CN110678726B - 用于检查轮胎的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于检查轮胎的方法，该方法提供了：预先布置具有旋转轴线和表面的待检查轮胎；确定在表面上位于第一径向平面上的获取点与在轮胎绕旋转轴线旋转之后由该获取点占据的位置(42)之间沿获取方向的偏移(S)，该位置(42)位于平行于第一径向平面的第二平面上；将线性激光束投射在轮胎的线性表面部分上，其中线性激光束在第二平面上以与获取方向平行的传播方向(14)传播；获取包含所述线性表面部分的轮胎的矩阵表面部分的矩阵图像，其中矩阵图像包含被线性表面部分反射的激光线；根据所确定的偏移(S)确定矩阵图像的子部分，其中矩阵图像的该子部分包含所反射的激光线；处理矩阵图像的子部分，以便确定线性表面部分的高度轮廓。

Description

用于检查轮胎的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在轮胎生产线中检查轮胎的方法，特别是通过获取轮胎的表面的图像以及对其进行后续处理，例如用于检查轮胎的表面上可检测的缺陷的可能存在。

背景技术

“轮胎”通常是指成品轮胎，即，在构建、模制和硫化步骤之后的轮胎，但也可以是在构建步骤之后且在模制和/或硫化步骤之前的生轮胎。

通常，轮胎在操作期间具有围绕其旋转轴线的基本上环面结构，并且其具有垂直于该旋转轴线的轴向中间平面，所述平面通常是(基本上)几何对称平面(例如，忽略任何微小不对称性，例如胎面花纹和/或内部结构)。

轮胎的“径向平面”是指旋转轴线所在的任何平面。

轮胎的“平面上的轮廓”是指轮胎与所述平面相交的结果(截面)的轮廓(或周界)。

轮胎的外表面或内表面分别是指在轮胎与其自身的安装轮辋联接之后仍然可见的表面以及在所述联接之后不再可见的表面。

术语“低”、“高”、“在......之下”和“在......之上”表示元件(例如，轮胎部件、轮胎、设备、装置等等)在使用期间相对于地面的位置或者所述元件中的一个相对于另一个元件的相对位置。

相对于几何元件(例如，直线、平面、表面等等)“基本上垂直”是指这些元件形成90°+/–15°的角度，优选形成90°+/–10°的角度。

相对于上述几何元件“基本上平行”是指这些元件形成0°+/–15°的角度，优选形成0°+/–10°的角度。

术语“光学”、“光”和类似术语指的是所使用的电磁辐射，所述电磁辐射的光谱的至少一部分落在光学波段的扩大邻域内，但不必严格落在光学波段(即400nm至700nm)内，例如，光学波段的该扩大邻域的范围可以是从紫外至红外(例如，波长介于约100nm到约1μm之间)。

“数字图像”或等同的“图像”通常是指典型地包含在计算机文档中的数据集，其中，空间坐标的元组(每个元组对应于一像素)的有限集(典型地，二维和矩阵，即，N行×M列)中的每个坐标元组(典型地，每对坐标)与对应的数值集(其可以代表不同的幅值)相关联。例如，在单色图像(诸如，灰度水平或“灰度级”图像)中，这种数值集由有限尺度(通常为256水平或色调)中的单个值构成，该值例如代表在显示时相应空间坐标的元组的亮度(或强度)水平。彩色图像代表另一示例，其中，数值集代表多个颜色或通道的亮度水平，典型地为原色(例如，RGB编码中的红色、绿色和蓝色，CMYK编码中的青色、品红色、黄色和黑色)。术语“图像”不必意味着图像的真实显示。

对特定“数字图像”(例如，在轮胎上初始获取的数字图像)的任何引述更一般地包括能够通过对所述特定数字图像的一种或多种数字处理(例如，滤波、均衡、平滑、二值化、阈值化、形态转换(开孔等等)、导数或积分计算等等)获得的任何数字图像。

术语“二维图像”或“2D”是指这样的数字图像，所述数字图像的每个像素与代表表面的反射率/漫射率和/或颜色的信息相关联，例如由普通相机或数字相机(例如，CCD)检测到的图像。

