CN117571341A - 一种轮胎全方位磨损检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轮胎全方位磨损检测系统及方法，属于轮胎磨损检测技术领域，其系统包括：扫描模块：使用激光扫描仪对轮胎进行全方位扫描，获取轮胎表面的反射信息，对反射信息进行预处理确定第一数据；模型模块：基于第一数据确定第一特征，基于第一数据以及第一特征生成轮胎的三维模型，同时，从第一数据库提取对应轮胎的原始模型；分析模块：将轮胎的三维模型与原始模型进行比对，基于比对结果对轮胎的磨损情况进行评估。可以全面检测轮胎磨损情况，提高三维模型的精度和真实性，延长轮胎的使用寿命。

Description

一种轮胎全方位磨损检测系统及方法

技术领域

本发明涉及轮胎磨损检测技术领域，尤其涉及一种轮胎全方位磨损检测系统及方法。

背景技术

轮胎作为车辆的重要组成部分，在汽车、航空航天、工程机械、农业机械和船舶等各个领域都有广泛的应用，轮胎外表面与地面摩擦后，轮胎会产生磨损，目前轮胎磨损的评估存在检测不全面且评估精度低的问题，对不同轮胎进行全方位的磨损检测是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

因此，本发明提供一种轮胎全方位磨损检测系统及方法。

发明内容

本发明提供一种轮胎全方位磨损检测系统及方法，用以解决现有技术中检测的缺陷。

一方面，本发明提供一种轮胎全方位磨损检测系统，包括：

扫描模块：使用激光扫描仪对轮胎进行全方位扫描，获取轮胎表面的反射信息，对反射信息进行预处理确定第一数据；

模型模块：基于第一数据确定第一特征，基于第一数据以及第一特征生成轮胎的三维模型，同时，从第一数据库提取对应轮胎的原始模型；

分析模块：将轮胎的三维模型与原始模型进行比对，基于比对结果对轮胎的磨损情况进行评估。

根据本发明提供的一种轮胎全方位磨损检测系统，扫描模块，包括：

获取单元：获取激光扫描仪发射的所有激光束在轮胎表面的反射信息，其中，反射信息包括所有激光束在轮胎表面形成的反射点对应的反射位置以及反射强度，反射位置包括水平坐标、竖直坐标、垂直坐标；

第一向量单元：基于反射信息确定每个反射点对应的第一向量，其中，/>分别表示反射点i1在轮胎表面的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标，/>表示反射点i1在轮胎表面的反射强度；

第二向量单元：基于反射信息确定反射点的邻域范围，计算每个反射点在邻域范围内的第二向量；

；

其中，N1表示反射点i1对应的邻域范围内除反射点i1的其余反射点数量；分别表示反射点的第二向量在轮胎表面对应的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标、反射强度；/>分别表示反射点i1对应的的邻域范围内的反射点j1的第一向量在轮胎表面的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标、反射强度； 分别表示反射点i1的滤波水平位置偏移量、滤波竖直位置偏移量、滤波垂直位置偏移量、滤波反射强度偏移量；/>表示反射点i1对应的邻域范围内反射点j1的权重系数；/>表示反射点j1与反射点i1之间的距离；/>表示滤波标准差。

根据本发明提供的一种轮胎全方位磨损检测系统，扫描模块，还包括：

比较单元：比较反射点与对应邻域范围内除反射点i1的其余所有反射点的距离大小，选择邻域范围内与反射点i1距离最小的反射点作为对应的参考点，其中，所述参考点ir1的第二向量表示为，其中，/>分别表示参考点ir1的第二向量在轮胎表面对应的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标、反射强度；

