CN105082888A - 一种轮胎胎纹侦测装置 - Google Patents

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陈莆堦
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60C11/24—Wear-indicating arrangements
    • B60C11/243—Tread wear sensors, e.g. electronic sensors

Abstract

一种轮胎胎纹侦测装置，通过一安装于车体的胎面影像撷取模块撷取轮胎的胎面影像，撷取的胎面影像通过一中央处理模块运算该轮胎的主胎纹的沟深值，并将该沟深值与一内建默认值比对，依据比对结果输出一相对的信号；该沟深值和该信号显示于车用屏幕或手机屏幕，供用户获取其车辆的轮胎胎纹状况。

Description

一种轮胎胎纹侦测装置
技术领域
本发明涉及的技术领域为轮胎的胎纹侦测。
背景技术
由于轮胎肩负行车的载重、抓地力、排水性、操控性、制动性，因此，轮胎的磨损程度是影响行车安全的重要因素。依据交通事故的相关统计，高速公路交通事故中约有7成是因爆胎或轮胎失控打滑引起的，而造成这些问题的原因不外乎胎压不足或胎纹深度不足，但因这个问题不会影响车辆发动或无法行驶，因此常常被驾驶者忽略。
每一个轮胎在胎纹深度1.6mm处设有磨耗标记，又称胎面磨耗标记，这个标记设置于大胎纹底部，通常为橡胶块或橡胶柱的型式，当轮胎磨损到达这个标记时就表示需要更换轮胎了。但是，这个标记的警示功能需要驾驶人的主动观察，若驾驶人忽略，这个标记就不具功效了。
目前胎纹深度检测在车辆检修厂进行，通常采取接触式量测法，经由量尺或机械式测量计直接接触胎面及胎纹沟底，量测胎纹沟底至胎面的距离而得知胎纹深度。
一些专利文献揭露了非接触式量测法，利用雷射或射频识别技术检测胎纹。然而实现激光技术的装置相当庞大，无法安装于车辆。而射频识别技术需将许多个射频标签嵌入所有主胎纹沟底，通过同一主胎纹中所有的射频标签都被磨损以致射频读取器无信号时释出一警告信息，但是射频卷标的嵌入以及耗损使得射频识别难以实际应用在胎纹侦测。
目前的胎纹检测都是采用外部装置，而且需要驾驶者自己注意轮胎的状况，并且自行至车辆检测厂进行检修。至目前为止，并没有任何一种安装于车辆且可自动检测胎纹并向驾驶者主动提供胎纹信息的装置。
发明内容
本发明的目的为提供一种轮胎胎纹侦测装置，该侦测装置安装于车辆，具有自动侦测胎纹并主动向驾驶者提供胎纹信息的功能。
本发明达成上述目的的轮胎胎纹侦测装置，包括：一安装于车体的胎面影像撷取模块、一与该胎面影像撷取模块耦合的一中央处理模块，以及一与该中央处理模块耦合的显示单元。
该中央处理模块包含一与该胎面影像撷取模块耦合的图像处理单元，一与该胎面影像撷取模块耦合的胎纹运算单元、一与该胎纹运算单元耦合的信息整合单元、一与该信息整合单元耦合的联机传输单元，该胎纹运算单元与该图像处理单元耦合；
该胎面影像撷取模块撷取一车辆每一个轮胎的胎面影像；
该图像处理单元接收该胎面影像撷取模块所撷取的影像，将该胎面影像施予校正和清晰处理，其中，该胎面影像撷取模块撷取所得的影像通过该图像处理单元处理成为灰阶的该胎面影像，使该胎面影像中的轮胎的胎面与背景之间在明度上产生差异，并通过校正和清晰处理提高该胎面影像中，该胎面与该背景之间的明度差异；
该胎纹运算单元接收经校正和清晰处理的胎面影像，并将胎面影像区分为多个区块，扫描各区块的影像，存在有不同明度差异的区块为该胎面与该背景并存的判读区块，判读各判读区块的影像，并运算获得运算该轮胎的主胎纹的沟深值，该胎纹运算单元并将每一个沟深值和一内建默认值比对，并依据比对结果输出一相对的信号；
该信息整合单元将上述每一沟深值以及每一沟深值和内建默认值比对得到的相对信号整合到一信息界面，该信息界面经由该联机传输单元传输至该显示单元显示。
其中，该显示单元可为车用屏幕或手机屏幕。
本发明提供的轮胎胎纹侦测装置安装于车辆，具有自动侦测胎纹、提供胎纹信息的功能。通过该显示单元所显示的内容，用户可得知车辆各个轮胎磨损的情形以及确实的胎纹沟深，并通过各种信号判断胎纹沟深是否在安全范围或者应迅速更换轮胎，以确保行车安全。
附图说明
图1为本发明轮胎胎纹侦测装置的方块图；
图2为车辆安装胎面影像撷取模块中微型摄像机的示意图；
图3为本发明轮胎胎纹侦测装置所撷取的胎面影像示意图；
图4为本发明轮胎胎纹侦测装置产生的信息界面示意图。
