WO2012018076A1 - タイヤ外形計測データの補正方法、及びタイヤ外観検査装置 - Google Patents

タイヤ外形計測データの補正方法、及びタイヤ外観検査装置 Download PDF

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measurement data
shape
straight line
surface shape
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藤井　知彦
彰伸 水谷
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株式会社ブリヂストン
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
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    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points

Definitions

  • the present invention relates to a method for correcting tire external shape measurement data for determining the quality of a tire external appearance and a tire external appearance inspection device.
  • a rubber material part which is a tire body part constituting the outer peripheral part is attached to an annular metal part (rim) constituting the inner peripheral part of the tire, and air is introduced into the inside thereof. After filling, for example, the external shape of the tire side surface (sidewall) is grasped and the quality is determined.
  • a method for grasping the tire appearance shape a method using a three-dimensional shape measurement method called a light cutting method (see Patent Document 1) and a method using an optical displacement sensor (see Patent Document 2) are known. .
  • the light cutting method irradiates light (line light) focused linearly by a cylindrical lens or the like onto the tire surface (for example, sidewall) along the tire radial direction, and the shape of the line light on the tire surface.
  • the surface shape of the tire in the light irradiated portion is measured from the obtained photographed image by the principle of triangulation. For example, if the above measurement is performed at a constant rotation angle interval while rotating the tire using this method, the sidewall shape of the entire tire circumference can be grasped.
  • the optical displacement sensor focuses the emitted light from a laser or the like in a spot shape (dot shape) and irradiates the tire surface.
  • the reflected light is received by a linear image sensor such as a CCD, and the position of the reflected light changes.
  • a linear image sensor such as a CCD
  • the optical displacement sensor measures only the height of the point-like portion irradiated with light
  • a plurality of optical displacement sensors are arranged in the tire radial direction.
  • the side wall shape of the entire circumference of the tire is grasped by measuring at a constant rotation angle interval while rotating the tire.
  • tire outer shape measurement data after acquiring measurement data of the tire outer shape (hereinafter referred to as “tire outer shape measurement data”), the outer shape distortion due to the bending is not corrected.
  • the tire cannot be properly inspected for its outer shape.
  • the tire body when measuring the tire appearance shape by the conventional method, the tire body must be incorporated in the rim and filled with air to increase the internal pressure so that the tire does not bend. For this reason, there is a problem that the preparation time is long and productivity is lowered.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its purpose is to perform preparation work even for tires with deflection by correcting external distortion caused by deflection with respect to tire external measurement data. This is to make it possible to correctly perform an appearance inspection without requiring it and without reducing productivity.
  • the present invention is a method for correcting tire outer shape measurement data in a tire appearance inspection device, wherein the surface shape of a sidewall along the tire radial direction is determined for each predetermined rotation angle centered on the rotation center of the tire. For each of the surface shapes measured in the measuring step and the surface shape measured in the measuring step, for each section obtained by dividing the distance between the shoulder-side end portion and the rim-side end portion of each surface shape at a predetermined ratio, Approximating each surface shape with a straight line to calculate an approximate straight line, and a horizontal inclination angle of the approximate straight line calculated in the step of calculating the approximate straight line is a predetermined angle determined for each section And rotating the surface shape data for each of the sections measured in the measuring step so as to coincide with each other.
  • the present invention provides the tire outer shape measurement data correction method described in (1), wherein the predetermined angle determined for each section is an inclination angle of the approximate straight line calculated in the calculating step. It is an average value for each section.
  • the approximate straight line calculated in the step of calculating the approximate straight line is measured in the measuring step. It is calculated by the least square method based on the surface shape data.
  • the present invention is the tire contour measurement data correction method according to any one of (1) to (3), wherein in the measuring step, the surface shape is measured by an optical cutting method. To do.
  • the present invention measures the surface shape over the entire circumference of the tire in the measuring step.
  • the present invention provides a shape measuring means for measuring the surface shape of the sidewall along the tire radial direction for each predetermined rotation angle around the center of the tire, and each surface shape measured by the shape measuring means. For each section obtained by dividing the distance between the shoulder-side end portion and the rim-side end portion of each surface shape by a predetermined ratio, a straight line that approximates each surface shape with a straight line and calculates an approximate straight line The surface shape data measured by the shape measuring means so that the inclination angle in the horizontal direction of the approximate straight line calculated by the approximating means and the straight line approximating means matches a predetermined angle determined for each section.
  • a tire appearance inspection apparatus comprising: a rotation processing unit that performs rotation processing for each section.
