CN106662429A - 重叠量测量装置和重叠量测量方法 - Google Patents

Abstract

为了提供一种重叠量测量装置和一种重叠量测量方法，能够准确地测量形成轮胎的片状构件的终端部分连接处的重叠量，该重叠量测量装置配备有检测单元和计算单元。在将片状构件从顶部侧绕成型滚筒的外圆周侧卷绕的情况下，其中的片状构件被模制成具有预定长度并且在表面侧具有在宽度方向上延展的金属成型标记，当测量片形构件的顶部侧和后端侧的重叠部分的重叠量时，检测单元通过图像拍摄单元，从上方拍摄包括重叠部分的整个周围的图像，来检测片状构件后端侧的第一成型标记，以及在片状构件顶部一侧的表面上形成的第二成型标记。计算单元从所拍摄图像帧，计算片状构件的第一成型标记与片状构件的第二成型标记之间的距离，从而计算重叠量。

Description

重叠量测量装置和重叠量测量方法

技术领域

本发明涉及用于测量构成轮胎的片状构件的重叠量的装置和方法。

背景技术

通常，生轮胎是通过如下方式来形成的：将已经被模制成预定长度的片的诸如内衬套、胎体帘布层、带以及胎面的片状构件，依次绕轮胎成型滚筒进行卷绕，将已形成环形的胎圈连接到胎体帘布层。这些片状构件中的每个都预先被模制为相对于滚筒圆周尺寸的预定长度，从而在绕成型滚筒进行卷绕时在卷绕起始端和卷绕完成端之间产生预定的重叠量。但是，这些均由未硫化橡胶材料制成的片状构件在运送或者绕成型滚筒卷绕期间能够从预定成型尺寸发生延展或收缩的变形。因此，可能存在着将片状构件绕成型滚筒进行实际卷绕时重叠量过剩或不足的情况。

重叠量的设置随着搭接(lap joint)和对接(butt joint)而变化，搭接即使在随后的硫化过程之后也保持重叠状态，而对接在硫化之后具有片的对接状态。特别是在使用对接时，成型时的重叠量需要准确，因此进行重叠量的测量，从而确保在将片型构件绕成型滚筒进行卷绕之后实际具有预定的重叠量。

例如，利用多个二维激光传感器和用于检测成型滚筒的旋转的编码器来测量重叠量。多个激光传感器被设置为使得投射的激光的光轨迹相对于成型滚筒表面的宽度方向倾斜。而多个激光传感器以预定距离彼此分开进行布置以便从各个激光传感器投射的激光覆盖成型滚筒的整个宽度。

首先，将片状构件绕成型滚筒进行卷绕，同时从激光传感器投射出激光，随着旋转成型滚筒，对于穿过激光的光轨迹的卷绕起始端的位置进行检测。同时，通过编码器来检测所检测到的卷绕起始端的移动距离。接着，通过在旋转成型滚筒时检测穿过激光的光轨迹的卷绕完成端的位置来测量绕成型滚筒卷绕的片状构件的长度。现在通过确定所测量的片状构件的长度与成型滚筒的圆周长度之间的差异来确定重叠量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2006-019070

发明内容

本发明所要解决的技术问题

然而，虽然上述重叠量测量方法能够测量片状构件的长度，但是难以准确地测量重叠量以及确定重叠的合适状态。而且，当卷绕完成端相对卷绕起始端升高或者回卷时，即使所测量的长度是足够的，也不适当地执行重叠。因此，当最终制成该轮胎时，必须将其作为缺陷的轮胎进行处理。

因此，已经做出本发明来解决上述技术问题，本发明的一个目的是提供一种重叠量测量方法，该方法能够确保片状构件的各端的正确重叠，以及在连接构成轮胎的片状构件的各个端时准确测量重叠量。

解决技术问题的方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种重叠测量装置，该装置用于在将片状构件从其前端绕成型滚筒的外围进行卷绕时，测量片状构件的前端和后端的重叠量，其中片状构件已经被模制成预定长度并且具有沿其宽度方向在表面延展的成型标记。该装置包括检测单元，该检测单元用于由图像捕获单元，通过从上面捕获包括重叠的整个区域的图像，来检测片状构件的表面在后端侧上所形成的第一成型标记和片状构件的表面在前端侧上所形成的第二成型标记；以及计算单元，用于通过从捕获图像的各个帧测量片状构件的第一成型标记和第二成型标记之间的距离来计算重叠量。

此外，为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的一种方法的实施例：该方法用于在将片状构件从其前端绕成型滚筒卷绕时，测量片状构件的前端和后端的重叠，其中的片状构件已经被模制为预定长度并且沿其宽度方向在表面上延展的成型标记。该方法包括由图像捕获单元，通过从上面捕获包括重叠的整个区域的图像，来检测片状构件的表面在后端侧上所形成的第一成型标记和片状构件的表面在前端侧上所形成的第二成型标记；以及通过从捕获图像的各个帧测量片状构件的第一成型标记和第二成型标记之间的距离来计算重叠量。

附图说明

图1是表示根据本发明的重叠测量装置的配置的示意图。

图2是表示胎体帘布层的重叠的示意图。

图3是表示利用图像捕获单元捕获重叠的图像的示意图。

图4是表示检测边缘和脊部的步骤和计算重叠量的方法的示意图。

图5是表示通过处理单元测量重叠量的流程图。

图6是表示监视器上所显示的测量结果的示意图。

此后，将基于优选实施例来详细描述本发明，其中的优选实施例不旨在限制本发明的权利要求的范围而旨在说明本发明。并且各个实施例中所描述的所有特征及其组合对于本发明不是必要的，它们也包括选择性地使用的构造和设置。

