WO2024122102A1 - 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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Definitions
- One method for quickly and non-destructively testing large numbers of tires is a tire-passing X-ray device, but due to the X-ray focal length, the images captured by tire-passing X-ray devices are highly distorted, and it has been difficult to estimate the position of the projected object from the X-ray images unless a CT scanner is used, which reconstructs the images from multiple images.
- the tire wireless tag position inspection method involves a computer acquiring an image of a tire with an embedded wireless tag by irradiating the tire with X-rays while the tire is being transported, extracting a predetermined bead image from the image, calculating an elliptical equation from the extracted bead image that matches a predetermined reference image, and using the calculated elliptical equation to detect the position of the wireless tag.
- the fifth aspect of the tire wireless tag position inspection method is the tire wireless tag position inspection method according to any one of the first to fourth aspects, in which the computer corrects the ellipse to a perfect circle and detects the position and angle of the wireless tag from the corrected perfect circle.
- the tire wireless tag position inspection program causes a computer to execute a process of acquiring an image of a tire having an embedded wireless tag by irradiating the tire with X-rays while the tire is being transported, extracting a predetermined bead image from the image, calculating an elliptical equation from the extracted bead image that matches a predetermined reference image, and detecting the position of the wireless tag using the calculated elliptical equation.
- the tire wireless tag position inspection device detects the position of an RFID (radio frequency identification) tag, which is an example of a wireless tag embedded in a tire.
- RFID radio frequency identification
- the tire wireless tag position inspection device is used to inspect the position of the RFID embedded in the tire.
- FIG. 1 is a block diagram showing the schematic configuration of a tire wireless tag position inspection device according to this embodiment.
- the tire radio tag position inspection device 10 is equipped with a tire-passing X-ray device 12 and a processing device 20.
- the tire passing X-ray device 12 is equipped with an X-ray tube 14 and an imaging unit 16. As the tire travelling on the conveyor passes through the tire passing X-ray device 12, X-rays are irradiated onto the tire from the X-ray tube 14, which then pass through the tire and are imaged on the imaging unit 16. This results in an X-ray image.
- the imaging unit 16 is a camera that captures X-ray images.
- Figure 2 is a diagram showing an outline of the tire-passing X-ray device 12.
- the tire-passing X-ray device 12 is placed on a conveyor consisting of multiple rollers 18, and as shown in FIG. 2, the tire T is transported by the multiple rollers 18 and passes through the tire-passing X-ray device 12.
- the processing device 20 comprises a CPU (Central Processing Unit) 22, a ROM (Read Only Memory) 24, a RAM (Random Access Memory) 26 such as a volatile memory, an auxiliary storage device 34 such as a hard disk drive (HDD), an operation unit 28, a display unit 30, and a communication I/F (interface) 32.
- the CPU 22, RAM 26, ROM 24, auxiliary storage device 34, operation unit 28, display unit 30, and communication I/F 32 are connected via a bus 36 so as to be able to exchange data and commands with each other.
- the operation unit 28 is equipped with a keyboard or the like, allowing various information to be input.
- the display unit 30 displays various information.
- the communication I/F 32 is connected to the tire-passing X-ray device 12.
- the auxiliary storage device 34 stores various control programs such as a tire radio tag position inspection program 34A and various data 34B.
- the auxiliary storage device 34 is composed of a hard disk.
- the CPU 22 reads out the tire radio tag position inspection program 34A from the auxiliary storage device 34, expands it into the RAM 26, and executes the process to detect the position of the RFID embedded in the tire T.
- Figure 3 is a functional block diagram showing the functional configuration of the processing device 20 of the tire wireless tag position inspection device 10 according to this embodiment.
- X-ray imaging is performed from the side of the tire T while it is being transported, so the captured image of the tire T is elliptical and the position of the RFID is distorted. Therefore, in order to detect the angle as well as the position of the RFID, it is necessary to make the elliptical shape close to the actual shape.
- the captured image is distorted due to the frame rate of the imaging unit 16, the positional relationship between the imaging unit 16 and the tire T, and the transport speed.
- the transport speed has a particularly large contribution, and even if the imaging speed is constant, if the transport speed is fast, the captured image will be elliptical.
- the processing device 20 then extracts the bead in which the RFID is embedded from the captured image, calculates the ellipse formula by performing ellipse fitting, corrects the calculated ellipse to a perfect circle, and detects the position and angle of the RFID from the corrected captured image.
- the processing device 20 functions as an acquisition unit 40, an extraction unit 42, a calculation unit 44, and a detection unit 46, as shown in FIG. 3, by the CPU 22 executing the program stored in the ROM 24.
- the acquisition unit 40 irradiates the tire T with X-rays from the X-ray tube 14 while the tire T with the embedded RFID is being transported, and acquires an X-ray image captured by the imaging unit 16.
- the extraction unit 42 extracts a predetermined bead image from the captured image acquired by the acquisition unit 40.
