CN109141937A - 一种智能化轮胎评估系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能化轮胎评估系统，所述评估系统包括：信息采集子系统，所述信息采集子系统包括协同工作的底面检测装置和侧面检测装置；本地信息处理子系统，所述本地信息处理装置包括轮胎信息数据库、信息接收和比对单元；以及用于检测结果的输出子系统；其中所述底面检测装置和所述侧面检测装置中的至少一个包括非接触式传感器。本发明还公开了一种利用前述轮胎评估系统来对轮胎进行评估的方法。

Description

一种智能化轮胎评估系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及汽车检测技术领域，具体地涉及一种智能化轮胎评估系统及该系统的使用方法。

背景技术

在使用汽车车胎的过程中，如果出现了安全隐患，可能会引起爆胎，而在处理不当的过程中，也会引起其他方面的问题。及时地做好对汽车轮胎的检查，这对使用来说非常的重要。

在汽车4s店的检测方式需要人工测量，轮胎侧面型号也需要人工查看，人工检测的效率低，也会存在漏检误检的可能。

在轮胎厂的检测方式为轮胎固定在室内的测试设备上通过光学或其他方式测量。检测精度较高，但检测时的约束比较大，轮胎必须静止；而且检测场景和目的也不一样，轮胎出厂检测时轮胎处于全新状态，表面干净，标志清晰，主要检测生产缺陷。

此外，现有监测系统中对于轮胎检测的数据均没有进一步的利用和深度分析，很少对轮胎使用者给出更有价值的提示和建议。

发明内容

为解决或缓解上述问题，本发明提供了一种轮胎评估系统。

根据本发明的一个方面，提出了一种智能化轮胎评估系统，所述评估系统包括：用于对轮胎的底面和轮胎侧面同时检测的信息采集子系统，所述信息采集子系统包括协同工作的底面检测装置和侧面检测装置，所底面检测装置布置在供车辆通过的承载面以下，所述侧面检测装置布置在所述底面检测装置的两侧并且高出所述承载面预定距离；本地信息处理子系统，所述本地信息处理子系统包括轮胎信息数据库、信息接收和比对单元；检测结果输出子系统。其中所述底面检测装置和所述侧面检测装置中的至少一个包括非接触式传感器。

在根据本发明的轮胎评估系统中，优选地所述非接触式传感器至少为超声波传感器、可见光摄像机、结构光传感器、线激光传感器、面阵激光传感器、微波雷达中的一种。

优选地，所述底面检测装置还包括至少一个高清摄像机，所述高清摄像机具有红外线发射器、相机镜头和CCD检测器；所述高清摄像机的红外线发射器和CCD检测器构成的基准面与轮胎的待检测点的垂直距离D满足公式：

D＝(X+L)×f/(L+f×tanα)

其中，X为红外线发射器与CCD检测器的距离；L为待检测点在CCD检测器的成像点偏移中心的距离；f是相机镜头的焦距；α为红外线发射器的中心线与待检测点的夹角。

优选地，轮胎评估系统还可以包括用于与后台大数据系统进行通讯的数据传输和接收装置，所述后台大数据系统对来自分布在不同检测厂的轮胎评估系统的轮胎检测数据进行储存、分析和处理。

优选地，后台大数据系统的数据库可以储存在云端服务器，该大数据系统也可以在云端运行。

根据本发明的另一方面，还提出了一种采用前述轮胎评估系统对轮胎进行评估的方法，该方法包括如下步骤：对车辆的轮胎进行初步清洗；将带有轮胎的车辆驶入所述轮胎评估系统的承载面，在车辆行进过程中对轮胎的底面和轮胎侧面同时检测，通过协同工作的底面检测装置和侧面检测装置采集轮胎底面和侧面的数据，利用非接触式传感器采集数据；将采集的数据在本地信息处理子系统中进行处理，包括查询轮胎信息数据库、对数据进行比对；以及根据本地信息处理子系统的处理结果，利用检测结果输出子系统输出结果；将本地的所述轮胎评估系统的检测数据传送至后台大数据系统，所述后台大数据系统对来自分布在不同检测厂的轮胎评估系统的轮胎检测数据进行储存、分析和处理。