术语“三维图像”或“3D”表示这样的数字图像，所述数字图像的每个像素与表面高度信息相关联，例如，通过对由线性激光束照射的表面的二维矩阵图像进行三角测量处理由表面的高度轮廓重建技术获得的图像。

“数字相机”或简称“相机”表示适于获取二维数字图像的光电装置，其包括：数字图像传感器(或简称“传感器”)，所述数字图像传感器限定图像平面；和物镜(为简化起见，所述物镜被假设具有圆柱对称性，尽管本发明不局限于仅这些物镜)。

“传感器”是指一组光敏元件(称为“像素”)，所述一组光敏元件能够例如通过CCD或CMOS技术将入射光转换为电信号。术语像素用于表示传感器的单个光敏元件和形成如上定义的数字图像的单个元件，该传感器的每个像素通常对应于该图像的像素。

“矩阵相机”是指这样的相机，其传感器具有按照具有可比长度的两个尺寸(例如，两个尺寸相差小于一个数量级，如4×3或3×2格式)的矩形矩阵排列的像素。典型地，传感器矩阵的对角线长达几十毫米。“矩阵表面部分”同样是指具有可比长度的两个尺寸的表面部分。

“线性相机”是指这样的相机，其传感器(称为“线性传感器”)具有以矩形矩阵排列的像素，所述矩形矩阵的一个尺寸比另一个尺寸大得多，通常大至少两个数量级。典型地，传感器的像素的行数介于1到4之间，列数大于1000。术语“行”和“列”按常规使用并且二者可互换。线性相机的特征在于物镜线，其位于相机的焦平面和与其正交且经过线性传感器的平面(称为“光学平面”)之间的相交部上，并且线性相机适于获取布置在物镜线处的线性表面部分的图像(称为“线性图像”并且在像素上具有与线性传感器的尺寸相等的尺寸)。“线性表面部分”同样是指这样的表面部分，其一个尺寸比与其正交的另一个尺寸大得多，通常大至少两个数量级。线性表面部分的小尺寸通常小于或等于0.1mm。

物镜的“光轴”表示物镜的旋转对称性所沿的线。

相机的“聚焦平面”或“焦平面”是指在传感器上由物镜聚焦的物点的平面，即，源自焦平面的每个物点的光线会聚在传感器平面(图像平面)上的相应点中。

“景深”是指焦平面附近的一组平面，当物镜投影在传感器平面上时，其每个点形成内接在预定弥散圆(例如，具有5至10微米的直径)中的图像。

“线性激光束”是指沿着传播方向在传播平面中传播的激光束，所述激光束具有垂直于传播线的横截面，所述横截面为线的形式，典型成形为笔直段形式。

在车辆车轮用轮胎的生产和构建工艺的背景中，对制成品进行自动质量检查是特别有用的，其目的是防止有缺陷的轮胎或不符合设计规范的轮胎投放市场和/或逐步调整所使用的设备和机械以便改善和优化在生产工艺中实施的操作的执行。

US 2010/0002244 A1描述了一种检查轮胎表面的技术，该技术能够安全地区分结合到轮胎表面中的不同质量的橡胶件。

WO 2015/044196 A1描述了一种用于获取轮胎内表面的图像的装置，该装置包括照射部件、图像获取部件和光学地插置于照射部件与轮胎表面的被照射区域之间的反射器。

发明内容

在轮胎质量控制领域中，本申请人面临着通过光学获取轮胎的数字图像并对其进行后续处理来检查轮胎的内表面和/或外表面的问题，例如为了检测在表面上或表面附近可能存在的缺陷。所寻找的缺陷可以例如是轮胎表面上的不规则(未硫化的化合物、形状改变等等)、结构不均匀、切口、裂纹、表面上存在异物等等。

本申请人已经观察到，为了在生产轮胎的装备内“在线”地使用检查，检查本身应该在缩短的时间以及减少的成本和/或总体尺寸下进行。

在这种情况下，本申请人已经意识到，获取和分析相同表面区域的二维图像和三维图像二者是有利的。例如，3D技术(特别是高清晰度3D技术，例如分辨率小于或等于10微米的3D技术)可用于检测轮胎表面上的材料缺乏部或过多部(典型为缺少部或气泡)，而2D技术(尤其是高清晰度2D技术)可用于检测3D中不可见的缺陷，例如细小切口和斑点。此外，两种技术都能够检测到像压纹和滚花之类的一些特征。