具体实施方式

图1是表示根据本发明的重叠量测量方法和重叠测量装置1的配置的示意图。

如图所示，用于使得片状构件成型的成型滚筒装置2粗略地包括：彼此分开预定距离向上安装的一对支撑杆21，通过支撑杆21可转动支撑的轴22、连接到轴22上的成型滚筒23、以及用于驱动轴22的驱动机构24。

该对支撑杆21具有位于其上端的轴承21a，轴承21a支撑使得成型滚筒23能够旋转的轴22。共轴固定于轴22的是具有圆柱形横截面的成型滚筒23。连接到轴22的一端的是用于检测成型滚筒23的旋转角度的编码器25。

成型滚筒23作为片状构建在轮胎成型中进行卷绕的基础。将在传送带20上已经带来的片状构件绕成型滚筒23的圆周进行卷绕。传送带20的最前方与成型滚筒23上部的卷绕起始位置对应地设置，而传送带20以与成型滚筒23的圆周速度相同的速度朝着成型滚筒23发送胎体帘布层10。在本发明的描述中，待绕着成型滚筒23的外围进行卷绕的片状构件由胎体帘布层10来表示，该胎体帘布层10具有如图2所示的嵌入在其中的胎体帘线11。

胎体帘布层10由具有预定长度(成型滚筒23的周长)和预定宽度的合成橡胶制成。胎体帘布层10具有接近围绕成型滚筒23的整个圆周的长度，并具有以预定间隔在其宽度方向上延展的嵌入在其中的胎体帘线11。胎体帘布层10的表面上所形成的是脊12，脊12是在成型滚筒23上成型时所形成的具有矩形横截面的突起。胎体帘布层10通过将胎体帘线11夹在两个各自具有粘附层的未硫化的橡胶层之间来并入胎体帘线11。成型模具的成型表面具有凹陷排气槽，当绕滚筒进行卷绕的胎体帘布层10成型时，该凹陷排气槽用于从成型模具与橡胶片表面之间排出空气。因此，脊12是矩形槽留下的剩余标记。在成型模具的表面上以预定间隔形成的排气槽，在胎体帘布层10成型之后在其表面以预定的间隔留下在宽度方向上延展的排气槽的标记。

在胎体帘布层10的重叠处，后端(卷绕完成端)Y搭接在位于其卷绕起始端的前端H上面。在前端H一侧的端部形成的是面对后端Y的下侧表面(内表面)的L形梯状部分S1。此外，在胎体帘布层10的后端Y一侧的端部所形成的是面对胎体帘布层10之外的L形梯状部分S2。也就是，当该重叠形成有绕成型滚筒23卷绕的胎体帘布层10时，梯状部分S2在重叠处朝向外，同时梯状部分S2的表面一侧变为边缘10A。在本示例中，具有边缘10A的梯状部分S2被称为第一成型标记。胎体帘布层10的表面上以预定间隔形成的脊12是在胎体帘布层10的宽度方向上延展的突起部分，这些脊12均被称为第二成型标记。在距离矩形脊12的边缘10A较近的作为第二成型标记的脊12m的拐角中，将边缘10A一侧的拐角称为脊拐角12A。需要注意的是，将梯状部分S1和S2形成梯状，从而使得胎体帘布层10容易从上面的成型模具和下面的成型模具移开，其中上面和下面的成型模具通过将胎体帘线11夹在未硫化的橡胶片之间来使得胎体帘布层10成型。

在本实施例中，通过测量后端Y一侧上所形成的作为拐角的边缘10A与前端H一侧的表面上所形成的脊12m的脊拐角12A之间的间距来确定重叠量L。需要注意的是，边缘10Q是与边缘10A一同形成的，而脊拐角12Q是与脊12上的边缘拐角12A一同形成的。

使得成型滚筒23旋转的驱动机构24包括作为驱动源的电机和用于将电机的旋转力传送到轴22的传送机构。因此，电机的旋转引起轴22和成型滚筒23的旋转。并且通过编码器25来检测轴22的旋转角度作为成型滚筒23的旋转角度。当胎体帘布层10的卷绕从前端H到后端H完成时，当后端Y(卷绕完成端)搭接前端H(卷绕起始端)，成型滚筒23的一次旋转完成时，编码器25通过向处理装置32输出停止信号来使成型滚筒23停止。此时，执行成型滚筒23的停止控制，以便从具有重叠量L的重叠处到与后端Y最接近的脊12m的区域位于与CCD相机相对的位置，这些CCD相机作为图像捕获单元以等间隔沿宽度方向上设置。通过这样的设置，边缘10A(一个成型标记)和脊拐角12A(另一个成型标记)两者的图像被捕获。

