JP2004333295A

JP2004333295A - Method, device, and program for analyzing road holding image of tire

Info

Publication number: JP2004333295A
Application number: JP2003129536A
Authority: JP
Inventors: Masaya Miyazaki; 雅也宮崎
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-05-07
Filing date: 2003-05-07
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2023-05-07
Also published as: JP4216116B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a road holding image analysis method, a road holding image analysis device, and a road holding image analysis program for tires capable of reducing computation time and computational complexity for finding a road holding shape of a tire, and of reducing the amount of data on the found road holding shape of the tire. <P>SOLUTION: Image data 10 on road holding of the tire are acquired, and a road holding shape of the tire is formed from the image data 10. This formed road holding shape of the tire is divided, and the divided road holding shape sections (a front center section, a rear center section, a right shoulder section, and a left shoulder section) of the tire are approximated by functions, and road holding shape functions 27, 37, 41, 51 are found. These functions 27, 37, 41, 51 are combined, and a combined road holding shape function 60 is found. Consequently, the computation time and computational complexity for finding the road holding shape of the tire can be reduced, and the amount of data for the road holding shape of the tire can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、タイヤ接地画像解析方法、タイヤ接地画像解析装置およびタイヤ接地画像解析プログラムに関し、さらに詳しくは、取得したタイヤ接地画像データから接地形状関数を求めるタイヤ接地画像解析方法、タイヤ接地画像解析装置およびタイヤ接地画像解析プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」と称する）は、車両などの移動体が対象面、例えば路面上を移動するために、この路面と接触し、この車両などに搭載されたエンジンなどの動力源からの動力を対象面に伝達する唯一のものである。従って、タイヤの性能が車両の運動性能に多大な影響を与える。タイヤの性能には、例えば騒音性能、摩擦性能、操縦安定性能、制動性能など評価項目があり、これらの評価項目は、タイヤ接地特性によって変化するものである。このタイヤ接地特性には、接地面積、負荷荷重と接地面積に基づく平均圧力、タイヤの周方向（接地長方向）の最大接地長、タイヤの幅方向（接地幅方向）の最大接地幅などがある。これらのタイヤ接地特性を精度良く求めるためには、タイヤが対象面と接触した際のタイヤ接地形状、特にタイヤが対象面と接触した際のタイヤの接地面を構成する外郭線などを精度良く求めることが重要である。
【０００３】
そこで、従来では、タイヤ接地画像データの画像解析を行ない、タイヤ接地形状を求め、タイヤの接地特性を求める技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この従来の技術は、タイヤ接地画像データを画像解析する工程で１つの埋め尽くされたブロックになるまで膨張する工程と収縮する工程を組み合わせながら繰り返してタイヤ接地形状を求めるものである。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３２９３６７０号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術において、画像解析する工程で行われる膨張する工程と収縮する工程を繰り返すことは、タイヤ接地形状を求めるための計算時間が長くなる。また、一般に、画像データの画像解析は、膨大な計算が必要なため、タイヤ接地形状を求めるための計算量が多くなる。これらにより、処理速度の比較的速くないＰＣ（パーソナルコンピュータ）などを用いることが困難であり、処理速度の速い専用のタイヤ接地画像解析装置が必要となる問題があった。また、求められたタイヤ接地形状は、ピクセル画像であり、そのデータ量が多い。さらに、タイヤには多数の種類が存在し、これらのタイヤ接地形状も、タイヤの内圧や対象面に対する荷重などの接地条件によって異なるものである。これにより、タイヤの種類やタイヤの接地条件を異ならせて個々のタイヤ接地形状を求め、求められたタイヤ接地形状をデータとして保存、すなわちデータベース化することは困難であった。
【０００６】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タイヤ接地形状を求めるための計算時間の短縮、計算量の減少を図り、求められたタイヤ接地形状のデータ量の減少を図ることができるタイヤ接地画像解析方法、タイヤ接地画像解析装置およびタイヤ接地画像解析プログラムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明では、タイヤ接地画像データを取得する工程と、取得したタイヤ接地画像データからタイヤ接地形状を生成する工程と、生成されたタイヤ接地形状を関数で近似し、接地形状関数を求める工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、タイヤ接地画像データから生成されたタイヤ接地形状の接地形状関数を求める、すなわち生成されたタイヤ接地形状を関数により近似する。従って、従来のようにタイヤ接地画像データから膨張、収縮を繰り返してタイヤ接地形状であるピクセル画像を求める必要はなく、タイヤ接地形状を構成する接地形状関数を求めるための計算時間の短縮、計算量の減少を図ることができる。これにより、処理速度の比較的速くないＰＣなどを用いても、タイヤ接地画像解析を行うことができる。また、従来のように求められたタイヤ接地形状がピクセル画像ではなく、接地形状関数であるため、タイヤ接地形状のデータ量の減少を図ることができる。これにより、求められたタイヤ接地形状をデータとして保存、すなわちデータベース化することが容易となる。ここで、タイヤ接地形状とは、タイヤのトレッド部の形成されているすべての溝が存在しない場合のタイヤ接地面の外周である外郭線、タイヤの周方向の溝である周溝部分の外周、タイヤの幅方向の溝であるラグ溝部分の外周、少なくとも一方の側面が周溝部分に隣接するトレッド部を形成するブロックの集合の外周、１つのブロックの外周などをいう。
【０００９】
また、この発明では、請求項１に記載のタイヤ接地画像解析方法において、生成されたタイヤ接地形状を分割する工程を含み、分割されたタイヤ接地形状ごとに接地形状関数を求め、当該接地形状関数を結合することを特徴とする。
【００１０】
また、この発明では、請求項２に記載のタイヤ接地画像解析方法において、生成されたタイヤ接地形状の分割は、タイヤの接地幅方向に分割することを特徴とする。
【００１１】
これらの発明によれば、タイヤ接地形状の全体を１つの関数で近似するのではなく、複数の関数により近似する。従って、タイヤ接地形状が複雑な形状である場合に、分割されたタイヤ接地形状ごとに接地形状関数を求めることで、各接地形状関数が分割されたタイヤ接地形状に近似することができるので、タイヤ接地形状の全体も各接地形状関数を合わせることで近似することができる。これにより、タイヤ接地形状の全体に対して接地形状関数の近似性能が向上する。
【００１２】
また、この発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ接地画像解析方法において、接地形状関数は、多項式および／またはフーリエ級数であることを特徴とする。この発明によれば、計算時間が短く、計算量が少ない多項式またはタイヤ接地形状の全体に対する近似性能の高いフーリエ級数のいずれか、あるいは両方を用いることができる。これにより、生成されたタイヤ接地形状からタイヤ接地形状の関数を求める際に、計算時間の短縮、計算量の減少または近似性能の向上のいずれかを任意に選択することができる。
【００１３】
ここで、接地形状関数を多項式とする場合は、タイヤ接地形状とこのタイヤ接地形状に対応する多項式との相関係数の二乗値Ｒ^２が、０．８以上となる多項式であることが好ましい。この場合は、求められた接地形状関数からタイヤ接地特性を算出した際の精度の低下を防止するためである。さらに、相関係数の二乗値Ｒ^２が０．８以上である次数がＮ次からＮ＋２次までの多項式であることが好ましい。これは、接地形状関数で構成するタイヤ接地形状のデータ量の増加を防止するためである。
【００１４】
また、この発明では、請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ接地画像解析方法において、タイヤの接地幅方向の分割は、生成されたタイヤ接地形状を少なくとも左右ショルダー部と、前方センター部と、後方センター部とに分割し、且つ左右ショルダー部の幅はタイヤの接地幅に対して１〜１０％であることを特徴とする。この発明によれば、分割する左右ショルダー部の幅がタイヤの接地幅両端部からタイヤの周方向の溝である周溝部分までの距離よりも短くなるようにする。従って、分割された左右ショルダー部はこの周溝部分の影響を受けずに、周方向に単調に変化するものとなる。これにより、接地形状関数として次数の低い多項式を用いることができ、タイヤ接地形状を求めるための計算時間の短縮、計算量の減少をさらに図ることができる。
【００１５】
また、この発明では、請求項１〜５に記載のタイヤ接地画像解析方法において、前記取得したタイヤ接地画像データからタイヤ接地形状を生成する工程は、タイヤ接地画像データを当該タイヤ接地画像データの中心から線対称に折り返し、あるいは当該中心から点対称に回転させ、平均化を行う工程をさらに含むことを特徴とする。この発明によれば、ばらつきのあるタイヤ接地画像データのタイヤの接地面の前後、左右あるいは前後左右のいずれかを平均化する。これにより、生成されたタイヤ接地形状は、前後、左右あるいは前後左右のいずれかを平均化されるので、求められた接地形状関数から算出されるタイヤ接地特性の精度を図ることができる。
【００１６】