质心向量单元：基于反射点的第二向量与对应参考点的第二向量计算反射点的质心向量；

差向量单元：基于反射点的第二向量与质心向量计算反射点对应的差向量/>；

；

其中，，N2表示反射信息中所有反射点的数量；

差向量矩阵单元：基于所有差向量确定所有反射点的差向量矩阵D；

协方差矩阵单元：基于差向量矩阵确定所有反射点的协方差矩阵/>；

其中，/>表示差向量矩阵对应的转置矩阵；

分解单元：对协方差矩阵进行特征值分解，确定对应的特征值矩阵、特征向量矩阵，其中，特征值包括水平位置、竖直位置、垂直位置以及反射强度；

旋转矩阵单元：对特征向量矩阵进行正交化处理确定旋转矩阵；

分析单元：对旋转矩阵和所有质心向量的对应关系进行分析，确定所有反射点的配准水平位置偏移量、配准竖直位置偏移量、配准垂直位置偏移量、配准反射强度偏移量；

第三向量单元：基于每个反射点对应的第二向量、配准水平位置偏移量、配准竖直位置偏移量、配准垂直位置偏移量、配准反射强度偏移量，计算每个反射点的第三向量，其中，/>，/>分别表示反射点的第三向量在轮胎表面对应的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标、反射强度；

第一数据单元：基于所有反射点的第三向量确定第一数据。

根据本发明提供的一种轮胎全方位磨损检测系统，模型模块，包括：

第一提取单元：提取第一数据反射点的第三向量对应的反射强度作为第一特征；

第一聚类中心单元：基于第一特征从第一数据所有反射点中选取N3个第三向量作为第一聚类中心；

第一子集单元：将每个第一聚类中心分别与第一数据中的剩余反射点的反射强度差异进行计算，确定每个第一聚类中心的第一子集；

第三聚类中心单元：判断基于所述第一子集的第一聚类中心是否需要更换，若需要，将所述第一子集满足反射强度差异最小原则的反射点作为第三聚类中心，若不需要，将对应第一聚类中心视为第三聚类中心；

第二子数据单元：基于N3个第三聚类中心以及对应的第一子集将第一数据分割为N3个第二子数据。

根据本发明提供的一种轮胎全方位磨损检测系统，模型模块，还包括：

第二提取单元：分别提取每个第二子数据中所有反射点对应的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标中的最小水平坐标、最小竖直坐标、最小垂直坐标组成对应的最小向量，以及最大水平坐标、最大竖直坐标、最大垂直坐标组成对应的最大向量；