在支撑杆21的延展方向上向上延展的各个延展杆26连接到支撑成型滚筒23的支撑杆21。桥接构件27连接到延展杆26的上端，其中桥接构件27通过与成型滚筒23的轴中心平行地延展将延展杆26连接起来。三个CCD相机31、31、31作为上述的图形捕获单元连接到桥接构件27。相机31分别连接到它们各自的移动机构28，在桥接构件27上提供与相机21相同数量的移动机构28。移动机构28支持相机21沿着桥接构件27的延展方向(胎体帘布层10的宽度方向)移动。同时，移动机构28通过在宽度方向上移动相机来调整相机31相对于待卷绕的胎体帘布层10的宽度的位置。因此，无论胎体帘布层10采用何种宽度，都能够捕获胎体帘布层10的宽度端的图像。也就是，在本实施例中，利用移动机构28来调整相机31、31、31的位置，以便无论胎体帘布层10关于成型滚筒23采用何种宽度，都能够捕获胎体帘布层10的宽度中心、左端和右端的图像。

需要注意的是，当胎体帘布层10以成型滚筒23的宽度端中的一端作为基准进行卷绕时，基准一侧的相机可以直接固定于桥接构件27。

处理装置32包括三个相机31、用于通过处理多个相机31所捕获的图像来计算重叠量的区域划分单元34、边缘检测单元35、脊检测单元36、以及重叠计算单元37。

三个相机31是能够捕获帧的预定区域的图像的区域相机。因此，相机31捕获预定区域的图像，该预定区域包括胎体帘布层10绕成型滚筒23卷绕的重叠，在重叠处卷绕起始端和卷绕完成端彼此重叠。

例如，将左相机31和右相机31进行这样的设置：它们的图像聚焦设置在距离胎体帘布层10绕成型滚筒23卷绕的各个宽度端朝向其宽度中心预定距离的位置。也就是，它们的图像聚焦设置在从各个宽度端朝向宽度中心50mm的位置。位于捕获各端图像的左相机21和右相机31之间的中心相机31设置在使左相机31和右相机31之间的间隔等分的位置。通过多个相机31所捕获的图像输出到处理装置32，该处理装置32由用于计算本发明的重叠量的多个单元(过程)构成。左相机31、中心相机31以及右相机31构成本发明的检测单元(过程)。

三个相机31可以是彩色相机或者黑白相机，并且所捕获的彩色或黑白图像可以由处理装置进行处理并且转换为灰度。需要注意的是，黑白图像不限于白到黑的灰度，而可以是构成彩色图像的色彩RGB中的一种。还需要注意的是，相机31都是同种类的，并且不用说相机31的数量限制为3。

处理装置32(所谓的计算机)配备有作为用于处理相机31所捕获的图像并且计算重叠量L的装置的CPU，作为用于存储图像处理和计算重叠量L的程序的存储装置的ROM和RAM，以及作为通信单元的I/O接口。未示出的操作面板和监视器与I/O接口连接，其中的操作面板作为用于输入图像处理的参数的输入单元，监视器作为用于显示相机31所捕获的图像以及作为处理结果的重叠量L的显示输出单元。

如图6所示，处理装置32包括：帧划分单元33，其将各个相机31所捕获的图像的各个帧P1、P2、P3划分为例如宽度方向的三块Q1、Q2、Q3；区域划分单元34，其将例如中心块Q2划分为上部区域R1和下部区域R2两个区域；边缘检测单元35，其从被划分的区域R1中的一个区域检测后端Y的边缘10A，脊检测单元36，其检测最靠近边缘10A(最靠近后端Y)的脊12的脊拐角12A；以及重叠计算单元37，其基于检测出的边缘10A和脊12的脊拐角12A来计算重叠量L。

图4A到图4C表示帧P1的各个照片图像。如图所示，重叠由灰度阶的黑色来表示。

如图4A所示，边缘检测单元35通过扫描边缘10A一侧的区域R1并且检测胎体帘布层10的后端Y的边缘10来检测边缘线10L。更具体地，边缘检测单元35首先对于位于区域R1的左端的像素序列进行从区域的下端到上端地扫描。当完成对于像素序列的扫描时，边缘检测单元35对于右边的相邻像素序列进行从下端到上端地扫描。通过向右端重复该过程，边缘检测单元35检测出假设代表边缘10A的各个像素。通过这样的扫描，基于构成所捕获的图像的像素的灰度值来进行检测。也就是说，当像素的亮度值处于预定阈值或者高于预定阈值时，将像素检测为边缘10A的图像的部分。因此，在检测出的像素的边缘10A一侧的区域R1的坐标位置与它们的亮度值一起进行存储。

至此所描述的是，当像素在区域R1的宽度区域线性连续时，亮度值处于阈值或者高于阈值的像素被检测为直线。但是，也可以这样设置：如果发现像素在线以上和以下的预定数量的像素的宽度范围内连续，则亮度值处于阈值或者高于阈值的像素被检测为直线。

接着，边缘检测单元35确定检测到的像素的排列。也就是说，当发现像素从区域R1的左端到右端在宽度方向上连续地线性排成一列时，边缘检测单元35将上述过程中所检测的像素检测为直线。进一步，边缘检测单元35将区域R1中的垂直坐标位置位于检测出的直线的最低位置的直线检测为对应于边缘10A的边缘线10L，并且将该直线存储在未示出的存储器中。通过这种方式来设置边缘10A的位置。

如图4B所示，脊检测单元36通过扫描脊12一侧的区域R2来检测与脊拐角12A对应的脊线12L，该脊线12L是与胎体帘布层10上的边缘10A最靠近的脊12的边缘。更具体地，脊检测单元36首先对于位于区域R2的左端的像素序列进行从区域的下端到上端地扫描。当完成像素序列的扫描时，脊检测单元36对于位于右侧的相邻像素序列进行从下端到上端地扫描。通过对于右端像素序列重复该过程，脊检测单元36检测假设表示脊拐角12A的各个像素。通过该扫描，基于构成捕获到的图像的像素的灰度值来做出检测。也就是，当像素的亮度值处于预定阈值或者高于预定阈值时，该像素被检测为脊拐角12A的部分图像。因此，检测到的像素在区域R2中的坐标位置与其亮度值一同进行存储。

