JP2024037490A - Tire grounding shape analysis device and tire grounding shape analysis method - Google Patents

Tire grounding shape analysis device and tire grounding shape analysis method Download PDF

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昌志 宮澤
Masashi Miyazawa
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To acquire a proper grounding shape when acquiring a digital image by a camera.
SOLUTION: A tire grounding shape analysis device comprises: an image acquisition unit which acquires a grounding surface image of a tire; a temporary GCA calculation unit which obtains a temporary GCA image by performing binarization processing with a prescribed threshold as a reference for the acquired grounding surface image; a vertical line installation processing unit which installs a vertical line in each pixel on a boundary line for the temporary GCA image; a luminance differentiation processing unit which differentiates the distribution of luminance along the vertical line for each installed vertical line and obtains a maximum point and a minimum point by performing further differentiation; a boundary setting processing unit which sets a boundary in the temporary GCA image on the basis of the obtained maximal point and minimum point; a smoothing processing unit which smooths the boundary for the temporary GCA image set with the boundary; and a superimposition processing unit which obtains the grounding shape by superimposing a groove image obtained from the grounding surface image on the temporary GCA image with the smoothed boundary.
SELECTED DRAWING: Figure 2
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、タイヤ接地形状解析装置およびタイヤ接地形状解析方法に関する。 The present invention relates to a tire ground contact shape analysis device and a tire ground contact shape analysis method.

透明板の上側面のタイヤの接地面を透明板の下側からカメラで撮影することによってタイヤ踏み跡のデジタル画像を取得する技術が知られている(例えば、特許文献1)。また、タイヤの接地面に光を照射して透明板の下側からカメラで撮影する技術が知られている(例えば、特許文献2)。 2. Description of the Related Art A technique is known in which a digital image of a tire footprint is obtained by photographing the contact surface of a tire on the upper side of a transparent plate with a camera from below the transparent plate (for example, Patent Document 1). Furthermore, a technique is known in which the contact surface of a tire is irradiated with light and photographed with a camera from below a transparent plate (for example, Patent Document 2).

特許第3293670号公報Patent No. 3293670 特開2020-019437号公報JP2020-019437A

しかしながら、カメラで撮影してデジタル画像を取得する場合に、一定の閾値を採用すると、適切な接地形状画像を取得できない場合がある。 However, if a certain threshold value is used when acquiring a digital image by photographing with a camera, it may not be possible to acquire an appropriate ground shape image.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、カメラで撮影してデジタル画像を取得する場合に、適切な接地形状を取得できるタイヤ接地形状解析装置およびタイヤ接地形状解析方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a tire ground contact shape analysis device and a tire ground contact shape analysis method that can obtain an appropriate ground contact shape when capturing a digital image by photographing with a camera. The goal is to provide the following.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のある態様によるタイヤ接地形状解析装置は、タイヤの接地面画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部が取得した接地面画像について、所定閾値を基準とする二値化処理を行って暫定的な総接地面積画像である仮GCA画像を求める仮GCA算出部と、前記仮GCA画像について、境界線上の画素それぞれに垂直線を設置する垂直線設置処理部と、前記垂直線設置処理部が設置した垂直線それぞれについて、その垂直線に沿った輝度の分布を微分し、さらに微分して極大点および極小点を求める輝度微分処理部と、前記輝度微分処理部によって得られた極大点および極小点に基づいて、前記仮GCA画像に境界を設定する境界設定処理部と、前記境界設定処理部によって境界が設定された前記仮GCA画像について、前記境界を平滑にする平滑化処理部と、前記平滑化処理部によって境界が平滑にされた前記仮GCA画像に、前記接地面画像から求めた溝画像を重ね合わせて接地形状を求める重ね合わせ処理部と、を含む。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objects, a tire ground contact shape analysis device according to an aspect of the present invention includes an image acquisition unit that acquires a tire contact patch image, and a contact patch image acquired by the image acquisition unit. , a provisional GCA calculation unit that performs binarization processing based on a predetermined threshold value to obtain a provisional GCA image that is a provisional total ground contact area image; Luminance differentiation processing for differentiating the luminance distribution along the vertical line for each of the vertical lines installed by the vertical line installation processing unit and the vertical line installation processing unit, and further differentiating to obtain local maximum points and minimum points. a boundary setting processing section that sets a boundary in the temporary GCA image based on the maximum point and minimum point obtained by the luminance differentiation processing section; and a boundary setting processing section for setting the boundary in the temporary GCA image by the boundary setting processing section. Regarding the image, a smoothing processing unit smoothes the boundary, and a groove image obtained from the ground contact surface image is superimposed on the provisional GCA image whose boundary has been smoothed by the smoothing processing unit to obtain a ground contact shape. An overlay processing section.

本発明のある態様によるタイヤ接地形状解析方法は、タイヤの接地面画像を取得する画像取得ステップと、前記画像取得ステップにおいて取得した接地面画像について、所定閾値を基準とする二値化処理を行って暫定的な総接地面積画像である仮GCA画像を求める仮GCA算出ステップと、前記仮GCA画像について、境界線上の画素それぞれに垂直線を設置する垂直線設置処理ステップと、前記垂直線設置処理ステップにおいて設置した垂直線それぞれについて、その垂直線に沿った輝度の分布を微分し、さらに微分して極大点および極小点を求める輝度微分処理ステップと、前記輝度微分処理ステップによって得られた極大点および極小点に基づいて、前記仮GCA画像に境界を設定する境界設定処理ステップと、前記境界設定処理ステップによって境界が設定された前記仮GCA画像について、前記境界を平滑にする平滑化処理ステップと、前記平滑化処理ステップによって境界が平滑にされた前記仮GCA画像に、前記接地面画像から求めた溝画像を重ね合わせて接地形状を求める重ね合わせ処理ステップと、を含む。 A tire contact shape analysis method according to an aspect of the present invention includes an image acquisition step of acquiring a tire contact surface image, and a binarization process based on a predetermined threshold value on the contact surface image acquired in the image acquisition step. a provisional GCA calculation step for obtaining a temporary GCA image that is a provisional total ground area image; a vertical line installation processing step for installing a vertical line at each pixel on a boundary line for the temporary GCA image; and a vertical line installation processing step for installing a vertical line at each pixel on the boundary line. A brightness differentiation processing step for differentiating the brightness distribution along each vertical line set in the step and further differentiating it to obtain a local maximum point and a local minimum point; and a local maximum point obtained by the brightness differentiation processing step. and a boundary setting process step of setting a boundary in the temporary GCA image based on the minimum point; and a smoothing process step of smoothing the boundary of the temporary GCA image whose boundary has been set in the boundary setting process step. , a superposition processing step of superimposing a groove image obtained from the ground contact surface image on the provisional GCA image whose boundary has been smoothed in the smoothing processing step to obtain a ground contact shape.

本発明によれば、カメラで撮影してデジタル画像を取得する場合に、適切な接地形状を取得できる。 According to the present invention, when acquiring a digital image by photographing with a camera, an appropriate ground contact shape can be acquired.

