JP2020046382A - タイヤ試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ試験装置を提供することを目的とする。【解決手段】ドラム式のタイヤ試験装置であって，タイヤ試験装置は，外周面にタイヤの接地力を計測するセンサと透過部とを有するドラムと，ドラムの内側から透過部を介してタイヤの接地面を撮影する撮影装置と，センサに接地したタイヤの接地力を計測する接地力計測処理部と，タイヤが透過部に接地したときの接地面を撮影装置で撮影する接地面撮影処理部と，接地力計測処理部で計測したタイヤの接地面に対応しており，かつ，接地力が相違する，対応する２以上の接地面の画像情報を用いて算出した変位により滑り量を算出する滑り量算出処理部と，を備えるタイヤ試験装置である。【選択図】 図１

Description

本発明はタイヤ試験装置に関する。

自動車などに用いられるタイヤの摩耗試験では，タイヤにかかる力（接地力）とタイヤの滑り量とを乗算し，摩耗エネルギーを算出することで行われる。そして，従来，接地力の計測は，たとえば路面に接地力を計測するためのセンサを埋め込むことで行っている。また滑り量はタイヤの接地面を撮影して画像処理を行うことで求めている。

このような従来技術として，たとえば下記特許文献１および特許文献２がある。

特許文献１では路面にカメラと透明な丸棒とを埋め込み，丸棒の周囲に圧力センサを設置することで，接地力の計測とタイヤの接地面の撮影とを行っている。また，特許文献２でも路面にカメラと接地力センサとを設置することで，接地力の計測とタイヤの接地面の撮影とを行っている。

特開２００５−２１４８６０号公報 特開平１１−３２６１４５号公報

特許文献１の場合，カメラは透明な丸棒を透過してタイヤの接地面を撮影するが，圧力センサは当該丸棒の周囲に配置されているため，圧力センサで計測する接地力が接地面とは同一とはならない。また特許文献２の場合も特許文献１と同様に，カメラと接地力センサとが離隔して配置されており，その距離を調整することによって，同一の接地面の撮影と接地力の計測とを行おうとするものであるが，現実的には難しいという課題がある。

このように，従来のタイヤの試験装置の場合，接地力の計測を行う接地面と，撮影を行う接地面とが同じとはなっていない。そのため，接地力と滑り量を乗算しても，同一の接地面ではないことから，算出した摩耗エネルギーの値の精度が落ちる問題がある。

そこで本発明者は上記課題に鑑み，接地力の計測を行う接地面と同じ位置の接地面について滑り量を求めることができるタイヤ試験装置を発明した。

第１の発明は，ドラム式のタイヤ試験装置であって，前記タイヤ試験装置は，外周面にタイヤの接地力を計測するセンサと透過部とを有するドラムと，前記ドラムの内側から前記透過部を介してタイヤの接地面を撮影する撮影装置と，前記センサに接地したタイヤの接地力を計測する接地力計測処理部と，前記タイヤが前記透過部に接地したときの接地面を前記撮影装置で撮影する接地面撮影処理部と，前記接地力計測処理部で計測したタイヤの接地面に対応しており，かつ，接地力が相違する，対応する２以上の接地面の画像情報を用いて算出した変位により滑り量を算出する滑り量算出処理部と，を備えるタイヤ試験装置である。

本発明のように構成することで，接地力の計測を行う接地面と同じ位置の接地面について滑り量を求めることができる。

上述の発明において，前記タイヤ試験装置は，前記撮影装置で撮影した画像情報をエッジ化するエッジ化処理部，を備えており，前記滑り量算出処理部は，前記エッジ化した２以上の画像情報における対応する点の変位を算出し，算出した変位を用いて滑り量を算出する，タイヤ試験装置のように構成することができる。

上述の発明において，前記滑り量算出処理部は，前記エッジ化した第１の画像情報を複数の領域に分割し，前記分割した領域と，前記エッジ化した第２の画像情報とをマッチング処理し，前記分割した領域における所定位置の点の座標と，前記マッチングした領域における対応点の座標とを演算することで変位を算出する，タイヤ試験装置のように構成することができる。

接地面の画像情報を用いて滑り量を算出するためにはさまざまな方法があるが，本発明の処理を実行することが好ましい。

上述の発明において，前記タイヤ試験装置は，前記タイヤを支持するタイヤ軸の角度と，前記ドラムを支持するドラム軸の角度とを検出しており，前記タイヤがドラムに接地する場合のタイヤ軸の基準点からの角度をθ_０，前記撮影装置が前記透過部を介して前記タイヤの接地面を撮影可能なドラム軸の基準点からの角度をθ_１，前記タイヤの接地面が前記センサに接地するときのドラム軸の基準点からの角度をθ_２としたとき，角度θ_０と角度θ_１，角度θ_０と角度θ_２となるタイミングが発生するように，前記タイヤ軸および／または前記ドラム軸の回転を制御する，タイヤ試験装置のように構成することができる。

