JP2007285722A - 計測装置および計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的な計測値の取得が可能な計測装置および計測方法を提供すること。
【解決手段】この計測装置では、単一の計測対象にかかる第一図形パターンおよび第二図形パターンについて画像データがそれぞれ取得され、これらの画像データから第一図形パターンの特徴部分および第二パターンの特徴部分がそれぞれ抽出される。そして、第一図形パターンの特徴部分および第二パターンの特徴部分が計測対象における位置関係に基づいて相互に位置決めされる。そして、位置決めされた第一図形パターンの特徴部分および第二パターンの特徴部分から所定の計測値が取得される。
【選択図】 図３

Description

この発明は、計測装置および計測方法に関し、さらに詳しくは、効率的な計測値の取得が可能な計測装置および計測方法に関する。

タイヤのＦＥＭ（Finite Element Method）モデルの作成では、ベルト角度（ベルトプライの補強コードの角度）の実測値が必要となる場合がある。また、ベルト角度の実測値は、タイヤの設計仕様の確認や製品の解析などにも用いられる。このベルト角度は、タイヤの補強プライ部分における剥離サンプルを用いて計測される。このとき、ベルト角度の計測方法として、例えば、以下の手法が採用される。

（１）複数カ所のみについてベルト角度が計測される場合には、分度器を用いた目測により計測が行われる。かかる方法は、計測が簡便であり、また、確認程度の計測として必要十分な計測結果が得られる点で好ましい。しかしながら、かかる方法では、１回の計測に必要な時間が長く、また、目測ゆえに計測値のバラつきが大きいという課題がある。

（２）積層された複数の補強プライ（ベルト層）について各補強プライ間の相対的なベルト角度が計測される場合には、Ｘ線により剥離サンプルが透視画像化される。そして、この透視画像内のベルト交差点（各補強プライを構成する補強コードの交点）にて、相対的なベルト角度が計測される。かかる方法は、透視画像により任意のベルト交差点にて相対的なベルト角度を計測できる点で好ましい。しかしながら、かかる方法では、透視画像を作成するための設備が必要という課題がある。また、３層以上の補強層では、透視画像における各補強コードの判別が困難という課題がある。

また、ＦＥＭモデルの作成では、同一の要素位置（剥離サンプル）について複数カ所でベルト角度が計測される。そして、これらの計測値の平均値がベルト角度の実測値として採用されることにより、ＦＥＭモデルの精度が高められる。このため、近年では、複数カ所でのベルト角度の計測を効率的かつ簡易な設備にて実施できることが望まれている。

なお、この発明に関連する従来の計測装置には、特許文献１に記載される技術が知られている。従来の計測装置（画像形成装置）は、給送されるシートに画像形成を行う画像形成部を有する画像形成装置において、画像形成位置の調整が指示されたことに応じて、予め準備された第１の調整画像を前記画像形成部によりシートに形成し、さらに前記シートに前記第１の調整画像が形成された面が画像形成部に給送されたことに応じて第２の調整画像を形成するように制御する制御手段を有することを特徴とする。

特開２００３−２６２９９０号公報

この発明は、効率的な計測値の取得が可能な計測装置および計測方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる計測装置は、計測対象の構造あるいは形状にかかる複数の図形パターンを比較することにより所定の計測値を取得する計測装置であって、単一の計測対象にかかる第一図形パターンおよび第二図形パターンについて画像データをそれぞれ取得する画像データ取得手段と、前記画像データから前記第一図形パターンの特徴部分および前記第二パターンの特徴部分をそれぞれ抽出する特徴部分抽出手段と、前記第一図形パターンの特徴部分および前記第二パターンの特徴部分を前記計測対象における位置関係に基づいて相互に位置決めする位置決め手段と、位置決めされた前記第一図形パターンの特徴部分および前記第二パターンの特徴部分から所定の計測値を取得する計測値取得手段とを含むことを特徴とする。

この計測装置では、計測対象の第一図形パターンおよび第二図形パターンが画像データとして個別に取得され、これらの画像データが所定の位置関係（計測対象における位置関係）に従って相互に位置決めされる。そして、この位置決めされた画像データに基づいて所定の計測値が取得される。これにより、効率的な計測値の取得が可能となる利点がある。

また、この発明にかかる計測装置は、表示部を有すると共に、前記第一図形パターンの特徴部分および前記第二図形パターンの特徴部分の位置決め時にて、前記第一図形パターンおよび前記第二図形パターンの全体がこれらの特徴部分と共に前記表示部に表示される。