中心向量单元：基于每个第二子数据的最小向量、最大向量确定对应的边界框，同时，获取与每个第二子数据所对应的第三聚类中心所生成的中心向量；

超三角形单元：基于每个第二子数据的中心向量以及边界框，确定对应的超三角形；

当前三角化单元：根据超三角形中的三个顶点形成初始三角网并作为当前三角化；

插入单元：逐次在第一子集中选择未被选择过的反射点作为插入点；

遍历单元：遍历当前三角化，同时，判断插入点是否在遍历的三角形的外接圆内，若是，则将对应的三角形标记为包含插入点；

删除单元：将包含插入点的三角形从当前三角化中删除，并将删除的三角形边记录为删除边；

加入单元：基于插入点和每条删除边的两个端点构建新的三角形，并加入到当前三角化中；

其中，当前三角化包括未删除的所有三角形；

最终超三角形单元：第一子集中没有未被选择过的反射点时，将当前三角化确定为最终超三角形；

子模型单元：将最终超三角形作为第二子数据对应的子模型；

细分拟合单元：对所有子模型进行细分曲面以及轮胎花纹拟合。

根据本发明提供的一种轮胎全方位磨损检测系统，模型模块，还包括：

生成单元：将所有子模型根据坐标进行对齐，生成轮胎的三维模型，并对轮胎的三维模型进行优化填充。

根据本发明提供的一种轮胎全方位磨损检测系统，模型模块，还包括：

比对单元：对三维模型与原始模型的同一反射点进行比对；

分析单元：对比对结果进行差异分析，并计算差异值；

评估单元：基于差异值划分优秀、良好、一般、较差、不合格五个等级，基于等级实现对轮胎磨损情况的评估。

另一方面，本发明还提供一种轮胎全方位磨损检测方法，包括：

S101：使用激光扫描仪对轮胎进行全方位扫描，获取轮胎表面的反射信息，对反射信息进行预处理确定第一数据；

S102：基于第一数据确定第一特征，并根据第一特征划分第二子数据，基于第二子数据生成轮胎的三维模型，同时，从第一数据库提取对应轮胎的原始模型；

S103：将轮胎的三维模型与原始模型进行比对，基于比对结果对轮胎的磨损情况进行评估。

与现有技术相比，本申请的有益效果如下：

通过对激光扫描仪获取的轮胎表面反射信息进行预处理确定第一数据，对第一数据进行特征提取生成轮胎的三维模型，并于第一数据库中对应的原始模型进行比对分析，评估轮胎的磨损情况，可以全面检测轮胎磨损情况，提高三维模型的精度和真实性，延长轮胎的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的轮胎全方位磨损检测系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的轮胎全方位磨损检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

实施例1：

本发明实施例提供一种轮胎全方位磨损检测系统，如图1所示，包括：

扫描模块：使用激光扫描仪对轮胎进行全方位扫描，获取轮胎表面的反射信息，对反射信息进行预处理确定第一数据；

模型模块：基于第一数据确定第一特征，基于第一数据以及第一特征生成轮胎的三维模型，同时，从第一数据库提取对应轮胎的原始模型；

分析模块：将轮胎的三维模型与原始模型进行比对，基于比对结果对轮胎的磨损情况进行评估。

该实施例中，轮胎表面的反射信息包括所有激光束在轮胎表面形成的反射点对应的反射位置以及反射强度。

该实施例中，反射位置包括水平坐标、竖直坐标、垂直坐标。

该实施例中，第一特征表示反射点第三向量对应的反射强度，根据反射信息确定每个反射点对应的第一向量，反射点的第一向量在对应邻域范围内经过滤波去噪，并多个反射点进行对齐、匹配后确定第三向量。

该实施例中，原始模型表示与激光扫描的轮胎型号一致的轮胎模型。

该实施例中，对轮胎的三维模型与原始模型进行比对包括对三维模型与原始模型中同一反射点的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标、反射强度进行比对。

上述技术方案的有益效果：对激光扫描仪获取的轮胎表面反射信息进行预处理确定第一数据，对第一数据进行特征提取生成轮胎的三维模型，并于第一数据库中对应的原始模型进行比对分析，评估轮胎的磨损情况，可以全面检测轮胎磨损情况，提高三维模型的精度和真实性，延长轮胎的使用寿命。

实施例2：

本发明实施例提供一种轮胎全方位磨损检测系统，所述扫描模块，包括：

获取单元：获取激光扫描仪发射的所有激光束在轮胎表面的反射信息，其中，反射信息包括所有激光束在轮胎表面形成的反射点对应的反射位置以及反射强度，反射位置包括水平坐标、竖直坐标、垂直坐标；

第一向量单元：基于反射信息确定每个反射点对应的第一向量，其中，/>分别表示反射点i1在轮胎表面的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标，/>表示反射点i1在轮胎表面的反射强度；

第二向量单元：基于反射信息确定反射点的邻域范围，计算每个反射点在邻域范围内的第二向量；

；

其中，N1表示反射点i1对应的邻域范围内除反射点i1的其余反射点数量；分别表示反射点的第二向量在轮胎表面对应的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标、反射强度；/>分别表示反射点i1对应的的邻域范围内的反射点j1的第一向量在轮胎表面的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标、反射强度； 分别表示反射点i1的滤波水平位置偏移量、滤波竖直位置偏移量、滤波垂直位置偏移量、滤波反射强度偏移量；表示反射点i1对应的邻域范围内反射点j1的权重系数；/>表示反射点j1与反射点i1之间的距离；/>表示滤波标准差。

