此可得正常凹凸標記的高度已被減掉的側壁面的高度圖像。
在該所得高度圖像中，由於會有遮蔽圖像所示之交界線部分(遮蔽範圍)的資料並不一定表示適當的值的情形，因此此時係根據遮蔽圖像而內插交界線部分。以下說明該內插處理。
例如，在1線上，周圍方向的遮蔽範圍形成為連續的X座標值而為數點份程度時，求出夾著遮蔽圖像的遮蔽範圍的2個位置的平均高度座標、亦即正常凹凸標記的兩端的平均高度座標值，將該平均高度座標採用在遮蔽範圍的高度座標值，藉此進行直線內插。
另一方面，例如，周圍方向的遮蔽範圍形成為X座標值而連續數十點份以上時，對遮蔽圖像的遮蔽範圍內的高度像素值選擇遮蔽範圍長以下之部分範圍中的最大值或最小值，將該所被選擇的高度座標值採用在遮蔽範圍的高度座標，藉此內插遮蔽範圍內的全部高度座標。
經由如上所述之處理，取得第5圖(d)所示之文字凹凸去除後的圖像。
使用該文字凹凸去除後的圖像，進行第3圖的形狀缺陷檢査工程(S7)。在第5圖(d)所示之文字凹凸去除後的圖像中，係僅去除正常凹凸標記的高度變化，在圖像左側白色顯示為橢圓狀的凸缺陷部的高度與第5圖(a)的原圖像(檢査圖像)相比較並沒有改變而殘留下來。在形狀缺陷檢査工程(S7)中，係對如上所示文字凹凸去除後的圖像所殘留的凸缺陷部或凹缺陷部進行檢測。
以形狀缺陷檢査工程(S7)而言，係可採用既有的圖像處理手法。亦可採用藉由2值化所為之缺陷抽出或藉由圖案匹配所為之缺陷抽出。
藉由使用以上所述之本實施形態之輪胎形狀檢査方法，不會受到存在於輪胎側壁面上之屬於正常凹凸的標記(文字、標誌、模樣等)影響，可確實檢査具有與正常凹凸標記為相同程度的高度變化的凹凸缺陷(凸缺陷=Bulge、凹缺陷=Dent)。尤其在輪胎形狀檢査中，不會受到橡膠製品特有的變形或在輪胎充入空氣所致之變形等的影響，而可進行輪胎形狀的檢査。
但是，本次所揭示之實施形態，應理解全部均為例示，而非具限制性者。本發明之範圍係藉由申請專利範圍而非上述說明來顯示，意圖與申請專利範圍均等的涵義及範圍內的全部變更均包含在內。
例如，可自動進行遮蔽圖像生成工程(S2)或高度偏位圖像生成工程(S3)等各工程，亦可由操作人員一面參照圖像一面以手動來進行。此外，亦可反覆複數次各工程。
具體而言，在圖像處理裝置5中，係將檢査圖像、遮蔽圖像、高度偏位圖像、正常凹凸標記去除後的圖像等進行並列顯示或切換顯示，操作人員係確認各圖像，若可確認出原本應被連接的交界線是否被切斷、或者不適當部分是否被辨識為交界線即可。
假如藉由確認作業而在遮蔽圖像有不良部位時，藉由GUI來進行交界線的追加或刪除，若已修正時，若進行遮蔽圖像的再計算即可。接著，確認所被設定的高度偏位圖像，確認按每個標籤所設定的一種高度固定值是否異常。若有不良部位，即指定修正區域來變更(分別±1增減)高度偏位值，若已修正時，若進行高度偏位圖像的再計算即可。
正常凹凸標記去除後的圖像係顯示根據本次所設定的教示資訊而實際上作線上檢査時的平面化狀態者，較佳為在確認處理後的高度圖像後，若有不良部位，即返回至遮蔽圖像或高度偏位圖像的確認及修正作業，以分別進行修正及再計算。
但是，在本實施形態中所生成的遮蔽圖像係會有存在有大於欲檢測的凹凸缺陷(Bulge/Dent)的遮蔽範圍(遮蔽區域)的情形。若在如上所示之較大遮蔽範圍存在有凹凸缺陷時，會有因被遮蔽而忽略到欲檢測的凹凸缺陷的情形。因此，以設置內插高度座標值的處理為佳。若依遮蔽範圍的大小(長度)來改變遮蔽範圍的內插處理，則更為理想。
