CN104296672B - 基于图像的胎面缠绕厚度在线测量方法 - Google Patents

基于图像的胎面缠绕厚度在线测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于图像的胎面缠绕厚度在线测量方法，其步骤是：1、水平放置多台相机同时拍摄胎面上边缘，确定像素点大小，并分别设定好每个相机需要采集的胎面范围；2、在缠绕开始前，在胎面旋转的过程中每个相机都同时采集胎面图像数据，得到胎面原始厚度坐标；3、缠绕开始后，运用相同方法，实时更新胎面边缘坐标，与胎面原始厚度边缘坐标比较计算，得到胎面缠绕厚度。本发明与现有技术相比，不需要接触式测量，可一次性能测量一个胎面线，提高了缠绕胎面的效率。

Description

基于图像的胎面缠绕厚度在线测量方法
(一)技术领域：
本发明涉及轮胎制造过程中的检测，具体为一种基于图像的胎面缠绕厚度在线测量方法。
(二)背景技术：
轮胎成型是轮胎生产过程中最为关键的环节，而精确测量实际缠绕厚度是保证缠绕形状和质量的关键。传统的缠绕机采用气缸、滑套滚珠轴承和测量机构计算缠绕厚度。当胶条缠绕一周时，胎坯直径变大，支撑测量头的滑块后退，测量机构产生的模拟量变化通过高速计数器反馈到计算机并计算出厚度变化。当胶条质量稳定时，缠绕质量与缠绕体积成正比，保证缠绕厚度就可保证缠绕质量，但这种方法有一些缺陷：
1、测量头伸缩气缸压力较大时，测量头的滚轮压进胶条较多，会使实际缠绕厚度比测量值大。
2、测量头的偏执方向与缠绕方向相反，因此测量头测量比实际厚度滞后一段时间，偏移越大则滞后越大，上下坡时厚度测量值滞后更大，甚至可能出现由于偏移量太大导致测量头被前面已缠绕的胶片挡住而不能沿缠绕鼓轴向运动，发生在缠绕的胎面上压沟甚至拉弯测量头滑轨的情况。
3、若缠绕车沿缠绕鼓轴向运动速度太慢，则缠绕单条轮胎的时间长，生产效率较低，且可能出现由于排气辊压在胶条上面太久，出现很多小沟，缠绕胎面形状不平滑和连贯。
专利号201210234166.0给出了一种改进方法，运用激光位移传感器代替传统接触式测量机构，利用激光测距原理，能精度高，响应速度快地进行胎面厚度测量。但与上述传统测量方法一样，无法在一个时间点一次性获得一个胎面线的厚度信息，而只能一个时间点测量一个的胎面点厚度信息。
(三)发明内容：
针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出了一种在测量过程中不需要接触胎面，可同时一次性获得一个胎面线的厚度信息，能提高测量精度与效率的基于图像的胎面缠绕厚度在线测量方法。
能够解决上述问题的基于图像的胎面缠绕厚度在线测量方法，采用的技术方案按以下步骤进行：
1、照相机放置。根据轮胎缠绕机的轮胎大小，将多台型号相同的照相机于同一水平面上放置，放置高度与胎面上表面的水平切线一致，将照相机镜头对准胎面上边缘，使需要缠绕的胎面上边缘置于相机采集范围之内。
2、照相机标定。在胎面上边缘处放置标尺作为参照物，依照参照物划分出每台照相机所需要拍摄的胎面范围，确定每个像素点代表的实际空间大小。
3、照相机同时拍摄胎面上边缘，通过计算机将图像进行边缘化处理，得到拍摄图像的胎面边缘坐标，根据每台照相机在步骤2中设定的拍摄范围，分别计算出每幅图像所对应的胎面坐标，然后整合得出胎面的对应坐标。
4、在缠绕开始前，先使轮胎旋转一周，旋转过程中运用步骤3的方法，照相机进行实时拍摄并进行处理，每台照相机都可得到多幅胎面缠绕前的厚度图像，将同一照相机拍摄的多幅图像对应的胎面边缘坐标进行平均值计算，并将多台照相机各自的测量结果进行整合，作为胎面缠绕前的整个胎面坐标。
5、胎面缠绕过程中，随着胎面的旋转，照相机实时拍摄并进行处理，更新胎面厚度坐标，计算与原胎面边缘点坐标之差，再根据像素点代表的实际大小，换算出胎面缠绕厚度。
计算机将实时缠绕厚度与设定缠绕厚度进行比较并发出指令，控制轮胎缠绕机的缠绕机构是否继续缠绕或停止缠绕。
本发明的有益效果：
本发明基于图像的胎面缠绕厚度在线测量方法与现有技术相比，可一次性测量一个胎面线的厚度，不需要接触式测量，可提高厚度测量的效率。
(四)附图说明：
图1为本发明一种实施方式的结构示意图。
图2为图1实施方式的俯视图。
图号标识：1、缠绕机构；2、轮胎；3、照相机；4、机座；5、支架。
(五)具体实施方式：
下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
轮胎2通过水平辊轴于轮胎缠绕机的机座4上竖直安装就位，轮胎缠绕机的缠绕机构1设于轮胎2左侧下方的机座4上。
在上述生产条件下，本发明基于图像的胎面缠绕厚度在线测量方法，按以下步骤进行：
1、照相机3放置。轮胎2右侧的机座4上设置竖直支架5，所述支架5的顶部的同一水平面上沿轮胎2的轴向布置三台型号规格相同的照相机3(轮胎2宽度越宽，则可进一步增加照相机3的台数)，三台照相机3置于轮胎2的宽度所界定的范围内，所处的水平高度为胎面上表面的水平切线与地面距离，将照相机3镜头对准胎面上边缘，使需要缠绕的胎面上边缘置于照相机3的采集范围之内。
2、照相机3标定。在轮胎2的胎面上边缘处放置标尺作为参照物，比如可以将胎面所需缠绕的的水平轴向宽度平均分为10等份(为精确测量，也可更多细分等份)，11个端点分别编码为0、1、2……10；将三台照相机3分别编号A、B、C，从左到右分别放置并对应于编码1、编码5和编码9的位置，照相机3(A)采集胎面范围为端点0～3内的胎面厚度，照相机3(B)采集胎面范围为端点3～7内的胎面厚度，照相机3(C)采集胎面范围为端点7～10内的胎面厚度，并确定每个像素点代表的实际空间大小。
3、三台照相机3同时拍摄胎面上边缘，通过计算机将三幅图像进行边缘化处理，得到拍摄图像的胎面边缘坐标，根据每台照相机3在步骤2中设定的拍摄范围，分别计算出每幅图像所对应的胎面坐标，然后组合得出整个胎面线的对应坐标。
4、在缠绕开始前，先让轮胎2旋转一周，旋转过程中运用步骤3的方法，实时拍摄并进行图像处理，每台照相机3都拍摄多幅胎面缠绕前厚度图像，通过计算机将图像进行边缘化处理，然后将各自采集的多幅图像对应的胎面边缘坐标进行平均值计算，最后将三台照相机3的图像边缘坐标结果整合作为胎面缠绕前的胎面坐标。
5、在胎面缠绕过程中，同步骤3的方法，实时拍摄胎面上边缘并进行图像处理，随着胎面的旋转，所述缠绕机构1逐渐将胶条缠绕到胎面上，被缠绕上的胶条使胎面厚度上升，照相机3采集图像得到的边缘像素会在原边缘坐标上垂直上移，计算机实时进行胎面厚度坐标更新，将新的胎面坐标点与垂直方向下的原始胎面坐标相减，得出相差的像素点个数，再根据像素点代表的实际大小，换算成胎面的缠绕厚度。
6、在胎面缠绕过程中，计算机将实时缠绕厚度与设定缠绕厚度进行比较并发出指令，控制轮胎缠绕机的缠绕机构1是否继续缠绕或停止缠绕。