また、この発明のタイヤ接地画像解析装置では、請求項１〜６のいずれか１項に記載のタイヤ接地画像解析方法における各工程を処理する処理手段と、この処理手段にタイヤ接地画像データ、その他のデータを与える入力手段と、処理手段によるタイヤ接地画像解析の結果を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、タイヤ接地画像解析装置は、上記タイヤ接地画像解析方法を実行させるための処理手段を備えている。従って、入力手段により取得したタイヤ接地画像データから生成されたタイヤ接地形状の接地形状関数を求める、すなわち生成されたタイヤ接地形状を関数により近似する。従って、従来のようにタイヤ接地画像データから膨張、収縮を繰り返してタイヤ接地形状であるピクセル画像を求める必要はなく、タイヤ接地形状を構成する接地形状関数を求めるための計算時間の短縮、計算量の減少を図ることができる。これにより、処理速度の比較的速くないＰＣなどを用いても、タイヤ接地画像解析を行うことができる。また、従来のように求められたタイヤ接地形状がピクセル画像ではなく、接地形状関数であるため、タイヤ接地形状のデータ量の減少を図ることができる。これにより、求められたタイヤ接地形状をデータとして保存、すなわちデータベース化することが容易となる。
【００１８】
また、この発明のタイヤ接地画像解析プログラムは、請求項１〜６のいずれか１項に記載のタイヤ接地画像解析方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。この発明によれば、プログラムをコンピュータに読み取らせて実行することによって、請求項１〜６のいずれか１項に記載のタイヤ接地画像解析方法をコンピュータを利用して実現することができ、これらの各方法と同様の効果を得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００２０】
図１は、この発明に係るタイヤ接地画像解析方法を実行するタイヤ接地画像解析装置の構成例を示す図である。タイヤ接地画像データは、撮像装置２により生成され、この生成されたタイヤ接地画像データは、後述するタイヤ接地画像解析装置３に入力される。撮像装置２は、シート状媒体２ａと、支持基板２ｂと、カメラ２ｃとにより構成されている。
【００２１】
シート状媒体２ａは、支持基板２ｂ上に載置され、一定の厚さ、面積を有する厚紙、紙、その他の適切なシート状のものである。支持基板２ｂは、タイヤ１を所定の負荷荷重で支持し、且つ透明性を有する強化ガラスなどで形成されている。カメラ２ｃは、例えばＣＣＤカメラなどであり、支持基板２ｂの裏面から図示しない照明灯の光を当てることで、シート状媒体２ａを介してタイヤ１の支持基板２ｂに対する接地状態を撮像するものである。なお、カメラ２ｃは、上記シート状媒体２ａおよび支持基板２ｂを用いずに、予めタイヤ１のトレッド部１ａに墨や朱肉などの転写材を塗布し、紙などの被転写材に転写して得られたタイヤ１の接地状態を撮像しても良い。
【００２２】
ここで、カメラ２ｃは、撮像したタイヤ１の接地状態をアナログ状態からデジタル状態、すなわちタイヤ接地画像データにＡ／Ｄ変換する。ここで、変換されたタイヤ接地画像データは、二値化画像データあるいはグレースケール画像データの何れであっても良い。
【００２３】
タイヤ接地画像解析装置３は、処理手段である記憶部３ａと処理部３ｂとで構成されている。このタイヤ接地画像解析装置３には、入出力装置４が接続されており、ここに備えられた入力手段４ａは、撮像装置２が生成したタイヤ接地画像データを直接的に記憶部３ａや処理部３ｂに入力する指令などを与えるものである。また、上記撮像したタイヤ１の種類やこのタイヤ１の接地条件などのその他のデータを記憶部３ａや処理部３ｂに与えるものでもある。なお、入力手段４ａは、撮像装置２が生成したタイヤ接地画像データを間接的に記憶部３ａや処理部３ｂに入力しても良い。つまり、撮像装置２から直接的にタイヤ接地画像データをタイヤ接地画像解析装置３に入力しなくとも、他の場所で撮像されたタイヤ１の接地状態から生成されたタイヤ接地画像データをタイヤ接地画像解析装置３に入力しても良い。ここで、入力手段４ａには、キーボード、マウス、マイク等の入力デバイスが使用することができる。
【００２４】
記憶部３ａには、本発明に係るタイヤ接地画像解析方法を実現する本発明のタイヤ接地画像解析方法が組み込まれたタイヤ接地画像解析プログラムが格納されている。ここで、記憶部３ａは、ハードディスク装置等の固定ディスク装置、フレキシブルディスク、光磁気ディスク装置、またはフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ等のような読み出しのみが可能な記憶媒体）や、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）のような揮発性のメモリ等のストレージ手段、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。
【００２５】
また、上記タイヤ接地画像解析プログラムは、必ずしも単一的に構成されるものに限られず、コンピュータシステムにすでに記憶されているプログラム、例えばＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）に代表される別個のプログラムと協働してその機能を達成するものであっても良い。また、図１に示す処理部３ｂの機能を実現するためのタイヤ接地画像解析プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶して、この記録媒体に記録されたタイヤ接地画像解析プログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより本発明に係るタイヤ接地画像解析方法を実行しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器などのハードウェアを含むものとする。
【００２６】
処理部３ｂは、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリとＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）とにより構成されている。タイヤ接地画像解析の際には、上記のようにタイヤ接地画像解析装置３が取得したタイヤ接地画像データに基づいて、この処理部３ｂが上記タイヤ接地画像解析プログラムを処理部３ｂの図示しないメモリに読み込んで演算を行う。なお、処理部３ｂは、適宜演算途中の数値を記憶部３ａに格納し、格納した数値を適宜記憶部３ａから取り出して演算を行う。なお、この処理部３ｂは、上記タイヤ接地画像解析プログラムの替わりに専用のハードウェアにより実現されるものであっても良い。
【００２７】
処理部３ｂが演算することで求められた接地形状関数やタイヤ接地画像解析結果などは、入出力装置４の表示手段４ｂにより表示される。ここで、表示手段４ｂには、ＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）や液晶表示装置等を使用することができる。また、この求められた接地形状関数やタイヤ接地画像解析結果などは、図示しないプリンタに出力することができる。また、記憶部３ａは、処理部３ｂ内に設けられていても良いし、他の装置（例えば、データベースサーバ）内に設けられていても良い。また、入出力装置４を備えた図示しない端末装置から、タイヤ接地画像解析装置３に有線、無線のいずれかの方法でアクセスすることができる構成であっても良い。
【００２８】
次に、タイヤ接地画像解析方法について説明する。図２は、この発明に係るタイヤ接地画像解析方法のフローチャートを示す図である。図３〜図１１は、この発明に係るタイヤ接地画像解析方法の説明図である。図１２は、この発明に係るタイヤ接地画像解析方法により求められた結合接地形状関数を示す図である。ここで、各図は、図６および図７のＹ軸を除いてＹ軸はタイヤ１の周方向、すなわち接地長方向、Ｘ軸をタイヤ１の幅方向、すなわち接地幅方向とする。図２に示すように、この発明に係るタイヤ接地画像解析画像は、まずタイヤ接地画像解析装置３が上述のように撮像装置２あるいは他の場所で撮像されたタイヤ接地画像データ１０を取得する（ステップＳＴ１）。図３（ａ）に示すように、タイヤ接地画像解析装置３に取得されたタイヤ設置画像データ１０は、二値化画像データあるいはグレースケール画像データである。
【００２９】
次に、取得されたタイヤ接地画像データ１０の中心Ａを算出する（ステップＳＴ２）。これは、タイヤ接地画像解析装置３の処理部３ｂがタイヤ接地画像データ１０のうちタイヤ接地面の接地長が最大となるＹ軸と平行な線と接地幅が最大となるＸ軸と平行線が交差する点のＸＹ座標を決定することで行われる。次に、タイヤ接地画像データ１０からタイヤ接地形状である外郭線を生成する（ステップＳＴ３）。次に、生成されたタイヤ接地形状である外郭線を分割する（ステップ４）。ここで、外郭線とは、タイヤ１のトレッド部１ａの形成されているすべての溝が存在しない場合のタイヤ接地面の外周をいう。以下に、外郭線の生成、生成した外郭線の分割の具体的方法について説明する。なお、タイヤ接地形状は、外郭線に限られるものではなく、例えばタイヤの周方向の溝である周溝部分の外周、タイヤの幅方向の溝であるラグ溝部分の外周、少なくとも一方の側面が周溝部分に隣接するトレッド部を形成するブロックの集合の外周、１つのブロックの外周などであっても良い。
【００３０】
まず、処理部３ｂは、この中心ＡのＸＹ座標を通るＸ軸と平行な線により、タイヤ接地画像データ１０から図３（ｂ）に示す上部接地画像データ２０と同図（ｂ）に示す下部接地画像データ３０とを取り出す。次に、処理部３ｂは、上部接地画像データ２０をタイヤ１の周方向、すなわちタイヤの回転方向の上側からスキャンする。つまり、上部接地画像データ２０のタイヤ接地面より上側から下側に向かってスキャンし、スキャンを開始したＹ座標からタイヤ接地面に接する距離が最大となる点をＸ座標ごとに算出し、この複数の点のＸＹ座標を結合することで、図４（ａ）に示すようにタイヤ接地面の上部外郭線２１を生成する。次に、処理部３ｂは、この上部外郭線２１をＸ軸方向、すなわち接地幅方向に分割し、同図（ｂ）に示すように前方センター部２２、上部右ショルダー部２３、上部左ショルダー部２４とする。
【００３１】
次に、処理部３ｂは、下部接地画像データ３０をタイヤ１の周方向、すなわちタイヤの回転方向の下側からスキャンする。つまり、下部接地画像データ３０のタイヤ接地面より下側から上側に向かってスキャンし、スキャンを開始したＹ座標からタイヤ接地面に接する距離が最大となる点をＸ座標ごとに算出し、この複数の点のＸＹ座標を結合することで、図５（ａ）に示すようにタイヤ接地面の下部外郭線３１を生成する。次に、処理部３ｂは、この下部外郭線３１をＸ軸方向、すなわち接地幅方向に分割し、同図（ｂ）に示すように後方センター部３２、下部右ショルダー部３３、下部左ショルダー部３４とする。
【００３２】
次に、左右ショルダー部４０，５０を生成する。まず、処理部３ｂは、図６（ａ）に示す上部外郭線２１から分割された上部右ショルダー部２３と、同図（ｂ）に示す下部外郭線３１から分割された下部右ショルダー部３３とを結合し、同図（ｃ）に示すように右ショルダー部４０を生成する。次に、処理部３ｂは、図７（ａ）に示す上部外郭線２１から分割された上部左ショルダー部２４と、同図（ｂ）に示す下部外郭線３１から分割された下部左ショルダー部３４とを結合し、左ショルダー部５０を生成する。以上により、処理部３ｂは、タイヤ接地画像データ１０からタイヤ接地形状である外郭線を生成し（ステップＳＴ３）、生成されたタイヤ接地形状である外郭線を前方センター部２２、後方センター部３２、右ショルダー部４０、左ショルダー部５０に分割する（ステップＳＴ４）。
【００３３】
次に、分割したタイヤ接地形状である外郭線の溝部分を削除する（ステップＳＴ５）。ここで、外郭線に影響する溝としては、タイヤ接地面におけるタイヤ１の周方向の溝と、タイヤ接地面におけるタイヤ１の幅方向の溝とがある。従って、これら周方向の溝である周溝部分と幅方向の溝であるラグ溝部分を削除する。図８（ａ）および図９（ａ）に示すように、上部外郭線２１から分割された前方センター部２２および下部外郭線３１から分割された後方センター部３２には、それぞれ周溝部分２５，３５が存在する。まず、処理部３ｂは、前方センター部２２および後方センター部３２を微分し、図８（ｂ）および図９（ｂ）に示すように、周溝部分２５´，３５´を抽出する。次に、処理部３ｂは、抽出された周溝部分２５´，３５´を前方センター部２２および後方センター部３２から削除する。そして、周溝部分２５´，３５´を削除された前方センター部２２および後方センター部３２は、離散した線の集合となるので、処理部３ｂは、この離散した線どうしを接続して、図８（ｃ）および図９（ｃ）に示すように、前方センター部２６および後方センター部３６を生成する。なお、前方センター部２６、後方センター部３６、右ショルダー部４０、左ショルダー部５０のラグ溝部分は、上述のように、上部接地画像データ２０および下部接地画像データ３０をスキャンし、上部外郭線２１および下部外郭線３１を生成した際に削除される。