因此參照第8圖，詳加說明接續上述第3圖中的差分處理工程(S6)所進行的內插處理(內插工程)。在第8圖中，X軸係表示輪胎旋轉方向(圓周方向)，Y軸係表示輪胎表面的高度變化量。
如之前說明所示，在差分處理工程(S6)中，首先，由檢査圖像減掉教示時所登錄的高度偏位圖像，而得輪胎側壁面的高度圖像。第8圖(a)係顯示所得高度圖像之1線中的一部分。
第8圖(a)所示之高度圖像中，存在多數屬於輪胎旋轉方向的X軸方向中的像素數較少(短)的正常凹凸標記，而且為該等正常凹凸標記的交界線且高度座標值(高度像素值)急遽變化的部分呈接近。因此，該正常凹凸標記係在第4圖(a)所示遮蔽圖像生成工程中所得的遮蔽圖像中，大致全部均成為遮蔽範圍。將如上所示所得的遮蔽圖像反轉，而得反轉遮蔽圖像。
第8圖(b)係顯示所得反轉遮蔽圖像中與第8圖(a)的高度圖像相對應的部分。反轉遮蔽圖像中，與高度圖像之正常凹凸標記相對應之遮蔽範圍中的二值像素點的值為0。藉由取得如上所示之反轉遮蔽圖像與高度圖像的邏輯積，遮蔽第8圖(a)所示高度圖像中與遮蔽範圍相對應的位置而將高度座標值設為0，而得第8圖(c)所示之遮蔽後高度圖像。
在該遮蔽後高度圖像中，由於與遮蔽範圍相對應的位置的高度座標值全部為0，因此必須在該遮蔽的位置內插高度座標值。以內插高度座標值的方法而言，考慮直線內插、平均內插、及包絡曲線內插等3個內插處理。與遮蔽後高度圖像的遮蔽範圍相對應的位置為數像素程度(例如未達10像素)的長度時，藉由直線內插或平均內插來內插高度座標值。若與遮蔽後高度圖像的遮蔽範圍相對應的位置為超過數像素(例如10像素以上)的長度時，則藉由包絡曲線內插來內插高度座標值。
如第8圖(d)所示，直線內插係指以直線連結夾著與遮蔽圖像的遮蔽範圍相對應的位置(區域)的2個位置的高度座標值、亦即正常凹凸標記的兩端的高度座標值，將呈線性變化的直線上的值分配為與遮蔽範圍相對應的位置的高度座標值，藉此作內插的方法。
如第8圖(d)所示，平均內插係指求出夾著與遮蔽圖像的遮蔽範圍相對應的位置(區域)的2個位置的高度座標值的平均、亦即正常凹凸標記的兩端的高度座標值的平均，將該高度座標值的平均(平均高度座標值)分配為與遮蔽範圍相對應的位置的高度座標值，藉此作內插的方法。
此外，如第8圖(e)所示，包絡曲線內插係指沿著X軸方向設定作為與遮蔽範圍相對應的位置(區域)中的部分範圍的視窗，將該視窗範圍內的最大高度座標值分配為與遮蔽範圍相對應的位置的高度座標值而作內插的方法。該包絡曲線內插中的前述視窗係至少一部重疊在與遮蔽範圍相對應的位置，為比遮蔽範圍為短、且朝沿著遮蔽範圍的方向(X軸方向)延伸的範圍。
針對視窗的設定方法加以具體說明。在以下說明中，第8圖(b)的反轉遮蔽圖像所示之遮蔽範圍係假定為例如在X軸方向具有40像素的長度。在第8圖(a)的高度圖像中，係將遮蔽範圍的X座標為最小的點(最左點)設為視窗中心點。將包含該視窗中心點與視窗中心點的左右數像素的範圍作為視窗，而設定為第8圖(a)的高度圖像。例如，若包含視窗中心點與其左右10像素來設定視窗時，視窗係將遮蔽範圍的最左點作為視窗中心點而設定為21像素份的長度。一般而言，視窗的像素數係以遮蔽範圍的像素數的一半程度或一半以下為宜。
在如上所示所設定的視窗範圍內，檢測最大高度座標值，且將所檢測出的值作為與視窗中心點相對應的位置的高度座標值，且分配在第8圖(c)的遮蔽後高度圖像。