该实施例中，反射信息中反射点的反射位置体现在第一向量的中。

该实施例中，反射信息中反射点的反射强度体现在第一向量的中。

该实施例中，第二向量表示反射点在对应邻域范围内经过滤波去噪后的向量。

该实施例中，反射点i1与反射点j1之间的距离根据反射点i1与反射点j1对应的第一向量的在轮胎表面的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标确定。

该实施例中，反射点i1的滤波水平位置偏移量根据反射点i1在邻域范围内除反射点i1的所有其余反射点对应的水平坐标、权重系数确定。

该实施例中，反射点i1的滤波竖直位置偏移量根据反射点i1在邻域范围内除反射点i1的所有其余反射点对应的竖直坐标、权重系数确定。

该实施例中，反射点i1的滤波垂直位置偏移量根据反射点i1在邻域范围内除反射点i1的所有其余反射点对应的垂直坐标、权重系数确定。

该实施例中，反射点i1的滤波反射强度偏移量根据反射点i1在邻域范围内除反射点i1的所有其余反射点对应的反射强度、权重系数确定。

该实施例中，反射点的第二向量在轮胎表面的水平坐标根据对应的第一向量水平坐标以及滤波水平位置偏移量确定。

该实施例中，反射点的第二向量在轮胎表面的竖直坐标根据对应的第一向量竖直坐标以及滤波竖直位置偏移量确定。

该实施例中，反射点的第二向量在轮胎表面的垂直坐标根据对应的第一向量垂直坐标以及滤波垂直位置偏移量确定。

该实施例中，反射点的第二向量在轮胎表面的反射强度根据对应的第一向量反射强度以及滤波反射强度偏移量确定。

上述技术方案的有益效果：通过获取激光扫描仪对轮胎表面的反射信息确定所有反射点的第一向量，对所有反射点进行滤波处理确定对应的第二向量，可以去除噪声、平滑数据、保留细节，并提高特征提取和模型生成的准确性。

实施例3：

本发明实施例提供一种轮胎全方位磨损检测系统，所述扫描模块，还包括：

比较单元：比较反射点与对应邻域范围内除反射点i1的其余所有反射点的距离大小，选择邻域范围内与反射点i1距离最小的反射点作为对应的参考点，其中，所述参考点ir1的第二向量表示为，其中，/>分别表示参考点ir1的第二向量在轮胎表面对应的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标、反射强度；

质心向量单元：基于反射点的第二向量与对应参考点的第二向量计算反射点的质心向量；

差向量单元：基于反射点的第二向量与质心向量计算反射点对应的差向量/>；

；

其中，，N2表示反射信息中所有反射点的数量；

差向量矩阵单元：基于所有差向量确定所有反射点的差向量矩阵D；

协方差矩阵单元：基于差向量矩阵确定所有反射点的协方差矩阵/>；

其中，/>表示差向量矩阵对应的转置矩阵；

分解单元：对协方差矩阵进行特征值分解，确定对应的特征值矩阵、特征向量矩阵，其中，特征值包括水平位置、竖直位置、垂直位置以及反射强度；

旋转矩阵单元：对特征向量矩阵进行正交化处理确定旋转矩阵；

分析单元：对旋转矩阵和所有质心向量的对应关系进行分析，确定所有反射点的配准水平位置偏移量、配准竖直位置偏移量、配准垂直位置偏移量、配准反射强度偏移量；

第三向量单元：基于每个反射点对应的第二向量、配准水平位置偏移量、配准竖直位置偏移量、配准垂直位置偏移量、配准反射强度偏移量，计算每个反射点的第三向量，其中，/>，/>分别表示反射点的第三向量在轮胎表面对应的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标、反射强度；