この計測装置では、表示部に表示された画像により、第一図形パターンの特徴部分および第二図形パターンの特徴部分の相対的な位置関係が視覚的に容易に把握される。これにより、画像処理の操作等が容易化されるので、より効率的な計測値の取得が可能となる利点がある。

また、この発明にかかる計測装置は、前記第一図形パターンおよび前記第二図形パターンのうちの少なくとも一方の図形パターンが半透明化されると共に他方の図形パターンに重ね合わされて前記表示部に表示される。

この計測装置では、例えば、第一図形パターンおよび第二図形パターンが相互に重ねられて表示部に表示される場合に、一方の図形パターンが半透明化されているので、これらの図形パターンの視認性が向上する。これにより、画像処理の操作等が容易化されるので、より効率的な計測値の取得が可能となる利点がある。

また、この発明にかかる計測装置は、前記特徴部分抽出手段が前記第一図形パターンの特徴部分および前記第二パターンの特徴部分を座標化あるいは数式化して抽出する。

この計測装置では、第一図形パターンの特徴部分および第二パターンの特徴部分が座標化あるいは数式化されて抽出されるので、これらの数値データに基づいて、図形パターンの位置決め処理や計測値の取得処理が行われ得る。これにより、より効率的な計測値の取得が可能となる利点がある。

また、この発明にかかる計測装置は、取得された複数の前記計測値に基づいて統計値を算出する統計値算出部を有する。

この計測装置では、取得された複数の計測値に基づいて統計値（平均値）が算出されるので、計測対象における計測値のバラつきが抑制されて、計測値の精度が向上する利点がある。

また、この発明にかかる計測装置は、空気入りタイヤの部分あるいは構造を前記計測対象とする。

この計測装置が上記の計測対象に適用されることにより、目測により計測が行われていた従来の構成と比較して、計測精度が向上する利点がある。また、Ｘ線画像により計測が行われていた従来の構成と比較して、計測設備が簡素化される利点がある。

また、この発明にかかる計測装置は、補強コードが配列されて補強プライが構成されると共に複数の前記補強プライが積層されて補強層が構成される空気入りタイヤにおいて、一対の前記補強プライにおける前記補強コードの相対的な位置関係を前記計測対象とする。

この計測装置が上記の計測対象に適用されることにより、目測により計測が行われていた従来の構成と比較して、計測精度が向上する利点がある。また、Ｘ線画像により計測が行われていた従来の構成と比較して、計測設備が簡素化される利点がある。

また、この発明にかかる計測装置は、空気入りタイヤの有限要素モデルを作成するにあたり、前記空気入りタイヤからサンプリングされた任意の要素を前記計測対象とする。

この計測装置では、上記のように計測値の精度が向上するので、空気入りタイヤのＦＥＭモデルが高精度かつ効率的に作成される利点がある。

また、この発明にかかる計測方法は、計測対象の構造あるいは形状にかかる複数の図形パターンを比較することにより所定の計測値を取得する計測方法であって、単一の計測対象にかかる第一図形パターンおよび第二図形パターンについて画像データをそれぞれ取得する画像データ取得ステップと、前記画像データから前記第一図形パターンの特徴部分および前記第二パターンの特徴部分をそれぞれ抽出する特徴部分抽出ステップと、前記第一図形パターンの特徴部分および前記第二パターンの特徴部分を前記計測対象における位置関係に基づいて相互に位置決めする位置決めステップと、位置決めされた前記第一図形パターンの特徴部分および前記第二パターンの特徴部分から所定の計測値を取得する計測値取得ステップとを含むことを特徴とする。

この計測方法では、上記のように、計測対象の第一図形パターンおよび第二図形パターンが画像データとして個別に取得され、これらの画像データが所定の位置関係（計測対象における位置関係）に従って相互に位置決めされる。そして、この位置決めされた画像データに基づいて所定の計測値が取得される。これにより、効率的な計測値の取得が可能となる利点がある。

この発明にかかる計測装置および計測方法では、計測対象の第一図形パターンおよび第二図形パターンが画像データとして個別に取得され、これらの画像データが所定の位置関係に従って相互に位置決めされる。そして、この位置決めされた画像データに基づいて所定の計測値が取得される。これにより、効率的な計測値の取得が可能となる利点がある。