接著，使視窗中心點朝X軸方向移動1像素份，以上述方法設定包含移動後之視窗中心點的新視窗。在所被設定的新視窗內，檢測最大高度座標值，將所檢測到的值作為與視窗中心點相對應的位置的高度座標值而分配在遮蔽後高度圖像。
若將該處理反覆進行至視窗中心點移動至與遮蔽範圍的X座標為最大的點(最右點)相對應的位置，以最大高度座標值描繪包絡曲線來進行內插時，可遍及與遮蔽範圍相對應的位置全體來內插高度座標值。第8圖(e)係顯示施行上述包絡曲線內插的高度圖像，大致重現第8圖(a)的高度圖像所示之正常凹凸標記的輪廓概形。
其中，在上述包絡曲線內插中，係將視窗範圍內的最大高度座標值分配為與視窗中心點相對應的位置的高度座標值，但是亦可將最小高度座標值分配為遮蔽範圍的高度座標值。
在分配最小高度座標值時，所得之高度圖像係成為大致重現第8圖(a)的高度圖像所示之正常凹凸標記之基底部分之輪廓概形者。亦即，無論是在分配最大高度座標值的情形下，或是在分配最小高度座標值的情形下，均可評估輪胎側壁面中的遮蔽範圍的整個(低頻成分所示之)凹凸變化。此外，亦可將視窗範圍內的高度座標值的最大值與最小值的平均分配為與視窗中心點相對應的位置的高度座標值。
[實施形態之概要]
將前述實施形態彙整如下。
(1)前述實施形態之輪胎形狀檢査方法係使用具有形成有凹凸標記的側壁面的試樣輪胎的前述側壁面的圖像，對檢査輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢査。前述輪胎形狀檢査方法係具備有：教示作業工程、及檢査作業工程。前述教示作業工程係具備有：遮蔽圖像生成工程，從試樣原圖像中檢測交界線，生成顯示前述交界線之位置的遮蔽圖像，其中前述試樣原圖像為前述試樣輪胎的側壁面的二維圖像，前述交界線為前凹凸標記的輪廓；及高度偏位圖像生成工程，生成高度偏位圖像，該高度偏位圖像為對於在前述試樣原圖像中的除了與前述遮蔽圖像所示之前述交界線的位置相對應的區域以外之剩餘區域的高度使用離散的複數高度臨限值作分類所得的圖像且為顯示前述凹凸標記的高度的圖像。前述檢査作業工程係具備有：差分處理工程，由檢査圖像減掉前述高度偏位圖像，藉此從前述檢査圖像去除前述凹凸標記而生成凹凸去除圖像，其中前述檢査圖像為前述檢査輪胎的側壁面的二維圖像；及形狀缺陷檢査工程，根據前述凹凸去除圖像，對檢査輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢査。
在該方法中，不會受到輪胎的側壁面上所存在之屬於正常凹凸的標記(文字、標誌、模樣等)影響，可確實檢査側壁面的凹凸缺陷。
(2)在此，亦可在前述遮蔽圖像生成工程中，藉由應用微分濾波器，取得強調出前述凹凸標記之前述交界線部分的微分圖像，對前述所得之微分圖像應用預定的臨限值，藉此將前述微分圖像二值化而生成前述遮蔽圖像。
(3)此外，亦可在前述微分濾波器應用前，內插前述試樣原圖像內的未檢測點而去除前述未檢測點，根據前述側壁面的輪廓形狀，從已去除前述未檢測點的圖像中去除側壁面的彎曲成分而將已去除前述未檢測點的圖像平面化。
藉此，在應用微分濾波器時，可抑制出現無法預期的較大微分值，而可更加提高正常凹凸標記的位置(交界線) 的檢測精度。此外，在該方法中，由於將彎曲成分去除而作平面化，因此在應用微分濾波器時，可抑制因彎曲成分而起而使微分值變高的情形。此外，因彎曲成分而起的微分值係會有難以與原本欲感測的正常凹凸標記的交界線的微分值作區別的情形，因此較佳為進行從未檢測點的內插後(直線內插後)的高度圖像中去除該彎曲成分的平面化處理。