  • the present invention is characterized in that in the tire appearance inspection apparatus described in (6), there is a mounting table on which a tire is placed horizontally and a tire rotating unit including a rotation driving unit for the mounting table.
  • the present invention by correcting the external distortion caused by the bending with respect to the tire external measurement data, the external appearance inspection is correctly performed on the tire with the bending without requiring preparation work and without reducing the productivity. be able to.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a tire appearance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the tire appearance inspection apparatus 1 includes, for example, a tire rotating unit 2 for rotating a tire T to be inspected by a stepping motor, a sensor unit 3 for irradiating the tire T with line light and taking an image of the line light.
  • the rotation angle detection unit 4 for detecting the rotation angle of the tire rotation unit 2 and the image processing unit 5 for processing the line light image photographed by the sensor unit 3 are provided.
  • the tire rotating unit 2 is integrally attached to a disk-shaped tire mounting table 21 for horizontally mounting the tire T and a lower end of the tire mounting table 21, and rotates the tire mounting table 21 by a built-in stepping motor (not shown). It consists of the rotational drive part 22 to drive.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the image processing unit 5 of the tire appearance inspection apparatus 1.
  • the image processing unit 5 includes an input / output interface unit 51 that is a communication unit for performing data communication with the sensor unit 3 and the like, and a processing unit 52 that processes image data.
  • Tire rotation means 521 that rotates the tire T by giving an operation signal to the tire rotation unit 2 while detecting the rotation angle by the rotation angle detection unit 4 and image data of line light is acquired by the sensor unit 3 at every predetermined rotation angle.
  • a shape measuring unit 522 that measures the shape of the sidewall
  • a measurement data storage unit 523 that stores data representing the shape of the sidewall measured by the shape measuring unit 522 (sidewall measurement data)
  • each sidewall measurement A straight line approximating unit 524 that divides the data into a plurality of sections at a predetermined ratio and calculates an approximate straight line of the sidewall measurement data for each section.
  • Rotation processing means 525 for performing rotation processing to be described later on the sidewall measurement data for each section, and pass / fail determination means 526 for determining pass / fail of the external shape of the tire T based on the sidewall measurement data.
  • the processing unit 52 is a computer having a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) in which a program is written, a RAM (Random Access Memory) for temporarily storing data, and the like.
  • the storage unit 523 is, for example, the RAM, and each of the units other than the measurement data storage unit 523 included in the processing unit 52 is a function implementation unit that is realized by a computer including a CPU by a program.
  • the computer program can be stored in any storage medium.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the sensor unit 3 of the tire appearance inspection apparatus 1.
  • the sensor unit 3 includes, for example, a light source unit 31 that focuses the emitted light of a semiconductor laser by a cylindrical lens and outputs line light, and a camera unit 32 that captures line light output from the light source unit 31 and reflected from the surface of the tire T. have.
  • the camera unit 32 can be configured by, for example, an imaging device such as a CCD and a spherical lens that forms an image of line light reflected on the surface of the tire T on the imaging device.
  • the shape measuring unit 522 can measure the shape of the sidewall by the light cutting method based on the image data from the sensor unit 3.
  • the sidewall image (sidewall image) photographed by the sensor unit 3 is sent to the shape measuring means 522, and the shape measuring means 522 represents curve data representing the shape of the sidewall surface at the photographing position based on the sidewall image. (A series of two-dimensional coordinates) is output as sidewall measurement data.
  • FIG. 4 is an example of a sidewall image taken by the sensor unit 3.
  • the right end is the end of the shoulder side sidewall (shoulder end), and the left end is the end of the rim side sidewall (rim end).
  • the most raised part hereinafter referred to as “top”) is present at approximately the center, and gradually decreases toward the rim end or the shoulder end.
  • H the height difference between the rim end and the top
  • h the height difference between the shoulder end and the top
  • H And h vary for each sidewall measurement data along the tire T rotation direction.
  • the amount of change in H corresponds to the width of deflection at the rim end
  • the amount of change in h corresponds to the width of deflection at the shoulder end.
  • the tire appearance inspection apparatus 1 described above generally operates as follows. First, when the user turns on the power of the tire appearance inspection apparatus 1, the image processing unit 5 acquires a sidewall image at every predetermined rotation angle while rotating the tire T by the tire rotating unit 521 and the shape measuring unit 522. Then, side wall measurement data is generated based on the side wall image. Next, the image processing unit 5 divides each sidewall measurement data between the rim end and the shoulder end at a predetermined ratio by the straight line approximation means 524 and linearly separates the divided sidewall measurement data for each section. Approximate.