上述の発明において，前記タイヤ試験装置は，前記タイヤを支持するタイヤ軸の角度と，前記ドラムを支持するドラム軸の角度とを検出しており，前記タイヤがドラムに接地する場合のタイヤ軸の基準点からの角度をθ_０，前記撮影装置が前記透過部を介して前記タイヤの接地面を撮影可能なドラム軸の基準点からの角度をθ_１，前記タイヤの接地面が前記センサに接地するときのドラム軸の基準点からの角度をθ_２としたとき，角度θ_０と角度θ_１のときの２以上の画像情報に基づいて算出した滑り量と，角度θ_０と角度θ_２のときの接地力とを用いて，摩耗エネルギーを算出する，タイヤ試験装置のように構成することができる。

ドラム式のタイヤ試験装置のドラムに，透過部とセンサとを設けた場合，同一の接地面がセンサに接地するタイミングと，透過部に接地するタイミングとは相違する。そのため，上述のような処理を実行することで，同一の接地面に対する接地力と，接地面の画像情報とを対応づけることができる。

上述の発明において，前記タイヤ試験装置は，前記センサで計測する接地力が小さいときの前記ドラムの回転速度を，前記センサで計測する接地力が大きいときの前記ドラムの回転速度よりも遅くする，タイヤ試験装置のように構成することができる。

滑り量の算出の際，異なる時系列画像同士での比較では，ドラムの回転による移動およびはみ出しの影響を受ける。しかし，本発明のように，接地力が大きい場合と小さい場合との比較とすることで，同じタイヤ角度同士での比較であるため，それらの影響をほぼ考慮しなくてもよくなる。そのため，画像分割処理を簡略化することができる。

上述の発明において，前記タイヤ試験装置は，前記ドラム軸の回転方向に対して，前記ドラムまたは前記タイヤを相対的に横方向に移動可能とする，タイヤ試験装置のように構成することができる。

摩耗エネルギーの算出の際，接地力と滑り量の分解能はできる限り揃えておくことが好ましい。接地力における縦方向（タイヤの移動方向）の分解能は，タイヤ回転速度とサンプリングタイムに依存するが，接地力における横方向の分解能は，センサの大きさに依存するため，容易には改善できない。しかし，本発明のように，ドラムまたはタイヤを相対的に横方向に移動可能とすれば，移動前後のデータを重ね合わせることで，分解能の改善を望むことができるようになる。

第１のタイヤ試験装置においては，本発明のプログラムを実行することでその制御を実現することができる。すなわち，コンピュータを，外周面にタイヤの接地力を計測するセンサと透過部とを有するドラムを用いたドラム式のタイヤ試験装置の前記ドラムの内側に備えた撮影装置から，前記透過部を介してタイヤの接地面を撮影する接地面撮影処理部，前記センサに接地したタイヤの接地力を計測する接地力計測処理部，前記接地力計測処理部で計測したタイヤの接地面に対応しており，かつ，接地力が相違する，対応する２以上の接地面の画像情報を用いて算出した変位により滑り量を算出する滑り量算出処理部，として機能させるプログラムである。

本発明のタイヤ試験装置を用いることによって，接地圧の計測を行う接地面と同じ位置の接地面について滑り量を求めることができる。その結果，算出する摩耗エネルギーの値の精度を，従来よりも向上させることができる。

本発明のタイヤ試験装置の一例の全体を示す図である。 本発明のタイヤ試験装置のセンサ設置部付近の拡大図である。 本発明のタイヤ試験装置の縦断面および上方図である。 本発明のタイヤ試験装置において，撮影装置による撮影とセンサによる接地力の計測を行う状態を模式的に示す図である。 本発明のタイヤ試験装置の制御コンピュータのハードウェアの一例を模式的に示す図である。 制御コンピュータにおける処理機能の一例を模式的に示すブロック図である。 前処理の一例を示すフローチャートである。 本処理の一例を示すフローチャートである。 前処理において，タイヤの接地面を撮影する状態と，それによって得られたタイヤ軸の角度θ_Ｔごとのタイヤの接地面の画像情報とを模式的に示す図である。 本処理において，タイヤの接地面を撮影する状態と，それによって得られたタイヤ軸の角度θ_Ｔごとのタイヤの接地面の画像情報とを模式的に示す図である。 エッジ化した前処理におけるタイヤの接地面の画像情報を，任意の大きさの領域に分割する処理を模式的に示す図である。 テンプレートとその中心座標とを模式的に示す図である。 エッジ化した本処理におけるタイヤの接地面の画像情報と，テンプレートの画像情報とをマッチング処理し，対応する領域の中心座標を特定する処理を模式的に示す図である。 滑り量をタイヤの接地面の画像情報に重畳して表示した状態をイメージ化して示す図である。 タイヤの接地面の画像情報に滑り量を重畳して表示した状態を示す図である。