(4)此外，亦可在前述高度偏位圖像生成工程中，使用前述試樣原圖像、前述遮蔽圖像、及對前述凹凸標記所設定的前述離散的複數高度臨限值，對於前述試樣原圖像的全部線資料，反覆下述(I)至(V)的步驟，藉此生成高度偏位圖像：(I)從前述遮蔽圖像抽出與沿著前述試樣原圖像的輪胎圓周方向的1個線資料相對應的線資料，(II)在前述試樣原圖像的1個線資料上，將以從遮蔽圖像所抽出的前述線資料所示之交界線所被劃分的各區域分別作為1個標籤區域，(III)複數前述標籤區域中，將朝圓周方向為最長的標籤區域作為高度偏位值的計算開始區域，或者以前述遮蔽圖像所示之交界線所包圍的區域中，將面積最大的區域作為高度偏位值的計算開始區域，(IV)在由前述計算開始區域依序排序的前述複數標籤區域中，由包含前述計算開始區域的區域對，依序求出藉由彼此相鄰接的標籤區域所構成的區域對中的標籤區域彼此的高度差，
(V)前述離散的複數高度臨限值之中，將最為接近各區域對之前述高度差的高度臨限值，設定為構成各區域對的一對標籤區域之中排列順序在後的標籤區域的高度偏位值。
該構成係顯示生成偏位圖像之順序(步驟)之一例者。藉由以如上所示之順序來計算偏位圖像，可生成正確的偏位圖像。
(5)此外，亦可在前述高度偏位圖像生成工程中，使前述遮蔽圖像與前述高度偏位圖像相疊合，按每個以前述遮蔽圖像所示之交界線所包圍的區域，將在區域內存在最為多數的高度偏位值設定為該區域全體的高度偏位值。
在該構成中，與僅以1線生成偏位圖像的情形相比，藉由以2次元計算複數線，可修正微妙的偏位圖像計算誤差，生成且取得更為穩定的偏位圖像。
(6)此外，亦可在前述高度偏位圖像生成工程中，抽出沿著前述試樣原圖像之輪胎圓周方向的線資料，複製前述所被抽出的線資料而朝亮度高度方向移位，藉此生成複製線，以顯示前述所抽出的線資料的凹凸標記部以外的低頻成分的曲線、及顯示所移位的複製線的凹凸標記部的低頻成分的曲線呈大致連續的方式，將前述複製線資料移位，而決定此時的移位量，將前述移位量設為前述離散的高度臨限值。
在該構成中，並非將凹凸標記部的各部位分別各1部位進行評估，而可使1線全體移位來確認吻合度，可減少微小且微妙的偏位值決定時的誤差。
(7)此外，亦可在前述高度偏位圖像生成工程中，將由前述試樣輪胎的設計圖或模具CAD資料所得之前述凹凸標記的高度尺寸數值、或前述試樣輪胎的凹凸標記的高度尺寸的實測值設為前述離散的高度臨限值。
如該構成所示，藉由使用CAD資料或高度尺寸的實測值，可生成根據更為定量的尺寸指標的偏位圖像。
(8)前述檢査作業工程亦可另外具備有內插工程，其係在前述差分處理工程中所得圖像內以在該差分處理工程中所使用的遮蔽圖像所被遮蔽的遮蔽範圍中內插高度座標值。
在該方法中，由於具備有上述內插工程，因此即使在所生成的遮蔽圖像中存在有大於欲檢測之凹凸缺陷(Bulge/Dent)的遮蔽範圍(遮蔽區域)的情形下，亦可抑制欲檢測的凹凸缺陷被漏看。
以內插工程的具體例而言，列舉例如以下所示之方法。
(9)例如，在前述內插工程中，亦可選擇夾著前述遮蔽範圍的2個位置的高度座標值，將由其中一方高度座標值朝向另一方高度座標值呈線性變化所得的高度座標值分配在前述遮蔽範圍，藉此作內插。
(10)此外，在前述內插工程中，亦可選擇夾著前述遮蔽範圍的2個位置的高度座標值，將藉由求出其中一方高度座標值與另一方高度座標值的平均值所得的平均高度座標值分配在前述遮蔽範圍，藉此作內插。