図1は、実施形態に係るタイヤ接地形状解析装置を模式的に示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a tire ground contact shape analysis device according to an embodiment. 図2は、図1に示すタイヤ接地形状解析装置の機能を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the functions of the tire ground contact shape analysis device shown in FIG. 図3は、透明板の移動とトリガー装置の動作とを説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the movement of the transparent plate and the operation of the trigger device. 図4は、透明板の移動とトリガー装置の動作とを説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the movement of the transparent plate and the operation of the trigger device. 図5は、タイヤ接地形状解析装置の動作を示すフロー図である。FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the tire ground contact shape analysis device. 図6は、垂直線を利用して溝を抽出する処理を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the process of extracting grooves using vertical lines. 図7は、垂直線を利用して溝を抽出する処理を示すフロー図である。FIG. 7 is a flow diagram showing the process of extracting grooves using vertical lines. 図8は、溝の抽出処理の手順を示すフロー図である。FIG. 8 is a flow diagram showing the procedure of groove extraction processing. 図9は、接地面画像上の溝に垂直線を付加した図である。FIG. 9 is a diagram in which vertical lines are added to the grooves on the ground plane image. 図10は、2箇所の最大輝度位置の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of two maximum brightness positions. 図11は、仮GCA算出部の処理の内容を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating the content of processing by the provisional GCA calculation unit. 図12は、各照明ランプの配置を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating the arrangement of each illumination lamp. 図13は、各照明ランプの配置を説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the arrangement of each illumination lamp. 図14は、各照明ランプの配置を説明する図である。FIG. 14 is a diagram illustrating the arrangement of each illumination lamp. 図15は、各照明ランプの配置を説明する図である。FIG. 15 is a diagram illustrating the arrangement of each illumination lamp. 図16は、メディアンフィルタの例を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an example of a median filter. 図17は、収縮処理の説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram of the contraction process. 図18は、膨張処理の説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram of the expansion process. 図19は、垂直線設置処理部の処理内容を示すフロー図である。FIG. 19 is a flowchart showing the processing contents of the vertical line installation processing section. 図20は、垂直線設置処理部の処理によって垂直線を設置する手順を説明する図である。FIG. 20 is a diagram illustrating a procedure for installing a vertical line through the processing of the vertical line installation processing unit. 図21は、輝度微分処理部の処理を説明する図である。FIG. 21 is a diagram illustrating the processing of the luminance differential processing section. 図22は、線形補間によって輝度を求める処理を説明する図である。FIG. 22 is a diagram illustrating the process of determining brightness by linear interpolation. 図23は、接地面画像を平滑化する処理を説明する図である。FIG. 23 is a diagram illustrating the process of smoothing the ground plane image. 図24は、輝度分布の例を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing an example of brightness distribution. 図25は、接地面画像の例を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing an example of a ground plane image. 図26は、図25に示す垂直線に沿った輝度分布を示す図である。FIG. 26 is a diagram showing the luminance distribution along the vertical line shown in FIG. 25. 図27は、図26について境界判定処理を行った場合の誤判定マップである。FIG. 27 is an erroneous determination map when boundary determination processing is performed on FIG. 26. 図28は、図26について第1極大点の位置を境界と判定した場合の誤判定マップである。FIG. 28 is an erroneous determination map when the position of the first local maximum point in FIG. 26 is determined to be a boundary. 図29は、図25に示す垂直線に沿った輝度分布を示す図である。FIG. 29 is a diagram showing the luminance distribution along the vertical line shown in FIG. 25. 図30は、図29について第1極小点の位置を境界と判定した場合の誤判定マップである。FIG. 30 is an erroneous determination map when the position of the first minimum point in FIG. 29 is determined to be a boundary. 図31は、図29について第2極大点の位置を境界と判定した場合の誤判定マップである。FIG. 31 is an erroneous determination map when the position of the second local maximum point in FIG. 29 is determined to be a boundary. 図32は、図29について他の条件によって境界を判定した場合の誤判定マップである。FIG. 32 is an erroneous determination map when the boundary in FIG. 29 is determined based on other conditions. 図33は、図25に示す垂直線に沿った輝度分布を示す図である。FIG. 33 is a diagram showing the luminance distribution along the vertical line shown in FIG. 25. 図34は、他の条件によって境界を判定した場合の誤判定マップである。FIG. 34 is an erroneous determination map when boundaries are determined based on other conditions. 図35は、輪郭を求める手順を説明する図である。FIG. 35 is a diagram illustrating the procedure for determining the contour. 図36は、画素それぞれについて垂直線を設定した状態を示す図である。FIG. 36 is a diagram showing a state in which vertical lines are set for each pixel. 図37は、境界位置の座標の例を示す図である。FIG. 37 is a diagram showing an example of the coordinates of the boundary position. 図38は、輪郭平滑化前の境界判定結果の例を示す図である。FIG. 38 is a diagram illustrating an example of a boundary determination result before contour smoothing. 図39は、輪郭平滑化後の境界判定結果の例を示す図である。FIG. 39 is a diagram showing an example of a boundary determination result after contour smoothing. 図40は、重ね合わせ処理を説明する図である。FIG. 40 is a diagram illustrating the overlapping process. 図41は、垂直線設置処理部が設定する垂直線の長さを説明する図である。FIG. 41 is a diagram illustrating the length of a vertical line set by the vertical line installation processing section. 図42は、仮GCA算出部において、接地面画像を二値化した結果の例を示す図である。FIG. 42 is a diagram illustrating an example of the result of binarizing the ground plane image in the temporary GCA calculation unit. 図43は、仮GCA算出部において、接地面画像を二値化した結果の例を示す図である。FIG. 43 is a diagram illustrating an example of the result of binarizing the ground plane image in the temporary GCA calculation unit.

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の各実施形態の説明において、他の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。各実施形態により本発明が限定されるものではない。また、各実施形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。なお、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の省略、置換又は変更を行うことができる。 Embodiments of the present invention will be described in detail below based on the drawings. In the following description of each embodiment, the same or equivalent components as in other embodiments will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be simplified or omitted. The present invention is not limited to each embodiment. Furthermore, the constituent elements of each embodiment include those that can be easily replaced by those skilled in the art, or those that are substantially the same. Note that the configurations described below can be combined as appropriate. Further, the configuration may be omitted, replaced, or changed without departing from the gist of the invention.

図1は、実施形態に係るタイヤ接地形状解析装置1を模式的に示す構成図である。図2は、図1に示すタイヤ接地形状解析装置1の機能を示すブロック図である。これらの図において、図1は、タイヤ接地形状解析装置1の全体構成を模式的に示し、図2は、タイヤ接地形状解析装置1の主たる機能を示している。 FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a tire ground contact shape analysis device 1 according to an embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing the functions of the tire ground contact shape analysis device 1 shown in FIG. In these figures, FIG. 1 schematically shows the overall configuration of the tire ground contact shape analysis device 1, and FIG. 2 shows the main functions of the tire ground contact shape analysis device 1.

本実施形態に係るタイヤ接地形状解析装置1は、空気入りタイヤ60の接地面61の画像を取得することにより、接地面61の解析を行うシステムに適用される。タイヤ接地形状解析装置1は、タイヤ試験機2と、撮影装置10と、タイヤ接地面解析装置20とを備える。 The tire ground contact shape analysis device 1 according to the present embodiment is applied to a system that analyzes the ground contact surface 61 of a pneumatic tire 60 by acquiring an image of the ground contact surface 61. The tire contact profile analysis device 1 includes a tire testing machine 2, an imaging device 10, and a tire contact patch analysis device 20.

タイヤ試験機2は、解析対象である空気入りタイヤ60(以下、タイヤ60と呼ぶ)に試験条件を付与する装置である。図1の構成では、タイヤ試験機2は、支持装置3と、駆動装置5と、透明板11とを有する。支持装置3は、タイヤ60を回転可能に支持する装置であり、タイヤ60を装着するリム4を有する。駆動装置5はタイヤ60および透明板11に駆動力を付与する装置である。駆動装置5は、タイヤ60および透明板11を駆動するモータ6と、モータ6を制御するモータ制御装置7とから構成される。なお、駆動装置5は、図示せぬギヤなどを含み、透明板11を水平に駆動する。 The tire testing machine 2 is a device that applies test conditions to a pneumatic tire 60 (hereinafter referred to as tire 60) that is an analysis target. In the configuration of FIG. 1, the tire testing machine 2 includes a support device 3, a drive device 5, and a transparent plate 11. The support device 3 is a device that rotatably supports the tire 60, and has a rim 4 on which the tire 60 is mounted. The drive device 5 is a device that applies driving force to the tires 60 and the transparent plate 11. The drive device 5 includes a motor 6 that drives the tires 60 and the transparent plate 11, and a motor control device 7 that controls the motor 6. Note that the drive device 5 includes a gear (not shown) and drives the transparent plate 11 horizontally.

このタイヤ試験機2では、支持装置3がリム4に装着されたタイヤ60を支持し、タイヤ60が透明板11の一主面である上面11Uに押圧されてタイヤ60に荷重を付与する。透明板11は、フラットな路面を再現する。透明板11に押圧されたタイヤ60は、フラットな路面を走行している状態と同様に接地面61が変形する。透明板11を水平に駆動することにより、車両走行時におけるタイヤ60の転動状態が、透明板11の表面を路面として再現され、動的接地特性を解析できる。駆動装置5は、モータ制御装置7によりモータ6を駆動してリム4を所定角度回転させることができる。 In this tire testing machine 2, the support device 3 supports the tire 60 mounted on the rim 4, and the tire 60 is pressed against the upper surface 11U, which is one main surface of the transparent plate 11, to apply a load to the tire 60. The transparent plate 11 reproduces a flat road surface. The tire 60 pressed against the transparent plate 11 has its ground contact surface 61 deformed in the same way as when the tire 60 is running on a flat road surface. By horizontally driving the transparent plate 11, the rolling state of the tires 60 when the vehicle is running is reproduced using the surface of the transparent plate 11 as a road surface, and dynamic ground contact characteristics can be analyzed. The drive device 5 can rotate the rim 4 by a predetermined angle by driving the motor 6 using the motor control device 7.

透明板11は、光を透過する性質を有する光透過板である。透明板11は光を100%透過しなくてもよく、透明板11を介してタイヤ60の表面を撮影することができる光透過率を有していればよい。透明板11は、例えば、アクリル樹脂製の平面板又はガラス製の平面板である。タイヤ60と平面板との接触状態を撮影して画像解析するので、タイヤ60の、より現実に近い接地状態を解析できる。透明板11について、板の厚み、屈折角などの仕様の指定はない。 The transparent plate 11 is a light transmitting plate that has the property of transmitting light. The transparent plate 11 does not need to transmit 100% of the light, but only needs to have a light transmittance that allows the surface of the tire 60 to be photographed through the transparent plate 11. The transparent plate 11 is, for example, a flat plate made of acrylic resin or a flat plate made of glass. Since the contact state between the tire 60 and the flat plate is photographed and image analyzed, a more realistic ground contact state of the tire 60 can be analyzed. Regarding the transparent plate 11, there are no specifications such as plate thickness and refraction angle.