【００３４】
次に分割したタイヤ接地形状である外郭線ごとに関数で近似し、接地形状関数を求める（ステップＳＴ６）。ここでは、外郭線を近似する関数として多項式を用いる場合について説明する。なお、タイヤ接地形状（外郭線）を近似する関数としてフーリエ級数を用いても良い。この場合は、タイヤ接地形状の全体に対する接地形状関数の近似性能を向上することができる。従って、求められた接地形状関数からタイヤ接地特性を算出した際の精度が向上する。以下に、接地形状関数を求める具体的方法について述べる。
【００３５】
まず、前方センター部２６および後方センター部３６を近似する多項式を求める。これは、処理部３ｂが、次数の低い多項式、例えば１次式から、次数の高い多項式、例えばＮ次式まで次数を上げた関数を順次求める。そして、前方センター部２６あるいは後方センター部３６を構成する点の各ＸＹ座標と、この各ＸＹ座標に対応する多項式の解との相関係数の二乗値Ｒ^２が、０．８以上となる多項式を決定する。これは、求められた接地形状関数からタイヤ接地特性を算出した際の精度の低下を防止するためである。従って、例えば図１０における同図（ａ）〜（ｃ）に示す１次式から３次式までは、相関係数の二乗値Ｒ^２が０．８以上ではないが、同図（ｄ）〜（ｆ）に示す４次式から６次式では、相関係数の二乗値Ｒ^２が０．８以上であるので、４次式以上の多項式であれば、いずれの多項式も前方センター部２６あるいは後方センター部３６の接地形状関数２７，３７とすることができる。しかし、次数が高くなると式として複雑になり、接地形状関数で構成するタイヤ接地形状のデータ量が増加する。このデータ量の増加を防止するため、相関係数の二乗値Ｒ^２が０．８以上である次数がＮ次からＮ＋２次までの多項式を前方センター部２６あるいは後方センター部３６の接地形状関数２６、３６とすることが好ましい。従って、例えば図１０における同図（ｄ）〜（ｆ）に示す４次式から６次式までのいずれかを前方センター部２６あるいは後方センター部３６の接地形状関数２７，３７とする。
【００３６】
次に、右ショルダー部４０および左ショルダー部５０を近似する多項式を求める。これは、上記前方センター部２６および後方センター部３６の接地形状関数を求める場合と同様に、処理部３ｂは、次数の低い多項式から次数の高い多項式まで次数を上げた関数を求める。そして、右ショルダー部４０あるいは左ショルダー部５０を構成する点の各ＸＹ座標と、この各ＸＹ座標に対応する多項式の解との相関係数の二乗値Ｒ^２が、０．８以上となる多項式を決定する。従って、例えば図１１においては、同図（ａ）に示す１次式は、相関係数の二乗値Ｒ^２が０．８以上ではないが、同図（ｂ）〜（ｆ）に示す２次式から６次式では、相関係数の二乗値Ｒ^２が０．８以上であるので、２次式以上の多項式であれば、いずれの多項式も右ショルダー部４０あるいは左ショルダー部５０の接地形状関数４１，５１とすることができる。また、上述のように、データ量の増加を防止するため、相関係数の二乗値Ｒ^２が０．８以上である次数がＮ次からＮ＋２次までの多項式を右ショルダー部４０あるいは左ショルダー部５０の接地形状関数４１，５１とすることが好ましい。従って、例えば図１０においる同図（ｂ）〜（ｄ）に示す２次式から４次式までのいずれかを右ショルダー部４０あるいは左ショルダー部５０の接地形状関数４１，５１とする。
【００３７】
次に、接地形状関数の結合を行う（ステップＳＴ７）。つまり、処理部３ｂは、前方センター部２６、後方センター部３６、右ショルダー部４０、左ショルダー部５０の接地形状関数２７，３７，４１，５１を結合し、図１２に示すように、結合接地形状関数６０とする。この結合接地形状関数６０は、タイヤ接地形状である外郭線を近似した関数である。なお、接地形状関数２７，３７，４１，５１は、接地形状関数２７，３７，４１，５１の端点どうしが結合している必要はなく、離れた状態であっても良い。つまり、接地形状関数２７，３７，４１，５１を合わせる、すなわちグループ化できれば良い。
【００３８】
次に、結合接地形状関数６０をタイヤ接地形状としてデータ化する（ステップＳＴ８）。つまり、処理部３ｂは、タイヤ接地形状である外郭線の結合接地形状６０と、上記入出力装置４の入力手段４ａにより、タイヤ接地画像解析装置３に入力された撮像装置２などにより撮像したタイヤ１の種類やこのタイヤ１の接地条件などのその他のデータとを１つのタイヤ接地形状のデータとする。なお、タイヤ接地形状のデータは、同図に示すように、入出力装置４の表示手段４ｂにより表示することができる。そして、処理部３ｂは、タイヤ接地形状のデータを記憶部３ａに保存、すなわちデータベース化する（ステップＳＴ９）。なお、タイヤ接地形状のデータの保存は、タイヤ接地画像解析装置３の記憶部３ａではなく、他のこのタイヤ接地画像解析装置３とインターネットあるいはイントラネットなどのネットワークを介して接続されたデータベース用のサーバーなどに保存しても良い。
【００３９】
また、処理部３ｂは、このタイヤ接地形状のデータに基づいて、タイヤ接地特性を算出しても良い（ステップＳＴ１０）。つまり、結合接地形状関数６０から、タイヤ接地特性である接地面積、負荷荷重と接地面積に基づく平均圧力、タイヤの周方向（接地長方向）の最大接地長、タイヤの幅方向（接地幅方向）の最大接地幅などを算出しても良い。これらのタイヤ接地特性は、入出力装置４の表示手段４ｂにより表示することができる。また、これらのタイヤ接地特性をタイヤ接地形状のデータに含めて記憶部３ａに保存、すなわちデータベース化しても良い（ステップＳＴ９）。
【００４０】
さらに、処理部３ｂは、このタイヤ接地形状のデータをシミュレーションに利用しても良い（ステップＳＴ１１）。つまり、このタイヤ接地形状のデータからタイヤ１の接地面のモデルを作成し、タイヤ１の性能評価、例えば騒音性能、摩擦性能、操縦安定性能、制動性能などの評価を行っても良い。この場合は、タイヤ接地形状のデータが結合接地形状関数６０であるので、容易にタイヤ１の接地面のモデルを作成することができ、シミュレーションを行うタイヤ接地画像解析装置３の計算時間や計算量を減少することができる。なお、上記タイヤ接地画像解析装置３の処理部３ｂの処理能力が低い場合は、他のシミュレーションを行う処理能力の高い専用のシミュレーション装置に、上記タイヤ接地形状のデータを入力することでシミュレーションを行っても良い。
【００４１】
以上により、従来のようにタイヤ接地画像データ１０から膨張、収縮を繰り返してタイヤ接地形状であるピクセル画像を求める必要はなく、タイヤ接地形状を求めるための計算時間の短縮、計算量の減少を図ることができる。これにより、処理速度の比較的速くないＰＣなどを用いても、タイヤ接地画像解析を行うことができる。また、従来のように求められたタイヤ接地形状がピクセル画像ではなく、結合接地形状関数６０であるため、タイヤ接地形状のデータ量の減少を図ることができる。これにより、求められたタイヤ接地形状をデータとして保存、すなわちデータベース化することが容易となる。
【００４２】
なお、上記実施形態における生成されたタイヤ接地形状である外郭線の接地幅方向の分割、すなわち前方センター部２２、後方センター部３２、右ショルダー部４０、左ショルダー部５０に分割する際には、右ショルダー部４０および左ショルダー部５０の幅は、タイヤ１の接地幅、すなわちタイヤ接地画像データ１０のタイヤ１の接地面の接地幅に対して１〜１０％であることが好ましい。図１３および図１４は、タイヤの接地幅に対する左右ショルダー部の幅が異なる場合の説明図である。図１３（ａ）および（ｂ）は、左右ショルダー部／接地幅＝１％の場合、図１３（ｃ）および（ｄ）は、左右ショルダー部／接地幅＝５％の場合、図１４（ａ）および（ｂ）は、左右ショルダー部／接地幅＝１０％の場合、図１４（ｃ）および（ｄ）は、左右ショルダー部／接地幅＝１５％の場合を示す図である。
【００４３】
図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、タイヤ１の接地幅に対して１％の幅で分割された右ショルダー部４０ａおよび左ショルダー部５０ａの接地形状関数を含む結合接地形状関数６０ａは、タイヤ接地画像データ１０のタイヤ１の接地面の外周と近似している。また、同様に、図１３（ｃ）、（ｄ）に示す５％の幅で分割された右ショルダー部４０ｂおよび左ショルダー部５０ｂの接地形状関数を含む結合接地形状関数６０ｂは、タイヤ接地画像データ１０のタイヤ１の接地面の外周と近似している。また、同様に、図１４（ａ）、（ｂ）に示す１０％の幅で分割された右ショルダー部４０ｃおよび左ショルダー部５０ｃの接地形状関数を含む結合接地形状関数６０ｃは、タイヤ接地画像データ１０のタイヤ１の接地面の外周と近似している。しかし、タイヤ１の接地幅に対して１５％の幅で分割された右ショルダー部４０ｄおよび左ショルダー部５０ｄの接地形状関数を含む結合接地形状関数６０ｄは、タイヤ接地画像データ１０のタイヤ１の接地面の外周と近似していない。
【００４４】
これは、一般的なタイヤ１がトレッド部１ａを構成する図示しないブロックの剛性低下を防止するため、このタイヤ１の接地幅が最大となる場合に、右ショルダー部４０および左ショルダー部５０の近傍の周溝部分２５，３５を、タイヤ１の接地幅の両端部からこの接地幅の１０％以内に形成していないためである。つまり、タイヤ１の接地幅に対して１５％の幅で分割された右ショルダー部４０ｄあるいは左ショルダー部５０ｄと、前方センター部２２ｄあるいは後方センター部３２ｄとの分割は、周溝部分２５，３５で行われてしまう。従って、右ショルダー部４０ｄおよび左ショルダー部５０ｄの接地形状関数が周溝部分２５，３５の影響を受けてしまう。
【００４５】
従って、分割する右ショルダー部４０および左ショルダー部５０の幅をタイヤ１の接地幅に対して１０％以下にすることで、分割された右ショルダー部４０および左ショルダー部５０は、この周溝部分２５，３５の影響を受けずに、周方向に単調に変化するものとなる。これにより、接地形状関数として次数の低い多項式を用いることができ、タイヤ接地形状を求めるための計算時間の短縮、計算量の減少を図ることができる。
【００４６】
〔実施例〕
ここでは、上記タイヤ接地画像解析方法により、タイヤ接地画像データから生成したタイヤ接地形状である外郭線を関数で近似して求められた結合接地形状関数とタイヤ接地画像データとの比較を行った。図１５および図１６は、結合接地形状関数とタイヤ接地画像データとの比較を示す図である。図１５（ａ）は、サイズが２０５／６５Ｒ１５９４Ｓである乗用車用のラジアルタイヤを図示しないリムに装着した状態で、タイヤの内圧２３０ｋＰａ、荷重４．６ｋＮとしたタイヤ接地画像データ１０ａから結合接地状態関数６０ｅを求めたものである。図１５（ｂ）は、サイズが２０５／６５Ｒ１５９４Ｈである乗用車用のラジアルタイヤを図示しないリムに装着した状態で、タイヤの内圧１９０ｋＰａ、荷重４．６ｋＮとしたタイヤ接地画像データ１０ｂから結合接地状態関数６０ｆを求めたものである。図１６（ａ）は、サイズが１９５／６５Ｒ１５９１Ｈである乗用車用のラジアルタイヤを図示しないリムに装着した状態で、タイヤの内圧２３０ｋＰａ、荷重４．１ｋＮとしたタイヤ接地画像データ１０ｃから結合接地状態関数６０ｇを求めたものである。図１６（ｂ）は、サイズが１１Ｒ２２．５１４Ｐであるトラック用のラジアルタイヤを図示しないリムに装着した状態で、タイヤの内圧９００ｋＰａ、荷重２４．５２ｋＮとしたタイヤ接地画像データ１０ｄから結合接地状態関数６０ｈを求めたものである。
【００４７】
