CN109709107A - 一种乘用车轮胎平衡点识别系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种乘用车轮胎平衡点识别系统，用于解决现有技术中点标检测方案无法对现有设备升级改造的技术问题，包括：传送带、光电开关、照明光源、相机、图像分析模块和比对分析模块；光电开关包括发光组件和接收组件，发光组件和接收组件设置于传送带两侧，光电开关连接至相机并触发相机工作；照明光源与相机设置于传送带上方，照明光源与相机配合工作；实施本发明的技术方案，使用光电门控制相机工作，结构简单，成本低廉；传送带安装的设备少，可用于大部分现有点标设备的改造；相机曝光时间短，提高图片清晰度；使用HSV色彩模型，降低图像分析模块工作难度，提高图像分析模块的工作效率；处理模块外置，可实现对识别系统的远程控制。

Description

一种乘用车轮胎平衡点识别系统

技术领域

本发明涉及图像识别领域，特别涉及一种乘用车轮胎平衡点识别系统。

背景技术

乘用车整车生产企业在采购轮胎过程中通常会要求轮胎生产企业对轮胎做动平衡实验并在轮胎侧面点上平衡点的标志，该标志通常为红色、白色或黄色的圆形或环形图案。然而由于生产过程中的一些不可控因素影响，这些点标有各种异常，如卷曲、侧翻、破损等，从外观上看，即这些圆存在变形或者缺失。

现有的设备仅具有点标的能力，并不能检测该点标是否完好，现有技术中，由于现有设备的可安装空间狭小，改造困难，点标的检测方案只适用于在点标设备的生产制造过程中同步安装，无法对现有的设备进行升级改造。

因而需要一种精测结果准确、可弹性安装的在线点标检测方案。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种乘用车轮胎平衡点识别系统，本发明的技术方案是这样实施的：

一种乘用车轮胎平衡点识别系统，包括：传送带、光电开关、照明光源、相机、图像分析模块和比对分析模块；所述光电开关包括发光组件和接收组件，所述发光组件和所述接收组件设置于所述传送带两侧，所述光电开关连接至所述相机并触发所述相机工作；所述照明光源与所述相机设置于所述传送带上方，所述照明光源与所述相机配合工作；所述图像分析模块连接至所述相机，对所述相机获得的轮胎图片进行分析，获得点标图案面积、形状和色彩的数据；所述比对分析模块包括标准点标数据库，所述比对分析模块连接至所述图像分析模块，将所述图像分析模块获得的点标图案数据与标准点标数据库进行比对，输出是/否合格的信号。

优选地，所述乘用车轮胎平衡点识别系统，还包括封装壳体，所述照明光源与所述相机设置于所述封装壳体内。

优选地，所述照明光源包括从不同角度照亮待检测轮胎的多个发光点。

优选地，所述乘用车轮胎平衡点识别系统，还包括报警器，所述报警器连接至所述比对分析模块，当所述比对分析模块输出不合格信号时，所述报警器被触发。

优选地，所述乘用车轮胎平衡点识别系统，还包括复检旁路，所述复检旁路与所述传送带接通，当所述比对分析模块输出不合格信号时，所述复检旁路被触发，将检测为不合格的所述待检测轮胎移动至所述复检旁路。

一种乘用车轮胎平衡点识别方法，使用具有上述特点的乘用车轮胎平衡点识别系统，包括：步骤一：将待检测轮胎平衡点标志向上置于所述传送带上；步骤二：所述传送带携带所述待检测轮胎通过所述光电开关，触发所述光电开关的信号；步骤三：在延时T1后，启动所述照明光源，照亮所述待检测轮胎，触发所述相机，拍摄所述待检测轮胎的图片；步骤四：所述相机发送所拍摄的图片至所述图像分析模块，所述图像分析模块经图片识别，获得平衡点标志的面积、形状和色彩的数据；步骤五：所述图像分析模块发送平衡点标志的面积、形状和色彩的数据至所述比对分析模块，所述比对分析模块判断该平衡点标志是否合格。

优选地，步骤四包括：4.1切割轮胎区域；4.2HSV色彩空间转换；4.3平衡点标志区域检测；4.4平衡点标志色彩识别；4.5平衡点标志区域二值化；4.6平衡点标志面积计算。