撮影装置10は、タイヤ60を撮影する撮影部であるカメラ15と、光源である照明用ランプ16と、トリガー装置17とを有する。カメラ15は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)カメラにより構成される。カメラ15は、撮影装置10内に固定されている。カメラ15は、透明板11を介してタイヤ60を撮影することにより、透明板11に押し付けられているタイヤ60の接地面61を撮影する。詳しくは、カメラ15は、透明板11の他主面である下面11D側に、光軸が下面11D側に対して直交する向きで配設され、下面11D側から、透明板11を介してタイヤ60を撮影する。これにより、カメラ15は、少なくとも接地面61を含んでタイヤ60を撮影し、接地面61を含んだタイヤ60のデジタル画像データを生成する。 The photographing device 10 includes a camera 15 that is a photographing unit that photographs the tire 60, an illumination lamp 16 that is a light source, and a trigger device 17. The camera 15 is configured by, for example, a CCD (Charge Coupled Device) camera. The camera 15 is fixed within the photographing device 10. The camera 15 photographs the tire 60 through the transparent plate 11, thereby photographing the ground contact surface 61 of the tire 60 pressed against the transparent plate 11. Specifically, the camera 15 is disposed on the lower surface 11D side, which is the other main surface of the transparent plate 11, with its optical axis perpendicular to the lower surface 11D side, and the camera 15 is installed on the lower surface 11D side, which is the other main surface of the transparent plate 11, and the camera 15 is arranged so that the optical axis is perpendicular to the lower surface 11D side. Shoot 60. Thereby, the camera 15 photographs the tire 60 including at least the contact patch 61, and generates digital image data of the tire 60 including the contact patch 61.

照明用ランプ16は、カメラ15の撮影範囲を照らすランプであり、例えば、ハロゲンランプにより構成される。この照明用ランプ16は、後述するように複数設けられているランプ161から168の総称である。照明用ランプ16は、透明板11に押し付けられているタイヤ60の接地面61に、光を照射する。照明用ランプ16は、光を、透明板11の下面11D側から透明板11を介して、または透明板11の上面11U側とタイヤ60との間から照射する。複数の照明用ランプ16は、透明板11が移動する位置以外の位置に、それぞれ配置されている。なお、撮影装置10の移動に伴い、撮影装置10内のカメラ15と照明用ランプ16とが一緒に移動する。 The illumination lamp 16 is a lamp that illuminates the photographing range of the camera 15, and is composed of, for example, a halogen lamp. The illumination lamp 16 is a general term for a plurality of lamps 161 to 168, which are provided as described later. The illumination lamp 16 irradiates the contact surface 61 of the tire 60 pressed against the transparent plate 11 with light. The illumination lamp 16 emits light from the lower surface 11D side of the transparent plate 11 through the transparent plate 11 or from between the upper surface 11U side of the transparent plate 11 and the tire 60. The plurality of illumination lamps 16 are arranged at positions other than the position where the transparent plate 11 moves. Note that as the photographing device 10 moves, the camera 15 and illumination lamp 16 in the photographing device 10 move together.

なお、これらの照明用ランプ16は、タイヤ試験機2での試験の条件に応じて数を異ならせてもよい。例えば、透明板11に対してタイヤ60を押し付ける際の荷重が小さい場合は、接地領域が狭くなるため、接地面61と非接地面との輝度差が明確になる。このため、この場合は、照明用ランプ16は、比較的数が少なくてもよく、透明板11の移動方向に対して斜め方向になる2箇所に配置する程度でもよい。これに対し、透明板11に対してタイヤ60を押し付ける際の荷重が大きい場合は、接地領域が広くなるため、接地面61に対してより多くの方向から光を照射する必要がある。このため、この場合は、照明用ランプ16は接地面61を囲んだ4箇所以上に配置する。また、これらの照明用ランプ16は、常時点灯タイプであってもよく、フラッシュ点灯タイプであってもよい。 Note that the number of these illumination lamps 16 may be varied depending on the test conditions in the tire testing machine 2. For example, when the load when pressing the tire 60 against the transparent plate 11 is small, the contact area becomes narrower, and the difference in brightness between the contact surface 61 and the non-contact surface becomes clear. Therefore, in this case, the number of illumination lamps 16 may be relatively small, and may be arranged at two locations diagonally to the moving direction of the transparent plate 11. On the other hand, if the load when pressing the tire 60 against the transparent plate 11 is large, the ground contact area becomes wider, so it is necessary to irradiate the ground contact surface 61 with light from more directions. Therefore, in this case, the illumination lamps 16 are arranged at four or more locations surrounding the ground plane 61. Further, these illumination lamps 16 may be of a constant lighting type or a flash lighting type.

トリガー装置17は、カメラ15による撮影のタイミングを示すトリガー信号を出力する装置である。トリガー装置17は、半導体レーザを出力し、その反射光を検出した時にトリガー信号を出力する。本例では、透明板11の側面に再帰性反射シート18が貼付されており、トリガー装置17が出力した半導体レーザが再帰性反射シート18によって反射され、トリガー装置17の検出部171がその反射光を検出した時にトリガー信号を出力する。再帰性反射シート18の貼付位置とカメラ15の位置との関係が固定されていれば、撮影を複数回行った場合でもタイヤ60の同じ位置の接地面61を撮影することができる。 The trigger device 17 is a device that outputs a trigger signal indicating the timing of photographing by the camera 15. The trigger device 17 outputs a semiconductor laser and outputs a trigger signal when the reflected light is detected. In this example, a retroreflection sheet 18 is attached to the side surface of the transparent plate 11, and the semiconductor laser outputted by the trigger device 17 is reflected by the retroreflection sheet 18, and the detection unit 171 of the trigger device 17 detects the reflected light. Outputs a trigger signal when detected. If the relationship between the pasting position of the retroreflective sheet 18 and the position of the camera 15 is fixed, it is possible to photograph the ground contact surface 61 of the tire 60 at the same position even when photographing is performed a plurality of times.

タイヤ接地面解析装置20は、例えば、所定の解析プログラムをインストールしたPC(Personal Computer)であり、撮影装置10から入力されるタイヤ60の画像を処理してタイヤ60の接地面61を解析する処理を行う。タイヤ60の接地面61を解析する処理は、撮影したタイヤ60の画像に基づき、接地面61を算出する処理を含む。タイヤ接地面解析装置20は、接地面61の解析等の演算処理やデータの保存等を行う処理装置30と、オペレータがタイヤ接地面解析装置20への入力操作を行う入力部21と、解析結果や各種情報を表示する表示部22と、を有している。入力部21には、キーボードや、マウス等のポインティングデバイスが用いられており、表示部22には、液晶ディスプレイ等のディスプレイ装置が用いられている。入力部21と表示部22とは、処理装置30に電気的に接続されており、これによりタイヤ接地面解析装置20は、オペレータが表示部22を視認しながら入力部21で入力操作をすることが可能になっている。また、カメラ15は、タイヤ接地面解析装置20の処理装置30に接続されており、これによりタイヤ接地面解析装置20は、カメラ15で撮影した画像を取得することが可能になっている。 The tire contact surface analysis device 20 is, for example, a PC (Personal Computer) installed with a predetermined analysis program, and processes an image of the tire 60 input from the imaging device 10 to analyze the contact surface 61 of the tire 60. I do. The process of analyzing the ground contact surface 61 of the tire 60 includes the process of calculating the ground contact surface 61 based on the photographed image of the tire 60. The tire contact patch analysis device 20 includes a processing device 30 that performs arithmetic processing such as analysis of the contact patch 61 and data storage, an input unit 21 that allows an operator to perform input operations to the tire contact patch analysis device 20, and an input unit 21 that performs an input operation to the tire contact patch analysis device 20. and a display section 22 that displays various information. The input section 21 uses a keyboard, a pointing device such as a mouse, and the display section 22 uses a display device such as a liquid crystal display. The input section 21 and the display section 22 are electrically connected to the processing device 30, so that the tire contact surface analysis device 20 allows the operator to perform input operations on the input section 21 while visually checking the display section 22. is now possible. Further, the camera 15 is connected to the processing device 30 of the tire contact surface analysis device 20, so that the tire contact surface analysis device 20 can acquire images taken by the camera 15.

タイヤ接地面解析装置20が有する処理装置30は、CPU(Central Processing Unit)等を有する処理部31や、RAM(Random Access Memory)等の記憶部32を備えて構成されている。このように構成される処理部31と記憶部32とは、同一筐体内に設けられていてもよく、異なる筐体内に設けられていてもよく、或いは、複数の記憶部32が双方の形態で設けられていてもよい。 The processing device 30 included in the tire contact surface analysis device 20 includes a processing section 31 having a CPU (Central Processing Unit) and the like, and a storage section 32 such as a RAM (Random Access Memory). The processing unit 31 and the storage unit 32 configured in this manner may be provided in the same housing, or may be provided in different housings, or a plurality of storage units 32 may be provided in both forms. may be provided.