いずれの場合にも、結合接地形状関数６０ｅ〜ｈは、それぞれタイヤ接地画像データ１０ａ〜ｄのタイヤ１の接地面の外周と近似していることが分かる。従って、この結合接地形状関数６０ｅ〜ｈから、タイヤ接地特性（接地面積、平均圧力、最大接地長、最大接地幅など）を精度良く算出できる。また、結合接地形状関数６０ｅ〜ｈをシミュレーションに利用して、タイヤ１の性能評価（騒音性能、摩擦性能、操縦安定性能、制動性能など）の評価の信頼性が向上することができる。
【００４８】
なお、上記実施形態では、中心ＡのＸＹ座標を基準として、タイヤ接地画像データ１０から上部接地画像データ２０と下部接地画像データ３０とを取り出した後、タイヤ接地形状である上部外郭線２１と下部外郭線３１を生成し、前方センター部２２、後方センター部３２、右ショルダー部４０、左ショルダー部５０に分割する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、タイヤ接地画像データ１０から直接タイヤ接地形状である外郭線を生成し、前方センター部２２、後方センター部３２、右ショルダー部４０、左ショルダー部５０に分割しても良い。この場合は、タイヤ接地画像データ１０を上下左右すべての方向からスキャンし、スキャンした上部外郭線から前方センター部２１、下部外郭線から後方センター部３１、右部外郭線から右ショルダー部４０、左部外郭線から左ショルダー部５０を分割する。そして、これら前方センター部２２、後方センター部３２、右ショルダー部４０、左ショルダー部５０の溝部分（周溝部分、ラグ溝部分）を微分などで抽出し、この抽出された溝部分を削除する。
【００４９】
また、上記実施形態において、取得したタイヤ接地画像データ１０をこのタイヤ接地画像データ１０の中心Ａから線対称に折り返し、あるいはこの中心Ａから点対称に、例えば１８０°回転させ、平均化を行っても良い。つまり、生成されるタイヤ接地形状である外郭線の前方センター部２１と後方センター部３１、右ショルダー部４０と左ショルダー部５０のいずれか一方あるいは両方を平均した外郭線とする。この場合は、生成されたタイヤ接地形状は、前後、左右あるいは前後左右のいずれかが平均化された外郭線となるので、タイヤ接地形状を構成する総合接地形状関数６０から算出されるタイヤ接地特性の精度を図ることができる。なお、取得したタイヤ接地画像データ１０の平均化には、このタイヤ接地画像データ１０を論理和、論理差により平均化する場合も含まれる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るタイヤ接地画像解析方法（請求項１）によれば、タイヤ接地画像データから生成されたタイヤ接地形状の接地形状関数を求める、すなわち生成されたタイヤ接地形状を関数により近似する。従って、従来のようにタイヤ接地画像データから膨張、収縮を繰り返してタイヤ接地形状であるピクセル画像を求める必要はなく、タイヤ接地形状を構成する接地形状関数を求めるための計算時間の短縮、計算量の減少を図ることができる。これにより、処理速度の比較的速くないＰＣなどを用いても、タイヤ接地画像解析を行うことができる。また、従来のように求められたタイヤ接地形状がピクセル画像ではなく、接地形状関数であるため、タイヤ接地形状のデータ量の減少を図ることができる。これにより、求められたタイヤ接地形状をデータとして保存、すなわちデータベース化することが容易となる。
【００５１】
また、この発明に係るタイヤ接地画像解析方法（請求項２および請求項３）によれば、上記タイヤ接地画像解析方法において、タイヤ接地形状の全体を１つの関数で近似するのではなく、複数の関数により近似する。従って、タイヤ接地形状が複雑な形状である場合に、分割されたタイヤ接地形状ごとに接地形状関数を求めることで、各接地形状関数が割されたタイヤ接地形状に近似することができるので、タイヤ接地形状の全体も各接地形状関数を合わせることで近似することができる。これにより、タイヤ接地形状の全体に対して接地形状関数の近似性能が向上する。
【００５２】
また、この発明に係るタイヤ接地画像解析方法（請求項４）によれば、上記タイヤ接地画像解析方法において、計算時間が短く、計算量が少ない多項式またはタイヤ接地形状の全体に対する近似性能の高いフーリエ級数のいずれか、あるいは両方を用いることができる。これにより、生成されたタイヤ接地形状からタイヤ接地形状の関数を求める際に、計算時間の短縮、計算量の減少または近似性能の向上のいずれかを任意に選択することができる。
【００５３】
また、この発明に係るタイヤ接地画像解析方法（請求項５）によれば、分割する左右ショルダー部の幅がタイヤの接地幅両端部からタイヤの周方向の溝である周溝部分までの距離よりも短くなるようにする。従って、分割された左右ショルダー部はこの周溝部分の影響を受けずに、周方向に単調に変化するものとなる。これにより、接地形状関数として次数の低い多項式を用いることができ、タイヤ接地形状を求めるための計算時間の短縮、計算量の減少をさらに図ることができる。
【００５４】
また、この発明に係るタイヤ接地画像解析方法（請求項６）によれば、ばらつきのあるタイヤ接地画像データのタイヤの接地面の前後、左右あるいは前後左右のいずれかを平均化する。これにより、生成されたタイヤ接地形状は、前後、左右あるいは前後左右のいずれかを平均化されるので、求められた接地形状関数から算出されるタイヤ接地特性の精度を図ることができる。
【００５５】
また、この発明に係るタイヤ接地画像解析装置（請求項７）によれば、タイヤ接地画像解析装置は、上記タイヤ接地画像解析方法を実行させるための処理手段を備えている。従って、入力手段により取得したタイヤ接地画像データから生成されたタイヤ接地形状の接地形状関数を求める、すなわち生成されたタイヤ接地形状を関数により近似する。従って、従来のようにタイヤ接地画像データから膨張、収縮を繰り返してタイヤ接地形状であるピクセル画像を求める必要はなく、タイヤ接地形状を構成する接地形状関数を求めるための計算時間の短縮、計算量の減少を図ることができる。これにより、処理速度の比較的速くないＰＣなどを用いても、タイヤ接地画像解析を行うことができる。また、従来のように求められたタイヤ接地形状がピクセル画像ではなく、接地形状関数であるため、タイヤ接地形状のデータ量の減少を図ることができる。これにより、求められたタイヤ接地形状をデータとして保存、すなわちデータベース化することが容易となる。
【００５６】
また、この発明に係るタイヤ接地画像解析プログラムによれば、プログラムをコンピュータに読み取らせて実行することによって、請求項１〜６のいずれか一つに記載のタイヤ接地画像方法をコンピュータを利用して実現することができ、これらの各方法と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るタイヤ接地画像解析方法を実行するタイヤ接地画像解析装置の構成例を示す図である。
【図２】この発明に係るタイヤ接地画像解析方法のフローチャートを示す図である。
【図３】この発明に係るタイヤ接地画像解析方法の説明図である。
【図４】この発明に係るタイヤ接地画像解析方法の説明図である。
【図５】この発明に係るタイヤ接地画像解析方法の説明図である。
【図６】この発明に係るタイヤ接地画像解析方法の説明図である。
【図７】この発明に係るタイヤ接地画像解析方法の説明図である。
【図８】この発明に係るタイヤ接地画像解析方法の説明図である。
【図９】この発明に係るタイヤ接地画像解析方法の説明図である。
【図１０】この発明に係るタイヤ接地画像解析方法の説明図である。
【図１１】この発明に係るタイヤ接地画像解析方法の説明図である。
【図１２】この発明に係るタイヤ接地画像解析方法により求められた結合接地形状関数を示す図である。
【図１３】タイヤの接地幅に対する左右ショルダー部の幅が異なる場合の説明図である。
【図１４】タイヤの接地幅に対する左右ショルダー部の幅が異なる場合の説明図である。
【図１５】結合接地形状関数とタイヤ接地画像データとの比較を示す図である。
【図１６】結合接地形状関数とタイヤ接地画像データとの比較を示す図である。
【符号の説明】
１タイヤ
２撮像装置
３タイヤ接地画像解析装置
４入出力装置
１０タイヤ接地画像データ
２０上部タイヤ接地画像データ
２１上部外郭線
２２，２６前方ショルダー部
２７接地形状関数
３０下部タイヤ接地画像データ
３１下部外郭線
３２，３６後方ショルダー部
３７接地形状関数
４０右ショルダー部
４１接地形状関数
５０左ショルダー部
５１接地形状関数
６０結合接地形状関数[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tire contact image analysis method, a tire contact image analysis device, and a tire contact image analysis program, and more particularly, to a tire contact image analysis method and a tire contact image analysis device for obtaining a contact shape function from acquired tire contact image data. And a tire contact image analysis program.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A pneumatic tire (hereinafter, simply referred to as a “tire”) comes into contact with a moving body such as a vehicle to move on a target surface, for example, a road surface, and the power of an engine or the like mounted on the vehicle or the like. It is the only thing that transfers power from the source to the target surface. Therefore, the performance of the tire has a great influence on the kinetic performance of the vehicle. Tire performance includes evaluation items such as noise performance, friction performance, steering stability performance, braking performance, and the like, and these evaluation items change depending on tire contact characteristics. The tire contact characteristics include a contact area, an average pressure based on a load applied and a contact area, a maximum contact length in a tire circumferential direction (contact length direction), a maximum contact width in a tire width direction (contact width direction), and the like. . In order to determine these tire contact characteristics with high accuracy, the tire contact shape when the tire comes into contact with the target surface, particularly the contour line that constitutes the tire contact surface when the tire comes into contact with the target surface, is found with high accuracy. This is very important.