  • the image processing unit 5 uses the rotation processing unit 525 to rotate the sidewall measurement data of each section so that the horizontal inclination angle of the approximate straight line becomes a predetermined angle for each section.
  • the rotation processing specifically uses a rotation determinant used in, for example, linear algebra and is well known per se.
  • a certain fulcrum center of rotation
  • the fulcrum may be determined anywhere as long as it does not cause deflection on the tire circumference even when the internal pressure is not filled, and may be a rim line, for example.
  • This rotation process has an advantage that a portion that appears relatively dark due to deflection is reflected brightly.
  • the height difference H between the rim end and the top and the height difference h between the shoulder end and the top become substantially constant values through all the sidewall images, and the width of the deflection of the rim end and the shoulder end. .DELTA.H and .DELTA.h corresponding to is substantially zero, and the rim end and shoulder end deflection in the sidewall measurement data are corrected.
  • the tire rotating means 521 of the image processing unit 5 rotates the tire T by the tire rotating unit 2 to a predetermined rotation.
  • the position is initially set (S102).
  • the tire rotation unit 521 rotates the tire T by a predetermined angle by the tire rotation unit 2 while measuring the rotation angle of the tire T by the rotation angle detection unit 4 (S103).
  • the shape measuring unit 522 generates measurement data (sidewall measurement data) representing the shape of the side wall based on the side wall image, and the measurement data Is stored in the measurement data storage means 523 which is, for example, a RAM (S104).
  • step S105 It is determined whether or not the sidewall measurement data is stored for the entire circumference of the tire T (S105), and if it is stored for the entire circumference of the tire (S105, Yes), the process proceeds to step S106, and the entire circumference of the tire is determined. If not stored (S105, No), the process returns to step S103 and the above operation is repeated. Thereby, sidewall measurement data can be produced
  • the entire sidewall measurement data generated over the entire circumference of the tire is tire outer shape measurement data representing the outer shape of the entire tire T.
  • the straight line approximation means 524 reads one sidewall measurement data stored in the measurement data storage means 523 (S106). Next, the distance between the rim end and the shoulder end is divided by a predetermined ratio (for example, 1: 1) into two sections (S107), and the sidewall measurement data is approximated by a straight line for each section. An approximate straight line is calculated (S108).
  • a predetermined ratio for example, 1: 1
  • S107 the distance between the rim end and the shoulder end
  • S107 the distance between the rim end and the shoulder end
  • S107 the sidewall measurement data is approximated by a straight line for each section.
  • An approximate straight line is calculated (S108).
  • the number of sections to be divided does not necessarily have to be two, and may be larger.
  • a method for calculating the approximate straight line for example, a least square method can be used.
  • the rotation processing means 525 calculates an inclination angle with respect to the horizontal direction for the approximate straight line of each section calculated in step S108 (S109), and this inclination angle matches a predetermined angle predetermined for each section. Further, the sidewall measurement data is rotated for each section (S110), and the sidewall measurement data after the rotation processing is stored in the measurement data storage means 523 (S111).
  • the predetermined angle predetermined for each section for example, an average value of the inclination angle of the approximate straight line for each section can be set, or an arbitrary predetermined value in the tire when filled with air can be used. it can.
  • the rotation center at the time of the rotation process performed in step S110 can be arbitrarily selected. For example, if the boundary point of the section on the sidewall measurement data is set as the rotation center, the sidewall measurement data after the rotation process is the section. Since it will be continuous at the boundary point, the quality determination of the external shape in step S113 performed later becomes simple.
  • the quality determination of the appearance shape in step S113 can be performed for each of the sections described above.
  • the sidewall measurement data of each section is not continuous, the sidewall measurement data of each section is parallel. If it is moved and connected at the dividing point, the whole sidewall can be judged as good or bad.
  • the pass / fail judgment result can be notified to the user by providing a display device or the like, for example.
  • the quality determination of the external shape can be performed based on, for example, whether or not the difference between the sidewall measurement data and the predetermined reference shape data is within a predetermined value.
  • the rim end and the shoulder end are divided at a predetermined ratio, and the sidewall measurement of each section after division is performed.
  • the data is approximated by a straight line, and the sidewall measurement data of each section is rotated so that the inclination angle in the horizontal direction of the approximate straight line becomes a predetermined angle.