本申请人已经意识到，同时获取轮胎的相同表面区域的2D和3D图像是有利的。

为此，可以将2D和3D获取系统有利地组合在单个装置中，所述单个装置安装在机器人臂上，以实现其在空间中的运动。2D获取系统可以包括：照射系统；和具有第一光轴的线性相机，基于激光三角测量技术的3D获取系统可以包括：激光源，该激光源适于发射线性激光束，该线性激光束的传播方向平行于第一光轴；和矩阵相机，其具有相对于传播方向倾斜的第二光轴。在轮胎绕其轴线旋转期间，这两个获取系统可以获取轮胎的相同(整个)圆周表面部分的相应图像。特别地，线性相机可以获取一系列2D线性图像，然后将其组合成总体2D图像。矩阵相机可以检测激光线投射的相应表面部分的一系列2D矩阵图像。通过处理每个矩阵图像(典型地在矩阵相机本身上)，识别所反射的激光线，并且通过使用三角算法，计算由线性激光束照射的相应线性表面部分的高度。通过组合所得的一系列3D线性图像，得到相应总体3D图像。

本申请人已经认识到，在当前情况下，其中，待检测的轮胎表面的高度的最大偏移量(即，凹陷区域和凸起区域之间的最大高度差)为几毫米，在标识激光线之前切割(“裁剪”)所反射的激光线邻近的2D矩阵图像或者更一般而言仅处理2D图像的在所反射的激光线周围的那部分是有利的。这样，仅对所获取的矩阵图像的子部分进行矩阵图像处理，从而需要较少的处理时间。例如，针对在垂直于所反射的激光线的方向上具有1088像素的高度的所获取的矩阵图像，本申请人已经证实，所反射的激光线典型地被包含在高度为61像素的带内。因此，有利的是，切割矩阵图像以便仅处理由61像素带所代表的子部分(例如，与原始图像一样宽)。这样，可以直接在生产线中实施本发明的检查方法。

此外，本申请人已经认识到，在获取期间将装置定位成使得第一光轴位于轮胎的径向平面上是有利的。这样，2D获取系统以最佳方式运行，特别是当照射系统用掠射光从物镜线的相对侧照射表面时。

然而，这确定了线性激光束的传播平面并且因此传播方向典型地位于非径向平面上，沿着所述传播方向检测表面的高度。这转而确定了所反射的激光线在所获取的矩阵图像中的定位，该定位根据轮胎尺寸和/或要获取的特定表面部分而变化。例如，所反射的激光线相对于所获取的矩阵图像中的中心线的平均位置根据所考虑的点相对于旋转轴线的半径、和/或第一光轴和在所考虑的点处与轮胎表面相切的平面之间形成的角度、和/或该表面部分沿圆周方向的曲率半径而变化。

在这种情况下，本申请人面临着自动和动态地选择(即，根据轮胎尺寸和特定圆周表面部分)包含所反射的激光线的2D矩阵图像的子部分以便将后续处理仅局限于该子部分而又不会明显丢失信息的问题。

最后，本申请人已经发现，通过动态地计算由激光线照射的线性表面部分的点相对于轮胎表面在第一光轴上的对应点沿第一光轴的方向的高度偏移量，可以解决上述问题。

根据一方面，本发明涉及一种用于检查轮胎的方法。

优选地提供，预先布置具有旋转轴线和表面的待检查轮胎。

优选地提供，确定代表在所述表面上位于第一径向平面上的获取点与在所述轮胎围绕所述旋转轴线旋转之后由所述获取点占据的位置之间沿获取方向的偏移S的值，所述位置位于平行于所述第一径向平面的第二(非径向)平面上。