本発明のタイヤ試験装置１の外観の一例を図１に示す。また後述する接地力の計測を行うためのセンサ設置部１２付近の拡大図を図２に示す。

タイヤ試験装置１は，タイヤ５の接地力の計測およびタイヤ５の接地面を撮影するためのドラム式の試験装置である。タイヤ試験装置１は，ドラム軸１３を中心に回転するドラム１０の外周面（ドラム面）に，試験対象のタイヤ５を接地させることで試験を行う。ドラム面の一部には，タイヤ５の接地力を計測するためのセンサ１２ａを備えたセンサ設置部１２と，撮影装置１４による撮影を行うための透過部１１とを備えている。

センサ設置部１２には，３分力センサ（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各方向の力を計測するセンサ１２ａ）を複数個，たとえば８０個程度を，ドラム面の幅方向に設置している。ドラム軸１３を中心にドラム１０が回転することで，タイヤ５の表面（接地面）がセンサ設置部１２のセンサ１２ａに接地することで，その接地力の計測を行う。３分力センサ１２ａとしては，たとえば出願人が製造する「ＦＭＳ」（Ｆｏｒｃｅ Ｍａｔｒｉｘ Ｓｅｎｓｏｒ）を利用することができる。

透過部１１は，撮影装置１４が透過部１１に接地するタイヤ５の接地面を撮影可能なように，ドラム１０の内側から外側を透明な材質で構成されていることが好ましい。たとえば強化ガラスや強化プラスチックなどがあるが，それらに限定されない。また，透過部１１の摩擦係数は，ドラム面と同一または近似する摩擦係数の材質を用いることが好ましい。

ドラム１０の筐体の内側には，透過部１１を介してタイヤ５の接地面を撮影する撮影装置１４を設ける。好ましくは，ドラム軸１３と透過部１１とを結ぶ直径上に撮影装置１４のレンズを透過部１１の側に向けて固定しておき，ドラム１０の筐体の内側から透過部１１を介して，透過部１１に接地したタイヤ５のタイヤ５面を撮影する。ただし，鏡などの反射部材をドラム１０の筐体の内側に設けて，撮影装置１４が反射部材および透過部１１を介して，タイヤ５の接地面を撮影するように構成することもできる。

タイヤ試験装置１は，タイヤ軸５１を中心としてタイヤ５を回動自在に支持するタイヤ支持機構を備えており，タイヤ支持機構をドラム１０に対して前後に移動させることで，タイヤ５をドラム１０の外周面に接地させたり，離隔させるなどの制御が可能となっている。またタイヤ試験装置１では，ドラム１０の回転軸の方向に対して，ドラム１０またはタイヤ５を相対的に横方向に移動可能に制御する。

ドラム１０を回転させるためのドラム軸１３，タイヤ５を回転させるためのタイヤ軸５１にはそれぞれ角度エンコーダ（ロータリーエンコーダ）が設けられており，それぞれ基準点からの角度（ドラム１０が基準点から回転した角度θ_Ｄ，タイヤ５が基準点から回転した角度θ_Ｔ）を計測している。なお角度でなくても，基準点からの回転位置を検出できる方法であれば，いかなるものであってもよい。

タイヤ試験装置１は，その制御を行う制御コンピュータ７を有している。制御コンピュータ７は，プログラムの演算処理を実行するＣＰＵなどの演算装置７０と，情報を記憶するＲＡＭやハードディスクなどの記憶装置７１と，情報を表示するディスプレイなどの表示装置７３と，情報の入力が可能なキーボードやマウスなどの入力装置７２と，演算装置７０の処理結果や記憶装置７１に記憶する情報をインターネットやＬＡＮなどのネットワークを介して送受信する通信装置７４とを有している。

コンピュータがタッチパネルディスプレイを備えている場合には，表示装置７３と入力装置７２とが一体的に構成されていてもよい。タッチパネルディスプレイは，たとえばタブレット型コンピュータやスマートフォンなどの可搬型通信端末などで利用されることが多いが，それに限定するものではない。

タッチパネルディスプレイは，そのディスプレイ上で，直接，所定の入力デバイス（タッチパネル用のペンなど）や指などによって入力を行える点で，表示装置７３と入力装置７２の機能が一体化した装置である。