第一数据单元：基于所有反射点的第三向量确定第一数据。

该实施例中，反射点与对应邻域范围内除反射点i1的其余所有反射点的距离表示为，其中，/>，N1表示反射点i1对应的邻域范围内除反射点i1的其余反射点数量。

该实施例中，参考点ir1与反射点i1一一对应。

该实施例中，反射点的质心向量根据反射点的第二向量与对应参考点的第二向量确定。

该实施例中，差向量矩阵为4×N2矩阵，4行N2列，行表示反射点的差向量，列表示N2个反射点。

该实施例中，差向量矩阵对应的转置矩阵为N2×4矩阵，N2行4列。

该实施例中，协方差矩阵表示反射点与对应的参考点对之间的线性关系，为4×4矩阵。

该实施例中，特征值矩阵为4×4矩阵，是对角矩阵，对角线上的元素为协方差矩阵的特征值。

该实施例中，特征向量矩阵为4×4矩阵，由协方差矩阵的特征向量组成，每一列是一个特征向量。

该实施例中，第三向量表示将多个反射点进行对齐、匹配后的向量。

该实施例中，反射点的第三向量在轮胎表面的水平坐标根据对应的第二向量水平坐标以配准波水平位置偏移量确定。

该实施例中，反射点的第三向量在轮胎表面的竖直坐标根据对应的第二向量竖直坐标以及配准竖直位置偏移量确定。

该实施例中，反射点的第三向量在轮胎表面的垂直坐标根据对应的第二向量垂直坐标以及配准垂直位置偏移量确定。

该实施例中，反射点的第三向量在轮胎表面的反射强度根据对应的第二向量反射强度以及配准反射强度偏移量确定。

上述技术方案的有益效果：通过对所有滤波处理后的反射点第二向量进行配准处理确定所有反射点对应的第三向量，并基于所有反射点的第三向量确定第一数据，可以消除了反射信息之间的不一致性和错位，匹配反射点之间的相似特征，提高三维模型的精度和真实性。

实施例4：

本发明实施例提供一种轮胎全方位磨损检测系统，所述模型模块，包括：

第一提取单元：提取第一数据反射点的第三向量对应的反射强度作为第一特征；

第一聚类中心单元：基于第一特征从第一数据所有反射点中选取N3个第三向量作为第一聚类中心；

第一子集单元：将每个第一聚类中心分别与第一数据中的剩余反射点的反射强度差异进行计算，确定每个第一聚类中心的第一子集；

第三聚类中心单元：判断基于所述第一子集的第一聚类中心是否需要更换，若需要，将所述第一子集满足反射强度差异最小原则的反射点作为第三聚类中心，若不需要，将对应第一聚类中心视为第三聚类中心；

第二子数据单元：基于N3个第三聚类中心以及对应的第一子集将第一数据分割为N3个第二子数据。

该实施例中，提取反射强度为第一特征，计算第一聚类中心与第一数据中除第一聚类中心外所有剩余反射点的反射强度相似性确定第一聚类中心对应的第一子集。

该实施例中，第一聚类中心的数量基于要生成轮胎模型的特性和需求确定，每个聚类中心可以分别对应轮胎的胎面、侧壁、花纹、胎肩和胎带等。

该实施例中，迭代将第一数据中除第一聚类中心外所有剩余反射点分配到最近的第一聚类中心，每次迭代都判断第一子集的第一聚类中心是否需要更换。

该实施例中，每个第一聚类中心对应一个第一子集，每个第一子集对应一个第二子数据。

上述技术方案的有益效果：通过对第一数据进行特征提取，选取第一聚类中心并基于第一聚类中心与第一数据中的剩余反射点的反射强度差异确定第一子集、第二子数据，可以为构建轮胎的三维模型提高数据依据，基于第一特征、轮胎模型的特性和需求将第一数据进行分类，准确的区分轮胎的不同部位。

实施例5：

本发明实施例提供一种轮胎全方位磨损检测系统，所述模型模块，还包括：

第二提取单元：分别提取每个第二子数据中所有反射点对应的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标中的最小水平坐标、最小竖直坐标、最小垂直坐标组成对应的最小向量，以及最大水平坐标、最大竖直坐标、最大垂直坐标组成对应的最大向量；