优选地提供，将线性激光束投射在所述轮胎的线性表面部分上。

优选地提供，所述线性激光束在所述第二平面上以与所述获取方向平行的传播方向传播。

优选地提供，获取包含所述线性表面部分的所述轮胎的矩阵表面部分的矩阵图像，其中，所述矩阵图像包含由所述线性表面部分反射的激光线。

优选地提供，根据所确定的代表偏移S的值确定所述矩阵图像的子部分，其中，所述矩阵图像的所述子部分包含所反射的激光线。

优选地提供，处理所述矩阵图像的所述子部分以便确定所述线性表面部分的高度轮廓。

本申请人认为上述解决方案，特别是确定代表获取点与当轮胎旋转使得该获取点位于第二平面上时该获取点的位置之间沿获取方向的偏移S的值并且根据代表该偏移S的所述值确定所获取的矩阵图像的子部分，允许考虑到获取条件(例如，轮胎尺寸、待获取的圆周表面的位置、表面沿着圆周方向的曲率半径、获取方向相对于在获取点处与轮胎表面相切的平面的倾斜)的变化来以自动和动态的方式确定包含所反射的激光线的子部分。实际上，该偏移S可以是正值或负值，其代表了由激光线照射的表面的点相对于参照点的高度偏差，所述参照点位于3D矩阵相机的光轴与线性激光束的传播平面之间的相交部上(请参见下文)。

这样，所反射的激光线的处理(这典型地在矩阵相机本身上进行)花费了较少的时间并且该检查可以在生产线内进行。

此外，前述方面中的本发明还可以具有以下描述的优选特征中的一个或多个。

优选地，代表偏移S的所述值与所述偏移S一致。换句话说，确定(例如，计算和/或测量)了获取点与其旋转位置之间沿着获取方向的距离。

优选地提供，提供所述轮胎在所述第一径向平面上的第一轮廓，并在所述第一轮廓上识别代表所述获取点的第一点。以这种方式，第一轮廓，例如对于每种轮胎尺寸预先确定的第一轮廓，对于属于待获取表面的相应部分的任何获取点而言提供了有用的用于计算代表偏移S的上述值的起始点。

优选地提供，确定代表所述轮胎在所述第二平面上的第二轮廓在所述第一径向平面上的垂直投影的第二投影轮廓，并且在所述第二投影轮廓上识别代表所述位置在所述第一径向平面上的投影的第二点。

优选地，确定代表所述获取点与所述位置之间的偏移S的所述值包括：将所述第二点垂直投影在经过所述第一轮廓的所述第一点的所述获取方向上；以及计算代表偏移S的所述值作为所述第一点与所述第二投影点之间的距离。以这种方式，对于任何获取点都便于计算代表偏移S的上述值。

优选地，计算所述第二投影轮廓包括：对于所述第一轮廓的每个点，

﹣确定所述每个点离开旋转轴线的距离R；

﹣根据所述距离R和第一径向平面与第二平面之间的距离D确定与所述每个点的偏差Q；

﹣确定第二投影轮廓的对应点，所述对应点沿着垂直于旋转轴线并朝向旋转轴线的方向从第一轮廓的所述每个点位移所述偏差Q。

优选地，根据等式

和/或根据等式Q＝R(1–cosα)来计算所述偏差Q，其中α是等于arcsin(D/R)的角度。

前述方法允许以简单和快速的方式来计算第二投影轮廓，该第二投影轮廓用于针对每个获取点计算代表偏移S的前述值。

典型地，所述第一径向平面与所述第二平面之间的所述距离D被预先确定。实际上，典型地，相应获取系统刚性联接至彼此。

典型地，第一径向平面与第二平面之间的所述距离D大于或等于50mm且小于或等于200mm。

优选地，矩阵图像的所述子部分沿与所反射的激光线的延伸方向垂直的方向的高度小于矩阵图像沿所述垂直方向的总高度的一半，更优选地小于矩阵图像沿所述垂直方向的总高度的三分之一。

优选地，矩阵图像的所述子部分沿所反射的激光线的所述延伸方向的宽度等于矩阵图像沿所述延伸方向的总宽度。

优选地，矩阵图像的子部分的所述高度和/或宽度被预先确定。

优选地，确定矩阵图像的所述子部分包括：根据所确定的代表偏移S的所述值确定所述矩阵图像中相对于所述矩阵图像的参照点的定位点，所述子部分相对于所述定位点被识别。

优选地提供，根据与所述矩阵图像的像素相关联的高度分辨率，计算所述定位点沿着与所反射的激光线的延伸方向垂直的维度离开所述参照点的以像素为单位的距离，以便转换为代表偏移S的所述值的像素。