[0003]
Therefore, conventionally, a technique has been proposed in which image analysis of tire contact image data is performed, a tire contact shape is determined, and a contact characteristic of the tire is determined (for example, see Patent Document 1). In this conventional technique, a tire contact shape is obtained by repeatedly performing a process of expanding and contracting until one filled block is obtained in an image analyzing process of tire contact image data.
[0004]
[Patent Document 1]
Patent No. 3293670
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional technique, repeating the expanding step and the contracting step performed in the image analysis step increases the calculation time for obtaining the tire contact shape. In general, image analysis of image data requires a huge amount of calculation, and therefore, the amount of calculation for obtaining the tire contact shape increases. For these reasons, it is difficult to use a PC (personal computer) or the like having a relatively low processing speed, and there is a problem that a dedicated tire grounding image analysis device having a high processing speed is required. The determined tire contact shape is a pixel image, and its data amount is large. Further, there are many types of tires, and the tire contact shapes also differ depending on the contact conditions such as the internal pressure of the tire and the load on the target surface. As a result, it is difficult to obtain individual tire contact shapes by changing the type of tire and the contact condition of the tire, and to store the obtained tire contact shapes as data, that is, to make a database.
[0006]
Therefore, the present invention has been made in view of the above, and aims to shorten the calculation time and the amount of calculation for obtaining the tire contact shape and reduce the data amount of the determined tire contact shape. It is an object of the present invention to provide a tire contact image analysis method, a tire contact image analysis device, and a tire contact image analysis program which can perform the following.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, a step of acquiring tire contact image data, a step of generating a tire contact shape from the acquired tire contact image data, and approximating the generated tire contact shape with a function, Determining a ground contact shape function.
[0008]
According to the present invention, the contact shape function of the tire contact shape generated from the tire contact image data is obtained, that is, the generated tire contact shape is approximated by a function. Therefore, it is not necessary to obtain the pixel image as the tire contact shape by repeating inflation and contraction from the tire contact image data as in the related art, and the calculation time and calculation amount for finding the contact shape function constituting the tire contact shape are reduced. Can be reduced. Thus, even if a PC having a relatively low processing speed is used, the tire contact image analysis can be performed. Further, since the tire contact shape obtained as in the related art is not a pixel image but a contact shape function, the data amount of the tire contact shape can be reduced. This makes it easy to store the determined tire contact shape as data, that is, to create a database. Here, the tire contact shape is an outer line that is the outer periphery of the tire contact surface when all the grooves formed in the tread portion of the tire are not present, the outer periphery of the circumferential groove portion that is a groove in the circumferential direction of the tire, The outer periphery of a lug groove portion, which is a groove in the width direction of the tire, the outer periphery of a set of blocks forming a tread portion having at least one side surface adjacent to the peripheral groove portion, the outer periphery of one block, and the like.
[0009]
Further, in the present invention, in the tire grounding image analysis method according to claim 1, the method includes a step of dividing the generated tire grounding shape, and obtains a grounding shape function for each of the divided tire grounding shapes. Are combined.
[0010]
According to the present invention, in the tire ground contact image analysis method according to claim 2, the generated tire ground contact shape is divided in a tire contact width direction.
[0011]
According to these inventions, the entire tire contact shape is not approximated by one function, but is approximated by a plurality of functions. Therefore, when the tire contact shape is a complex shape, by calculating the contact shape function for each of the divided tire contact shapes, each contact shape function can be approximated to the divided tire contact shape. The entire grounding shape can also be approximated by combining the grounding shape functions. Thereby, the approximation performance of the contact shape function with respect to the entire tire contact shape is improved.
[0012]
According to the present invention, in the tire contact image analysis method according to any one of claims 1 to 3, the contact shape function is a polynomial and / or a Fourier series. According to the present invention, either or both of a polynomial having a short calculation time and a small amount of calculation, and a Fourier series having a high approximation performance to the entire tire contact shape can be used. Thereby, when obtaining the function of the tire contact shape from the generated tire contact shape, any one of shortening the calculation time, reducing the amount of calculation, or improving the approximation performance can be arbitrarily selected.
[0013]
Here, when the contact shape function is a polynomial, the square value R of the correlation coefficient between the tire contact shape and a polynomial corresponding to the tire contact shape is used. ² Is preferably a polynomial of 0.8 or more. In this case, it is to prevent a decrease in accuracy when the tire contact characteristics are calculated from the determined contact shape function. Further, the square value R of the correlation coefficient ² Is preferably a polynomial from order N to order N + 2. This is to prevent an increase in the data amount of the tire contact shape constituted by the contact shape function.
[0014]
According to the present invention, in the tire ground contact image analysis method according to any one of claims 1 to 4, the division of the tire in the contact width direction may include dividing the generated tire ground contact shape into at least the right and left shoulder portions and the front center. And a rear center portion, and the width of the left and right shoulder portions is 1% to 10% of the contact width of the tire. According to the present invention, the width of the left and right shoulder portions to be divided is made shorter than the distance from both ends of the contact width of the tire to the circumferential groove portion that is a groove in the circumferential direction of the tire. Therefore, the divided left and right shoulder portions are monotonously changed in the circumferential direction without being affected by the circumferential groove portion. As a result, a low-order polynomial can be used as the contact shape function, and the calculation time and the amount of calculation for obtaining the tire contact shape can be further reduced.
[0015]
According to the present invention, in the tire grounding image analysis method according to any one of claims 1 to 5, the step of generating a tire grounding shape from the acquired tire grounding image data includes: The method further comprises the step of performing averaging by folding back from the center or turning symmetrically from the center. According to the present invention, any one of front, rear, left, right, front, rear, left, and right of the tire contact surface of the tire contact image data having variation is averaged. As a result, the generated tire contact shape is averaged in any of front and rear, left and right, front and rear and left and right, so that the accuracy of the tire contact characteristics calculated from the obtained contact shape function can be improved.
[0016]
Also, in the tire grounding image analyzing apparatus of the present invention, processing means for processing each step in the tire grounding image analysis method according to any one of claims 1 to 6, and the processing means includes tire grounding image data and the like. And input means for giving the data of the above, and display means for displaying the result of the tire contact image analysis by the processing means.
[0017]
According to the present invention, the tire contact image analysis device includes a processing unit for executing the tire contact image analysis method. Accordingly, a contact shape function of the tire contact shape generated from the tire contact image data acquired by the input means is obtained, that is, the generated tire contact shape is approximated by a function. Therefore, it is not necessary to obtain the pixel image as the tire contact shape by repeating inflation and contraction from the tire contact image data as in the related art, and the calculation time and calculation amount for finding the contact shape function constituting the tire contact shape are reduced. Can be reduced. Thus, even if a PC having a relatively low processing speed is used, the tire contact image analysis can be performed. Further, since the tire contact shape obtained as in the related art is not a pixel image but a contact shape function, the data amount of the tire contact shape can be reduced. This makes it easy to store the determined tire contact shape as data, that is, to create a database.
[0018]
A tire contact image analysis program according to the present invention causes a computer to execute the tire contact image analysis method according to any one of claims 1 to 6. According to the present invention, by reading and executing the program by a computer, the method for analyzing a tire contact image according to any one of claims 1 to 6 can be realized using a computer. The same effect as each method can be obtained.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited by the embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
[0020]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a tire contact image analysis device that executes the tire contact image analysis method according to the present invention. The tire contact image data is generated by the imaging device 2, and the generated tire contact image data is input to the tire contact image analysis device 3 described later. The imaging device 2 includes a sheet-like medium 2a, a support substrate 2b, and a camera 2c.