中心向量单元：基于每个第二子数据的最小向量、最大向量确定对应的边界框，同时，获取与每个第二子数据所对应的第三聚类中心所生成的中心向量；

超三角形单元：基于每个第二子数据的中心向量以及边界框，确定对应的超三角形；

当前三角化单元：根据超三角形中的三个顶点形成初始三角网并作为当前三角化；

插入单元：逐次在第一子集中选择未被选择过的反射点作为插入点；

遍历单元：遍历当前三角化，同时，判断插入点是否在遍历的三角形的外接圆内，若是，则将对应的三角形标记为包含插入点；

删除单元：将包含插入点的三角形从当前三角化中删除，并将删除的三角形边记录为删除边；

加入单元：基于插入点和每条删除边的两个端点构建新的三角形，并加入到当前三角化中；

其中，当前三角化包括未删除的所有三角形；

最终超三角形单元：第一子集中没有未被选择过的反射点时，将当前三角化确定为最终超三角形；

子模型单元：将最终超三角形作为第二子数据对应的子模型；

细分拟合单元：对所有子模型进行细分曲面以及轮胎花纹拟合。

该实施例中，第二子数据的边界框根据第二子数据中的最小向量、最大向量确定。

该实施例中，超三角形表示基于中心向量和边界框确定的唯一一个等边三角形。

该实施例中，最终超三角形中任一三角形的外接圆都不包含其他反射点。

该实施例中，细分曲面可以消除子模型中三角形之间的锐利边缘，使得模型表面更加光滑。

该实施例中，轮胎花纹拟合可以在视觉上呈现出轮胎花纹的立体效果。

该实施例中，将所有子模型根据第二特征进行对齐可以保证轮胎的三维模型的完整性和一致性。

该实施例中，对轮胎的三维模型进行优化填充可以保证轮胎的三维模型的来连续性和光滑性。

该实施例中，每个第二子数据对应一个中心向量、边界框、超三角形。

该实施例中，每个第二子数据对应一个最终超三角形，对应一个子模型。

上述技术方案的有益效果：通过基于轮胎不同部位的第二子数据构建对应的不同部位的子模型并分别进行优化，可以精确的显示轮胎各个部位的磨损情况，提高三维模型的准确性。

实施例6：

本发明实施例提供一种轮胎全方位磨损检测系统，所述模型模块，还包括：

生成单元：将所有子模型根据坐标进行对齐，生成轮胎的三维模型，并对轮胎的三维模型进行优化填充。

该实施例中，将所有子模型进行对其组装，生成轮胎的三维模型。

上述技术方案的有益效果：通过对所有子模型进行对其生成轮胎的三维模型，可以实现更真实的视觉效果、基于每个子模型进行比对分析，全面地了解轮胎的使用情况。

实施例7：

本发明实施例提供一种轮胎全方位磨损检测系统，所述模型模块，还包括：

比对单元：对三维模型与原始模型的同一反射点进行比对；

分析单元：对比对结果进行差异分析，并计算差异值；

评估单元：基于差异值划分优秀、良好、一般、较差、不合格五个等级，基于等级实现对轮胎磨损情况的评估。

该实施例中，对三维模型与原始模型中同一反射点的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标、反射强度均进行比对。

该实施例中，对三维模型与原始模型中同一反射点的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标、反射强度的比对结果进行分析，将分析结果量化为差异值。

该实施例中，根据差异值划分等级，并根据等级对轮胎磨损情况进行评估。

上述技术方案的有益效果：通过对三维模型与原始模型进行比对分析，评估轮胎的磨损情况，可以准确的捕捉轮胎表面的形状和细节，提高轮胎的管理效率和精度，制定科学的轮胎维护策略，延长轮胎的使用寿命。

基于同一总的发明构思，本发明还保护一种轮胎全方位磨损检测方法，下面对本发明提供的轮胎全方位磨损检测方法进行描述，下文描述的轮胎全方位磨损检测方法与上文描述的轮胎全方位磨损检测系统可相互对应参照。