Claims (2)

1.基于图像的胎面缠绕厚度在线测量方法，其特征在于按下述步骤进行：
①、根据轮胎缠绕机的轮胎大小，将多台型号相同的照相机于同一水平面上放置，放置高度与胎面上表面的水平切线一致，将照相机镜头对准胎面上边缘，使需要缠绕的胎面上边缘置于相机采集范围之内；
②、在胎面上边缘处放置标尺作为参照物，依照参照物划分出每台照相机所需要拍摄的胎面范围，确定每个像素点代表的实际空间大小；
③、照相机同时拍摄胎面上边缘，通过计算机将图像进行边缘化处理，得到拍摄图像的胎面边缘坐标，根据每台照相机在步骤②中设定的拍摄范围，分别计算出每幅图像所对应的胎面坐标，然后整合得出胎面的对应坐标；
④、在缠绕开始前，先使轮胎旋转一周，旋转过程中运用步骤③的方法，照相机进行实时拍摄并进行处理，每台照相机都可得到多幅胎面缠绕前的厚度图像，将同一照相机拍摄的多幅图像对应的胎面边缘坐标进行平均值计算，并将多台照相机各自的测量结果进行整合，作为胎面缠绕前的整个胎面坐标；
⑤、胎面缠绕过程中，随着胎面的旋转，照相机实时拍摄并进行处理，更新胎面厚度坐标，计算与原胎面边缘点坐标之差，再根据像素点代表的实际大小，换算出胎面缠绕厚度。
2.根据权利要求1所述基于图像的胎面缠绕厚度在线测量方法，其特征在于：计算机将实时缠绕厚度与设定缠绕厚度进行比较并发出指令，控制轮胎缠绕机的缠绕机构是否继续缠绕或停止缠绕。
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