- the tire is transported with the serial side facing up, so the bead image of the serial side is extracted to make it easier to read the RFID.
- the extraction unit 42 extracts the upper bead from the captured image by extracting the captured inner bead.
- tires T of different sizes are bounced off before being imaged, so the positional relationship between the upper bead and the lower bead shown in FIG. 4 as an example does not collapse on the captured image. That is, on the captured image, the upper bead (solid line) is located inside the lower bead (dotted line) on the right side of FIG. 4, and the lower bead (dotted line) is located inside the upper bead (solid line) on the left side of FIG. 4.
- the upper and lower beads are imaged, as shown in Figure 5, the upper and lower beads are captured, and when the bead image is extracted, the upper and lower beads are extracted.
- the upper and lower beads are captured, and when the bead image is extracted, the upper and lower beads are extracted.
- Figure 6 if the right end of the upper bead is restrained and an ellipse fitting process is started to fit it to a predetermined reference ellipse, it is gradually pulled by the lower bead, and the reference ellipse may fit the lower bead at the top and bottom of the captured image in Figure 5.
- it is desired to extract only the upper bead it is affected by the image of the lower bead. If upper and lower beads are mixed, an accurate ellipse shape cannot be extracted, and the calculation unit 44 calculates an incorrect ellipse formula.
- the extraction unit 42 therefore extracts only the upper bead by extracting an ellipse through edge extraction, as shown in FIG. 7.
- the upper bead is extracted, but the position of the RFID is determined to be either the upper bead or the lower bead depending on the type and size of the tire, and the RFID may be embedded in the lower bead, in which case the lower bead may be extracted.
- the positions of the upper bead and the lower bead in the captured image are determined by the positions and size of the X-ray tube 14 and the tire T, so this example is just one example.
- the calculation unit 44 calculates an ellipse formula that matches the bead image extracted by the extraction unit 42 with a predetermined reference image.
- the calculation unit 44 reduces and discretizes parameters by utilizing the geometric properties of the ellipse using a known technique, thereby significantly speeding up the processing.
- the ellipse can only be distorted horizontally or vertically due to the positional relationship between the imaging unit 16 and the tire T, and therefore the angle ⁇ can be excluded.
- the entire formula is divided by a to combine the parameters a and b of the ellipse into one.
- p and q can be found by finding the center of the ellipse.
- the calculation unit 44 reduces the number of parameters and calculates the ellipse formula using a technique such as that described in the paper (Michele Fornaciari; “Very Fast Ellipse Detection for Embedded Vision Applications", Publisher: IEEE, ISBN: 978-1-4503-1772-6), which is an example of a well-known technique.
- the detection unit 46 detects the position and angle of the RFID using the ellipse formula calculated by the calculation unit.
- the detection unit 46 has a correction unit 48, an RFID detection unit 50, and a position angle calculation unit 52.
- the correction unit 48 corrects the ellipse to a perfect circle based on the ellipse formula calculated by the calculation unit 44.
- the correction is made to a perfect circle based on the ratio of the major axis and minor axis of the ellipse.
- the RFID detection unit 50 detects an area containing an RFID from the captured image corrected to a perfect circle by the correction unit 48, as shown in FIG. 8. Specifically, as shown in FIG. 9, a predetermined reference RFID image 70 is prepared, and a high match is found by pattern matching with the reference RFID image 70. More specifically, the captured image corrected to a perfect circle by the correction unit 48 is converted to a band-shaped image by polar coordinate conversion as shown in FIG. 9, and RFID is searched for by pattern matching with the reference RFID image 70. The search for RFID is performed by searching a predetermined inspection area, as shown in FIG. 9.
- the position angle calculation unit 52 calculates the position and inclination angle of the RFID detected by the RFID detection unit 50.
- the position angle calculation unit 52 uses the center of the circle formed by the bead image as a reference and calculates the circumferential position of the searched RFID and its inclination with respect to the reference circle tangent.
- the radial position of the RFID can be estimated from the distance on the image by dividing the radius value on the image for the bead image by the radius value of the tire structural design of the tire pedestal member.
- FIG. 10 is a flowchart showing an example of the flow of processing performed by the processing device 20 of the tire wireless tag position inspection device 10 according to this embodiment. Note that the processing in FIG. 10 starts, for example, when an instruction is given to start inspection of the RFID embedded in the tire.
- step 100 the CPU 22 causes the X-ray tube 14 to irradiate the tire T with X-rays, starts imaging by the imaging unit 16, and proceeds to step 102.
- step 102 the CPU 22 acquires the captured image from the imaging unit 16 and proceeds to step 104. That is, the acquisition unit 40 acquires the X-ray captured image captured by the imaging unit 16 by irradiating the tire T with X-rays from the X-ray tube 14 while the tire T with the embedded RFID is being transported.
- step 104 the CPU 22 extracts the upper bead from the captured image and proceeds to step 106. That is, the extraction unit 42 extracts the upper bead image as a predetermined bead image from the captured image acquired by the acquisition unit 40.