本发明提供一种轮胎全方位磨损检测方法，如图2所示，包括：

S101：使用激光扫描仪对轮胎进行全方位扫描，获取轮胎表面的反射信息，对反射信息进行预处理确定第一数据；

S102：基于第一数据确定第一特征，并根据第一特征划分第二子数据，基于第二子数据生成轮胎的三维模型，同时，从第一数据库提取对应轮胎的原始模型；

S103：将轮胎的三维模型与原始模型进行比对，基于比对结果对轮胎的磨损情况进行评估。

上述技术方案的有益效果：对激光扫描仪获取的轮胎表面反射信息进行预处理确定第一数据，对第一数据进行特征提取生成轮胎的三维模型，并于第一数据库中对应的原始模型进行比对分析，评估轮胎的磨损情况，可以全面检测轮胎磨损情况，提高三维模型的精度和真实性，延长轮胎的使用寿命。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种轮胎全方位磨损检测系统，其特征在于，包括：

扫描模块：使用激光扫描仪对轮胎进行全方位扫描，获取轮胎表面的反射信息，对反射信息进行预处理确定第一数据；

模型模块：基于第一数据确定第一特征，基于第一数据以及第一特征生成轮胎的三维模型，同时，从第一数据库提取对应轮胎的原始模型；

分析模块：将轮胎的三维模型与原始模型进行比对，基于比对结果对轮胎的磨损情况进行评估。

2.根据权利要求1所述的一种轮胎全方位磨损检测系统，其特征在于，所述扫描模块，包括：

获取单元：获取激光扫描仪发射的所有激光束在轮胎表面的反射信息，其中，反射信息包括所有激光束在轮胎表面形成的反射点对应的反射位置以及反射强度，反射位置包括水平坐标、竖直坐标、垂直坐标；

第一向量单元：基于反射信息确定每个反射点对应的第一向量，其中，/>分别表示反射点i1在轮胎表面的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标，/>表示反射点i1在轮胎表面的反射强度；

第二向量单元：基于反射信息确定反射点的邻域范围，计算每个反射点在邻域范围内的第二向量；

；

其中，N1表示反射点i1对应的邻域范围内除反射点i1的其余反射点数量；分别表示反射点的第二向量在轮胎表面对应的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标、反射强度；/>分别表示反射点i1对应的的邻域范围内的反射点j1的第一向量在轮胎表面的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标、反射强度； 分别表示反射点i1的滤波水平位置偏移量、滤波竖直位置偏移量、滤波垂直位置偏移量、滤波反射强度偏移量；/>表示反射点i1对应的邻域范围内反射点j1的权重系数；/>表示反射点j1与反射点i1之间的距离；/>表示滤波标准差。

3.根据权利要求2所述的一种轮胎全方位磨损检测系统，其特征在于，所述扫描模块，还包括：

比较单元：比较反射点与对应邻域范围内除反射点i1的其余所有反射点的距离大小，选择邻域范围内与反射点i1距离最小的反射点作为对应的参考点，其中，所述参考点ir1的第二向量表示为，其中，/>分别表示参考点ir1的第二向量在轮胎表面对应的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标、反射强度；

质心向量单元：基于反射点的第二向量与对应参考点的第二向量计算反射点的质心向量；

差向量单元：基于反射点的第二向量与质心向量计算反射点对应的差向量/>；

；

其中，，N2表示反射信息中所有反射点的数量；

差向量矩阵单元：基于所有差向量确定所有反射点的差向量矩阵D；

协方差矩阵单元：基于差向量矩阵确定所有反射点的协方差矩阵/>；

其中，/>表示差向量矩阵对应的转置矩阵；

分解单元：对协方差矩阵进行特征值分解，确定对应的特征值矩阵、特征向量矩阵，其中，特征值包括水平位置、竖直位置、垂直位置以及反射强度；

旋转矩阵单元：对特征向量矩阵进行正交化处理确定旋转矩阵；

分析单元：对旋转矩阵和所有质心向量的对应关系进行分析，确定所有反射点的配准水平位置偏移量、配准竖直位置偏移量、配准垂直位置偏移量、配准反射强度偏移量；

第三向量单元：基于每个反射点对应的第二向量、配准水平位置偏移量、配准竖直位置偏移量、配准垂直位置偏移量、配准反射强度偏移量，计算每个反射点的第三向量，其中，/>，/>分别表示反射点的第三向量在轮胎表面对应的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标、反射强度；