优选地，所述参照点是所述矩阵图像的中心。

通过这种方式，该方法以简单、快速和可靠的方式确定要处理的子部分。

优选地提供，沿着第一光轴获取所述轮胎的包括所述获取点的表面部分的二维图像，所述第一光轴平行于所述获取方向并经过所述获取点。

优选地提供，在所述获取期间照射包括所述获取点的所述表面部分。

优选地，包括所述获取点的所述表面部分是线性表面部分，更优选地位于所述第一径向平面上。以这种方式，可以并行地获取相同圆周表面区域的2D图像和3D图像二者。从光学和/或照射的观点来看，在第一径向平面上并且在第一光轴位于获取点上的情况下获取2D图像还保证了最佳条件，尤其是在线性表面部分被掠射光从两侧交替照射的情况下。

优选地，沿着相对于所述第一光轴倾斜的第二光轴获取矩阵表面部分的所述矩阵图像。

优选地，所述第二光轴与所述传播方向之间的相交点位于垂直于所述第一光轴并经过所述获取点的平面中。

优选地，所述第二光轴与所述第一光轴和所述传播方向共面。这样，高度轮廓的计算是合理的。

优选地提供，使所述轮胎围绕所述旋转轴线旋转，并且顺序重复以下操作：投射线性激光束；获取相应矩阵图像；确定矩阵图像的相应子部分；处理矩阵图像的所述子部分以便确定一系列线性表面部分的高度轮廓。这样，获得了整个圆周表面部分的3D图像。

附图说明

根据本发明的一些示例性但非排外的实施例的详细描述，进一步的特征和优点将变得更加清晰。该描述将在下面参考附图进行阐述，这些附图仅出于说明目的而非限制目的来提供，其中：

图1示意性地示出了用于检查轮胎的系统的俯视图；

图2和图3示意性地示出了本发明的方法的一些步骤；

图4示出了本发明的方法的另外的步骤。

具体实施方式

参照图1，附图标记100表示用于检查轮胎的系统，该系统包括用于检查轮胎的装置1。

优选地，装置1包括用于获取轮胎3的表面的二维图像的第一获取系统2。

第一获取系统2典型包括具有第一光轴5和第一焦平面6的第一相机4。为了表示简单起见，假设第一光轴5位于图1的放置平面中，而第一焦平面6垂直于图1的放置平面。

优选地，第一相机4是线性相机并且其特征在于物镜线位于第一焦平面6与经过第一光轴5和线性相机的线性传感器的光学平面之间的相交部上(示例性地，物镜线垂直于图1的放置平面)。示例性地，物镜线约为100mm长。

第一获取系统2典型包括照射系统7，该照射系统适于在第一相机的第一焦点F1附近照射，该第一焦点位于第一光轴5与第一焦平面6之间的相交部处并且属于物镜线。

装置1包括用于获取表面的三维图像的第二获取系统10。

第二获取系统10包括具有第二光轴12的第二矩阵相机11和能够发射线性激光束的激光源13，该线性激光束具有传播方向14和传播平面(该传播平面示例性地垂直于图1的放置平面)，其中，第二光轴12相对于传播平面倾斜(例如，第二光轴12与传播平面之间形成的角度等于15°)。在所示的示例中，第一光轴5、第二光轴12和传播方向14是共面的。

优选地，传播方向14平行于第一光轴5，并且传播平面平行于第一相机的光学平面。在线性激光束的传播平面与第一相机的光学平面之间定义了距离D。示例性地，该距离D等于85mm。

F2表示第二光轴12与线性激光束的传播平面之间的相交部，优选地表示第二光轴12与传播方向14之间的相交部。优选地，第二相机的第二焦点位于F2中。优选地，第一焦平面6经过第二焦点F2。

典型地，第一相机和第二相机包括相应的机器本体(其安放传感器和操作电子器件)和相应的物镜(其安放透镜)。

优选地但不是必须的，第一获取系统和第二获取系统被(刚性地)安装在形成装置1的一部分的单个支撑框架(未示出)上，该支撑框架在使用中被安装运动构件(未示出)上并且通过该运动构件在空间中移动，所述运动构件例如为机器人臂，优选地是具有至少五根轴的拟人化机器人臂。