タイヤ試験装置１のドラム面に設けたセンサ設置部１２のセンサ１２ａと，透過部１１との配置関係は固定的である。タイヤ５がドラム１０に接地する場合のタイヤ軸５１の角度（基準点からの角度）をθ_０（θ_Ｔ＝θ_０）とし，撮影装置１４が透過部１１を介してタイヤ５の接地面を撮影可能なドラム軸１３の角度（基準点からの角度）をθ_１（θ_Ｄ＝θ_１）とする。また，撮影の目標となるタイヤ５の接地面がセンサ設置部１２のセンサ１２ａに接地する際のドラム軸１３の角度（基準点からの角度）をθ_２（θ_Ｄ＝θ_２）とする。制御コンピュータ７は，タイヤ試験装置１のドラム軸１３，タイヤ軸５１について，θ_Ｔ＝θ_０とθ_Ｄ＝θ_１，θ_Ｔ＝θ_０とθ_Ｄ＝θ_２となるタイミングが発生（同期）するように，各軸の回転を制御する。これを模式的に示すのが図４である。たとえば，図４に示すように，ドラム軸１３とタイヤ軸５１の各中心の延長線上に基準点Ａがある場合，θ_Ｔ＝１８０度（θ_０＝１８０），θ_Ｄ＝０度（θ_１＝０），θ_Ｄ＝２７０度（θ_２＝２７０）となる。そして，θ_Ｔ＝１８０度，θ_Ｄ＝０度のときに撮影装置１４によって透過部１１を介して撮影したタイヤ５の接地面と，θ_Ｔ＝１８０度，θ_Ｄ＝２７０度のときにセンサ設置部１２のセンサ１２ａで計測した接地力とが，タイヤ５の同一の接地面に対する情報となる。なお，図４では，ドラム軸１３の角度θ_Ｄの基準点，タイヤ軸５１の角度θ_Ｔの基準点が同一の場合を示したが，それぞれ異なる点を基準点としてもよい。

一般的に，ドラム１０の半径とタイヤ５の半径とは一致しない。そこで，ドラム１０とタイヤ５との同期をとるためには，上述のようにドラム軸１３やタイヤ軸５１の回転速度を制御する方法が一つとしてある。この場合，後述する前処理におけるドラム１０の回転速度を，後述する本処理におけるドラム１０の回転速度よりも遅い速度とすることが好ましい。

また，ドラム１０とタイヤ５との同期の別の方法としては，ドラム軸１３やタイヤ軸５１の回転速度そのものを制御するのではなく，ドラム軸１３やタイヤ軸５１を任意の回転数（回転数は固定でも可変でもよい）で回転させながら，センサ設置部１２のセンサ１２ａでの計測，撮影装置１４でのタイヤ５の接地面の撮影を行っておき，計測時点でのタイヤ軸５１の角度θ_Ｔとドラム軸１３の角度θ_Ｄとセンサ１２ａで計測した接地力，計測時点でのタイヤ軸５１の角度θ_Ｔとドラム軸１３の角度θ_Ｄと撮影した画像情報とを対応づけて記憶させておく。そして，あるタイヤ５の接地面についての接地力と画像情報は，当該処理対象とするタイヤ５の接地面のタイヤ軸５１の角度θ_Ｔと，それに対応するドラム軸１３の角度θ_Ｄに基づいて特定することで得ることもできる。

すなわち，処理対象とするタイヤ５の接地面がセンサ設置部１２のセンサ１２ａや透過部１１に接地する際のタイヤ軸５１の角度θ_Ｔがθ_０となるタイミングを特定し，また，タイヤ５がドラム１０の透過部１１に接地する際のドラム軸１３の角度θ_Ｄがθ_１となるタイミングを特定する。同様に，タイヤ５がドラム１０のセンサ設置部１２におけるセンサ１２ａに接地する際のドラム軸１３の角度θ_Ｄがθ_２となるタイミングを特定する。そして，ドラム軸１３およびタイヤ軸５１を所定時間回転させることで，タイヤ軸５１について０度≦θ_Ｔ≦３６０度，ドラム軸１３について０度≦θ_Ｄ≦３６０度のときのタイヤ５の接地面の画像情報，タイヤ５の接地力をそれぞれ取得，計測しておき，所定の閾値以上（たとえば９８％以上）の各データが集まったときに，θ_Ｔ＝１８０度，θ_Ｄ＝０度のときの撮影装置１４によって透過部１１を介して撮影したタイヤ５の接地面の画像情報と，θ_Ｔ＝１８０度，θ_Ｄ＝２７０度のときのセンサ設置部１２のセンサ１２ａで計測した接地力とを対応づけるようにする。