処理装置30が有する処理部31は、画像取得部33と、仮GCA算出部34と、垂直線設置処理部35と、輝度微分処理部36と、境界設定処理部37と、平滑化処理部38と、重ね合わせ処理部39と、溝画像抽出処理部40と、を機能的に有している。また、処理部31では、画像取得部33によって取得した接地面画像に基づいて、タイヤ60の接地域を示す接地域画像を作成する。以下の説明において、画像は全て256階調からなるものとし、黒を輝度「255」、白を輝度「0」と定義する。 The processing unit 31 included in the processing device 30 includes an image acquisition unit 33 , a temporary GCA calculation unit 34 , a vertical line installation processing unit 35 , a luminance differentiation processing unit 36 , a boundary setting processing unit 37 , and a smoothing processing unit 38 , an overlay processing section 39 , and a groove image extraction processing section 40 . Furthermore, the processing unit 31 creates a contact area image indicating the contact area of the tire 60 based on the contact area image acquired by the image acquisition unit 33. In the following description, all images are assumed to have 256 gradations, and black is defined as a brightness of "255" and white as a brightness of "0".

ここで、タイヤ60の溝とは、タイヤ60のトレッド面に設けられた、主溝、サブ溝、および、それらの溝の開口部に設けられた面取りの総称である。主溝とは、JATMAに規定されるウェアインジケータの表示義務を有する溝である。また、サブ溝とは、タイヤ幅方向に延在する横溝であり、タイヤ接地時に開口して溝として機能する。 Here, the grooves of the tire 60 are a general term for the main grooves, sub-grooves, and chamfers provided at the openings of these grooves provided on the tread surface of the tire 60. The main groove is a groove that is required to display a wear indicator as defined by JATMA. Moreover, the sub-groove is a lateral groove extending in the width direction of the tire, and functions as a groove by opening when the tire contacts the ground.

画像取得部33は、タイヤの接地面画像を取得する。接地面画像は、カメラ15によって撮影したデジタル画像である。 The image acquisition unit 33 acquires a tire contact surface image. The ground plane image is a digital image taken by the camera 15.

仮GCA算出部34は、画像取得部33が取得した接地面画像について、所定閾値を基準とする二値化処理を行って仮GCA画像を算出する。仮GCA画像は、正確な総接地面積画像(Ground Contact Area、以下GCAと略称することがある)ではなく、暫定的な総接地面積画像である。 The provisional GCA calculation unit 34 calculates a provisional GCA image by performing a binarization process on the ground contact surface image acquired by the image acquisition unit 33 using a predetermined threshold as a reference. The provisional GCA image is not an accurate ground contact area image (hereinafter sometimes abbreviated as GCA) but a provisional total ground contact area image.

垂直線設置処理部35は、仮GCA算出部34が算出した仮GCA画像について、境界線上の画素それぞれに垂直線を設置する処理を行う。輝度微分処理部36は、垂直線設置処理部35が設置した垂直線それぞれについて、その垂直線に沿った輝度の分布を微分し、さらに微分して極大点および極小点を求める。 The vertical line installation processing unit 35 performs a process of installing a vertical line at each pixel on the boundary line in the temporary GCA image calculated by the temporary GCA calculation unit 34. The brightness differentiation processing section 36 differentiates the distribution of brightness along each vertical line set by the vertical line installation processing section 35, and further differentiates the distribution to find a maximum point and a minimum point.

境界設定処理部37は、輝度微分処理部36によって得られた極大点および極小点に基づいて、仮GCA画像に境界を設定する。平滑化処理部38は、境界設定処理部37によって境界が設定された仮GCA画像について、境界を平滑にする処理を行う。 The boundary setting processing unit 37 sets boundaries in the provisional GCA image based on the maximum points and minimum points obtained by the luminance differentiation processing unit 36. The smoothing processing unit 38 performs a process of smoothing the boundaries of the temporary GCA image whose boundaries have been set by the boundary setting processing unit 37.

重ね合わせ処理部39は、平滑化処理部38によって境界が平滑にされた仮GCA画像に、接地面画像から求めた溝画像を重ね合わせて接地形状を求める。溝画像抽出処理部40は、接地面画像に基づいて、重ね合わせ処理部39において用いる溝画像を求める処理を行う。 The superposition processing unit 39 superimposes the groove image obtained from the ground contact surface image on the provisional GCA image whose boundaries have been smoothed by the smoothing processing unit 38 to obtain the ground contact shape. The groove image extraction processing section 40 performs a process of obtaining a groove image to be used in the superimposition processing section 39 based on the ground contact surface image.

記憶部32には、タイヤ接地面解析装置20で用いられる解析プログラムが、予め記憶されている。タイヤ60の接地面61の接地特性を取得する際には、記憶部32に記憶されているプログラムを処理部31が呼び出し、プログラムに沿った動作を処理部31で実行することにより、各機能を実行する。 The storage unit 32 stores in advance an analysis program used by the tire contact surface analysis device 20. When acquiring the ground contact characteristics of the contact surface 61 of the tire 60, the processing unit 31 calls a program stored in the storage unit 32, and executes operations according to the program to perform each function. Execute.

本実施形態に係るタイヤ接地形状解析装置1は、以上のような構成からなる。以下、タイヤ接地形状解析装置1の作用について説明する。タイヤ接地形状解析装置1によってタイヤ60の接地面61の解析を行う際には、タイヤ60をタイヤ試験機2の支持装置3に装着し、タイヤ60を透明板11に押し付けた状態で回転させながら、カメラ15によって接地面61を撮影する。その際に、タイヤ60に対しては、複数の方向から複数の照明用ランプ16によって光を照射した状態で撮影する。このため、カメラ15は、接地面61と接地面61以外の部分とで、輝度差をつけてタイヤ60を撮影することができる。撮影した画像は、タイヤ接地面解析装置20で取得し、タイヤ接地面解析装置20は、取得した画像に基づいて、接地面61の解析を行う。 The tire ground contact shape analysis device 1 according to this embodiment has the above configuration. Hereinafter, the operation of the tire ground contact shape analysis device 1 will be explained. When analyzing the contact surface 61 of the tire 60 using the tire contact profile analysis device 1, the tire 60 is mounted on the support device 3 of the tire testing machine 2, and the tire 60 is pressed against the transparent plate 11 while rotating. , the ground plane 61 is photographed by the camera 15. At this time, the tire 60 is photographed while being irradiated with light from a plurality of directions by a plurality of illumination lamps 16. Therefore, the camera 15 can photograph the tire 60 with a difference in brightness between the ground contact surface 61 and the portion other than the ground contact surface 61. The photographed image is acquired by the tire contact surface analysis device 20, and the tire contact surface analysis device 20 analyzes the contact surface 61 based on the acquired image.

タイヤ60の溝部分の抽出については、三角測量法を利用して高さ(深さ)の違いを検出する距離センサーを用いることもできる。しかしながら、接地面61の全体について溝部分を検出するには、距離センサーの検出範囲を走査する必要がある。したがって、距離センサーを用いるだけでは、タイヤ60が転動する状態での動的接地特性を解析することが困難である。 Regarding the extraction of the groove portion of the tire 60, a distance sensor that detects differences in height (depth) using a triangulation method can also be used. However, in order to detect groove portions on the entire ground plane 61, it is necessary to scan the detection range of the distance sensor. Therefore, it is difficult to analyze the dynamic ground contact characteristics when the tire 60 is rolling just by using a distance sensor.

(撮影における照明条件)
タイヤ60の接地面61の接地域の画像を取得する場合、透明板11の上面11U側において、接地面61を包囲するように透明板11の上面11U側に照明用ランプ16を配置することが好ましい。タイヤ60の接地面61の接地域の画像を取得する場合、上面11U側に接触部分を包囲するように配置された照明用ランプ16によってタイヤ60に光を照射して画像を取得することが好ましい。
(Lighting conditions for shooting)
When acquiring an image of the contact area of the contact patch 61 of the tire 60, the illumination lamp 16 may be placed on the top surface 11U side of the transparent plate 11 so as to surround the contact patch 61. preferable. When acquiring an image of the contact area of the contact area 61 of the tire 60, it is preferable to acquire the image by irradiating light onto the tire 60 using an illumination lamp 16 arranged on the upper surface 11U side so as to surround the contact area. .

(透明板の移動とトリガー装置の動作)
図3および図4は、透明板11の移動とトリガー装置17の動作とを説明する図である。図3は、透明板11が移動する前の状態であり、かつ、トリガー装置17が再帰性反射シート18による反射光を検出する前の状態を示す。図4は、透明板11が移動した後の状態であり、かつ、トリガー装置17が再帰性反射シート18による反射光を検出した時の状態を示す。
(Transparent plate movement and trigger device operation)
3 and 4 are diagrams for explaining the movement of the transparent plate 11 and the operation of the trigger device 17. FIG. 3 shows a state before the transparent plate 11 moves and a state before the trigger device 17 detects the light reflected by the retroreflective sheet 18. FIG. 4 shows the state after the transparent plate 11 has moved and the state when the trigger device 17 detects the reflected light by the retroreflective sheet 18.