(11)此外，在前述內插工程中，亦可設置視窗，一面使前述視窗由前述遮蔽範圍的其中一端朝向另一方的一端移動，一面在前述檢査圖像中選擇與前述視窗相對應的位置的最大高度座標值或最小高度座標值，將所選出的高度座標值分配在前述遮蔽範圍，藉此作內插，其中前述視窗為至少一部分重疊在前述遮蔽範圍，且比前述遮蔽範圍更短而朝沿著前述遮蔽範圍的方向延伸的範圍。
亦可藉由遮蔽範圍的大小(長度)來改變內插遮蔽範圍的處理方法。亦可選擇方法如下：例如，若遮蔽範圍較小(短)時，使用如上述(9)般的直線內插或如上述(10)般的平均內插來內插高度座標值，若遮蔽範圍較大(長)時，則藉由如上述(11)般的包絡曲線內插來內插高度座標值。
(12)前述實施形態之輪胎形狀檢査裝置係使用具有形成有凹凸標記的側壁面的試樣輪胎的前述側壁面的圖像，對檢査輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢査。前述輪胎形狀檢査裝置係具備有：攝像部，對前述側壁面的二維圖像進行攝像；遮蔽圖像生成部，從試樣原圖像中檢測交界線，生成顯示前述交界線之位置的遮蔽圖像，其中前述試樣原圖像為前述試樣輪胎的側壁面的二維圖像，前述交界線為前述凹凸標記的輪廓；高度偏位圖像生成部，生成高度偏位圖像，該高度偏位圖像為對於在前述試樣原圖像中的除了與前述遮蔽圖像所示之前述交界線的位置相對應的區域以外之剩餘區域的高度使用離散的複數高度臨限值作分類所得的圖像且為顯示前述凹凸標記的高度的圖像，且具備有：差分處理部，由檢査圖像減掉前述高度偏位圖像，藉此從前述檢査圖像去除前述凹凸標記而生成凹凸去除圖像，其中前述檢查圖像為前述檢査輪胎的側壁面的二維圖像；及形狀缺陷檢査部，根據前述凹凸去除圖像，對檢査輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢査。
在該裝置中，不會受到輪胎的側壁面上所存在之屬於正常凹凸的標記(文字、標誌、模樣等)影響，可確實檢査側壁面的凹凸缺陷。
(13)在此，前述攝像部亦可具備有：線光照射部，對前述側壁面照射一光切斷線；攝像攝影機，對被照射在前述側壁面的前述線光的像(反射光)進行攝像；及攝像記憶體，藉由逐次儲存前述攝像攝影機所拍攝到的1線圖像，構成前述側壁面的二維圖像。
1‧‧‧輪胎形狀檢査裝置
2‧‧‧輪胎旋轉機
3a、3b‧‧‧感測器單元
4‧‧‧編碼器
5‧‧‧圖像處理裝置
6‧‧‧攝像攝影機
7‧‧‧線光源
7a、7b、7c‧‧‧線光源
8‧‧‧攝影機透鏡
9‧‧‧攝像元件
Ls‧‧‧線
T‧‧‧輪胎
v1‧‧‧像
第1圖(a)係顯示本發明之實施形態之輪胎形狀檢査裝置之構成的概略圖，(b)係顯示輪胎形狀檢査裝置所具備之感測器單元中的線光照射部及攝影機之三次元配置的模式圖。
第2圖係顯示輪胎的側壁面的模式圖。
第3圖係顯示本發明之實施形態之輪胎形狀檢査方法之處理內容的流程圖。
第4圖(a)係顯示本發明之實施形態之輪胎形狀檢査方法中的遮蔽圖像生成處理的流程圖，(b)係顯示本發明之實施形態之輪胎形狀檢査方法中的偏位圖像生成處理的流程圖。
第5圖(a)~(d)係顯示本發明之實施形態之輪胎形狀檢査方法中的圖像處理過程的模式圖。
第6圖(a)、(b)係顯示在本發明之實施形態之輪胎形狀檢査方法中，高度像素輪廓與標籤區域的關係圖。
第7圖(a)~(c)係顯示在本發明之實施形態之輪胎形狀檢査方法中，求出離散的高度臨限值的方法的概略圖。