図６に，制御コンピュータ７における処理機能の一例を模式的にブロック図で示す。制御コンピュータ７の演算装置７０では，接地力計測処理部７００と接地面撮影処理部７０１とエッジ化処理部７０２と滑り量算出処理部７０３と摩耗エネルギー算出処理部７０４とを有する。なお，本明細書ではタイヤ試験装置１を制御する制御コンピュータ７で上述の各処理機能を実現する場合を説明するが，タイヤ試験装置１を制御する制御コンピュータ７とは別のコンピュータで上記各処理機能を実現してもよい。

接地力計測処理部７００は，ドラム面に設置したセンサ設置部１２のセンサ１２ａで計測したセンサ１２ａの値と，そのときのタイヤ軸５１の基準点からの角度θ_Ｔと，ドラム軸１３の基準点からの角度θ_Ｄとを計測する。計測したセンサ１２ａの値とそのときのタイヤ軸５１の角度θ_Ｔとドラム軸１３の角度θ_Ｄとは対応づけて記憶装置７１に記憶させる。

接地面撮影処理部７０１は，撮影装置１４を用いて，ドラム面に設置した透過部１１を介して，透過部１１に接地したタイヤ５の接地面を撮影する。撮影装置１４は透過部１１を介してタイヤ５の接地面を撮影するので，透過部１１を介した撮影が可能なドラム軸１３の角度θ_１（θ_Ｄ＝θ_１）のときに，撮影装置１４で透過部１１を介してタイヤ５の接地面を撮影する。また撮影装置１４はドラム軸１３の角度θ_１のときに撮影するのみならず，常に撮影をしておき，そのときのドラム軸１３の角度θ_Ｄ，タイヤ軸５１の角度θ_Ｔと対応づけておき，ドラム軸１３の角度θ_１のときの画像情報を抽出するようにしてもよい。

接地面撮影処理部７０１は，好ましくは，タイヤ５の全周囲（タイヤ軸５１の角度が０度≦θ_Ｔ≦３６０度）の接地面を撮影していることが好ましい。撮影したタイヤ５面の画像情報は，タイヤ軸５１の角度θ_Ｄに対応づけて記憶する。

エッジ化処理部７０２は，接地面撮影処理部７０１で撮影した画像情報についてエッジ検出するエッジ化処理を実行する。エッジ検出処理とは，画像情報に含まれる輪郭を検出するための処理であって，さまざまな公知の手法がある。たとえば画像情報の各画素値の変化（勾配）を微分などで算出することで，エッジを検出することができる。本発明では，タイヤ５の接地面を撮影しているので，タイヤ５の接地面の輪郭（トレッドパターン）を検出することとなる。

滑り量算出処理部７０３は，接地面撮影処理部７０１で撮影した画像情報を用いて，タイヤ５の接地面における滑り量を算出する。滑り量算出処理部７０３における滑り量の算出処理としては，前処理として実行した微小な荷重および速度にてタイヤ５の全周または一部の接地面を撮影した画像情報に基づいてエッジ化処理を実行した画像情報と，本処理として実行した所定荷重および所定速度にてタイヤ５の全周または一部の接地面の画像情報に基づいてエッジ化処理を実行した画像情報とを用い，各画像情報における対応箇所の変位を算出することで滑り量を算出する。なお，以下では，前処理で撮影した画像情報と本処理で撮影した画像情報の対応する２種類の画像情報（接地力の異なる２種類の画像情報）を用いて変位を算出して滑り量を算出するが，２種類以上の画像情報を用いて変位を算出して滑り量を算出してもよい。

摩耗エネルギー算出処理部７０４は，接地力計測処理部７００で計測した接地力と，滑り量算出処理部７０３で算出した滑り量とを対応づけて，それらを演算，たとえば乗算することで，摩耗エネルギーを算出する。

つぎに本発明のタイヤ試験装置１の処理プロセスの一例を図７および図８のフローチャートを用いて説明する。図７のフローチャートは前処理を示しており，図８のフローチャートは本処理を示している。

まずタイヤ試験装置１では，処理対象とするタイヤ５をタイヤ軸５１に取り付けたうえで，微小な荷重および微小な速度にてタイヤ５の全周の接地面を撮影装置１４で撮影する（Ｓ１００）。微小な荷重および微小な速度とは，タイヤ５の接地面に滑りが発生しない程度（タイヤ５の未使用状態の接地面となる程度）の荷重，速度である。