根据本发明中的轮胎评估系统，可获得的有益效果至少在于：

能够快速准确地采集轮胎的底面和各侧面的信息数据，然后对轮胎的数据进行处理和分析。这样不仅可以在不同的天气和轮胎干净程度的情况下都给出轮胎状态信息，从而提供预测、预警、维修和更换信息，还可提供大数据预测跟踪和远期维修保养建议。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1为根据本发明的实施例的轮胎评估系统的一个具体实施方式的结构图；

图2为根据图1的具体实施方式中的底面信息采集装置的示意图；

图3为根据本发明的一个实施例的轮胎评估系统的框图；

图4为图3的底面信息采集装置的工作流程的示意性框图；

图5为根据本发明的轮胎评估系统的一个具体实施方式的检测流程图；

图6示出了在根据本发明的轮胎评估系统的不同清洗方式的示意图；

图7示出了根据本发明的轮胎评估系统的一个具体实施方式中的检测原理的示意图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

针对现有技术中的无法检测运动中的车辆轮胎的问题，本发明提出了一种可在车辆运动过程中对车辆轮胎进行检测的。在车辆通过承载面的过程中，根据本发明的检测设备可以快速对轮胎状态进行检测，并且输出检测结果。

根据本发明的一个方面，提出了一种智能化轮胎评估系统，该评估系统包括：用于对轮胎的底面和轮胎侧面同时检测的信息采集子系统、本地信息处理子系统以及检测结果输出子系统。

信息采集子系统包括协同工作的底面检测装置和侧面检测装置，底面检测装置布置在供车辆通过的承载面以下，侧面检测装置布置在底面检测装置的两侧并且高出承载面预定距离。本地信息处理子系统包括轮胎信息数据库、信息接收和比对单元。

底面检测装置和侧面检测装置中的至少一个可以包括非接触式传感器。

在根据本发明的轮胎评估系统中，优选地，非接触式传感器至少为超声波传感器、可见光摄像机、结构光传感器、线激光传感器、面阵激光传感器、微波雷达中的一种。

优选地，底面检测装置还可以包括至少一个高清摄像机，所述高清摄像机具有红外线发射器、相机镜头和CCD检测器；

所述高清摄像机的红外线发射器和CCD检测器构成的基准面与轮胎的待检测点的垂直距离D满足公式：

D＝(X+L)×f/(L+f×tanα)

其中，X为红外线发射器与CCD检测器的距离；L为待检测点在CCD检测器的成像点偏移中心的距离；f是相机镜头的焦距；α为红外线发射器的中心线与待检测点的夹角。

优选地，轮胎评估系统还可以包括用于与后台大数据系统进行通讯的数据传输和接收装置。后台大数据系统对来自分布在不同检测厂的轮胎评估系统的轮胎检测数据进行储存、分析和处理。

优选地，后台大数据系统的数据库可以储存在云端服务器，该大数据系统也可以在云端运行。

在本发明中的轮胎评估系统的一个具体实施方式中，检测结果输出子系统可以输出如下信息中的一种或多种：轮胎原始出厂状态信息、轮胎当前状态信息、预测轮胎磨损程度、轮胎预警信息、轮胎是否需要维修和更换的建议。优选地，所述检测结果输出子系统所输出的信息根据不同的季节、温度和轮胎磨损程度输出信息。