第8圖(a)~(e)係顯示在本發明之實施形態之輪胎形狀檢査方法中，對與遮蔽範圍相對應的位置的高度像素值內插方法的圖。

Claims (13)

  1. 一種輪胎形狀檢査方法，係使用具有形成有凹凸標記的側壁面的試樣輪胎的前述側壁面的圖像，對檢査輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢査，該輪胎形狀檢査方法的特徵為：具備有：教示作業工程、及檢査作業工程，前述教示作業工程係具備有：遮蔽圖像生成工程，從試樣原圖像中檢測交界線，生成顯示前述交界線之位置的遮蔽圖像，其中前述試樣原圖像為前述試樣輪胎的側壁面的二維圖像，前述交界線為前述凹凸標記的輪廓；及高度偏位圖像生成工程，生成高度偏位圖像，該高度偏位圖像為對於在前述試樣原圖像中的除了與前述遮蔽圖像所示之前述交界線的位置相對應的區域以外之剩餘區域的高度使用離散的複數高度臨限值作分類所得的圖像且為顯示前述凹凸標記的高度的圖像，前述檢査作業工程係具備有：差分處理工程，由檢査圖像減掉前述高度偏位圖像，藉此從前述檢査圖像去除前述凹凸標記而生成凹凸去除圖像，其中前述檢査圖像為前述檢査輪胎的側壁面的二維圖像；及形狀缺陷檢査工程，根據前述凹凸去除圖像，對檢査輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢査。
  2. 如申請專利範圍第1項之輪胎形狀檢査方法，其 中，在前述遮蔽圖像生成工程中，藉由應用微分濾波器，取得強調出前述凹凸標記之前述交界線部分的微分圖像，對前述所得之微分圖像應用預定的臨限值，藉此將前述微分圖像二值化而生成前述遮蔽圖像。
  3. 如申請專利範圍第2項之輪胎形狀檢査方法，其中，在前述微分濾波器應用前，內插前述試樣原圖像內的未檢測點而去除前述未檢測點，根據前述側壁面的輪廓形狀，從已去除前述未檢測點的圖像中去除側壁面的彎曲成分而將已去除前述未檢測點的圖像平面化。
  4. 如申請專利範圍第1項之輪胎形狀檢査方法，其中，在前述高度偏位圖像生成工程中，使用前述試樣原圖像、前述遮蔽圖像、及對前述凹凸標記所設定的前述離散的複數高度臨限值，對於前述試樣原圖像的全部線資料，反覆下述(I)至(V)的步驟，藉此生成高度偏位圖像：(I)從前述遮蔽圖像抽出與沿著前述試樣原圖像的輪胎圓周方向的1個線資料相對應的線資料，(II)在前述試樣原圖像的1個線資料上，將以從遮蔽圖像所抽出的前述線資料所示之交界線所被劃分的各區域分別作為1個標籤區域，(III)複數前述標籤區域中，將朝圓周方向為最長的 標籤區域作為高度偏位值的計算開始區域，或者以前述遮蔽圖像所示之交界線所包圍的區域中，將面積最大的區域作為高度偏位值的計算開始區域，(IV)在由前述計算開始區域依序排序的前述複數標籤區域中，由包含前述計算開始區域的區域對，依序求出藉由彼此相鄰接的標籤區域所構成的區域對中的標籤區域彼此的高度差，(V)前述離散的複數高度臨限值之中，將最為接近各區域對之前述高度差的高度臨限值，設定為構成各區域對的一對標籤區域之中排列順序在後的標籤區域的高度偏位值。
  5. 如申請專利範圍第4項之輪胎形狀檢査方法，其中，在前述高度偏位圖像生成工程中，使前述遮蔽圖像與前述高度偏位圖像相疊合，按每個以前述遮蔽圖像所示之交界線所包圍的區域，將在區域內存在最為多數的高度偏位值設定為該區域全體的高度偏位值。