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、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

図１は、この発明の実施例にかかる計測装置を示す構成図である。図２は、図１に記載した計測装置の処理手段の機能を示すブロック図である。図３〜図９は、図１に記載した計測装置の作用を示すフローチャート（図３）および説明図（図４〜図９）である。図１０は、この発明の変形例にかかる計測装置の作用を示すフローチャートである。図１１〜図１７は、この発明の変形例にかかる計測装置の作用を示す説明図である。図１８は、空気入りタイヤの一般的構造を示すタイヤ子午線方向の断面図である。図１９は、図１８に記載した空気入りタイヤの補強層を示す破断面図である。

［空気入りタイヤ］
一般に、空気入りタイヤ１０は、ビードコア１１、１１と、カーカス層１２と、ベルト層１３と、トレッドゴム１４と、サイドウォールゴム１５とを含み構成される（図１８参照）。ビードコア１１、１１は、左右一対を一組として構成される。カーカス層１２は、左右のビードコア１１、１１間にトロイド状に架け渡される。ベルト層（補強層）１３は、積層された複数のベルトプライ（補強プライ）１３１〜１３３から成り、カーカス層１２のタイヤ径方向外周に配置される。トレッドゴム１４は、カーカス層１２およびベルト層１３のタイヤ径方向外周に配置され、空気入りタイヤ１０のトレッド部を構成する。サイドウォールゴム１５は、カーカス層１２のタイヤ幅方向外側に配置され、空気入りタイヤ１０のサイドウォール部を構成する。

また、ベルト層１３を構成するベルトプライ１３１〜１３３は、スチール繊維製あるいは有機繊維製の補強コード（ベルトコード）がカレンダー状に配列されて成る（図１９参照）。また、各ベルトプライ１３１〜１３３のベルト線（繊維方向）は、タイヤ周方向に対して所定の傾斜角（以下、ベルト角度という。）にて傾斜する。また、この実施例では、各ベルトプライ１３１〜１３３が相互に異なるベルト角度を有する。

また、このような空気入りタイヤ１０では、タイヤ構造あるいはタイヤ形状に関する所定の計測値（例えば、製品タイヤのベルト角度）が必要とされる場合がある。この計測値は、例えば、タイヤのＦＥＭ（Finite Element Method）モデルの作成、タイヤの設計仕様の確認、タイヤ製品の解析などに用いられる。

［計測装置］
この計測装置１は、空気入りタイヤ１０の構造あるいは形状にかかる複数の図形パターン（物体表面の特徴図）を比較することにより所定の計測値を取得する装置である。例えば、空気入りタイヤ１０から任意の計測対象Ｓがサンプリングされ、この計測対象Ｓの前面および背面に所定の曲線を含む図形パターンが現れている場合に、計測対象Ｓの平面視における一方の図形パターンの曲線と他方の図形パターンの曲線との交点位置や、この交点位置における曲線同士の相対角度が計測値として取得される。これにより、複数の図形パターン間の相対的な位置関係が計測される。この計測装置１では、一例として、空気入りタイヤ１０のＦＥＭモデルの作成にあたり、ベルト層１３の各ベルトプライ１３１、１３２間の相対的なベルト角度（一対のベルト線のなす角度）が計測される場合について説明する。

計測装置１は、撮像手段２および処理手段３を有する（図１参照）。撮像手段２は、例えば、画像スキャナやデジタルカメラであり、計測対象Ｓを撮像して計測対象Ｓに関する所定の画像データ（例えば、計測対象Ｓの前面側および背面側の図形パターン）を取得する。処理手段３は、例えば、ＰＣ（personal computer）であり、撮像手段２により取得された画像データに基づいて所定の画像処理、演算処理、計測処理などを行う。この処理手段３は、特徴部分抽出部３１と、位置決め部３２と、計測値取得部３３と、統計値算出部３４と、表示部３５とを有する（図２参照）。特徴部分抽出部３１は、複数の画像データから所定の特徴部分（例えば、図形パターンに含まれる特徴部分）をそれぞれ抽出する機能を有する。また、特徴部分抽出部３１は、後述するマーカーＭ１、Ｍ２の位置座標およびベルト線の基準点の位置座標の取得、これらの位置座標の座標変換、これらの位置座標に基づくベルト線の直線式の算出などの所定の処理を行う。位置決め部３２は、抽出された複数の特徴部分（あるいは複数の図形パターン）を計測対象Ｓにおける位置関係に基づいて相互に位置決めする機能を有する。計測値取得部３３は、位置決めされた複数の特徴部分から所定の計測値（これらの特徴部分の相対的な位置関係にかかる計測値）を取得する機能を有する。統計値算出部３４は、取得された計測値に基づいて、例えば、平均値等の統計値を算出する。表示部３５は、例えば、ＰＣのモニターにより構成される。この表示部３５には、取得された計測対象Ｓの図形パターンや計測されたベルト角度などが表示される。