すなわち，微小な荷重および微小な速度でタイヤ５を，タイヤ軸５１を中心として回転させることで，接地面撮影処理部７０１は，タイヤ５の接地面を撮影することで，タイヤ５の全周囲または一部の接地面の画像情報を取得し，そのときのタイヤ軸５１の角度θ_Ｔ，ドラム軸１３の角度θ_Ｄと対応づけて記憶装置７１に記憶させる。これを模式的に示すのが図９である。図９（ａ）は，タイヤ５の接地面を撮影する状態を模式的に示す図であり，図９（ｂ）は，それによって得られたタイヤ軸５１の角度θ_Ｔごとのタイヤ５の接地面の画像情報を示す図である。

前処理の終了後，本処理を実行する。まず，前処理と同一のタイヤ５をタイヤ軸５１に取り付けた上で，所定の荷重および所定の速度でタイヤ５を，タイヤ軸５１を中心として回転させることで，接地力計測処理部７００は，ドラム面に設置したセンサ設置部１２のセンサ１２ａで計測したセンサ１２ａの値と，そのときのタイヤ軸５１の基準点からの角度θ_Ｔと，ドラム軸１３の基準点からの角度θ_Ｄとを計測し，対応づけて記憶させる。

またそれと並行して，接地面撮影処理部７０１は，ドラム面に設置した透過部１１を介して，透過部１１に接地したタイヤ５を撮影することで，タイヤ５の全周囲または一部の接地面の画像情報を取得する（Ｓ２００）。接地面撮影処理部７０１は，撮影した画像情報に，そのときのタイヤ軸５１の角度θ_Ｔ，ドラム軸１３の角度θ_Ｄと対応づけて記憶装置７１に記憶させる。これを模式的に示すのが図１０である。図１０（ａ）は，タイヤ５の接地面を撮影する状態を模式的に示す図であり，図１０（ｂ）は，それによって得られたタイヤ軸５１の角度θ_Ｔごとのタイヤ５の接地面の画像情報を示す図である。

以上のようにして前処理におけるタイヤ５の接地面の画像情報，本処理におけるタイヤ５の接地面の画像情報を取得すると，エッジ化処理部７０２は，各画像情報をグレイスケール化し，グレイスケール化した画像情報に対してエッジ化処理を行う（Ｓ２１０）。

エッジ化処理部７０２におけるエッジ化処理のあと，滑り量算出処理部７０３が，エッジ化した前処理におけるタイヤ５の接地面の画像情報と，エッジ化した本処理におけるタイヤ５の接地面の画像情報との対応する点の変位を算出することで，滑り量を算出する処理を実行する。

まず滑り量算出処理部７０３は，処理対象とするタイヤ５の接地面のタイヤ軸５１の角度θ_Ｔにおけるエッジ化した前処理におけるタイヤ５の接地面の画像情報を，任意の大きさの領域に分割する（Ｓ２２０）。これを模式的に示すのが図１１である。そして，分割した領域の一つをテンプレートとして，その中心座標（Ｘ１，Ｙ１）を取得する（Ｓ２３０）。これを模式的に示すのが図１２である。

滑り量算出処理部７０３は，処理対象とするタイヤ５の接地面の角度θ_Ｔにおけるエッジ化した本処理におけるタイヤ５の接地面の画像情報と，Ｓ２３０のテンプレートの画像とをマッチング処理し，対応する領域（たとえば，もっとも類似度が高い領域）を特定し，その中心座標（Ｘ２，Ｙ２）を取得する（Ｓ２４０）。この際に，マッチング処理する範囲として，テンプレートを構成する領域（前処理のエッジ化した画像情報における当該テンプレートの座標により構成する領域）から上下左右の一定範囲のみをマッチング処理することがよい。タイヤの接地面では類似する面が多いので，マッチング処理する範囲を一定範囲に限定することで，マッチング処理の精度を向上させることができるためである。これを模式的に示すのが図１３である。そして，テンプレートの中心座標（Ｘ１，Ｙ１）と，中心座標（Ｘ２，Ｙ２）との対応関係を記憶装置７１に記憶させる。