図3において、透明板11の上面11Uは平らであり、上面11Uはタイヤ60が転動するためのフラットな路面となる。図3において、タイヤ60は透明板11の上面11Uに接した状態で支持装置3のリム4に固定されている。このため、透明板11の移動に伴い、タイヤ60は回動する。タイヤ接地形状解析装置1は、透明板11を矢印Y1の方向に移動させる。透明板11が矢印Y1の方向に移動することにより、タイヤ60は矢印Y2の方向に回動する。図3に示す状態では、トリガー装置17の検出部171は再帰性反射シート18による反射光を検出していない。トリガー装置17が再帰性反射シート18による反射光を検出しない限り、透明板11は矢印Y1の方向に移動し続ける。撮影装置10は透明板11に固定されているため、透明板11の移動に伴って撮影装置10も移動する。透明板11の移動速度は、例えば時速0.5kmである。なお、透明板11の代わりに、外周面が透明な回転ドラムを用いてもよい。 In FIG. 3, the upper surface 11U of the transparent plate 11 is flat, and the upper surface 11U serves as a flat road surface on which the tires 60 roll. In FIG. 3, the tire 60 is fixed to the rim 4 of the support device 3 while being in contact with the upper surface 11U of the transparent plate 11. Therefore, as the transparent plate 11 moves, the tire 60 rotates. The tire ground contact shape analysis device 1 moves the transparent plate 11 in the direction of arrow Y1. By moving the transparent plate 11 in the direction of arrow Y1, the tire 60 rotates in the direction of arrow Y2. In the state shown in FIG. 3, the detection unit 171 of the trigger device 17 does not detect the light reflected by the retroreflection sheet 18. As long as the trigger device 17 does not detect the light reflected by the retroreflective sheet 18, the transparent plate 11 continues to move in the direction of the arrow Y1. Since the photographing device 10 is fixed to the transparent plate 11, the photographing device 10 also moves as the transparent plate 11 moves. The moving speed of the transparent plate 11 is, for example, 0.5 km/h. Note that instead of the transparent plate 11, a rotating drum having a transparent outer peripheral surface may be used.

透明板11が矢印Y1の方向に移動し、図4に示す状態になると、トリガー装置17の検出部171は再帰性反射シート18による反射光を検出する。トリガー装置17の検出部171が反射光を検出した時、タイヤ接地形状解析装置1は、カメラ15に撮影指示の信号を出力する。これにより、タイヤ60の接地面61を撮影することができる。なお、透明板11は、カメラ15の撮影範囲に対応する部分110が透明であれば良く、部分110以外の部分が不透明であってもよい。つまり、透明板11は、全体が透明であってもよいし、撮影範囲に対応する部分110だけが透明であってもよい。 When the transparent plate 11 moves in the direction of the arrow Y1 and enters the state shown in FIG. 4, the detection section 171 of the trigger device 17 detects the light reflected by the retroreflective sheet 18. When the detection unit 171 of the trigger device 17 detects the reflected light, the tire ground contact shape analysis device 1 outputs a photographing instruction signal to the camera 15. Thereby, the ground contact surface 61 of the tire 60 can be photographed. Note that the transparent plate 11 only needs to be transparent in a portion 110 corresponding to the photographing range of the camera 15, and may be opaque in portions other than the portion 110. In other words, the entire transparent plate 11 may be transparent, or only the portion 110 corresponding to the imaging range may be transparent.

(タイヤ接地形状解析装置の動作)
図5は、タイヤ接地形状解析装置1の動作を示すフロー図である。タイヤ接地形状解析装置1は、タイヤ60の解析を行う場合、透明板11に押し付けられているタイヤ60に、照明用ランプ16から光を照射する(ステップST11)。次に、タイヤ接地形状解析装置1は、モータ制御装置7によって、モータ6の駆動を開始する(ステップST12)。タイヤ接地形状解析装置1は、モータ6の駆動を継続しているとき(ステップST13)、トリガー装置17が再帰性反射シート18を検出したか否か判定する(ステップST14)。タイヤ接地形状解析装置1は、トリガー装置17が再帰性反射シート18を検出していない場合(ステップST14においてNo)、モータ6の駆動を継続する(ステップST13)。
(Operation of tire contact shape analysis device)
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the tire ground contact shape analysis device 1. When analyzing the tire 60, the tire ground contact shape analysis device 1 irradiates the tire 60 pressed against the transparent plate 11 with light from the illumination lamp 16 (step ST11). Next, the tire ground contact shape analysis device 1 starts driving the motor 6 by the motor control device 7 (step ST12). While continuing to drive the motor 6 (step ST13), the tire ground contact shape analysis device 1 determines whether the trigger device 17 has detected the retroreflective sheet 18 (step ST14). If the trigger device 17 does not detect the retroreflective sheet 18 (No in step ST14), the tire contact shape analysis device 1 continues to drive the motor 6 (step ST13).

タイヤ接地形状解析装置1は、トリガー装置17が再帰性反射シート18を検出した場合(ステップST14においてYes)、タイヤ60をカメラ15によって撮影する(ステップST15)。その後、タイヤ接地形状解析装置1は、モータ6の駆動および光の照射を停止する(ステップST16)。 When the trigger device 17 detects the retroreflective sheet 18 (Yes in step ST14), the tire ground contact shape analysis device 1 photographs the tire 60 with the camera 15 (step ST15). Thereafter, the tire ground contact shape analysis device 1 stops driving the motor 6 and stops emitting light (step ST16).

(溝画像抽出処理部)
溝画像抽出処理部40は、垂直線を利用して溝を抽出する処理を行う。図6は、垂直線を利用して溝を抽出する処理を説明する図である。図7は、垂直線を利用して溝を抽出する処理を示すフロー図である。
(Groove image extraction processing unit)
The groove image extraction processing unit 40 performs a process of extracting grooves using vertical lines. FIG. 6 is a diagram illustrating the process of extracting grooves using vertical lines. FIG. 7 is a flow diagram showing the process of extracting grooves using vertical lines.

図6において、最初に、カメラ15で撮影することによって取得した接地面画像SGに垂直線71を設置する。垂直線71は、仮GCA画像KG1の境界線に対する法線である。 In FIG. 6, first, a vertical line 71 is placed on the ground plane image SG acquired by photographing with the camera 15. The vertical line 71 is a normal to the boundary line of the temporary GCA image KG1.

図7において、最初に、接地面画像SGについて、仮GCA画像KG1の境界線に対する垂直線71を設置する(ステップST21)。垂直線71における輝度プロファイルを抽出する(ステップST22)。輝度プロファイルを利用し、溝の抽出処理を行う(ステップST23)。溝の抽出処理については、後述する。 In FIG. 7, first, a perpendicular line 71 to the boundary line of the provisional GCA image KG1 is set for the ground plane image SG (step ST21). A brightness profile along the vertical line 71 is extracted (step ST22). Groove extraction processing is performed using the brightness profile (step ST23). The groove extraction process will be described later.

垂直線71をそれ自体に平行な方向にずらす(ステップST24)。本例では、図6の接地面画像SG1の矢印Yで示す方向に垂直線71を移動させる。垂直線71を移動させた結果、垂直線71が接地面画像SG1の端部に到達したか否かを判定する(ステップST25)。ステップST25において、垂直線71が接地面画像SG1の端部に到達していないと判定した場合(ステップST25においてNo)、ステップST22に戻り、処理を継続する。以後、同様の処理を繰り返し行う。 The vertical line 71 is shifted in a direction parallel to itself (step ST24). In this example, the vertical line 71 is moved in the direction indicated by the arrow Y of the ground plane image SG1 in FIG. As a result of moving the vertical line 71, it is determined whether the vertical line 71 has reached the end of the ground plane image SG1 (step ST25). If it is determined in step ST25 that the vertical line 71 has not reached the end of the ground plane image SG1 (No in step ST25), the process returns to step ST22 and continues the process. Thereafter, the same process is repeated.

同様の処理を繰り返し行った結果、接地面画像SGnのように垂直線71が端部に到達した場合、ステップST25において、垂直線71が接地面画像の端部に到達したと判定する(ステップST25においてYes)。その場合、次に、全ての垂直線71について処理を行ったか否かを判定する(ステップST26)。ステップST26の判定の結果、全ての垂直線71についての処理を行っていない(つまり、処理を行っていない垂直線がある)と判定した場合(ステップST26においてNo)、ステップST22に戻り、処理を継続する。 As a result of repeating similar processing, if the vertical line 71 reaches the end of the ground plane image SGn, it is determined in step ST25 that the vertical line 71 has reached the end of the ground plane image (step ST25 (Yes). In that case, next, it is determined whether or not all vertical lines 71 have been processed (step ST26). As a result of the determination in step ST26, if it is determined that all vertical lines 71 have not been processed (that is, there are vertical lines that have not been processed) (No in step ST26), the process returns to step ST22 and the process is continued. continue.

ステップST26の判定の結果、全ての垂直線71について処理を行った場合、処理は終了となる(ステップST26においてYes)。以上の処理によって、接地面画像SGから溝画像MGを作成することができる。 As a result of the determination in step ST26, if all the vertical lines 71 have been processed, the process ends (Yes in step ST26). Through the above processing, the groove image MG can be created from the ground plane image SG.