［計測方法］
この実施例では、空気入りタイヤ１０が所定の領域（位置範囲）毎に複数の要素Ａ〜Ｅに分割され、これらの要素Ａ〜Ｅ毎にベルト角度が計測される（図４参照）。ベルト角度の計測では、計測対象Ｓとしてベルト層１３の剥離サンプルが用いられる（図５および図６参照）。この計測対象Ｓ（ベルト層１３の剥離サンプル）は、例えば、一対のベルトプライ１３１、１３２が積層された状態のままベルト層１３から剥離され、矩形状の断片に切断されて作成される。かかる計測対象Ｓでは、その前面側の表面に一方のベルトプライ１３１のベルト線（第一図形パターン）が現れ、その背面側の表面に他方のベルトプライ１３２のベルト線（第二図形パターン）が現れている。この実施例では、計測対象Ｓの第一図形パターンと第二図形パターンとを対比することにより、各ベルトプライ１３１、１３２間における相対的なベルト角度（各ベルトプライ１３１、１３２のベルト線の相対角度）が計測される。

ベルト角度の計測では、まず、単一の計測対象Ｓに対して複数のマーカーＭ１、Ｍ２が設置される（ＳＴ１１）（図３参照）。この実施例では、一対のマーカーＭ１、Ｍ２が計測対象Ｓの角部付近であって計測対象Ｓの前面側および背面側の双方から見える位置に貼り付けられる（図５および図６参照）。

次に、撮像手段２により計測対象Ｓの前面側（第一図形パターン）および背面側（第二図形パターン）が撮像されて各画像データが取得される（画像データ取得ステップＳＴ１２）。これにより、計測対象Ｓの第一図形パターン（一方のベルトプライ１３１）および第二図形パターン（他方のベルトプライ１３２）が画像データとしてそれぞれ取得される。また、取得された画像データが処理手段３の表示部３５に表示される（図５および図６参照）。

次に、第一図形パターンおよび第二図形パターンが計測対象Ｓにおける相対的な位置関係に基づいて位置決めされて（位置決めステップＳＴ１３）、処理手段３の表示部３５に表示される（図７参照）。このとき、第一図形パターンおよび第二図形パターンは、計測対象Ｓにおける各マーカーＭ１、Ｍ２の位置を基準として位置決めされる。また、位置決め時には、第一図形パターンが固定され、第二図形パターンが平行移動、回転移動あるいは鏡像反転されて第一図形パターンに重ね合わされる。また、このとき、表示部３５中の手前側に位置する図形パターン（第二図形パターン）が半透明化されて表示部３５に表示される。

次に、取得された画像データから第一図形パターンの特徴部分（ベルトプライ１３１のベルト線）および第二図形パターンの特徴部分（ベルトプライ１３２のベルト線）がそれぞれ抽出されて（特徴部分抽出ステップＳＴ１４）、処理手段３の表示部３５に表示される（図８参照）。これにより、第一図形パターンの特徴部分と第二パターンの特徴部分とが位置決めされた状態で表示部３５に表示される。なお、特徴部分の抽出には、デジタイザなどの入力装置が用いられる。また、抽出された特徴部分は、図８中にて太線により示されている。

次に、位置決めされた第一図形パターンの特徴部分および第二パターンの特徴部分から所定の計測値が取得される（計測値取得ステップＳＴ１５）。この実施例では、計測対象Ｓの平面視におけるベルトプライ１３１、１３２のベルト線（図形データの特徴部分）の交点位置、および、これらの交点におけるベルト線の相対角度が計測される。また、これらの計測値は、表示部３５に表示された画像データに基づいて画像処理により行われる。