- step 106 the CPU 22 calculates the ellipse formula of the upper bead and proceeds to step 108. That is, the calculation unit 44 calculates the ellipse formula that matches the bead image extracted by the extraction unit 42 with a predetermined reference image.
- step 108 the CPU 22 corrects the ellipse to a perfect circle and proceeds to step 110. That is, the correction unit 48 corrects the ellipse to a perfect circle based on the ratio of the major axis and minor axis of the ellipse, based on the ellipse formula calculated by the calculation unit 44.
- step 110 the CPU 22 detects an RFID from the captured image corrected to a perfect circle, and proceeds to step 112. That is, the RFID detection unit 50 detects an area including an RFID from the captured image corrected to a perfect circle by the correction unit 48, as shown in FIG. 8. Specifically, as shown in FIG. 9, a predetermined reference RFID image 70 is prepared, and a high match is found by pattern matching with the reference RFID image 70.
- step 112 the CPU 22 calculates the position and angle of the RFID and proceeds to step 114. That is, the position angle calculation unit 52 calculates the position and inclination angle of the RFID detected by the RFID detection unit 50. The position and angle are detected based on the center of the circle formed by the bead image, and the circumferential position of the searched RFID and the inclination with respect to the reference circle tangent are calculated. The radial position of the RFID is estimated from the distance on the image by dividing the radius value on the image for the bead image by the radius value of the tire structural design of the tire pedestal member.
- step 114 the CPU 22 determines whether or not there is a next tire T. This is to determine whether or not the next tire T has been transported. If the determination is positive, the process returns to step 102 and the above-mentioned processing is repeated, and if the determination is negative, the series of processing is terminated.
- a separate imaging device was required. For example, the bead was fixed, images were taken of the tire T in all directions with a camera, the distance between the bead and the RFID was measured, and the tire T was raised each time it was being transported, rotated, and subjected to X-ray inspection.
- This method requires a separate device, which is costly and requires a large installation space. Furthermore, it takes time to raise the tire T and perform the X-ray inspection.
- the tire wireless tag position inspection device 10 does not require the incorporation of a separate device, and can detect the position of the RFID simply by capturing an image of the tire T passing through the tire wireless tag position inspection device 10 and correcting the calculated ellipse to a perfect circle. This makes it possible to save on costs and time required for detecting RFID, and also speeds up processing.
- the tire wireless tag position inspection device 10 allows RFID inspection to be carried out non-destructively. Moreover, by carrying out inspection during the idle time of the existing tire passing X-ray device 12, RFID inspection is possible without reducing the processing capacity of the existing inspection line. Furthermore, it is possible to add inspection functions without adding a new inspection conveyor line.
- the imaging unit 16 is not limited to a line-shaped X-ray detector.
- an area-type X-ray detector that captures images may also be used.
- processors in this case include PLDs (Programmable Logic Devices) such as FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays) whose circuit configuration can be changed after manufacture, and dedicated electrical circuits such as ASICs (Application Specific Integrated Circuits), which are processors with circuit configurations designed specifically to execute specific processing.
- PLDs Programmable Logic Devices
- FPGAs Field-Programmable Gate Arrays
- ASICs Application Specific Integrated Circuits
- the processing may be executed by one of these various processors, or by a combination of two or more processors of the same or different types (e.g., multiple FPGAs, and a combination of a CPU and an FPGA).
- the hardware structure of these various processors is, more specifically, an electrical circuit that combines circuit elements such as semiconductor elements.
- the program may be pre-stored in ROM, but if the control unit 70 has storage, the program may be provided to the control unit 70 in a form stored in a non-transient storage medium such as a CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory), a DVD-ROM (Digital Versatile Disk Read Only Memory), or a USB (Universal Serial Bus) memory, and then installed in the storage.
- a non-transient storage medium such as a CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory), a DVD-ROM (Digital Versatile Disk Read Only Memory), or a USB (Universal Serial Bus) memory, and then installed in the storage.
- the program may also be downloaded from an external device via a network.
Landscapes
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
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。
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。
特開２０２２－１０１２３４号公報には、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。
特開２０２２－１０１２３４号公報のように、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の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。撮像部１６は、Ｘ線を撮像するカメラである。
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。補助記憶装置３４は、ハードディスクによって構成されている。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、上記の実施形態でＣＰＵがソフトウエア（プログラム）を読み込んで実行した処理を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、及びＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。
また、上記の実施形態では、プログラムがＲＯＭに予め記憶されていてもよいが、制御部７０がストレージを有する場合には、プログラムがＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ等の非一時的（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）記憶媒体に記憶された形態で制御部７０に提供され、ストレージにインストールされてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。
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。
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又は請求項２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～請求項４の何れか一項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。
Applications Claiming Priority (2)
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-
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- 2022-12-09 JP JP2022197474A patent/JP2024083129A/ja active Pending
-
2023
- 2023-08-02 WO PCT/JP2023/028319 patent/WO2024122102A1/ja unknown
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