进一步优选地，在根据本发明的轮胎评估系统中，信息采集子系统还可以包括车辆信息识别装置和轮胎清洗装置。

下文中，将参照附图举例说明根据本发明的具体实施方式和实施例。

图1为根据本发明的实施例的轮胎评估系统的一个具体实施方式的结构图。图2为根据该实施方双的底面信息采集装置的示意图。

如图1和图2所示，该装置包括触发开关1、底面摄像头2、激光光源3、清洗器4、荧光清洗机5、侧面摄像头6、车牌获取部7和云端处理器8。

触发开关1置于该评估系统的最前端，用于控制该评估系统的启动和关闭。当车辆轮胎离触发开关的距离小于预定值时，触发开关1启动该评估系统，否则关闭该评估系统。

底面摄像头2设置在车辆行驶时会压过评估系统的地面部分上，能够获取轮胎与地面接触部分的花纹深度、磨损、异物等信息。侧面摄像头6设置在车辆侧面及前面。车辆行驶时靠近评估系统的地上部分时，侧面摄像头6可从车辆侧面获取轮胎侧面的磨损、划痕、鼓包、异物等信息，同时读取轮胎侧面标记的轮胎型号、生产日期等信息，并且可通过图像识别手段读取车型和颜色等信息。

激光光源3设置在地面上，用于提供摄像头拍摄轮胎所需的光量。例如，其可以为高亮度的可定向发光的激光光源。

清洗器3包括水洗和气洗，用于清洗轮胎上的污垢。多重清洗是为了更有效地去除轮胎上的干扰信息。

荧光清洗机5设置在车辆行驶时会压过评估系统的地面部分上，用于向轮胎照射荧光，使得拍摄的轮胎图像更加清晰。

车牌获取部7用于获取车牌信息，也可以采用摄像头的形式。

底面摄像头2、侧面摄像头6和车牌获取部7所采集的信息可以通过以太网上传给云端处理器8。

云端处理器8收集底面摄像头2、侧面摄像头6和车牌获取部7所采集的数据并对该数据进行处理，以分析轮胎特性。云端处理器8分析本车的轮胎磨损情况。给出预测、预警、维修和更换信息；并可提供维修方式推荐，维修方式包含但不限于建议补胎、立刻补胎、建议更换、立刻更换、维修/更换轮胎的数量和位置；并可提供维修/更换的供应商联系方式。还可提供大数据预测跟踪和远期维修保养建议。

图3为根据本发明的一个实施例的轮胎评估系统的框图。图4为图3的底面信息采集装置的工作流程的示意性框图。如图3所示，轮胎评估系统100包括轮胎清洗装置101、信息采集子系统102和本地信息处理子系统103。

轮胎清洗装置101对运动中的车辆的轮胎进行清洗，以去除轮胎上的污垢。例如，轮胎清洗装置101可以采用水洗的方式，也可以采用气洗的方式。也就是说，轮胎清洗装置101可以同时包括水洗器和气洗器。

轮胎被清洗后，信息采集子系统102获取清洗后的轮胎的信息。例如，信息采集子系统102中包含的底面检测装置102A采集轮胎与地面接触的轮胎底面的信息，同时，信息采集子系统102中包含的侧面检测装置102B采集轮胎侧面的信息。而且，信息采集子系统102还可以包含用于采集车辆牌照和车型信息的车辆信息识别装置102C。

这里，检测装置102A至102C均可以为高速(100Hz以上)的高分辨率照相机或其他图像采集装置、结构光扫描装置、线激光扫描装置、面阵激光扫描装置、微波雷达扫描装置等。

底面检测装置102A和侧面检测装置102B扫描轮胎底面和侧面，形成纹理图。底面检测装置102A设置在车辆行驶时会压过评估系统的地面部分上，能够获取轮胎与地面接触部分的花纹深度、磨损、异物等信息。侧面检测装置101B设置在车辆侧面及前面。车辆行驶时靠近评估系统地上部分时，侧面检测装置102B可从车辆侧面获取轮胎侧面的磨损、划痕、鼓包、异物等信息，同时读取轮胎侧面标记的轮胎型号、生产日期等信息，并且可通过图像识别手段读取车型和颜色等信息。