以上の処理を，滑り量の算出が必要なタイヤ５の接地面（タイヤ軸５１の角度）における画像情報のすべての領域について実行する（Ｓ２５０，Ｓ２６０）。

そして，滑り量の算出が必要なすべての領域，タイヤ軸５１の角度について，テンプレートの中心座標（Ｘ１，Ｙ１）と，中心座標（Ｘ２，Ｙ２）との対応関係を特定すると，滑り量算出処理部７０３は，その対応関係に基づいて，滑り量の変位を算出する（Ｓ２７０）。すなわち，中心座標（Ｘ２，Ｙ２）−中心座標（Ｘ１，Ｙ１）を演算して変位を算出する。この演算を，滑り量の算出が必要なタイヤ５の接地面（タイヤ軸５１の角度）における画像情報のすべての領域について行う。そしてこのように算出した変位を集計することで，滑り量を算出し，Ｓ２２０で分割した領域の大きさに対応づけて，本処理で撮影した，対応するタイヤ５の接地面の画像情報に重畳して表示させる。滑り量は，分割した領域の中心座標を通過するように，滑り量に応じた長さや太さ，色などの矢印で視覚的に区別可能な表示をするとよい。これを模式的に示すのが，図１４である。図１４（ａ）乃至（ｃ）は，それぞれのタイヤ軸５１の角度における滑り量を，滑り量の算出が必要なタイヤ５の接地面の画像情報に重畳して表示した状態をイメージ化して示している。また，図１５に，タイヤ５の接地面の画像情報に滑り量を示す矢印を重畳して表示した図を示す。図１５（ａ）は荷重が小さい場合であり，図１５（ｂ）は荷重が大きい場合である。

以上のように処理対象とするタイヤ５の接地面（タイヤ軸５１の角度θ_Ｔ）における滑り量を算出すると，摩耗エネルギー算出処理部７０４は，当該タイヤ軸５１の角度θ_Ｔに対応する接地力を記憶部から抽出し，それらを演算することで，摩耗エネルギーを算出する（Ｓ２８０）。

以上のような処理を実行することで，接地力の測定時と，タイヤ５の接地面の撮影時とが同一の接地面とすることができ，また精度の高い摩耗エネルギーを算出することができる。

本発明のタイヤ試験装置１を用いることによって，接地圧の計測を行う接地面と同じ位置の接地面について滑り量を求めることができる。その結果，算出する摩耗エネルギーの値の精度を，従来よりも向上させることができる。

１：タイヤ試験装置
５：タイヤ
７：制御コンピュータ
１０：ドラム
１１：透過部
１２：センサ設置部
１２ａ：センサ
１３：ドラム軸
１４：撮影装置
５１：タイヤ軸
７０：演算装置
７１：記憶装置
７２：入力装置
７３：表示装置
７４：通信装置
７００：接地力計測処理部
７０１：接地面撮影処理部
７０２：エッジ化処理部
７０３：滑り量算出処理部
７０４：摩耗エネルギー算出処理部

第１の発明は、ドラム式のタイヤ試験装置であって、前記タイヤ試験装置は、外周面にタイヤの接地力を計測するセンサと透過部とを有するドラムと、前記ドラムの内側から前記透過部を介してタイヤの接地面を撮影する撮影装置と、前記センサに接地したタイヤの接地力を計測する接地力計測処理部と、前記タイヤが前記透過部に接地したときの接地面を前記撮影装置で撮影する接地面撮影処理部と、前記接地力計測処理部で計測したタイヤの接地面に対応しており、かつ、異なる荷重によるタイヤの接地面の画像情報における対応箇所の変位により滑り量を算出する滑り量算出処理部と、を備えるタイヤ試験装置である。

上述の発明において、前記タイヤ試験装置は、前記タイヤを支持するタイヤ軸の角度θ _Ｔ と、前記ドラムを支持するドラム軸の角度θ _Ｄ とを検出しており、前記タイヤがドラムに接地する場合のタイヤ軸の基準点からの角度をθ_０、前記撮影装置が前記透過部を介して前記タイヤの接地面を撮影可能なドラム軸の基準点からの角度をθ_１、前記タイヤの接地面が前記センサに接地するときのドラム軸の基準点からの角度をθ_２としたとき、角度θ _Ｔ ＝θ _０ と角度θ _Ｄ ＝θ _１ となるタイミングおよび角度θ _Ｔ ＝θ _０ と角度θ _Ｄ ＝θ _２ となるタイミングが発生するように、前記タイヤ軸および／または前記ドラム軸の回転を制御する、タイヤ試験装置のように構成することができる。

上述の発明において、前記タイヤ試験装置は、前記タイヤを支持するタイヤ軸の角度θ _Ｔ と、前記ドラムを支持するドラム軸の角度θ _Ｄ とを検出しており、前記タイヤがドラムに接地する場合のタイヤ軸の基準点からの角度をθ_０、前記撮影装置が前記透過部を介して前記タイヤの接地面を撮影可能なドラム軸の基準点からの角度をθ_１、前記タイヤの接地面が前記センサに接地するときのドラム軸の基準点からの角度をθ_２としたとき、角度θ _Ｔ ＝θ _０ と角度θ _Ｄ ＝θ _１ となるときの２以上の画像情報に基づいて算出した滑り量と、角度θ _Ｔ ＝θ _０ と角度θ _Ｄ ＝θ _２ のときの接地力とを用いて、摩耗エネルギーを算出する、タイヤ試験装置のように構成することができる。