(溝の抽出処理)
図7中のステップST23の溝の抽出処理を行う。溝の抽出処理については、例えば、特開2017-129491号公報に開示されている方法を採用する。溝の抽出処理の概要について、図8を参照して説明する。図8は、溝の抽出処理の手順を示すフロー図である。図9は、接地面画像SG上の溝に垂直線71を付加した図である。図9において、垂直線71の中点位置の画素を中心画素74とする。図10は、2箇所の最大輝度位置PA,PBの例を示す図である。
(Groove extraction processing)
The groove extraction process in step ST23 in FIG. 7 is performed. For the groove extraction process, for example, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 2017-129491 is adopted. An outline of the groove extraction process will be explained with reference to FIG. 8. FIG. 8 is a flow diagram showing the procedure of groove extraction processing. FIG. 9 is a diagram in which a vertical line 71 is added to the groove on the ground plane image SG. In FIG. 9, the pixel at the midpoint of the vertical line 71 is defined as the center pixel 74. FIG. 10 is a diagram showing an example of two maximum brightness positions PA and PB.

図8において、接地面画像SG上の溝の抽出処理を行う場合は、まず、輝度算出ラインである垂直線71を設定する(ステップST31)。輝度算出ラインである垂直線71は、陸部局所的輝度を算出するためのラインである。 In FIG. 8, when performing the groove extraction process on the ground plane image SG, first, a vertical line 71, which is a brightness calculation line, is set (step ST31). A vertical line 71, which is a brightness calculation line, is a line for calculating the local brightness of a land area.

次に、接地面画像SGからはみ出た垂直線71があるか否かを判定する(ステップST32)。この判定により、接地面画像SGからはみ出た垂直線71があると判定された場合(ステップST32においてYes)には、溝の抽出処理のフローから抜け出る。 Next, it is determined whether there is a vertical line 71 protruding from the ground plane image SG (step ST32). As a result of this determination, if it is determined that there is a vertical line 71 protruding from the ground plane image SG (Yes in step ST32), the process exits from the flow of the groove extraction process.

接地面画像SGからはみ出た垂直線71がないと判定された場合(ステップST32においてNo)には、陸部局所的輝度を算出する(ステップST33)。陸部局所的輝度は、接地面画像SG上において垂直線71が位置する領域であり、垂直線71と近傍領域とからなる領域である輝度算出領域に位置する画素の輝度情報を用いて算出する。 If it is determined that there is no vertical line 71 protruding from the ground plane image SG (No in step ST32), the local brightness of the land area is calculated (step ST33). The land local brightness is calculated using the brightness information of pixels located in the brightness calculation area, which is the area where the vertical line 71 is located on the ground plane image SG and is the area consisting of the vertical line 71 and the neighboring area. .

なお、陸部局所的輝度は、陸部の局所的な輝度であるため、陸部局所的輝度を算出する際には、接地面画像SG上において溝に相当する画素を除外して算出するのが好ましい。具体的には、溝に相当する画素は輝度が低いため、輝度が所定の閾値よりも低い画素を除外することにより、溝に相当する画素を除外して平均輝度の算出から除外する。 Note that the land local brightness is the local brightness of the land area, so when calculating the land local brightness, it is necessary to exclude pixels corresponding to grooves on the ground plane image SG. is preferred. Specifically, since pixels corresponding to grooves have low luminance, by excluding pixels whose luminance is lower than a predetermined threshold value, pixels corresponding to grooves are excluded from calculation of average luminance.

また、非接地領域の輝度は、接地領域の輝度とは大きく異なるため、陸部局所的輝度を算出する際には、非接地領域に相当する画素も除外して平均輝度を算出するのが好ましい。具体的には、非接地領域に相当する画素は、接地領域に相当する画素と比較して輝度が高いため、輝度が所定の閾値よりも高い画素を除外することにより、非接地領域82に相当する画素を除外して平均輝度の算出から除外する。 Furthermore, since the brightness of the non-ground area is significantly different from the brightness of the ground area, when calculating the local brightness of land areas, it is preferable to exclude pixels corresponding to the non-ground area and calculate the average brightness. . Specifically, pixels corresponding to the non-ground area have higher luminance than pixels corresponding to the ground area, so by excluding pixels whose luminance is higher than a predetermined threshold, pixels corresponding to the non-ground area 82 are determined. , and exclude them from the calculation of average brightness.

陸部局所的輝度を算出したら、次に、垂直線71の中心画素74の輝度は、溝局所的輝度よりも小さいか否かを判定する(ステップST34)。 After calculating the land local brightness, it is next determined whether the brightness of the center pixel 74 of the vertical line 71 is smaller than the groove local brightness (step ST34).

溝抽出処理においては、垂直線71の中心画素74の輝度を抽出し、中心画素74の輝度と溝局所的輝度とを比較する。比較した結果、垂直線71の中心画素74の輝度は、溝局所的輝度よりも小さくないと判定された場合(ステップST34においてNo)には、溝の抽出処理のフローから抜け出る。 In the groove extraction process, the brightness of the center pixel 74 of the vertical line 71 is extracted, and the brightness of the center pixel 74 is compared with the groove local brightness. As a result of the comparison, if it is determined that the luminance of the center pixel 74 of the vertical line 71 is not smaller than the groove local luminance (No in step ST34), the flow exits from the groove extraction process.

これに対し、垂直線71の中心画素74の輝度は、溝局所的輝度よりも小さいと判定された場合(ステップST34においてYes)には、その中心画素74を溝の構成要素とすると共に、中心画素74を基点として垂直線71の長さ方向における両方向に走査して局所的最大輝度を抽出し、最大輝度位置を求める(ステップST35)。 On the other hand, if it is determined that the brightness of the center pixel 74 of the vertical line 71 is smaller than the groove local brightness (Yes in step ST34), the center pixel 74 is regarded as a component of the groove, and the center The local maximum brightness is extracted by scanning in both directions along the length of the vertical line 71 with the pixel 74 as the base point, and the maximum brightness position is determined (step ST35).

中心画素74の輝度が溝局所的輝度よりも小さいと判定された場合には、中心画素74から、垂直線71の長さ方向に所定の範囲で走査を行って輝度を抽出し、走査を行った範囲内における最大輝度を、局所的最大輝度とする。局所的最大輝度は、中心画素74を基点とする走査範囲の長さ方向における両方向のそれぞれで抽出する。さらに、走査範囲の長さ方向において、局所的最大輝度となる画素が位置している位置を、最大輝度位置PA,PBとして求める。図10において、縦軸は輝度を示し、横軸はタイヤ周方向の位置[画素]を示す。垂直線71の範囲の中点は中心画素74である。 If it is determined that the brightness of the center pixel 74 is smaller than the groove local brightness, scanning is performed in a predetermined range from the center pixel 74 in the length direction of the vertical line 71 to extract the brightness, and then scanning is performed. The maximum brightness within the specified range is defined as the local maximum brightness. The local maximum brightness is extracted in both directions in the length direction of the scanning range starting from the center pixel 74. Further, in the length direction of the scanning range, the positions where pixels with local maximum brightness are located are determined as maximum brightness positions PA and PB. In FIG. 10, the vertical axis indicates brightness, and the horizontal axis indicates position [pixel] in the tire circumferential direction. The midpoint of the range of vertical line 71 is center pixel 74 .

次に、局所的最大輝度の少なくとも一方は、陸部局所的輝度+α以上であるか否かを判定する(ステップST36)。ここで、画素の輝度は、陸部よりも溝の方が小さくなっており、中心画素74は、輝度が溝局所的輝度よりも小さいことにより溝の構成要素として判断された位置になっている。このため、走査範囲の長さ方向に輝度を走査した際における局所的最大輝度が、陸部局所的輝度以上である場合には、最大輝度位置PA,PBは、溝と陸部との境界部分であると推定することができる。 Next, it is determined whether at least one of the local maximum brightnesses is greater than or equal to the land local brightness +α (step ST36). Here, the brightness of the pixel is smaller in the groove than in the land area, and the center pixel 74 is at a position where it is determined to be a component of the groove because the brightness is smaller than the groove local brightness. . Therefore, if the local maximum brightness when scanning the brightness in the length direction of the scanning range is higher than the local brightness of the land area, the maximum brightness positions PA and PB are located at the boundary between the groove and the land area. It can be estimated that

なお、この場合におけるαは、予め一定値を設定してもよく、垂直線71の複数の位置での輝度分布を調べて値を決定してもよい。本実施形態では、輝度が256階調で表される接地面画像80に対して、α=35を設定する。 Note that α in this case may be set to a constant value in advance, or may be determined by examining the luminance distribution at a plurality of positions on the vertical line 71. In this embodiment, α=35 is set for the ground plane image 80 whose luminance is expressed in 256 gradations.

これらのように設定される陸部局所的輝度+αと、2箇所の最大輝度位置PA,PBのそれぞれの局所的最大輝度とを比較し、少なくとも一方の局所的最大輝度は、陸部局所的輝度+α以上であるか否かを判定する。この判定により、いずれの局所的最大輝度も、陸部局所的輝度+α以上ではないと判定された場合(ステップST36においてNo)には、溝65の抽出処理のフローから抜け出る。 The land local brightness +α set in this way is compared with the local maximum brightness of each of the two maximum brightness positions PA and PB, and at least one local maximum brightness is determined as the land local brightness. It is determined whether the value is greater than or equal to +α. As a result of this determination, if it is determined that none of the local maximum brightnesses is greater than or equal to the land local brightness +α (No in step ST36), the process exits from the flow of the groove 65 extraction process.