附图标记说明：10-胎面影像撷取模块；11-微型摄像机；13-轮胎；131-胎面；14-胎面影像；15-主胎纹；30-中央处理模块；31-图像处理单元；32-胎纹运算单元；33-信息整合单元；331-信息界面；34-联机传输单元；35-显示单元；40-车体俯视轮廓；41-轮胎位置；42-轮胎位置；43-轮胎位置；44-轮胎位置；45-沟深值显示区；46-信号显示区。
具体实施方式
为便于说明本发明于发明内容中所表示的中心思想，兹以具体实施例表达。实施例中各种不同对象按适于说明的比例、尺寸、变形量或位移量而描绘，而非按实际元件的比例予以绘制，合先叙明。且以下的说明中，类似的元件是以相同的编号来表示。
如图1所示为本发明轮胎胎纹侦测装置的方块图，轮胎胎纹侦测装置主要包括一胎面影像撷取模块10、一与该胎面影像撷取模块10耦合的中央处理模块30、以及一与该中央处理模块30耦合的显示单元35。该中央处理模块30包含一与该胎面影像撷取模块10耦合的图像处理单元31、一与该图像处理单元31耦合的胎纹运算单元32、一与该胎纹运算单元32耦合的信息整合单元33、一与该胎纹运算单元32耦合的联机传输单元34。
如图2所示为车辆安装胎面影像撷取模块中微型摄像机的示意图，该胎面影像撷取模块10包括多个微型摄像机11，用以撷取一车辆的每一个车轮的胎面影像。微型摄像机11可分别安装于车体的前叶子板、后叶子板或其他可以拍摄轮胎胎面的位置。所取得的胎面影像是沿着一相对于轮胎13滚动方向且与轮胎13的连心线L1垂直的一直线L2而取得。如图3所示为本发明轮胎胎纹侦测装置所撷取的胎面影像示意图，所获取的胎面影像14包括通过该轮胎宽度的胎面131以及主胎纹15的沟深等特征。
该图像处理单元31接收该胎面影像14，将该胎面影像14施予校正和清晰处理，其中，该微型摄像机11拍摄所得的影像通过该图像处理单元31处理成为灰阶的该胎面影像14，使该胎面影像14中的轮胎的胎面与车体的前叶子板、后叶子板等背景之间在明度上产生差异，并通过校正和清晰处理提高该胎面影像14中，前述车轮胎面与背景之间的明度差异。
该胎纹运算单元32接收经校正和清晰处理后的胎面影像14，并将胎面影像14区分为多个区块，扫描各区块的影像，存在有不同明度差异的区块即为胎面131与背景并存的区块，为便于说明，前述胎面131与背景并存的区块于后称为判读区块，判读各判读区块的影像，并运算获得该胎面影像14中该主胎纹15的沟深。可行的计算方式之一如图3，将通过胎面宽度的直线定义为基线L3，将通过主胎纹15沟底的直线定义为沟纹线L4，计算该基线L3和该沟纹线L4的距离(像素)，并经函数方程转换为实际的沟深值。
该胎纹运算单元32更进一步将该沟深值和一内建默认值(1.6mm)比对，假设沟深值为Ａ，内建默认值为Ｓ，当Ａ＞Ｓ(1+20％)时，该胎纹运算单元输出一安全信号；当Ｓ(1+20％)≥Ａ＞Ｓ时，该胎纹运算单元输出一提醒信号；当Ａ＝Ｓ时，该胎纹运算单元输出一警示信号；当Ａ＜Ｓ时，该胎纹运算单元输出一警戒信号。
该信息整合单元33将上述沟深值以及每一沟深值和内建默认值比对得到的相对信号整合至一信息界面331。如图4所示为本发明轮胎胎纹侦测装置产生的信息界面示意图，该信息界面331经由该联机传输单元34传输至该显示单元35显示，该显示单元35可为车用屏幕，或由安装应用程序的智能型手机自动读取并显示于手机屏幕。该信息界面331以车体俯视轮廓40以及轮胎位置41,42,43,44为主画面，在轮胎位置41,42,43,44的邻侧具有一沟深值显示区45以及一信号显示区46。该沟深值显示区45用以显示对应轮胎的实际沟深值，该信号显示区46通过利于用户读取的文字、图形、或动画显示上述各种信号。
本发明提供的轮胎胎纹侦测装置安装于车辆，发挥自动侦测胎纹、提供胎纹信息的功能。通过该显示单元35所显示的内容，用户可定期得知车辆各个轮胎磨损的情形以及确实的胎纹沟深，并通过各种信号判断胎纹沟深是否在安全范围以及是否应迅速更换轮胎。
其他量测方法，例如以超音波或红外线量测。超音波量测大致上包括安装于车体的超音波发射器、接收器、以及中央处理器，由超音波发射器发射超音波至轮胎胎面预定区域，超音波从轮胎胎面反射被超音波接收器接收后，经由中央处理器处理及程序运算，可算出轮胎的主胎纹沟深。
红外线量测大致上包括安装于车体的红外线发射端和接收端，红外发射端射出红外线光波于轮胎的胎面预定区域，经物体表面反射光波到接收端，得到能量衰减的大小，然后依据计算出的距离相对关系再推导出主胎纹沟深。