优选地，步骤三包括在所述待检测轮胎经过所述相机拍摄范围的时间内，拍摄多张图片。

优选地，步骤三包括设置所述相机拍摄图片的曝光时间为不超过1/280s。

实施本发明的技术方案可解决现有技术中点标检测方案无法对现有设备升级改造的技术问题；实施本发明的技术方案，使用光电门控制相机工作，结构简单，成本低廉；传送带安装的设备少，可用于大部分现有点标设备的改造；相机曝光时间短，提高图片清晰度；使用HSV色彩模型，降低图像分析模块工作难度，提高图像分析模块的工作效率；处理模块外置，可实现对识别系统的远程控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种具体实施方式的乘用车轮胎平衡点识别系统结构示意图；

图2为本发明的一种具体实施方式的乘用车轮胎平衡点识别方法示意图；

图3为本发明的一种具体实施方式的图像分析模块工作流程示意图。

在上述附图中，各图号标记分别表示：

1-光电开关；101-发光组件；102-接收组件；2-照明光源；3-相机；4-图像分析模块；5-比对分析模块；6-封装壳体；7-报警器；8-复检旁路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的一种具体实施方式中，一种乘用车轮胎平衡点识别系统，如图1所示，包括：传送带、光电开关1、照明光源2、相机3、图像分析模块4和比对分析模块5；光电开关1包括发光组件101和接收组件102，发光组件101和接收组件102设置于传送带两侧，光电开关1连接至相机3并触发相机3工作；照明光源2与相机3设置于传送带上方，照明光源2与相机3配合工作；图像分析模块4连接至相机3，对相机3获得的轮胎图片进行分析，获得点标图案面积、形状和色彩的数据；比对分析模块5包括标准点标数据库，比对分析模块5连接至图像分析模块4，将图像分析模块4获得的点标图案数据与标准点标数据库进行比对，输出是/否合格的信号。

在该具体实施方式中，光电开关1的发光组件101和接收组件102安装在传送带两侧，安装方式简单。照明光源2与相机3可以设置于传送带上方，扩大相机3拍摄范围，照明光源2可以形成均匀高亮的区域，利于相机3拍摄时轮胎位于相机3视野中心，相机3正对点标，可以减少点标在图片中的变形，提高系统识别准确性。装置结构简单，系统其他组件可以设置于远离生产线的区域，对传送带工作的影响小，适用设备广泛。光电开关1的发光组件101可以使用激光发射器，减少外界环境光线对光电开关1的影响，避免环境亮度变化引起光电开关1的错误识别。照明光源2用于照亮轮胎表面各区域，减少图片中轮胎表面的阴影对图片识别的影响，提高系统判断准确性。照明光源2可以使用白炽灯等点光源，也可以使用LED模组、环形光源和灯箱等类型，用户可以根据平衡点标志设备的类型、轮胎尺寸等参数选择，提高系统兼容性。照明光源2可以设置于相机3下方，有助于缩短光程，减少光线在传播途中的损失，提高照明效果的同时节约能源，降低成本。图像分析模块4和比对分析模块5可以整合在计算设备中，计算设备包括但不限于PC、工作站、嵌入式计算设备。图像分析模块4与相机3可以通过线缆连接，也可以通过无线技术连接，便于同一个图像分析模块4同时支持多个平衡点识别系统，降低系统成本并且便于用户查看和设置图像分析模块4。

在一种优选的实施方式中，一种乘用车轮胎平衡点识别系统，如图1所示，还包括封装壳体6，照明光源2与相机3设置于封装壳体6内。封装壳体6可以使用不锈钢等材料作为主体结构，为照明光源2和相机3提供足够支撑力，配备透光面，透光面可以使用透光率可以设置在80％以上的玻璃、石英或PP、PVC等材质的透明塑料板等材料，以提供较好的轮胎照明效果，并且减少图片色差。封装壳体6上可以设置螺纹孔、卡接件、凹槽等连接结构，用于将封装课题6可拆卸式连接平衡点标志设备，连接结构可以根据平衡点标志设备选择，用以提高装置整体的兼容性，并且降低安装难度，并且给照明光源2和相机3提供保护，降低照明光源2和相机3因水蒸气或生产环境中可能存在的腐蚀性气体而损坏的可能性，延长系统寿命，降低用户维护成本。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，照明光源2包括从不同角度照亮待检测轮胎的多个发光点，可以减少轮胎表面阴影，提高相机3拍摄的轮胎图片质量，以此提高系统判断准确性。用户可以根据轮胎的形状、尺寸、照明光源2的高度、照明光源2的安装环境等参数灵活选择合适的照明方式，提高系统的兼容性。