  • the height difference H between the rim end and the top and the height difference h between the shoulder end and the top are substantially constant values through all the sidewall measurement data, and the width of the rim end and the shoulder end is bent.
  • the corresponding ⁇ H and ⁇ h become substantially zero, and the deflection at the rim end and the shoulder end can be corrected from a series of sidewall measurement data (that is, tire outer shape measurement data).
  • the tire T is rotated and the sensor unit 3 is used to inspect the tire appearance.
  • the present invention is not necessarily limited to the above-described configuration, and the tire is placed horizontally on the mounting table. It is good also as a structure which mounts it on the center and rotates the sensor part 3 using the arbitrary rotational drive mechanisms around the center of the tire.
  • Other configurations and processes in this case are the same as those in the above embodiment, and the same effects as those in the above embodiment can be obtained.
  • SYMBOLS 1 ... Tire appearance inspection apparatus, 2 ... Tire rotation part, 3 ... Sensor part, 4 ... Rotation angle detection part, 5 ... Image processing part, 21 ... Tire mounting base, 22 ⁇ ⁇ ⁇ Rotation drive unit, 31 ... Light source unit, 32 ... Camera unit, 51 ... Input / output interface unit, 52 ... Processing unit, 521 ... Tire rotating means, 522 ... Shape Measurement means, 523 ... measurement data storage means, 524 ... straight line approximation means, 525 ... rotation processing means, 526 ... pass / fail judgment means.

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Abstract

　撓みのあるタイヤについて外観検査を正しく行うため、タイヤ外形計測データに対しタイヤの撓みに起因する外形歪みの補正を行うこと。　検査対象であるタイヤＴをタイヤ回転部（２）により回転させつつ、一定の回転角度毎にタイヤ径方向のサイドウォール画像をセンサ部（３）により取得する工程と、画像処理部（５）により、サイドウォール画像を所定の比率で分割し、その分割区間ごとのサイドウォール画像を直線で近似する工程と、その近似直線の水平方向の傾き角度を算出する工程と、その近似直線の傾き角度が分割区間毎に定められた所定の角度と一致するように、分割区間毎のサイドウォール画像を回転させる工程とを有する。

Description

タイヤ外形計測データの補正方法、及びタイヤ外観検査装置
　本発明は、タイヤ外観の良否を判定するためのタイヤ外形計測データの補正方法、及びタイヤ外観検査装置に関する。
　従来、タイヤ形状の良否判定を行う際には、タイヤの内周部を構成する円環状金属部品（リム）に外周部を構成するタイヤ本体部分であるゴム素材部を取り付け、その内部に空気を充填した後に、例えばタイヤ側面部（サイドウォール）の外観形状の把握と良否判定を行っている。