[0021]
The sheet-like medium 2a is placed on the support substrate 2b, and is a cardboard, paper, or other suitable sheet-like having a certain thickness and area. The support substrate 2b supports the tire 1 with a predetermined load, and is formed of a transparent tempered glass or the like. The camera 2c is, for example, a CCD camera or the like, and captures an image of a ground contact state of the tire 1 with respect to the support substrate 2b via the sheet-like medium 2a by irradiating light from an illumination lamp (not shown) from the back surface of the support substrate 2b. . The camera 2c is obtained by applying a transfer material such as black ink or vermilion to the tread portion 1a of the tire 1 in advance without using the sheet-shaped medium 2a and the support substrate 2b, and transferring the transfer material to a transfer material such as paper. The contact state of the tire 1 thus obtained may be imaged.
[0022]
Here, the camera 2c performs A / D conversion of the imaged contact state of the tire 1 from an analog state to a digital state, that is, tire contact image data. Here, the converted tire contact image data may be either binary image data or grayscale image data.
[0023]
The tire ground image analysis device 3 includes a storage unit 3a and a processing unit 3b as processing means. An input / output device 4 is connected to the tire ground image analysis device 3, and an input unit 4a provided therein directly stores the tire ground image data generated by the imaging device 2 into a storage unit 3a or a processing unit. 3b. Further, other data such as the type of the tire 1 and the ground contact condition of the tire 1 are given to the storage unit 3a and the processing unit 3b. Note that the input unit 4a may indirectly input the tire ground image data generated by the imaging device 2 to the storage unit 3a or the processing unit 3b. That is, even if the tire contact image data is not directly input from the image pickup device 2 to the tire contact image analysis device 3, the tire contact image data generated from the contact state of the tire 1 captured at another place is converted to the tire contact image. The data may be input to the analysis device 3. Here, input devices such as a keyboard, a mouse, and a microphone can be used as the input means 4a.
[0024]
The storage unit 3a stores a tire contact image analysis program that incorporates the tire contact image analysis method of the present invention that implements the tire contact image analysis method of the present invention. Here, the storage unit 3a includes a fixed disk device such as a hard disk device, a flexible disk, a magneto-optical disk device, or a nonvolatile memory such as a flash memory (a read-only storage medium such as a CD-ROM); , A storage means such as a volatile memory such as a RAM (Random Access Memory), or a combination thereof.
[0025]
Further, the tire ground contact image analysis program is not necessarily limited to a single configuration, and cooperates with a program already stored in a computer system, for example, a separate program represented by an OS (Operating System). To achieve that function. In addition, a tire contact image analysis program for realizing the function of the processing unit 3b shown in FIG. 1 is stored in a computer-readable recording medium, and the tire contact image analysis program recorded in the recording medium is read into a computer system. By executing the method, the tire grounding image analysis method according to the present invention may be executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
[0026]
The processing unit 3b includes a memory such as a RAM and a ROM, and a CPU (Central Processing Unit). When analyzing the tire contact image, the processing unit 3b stores the tire contact image analysis program in a memory (not shown) of the processing unit 3b based on the tire contact image data acquired by the tire contact image analysis device 3 as described above. Read and perform calculations. The processing unit 3b stores the numerical value in the middle of calculation in the storage unit 3a as appropriate, and retrieves the stored numerical value from the storage unit 3a as appropriate to perform the calculation. The processing unit 3b may be realized by dedicated hardware instead of the tire grounding image analysis program.
[0027]
The contact shape function, the tire contact image analysis result, and the like obtained by the calculation performed by the processing unit 3b are displayed by the display unit 4b of the input / output device 4. Here, a CRT (Cathode Ray Tube), a liquid crystal display device, or the like can be used as the display unit 4b. Further, the determined contact shape function and tire contact image analysis result can be output to a printer (not shown). Further, the storage unit 3a may be provided in the processing unit 3b, or may be provided in another device (for example, a database server). Further, a configuration may be employed in which a terminal device (not shown) including the input / output device 4 can access the tire ground image analysis device 3 by any of a wired method and a wireless method.
[0028]
Next, a tire grounding image analysis method will be described. FIG. 2 is a view showing a flowchart of the tire grounding image analysis method according to the present invention. 3 to 11 are explanatory diagrams of the tire grounding image analysis method according to the present invention. FIG. 12 is a diagram showing a joint contact shape function obtained by the tire contact image analysis method according to the present invention. Here, in each drawing, except for the Y axis in FIGS. 6 and 7, the Y axis is the circumferential direction of the tire 1, that is, the contact length direction, and the X axis is the width direction of the tire 1, that is, the contact width direction. As shown in FIG. 2, in the tire contact image analysis image according to the present invention, first, the tire contact image analysis device 3 acquires the tire contact image data 10 captured by the image pickup device 2 or another place as described above ( Step ST1). As shown in FIG. 3A, the tire installation image data 10 acquired by the tire grounding image analysis device 3 is binary image data or grayscale image data.
[0029]
Next, the center A of the acquired tire ground image data 10 is calculated (step ST2). This is because the processing unit 3b of the tire contact image analysis device 3 determines, in the tire contact image data 10, a line parallel to the Y-axis where the contact length of the tire contact surface is maximum and a line parallel to the X-axis where the contact width is maximum. This is performed by determining the XY coordinates of the intersecting point. Next, an outline that is a tire contact shape is generated from the tire contact image data 10 (step ST3). Next, the contour line which is the generated tire contact shape is divided (step 4). Here, the outer line refers to the outer periphery of the tire contact surface when all the grooves in which the tread portion 1a of the tire 1 is formed do not exist. Hereinafter, a specific method of generating an outline and dividing the generated outline will be described. In addition, the tire ground contact shape is not limited to the outline, for example, the outer periphery of a circumferential groove portion that is a circumferential groove of the tire, the outer periphery of a lug groove portion that is a groove in the tire width direction, at least one side surface is The outer circumference of a set of blocks forming a tread portion adjacent to the peripheral groove portion, the outer circumference of one block, or the like may be used.
[0030]
First, the processing unit 3b uses the line parallel to the X axis passing through the XY coordinate of the center A to convert the tire ground image data 10 into the upper ground image data 20 shown in FIG. 3B and the lower ground image data 20 shown in FIG. The contact image data 30 is taken out. Next, the processing unit 3b scans the upper ground contact image data 20 from the circumferential direction of the tire 1, that is, from the upper side in the tire rotation direction. In other words, scanning is performed from the upper side to the lower side from the tire contact surface of the upper contact image data 20, and the point at which the distance in contact with the tire contact surface is maximized is calculated for each X coordinate from the Y coordinate at which the scan is started. By combining the XY coordinates of the points (1) and (2), an upper outline 21 of the tire contact surface is generated as shown in FIG. Next, the processing unit 3b divides the upper outer line 21 in the X-axis direction, that is, the ground contact width direction, and as shown in FIG. 2B, the front center part 22, the upper right shoulder part 23, and the upper left shoulder part. 24.
[0031]
Next, the processing unit 3b scans the lower ground contact image data 30 from the circumferential direction of the tire 1, that is, from below the rotational direction of the tire. In other words, scanning is performed from the lower side to the upper side of the tire contact surface of the lower contact image data 30, and the point at which the distance in contact with the tire contact surface is maximized is calculated for each X coordinate from the Y coordinate at which scanning is started. By combining the XY coordinates of the points (1) and (2), a lower outline 31 of the tire contact surface is generated as shown in FIG. Next, the processing unit 3b divides the lower outer line 31 in the X-axis direction, that is, the width direction of the ground, and as shown in FIG. 4B, the rear center part 32, the lower right shoulder part 33, and the lower left shoulder part 34.
[0032]
Next, the left and right shoulder portions 40 and 50 are generated. First, the processing unit 3b includes an upper right shoulder portion 23 divided from the upper outline 21 shown in FIG. 6A, and a lower right shoulder portion 33 divided from the lower outline 31 shown in FIG. 6B. To generate the right shoulder portion 40 as shown in FIG. Next, the processing unit 3b includes an upper left shoulder portion 24 divided from the upper outline 21 shown in FIG. 7A and a lower left shoulder portion 34 divided from the lower outline 31 shown in FIG. 7B. To generate the left shoulder portion 50. As described above, the processing unit 3b generates a contour line that is the tire contact shape from the tire contact image data 10 (step ST3), and generates the contour line that is the tire contact shape by the front center unit 22, the rear center unit 32, It is divided into a right shoulder section 40 and a left shoulder section 50 (step ST4).
[0033]
Next, the groove portion of the contour line which is the divided tire contact shape is deleted (step ST5). Here, the grooves affecting the outline include a circumferential groove of the tire 1 on the tire contact surface and a groove in the width direction of the tire 1 on the tire contact surface. Therefore, the circumferential groove portion which is the circumferential groove and the lug groove portion which is the width groove are deleted. As shown in FIGS. 8A and 9A, the front center portion 22 divided from the upper outline 21 and the rear center portion 32 divided from the lower outline 31 have circumferential groove portions 25, respectively. There are 35. First, the processing unit 3b differentiates the front center portion 22 and the rear center portion 32, and extracts the circumferential groove portions 25 'and 35' as shown in FIGS. 8B and 9B. Next, the processing section 3b deletes the extracted circumferential groove portions 25 'and 35' from the front center portion 22 and the rear center portion 32. Then, the front center portion 22 and the rear center portion 32 from which the circumferential groove portions 25 'and 35' have been deleted form a set of discrete lines, and the processing unit 3b connects the discrete lines to each other, and As shown in FIG. 8C and FIG. 9C, a front center portion 26 and a rear center portion 36 are generated. The lug grooves of the front center portion 26, the rear center portion 36, the right shoulder portion 40, and the left shoulder portion 50 scan the upper contact image data 20 and the lower contact image data 30 as described above, and 21 and are deleted when the lower outline 31 is generated.