在一种优选的实施方式中，一种乘用车轮胎平衡点识别系统，如图1所示，还包括报警器7，报警器7连接至比对分析模块5，当比对分析模块5输出不合格信号时，报警器7被触发。报警器7可以选用蜂鸣器、提示灯、震动设备等多种类型，可以设置在传送带、计算中心或远程控制设备上，及时将不合格信号反馈至用户。用户无需查看每一个轮胎的平衡点检测结果，降低用户工作强度，便于一位操作人员同时监控多个平衡点识别系统工作，降低系统管理的人力成本，提高生产效率。

在一种优选的实施方式中，乘用车轮胎平衡点识别系统，还包括复检旁路9，复检旁路9与传送带接通，当比对分析模块5输出不合格信号时，复检旁路9被触发，将检测为不合格的待检测轮胎移动至复检旁路9。复检旁路9可以设置在传送带末端，复检旁路9停机时，轮胎被传送带运输至后续设备，复检旁路9接收到比对分析模块5输出的不合格信号后启动，用户可以根据比对分析模块5的分析时长、传送带长度、传送带运行速度设置复检旁路9延时启动的延时时间。复检旁路9将轮胎运送至复检区，用户可以在待复检轮胎达到一定数量时再进行复检，降低复检的时间和人力成本。

一种乘用车轮胎平衡点识别方法，如图1和图2所示，使用具有上述特点的乘用车轮胎平衡点识别系统，包括：步骤一：将待检测轮胎平衡点标志向上置于传送带上；步骤二：传送带携带待检测轮胎通过光电开关1，触发光电开关1的信号；步骤三：在延时T1后，启动照明光源2，照亮待检测轮胎，触发相机3，拍摄待检测轮胎的图片；步骤四：相机3发送所拍摄的图片至图像分析模块4，图像分析模块4经图片识别，获得平衡点标志的面积、形状和色彩的数据；步骤五：图像分析模块4发送平衡点标志的面积、形状和色彩的数据至比对分析模块5，比对分析模块5判断该平衡点标志是否合格。

轮胎从传送带上经过光电开关1时，阻挡发光组件101发出的识别光，轮胎离开光电开关1，接收组件102重新接收识别光。接收组件102重新接收识别光时，提示相机拍照。用户也可以根据轮胎的大小、传送带运行速度和发光组件101与相机3的距离设置延时时间T1，便于相机3拍摄到完整的轮胎图像。相机3拍摄完成后，将轮胎图片传输至图像分析模块4，可以使用无线技术或线缆进行传输。图像分析模块4寻找轮胎图像上的点标位置，并获取点标相关参数，并传输至比对分析模块5，由比对分析模块5进行比对。比对分析模块5比对数据库中点标参数后，若点标各项参数符合要求，则输出合格信号，若点标参数有错误，则输出轮胎标记不合格的信号，提示重新标记轮胎。输出不合格信号时，报警器7开始工作，及时提醒用户。

在一种优选的实施方式中，如图1、图2和图3所示，步骤四包括：4.1切割轮胎区域；4.2HSV色彩空间转换；4.3平衡点标志区域检测；4.4平衡点标志色彩识别；4.5平衡点标志区域二值化；4.6平衡点标志面积计算。

相机3拍摄的图片为轮胎置于传送带上的图片，会包含传送带、周围环境等图像，图像分析模块4可以根据传送带的颜色、轮胎形状等参数识别轮胎，从图片中截取出轮胎图像。HSV模型涉及色调、饱和度、明度三个参数，轮胎本身颜色一致，各区域色调、饱和度参数较为接近，只有明度有较大区别，平衡点标志颜色与轮胎颜色往往区别较大，色调、饱和度与轮胎差别较大，便于图像分析模块4识别平衡点区域，提高图像分析模块4工作效率，降低图像分析模块4对设备性能的要求，降低系统成本。图像分析模块4提取平衡点的形状、色彩和大小，由比对分析模块5进行比对，从多个方面判断点标是否合格，提高系统判断的准确性。