优选地，系统1包括用于至少控制第一获取系统2和第二获取系统10的控制单元50。控制单元50可以被集成在单个装置中或者在空间上被分割成几个装置和/或逻辑上分开。例如，所反射的激光线的提取可以在第二相机1自身上进行，而第二轮廓的计算(参见下文)可以在远程装置中进行。

系统1可以实施本发明的用于检查轮胎的方法。

优选地提供，预先布置具有旋转轴线20(其垂直于图1的放置平面)的待检查轮胎3。示例性地，轮胎3的侧壁被支撑在水平支撑件(例如，第五轮)的平面(未示出)上，该水平支撑件设置有围绕旋转轴线20的旋转构件(未示出)。

优选地提供，提供轮胎在第一径向平面上的第一轮廓。

图2和图3部分地示出了在轮胎的任何径向平面上的第一轮廓30的示例。优选地，对于每种轮胎尺寸，第一轮廓被预先确定并被预加载在控制单元50中。可替代地或者附加地，可以直接在轮胎3上实时地检测第一轮廓30，例如借助于激光扫描系统(例如，以低分辨率)。

优选地提供，个体化(individuating)第一轮廓30上的第一点31。第一点31代表属于要获取的圆周表面部分(可以是外部的，也可以是内部的)的轮胎表面上的任意获取点51。在图2的示例中，第一点31属于胎肩，而在图3中，第一点31属于侧壁。在图1的示例中，根据本发明的方法，附图标记51表示胎面上的任意获取点，第一轮廓30上的相应第一点与该获取点相对应(未示出)。

优选地提供，识别位于第一径向平面上并经过第一轮廓30的第一点31的获取方向32。以这种方式，相对于第一轮廓30确定获取方向32的取向。在使用中，第一光轴5布置为所述获取方向32。

优选地提供，由控制单元50计算第二投影轮廓40(在图2和图3中用虚线示出)，该第二投影轮廓代表轮胎在第二平面上的第二轮廓在第一径向平面上的垂直投影，所述第二平面平行于第一径向平面并且位于离开第一径向平面的所述距离D处。因此，第二平面是非径向的。在使用中，将线性激光束的传播平面布置为第二平面。优选地提供，在第二投影轮廓40上个体化第二点41，该第二点代表在轮胎绕旋转轴线旋转之后由获取点51占据的位置42在第一径向平面上的投影，轮胎绕旋转轴线旋转使得获取点51位于第二平面上(参见图1)。因此，位置42离开旋转轴线20的距离与获取点51离开旋转轴线的距离R相同并且该位置位于垂直于旋转轴线并经过获取点51的平面上。

优选地提供，确定第一点31与第二点41在获取方向32上的垂直投影之间沿着获取方向32的偏移S。例如，如图2和图3示例性所示，为了确定偏移S，先前计算出的第二点41被垂直地投影至获取方向32并且沿着获取方向如此计算出偏移S。该偏移S在使用中(图1)代表在其被线性激光束照射时表面上的位置42与位于通过第二相机11获取的矩阵图像的中心处的点F2之间沿着传播方向14(其是检测轮胎表面的高度所沿的方向)的高度距离。位置42也有利地位于第二相机11的景深内以被充分聚焦。

示例性地，参照沿着获取方向32的方向(由图2和图3中的箭头指示)，该方向在使用中是从相机4直至轮胎，在图2中，S为正的(即，沿着传播方向14，位置42比点F2更远，如图1所示)，而在图3中S为负的(也就是说，沿着传播方向14，位置42比点F2更近，这例如可能在获取胎圈或胎冠部分的内表面期间出现)。