　このタイヤ外観形状を把握する方法として、光切断法と称される３次元形状計測手法を用いる方法（特許文献１参照）や、光学変位センサを用いる方法（特許文献２参照）が知られている。
　ここで、光切断法は、シリンドリカルレンズ等により直線状に集束した光（ライン光）を、タイヤの径方向に沿ってタイヤ表面（例えばサイドウォール）に照射し、そのタイヤ表面におけるライン光の形状をカメラ等により撮影して、得られた撮影画像から、三角測量の原理により光照射部分（直線部分）のタイヤの表面形状を計測する方法である。この方法を用い、例えば、タイヤを回転させつつ一定の回転角度間隔で上記の計測を行えば、タイヤ全周のサイドウォール形状を把握することができる。
　一方、光学変位センサは、レーザ等の出射光をスポット状（点状）に集束してタイヤ表面に照射し、その反射光をＣＣＤ等のリニアイメージセンサで受光して、反射光の位置の変化から光照射部分（点状部分）のタイヤ表面の高さを計測するものである。このように、光学変位センサは光を照射した点状部分の高さのみを計測するものであるため、サイドウォールの表面形状を計測する際には、例えば複数の光学変位センサをタイヤの径方向に並べて使用し、光切断法の場合と同様に、タイヤを回転させつつ一定の回転角度間隔で計測を行うことで、タイヤ全周のサイドウォール形状を把握する。
　しかしながら、上記従来の方法では、タイヤ外観形状の計測データ（以下、「タイヤ外形計測データ」と称する。）を取得した後は、撓みによる外形歪みの補正は行われないことから、撓みを生じたタイヤについてその外形を正しく検査することができない。
　このため、上記従来の方法でタイヤ外観形状の測定を行うときは、タイヤ本体をリムに組み込んで空気を充填し、内圧を高めてタイヤに撓みが生じない状態にしなければならず、したがって計測のための準備時間が長くなり、生産性が低下するという問題がある。
特開２０１０－１４６９８号公報 特開平２－４２３０６号公報
　本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、タイヤ外形計測データに対し撓みに起因する外形歪みの補正を行うことで、撓みのあるタイヤについても、準備作業を要することなくまた生産性を低下させることなく外観検査を正しく行えるようにすることである。
　（１）本発明は、タイヤ外観検査装置におけるタイヤ外形計測データの補正方法であって、タイヤの径方向に沿うサイドウォールの表面形状を、タイヤの回転中心を中心とする所定の回転角度毎に計測する工程と、前記計測する工程において計測した前記各表面形状について、前記各表面形状のショルダー側の端部とリム側の端部との間の距離を所定の比率で分割した区間ごとに、前記各表面形状を直線で近似して近似直線を算出する工程と、前記近似直線を算出する工程において算出される近似直線の水平方向の傾き角度が、前記区間毎に定められた所定の角度と一致するように、前記計測する工程において計測された前記区間毎の表面形状のデータを回転させる工程と、を有することを特徴とする。
　（２）本発明は、（１）に記載されたタイヤ外形計測データの補正方法において、前記区間毎に定められた所定の角度は、前記算出する工程において算出された近似直線の傾き角度の、前記区間毎の平均値であることを特徴とする。
　（３）本発明は、（１）又は（２）に記載されたタイヤ外形計測データの補正方法において、前記近似直線を算出する工程において算出される近似直線は、前記計測する工程において計測された前記表面形状のデータに基づいて、最小二乗法により算出されることを特徴とする。
　（４）本発明は、（１）ないし（３）のいずれかに記載されたタイヤ外形計測データの補正方法において、前記計測する工程では、前記表面形状を光切断法により計測することを特徴とする。
　（５）本発明は、（１）ないし（４）のいずれかに記載されたタイヤ外形計測データの補正方法において、前記計測する工程では、前記表面形状を、タイヤの全周に亘って計測することを特徴とする。
　（６）本発明は、タイヤの径方向に沿うサイドウォールの表面形状を、タイヤの中心の回りで所定の回転角度毎に計測する形状計測手段と、前記形状計測手段が計測した前記各表面形状について、前記各表面形状のショルダー側の端部とリム側の端部との間の距離を所定の比率で分割した区間ごとに、前記各表面形状を直線で近似して近似直線を算出する直線近似手段と、前記直線近似手段が算出した近似直線の水平方向の傾き角度が、前記区間毎に定められた所定の角度と一致するように、前記形状計測手段が計測した表面形状のデータを前記区間毎に回転処理する回転処理手段と、を有することを特徴とするタイヤ外観検査装置である。
　（７）本発明は、（６）に記載されたタイヤ外観検査装置において、タイヤを横置きする載置台と、前記載置台の回転駆動手段を備えたタイヤ回転部を有することを特徴とする。
　本発明によれば、タイヤ外形計測データに対し撓みに起因する外形歪みの補正を行うことにより、撓みのあるタイヤについて外観検査を、準備作業を要することなくまた生産性を低下させることなく正しく行うことができる。