第１のタイヤ試験装置においては、本発明のプログラムを実行することでその制御を実現することができる。すなわち、コンピュータを、外周面にタイヤの接地力を計測するセンサと透過部とを有するドラムを用いたドラム式のタイヤ試験装置の前記ドラムの内側に備えた撮影装置から、前記透過部を介してタイヤの接地面を撮影する接地面撮影処理部、前記センサに接地したタイヤの接地力を計測する接地力計測処理部、前記接地力計測処理部で計測したタイヤの接地面に対応しており、かつ、異なる荷重によるタイヤの接地面の画像情報における対応箇所の変位により滑り量を算出する滑り量算出処理部、として機能させるプログラムである。

Claims (8)

1. ドラム式のタイヤ試験装置であって，
   前記タイヤ試験装置は，
   外周面にタイヤの接地力を計測するセンサと透過部とを有するドラムと，
   前記ドラムの内側から前記透過部を介してタイヤの接地面を撮影する撮影装置と，
   前記センサに接地したタイヤの接地力を計測する接地力計測処理部と，
   前記タイヤが前記透過部に接地したときの接地面を前記撮影装置で撮影する接地面撮影処理部と，
   前記接地力計測処理部で計測したタイヤの接地面に対応しており，かつ，接地力が相違する，対応する２以上の接地面の画像情報を用いて算出した変位により滑り量を算出する滑り量算出処理部と，
   を備えることを特徴とするタイヤ試験装置。
2. 前記タイヤ試験装置は，
   前記撮影装置で撮影した画像情報をエッジ化するエッジ化処理部，を備えており，
   前記滑り量算出処理部は，
   前記エッジ化した２以上の画像情報における対応する点の変位を算出し，算出した変位を用いて滑り量を算出する，
   ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ試験装置。
3. 前記滑り量算出処理部は，
   前記エッジ化した第１の画像情報を複数の領域に分割し，
   前記分割した領域と，前記エッジ化した第２の画像情報とをマッチング処理し，
   前記分割した領域における所定位置の点の座標と，前記マッチングした領域における対応点の座標とを演算することで変位を算出する，
   ことを特徴とする請求項２に記載のタイヤ試験装置。
4. 前記タイヤ試験装置は，
   前記タイヤを支持するタイヤ軸の角度と，前記ドラムを支持するドラム軸の角度とを検出しており，
   前記タイヤがドラムに接地する場合のタイヤ軸の基準点からの角度をθ_０，前記撮影装置が前記透過部を介して前記タイヤの接地面を撮影可能なドラム軸の基準点からの角度をθ_１，前記タイヤの接地面が前記センサに接地するときのドラム軸の基準点からの角度をθ_２としたとき，角度θ_０と角度θ_１，角度θ_０と角度θ_２となるタイミングが発生するように，前記タイヤ軸および／または前記ドラム軸の回転を制御する，
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のタイヤ試験装置。
5. 前記タイヤ試験装置は，
   前記タイヤを支持するタイヤ軸の角度と，前記ドラムを支持するドラム軸の角度とを検出しており，
   前記タイヤがドラムに接地する場合のタイヤ軸の基準点からの角度をθ_０，前記撮影装置が前記透過部を介して前記タイヤの接地面を撮影可能なドラム軸の基準点からの角度をθ_１，前記タイヤの接地面が前記センサに接地するときのドラム軸の基準点からの角度をθ_２としたとき，角度θ_０と角度θ_１のときの２以上の画像情報に基づいて算出した滑り量と，角度θ_０と角度θ_２のときの接地力とを用いて，摩耗エネルギーを算出する，
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のタイヤ試験装置。
6. 前記タイヤ試験装置は，
   前記センサで計測する接地力が小さいときの前記ドラムの回転速度を，前記センサで計測する接地力が大きいときの前記ドラムの回転速度よりも遅くする，
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のタイヤ試験装置。
7. 前記タイヤ試験装置は，
   前記ドラム軸の回転方向に対して，前記ドラムまたは前記タイヤを相対的に横方向に移動可能とする，
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のタイヤ試験装置。
8. コンピュータを，
   外周面にタイヤの接地力を計測するセンサと透過部とを有するドラムを用いたドラム式のタイヤ試験装置の前記ドラムの内側に備えた撮影装置から，前記透過部を介してタイヤの接地面を撮影する接地面撮影処理部，
   前記センサに接地したタイヤの接地力を計測する接地力計測処理部，
   前記接地力計測処理部で計測したタイヤの接地面に対応しており，かつ，接地力が相違する，対応する２以上の接地面の画像情報を用いて算出した変位により滑り量を算出する滑り量算出処理部，
   として機能させることを特徴とするプログラム。

Images