接着，脊检测单元36确定检测到的像素的排列。也就是说，当发现像素从区域R2的左端到右端在宽度方向上连续成行时，脊检测单元36将上述过程中所检测到的像素检测为直线。进一步，脊检测单元36将区域R2中的垂直坐标位置位于检测到的直线的最低位置的直线检测为与脊拐角12A对应的脊线12L，并且在未示出的存储器中进行存储。通过这种方式来设置脊拐角12A的位置。

重叠计算单元37基于在块Q2内通过边缘检测单元35所检测到的边缘线10L与通过脊检测单元36所检测到的脊线12L之间的间隔的测量，来计算重叠量L。

各个相机31所捕获的帧P1、P2、P3分别被划分为多个块Q1、Q2、Q3。这可以在帧P1、P2、P3中检测不同的重叠量。也就是说，因为帧P1、P2、P3中的重叠量随捕获图像的位置而变化，所以通过将帧P1、P2、P3沿着前端H和后端Y的重叠的延展方向划分为多个块Q1、Q2、Q3来测量块Q1、Q2、Q3中的重叠量。因此，能够准确地捕获重叠状态。

此外，划分帧P1、P2、P3的块Q1、Q2、Q3进一步被划分为上部区域R1和下部区域R2。分别检测位于区域R1和区域R2内的边缘10A和脊拐角12A。这样能够简化用于检测边缘10A和脊拐角12A的算法。

换言之，如图4A和图4B所示，图像捕获卷绕完成端Y和脊12m两者。利用将块Q1到Q3划分为上部区域和下部区域，下部区域只显示卷绕完成端Y的图像，而上部区域R2只显示脊12m的图像。边缘10A和边缘10Q保留在下部区域R1中，而脊拐角12A和脊拐角12Q保留在上部区域R2中。在本实施例中，边缘10A和脊拐角12A位于区域R1和区域R2的每个区域的下侧。因此，对于扫描区域R1和区域R2的每个区域的程序可以使用相同的算法。因此，能够利用改进的处理速度来检测边缘10A和脊拐角12A。

例如，如图4C所示，让我们假设将帧P1、P2、P3的每个帧从上端到下端的距离设置为17mm的情况。在此情况下，当检测到的脊线12L位于距离上端4mm的位置，边缘线10L位于距离上端14mm的位置，边缘10A与脊拐角12A之间的距离为14mm–4mm＝10mm。接着，根据边缘10A与脊拐角12A之间的距离来计算重叠量L。如果在帘布层成型过程中所预先计算出的边缘10A与脊拐角12A之间的理论距离是7.99mm，那么重叠量L变短10mm–7.99mm＝1.81mm。通过这种方式，可以通过从先前存储的边缘10A与脊拐角12A之间的正确距离减去计算出的边缘10A与脊拐角12A之间的距离，来计算出重叠量L的不足或者过剩。

如上所述，从上面2D或者平面的图像中捕获胎体帘线层10的前端H和后端Y的三维重叠。然后从这些图像来计算从第一成型标记到第二成型标记的距离。因此，能够在不受表面凹凸、卷曲或者重叠翘起或者片状构件厚度的三维变化的影响的情况下，准确地测量重叠量。

此外，通过构成帧P的各个像素的亮度值的灰度值来检测与边缘10A对应的边缘线10L和与脊拐角12A对应的脊线12L。因此，如果存在边缘10A的翘起或者如果存在片状构件的成型过程中在脊12上已经出现成型缺陷，脊拐角12A和边缘10A的方向上可能未获得清晰的灰度值。那么灰度值低于阈值，脊线12L和边缘线10L被检测为“有缺陷”。在这样的情况下，不计算重叠量L，将检测确定为“测量失败(测量错误)”或“缺陷连接”。

以下，参考优选实施例，将给出对于利用本发明的重叠测量方法来计算重叠量L的方法的描述。

在该实施例中，基于如下假设来给出描述：通过例如图1和图3所示的三个相机31来捕获重叠量L。在通过各个相机31所捕获的各个帧中，通过关于胎体帘布层10的传送方向的左相机的31所捕获的图像帧表示为P1，通过中间相机31所捕获的图像帧表示为P2，并且通过右相机31所捕获的图像帧表示为P3。根据图5所示的流程图来处理帧P1到帧P3(见图6)。

首先，从左相机31所捕获的帧P1来计算重叠量L。

通过帧划分单元33，帧P1首先划分为宽度方向上大小相等的三块，也就是左块Q1、中心块Q2以及右块Q3。

划分的块Q1到块Q3进一步分别划分为边缘10A一侧的区域R1和脊12m一侧的区域R2。

当完成将每个帧P1/每个块划分为多个区域R1和区域R2时，从中心块Q2来执行计算针对区域R1和区域R2的重叠量L的处理。

在步骤101中，调出中心块R2中的边缘10A一侧的区域R1，通过边缘检测单元35，从区域R1检测后端Y(胎体帘布层10的端部中的一端)的边缘10A。在该边缘检测的步骤中，对于区域R1进行扫描，将构成区域R1的各个像素的亮度值与阈值α进行比较。将亮度值处于阈值α或者高于阈值α的像素检测为代表边缘10A。接着，将在宽度方向上线性连续横穿区域R1的亮度值处于阈值α或者高于阈值α的像素检测为直线，而将区域R1中检测出的直线之中位于最低位置的直线检测为边缘线10L。另一方面，当不存在这样的在宽度方向上线性连续横穿区域R1的像素时，确定未检测到边缘线10L。