また、この実施例では、各ベルトプライ１３１、１３２が複数のベルト線を有するため、計測対象Ｓ上には、多数の交点が現れる（図８参照）。そこで、複数カ所の交点にてベルト線の相対角度が計測され、これらの計測値の統計値（平均値）が算出されて（統計値算出ステップＳＴ１６）、処理手段３の表示部３５に表示される（図９参照）。そして、この統計値がベルト角度の実測値として採用される。また、上記の計測値は、空気入りタイヤ１０の各要素Ａ〜Ｅから取り出された剥離サンプル（計測対象Ｓ）について取得される。これにより、ＦＥＭモデルの精度が高められる。

この計測装置１（計測方法）では、上記のように、計測対象Ｓの第一図形パターンおよび第二図形パターンが画像データとして個別に取得され、これらの画像データが所定の位置関係（計測対象Ｓにおける位置関係）に従って相互に位置決めされる。そして、この位置決めされた画像データに基づいて所定の計測値が取得される。これにより、効率的な計測値の取得が可能となる利点がある。また、かかる構成では、画像処理による計測値の取得が可能となるので、目測により計測値が取得される構成と比較して、取得された計測値の精度が向上する利点がある。また、Ｘ線画像に基づいて計測値が取得される構成と比較して、Ｘ線設備が不要なので、簡易な設備にて計測値が取得される利点がある。

［付加的事項１］
なお、この計測装置１では、第一図形パターンおよび第二図形パターンが計測対象Ｓにおける位置関係に基づいて位置決めされた後に、第一図形パターンの特徴部分および第二パターンの特徴部分が抽出される（図３、図７および図８参照）。これにより、結果として、第一図形パターンの特徴部分および第二パターンの特徴部分が相互に位置決めされて（位置決めステップＳＴ１３）、表示部３５に表示される。

しかし、これに限らず、第一図形パターンの特徴部分および第二パターンの特徴部分が抽出された後に、これらの特徴部分が位置決めされても良い。すなわち、位置決めステップＳＴ１３および特徴部分抽出ステップＳＴ１４は、いずれが先に行われても良い。これは、第一図形パターンおよび第二図形パターンが位置決めされることにより、これらの特徴部分が潜在的に位置決めされるためである。

［付加的事項２］
また、この計測装置１では、上記のように、処理手段３が表示部３５を有する。そして、第一図形パターン（の特徴部分）および第二図形パターン（の特徴部分）の位置決め状態にて、抽出された特徴部分のみならず、各図形パターンの全体（あるいは輪郭）が表示部３５に表示される（図７および図８参照）。かかる構成では、表示部３５に表示された画像により、第一図形パターンの特徴部分および第二図形パターンの特徴部分の相対的な位置関係が視覚的に容易に把握される。これにより、画像処理の操作等が容易化されるので、より効率的な計測値の取得が可能となる利点がある。

しかし、これに限らず、比較対象となる第一図形パターンの特徴部分および第二図形パターンの特徴部分のみが相互に位置決めされて、表示部３５に表示されても良い（図示省略）。かかる構成では、第一図形パターンおよび第二図形パターンの全体が表示部３５に表示される構成と比較して、表示画像が簡素化される利点がある。

［付加的事項３］
また、この計測装置１では、表示部３５に第一図形パターンおよび前記第二図形パターンのうちの少なくとも一方の図形パターンが半透明化されて、他方の図形パターンに重ね合わされる（図７および図８参照）。かかる構成では、例えば、第一図形パターンおよび第二図形パターンが相互に重ねられて表示部３５に表示される場合に、一方の図形パターンが半透明化されているので、これらの図形パターンの視認性が向上する。これにより、画像処理の操作等が容易化されるので、より効率的な計測値の取得が可能となる利点がある。

例えば、この実施例では、第一図形パターンおよび第二図形パターンが計測対象Ｓの表裏に位置するため、これらの位置決め時にて第一図形パターンおよび第二図形パターンが相互に重ねられて表示部３５に表示される（図７および図８参照）。また、このとき、第二図形パターンが計測対象Ｓの前面側に表示され、第一図形パターンが計測対象Ｓの背面側に表示される。このため、位置決め時には、手前側の第二図形パターンが半透明化されて表示部３５に表示される。これにより、図形パターンの視認性の向上が図られる。