これに対し、局所的最大輝度の少なくとも一方は、陸部局所的輝度+α以上であると判定された場合(ステップST36においてYes)には、次に、局所的最大輝度は、2箇所とも陸部局所的輝度+α以上であるか否かを判定する(ステップST37)。この判定により、局所的最大輝度は2箇所とも陸部局所的輝度+α以上であると判定された場合(ステップST37においてYes)には、2箇所の最大輝度位置PA,PBで囲まれた範囲を溝として判定する(ステップST38)。 On the other hand, if it is determined that at least one of the local maximum brightnesses is equal to or higher than the land local brightness +α (Yes in step ST36), then both of the local maximum brightnesses are It is determined whether or not the local brightness is greater than or equal to the local brightness +α (step ST37). As a result of this determination, if it is determined that the local maximum brightness at both locations is greater than or equal to the land local brightness +α (Yes at step ST37), the area surrounded by the two maximum brightness positions PA and PB is It is determined as a groove (step ST38).

これに対し、局所的最大輝度は2箇所とも陸部局所的輝度+α以上ではないと判定された場合(ステップST37においてNo)には、一方の最大輝度位置と中心画素74とで囲まれた範囲を溝65の構成要素として判定する(ステップST39)。 On the other hand, if it is determined that the local maximum brightness is not greater than the land local brightness +α at both locations (No in step ST37), the area surrounded by one of the maximum brightness positions and the center pixel 74 is determined as a component of the groove 65 (step ST39).

(仮GCA算出部)
図11は、仮GCA算出部34の処理の内容を説明する図である。カメラ15で撮影して得られた接地面画像SGを平滑化することによって、平滑化画像HGを得る。平滑化画像について、画素毎に一律の閾値で二値化することにより、二値画像BGを得る。二値画像から、溝画像MGを差し引くことによって仮の接地形状KSを得る。
(Temporary GCA calculation department)
FIG. 11 is a diagram illustrating the content of processing by the provisional GCA calculation unit 34. By smoothing the ground plane image SG obtained by photographing with the camera 15, a smoothed image HG is obtained. A binary image BG is obtained by binarizing the smoothed image using a uniform threshold value for each pixel. A temporary ground contact shape KS is obtained by subtracting the groove image MG from the binary image.

溝画像MGは、図6中の溝画像MGである。接地面画像SGについて、タイヤ60のトレッドの溝の面取りの輪郭(トレッド陸部側)に沿ってトリミングし、溝を抽出して溝画像MGを得てもよい。仮の接地形状KSについて、溝埋め処理を行うことによって仮GCA画像KG1を得る。溝埋め処理は、タイヤ60の溝に相当する部分を黒画素で埋める処理である。 The groove image MG is the groove image MG in FIG. The contact surface image SG may be trimmed along the contour of the chamfer of the groove of the tire 60 (on the tread land side), and the groove may be extracted to obtain the groove image MG. A temporary GCA image KG1 is obtained by performing groove filling processing on the temporary ground contact shape KS. The groove filling process is a process of filling a portion corresponding to the groove of the tire 60 with black pixels.

(照明用ランプ)
図12から図15は、各照明ランプ16の配置を説明する図である。図12は、タイヤ60の回転軸に沿った方向から各照明用ランプ16の配置を見た図である。図12に示すように、透明板11の一主面である上面11U側に、ランプ161、162が設けられている。ランプ161、162は、ともに、タイヤ幅方向を長手方向とするライン照明であってもよい。ランプ161、162は、タイヤ60のタイヤ周方向に離れた位置に配置されている。ランプ161とランプ162とは、タイヤ60を挟んで互いに異なる側に設けられている。つまり、ランプ161、ランプ162は、タイヤ周方向の外側から内側に向けて、接地面61に光を照射する周方向ランプである。このようにランプ161、162は、タイヤ60の接地面61にタイヤ周方向に光を照射するように配置される。ランプ161、162により、サブ溝の面取りの輝度を高めることができる。
(Lamp for lighting)
12 to 15 are diagrams illustrating the arrangement of each illumination lamp 16. FIG. 12 is a diagram showing the arrangement of each illumination lamp 16 from a direction along the rotation axis of the tire 60. As shown in FIG. 12, lamps 161 and 162 are provided on the upper surface 11U side, which is one main surface of the transparent plate 11. The lamps 161 and 162 may both be line illumination whose longitudinal direction is in the tire width direction. The lamps 161 and 162 are arranged at positions apart from each other in the tire circumferential direction of the tire 60. The lamp 161 and the lamp 162 are provided on different sides of the tire 60. That is, the lamps 161 and 162 are circumferential lamps that irradiate light onto the ground contact surface 61 from the outside to the inside in the tire circumferential direction. In this way, the lamps 161 and 162 are arranged so as to irradiate light onto the contact surface 61 of the tire 60 in the tire circumferential direction. The lamps 161 and 162 can increase the brightness of the chamfering of the sub-grooves.

また、透明板11の他主面である下面11D側に、他主面側ランプとしてランプ165、166、167、168が設けられていることが好ましい。ランプ165、166、167、168は、ともに、タイヤ幅方向を長手方向とするライン照明であってもよい。ランプ167、168は、タイヤ60のタイヤ周方向に離れた位置に配置されている。ランプ167とランプ168とは、タイヤ60を挟んで互いに異なる側に設けられている。つまり、ランプ167、ランプ168は、タイヤ周方向の外側から内側に向けて、接地面61に光を照射する周方向ランプである。このようにランプ167、168は、タイヤ60の接地面61にタイヤ周方向に光を照射するように配置される。ランプ167、168により、サブ溝の面取りの輝度を高めることができる。 Further, it is preferable that lamps 165, 166, 167, and 168 are provided on the lower surface 11D side, which is the other main surface of the transparent plate 11, as lamps on the other main surface side. The lamps 165, 166, 167, and 168 may all be line illumination whose longitudinal direction is the tire width direction. The lamps 167 and 168 are arranged at positions apart from each other in the tire circumferential direction of the tire 60. The lamp 167 and the lamp 168 are provided on different sides of the tire 60. That is, the lamps 167 and 168 are circumferential lamps that irradiate light onto the ground contact surface 61 from the outside to the inside in the tire circumferential direction. In this way, the lamps 167 and 168 are arranged so as to irradiate the contact surface 61 of the tire 60 with light in the tire circumferential direction. The lamps 167 and 168 can increase the brightness of the chamfering of the sub-grooves.

図12において、ランプ161、162の発光面中心から上面11Uまでの高さをH1、H2とする。図12において、ランプ161、162の傾斜角度、すなわち透明板11の上面11Uに対する、光照射方向のなす角度をθ1、θ2とする。角度θ1は好ましくは9.7°、角度θ2は好ましくは11.6°である。本実施形態では、好ましくは高さH1=30mm、高さH2=30mmである。 In FIG. 12, the heights from the centers of the light emitting surfaces of the lamps 161 and 162 to the upper surface 11U are designated H1 and H2. In FIG. 12, the inclination angles of the lamps 161 and 162, that is, the angles formed by the light irradiation direction with respect to the upper surface 11U of the transparent plate 11 are assumed to be θ1 and θ2. The angle θ1 is preferably 9.7°, and the angle θ2 is preferably 11.6°. In this embodiment, preferably the height H1 is 30 mm and the height H2 is 30 mm.

また、図12において、ランプ167、168の発光面中心から下面11Dまでの高さをH7、H8とする。図12において、ランプ167、168の傾斜角度、すなわち透明板11の下面11Dに対する、光照射方向のなす角度をθ7、θ8とする。角度θ7は好ましくは4.2°、角度θ8は好ましくは4.9°である。本実施形態では、好ましくは高さH7=30mm、高さH8=30mmである。 Further, in FIG. 12, the heights from the centers of the light emitting surfaces of the lamps 167 and 168 to the lower surface 11D are assumed to be H7 and H8. In FIG. 12, the inclination angles of the lamps 167 and 168, that is, the angles formed by the light irradiation direction with respect to the lower surface 11D of the transparent plate 11 are assumed to be θ7 and θ8. The angle θ7 is preferably 4.2°, and the angle θ8 is preferably 4.9°. In this embodiment, preferably the height H7 is 30 mm and the height H8 is 30 mm.

図13は、透明板11の上面11U側から各照明用ランプ16の配置を見た図である。図13において、距離D1はランプ161の発光面中心からタイヤ中心までの距離、距離D2はランプ162の発光面中心からタイヤ中心までの距離、距離D3はランプ163の発光面中心からタイヤ中心までの距離、距離D4はランプ164の発光面中心からタイヤ中心までの距離、距離D5はランプ165の発光面中心からタイヤ中心までの距離、距離D6はランプ166の発光面中心からタイヤ中心までの距離、である。好ましくは、距離D1=260mm、距離D2=260mm、距離D3=230mm、距離D4=230mm、距離D5=215mm、距離D6=215mm、である。 FIG. 13 is a diagram showing the arrangement of the illumination lamps 16 from the upper surface 11U side of the transparent plate 11. In FIG. 13, distance D1 is the distance from the center of the light emitting surface of lamp 161 to the center of the tire, distance D2 is the distance from the center of the light emitting surface of lamp 162 to the center of the tire, and distance D3 is the distance from the center of the light emitting surface of lamp 163 to the center of the tire. Distance, distance D4 is the distance from the center of the light emitting surface of the lamp 164 to the center of the tire, distance D5 is the distance from the center of the light emitting surface of the lamp 165 to the center of the tire, distance D6 is the distance from the center of the light emitting surface of the lamp 166 to the center of the tire, It is. Preferably, distance D1 = 260 mm, distance D2 = 260 mm, distance D3 = 230 mm, distance D4 = 230 mm, distance D5 = 215 mm, and distance D6 = 215 mm.