接着，在步骤102中，调出中心块Q2中的脊12一侧的区域R2，通过脊检测单元36，从区域R2检测暴露在最靠近前端H(胎体帘布层10的端部中的另一端)一侧的表面上的脊12的脊拐角12A。在该脊检测步骤中，对于区域R2进行扫描，将构成区域R2的各个像素的亮度值与阈值α进行比较。将亮度值处于阈值α或者高于阈值α的像素检测为代表脊拐角12A。接着，将在宽度方向上线性连续横穿区域R2的亮度值处于阈值α或者高于阈值α的像素检测为直线，而将区域R2中检测出的直线之中位于最低位置的直线检测为脊线12L。另一方面，当不存在这样的在宽度方向上线性连续横穿该区域的像素时，确定未检测到脊线12L。

接着，在步骤103中，确定步骤101中检测边缘线10L和步骤102中检测脊线12L的成功或失败。当只检测出边缘线10L和脊线12L的直线中的一个时，该流程以检测“脊拐角12A和边缘10A”失败进行到步骤201。而当边缘线10L和脊线12L都检测出时，该流程以检测“脊拐角12A和边缘10A”成功进行到步骤104。

当在步骤103中确定检测“脊拐角12A和边缘10A”成功时，在步骤104中计算重叠量L。当在步骤104中完成计算重叠量L时，流程进行到步骤105，在该步骤中输出正常测量完成信号。这将该流程返回到步骤101，现在执行中心帧P2中的重叠量L的计算。

此外，当在步骤103中确定检测“脊拐角12A和边缘10A”失败时，该流程进行到步骤201，其中从左块Q1执行重叠量L。

在步骤201中，调出左块Q1中位于边缘10A一侧的区域R1，通过边缘检测单元35，从区域R1检测后端Y(胎体帘布层10的端部中的一端)的边缘10A。在该边缘检测的步骤中，对于区域R1进行扫描，将构成区域R1的各个像素的亮度值与阈值β进行比较。亮度值处于阈值β或者高于阈值β的像素检测为代表边缘10A。在此需要注意的是，阈值β被设置为使得用于亮度值的准则低于阈值α的亮度值。接着，在宽度方向上线性连续横穿区域R1的亮度值处于阈值β或者高于阈值β的像素被检测为直线，而区域R1中检测出的直线之中位于最低位置的直线被检测为边缘线10L。另一方面，当不存在这样的在宽度方向上线性连续横穿区域R1的像素时，确定未检测到直线或者边缘线10L。

接着，在步骤202中，调出左块Q1中的脊拐角12A一侧的区域R2，通过脊检测单元36，从区域R2检测暴露在最靠近前端H(胎体帘布层10的端部中的另一端)一侧的边缘10A的表面上的脊拐角12A。在该脊检测步骤中，对于区域R2进行扫描，将构成区域R2的各个像素的亮度值与阈值β进行比较。亮度值处于阈值β或者高于阈值β的像素被检测为代表脊拐角12A。

接着，在宽度方向上线性连续横穿区域R2的亮度值处于阈值β或者高于阈值β的像素检测为直线，而区域R2中检测出的直线之中位于最低位置的直线检测为脊线12L。另一方面，当不存在这样的在宽度方向上线性连续横穿该区域的像素时，确定未检测到直线或脊线12L。

接着，在步骤203中，确定步骤201中检测边缘线10L和步骤102中检测脊线12L的成功或失败。当只检测出边缘线10L和脊线12L的直线中的一个时，该流程以检测“脊拐角12A和边缘10A”失败进行到步骤301。而当边缘线10L和脊线12L都检测出时，该流程以检测“脊拐角12A和边缘10A”成功进行到步骤204。

当在步骤203中确定检测“脊拐角12A和边缘10A”成功时，在步骤204中计算重叠量L。当在步骤204中完成计算重叠量L时，该流程进行到步骤105，在该步骤中输出正常测量完成信号。这将该流程返回到步骤101，现在执行中心帧P2中的重叠量L的计算。

此外，当在步骤103中确定检测“脊拐角12A和边缘10A”失败时，该流程进行到步骤301，其中从右块Q3执行重叠量L。

在步骤301中，调出右块Q3中位于边缘10A一侧的区域R1，通过边缘检测单元35，从区域R1检测后端Y(胎体帘布层10的端部中的一端)的边缘10A。在该边缘检测的步骤中，对于区域R1进行扫描，将构成区域R1的各个像素的亮度值与阈值γ进行比较。将亮度值处于阈值γ或者高于阈值γ的像素检测为代表边缘10A。在此需要注意的是，这样地选择阈值γ使得用于亮度值的准则严于阈值α的亮度值。接着，在宽度方向上线性连续横穿区域R1的亮度值处于阈值γ或者高于阈值γ的像素检测为直线，而区域R1中检测出的直线之中位于最低位置的直线检测为边缘线10L。另一方面，当不存在这样的在宽度方向上线性连续横穿该区域的像素时，确定未检测到直线或者边缘线10L。