［変形例］
また、この計測装置１（計測方法）では、以下のように所定の計測値が取得されても良い（図１０参照）。まず、計測値の取得に当たり、単一の計測対象Ｓに対して複数のマーカーＭ１、Ｍ２が設置される（ＳＴ２１）（図１１および図１２参照）。次に、撮像手段２により計測対象Ｓの前面側（第一図形パターン）および背面側（第二図形パターン）が撮像されて各画像データが取得される（画像データ取得ステップＳＴ２２）。また、取得された画像データが処理手段３の表示部３５に表示される（図１１および図１２参照）。

次に、取得された画像データから、計測対象ＳにおけるマーカーＭ１、Ｍ２の位置情報が取得される（ＳＴ２３）。このとき、表示部３５の表示画面上に座標系が設定され、この座標系における位置座標としてマーカーＭ１、Ｍ２の位置情報が取得される。なお、図１１および図１２では、これらのマーカーＭ１、Ｍ２の位置が×印により示されている。また、マーカーＭ１、Ｍ２の位置座標は、例えば、デジタイザを用いて取得される。

次に、取得された画像データから、第一図形パターンの特徴部分（ベルトプライ１３１のベルト線）および第二図形パターンの特徴部分（ベルトプライ１３２のベルト線）がそれぞれ抽出される（特徴部分抽出ステップＳＴ２４）。ただし、この変形例では、図形パターンの特徴部分として、ベルトプライ１３１、１３２のベルト線の基準点（ベルト線の始点および終点など）のみが抽出される。また、これらの基準点は、上記の座標系における位置座標として取得される。なお、図１１および図１２では、これらの基準点の位置情報が○印および△印により示されている。また、特徴部分（基準点の位置座標）の抽出には、デジタイザなどの入力装置が用いられる。

次に、第一図形パターンの特徴部分および第二図形パターンの特徴部分が計測対象Ｓにおける相対的な位置関係に基づいて位置決めされる（位置決めステップＳＴ２５）。このとき、表示部３５の表示画面には、マーカーＭ１、Ｍ２の位置情報（×印）およびベルト線の基準点の位置情報（○印および△印）のみが表示され、第一図形パターンおよび第二図形パターンの全体は表示されない（図１３〜図１５参照）。したがって、第一図形パターンの特徴部分および第二図形パターンの特徴部分の位置決めは、既に取得されたマーカーＭ１、Ｍ２の位置座標およびベルト線の基準点の位置座標に基づいて表示画面の座標系上にて行われる。また、これらの位置決めは、座標変換により各マーカーＭ１、Ｍ２の位置を一致させることにより行われる。また、位置決め時には、必要に応じて各位置座標が平行移動、回転移動あるいは鏡像反転される。

次に、ベルト線の基準点の位置座標に基づいて、ベルト線の近似式（直線式）が算出される（ＳＴ２６）。また、近似式は、マーカーＭ１、Ｍ２の位置座標およびベルト線の基準点の位置座標と共に処理手段３の表示部３５に表示される（図１６参照）。これにより、第一図形パターンの特徴部分と第二パターンの特徴部分とが位置決めされた状態で表示部３５に表示される。なお、以下に、式１に近似式の一例を示す。

次に、位置決めされた第一図形パターンの特徴部分および第二パターンの特徴部分から所定の計測値が取得される（計測値取得ステップＳＴ２７）。具体的には、複数のベルト線の近似式からこれらの交点の座標が算出され、また、これらの交点におけるベルト線の相対角度がそれぞれ計測される（図１７参照）。

次に、取得された計測値（ベルト線の相対角度）の統計値（平均値）が算出されて（ＳＴ２８）、処理手段３の表示部３５に表示される（図９参照）。なお、この統計値は、計測対象Ｓの任意の指定範囲内における計測値に基づいて算出される。また、統計値は、ベルト角度の実測値として、空気入りタイヤ１０のＦＥＭモデルの作成に用いられる。

この変形例にかかる計測装置１では、第一図形パターンの特徴部分および第二パターンの特徴部分が座標化あるいは数式化されて抽出される（ＳＴ２３、２４）ので、これらの数値データに基づいて、図形パターンの位置決め処理（位置決めステップＳＴ２５）や計測値の取得処理（計測値取得ステップＳＴ２７）が行われ得る。これにより、より効率的な計測値の取得が可能となる利点がある。