本地信息处理子系统103收集信息采集子系统102所获取到的图像的数据并对该数据进行处理，以分析轮胎特性。例如，本地信息处理子系统103可以为云端处理器。具体地，本地信息处理子系统103收集整理底面检测装置102A和侧面检测装置101B采集的数据，分析本车的轮胎磨损情况。给出预测、预警、维修和更换信息；并可提供维修方式推荐，维修方式包含但不限于建议补胎、立刻补胎、建议更换、立刻更换、维修/更换轮胎的数量和位置；并可提供维修/更换的供应商联系方式。还可提供大数据预测跟踪和远期维修保养建议。另外，本地信息处理子系统3可以集成在工作电压为3.3V的集成芯片上。

此外，轮胎评估系统100还可以包括用于将本地信息处理子系统102输出的结果通过有线或无线方式传输到外部设备的传输部分104。例如，外部设备可以为显示器或计算机，用于显示本地信息处理子系统102的处理结果。而且，轮胎评估系统100还可以包括用于控制该装置的启动和关闭的开关设备，例如，触发开关。

图5为根据本发明的轮胎评估系统的一个具体实施方式的检测流程图。在该实施方式中，首先可轮胎进行清洗，然后喷涂荧光剂，触发检测装置发射激光，激光在轮胎的花纹异物处会反射到传感器，传感器进行采集，然后二值化，利用激光三角法计算轮胎的关状态数值，标定相关状态，然后输出检测结果，最后清洗荧光剂。

图6示出了在根据本发明的轮胎评估系统的不同清洗方式的示意图；

图7示出了根据本发明的轮胎评估系统的一个具体实施方式中的检测原理的示意图。

为了检测轮胎的磨损程度，参照图7所示，底面检测装置还可以包括至少一个高清摄像机，高清摄像机具有红外线发射器、相机镜头和CCD检测器。高清摄像机的红外线发射器和CCD检测器构成的基准面与轮胎的待检测点的垂直距离D满足公式：

D＝(X+L)×f/(L+f×tanα)

其中，X为红外线发射器与CCD检测器的距离；L为待检测点在CCD检测器的成像点偏移中心的距离；f是相机镜头的焦距；α为红外线发射器的中心线与待检测点的夹角。

可以采用上述公式来计算轮胎的磨损程度，该实施方式中，也可采用红外光，减少对人眼的刺激和伤害。此处的光源设置的数量也可不局限于一个，以增加冗余度。

在该实例中，信息采集单元采用了图像采集单元。轮胎评估系统包括：轮胎清洗部分，用于对运动中的车辆的轮胎进行清洗，以去除轮胎上的污垢；信息采集子系统，用于获取清洗后的轮胎的图像，所述信息采集子系统包括用于拍摄轮胎与地面接触的轮胎底面的图像的摄像头和用于拍摄轮胎侧面的图像的摄像头；本地信息处理子系统，用于收集信息采集子系统所获取到的图像的数据并对该数据进行处理，以分析轮胎特性。由此可知，利用轮胎清洗器对轮胎进行清洗后，采集了轮胎的底面和各侧面的图像数据，然后对轮胎的图像数据进行处理和分析。这样不仅可以在不同的天气和轮胎干净程度的情况下都给出轮胎状态信息，从而提供预测、预警、维修和更换信息，还可提供大数据预测跟踪和远期维修保养建议。

本领域技术人员可以理解的是，上述的轮胎清洗装置可以根据需要进行设置，在有些轮胎评估系统的实例中，无需设置轮胎清洗装置。

根据本发明的另一方面，还提出了一种使用前述的轮胎评估系统对轮胎进行评估的方法，该方法包括如下步骤：

对车辆的轮胎进行初步清洗；

将带有轮胎的车辆驶入所述轮胎评估系统的承载面；

在车辆行进过程中对轮胎的底面和轮胎侧面同时检测，通过协同工作的底面检测装置和侧面检测装置采集轮胎底面和侧面的数据，利用非接触式传感器采集数据；

将采集的数据在本地信息处理子系统中进行处理，包括查询轮胎信息数据库、对数据进行比对；以及

根据本地信息处理子系统的处理结果，利用结果输出子系统输出结果；

将本地的所述轮胎评估系统的检测数据传送至后台大数据系统，所述后台大数据系统对来自分布在不同检测厂的轮胎评估系统的轮胎检测数据进行储存、分析和处理。

优选地，在前述方法中，还包括在对轮胎检测的过程中还包括在在检测之前对轮胎喷涂荧光剂和在采集完数据之后清洗荧光剂的步骤。

综上所述，本发明的轮胎评估系统可以在不同的天气和轮胎干净程度的情况下都给出轮胎状态信息，从而提供预测、预警、维修和更换信息，还可提供大数据预测跟踪和远期维修保养建议。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种智能化轮胎评估系统，其特征在于，所述评估系统包括：