示例性地，为了计算第二投影轮廓40，针对第一轮廓30的每个点31执行以下操作：

﹣确定每个点31离开旋转轴线20的距离R；

﹣确定沿着垂直于旋转轴线的方向与每个点31的偏差Q，该偏差Q是R和距离D的函数(在图1的示例中，偏差Q与偏移S一致)；

﹣确定属于第二投影轮廓40的对应点41，该点41沿着垂直于旋转轴线并朝向旋转轴线的方向从相应每个点位移偏差Q。

优选地，根据等式

或类似地根据等式Q＝R(1–cosα)来计算偏差Q，其中α是等于arcsin(D/R)的角度，如图1所示。

优选地提供，使轮胎绕轴线20旋转。

优选地提供，以如下方式定位装置1，使得第一光轴5经过与第一点31相对应的任意获取点51并定向为获取方向32。这样，第一光轴5位于第一径向平面上。可以观察到，第一径向平面和获取点51是指轮胎旋转期间的任何瞬间。示例性地，获取点51位于第一焦点F1上，但是更一般而言，其可以有利地位于第一相机4的景深内以被充分聚焦。

优选地提供，随着旋转轮胎，利用如此定位的第一获取系统2获取轮胎的一系列线性表面部分的相应一系列二维线性图像，每个线性部分包括相应瞬时获取点51。

优选地提供，在获取期间照射每个线性表面部分，以获得相应二维图像，例如用快速连续的两种类型的光：散射光和掠射光。

优选地提供，以与前述第二平面重合的传播平面(即时地)投射线性激光束。

优选地提供，随着轮胎旋转，利用第二获取系统10(与所述一系列二维线性图像一起)获取轮胎的包含上述一系列线性表面部分的一系列矩阵表面部分的相应一系列矩阵图像，其中，每个矩阵图像包含由相应线性表面部分反射的相应激光线。

因此，在每个时刻，第一获取系统2获取以获取点51为中心的线性表面部分的二维图像，并且第二获取系统10获取包含以位置42为中心并被线性激光束照射的对应线性表面部分的表面部分的矩阵图像。

优选地提供，根据所确定的偏移S确定每个矩阵图像的子部分，使得该子部分包含所反射的激光线。

优选地提供，处理矩阵图像的子部分(典型地通过三角法)，以便确定相应线性表面部分的高度轮廓。

图4示出了包含所反射的激光线61的表面部分的矩阵图像60的仅说明性示例。例如，参照图4，图像60为M像素宽、N像素高，并且子部分63具有预定的宽度和高度，仅作为例子为M×61像素。典型地，与图像的每个像素相关联的是高度变化，图像的中心64是对应于点F2的参照点。

优选地，确定矩阵图像60的子部分包括：根据所确定的偏移S，将矩阵图像的有效区域63的中心62定位在离开矩阵图像的中心64一距离d处(以像素为单位)。该子部分将与这样定位的有效区域63重合。换句话说，有效区域63是根据偏移S定位的“掩模”，例如，参照图4，它偏离图像的中心64。

优选地，如图4所示，确定矩阵图像的子部分63包括：根据所确定的偏移S，确定矩阵图像中相对于矩阵图像的参照点64(例如，图像中心)的定位点62，子部分相对于定位点62被识别。例如，通过根据与矩阵图像的每个像素相关联的高度分辨率对偏移S进行像素转换，沿着垂直于激光线的维度(在该示例中，沿着如图所示的图像60的高度)计算定位点62离开参照点64的距离d(以像素为单位)。示例性地，矩阵图像的像素(至少局部地)对应于0.4mm的高度偏差，即，高度的分辨率“Rh”为2.5像素/毫米。因此，一旦找到偏移S，像素平移d便对应于S*Rh。然后通过假定如此确定的定位点62作为子部分63的中心来识别子部分63。

在替代参照图2和图3描述的实施例的本发明的实施例中，确定代表偏移S的值包括：直接测量当被线性激光束照射时轮胎表面上的位置42与点F2之间的距离，该点位于通过第二相机11、例如通过使用第二获取系统10获取的矩阵图像的中心处。

Claims (15)

1.一种用于检查轮胎的方法，包括：

﹣预先布置具有旋转轴线(20)和表面的待检查轮胎(3)；

﹣确定代表所述表面上位于第一径向平面上的获取点(51)与在所述轮胎绕所述旋转轴线(20)旋转之后由所述获取点(51)占据的位置(42)之间沿获取方向(5，32)的偏移(S)的值，所述位置(42)位于平行于所述第一径向平面的第二平面上；

