[发明专利]一种轮胎花纹深度测量装置及轮胎花纹深度计算方法

说明书

本发明公开了一种轮胎花纹深度测量装置及轮胎花纹深度计算方法，其中，包括轮胎支撑台、线激光器、高速连续拍摄的CCD工业摄像机和触发装置；所述轮胎支撑台用于支撑待测量的轮胎；所述触发装置位于所述支撑台的上侧，所述触发装置与所述线激光器、所述CCD工业摄像机电连接；所述线激光器用于产生稳定的线结构光，并投射到待检测轮胎的表面形成一条激光断面轮廓光条；所述CCD工业摄像机位于所述支撑台正下方，所述支撑台是透明的，当轮胎从所述支撑台上滚过时，所述触发装置工作，所述CCD工业摄像机能够等时间间隔连续捕获线结构光投射到轮胎上所形成的多幅轮胎外廓光条图像。本发明能自动实现对各种直径轮胎的深度的快速测量。

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，尤其涉及机器视觉技术，特别是一种轮胎花纹深度测量装置及轮胎花纹深度计算方法。

背景技术

汽车轮胎的花纹的主要作用是增加胎面与路面间的摩擦力，对汽车的动力性、制动性、转向操纵性和行驶安全性等性能有重要影响作用。为了保证汽车的行驶安全性，需要对在用轮胎的磨损量进行限制。

测量轮胎花纹深度是评价轮胎磨损状态的直接方法。目前在生活中通常用目测的方法对轮胎花纹深度进行评价，在检测线上则用轮胎花纹深度尺进行轮胎花纹的测量。第一种方法的误差较大，第二种方法测试方法应用不便，效率较低，严重制约了汽车轮胎花纹深度检测的工作效率。

如何对轮胎花纹的深度进行快速准确地测量是本领域亟待解决的重要问题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的轮胎磨损检测不能实现非接触式检测的问题提供一种轮胎花纹深度测量装置及轮胎花纹深度计算方法。

本发明提出了一种轮胎花纹深度测量装置，其中，包括轮胎支撑台、线激光器、高速连续拍摄的CCD工业摄像机和触发装置；所述轮胎支撑台用于支撑待测量的轮胎；所述触发装置位于所述支撑台的上侧，所述触发装置与所述线激光器、所述CCD工业摄像机电连接；所述线激光器用于产生稳定的线结构光，并投射到待检测轮胎的表面形成一条激光断面轮廓光条；所述CCD工业摄像机位于所述支撑台正下方，所述支撑台是透明的，当轮胎从所述支撑台上滚过时，所述触发装置工作，所述CCD工业摄像机能够等时间间隔连续捕获线结构光投射到轮胎上所形成的多幅轮胎外廓光条图像。

本发明还提出了一种轮胎花纹深度计算方法，其中，具体包括如下步骤：

S1、连续捕获不少于五幅轮胎外廓光条图像；

S2、对各幅轮胎外廓光条图像进行处理，得到基于像素坐标的光条中心线，将光条中心线上的像素的坐标转化为世界坐标，得到基于世界坐标的轮胎外廓曲线；

S3、识别各轮胎外廓曲线上轮胎花纹的位置和深度；

S4、对各位置的深度按时间序列进行样条拟合，得到深度与时间的函数关系式；

S5、对S4中所获得的函数关系式求导，得到导数为零的点所对应的时间点，并根据深度与时间的函数求出该时间点所对应的深度。

如上所述的轮胎花纹深度计算方法，其中，优选的是，所述S1中具体包括以下步骤：

S101、利用线激光产生稳定的线结构光，并投射到轮胎轮廓表面形成一条激光断面轮廓光条；

S102、触发相机，对行驶中的轮胎进行等时间间隔连续拍摄，且连续拍摄的轮胎外廓光条图像不少于5幅；

S103、将拍摄的轮胎外廓光条图像按拍摄顺序传输到计算机。

如上所述的轮胎花纹深度计算方法，其中，优选的是，所述S2中具体包括以下步骤：

S201、获得各幅轮胎外廓光条图像上线结构光条的中心线；

S202、将各中心线上的各像素的坐标转换为世界坐标。