用于对轮胎的底面和轮胎侧面同时检测的信息采集子系统，所述信息采集子系统包括协同工作的底面检测装置和侧面检测装置，所底面检测装置布置在供车辆通过的承载面以下，所述侧面检测装置布置在所述底面检测装置的两侧并且高出所述承载面预定距离；

本地信息处理子系统，所述本地信息处理子系统包括轮胎信息数据库、信息接收和比对单元；以及

检测结果输出子系统；

其中所述底面检测装置和所述侧面检测装置中的至少一个包括非接触式传感器。

2.根据权利要求1所述的轮胎评估系统，其特征在于，所述非接触式传感器至少为超声波传感器、可见光摄像机、结构光传感器、线激光传感器、面阵激光传感器、微波雷达中的一种。

3.根据权利要求1所述的轮胎评估系统，其特征在于，所述底面检测装置还包括至少一个高清摄像机，所述高清摄像机具有红外线发射器、相机镜头和CCD检测器；

所述高清摄像机的红外线发射器和CCD检测器构成的基准面与轮胎的待检测点的垂直距离D满足公式：

D＝(X+L)×f/(L+f×tanα)

其中，X为红外线发射器与CCD检测器的距离；

L为待检测点在CCD检测器的成像点偏移中心的距离；

f是相机镜头的焦距；

α为红外线发射器的中心线与待检测点的夹角。

4.根据权利要求1至3之一所述的轮胎评估系统，其特征在于，所述轮胎评估系统还包括用于与后台大数据系统进行通讯的数据传输和接收装置，所述后台大数据系统对来自分布在不同检测厂的轮胎评估系统的轮胎检测数据进行储存、分析和处理。

5.根据权利要求4所述的轮胎评估系统，其特征在于，所述后台大数据系统的数据库储存在云端服务器。

6.根据权利要求4所述的轮胎评估系统，其特征在于，所述检测结果输出子系统输出如下信息中的一种或多种：

轮胎原始出厂状态信息、轮胎当前状态信息、预测轮胎磨损程度、轮胎预警信息、轮胎是否需要维修和更换的建议。

7.根据权利要求4所述的轮胎评估系统，其特征在于，所述检测结果输出子系统所输出的信息根据不同的季节、温度和轮胎磨损程度输出信息。

8.根据权利要求4所述的轮胎评估系统，其特征在于，所述信息采集子系统还包括车辆信息识别装置和轮胎清洗装置。

9.一种采用前述权利要求中任一项所述的轮胎评估系统对轮胎进行评估的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

对车辆的轮胎进行初步清洗；

将带有轮胎的车辆驶入所述轮胎评估系统的承载面，

在车辆行进过程中对轮胎的底面和轮胎侧面同时检测，通过协同工作的底面检测装置和侧面检测装置采集轮胎底面和侧面的数据，利用非接触式传感器采集数据；

将采集的数据在本地信息处理子系统中进行处理，包括查询轮胎信息数据库、对数据进行比对；以及

根据本地信息处理子系统的处理结果，利用检测结果输出子系统输出结果；

将本地信息处理子系统的检测数据传送至后台大数据系统，所述后台大数据系统对来自分布在不同检测厂的轮胎评估系统的轮胎检测数据进行储存、分析和处理。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征还在于，在对轮胎检测的过程中还包括在检测之前对轮胎喷涂荧光剂和在采集完数据之后清洗荧光剂的步骤。