  6. 如申請專利範圍第1項之輪胎形狀檢査方法，其中，在前述高度偏位圖像生成工程中，抽出沿著前述試樣原圖像之輪胎圓周方向的線資料，複製前述所被抽出的線資料而朝亮度高度方向移位，藉此生成複製線，以顯示前述所抽出的線資料的凹凸標記部以外的低頻成分的曲線、及顯示所移位的複製線的凹凸標記部的低頻 成分的曲線呈大致連續的方式，將前述複製線資料移位，而決定此時的移位量，將前述移位量設為前述離散的高度臨限值。
  7. 如申請專利範圍第1項之輪胎形狀檢査方法，其中，在前述高度偏位圖像生成工程中，將由前述試樣輪胎的設計圖或模具CAD資料所得之前述凹凸標記的高度尺寸數值、或前述試樣輪胎的凹凸標記的高度尺寸的實測值設為前述離散的高度臨限值。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之輪胎形狀檢査方法，其中，前述檢査作業工程係另外具備有內插工程，其係在前述差分處理工程中所得圖像內以在該差分處理工程中所使用的遮蔽圖像所被遮蔽的遮蔽範圍中內插高度座標值。
  9. 如申請專利範圍第8項之輪胎形狀檢査方法，其中，在前述內插工程中，選擇夾著前述遮蔽範圍的2個位置的高度座標值，將由其中一方高度座標值朝向另一方高度座標值呈線性變化所得的高度座標值分配在前述遮蔽範圍，藉此作內插。
  10. 如申請專利範圍第8項之輪胎形狀檢査方法，其中，在前述內插工程中，選擇夾著前述遮蔽範圍的2個位置的高度座標值，將藉由求出其中一方高度座標值與另一方高度座標值的平均值所得的平均高度座標值分配在前述遮蔽範圍，藉此作內插。
  11. 如申請專利範圍第8項之輪胎形狀檢査方法，其 中，在前述內插工程中，設置視窗，一面使前述視窗由前述遮蔽範圍的其中一端朝向另一方的一端移動，一面在前述檢査圖像中選擇與前述視窗相對應的位置的最大高度座標值或最小高度座標值，將所選出的高度座標值分配在前述遮蔽範圍，藉此作內插，其中前述視窗為至少一部分重疊在前述遮蔽範圍，且比前述遮蔽範圍更短而朝沿著前述遮蔽範圍的方向延伸的範圍。
  12. 一種輪胎形狀檢査裝置，係使用具有形成有凹凸標記的側壁面的試樣輪胎的前述側壁面的圖像，對檢査輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢査，該輪胎形狀檢査裝置的特徵為：具備有：攝像部，對前述側壁面的二維圖像進行攝像；遮蔽圖像生成部，從試樣原圖像中檢測交界線，生成顯示前述交界線之位置的遮蔽圖像，其中前述試樣原圖像為前述試樣輪胎的側壁面的二維圖像，前述交界線為前述凹凸標記的輪廓；高度偏位圖像生成部，生成高度偏位圖像，該高度偏位圖像為對於在前述試樣原圖像中的除了與前述遮蔽圖像所示之前述交界線的位置相對應的區域以外之剩餘區域的高度使用離散的複數高度臨限值作分類所得的圖像且為顯示前述凹凸標記的高度的圖像，差分處理部，由檢査圖像減掉前述高度偏位圖像，藉此從前述檢査圖像去除前述凹凸標記而生成凹凸去除圖 像，其中前述檢查圖像為前述檢査輪胎的側壁面的二維圖像；及形狀缺陷檢査部，根據前述凹凸去除圖像，對檢査輪胎的側壁面的形狀缺陷進行檢査。
  13. 如申請專利範圍第12項之輪胎形狀檢査裝置，其中，前述攝像部係具備有：線光照射部，對前述側壁面照射一光切斷線；攝像攝影機，對被照射在前述側壁面的前述線光的像進行攝像；及攝像記憶體，藉由逐次儲存前述攝像攝影機所拍攝到的1線圖像，構成前述側壁面的二維圖像。
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