接着，在步骤302中，调出右块Q3中的脊12一侧的区域R2，并且通过脊检测单元36，从区域R2检测暴露在最靠近后端Y(胎体帘布层10的端部中的另一端)一侧的边缘10A的表面上的脊拐角12A。在该脊检测步骤中，对于区域R2进行扫描，将构成区域R2的各个像素的亮度值与阈值γ进行比较。亮度值处于阈值γ或者高于阈值γ的像素检测为代表脊拐角12A。接着，在宽度方向上线性连续横穿区域R2的亮度值处于阈值γ或者高于阈值γ以上的像素检测为直线，而区域R2中检测出的直线之中位于最低位置的直线检测为脊线12L。另一方面，当不存在这样的在宽度方向上线性连续横穿该区域的像素时，确定未检测到直线或脊线12L。

接着，在步骤303中，确定步骤301中检测边缘线10L和步骤302中检测脊线12L的成功或失败。当只检测出边缘线10L和脊线12L的直线中的一个时，该流程以检测“脊拐角12A和边缘10A”失败进行到步骤401。而当边缘线10L和脊线12L都检测出时，该流程以检测“脊拐角12A和边缘10A”成功进行到步骤304。

当在步骤303中确定检测“脊拐角12A和边缘10A”成功时，在步骤304中计算重叠量L。当在步骤304中完成计算重叠量L时，该流程进行到步骤105，在该步骤中输出正常测量完成信号。这将流程返回到步骤101，现在执行中心帧P2中的重叠量L的计算。

此外，当在步骤303中确定检测“脊拐角12A和边缘10A”失败时，该流程进行到步骤305，其中以异常的检测完成来结束该流程，并且执行在中心帧P2中的重叠量的计算。需要注意的是，在异常的检测完成中，输入异常检测完成信号。

当完成从步骤101到步骤305的处理时，根据上述步骤来执行计算中心帧P2中的重叠量L的处理。并且当结束计算中心帧P2中的重叠量L时，执行右帧P3中的重叠量L的计算从而完成针对计算重叠量的流程。

在上述实施例中，分别针对帧P1到帧P3中的每个帧的块Q1到块Q3来设置不同的阈值α、β以及γ。并且在块Q1到块Q3的每个块中设置区域R1和区域R2来检测边缘10A和脊拐角12A的各个图像。因此，可以在不受到胎体帘布层10的表面条件或者图像捕获的条件影响的情况下，在所捕获的帧P1到帧P3的每个帧中确定边缘10A和脊拐角12A存在与不存在。因此，不仅可以检测重叠量而且能够检测重叠状态。

图6表示分别从帧P1、P2和P3计算重叠量L的监控器上所显示的结果的示例。利用上述流程图中所示的算法已经进行了这些计算。在屏幕上所显示的是帧P1、P2或者P3的捕获图像、边缘10A与脊拐角12A之间的测量距离、以及重叠量L的增加或减少。

如上述所构成的重叠测量装置1使得能够可视化确定对于各个图像的重叠量L。同时，从测量结果能够获知重叠的状态。因此，在随后重叠的判断中能够易于确定接受或拒绝重叠量L。

需要注意的是，图6中所示的测量结果代表所期望的重叠量L处于边缘10A与脊拐角12A之间的距离为7.99mm的情况。

首先，在左帧P1的重叠量L的测量中，存在着在块Q2中检测“脊拐角12A和边缘10A”失败，以及在块Q1中检测“脊拐角12A和边缘10A”成功。并且脊拐角12A与边缘10A之间的距离被测量为7.81mm。也就是说，测量示出比脊拐角12A与边缘10A之间的期望距离短的值0.18mm，指示超出期望重叠值L增加0.18mm。

接着，在中心帧P2中的重叠量L的测量中，存在着在块Q2中检测脊拐角12A和边缘10A成功，并且脊拐角12A与边缘10A之间的距离被测量为8.27mm。也就是说，该测量示出比脊拐角12A与边缘10A之间的期望距离长的值0.28mm，指示从期望重叠量L减少0.28mm。

接着，在右帧P3的重叠量L的测量中，存在着块Q2中检测脊拐角12A和边缘10A失败、在块Q1中检测脊拐角12A和边缘10A失败，以及在块Q3中检测脊拐角12A和边缘10A成功。而此时，脊拐角12A与边缘10A之间的距离被测量为8.57mm。也就是，测量示出比脊拐角12A与边缘10A之间的期望距离长的值0.58mm，指示从期望重叠量L减少0.58mm。

换言之，后端Y在前端H之上的重叠是这样的：重叠量L从左帧P1到右帧P3以倾斜的方式递减。

当将片状构件从前端绕成型滚筒的外围进行卷绕时，实施本发明的上述实施例的重叠测量装置对于片状构件的前端与后端的重叠进行测量，其中的片状构件已经被模制成预定长度并且在其宽度方向上延展的表面上具有成型标记。在该装置中，检测单元检测通过图像捕获单元从上方捕获重叠附加的整个区域的图像，来检测后端侧的片状构件的表面上所形成的第一成型标记，以及在前端侧的片状构件的表面上所形成的第二成型标记。而计算单元通过从捕获图像的各个帧，通过测量片状构件上第一成型标记与第二成型标记之间的距离来计算重叠量。

