[发明专利]一种非接触式的轮胎滚动变形特性测试方法

权利要求书

1.一种非接触式的轮胎滚动变形特性测试方法，其特征在于，该方法基于高速摄影和散斑分析进行测试，具体包括以下步骤：

步骤1：测试轮胎准备；用白色喷漆将测试轮胎表面喷白，利用漏板，黑色喷漆以及记号笔在测试轮胎表面制备散斑图样，在轮毂中心处黏贴标志点；

步骤2：实验场地准备，模拟路障；

步骤3：校准十字基准尺长度；

将十字基准尺置于地面，在十字基准尺上粘贴布设编码标志点，用一个摄影测量相机从多角度拍摄十字基准尺，自动计算这些数码图片中粘贴的编码标志点和十字基准尺的特征点的三维坐标，完成数据解算，实现对十字基准尺的校准；

步骤4：高速相机设置及调节；设置高速相机分辨率1280*800像素，将十字基准尺置于测量位置，调节高速相机的焦距和光圈，保证两高速相机图像的清晰，亮度均匀；

步骤5：高速相机标定；

步骤6：数据采集；

在高速相机控制软件中，设置高速相机采集帧频为4000fps，快门为100us，选择后触发模式，针对两个高速相机分别点击Capture，使高速相机处于等待触发状态；准备完成后，汽车发动机启动，在测试轮胎完全通过路障时，点击触发完成数据的记录，然后在相同的胎压下，分别通过不同规格的路障，完成数据的采集；更改胎压后，再次通过不同规格的路障，完成数据的采集；

步骤7：数据转换；将采集的数据全部转化为图片格式；

步骤8：数据预分析；框选散斑域，截取3/4圆的数据；

步骤9：图像匹配；

将测试轮胎在未变形状态下采集得到的图像称为参考图像，将各个变形状态下采集到的图像称为变形图像，在测试过程中，将变形过程进行离散化的记录，对每个变形时间点的数据进行图像匹配；

图像匹配具体包括以下步骤：

步骤901：变形前图像参考子区中心点P的图像坐标为(x,y)，变形后对应目标子区的中心点P'的图像坐标为(x',y')，从而获得参考子区在变形过程中的位置和形状变化，通过比较同一子区在变形前后两个状态之间的位置和形状变化，可以得到测试轮胎在该子区点位置的位移和应变；

步骤902：基于测试轮胎受力产生变形时的刚体平移、转动及伸缩和扭转变形，测试轮胎表面任意点的坐标变化可表示为位移和变形引起的坐标变化的综合，则存在如下映射函数为：

式中，u表示目标子区中心点P'相对参考子区中心点P在X方向的位移；v表示目标子区中心点P'相对参考子区中心点P在Y方向的位移；表示目标子区相对于参考子区的位移梯度；

步骤903：评价参考子区和目标子区间的相似性，采用相关系数表示参考子区和目标子区间相似程度，相关系数公式具体表达如下：

式中：f(x_i，y_j)—参考子区中任意点的灰度值；g(x′_i，y′_j)—参考子区中任意点在目标子区中的对应点的灰度值；r₀和r₁两个参数用于补偿参考子区与目标子区中的灰度线性偏差；

采用最小二乘迭代法求取相关系数C_SSD的极值，来完成图像匹配，进而得到相应的位移和应变。