本発明の一実施形態に係るタイヤ外観検査装置の構成を示すブロック図である。 本タイヤ外観検査装置の画像処理部の構成を示すブロック図である。 本タイヤ外観検査装置のセンサ部の構成を示す図である。 本タイヤ外観検査装置のセンサ部が撮影するサイドウォール画像の例である。 本タイヤ外観検査装置の動作手順を示すフロー図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ外観検査装置の構成を示すブロック図である。
　本タイヤ外観検査装置１は、例えばステッピングモータにより検査対象であるタイヤＴを回転させるためのタイヤ回転部２と、タイヤＴにライン光を照射すると共にそのライン光の像を撮影するセンサ部３と、タイヤ回転部２の回転角度を検出するための回転角度検出部４と、センサ部３により撮影されたライン光画像の処理等を行うための画像処理部５を有している。
　タイヤ回転部２は、タイヤＴを横置き載置する円板状のタイヤ載置台２１と、タイヤ載置台２１の下端に一体に取り付けられ、内蔵された図示しないステッピングモータによりタイヤ載置台２１を回転駆動する回転駆動部２２とから成っている。
　図２は、本タイヤ外観検査装置１の画像処理部５の構成を示すブロック図である。画像処理部５は、センサ部３等との間でデータ通信を行うための通信部である入出力インタフェース部５１と、画像データを処理する処理部５２を有しており、処理部５２は、回転角度検出部４により回転角度を検出しつつタイヤ回転部２に動作信号を与えてタイヤＴを回転するタイヤ回転手段５２１と、所定の回転角度ごとにセンサ部３によりライン光の画像データを取得してサイドウォールの形状を計測する形状計測手段５２２と、形状計測手段５２２が計測したサイドウォールの形状を表すデータ（サイドウォール計測データ）を記憶する計測データ記憶手段５２３と、それぞれのサイドウォール計測データを所定の比率で複数の区間に分割すると共に、各区間毎にサイドウォール計測データの近似直線を算出する直線近似手段５２４と、各区間毎にサイドウォール計測データを後述する回転処理を行う回転処理手段５２５と、サイドウォール計測データに基づいてタイヤＴの外観形状の良否を判定する良否判定手段５２６と、を有している。
　ここに、処理部５２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムが書き込まれたＲＯＭ（Read Only Memory）、データの一時記憶のためのＲＡＭ（Random Access Memory）等を有するコンピュータであり、上記計測データ記憶手段５２３は例えば上記ＲＡＭであり、処理部５２が有する上記計測データ記憶手段５２３以外の上記の各手段は、プログラムによりＣＰＵを含むコンピュータで実現される機能実現手段である。なお、コンピュータ・プログラムは、任意の記憶媒体に記憶させておくことができる。
　図３は、本タイヤ外観検査装置１のセンサ部３の構成を示す図である。センサ部３は、例えば半導体レーザの出射光をシリンドリカルレンズ等により集束してライン光を出力する光源部３１と、光源部３１から出力されタイヤＴ表面で反射したライン光を撮影するカメラ部３２とを有している。カメラ部３２は、例えば、ＣＣＤ等の撮像素子と、タイヤＴ表面で反射したライン光を撮像素子に結像させる球面レンズにより構成することができる。上記のように、光源部３１はライン光を出力するため、形状計測手段５２２はセンサ部３から画像データに基づいて、光切断法によりサイドウォールの形状を計測することができる。
　センサ部３が撮影したサイドウォールの画像（サイドウォール画像）は形状計測手段５２２に送られ、形状計測手段５２２は、サイドウォール画像に基づいて、その撮影位置におけるサイドウォール表面の形状を表す曲線データ（一連の２次元座標）を、サイドウォール計測データとして出力する。
　図４は、センサ部３が撮影するサイドウォール画像の例である。右端がショルダー側のサイドウォールの端（ショルダー端）、左端がリム側のサイドウォールの端（リム端）である。通常は、そのほぼ中央に最も盛り上がった部分（以下、「頂上部」）が存在し、リム端又はショルダー端に向かって徐々に低くなる。ここで、リム端と頂上部との高低差をＨ、ショルダー端と頂上部との高低差をｈとすれば、タイヤＴがリムに組まれておらず、撓みを生じているときは、Ｈ及びｈは、タイヤＴ回転方向に沿ってサイドウォール計測データ毎に変化する。そして、Ｈの変化量（ΔＨとする）はリム端における撓みの幅、ｈの変化量（Δｈとする）は、ショルダー端における撓みの幅にそれぞれ相当する。
　上記に示したタイヤ外観検査装置１は、概ね以下のように動作する。
　まず、ユーザがタイヤ外観検査装置１の電源を投入すると、画像処理部５は、タイヤ回転手段５２１及び形状計測手段５２２により、タイヤＴを回転させつつ一定の回転角度毎にサイドウォール画像を取得し、そのサイドウォール画像に基づいてサイドウォール計測データを生成する。次に、画像処理部５は、各サイドウォール計測データについて、直線近似手段５２４により、リム端とショルダー端との間を所定の比率で分割すると共に分割後のサイドウォール計測データを区間毎に直線で近似する。