根据该设置，在包括重叠的预定区域的图像中，检测片状构件的前端侧的第一成型标记和后端侧的第二成型标记。然后，根据第一成型标记与第二成型标记之间的距离来计算重叠量。这允许准确测量重叠量。在各个图像中所将要寻找的第一成型标记和第二成型标记来源于片状构件的成型。因此，它们之间的距离必须正常是恒定的。此外，先前片状构件是通过在绕成型滚筒进行卷绕时产生最佳重叠量的方式进行成型的。因此，当片状构件在卷绕过程之前的传送期间发生变形时，或者当片状构件未绕成型滚筒进行正确地卷绕时，存在着第一成型标记与第二成型标记之间关系的变化。为了解决该技术问题，当将片状构件绕成型滚筒进行卷绕时，针对第一成型标记与第二成型标记之间的距离预先设置一个值。并且当将片状构件绕成型滚筒进行卷绕时，测量第一成型标记与第二成型标记之间的距离。接着，通过将测量值与已知的第一成型标记与第二成型标记之间的距离进行比较来检查重叠量的增加或减少。通过这种方式，能够高准确度地测量重叠量。

而且，从上面的2D或平面的图像来捕获重叠，并且从该图像计算第一成型标记与第二成型标记之间的距离。因此，能够在不受表面凹凸、卷曲或者重叠翘起或者片状构厚度的三维变化的影响的情况下，准确地测量重叠量。

此外，本发明的另一个实施例涉及用于当将片状构件从前端绕成型滚筒进行卷绕时，对于片状构件的前端和后端的重叠进行测量的方法，其中的片状构件已经被模制成预定长度，并且具有在片状构件的宽度方向上延展的表面上的成型标记。该方法包括：检测步骤，通过图像捕获单元从上方捕获重叠周围的整个区域的图像，检测后端侧的片状构件的表面上所形成的第一成型标记，以及前端侧的片状构件的表面上形成的第二成型标记；以及计算步骤，通过从捕获图像的各个帧，通过测量第一成型模块与第二成型模块之间的距离来计算重叠。因此，从捕获包括重叠的预定区域的图像内，检测片状构件的前端侧的第一成型标记和后端侧的第二成型标记，并且从第一成型标记与第二成型标记之间的距离来计算重叠量。这能够完成重叠量的准确测量。

此外，在重叠量测量方法的另一个实施例中，检测步骤如下进行：将图像划分为其宽度比帧的宽度较窄的多个块，将每个块的图像划分为位于片状构件的第一成型标记侧的第一区，以及位于片状构件的第二成型标记侧的第二区，并且对于第一成型标记和第二成型标记进行彼此独立地检测，其中每个块中进行每个检测。这能够更高准确度地完成重叠量的测量。也就是说，将图像帧划分为其宽度窄于帧的宽度的多个块，并且从各个块的图像来计算片状构件的重叠量。因此，可以在帧内检测重叠量的变化。此外，将每个块的图像划分为包括第一成型标记的第一区域和包括第二成型标记的第二区域，并且对于第一成型标记和第二成型标记进行检测，这使得能够检测重叠的状态。例如，当从第一区域未检测到位于后端侧的第一成型标记时，能够确定在重叠处存在翘起、卷曲等。

此外，在重叠量测量方法另一个实施例中，检测步骤还包括：从第一区域的灰度值中检测亮度值处于阈值或者高于阈值的像素，并且将线性范围的检测出的像素的直线确定为第一成型标记，并且从第二区域的灰度值中检测亮度值处于阈值或者高于阈值的像素，并且将线性范围内的检测出的像素的直线确定为第二成型标记。因此，不仅可以测量重叠值，而且可以检测重叠状态。也就是说，在所捕获图像中引起阴影等的第一成型标记和第二成型标记片形构件上具有3D变化。这将导致图像中重叠部分与其他部分之间的灰度值的差异。因此，能够通过将图像中的灰度值与阈值进行比较，将第一成型标记和第二成型标记与其他部分分开，通过这种方式能够确定地检测图像中的第一成型标记和第二成型标记。

此外，在重叠量测量方法的另一实施例中，计算步骤包括基于如下多个距离之间的关系来计算重叠量：在重叠中，片状构件的第一成型标记与第二成型标记之间的距离、片状构件的前端到第一成型标记的距离、以及片状构件的后端到第二成型标记的距离。这将保证重叠量的准确测量。

此外，在重叠量测量方法的另一实施例中，通过图像捕获单元所捕获的片状构件上的第一成型标记是L型梯状部分的表面上的拐角部分，而第二成型标记是片状构件的表面上所形成的矩形突起的拐角中的一个拐角。因此，能够高准确度地测量重叠量。

在前述说明中，已经参考本发明的具体实施例对于本发明进行描述。但是，并不认为本发明的技术范围限于这些实施例。对于本领域技术人员清楚的是，在不背离本发明的更宽广的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。

例如，在上述实施例中，已经假设将通过相机所捕获的图像帧分别划分为三块来给出描述。但是，可以进行这样的设置：将各个帧分别划分为左右两块，并且利用不同的阈值来检测构成直线的像素。而且，各个帧可以分别被划分为四块或者更多块，并且可以通过针对各个块设置不同的阈值来检测像素的与直线对应的边缘和脊。