第一数据单元：基于所有反射点的第三向量确定第一数据。

4.根据权利要求3所述的一种轮胎全方位磨损检测系统，其特征在于，所述模型模块，包括：

第一提取单元：提取第一数据反射点的第三向量对应的反射强度作为第一特征；

第一聚类中心单元：基于第一特征从第一数据所有反射点中选取N3个第三向量作为第一聚类中心；

第一子集单元：将每个第一聚类中心分别与第一数据中的剩余反射点的反射强度差异进行计算，确定每个第一聚类中心的第一子集；

第三聚类中心单元：判断基于所述第一子集的第一聚类中心是否需要更换，若需要，将所述第一子集满足反射强度差异最小原则的反射点作为第三聚类中心，若不需要，将对应第一聚类中心视为第三聚类中心；

第二子数据单元：基于N3个第三聚类中心以及对应的第一子集将第一数据分割为N3个第二子数据。

5.根据权利要求4所述的一种轮胎全方位磨损检测系统，其特征在于，所述模型模块，还包括：

第二提取单元：分别提取每个第二子数据中所有反射点对应的水平坐标、竖直坐标、垂直坐标中的最小水平坐标、最小竖直坐标、最小垂直坐标组成对应的最小向量，以及最大水平坐标、最大竖直坐标、最大垂直坐标组成对应的最大向量；

中心向量单元：基于每个第二子数据的最小向量、最大向量确定对应的边界框，同时，获取与每个第二子数据所对应的第三聚类中心所生成的中心向量；

超三角形单元：基于每个第二子数据的中心向量以及边界框，确定对应的超三角形；

当前三角化单元：根据超三角形中的三个顶点形成初始三角网并作为当前三角化；

插入单元：逐次在第一子集中选择未被选择过的反射点作为插入点；

遍历单元：遍历当前三角化，同时，判断插入点是否在遍历的三角形的外接圆内，若是，则将对应的三角形标记为包含插入点；

删除单元：将包含插入点的三角形从当前三角化中删除，并将删除的三角形边记录为删除边；

加入单元：基于插入点和每条删除边的两个端点构建新的三角形，并加入到当前三角化中；

其中，当前三角化包括未删除的所有三角形；

最终超三角形单元：第一子集中没有未被选择过的反射点时，将当前三角化确定为最终超三角形；

子模型单元：将最终超三角形作为第二子数据对应的子模型；

细分拟合单元：对所有子模型进行细分曲面以及轮胎花纹拟合。

6.根据权利要求5所述的一种轮胎全方位磨损检测系统，其特征在于，所述模型模块，还包括：

生成单元：将所有子模型根据坐标进行对齐，生成轮胎的三维模型，并对轮胎的三维模型进行优化填充。

7.根据权利要求1所述的一种轮胎全方位磨损检测系统，其特征在于，所述模型模块，还包括：

比对单元：对三维模型与原始模型的同一反射点进行比对；

分析单元：对比对结果进行差异分析，并计算差异值；

评估单元：基于差异值划分优秀、良好、一般、较差、不合格五个等级，基于等级实现对轮胎磨损情况的评估。

8.一种轮胎全方位磨损检测方法，其特征在于，包括：

S101：使用激光扫描仪对轮胎进行全方位扫描，获取轮胎表面的反射信息，对反射信息进行预处理确定第一数据；

S102：基于第一数据确定第一特征，并根据第一特征划分第二子数据，基于第二子数据生成轮胎的三维模型，同时，从第一数据库提取对应轮胎的原始模型；

S103：将轮胎的三维模型与原始模型进行比对，基于比对结果对轮胎的磨损情况进行评估。