また、上記の構成では、主として第一図形パターンの特徴部分および第二図形パターンの特徴部分のみが相互に位置決めされて、表示部３５に表示されることが好ましい（図１３〜図１７参照）。例えば、この変形例では、マーカーＭ１、Ｍ２の位置情報（×印）、ベルト線の基準点の位置情報（○印および△印）およびベルト線を示す直線（さらに、計測対象Ｓの外形線）が表示部３５に表示される。かかる構成では、第一図形パターンおよび第二図形パターンの全体が表示部３５に表示される構成と比較して、表示画像が簡素化される利点がある。

［付加的事項４］
また、この計測装置１では、上記のように、一対の図形パターン（第一図形パターンおよび第二図形パターン）が比較されてこれらの相対的な位置関係（所定の計測値）が取得される。しかし、これに限らず、３つ以上の図形パターンが比較されてこれらの相対的な位置関係が取得されても良い（図示省略）。すなわち、単一の計測対象Ｓ（あるいは複数の計測対象Ｓ）が３つ以上の図形パターンを有する場合には、これらの図形パターンの組み合わせを変更することにより、各図形パターン間における相対的な位置関係が取得される。そして、取得された位置関係が統合されることにより、すべての図形パターン間の相対的な位置関係が取得される。

例えば、空気入りタイヤ１０が第１層〜第３層のベルトプライ１３１〜１３３から成るベルト層１３を有する場合には、各ベルトプライ１３１〜１３３間におけるベルト角度の相対的な位置関係を取得したい場合がある。かかる場合には、例えば、第１層〜第３層のベルトプライ１３１〜１３３を含む単一の計測対象Ｓがサンプリングされ、この計測対象Ｓが、第１層および第２層のベルトプライ１３１、１３２のベルト線を前面および背面に有する計測対象部分と、第２層および第３層のベルトプライ１３１、１３２のベルト線を前面および背面に有する計測対象部分とに分割される。そして、各計測対象部分を用いて、第１層および第２層のベルトプライ１３１、１３２間の位置関係と、第２層および第３層のベルトプライ１３２、１３３間の位置関係とがそれぞれ取得される。そして、これらの計測値が統合されて第１層〜第３層のベルトプライ１３１〜１３３の位置関係がそれぞれ取得される。

［付加的事項５］
また、この計測装置１では、上記のように、取得された複数の計測値に基づいて統計値（平均値）が算出されることが好ましい（図８および図１７参照）。これにより、計測対象Ｓにおける計測値のバラつきが抑制されて、計測値の精度が向上する利点がある。

［適用対象］
また、この計測装置１は、空気入りタイヤ１０の部分あるいは構造（例えば、カーカス層１２、ベルト層１３、ベルト補強層、トレッドゴム１４、サイドウォールゴム１５など）を計測対象Ｓすることが好ましい。例えば、この実施例では、計測対象Ｓがベルト層１３の剥離サンプルであり、その前面および背面に現れた一対のベルトプライ１３１、１３２の相対的な位置関係（ベルト線の相対角度）が計測される。このような計測対象Ｓに適用されることにより、目測により計測が行われていた従来の構成と比較して、計測精度が向上する利点がある。また、Ｘ線画像により計測が行われていた従来の構成と比較して、計測設備が簡素化される利点がある。なお、この計測装置１は、ベルト層のベルトプライに限らず、カーカス層、ベルト補強層などの他の補強層における補強コードの角度の計測に適用されても良い。

また、この計測装置１では、空気入りタイヤ１０のＦＥＭモデルを作成するにあたり、空気入りタイヤ１０からサンプリングされた任意の要素を計測対象Ｓとすることも可能である（図４参照）。かかる構成では、計測装置１の作用として計測値の精度が向上するので、空気入りタイヤ１０のＦＥＭモデルが高精度かつ効率的に作成される利点がある。ＦＥＭモデルの作成では、例えば、空気入りタイヤ１０が所定の領域（位置範囲）毎に複数の要素Ａ〜Ｅに分割され、これらの要素Ａ〜Ｅ毎に所定の計測値が取得される。