在一种优选的实施方式中，如图1和图2所示，步骤三包括在待检测轮胎经过相机3拍摄范围的时间内，拍摄多张图片。用户根据轮胎遮挡发光组件101发出的识别光的时长，结合传送带运行速度、光电开关1和相机3位置等参数，判断轮胎经过拍摄范围的时间，设置相机3拍摄多张图片的时间点。系统先后分析多张图片，若发现一张图片中的点标图像不合格，系统即判断轮胎标记不合格，减少拍摄角度对系统识别结果的影响，提高系统判断准确性，同时系统中止对该轮胎其他图片的分析，节约系统资源，提高系统工作效率。

在一种优选的实施方式中，如图1和图2所示，步骤三包括设置相机3拍摄图片的曝光时间为不超过1/280s。相机3拍摄过程中，轮胎随着传送带移动，曝光时间过长会导致图片上出现拖影，图像分析模块4处理图片后，提取的点标面积可能过大，导致系统识别错误。同时，相机3曝光时间过短，图像亮度过低，若点标颜色较深，图像分析模块4可能将点标判断为轮胎，从而影响系统识别结果。相机3曝光时间过长，图像亮度过高，当点标使用白色图案时，图像分析模块4可能难以判断点标位置。曝光时间设置为不超过1/280s，图像亮度较为合适，用户可以根据图片亮度、照明光源2功率、传送带运行速度等参数选择曝光时间，以提高系统识别点标的准确性。

需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种乘用车轮胎平衡点识别系统，其特征在于，包括：

传送带、光电开关、照明光源、相机、图像分析模块和比对分析模块；

所述光电开关包括发光组件和接收组件，所述发光组件和所述接收组件设置于所述传送带两侧，所述光电开关连接至所述相机并触发所述相机工作；

所述照明光源与所述相机设置于所述传送带上方，所述照明光源与所述相机配合工作；

所述图像分析模块连接至所述相机，对所述相机获得的轮胎图片进行分析，获得点标图案面积、形状和色彩的数据；

所述比对分析模块包括标准点标数据库，所述比对分析模块连接至所述图像分析模块，将所述图像分析模块获得的点标图案数据与标准点标数据库进行比对，输出是/否合格的信号。

2.根据权利要求1所述的一种乘用车轮胎平衡点识别系统，其特征在于，还包括封装壳体，所述照明光源与所述相机设置于所述封装壳体内。

3.根据权利要求2所述的一种乘用车轮胎平衡点识别系统，其特征在于，所述照明光源包括从不同角度照亮待检测轮胎的多个发光源。

4.根据权利要求3所述的一种乘用车轮胎平衡点识别系统，其特征在于，还包括报警器，所述报警器连接至所述比对分析模块，当所述比对分析模块输出不合格信号时，所述报警器被触发。

5.根据权利要求4所述的一种乘用车轮胎平衡点识别系统，其特征在于，还包括复检旁路，所述复检旁路与所述传送带接通，当所述比对分析模块输出不合格信号时，所述复检旁路被触发，将检测为不合格的所述待检测轮胎移动至所述复检旁路。

6.一种乘用车轮胎平衡点识别方法，使用根据权利要求1-5中任一所述的一种乘用车轮胎平衡点识别系统，其特征在于，包括：

步骤一：将待检测轮胎平衡点标志向上置于所述传送带上；

步骤二：所述传送带携带所述待检测轮胎通过所述光电开关，触发所述光电开关的信号；

步骤三：在延时T1后，启动所述照明光源，照亮所述待检测轮胎，触发所述相机，拍摄所述待检测轮胎的图片；

步骤四：所述相机发送所拍摄的图片至所述图像分析模块，所述图像分析模块经图片识别，获得平衡点标志的面积、形状和色彩的数据；

步骤五：所述图像分析模块发送平衡点标志的面积、形状和色彩的数据至所述比对分析模块，所述比对分析模块判断该平衡点标志是否合格。

7.根据权利要求6所述的一种乘用车轮胎平衡点识别方法，其特征在于：步骤四包括：

4.1分割轮胎区域；

4.2HSV色彩空间转换；

4.3平衡点标志区域检测；

4.4平衡点标志色彩识别；

4.5平衡点标志区域二值化；

4.6平衡点标志面积计算。

8.根据权利要求7所述的一种乘用车轮胎平衡点识别方法，其特征在于：步骤三包括在所述待检测轮胎经过所述相机拍摄范围的时间内，拍摄多张图片。