Claims (6)

1.一种轮胎胎纹侦测装置，其特征在于，包括：
一安装于车体的胎面影像撷取模块，一该胎面影像撷取模块耦合的一中央处理模块以及一与该中央处理模块耦合的显示单元；
该中央处理模块包含一与该胎面影像撷取模块耦合的图像处理单元，一与该胎面影像撷取模块耦合的胎纹运算单元、一与该胎纹运算单元耦合的信息整合单元、一与该信息整合单元耦合的联机传输单元，该胎纹运算单元与该图像处理单元耦合；
该胎面影像撷取模块撷取一车辆每一个轮胎的胎面影像；
该图像处理单元接收该胎面影像撷取模块所撷取的影像，将该胎面影像施予校正和清晰处理，其中，该胎面影像撷取模块撷取所得的影像通过该图像处理单元处理成为灰阶的该胎面影像，使该胎面影像中的轮胎的胎面与背景之间在明度上产生差异，并通过校正和清晰处理提高该胎面影像中，该胎面与该背景之间的明度差异；
该胎纹运算单元接收经校正和清晰处理的胎面影像，并将胎面影像区分为多个区块，扫描各区块的影像，存在有不同明度差异的区块为该胎面与该背景并存的判读区块，判读各判读区块的影像，并运算获得该轮胎的主胎纹的沟深值，该胎纹运算单元并将每一个沟深值和一内建默认值比对，并依据比对结果输出一相对信号；
该信息整合单元将上述每一沟深值以及每一沟深值和内建默认值比对得到的相对信号整合到一信息界面，该信息界面经由该联机传输单元传输至该显示单元显示。
2.根据权利要求1所述的轮胎胎纹侦测装置，其中，该胎面影像为沿着该轮胎的滚动方向且与该轮胎的连心线垂直的一直线而取得。
3.根据权利要求1所述的轮胎胎纹侦测装置，其中，该胎面影像具有通过该轮胎宽度的胎面以及该轮胎的主胎纹的沟纹断面特征。
4.根据权利要求1所述的轮胎胎纹侦测装置，其中，假设沟深值为Ａ，内建默认值为Ｓ，当Ａ＞Ｓ(1+20％)时，该胎纹运算单元输出一安全信号；当Ｓ(1+20％)≥Ａ＞Ｓ时，该胎纹运算单元输出一提醒信号；当Ａ＝Ｓ时，该胎纹运算单元输出一警示信号；当Ａ＜Ｓ时，该胎纹运算单元输出一警戒信号。
5.根据权利要求1所述的轮胎胎纹侦测装置，其中，该显示单元为车用屏幕。
6.根据权利要求1所述的轮胎胎纹侦测装置，其中，该显示单元为手机屏幕。
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