在上述实施例中，假设将长度与成型滚筒23的正圆相等的胎面帘线层10绕成型滚筒23进行卷绕来给出描述，并且测量胎面帘线层10的卷绕起始端和卷绕完成端的重叠量L。但是，根据本发明的重叠测量装置即使当各自短于成型滚筒23的整圆的多个胎体帘线层在顶部相互重叠并且绕成型滚筒23的外围进行卷绕时，也能够测量胎体帘线层的重叠量。

此外，至此已经给出的描述基于片状构件是胎体帘线层的假设。但是，作为待测量对象的片状构件不限于胎体帘线层。可以是诸如带、线强化的任何片状构件，或者诸如未硫化的橡胶片的片状构件。这些片状构件是通过成型磨具，以将成型标记(诸如上述实施例中所述的线性脊)保留在片状构件表面的方式来进行模制的。因此，这些成型标记可以用作测量片状构件本身之间的距离的特征点。

此外，在假设检测脊12的脊拐角12A的情况下，已经给出至此的描述。但是，即使在检测如图2所示的脊12的后部拐角12Q时，也能够通过考虑脊的已知宽度尺寸来计算重叠量。此外，通过相同的方式，即使当检测边缘10Q而不是边缘10A时，也可以计算重叠量L。或者，可以检测边缘10A与边缘10Q中的任一个与脊拐角12A和脊拐角12Q中的任一个之间的间距尺寸。

此外，当胎体帘线层10是在宽度方向将后端Y进行简单地切断并且因此不存在梯状部分S的类型时，能够通过检测胎体帘线层10的表面上的卷绕完成端的边缘来检测重叠量L。

此外，对于后端Y而言，可以不检测边缘10A或边缘10Q，而是检测如图3所示的后侧表面上形成的脊12m，并且可以计算到位于卷绕起始端的完成端一侧的表面上形成的脊12m的间隔。这将允许即使在后端Y一侧存在一些翘起时也能够检测重叠量L。

此外，相机31的数量不限于三个，而可以是任何实际的数量。例如，相机可以移动到左边和右边，并且可以停在用于图像捕获的预定位置(例如，左端、中心、右端)。或者当边缘10的宽度窄的情况下可以使用两个相机。此外，已经将图像捕获帧P1到P3描述为用于捕获包括边缘10A和脊拐角12A的整体的范围。但是，它们可以是单独用于捕获边缘10A和脊拐角12A的区域。

附图标记说明

10 胎体帘布层

10A 边缘

12 脊

12A 脊拐角

23 成型滚筒

31 图像捕获单元

32 处理装置

33 帧划分单元

34 区域划分单元

35 边缘检测单元

36 脊检测单元

37 重叠计算单元

H 前端

P：P1到P3 帧

Q：Q1到Q3 块

R1、R2 区域

Y 后端

α、β、γ 阈值。

Claims (6)

1.一种重叠量测量装置，用于当将片状构件从其前端绕成型滚筒的外围进行卷绕时，测量片状构件的前端与后端的重叠量，其中的片状构件已经被模制成预定长度并且具有沿片状构件的宽度方向在表面上延展的成型标记，所述装置包括：

检测单元，用于通过图像捕获单元从上面捕获包括重叠的整个区域的图像，检测在所述片状构件的后端侧上形成的第一成型标记，以及在所述片状构件的前端侧上形成的第二成型标记；以及

计算单元，用于通过从所捕获的图像帧，测量所述片状构件上的所述第一成型标记与所述第二成型标记之间的距离来计算重叠量。

2.一种重叠量测量方法，用于当将片状构件从所述片状构件的前端绕成型滚筒的外围进行卷绕时，测量所述片状构件的前端与后端的重叠量，其中的片状构件已经被模制成预定长度并且具有在沿所述片状构件的宽度方向在表面上延展的成型标记，所述方法包括：

通过图像捕获单元从上面捕获包括重叠的整个区域的图像，检测在所述片状构件的后端侧上形成的第一成型标记，以及在所述片状构件的前端侧上形成的第二成型标记；以及

通过从所捕获的图像帧，测量所述片状构件上的所述第一成型标记与所述第二成型标记之间的距离来计算重叠量。

3.根据权利要求2所述的重叠量测量方法，其中在检测步骤中，将所述图像划分为其宽度窄于帧的宽度的块，将每个块的所述图像划分为位于所述片状构件的所述第一成型标记侧的第一区域，以及位于所述第二成型标记侧的第二区域，并且对于每个块彼此独立地检测所述第一成型标记和所述第二成型标记。

4.根据权利要求3所述的重叠量测量方法，其中检测步骤还包括：从第一区域的灰度值检测亮度值处于阈值或高于阈值的像素，将检测出的像素的直线确定为第一成型标记，并且从第二区域的灰度值检测亮度值处于阈值或高于阈值的像素，将检测出的像素的直线确定为第二成型标记。

5.根据权利要求2到4中的任一项所述的重叠量测量方法，其中计算步骤包括基于所述片状构件的所述第一成型标记与所述第二成型标记之间的距离、在重叠处所述片状构件的前端到所述第一成型标记的距离以及所述片状构件的后端到第二成型标记的距离之间的关系，来计算重叠量。

6.根据权利要求2到5中的任一项所述的重叠量测量方法，其中通过图像捕获单元所捕获的片状构件上的所述第一成型标记是L型梯状部分的表面上的拐角部分，而所述第二成型标记是所述片状构件的表面上所形成的矩形突起的其他拐角中的一个拐角。