なお、この計測装置１は、例えば、ホース、コンベア等のゴム製品、繊維補強樹脂（ＦＲＰ）、積層電子回路などを計測対象Ｓとして適用されても良い。

以上のように、本発明にかかる計測装置および計測方法は、効率的な計測値の取得が可能な点で有用である。

この発明の実施例にかかる計測装置を示す構成図である。 図１に記載した計測装置の処理手段の機能を示すブロック図である。 図１に記載した計測装置の作用を示すフローチャートである。 図１に記載した計測装置の作用を示す説明図である。 図１に記載した計測装置の作用を示す説明図である。 図１に記載した計測装置の作用を示す説明図である。 図１に記載した計測装置の作用を示す説明図である。 図１に記載した計測装置の作用を示す説明図である。 図１に記載した計測装置の作用を示す説明図である。 この発明の変形例にかかる計測装置の作用を示すフローチャートである。 この発明の変形例にかかる計測装置の作用を示す説明図である。 この発明の変形例にかかる計測装置の作用を示す説明図である。 この発明の変形例にかかる計測装置の作用を示す説明図である。 この発明の変形例にかかる計測装置の作用を示す説明図である。 この発明の変形例にかかる計測装置の作用を示す説明図である。 この発明の変形例にかかる計測装置の作用を示す説明図である。 この発明の変形例にかかる計測装置の作用を示す説明図である。 空気入りタイヤの一般的構造を示すタイヤ子午線方向の断面図である。 図１８に記載した空気入りタイヤの補強層を示す破断面図である。

符号の説明

１ 計測装置
２ 撮像手段
３ 処理手段
３１ 特徴部分抽出部
３２ 位置決め部
３３ 計測値取得部
３４ 統計値算出部
３５ 表示部
１０ タイヤ
１１ ビードコア
１２ カーカス層
１３ ベルト層
１３１〜１３３ ベルトプライ
１４ トレッドゴム
１５ サイドウォールゴム
Ｍ１、Ｍ２ マーカー
Ｓ 計測対象

Claims (9)

1. 計測対象の構造あるいは形状にかかる複数の図形パターンを比較することにより所定の計測値を取得する計測装置であって、
   単一の計測対象にかかる第一図形パターンおよび第二図形パターンについて画像データをそれぞれ取得する画像データ取得手段と、
   前記画像データから前記第一図形パターンの特徴部分および前記第二パターンの特徴部分をそれぞれ抽出する特徴部分抽出手段と、
   前記第一図形パターンの特徴部分および前記第二パターンの特徴部分を前記計測対象における位置関係に基づいて相互に位置決めする位置決め手段と、
   位置決めされた前記第一図形パターンの特徴部分および前記第二パターンの特徴部分から所定の計測値を取得する計測値取得手段とを含むことを特徴とする計測装置。
2. 表示部を有すると共に、前記第一図形パターンの特徴部分および前記第二図形パターンの特徴部分の位置決め時にて、前記第一図形パターンおよび前記第二図形パターンの全体がこれらの特徴部分と共に前記表示部に表示される請求項１に記載の計測装置。
3. 前記第一図形パターンおよび前記第二図形パターンのうちの少なくとも一方の図形パターンが半透明化されると共に他方の図形パターンに重ね合わされて前記表示部に表示される請求項２に記載の計測装置。
4. 前記特徴部分抽出手段が前記第一図形パターンの特徴部分および前記第二パターンの特徴部分を座標化あるいは数式化して抽出する請求項１〜３のいずれか一つに記載の計測装置。
5. 取得された複数の前記計測値に基づいて統計値を算出する統計値算出部を有する請求項１〜４のいずれか一つに記載の計測装置。
6. 空気入りタイヤの部分あるいは構造を前記計測対象とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の計測装置。
7. 補強コードが配列されて補強プライが構成されると共に複数の前記補強プライが積層されて補強層が構成される空気入りタイヤにおいて、一対の前記補強プライにおける前記補強コードの相対的な位置関係を前記計測対象とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の計測装置。
8. 空気入りタイヤの有限要素モデルを作成するにあたり、前記空気入りタイヤからサンプリングされた任意の要素を前記計測対象とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の計測装置。
9. 計測対象の構造あるいは形状にかかる複数の図形パターンを比較することにより所定の計測値を取得する計測方法であって、
   単一の計測対象にかかる第一図形パターンおよび第二図形パターンについて画像データをそれぞれ取得する画像データ取得ステップと、
   前記画像データから前記第一図形パターンの特徴部分および前記第二パターンの特徴部分をそれぞれ抽出する特徴部分抽出ステップと、
   前記第一図形パターンの特徴部分および前記第二パターンの特徴部分を前記計測対象における位置関係に基づいて相互に位置決めする位置決めステップと、
   位置決めされた前記第一図形パターンの特徴部分および前記第二パターンの特徴部分から所定の計測値を取得する計測値取得ステップとを含むことを特徴とする計測方法。

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