[0034]
Next, a function is approximated for each contour line which is the divided tire contact shape to obtain a contact shape function (step ST6). Here, a case will be described in which a polynomial is used as a function that approximates the outline. Note that a Fourier series may be used as a function that approximates the tire contact shape (outline). In this case, it is possible to improve the approximation performance of the contact shape function with respect to the entire tire contact shape. Therefore, the accuracy in calculating the tire contact characteristics from the determined contact shape function is improved. Hereinafter, a specific method for obtaining the contact shape function will be described.
[0035]
First, a polynomial approximating the front center portion 26 and the rear center portion 36 is obtained. That is, the processing unit 3b sequentially obtains a function whose order is increased from a low-order polynomial, for example, a linear expression, to a higher-order polynomial, for example, an N-order expression. Then, the square value R of the correlation coefficient between each XY coordinate of the point forming the front center portion 26 or the rear center portion 36 and the solution of the polynomial corresponding to each XY coordinate ² Determines a polynomial that is greater than or equal to 0.8. This is to prevent a decrease in accuracy when calculating the tire contact characteristics from the determined contact shape function. Therefore, for example, the square value R of the correlation coefficient is obtained from the first-order expression to the third-order expression shown in FIGS. ² Is not equal to or greater than 0.8, but the square value R of the correlation coefficient is obtained from the fourth-order to sixth-order equations shown in FIGS. ² Is 0.8 or more, so long as the polynomial is a quartic or higher order polynomial, any of the polynomials can be used as the ground shape function 27, 37 of the front center portion 26 or the rear center portion 36. However, as the order increases, the formula becomes complicated, and the data amount of the tire contact shape formed by the contact shape function increases. In order to prevent the data amount from increasing, the square value R of the correlation coefficient ² It is preferable that the ground shape functions 26 and 36 of the front center portion 26 or the rear center portion 36 be polynomials whose degree is 0.8 or more and whose order is Nth to N + 2th. Therefore, for example, any one of the fourth-order to sixth-order expressions shown in FIGS. 10D to 10F in FIG. 10 is used as the grounding shape function 27, 37 of the front center portion 26 or the rear center portion 36.
[0036]
Next, a polynomial approximating the right shoulder portion 40 and the left shoulder portion 50 is obtained. This is similar to the case where the grounding shape functions of the front center part 26 and the rear center part 36 are obtained, and the processing unit 3b obtains a function whose order is increased from a low-order polynomial to a high-order polynomial. Then, the square value R of the correlation coefficient between each XY coordinate of a point constituting the right shoulder portion 40 or the left shoulder portion 50 and the solution of the polynomial corresponding to each XY coordinate ² Determines a polynomial that is greater than or equal to 0.8. Therefore, for example, in FIG. 11, the linear expression shown in FIG. ² Is not more than 0.8, but in the quadratic to sixth order equations shown in FIGS. ² Is 0.8 or more, so long as the polynomial is a quadratic or higher polynomial, any of the polynomials can be used as the ground shape functions 41 and 51 of the right shoulder portion 40 or the left shoulder portion 50. In addition, as described above, in order to prevent an increase in the data amount, the square value R of the correlation coefficient ² Is preferably 0.8 or more and the polynomials of order N to N + 2 are the grounding shape functions 41 and 51 of the right shoulder portion 40 or the left shoulder portion 50. Therefore, for example, any one of the quadratic to quartic equations shown in FIGS. 10B to 10D in FIG. 10 is set as the ground shape function 41, 51 of the right shoulder portion 40 or the left shoulder portion 50.
[0037]
Next, the ground shape functions are combined (step ST7). That is, the processing unit 3b connects the grounding shape functions 27, 37, 41, and 51 of the front center part 26, the rear center part 36, the right shoulder part 40, and the left shoulder part 50, and as shown in FIG. The shape function is assumed to be 60. The joint grounding shape function 60 is a function that approximates an outline that is a tire grounding shape. Note that the grounding shape functions 27, 37, 41, and 51 do not need to be connected to the end points of the grounding shape functions 27, 37, 41, and 51, and may be separated from each other. That is, it is only necessary that the grounding shape functions 27, 37, 41, and 51 are matched, that is, they can be grouped.
[0038]
Next, the combined ground contact shape function 60 is converted into data as a tire ground contact shape (step ST8). That is, the processing unit 3b is configured to output the tire ground image captured by the imaging device 2 or the like input to the tire ground image analyzing device 3 by the input means 4a of the input / output device 4 by the input grounding shape 60 of the outline which is the tire ground shape. One type and other data such as the contact condition of the tire 1 are taken as data of one tire contact shape. The data of the tire contact shape can be displayed by the display means 4b of the input / output device 4, as shown in FIG. Then, the processing unit 3b stores the data of the tire contact shape in the storage unit 3a, that is, makes the data into a database (step ST9). The storage of the tire contact shape data is not performed by the storage unit 3a of the tire contact image analysis device 3, but by a database server connected to another tire contact image analysis device 3 via a network such as the Internet or an intranet. You may save it in such as.
[0039]
The processing unit 3b may calculate the tire contact characteristics based on the data of the tire contact shape (step ST10). That is, from the combined ground contact shape function 60, the ground contact area which is the tire contact characteristic, the average pressure based on the load applied and the contact area, the maximum contact length in the tire circumferential direction (contact length direction), and the tire width direction (contact width direction) May be calculated. These tire contact characteristics can be displayed by the display means 4b of the input / output device 4. Further, these tire contact characteristics may be included in the data of the tire contact shape and stored in the storage unit 3a, that is, may be stored in a database (step ST9).
[0040]
Further, the processing unit 3b may use the data of the tire contact shape for the simulation (step ST11). That is, a model of the contact surface of the tire 1 may be created from the data of the tire contact shape, and performance evaluation of the tire 1, for example, evaluation of noise performance, friction performance, steering stability performance, braking performance, and the like may be performed. In this case, since the data of the tire contact shape is the combined contact shape function 60, a model of the contact surface of the tire 1 can be easily created, and the calculation time and the amount of calculation of the tire contact image analysis device 3 for performing the simulation. Can be reduced. When the processing capacity of the processing unit 3b of the tire contact image analysis device 3 is low, the simulation is performed by inputting the tire contact shape data into a dedicated simulation device having a high processing capability for performing another simulation. May be.
[0041]
As described above, it is not necessary to repeat the inflation and contraction from the tire ground contact image data 10 to obtain a pixel image of the tire ground contact shape as in the related art, and to shorten the calculation time and the amount of calculation for obtaining the tire contact shape. be able to. Thus, even if a PC having a relatively low processing speed is used, the tire contact image analysis can be performed. Further, since the tire contact shape obtained as in the related art is not the pixel image but the combined contact shape function 60, the data amount of the tire contact shape can be reduced. This makes it easy to store the determined tire contact shape as data, that is, to create a database.
[0042]
In addition, when dividing the contour line which is the generated tire contact shape in the embodiment in the contact width direction, that is, when dividing into the front center portion 22, the rear center portion 32, the right shoulder portion 40, and the left shoulder portion 50, The width of the right shoulder portion 40 and the left shoulder portion 50 is preferably 1 to 10% with respect to the contact width of the tire 1, that is, the contact width of the contact surface of the tire 1 in the tire contact image data 10. FIG. 13 and FIG. 14 are explanatory diagrams when the width of the left and right shoulder portions is different from the contact width of the tire. FIGS. 13 (a) and 13 (b) show the case where the left and right shoulder portions / contact width = 1%, and FIGS. 13 (c) and (d) show the case where the left / right shoulder portions / contact width = 5%. ) And (b) show the case where the left and right shoulder portions / contact width = 10%, and FIGS. 14 (c) and (d) show the case where the left and right shoulder portions / contact width = 15%.
[0043]
As shown in FIGS. 13A and 13B, a combined ground contact shape function 60a including the ground contact shape functions of the right shoulder portion 40a and the left shoulder portion 50a divided by 1% of the contact width of the tire 1 Is similar to the outer circumference of the ground contact surface of the tire 1 in the tire ground image data 10. Similarly, the combined ground contact shape function 60b including the ground contact shape functions of the right shoulder portion 40b and the left shoulder portion 50b divided by the width of 5% shown in FIGS. It is similar to the outer circumference of the ground contact surface of the ten tires 1. Similarly, the combined grounding shape function 60c including the grounding shape functions of the right shoulder portion 40c and the left shoulder portion 50c divided by a width of 10% shown in FIGS. It is similar to the outer circumference of the ground contact surface of the ten tires 1. However, the joint contact shape function 60d including the contact shape functions of the right shoulder portion 40d and the left shoulder portion 50d divided by 15% of the contact width of the tire 1 corresponds to the contact of the tire 1 in the tire contact image data 10. Does not approximate the outer perimeter of the ground.
[0044]
This is to prevent the general tire 1 from reducing the rigidity of a block (not shown) constituting the tread portion 1a, so that when the contact width of the tire 1 is maximized, the vicinity of the right shoulder portion 40 and the left shoulder portion 50 is reduced. This is because the circumferential groove portions 25 and 35 are not formed within 10% of the contact width from both ends of the contact width of the tire 1. That is, the division of the right shoulder portion 40d or the left shoulder portion 50d divided by 15% of the contact width of the tire 1 with the front center portion 22d or the rear center portion 32d is performed by the circumferential groove portions 25 and 35. Will be done. Accordingly, the contact shape functions of the right shoulder portion 40d and the left shoulder portion 50d are affected by the circumferential groove portions 25 and 35.
[0045]
Therefore, by making the width of the right shoulder portion 40 and the left shoulder portion 50 to be divided 10% or less with respect to the contact width of the tire 1, the divided right shoulder portion 40 and the left shoulder portion 50 become Without being affected by 25 and 35, the value changes monotonously in the circumferential direction. As a result, a low-order polynomial can be used as the contact shape function, and the calculation time and the amount of calculation for obtaining the tire contact shape can be reduced.