﹣将线性激光束投射在所述轮胎(3)的线性表面部分上，其中所述线性激光束在所述第二平面上以与所述获取方向(32)平行的传播方向(14)传播；

﹣获取包含所述线性表面部分的所述轮胎(3)的矩阵表面部分的矩阵图像(60)，其中所述矩阵图像包含被所述线性表面部分反射的激光线；

﹣根据所确定的代表所述偏移(S)的值确定所述矩阵图像(60)的子部分(63)，其中所述矩阵图像的所述子部分包含所反射的激光线；

﹣处理所述矩阵图像(60)的所述子部分(63)，以便确定所述线性表面部分的高度轮廓。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：提供所述轮胎(3)在所述第一径向平面上的第一轮廓(30)；以及在所述第一轮廓(30)上识别代表所述获取点(51)的第一点(31)。

3.根据权利要求2所述的方法，包括：确定第二投影轮廓(40)，所述第二投影轮廓代表所述轮胎(3)在所述第二平面上的第二轮廓在所述第一径向平面上的垂直投影；以及在所述第二投影轮廓上识别第二点(41)，所述第二点代表所述位置(42)在所述第一径向平面上的投影。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，确定代表所述获取点(51)与所述位置(42)之间的偏移(S)的所述值包括：在经过所述第一轮廓(30)的所述第一点(31)的所述获取方向(32)上垂直投影所述第二点(41)；以及计算代表所述偏移(S)的所述值作为所述第一点(31)与所述第二投影点之间的距离。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，计算所述第二投影轮廓(40)包括：对于所述第一轮廓(30)的每个点，

﹣确定所述每个点离开所述旋转轴线(20)的距离R；

﹣根据所述距离R和所述第一径向平面与所述第二平面之间的距离D确定与所述每个点的偏差Q；

﹣确定所述第二投影轮廓(40)的对应点，所述对应点沿着垂直于旋转轴线(20)并朝向所述旋转轴线的方向从所述第一轮廓(30)的所述每个点位移所述偏差Q。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，根据等式

和/或根据等式Q＝R(1–cosα)来计算所述偏差Q，其中α是等于arcsin(D/R)的角度。

7.根据权利要求1-4、6中的任一项所述的方法，其中，所述第一径向平面与所述第二平面之间的距离被预先确定，并且其中，所述距离大于或等于50mm且小于或等于200mm。

8.根据权利要求1-4、6中的任一项所述的方法，其中，所述矩阵图像的所述子部分(63)沿垂直于所反射的激光线(61)的延伸方向的垂直方向的高度小于所述矩阵图像沿所述垂直方向的总高度。

9.根据权利要求1-4、6中的任一项所述的方法，其中，确定所述矩阵图像的所述子部分(63)包括：根据所确定的代表所述偏移(S)的值确定所述矩阵图像中相对于所述矩阵图像的参照点(64)的定位点(62)，所述子部分(63)相对于所述定位点(62)被识别。

10.根据权利要求9所述的方法，包括：沿着垂直于所反射的激光线(61)的延伸方向的维度计算所述定位点(62)离开所述参照点(64)的以像素为单位的距离(d)，以便根据与所述矩阵图像的像素相关联的高度分辨率转换为代表所述偏移(S)的值的像素。

11.根据权利要求1-4、6、10中的任一项所述的方法，包括：沿着平行于所述获取方向(32)并且经过所述获取点(51)的第一光轴(5)获取所述轮胎的包括所述获取点(51)的表面部分的二维图像。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，包括所述获取点(51)的所述表面部分是位于所述第一径向平面上的线性表面部分。

13.根据权利要求1-4、6、10、12中的任一项所述的方法，其中，沿着相对于所述第一光轴(5)倾斜的第二光轴(12)获取矩阵表面部分的所述矩阵图像(60)。

14.根据权利要求1-4、6、10、12中的任一项所述的方法，包括：使所述轮胎(3)绕所述旋转轴线(20)旋转并且顺序重复以下操作：投射所述线性激光束；获取相应矩阵图像；确定矩阵图像的相应子部分；处理矩阵图像的所述子部分以便确定一系列线性表面部分的高度轮廓。

15.根据权利要求1-4、6、10、12中的任一项所述的方法，其中，代表所述偏移(S)的值与所述偏移(S)一致。

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