　さらに、画像処理部５は、回転処理手段５２５により、区間毎に近似直線の水平方向の傾き角が所定の角度となるように各区間のサイドウォール計測データを回転処理する。ここで回転処理は、具体的には、例えば線形代数等で用いられる回転行列式を使用するものであってそれ自体周知であるが、ある支点（回転中心）を定め、データを当該支点を中心に回転させることである。ここで支点は、内圧を充填しない場合においても、タイヤ周上でたわみの発生しない場所であればどこに定めてもよく、例えばリムライン等でもよい。なお、この回転処理により、たわみにより相対的に暗く見えた箇所は明るく映るようになるという利点がある。
　この回転処理により、リム端と頂上部との高低差Ｈ、及びショルダー端と頂上部との高低差ｈは、すべてのサイドウォール画像を通じてほぼ一定の値となり、リム端及びショルダー端の撓みの幅に相当するΔＨ及びΔｈがほぼゼロとなって、サイドウォール計測データにおけるリム端及びショルダー端の撓みが補正される。
　次に、本実施形態の動作手順を、図５のフロー図に従って説明する。
（１）ユーザが電源を投入等してタイヤ外観検査装置１の動作を開始させると（Ｓ１０１）、まず、画像処理部５のタイヤ回転手段５２１は、タイヤ回転部２によりタイヤＴを所定の回転位置に初期設定する（Ｓ１０２）。
（２）タイヤ回転手段５２１は、回転角度検出部４によりタイヤＴの回転角度を測定しながら、タイヤ回転部２により、タイヤＴを所定角度だけ回転させる（Ｓ１０３）。続いて、形状計測手段５２２は、サイドウォール画像をセンサ部３により取得した後、そのサイドウォール画像に基づいてサイドウォールの形状を表す計測データ（サイドウォール計測データ）を生成して、その計測データを例えばＲＡＭである計測データ記憶手段５２３に記憶する（Ｓ１０４）。
（３）タイヤＴの全周についてサイドウォール計測データを記憶したか否かを判定し（Ｓ１０５）、タイヤ全周について記憶していれば（Ｓ１０５、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６に進み、タイヤ全周について記憶していなければ（Ｓ１０５、Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻って上記の動作を繰り返す。これにより、サイドウォール計測データを、タイヤ全周に亘って一定の角度間隔で生成して記憶することができる。この、タイヤ全周に亘って生成されたサイドウォール計測データの全体が、タイヤＴ全体の外観形状を表すタイヤ外形計測データとなる。
（４）直線近似手段５２４は、計測データ記憶手段５２３に記憶されたサイドウォール計測データを一つ読み出す（Ｓ１０６）。次に、リム端とショルダー端との間の距離を所定の比率（例えば１：１）で分割して２つの区間とし（Ｓ１０７）、各区間についてサイドウォール計測データを直線で近似して、その近似直線を算出する（Ｓ１０８）。ここで、分割される区間の数は、必ずしも２である必要はなく、それ以上の数としてもよい。また、近似直線の算出方法としては、例えば最小二乗法を用いることができる。
（５）回転処理手段５２５は、ステップＳ１０８で算出した各区間の近似直線について水平方向に対する傾き角度を算出し（Ｓ１０９）、この傾き角度が、区間毎に予め定めた所定の角度と一致するように、サイドウォール計測データを区間ごとに回転処理して（Ｓ１１０）、回転処理後のサイドウォール計測データを計測データ記憶手段５２３に記憶する（Ｓ１１１）。ここで、区間毎に予め定めた所定の角度として、例えば、区間毎の近似直線の傾き角度の平均値とすることもできるし、空気を充填したときのタイヤにおける任意の所定値とすることもできる。また、ステップＳ１１０で行う回転処理の際の回転中心は任意に選ぶことができ、例えば、サイドウォール計測データ上の区間の境界点を回転中心とすれば、回転処理後のサイドウォール計測データは区間境界点で連続することとなるので、後に行うステップＳ１１３の外観形状の良否判定が簡便になる。
（６）計測データ記憶手段５２３に記憶されている全てのサイドウォール計測データについて処理を完了したか否かを判定し（Ｓ１１２）、完了しているときは（Ｓ１１２、Ｙｅｓ）、良否判定手段５２６が計測データ記憶手段５２３から一連のサイドウォール計測データを読み出して外観形状の良否を判定する（Ｓ１１３）。
（７）一方、全てのサイドウォール計測データについて処理を完了していないときは（Ｓ１１２、Ｎｏ）、ステップＳ１０６に戻って、次のサイドウォール計測データについて同様の処理を繰り返す。