[0046]
〔Example〕
Here, the tire contact image data was compared with a joint contact shape function obtained by approximating a contour of the tire contact shape generated from the tire contact image data by a function using the tire contact image analysis method. FIG. 15 and FIG. 16 are diagrams showing a comparison between the combined ground contact shape function and the tire ground contact image data. FIG. 15A shows a state where a radial tire for a passenger car having a size of 205 / 65R1 594S is mounted on a rim (not shown) and a combined grounding state is obtained from tire grounding image data 10a in which the internal pressure of the tire is 230 kPa and the load is 4.6 kN. The function 60e is obtained. FIG. 15 (b) shows a state where the radial tire for a passenger car having a size of 205 / 65R1594H is mounted on a rim (not shown), and the combined grounding state is obtained from the tire grounding image data 10b in which the tire internal pressure is 190 kPa and the load is 4.6 kN. The function 60f is obtained. FIG. 16A shows a state where a radial tire for a passenger car having a size of 195 / 65R15 91H is mounted on a rim (not shown), and a combined grounding state is obtained from tire grounding image data 10c in which the internal pressure of the tire is 230 kPa and the load is 4.1 kN. The function 60g is obtained. FIG. 16 (b) shows a state in which a radial tire for a truck having a size of 11R22.5 14P is mounted on a rim (not shown), and a combined grounding state is obtained from tire grounding image data 10d in which the internal pressure of the tire is 900 kPa and the load is 24.52 kN. The function 60h is obtained.
[0047]
In any case, it can be seen that the joint ground contact shape functions 60e to 60h are close to the outer periphery of the ground contact surface of the tire 1 in the tire contact image data 10a to 10d, respectively. Therefore, the tire contact characteristics (contact area, average pressure, maximum contact length, maximum contact width, etc.) can be calculated with high accuracy from the joint contact shape functions 60e-h. In addition, the reliability of the evaluation of the performance evaluation (noise performance, friction performance, steering stability performance, braking performance, etc.) of the tire 1 can be improved by using the coupled grounding shape functions 60e to 60h for the simulation.
[0048]
In the above-described embodiment, the upper contact image data 20 and the lower contact image data 30 are extracted from the tire contact image data 10 based on the XY coordinates of the center A, and then the upper contour line 21 that is the tire contact shape and the lower contour line 21 are extracted. A case has been described in which the contour line 31 is generated and divided into the front center portion 22, the rear center portion 32, the right shoulder portion 40, and the left shoulder portion 50, but the present invention is not limited to this. For example, an outline that is a tire contact shape may be directly generated from the tire contact image data 10 and divided into the front center portion 22, the rear center portion 32, the right shoulder portion 40, and the left shoulder portion 50. In this case, the tire contact image data 10 is scanned from all directions (up, down, left, and right), and the scanned upper outer line is the front center portion 21, the lower outer line is the rear center portion 31, the right outer line is the right shoulder portion 40, and the left outer line is the right shoulder portion 40. The left shoulder portion 50 is divided from the outer contour line. Then, the groove portions (peripheral groove portions, lug groove portions) of the front center portion 22, the rear center portion 32, the right shoulder portion 40, and the left shoulder portion 50 are extracted by differentiation or the like, and the extracted groove portions are deleted. .
[0049]
In the above embodiment, the acquired tire contact image data 10 is folded back line-symmetrically from the center A of the tire contact image data 10 or is rotated pointwise symmetrically from the center A, for example, by 180 ° to perform averaging. Is also good. That is, one or both of the front center portion 21 and the rear center portion 31 and the right shoulder portion 40 and the left shoulder portion 50 of the contour line that is the generated tire grounding shape are contour lines. In this case, since the generated tire contact shape is a contour line in which one of front and rear, left and right or front and rear and left and right is averaged, the tire contact characteristics calculated from the total contact shape function 60 constituting the tire contact shape Accuracy can be achieved. The averaging of the acquired tire ground image data 10 includes a case where the tire ground image data 10 is averaged by a logical sum or a logical difference.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for analyzing a tire contact image according to the present invention (claim 1), the contact shape function of the tire contact shape generated from the tire contact image data is obtained, that is, the generated tire contact shape is determined. Approximate by function. Therefore, it is not necessary to obtain the pixel image as the tire contact shape by repeating inflation and contraction from the tire contact image data as in the related art, and the calculation time and calculation amount for finding the contact shape function constituting the tire contact shape are reduced. Can be reduced. Thus, even if a PC having a relatively low processing speed is used, the tire contact image analysis can be performed. Further, since the tire contact shape obtained as in the related art is not a pixel image but a contact shape function, the data amount of the tire contact shape can be reduced. This makes it easy to store the determined tire contact shape as data, that is, to create a database.
[0051]
According to the tire contact image analysis method according to the present invention (claims 2 and 3), in the tire contact image analysis method, the entire tire contact shape is not approximated by one function, but a plurality of tire contact shapes are approximated. Approximate by function. Therefore, when the tire contact shape is a complex shape, by calculating the contact shape function for each of the divided tire contact shapes, each contact shape function can be approximated to the divided tire contact shape. The entire contact shape can also be approximated by combining the contact shape functions. Thereby, the approximation performance of the contact shape function with respect to the entire tire contact shape is improved.
[0052]
According to the tire contact image analysis method of the present invention (claim 4), in the tire contact image analysis method, the calculation time is short, the amount of calculation is small, and the Fourier which has high approximation performance to the entire tire contact shape. Either or both series can be used. Thereby, when obtaining the function of the tire contact shape from the generated tire contact shape, any one of shortening the calculation time, reducing the amount of calculation, or improving the approximation performance can be arbitrarily selected.
[0053]
According to the tire ground contact image analysis method of the present invention (claim 5), the width of the left and right shoulder portions to be divided is determined by the distance from both ends of the tire contact width to the circumferential groove portion that is a circumferential groove of the tire. To be shorter. Therefore, the divided left and right shoulder portions are monotonously changed in the circumferential direction without being affected by the circumferential groove portion. As a result, a low-order polynomial can be used as the contact shape function, and the calculation time and the amount of calculation for obtaining the tire contact shape can be further reduced.
[0054]
According to the tire ground contact image analysis method (claim 6) of the present invention, any one of front and rear, left and right, front and rear, and left and right of the tire ground contact surface of the tire ground contact image data having variation is averaged. As a result, the generated tire contact shape is averaged in any of front and rear, left and right, front and rear and left and right, so that the accuracy of the tire contact characteristics calculated from the obtained contact shape function can be improved.
[0055]
Further, according to the tire contact image analysis device (claim 7) of the present invention, the tire contact image analysis device includes processing means for executing the tire contact image analysis method. Accordingly, a contact shape function of the tire contact shape generated from the tire contact image data acquired by the input means is obtained, that is, the generated tire contact shape is approximated by a function. Therefore, it is not necessary to obtain the pixel image as the tire contact shape by repeating inflation and contraction from the tire contact image data as in the related art, and the calculation time and calculation amount for finding the contact shape function constituting the tire contact shape are reduced. Can be reduced. Thus, even if a PC having a relatively low processing speed is used, the tire contact image analysis can be performed. Further, since the tire contact shape obtained as in the related art is not a pixel image but a contact shape function, the data amount of the tire contact shape can be reduced. This makes it easy to store the determined tire contact shape as data, that is, to create a database.
[0056]
Further, according to the tire grounding image analysis program according to the present invention, the computer reads and executes the program, thereby utilizing the tire grounding image method according to any one of claims 1 to 6 using a computer. And the same effects as those of these methods can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a tire ground image analysis apparatus that executes a tire ground image analysis method according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a flowchart of a tire grounding image analysis method according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view of a tire grounding image analysis method according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a tire contact image analysis method according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a tire contact image analysis method according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a tire contact image analysis method according to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a tire contact image analysis method according to the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a tire grounding image analysis method according to the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a tire grounding image analysis method according to the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a tire contact image analysis method according to the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a tire contact image analysis method according to the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a joint contact shape function obtained by the tire contact image analysis method according to the present invention.
FIG. 13 is an explanatory diagram in the case where the width of the left and right shoulder portions differs from the contact width of the tire.
FIG. 14 is an explanatory diagram in the case where the width of the left and right shoulder portions differs from the contact width of the tire.
FIG. 15 is a diagram showing a comparison between a joint contact shape function and tire contact image data.
FIG. 16 is a diagram showing a comparison between a joint contact shape function and tire contact image data.
[Explanation of symbols]
1 tire
2 Imaging device
3 Tire contact image analysis device
4 input / output devices
10. Tire contact image data
20 Upper tire contact image data
21 Upper outline
22, 26 Front shoulder
27 Contact form function
30 Lower tire contact image data
31 Lower outline
32,36 Rear shoulder
37 Contact function
40 right shoulder
41 Contact shape function
50 Left shoulder
51 Contact form function
60 Joint ground shape function

Claims

A step of acquiring tire ground image data;
Generating a tire contact shape from the acquired tire contact image data,
A step of approximating the generated tire contact shape with a function to obtain a contact shape function,
A tire grounding image analysis method, comprising:

Including a step of dividing the generated tire contact shape,
The method according to claim 1, wherein the contact shape function is obtained for each of the divided tire contact shapes, and the contact shape functions are combined.

3. The method according to claim 2, wherein the division of the generated tire contact shape is performed in a tire contact width direction.

The tire contact image analysis method according to any one of claims 1 to 3, wherein the contact shape function is a polynomial and / or a Fourier series.

The division of the tire in the contact width direction divides the generated tire contact shape into at least right and left shoulder portions, a front center portion, and a rear center portion, and the width of the left and right shoulder portions is equal to the contact width of the tire. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the method is 1 to 10%.

The step of generating a tire contact shape from the acquired tire contact image data,
The method according to claim 1, further comprising a step of wrapping the tire ground image data in line symmetry from the center of the tire ground image data or rotating the tire ground image data in point symmetry from the center to perform averaging. Tire contact image analysis method.

Processing means for processing each step in the tire grounding image analysis method according to any one of claims 1 to 6,
Input means for providing the processing unit with the tire ground image data and other data;
Display means for displaying a contact shape function by the processing means, a tire contact image analysis result,
A tire grounding image analysis device, comprising:

A tire contact image analysis program which causes a computer to execute the tire contact image analysis method according to any one of claims 1 to 6.