　ここで、上記のステップＳ１１３における外観形状の良否判定は、上述の区間毎に行うこともできるし、各区間のサイドウォール計測データが連続していないときは、各区間のサイドウォール計測データを平行移動させて分割点で接続すれば、サイドウォール全体として良否判定を行うこともできる。また、良否判定結果は、例えば、表示装置等を設けてユーザに通知することができる。なお、外観形状の良否判定は、例えば、サイドウォール計測データと予め定められた基準形状データとの差分が所定値以内であるか否か等を基準として、行うことができる。
　以上説明したように、本実施形態では、一定角度間隔で撮影したサイドウォール計測データのそれぞれについて、リム端とショルダー端との間を所定の比率で分割し、分割後の各区間のサイドウォール計測データを直線で近似するとともに、その近似直線の水平方向の傾き角が所定の角度となるように各区間のサイドウォール計測データを回転処理する。
　これにより、リム端と頂上部との高低差Ｈ、及びショルダー端と頂上部との高低差ｈは、すべてのサイドウォール計測データを通じてほぼ一定の値となり、リム端及びショルダー端の撓みの幅に相当するΔＨ及びΔｈがほぼゼロとなって、一連のサイドウォール計測データ（すなわちタイヤ外形計測データ）からリム端及びショルダー端における撓みを補正することができる。
　なお、上記実施形態では、タイヤＴを回転させてセンサ部３でタイヤ外観を検査するものとして説明したが、本発明は、必ずしも上記構成に限定されず、タイヤは横置きした状態で載置台上に載置し、そのタイヤの中心の回りでセンサ部３を任意の回転駆動機構を利用して回転させる構成としてもよい。
　この場合における他の構成及び工程は上記実施形態と変わらず、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
　１・・・タイヤ外観検査装置、２・・・タイヤ回転部、３・・・センサ部、４・・・回転角度検出部、５・・・画像処理部、２１・・・タイヤ載置台、２２・・・回転駆動部、３１・・・光源部、３２・・・カメラ部、５１・・・入出力インタフェース部、５２・・・処理部、５２１・・・タイヤ回転手段、５２２・・・形状計測手段、５２３・・・計測データ記憶手段、５２４・・・直線近似手段、５２５・・・回転処理手段、５２６・・・良否判定手段。
 

Claims (7)

  1. 　タイヤ外観検査装置におけるタイヤ外形計測データの補正方法であって、
    　タイヤの径方向に沿うサイドウォールの表面形状を、タイヤの回転中心を中心とする所定の回転角度毎に計測する工程と、
    　前記計測する工程において計測した前記各表面形状について、前記各表面形状のショルダー側の端部とリム側の端部との間の距離を所定の比率で分割した区間ごとに、前記各表面形状を直線で近似して近似直線を算出する工程と、
    　前記近似直線を算出する工程において算出される近似直線の水平方向の傾き角度が、前記区間毎に定められた所定の角度と一致するように、前記計測する工程において計測された前記区間毎の表面形状のデータを回転させる工程と、
    　を有することを特徴とするタイヤ外形計測データの補正方法。
  2. 　請求項１に記載されたタイヤ外形計測データの補正方法において、
    　前記区間毎に定められた所定の角度は、前記算出する工程において算出された近似直線の傾き角度の、前記区間毎の平均値であることを特徴とするタイヤ外形計測データの補正方法。
  3. 　請求項１又は２に記載されたタイヤ外形計測データの補正方法において、
    　前記近似直線を算出する工程において算出される近似直線は、前記計測する工程において計測された前記表面形状のデータに基づいて、最小二乗法により算出されることを特徴とするタイヤ外形計測データの補正方法。
  4. 　請求項１ないし３のいずれかに記載されたタイヤ外形計測データの補正方法において、
    　前記計測する工程では、前記表面形状を光切断法により計測することを特徴とするタイヤ外形計測データの補正方法。
  5. 　請求項１ないし４のいずれかに記載されたタイヤ外形計測データの補正方法において、
    　前記計測する工程では、前記表面形状を、タイヤの全周に亘って計測することを特徴とするタイヤ外形計測データの補正方法。
  6. 　タイヤの径方向に沿うサイドウォールの表面形状を、タイヤの中心の回りで所定の回転角度毎に計測する形状計測手段と、
    　前記形状計測手段が計測した前記各表面形状について、前記各表面形状のショルダー側の端部とリム側の端部との間の距離を所定の比率で分割した区間ごとに、前記各表面形状を直線で近似して近似直線を算出する直線近似手段と、
    　前記直線近似手段が算出した近似直線の水平方向の傾き角度が、前記区間毎に定められた所定の角度と一致するように、前記形状計測手段が計測した表面形状のデータを前記区間毎に回転処理する回転処理手段と、
    　を有することを特徴とするタイヤ外観検査装置。
  7. 　請求項６に記載されたタイヤ外観検査装置において、
    　タイヤを横置きする載置台と、前記載置台の回転駆動手段を備えたタイヤ回転部を有することを特徴とするタイヤ外観検査装置。
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