図14は、タイヤ60の回転軸に対して垂直に離れた方向から各照明用ランプ16の配置を見た図である。高さH3は透明板11の上面11Uからランプ163の発光面中心までの距離、高さH4は透明板11の上面11Uからランプ164の発光面中心までの距離、高さH5は透明板11の下面11Dからランプ165の発光面中心までの距離、高さH6は透明板11の下面11Dからランプ166の発光面中心までの距離、である。ランプ163、164の傾斜角度、すなわち透明板11の上面11Uに対する、光照射方向のなす角度をθ3、θ4とする。角度θ3は好ましくは0°、角度θ4は好ましくは0°である。ランプ165、166の傾斜角度、すなわち透明板11の下面11Dに対する、光照射方向のなす角度をθ5、θ6とする。角度θ5は好ましくは21.8°、角度θ6は好ましくは20.1°である。本実施形態では、好ましくは高さH3=13mm、高さH4=13mm、高さH5=62mm、高さH6=62mm、である。 FIG. 14 is a view showing the arrangement of each illumination lamp 16 from a direction perpendicularly away from the rotation axis of the tire 60. The height H3 is the distance from the upper surface 11U of the transparent plate 11 to the center of the light emitting surface of the lamp 163, the height H4 is the distance from the upper surface 11U of the transparent plate 11 to the center of the light emitting surface of the lamp 164, and the height H5 is the distance of the transparent plate 11. The distance from the lower surface 11D to the center of the light emitting surface of the lamp 165, height H6, is the distance from the lower surface 11D of the transparent plate 11 to the center of the light emitting surface of the lamp 166. Let θ3 and θ4 be the inclination angles of the lamps 163 and 164, that is, the angles formed by the light irradiation direction with respect to the upper surface 11U of the transparent plate 11. The angle θ3 is preferably 0°, and the angle θ4 is preferably 0°. Let θ5 and θ6 be the inclination angles of the lamps 165 and 166, that is, the angles formed by the light irradiation direction with respect to the lower surface 11D of the transparent plate 11. The angle θ5 is preferably 21.8°, and the angle θ6 is preferably 20.1°. In this embodiment, the height H3 is preferably 13 mm, the height H4 is 13 mm, the height H5 is 62 mm, and the height H6 is 62 mm.

図15は、透明板11を下面11D側の真下から見た図である。図15において、各ランプ167、168の発光面中心からタイヤ60の中心までのタイヤ周方向の距離をD7、D8とする。本実施形態では、好ましくは距離D7=183mm、距離D8=183mm、である。ランプ167およびランプ168は、タイヤ周方向に平行に光を照射することが好ましい。 FIG. 15 is a diagram of the transparent plate 11 viewed from directly below the lower surface 11D side. In FIG. 15, distances in the tire circumferential direction from the center of the light emitting surface of each lamp 167, 168 to the center of the tire 60 are assumed to be D7, D8. In this embodiment, the distance D7 is preferably 183 mm, and the distance D8 is preferably 183 mm. It is preferable that the lamps 167 and 168 emit light parallel to the tire circumferential direction.

(平滑化処理)
本実施例では、接地面画像SGにメディアンフィルタを用いる処理(以下、メディアン処理と呼ぶ)によって、図11中の平滑化画像HGを得る。メディアンフィルタ処理は、注目画素とその周辺画素について輝度の大きい順に並び替え、その中間値を注目画素の輝度値に置換する処理である。図16は、メディアンフィルタの例を示す図である。図16は、注目画素1個(中央の画素)を含む3×3サイズについての計算内容を示す。メディアンフィルタ処理を行うことにより、本例では注目画素の輝度が中間値「79」に置換される。メディアンフィルタ処理による平滑化はノイズ除去を目的として行われる。このため、平滑化処理は必須の処理ではないが、平滑化処理を行うことが好ましい。
(smoothing process)
In this embodiment, the smoothed image HG in FIG. 11 is obtained by processing using a median filter on the ground plane image SG (hereinafter referred to as median processing). Median filter processing is a process of rearranging the pixel of interest and its surrounding pixels in descending order of luminance, and replacing the intermediate value with the luminance value of the pixel of interest. FIG. 16 is a diagram showing an example of a median filter. FIG. 16 shows calculation details for a 3×3 size including one pixel of interest (center pixel). By performing median filter processing, in this example, the luminance of the pixel of interest is replaced with the intermediate value "79". Smoothing by median filter processing is performed for the purpose of noise removal. Therefore, although the smoothing process is not an essential process, it is preferable to perform the smoothing process.

(収縮処理、膨張処理)
図11中の仮GCA画像KG1を得るための溝埋め処理について図16から図18を参照して説明する。
(shrinkage processing, expansion processing)
The groove filling process for obtaining the provisional GCA image KG1 in FIG. 11 will be described with reference to FIGS. 16 to 18.

図17は、収縮処理の説明図である。図18は、膨張処理の説明図である。収縮処理は、例えば注目画素を黒画素とする場合に、図17に示すように、注目画素の周辺に1画素でも白画素があれば、注目画素を白画素に置き換える処理である。つまり、収縮処理は、黒画素をそれぞれ中心画素とし、その周辺の8画素(中心画素から最も近い左上、上、右上、右、右下、下、左下、左の各1画素)のうち1つでも白画素が存在すれば、その中心画素を白画素に置き換える処理になっている。反対に膨張処理は、図18に示すように、注目画素の周辺に1画素でも黒画素があれば、注目画素を黒画素に置き換える処理である。つまり、膨張処理は、白画素をそれぞれ中心画素とし、その周辺の8画素(中心画素から最も近い左上、上、右上、右、右下、下、左下、左の各1画素)のうち1つでも黒画素が存在すれば、その中心画素を黒画素に置き換える処理である。 FIG. 17 is an explanatory diagram of the contraction process. FIG. 18 is an explanatory diagram of the expansion process. For example, when the pixel of interest is a black pixel, the contraction process is a process of replacing the pixel of interest with a white pixel if there is even one white pixel around the pixel of interest, as shown in FIG. In other words, the contraction process takes each black pixel as the center pixel, and one of the eight surrounding pixels (one pixel each at the top left, top, top right, right, bottom right, bottom, bottom left, and left closest to the center pixel). However, if a white pixel exists, the center pixel is replaced with a white pixel. On the other hand, the expansion process is a process in which, as shown in FIG. 18, if there is even one black pixel around the pixel of interest, the pixel of interest is replaced with a black pixel. In other words, the dilation process uses each white pixel as the center pixel, and one of the eight surrounding pixels (one pixel each at the top left, top, top right, right, bottom right, bottom, bottom left, and left closest to the center pixel). However, if a black pixel exists, the central pixel is replaced with a black pixel.

本実施形態では、中心画素から半径Dd画素以内の領域を周辺画素と定義する。そして、Dd=1.5で膨張処理、Dd=1.5で収縮処理、Dd=1.5で収縮処理、Dd=1.5で膨張処理、Dd=2.5で膨張処理、Dd=2.5で収縮処理、Dd=2.5で収縮処理、Dd=2.5で膨張処理、Dd=3.5で膨張処理、Dd=3.5で収縮処理、Dd=3.5で収縮処理、Dd=3.5で膨張処理、Dd=20.5で膨張処理、Dd=20.5で収縮処理、Dd=20.5で収縮処理、Dd=20.5で膨張処理、を順に行う。ここまではノイズを除去する目的で行う処理である。その後、溝埋めし、仮GCA画像を得るために、Dd=110.5で膨張処理、Dd=110.5で収縮処理を行う。以上の処理により、仮GCA画像を得ることができる。 In this embodiment, an area within a radius of Dd pixels from the center pixel is defined as a peripheral pixel. Then, Dd=1.5 is dilation processing, Dd=1.5 is deflation processing, Dd=1.5 is deflation processing, Dd=1.5 is dilation processing, Dd=2.5 is dilation processing, Dd=2 .5 for contraction processing, Dd = 2.5 for contraction processing, Dd = 2.5 for expansion processing, Dd = 3.5 for expansion processing, Dd = 3.5 for contraction processing, Dd = 3.5 for contraction processing , dilation processing at Dd=3.5, dilation processing at Dd=20.5, contraction processing at Dd=20.5, contraction processing at Dd=20.5, and expansion processing at Dd=20.5 are performed in this order. The processing up to this point is performed for the purpose of removing noise. Thereafter, in order to fill in the grooves and obtain a temporary GCA image, dilation processing is performed at Dd=110.5 and contraction processing is performed at Dd=110.5. Through the above processing, a temporary GCA image can be obtained.

(垂直線設置処理部)
垂直線設置処理部35は、仮GCA画像について、境界線上の画素それぞれに垂直線を設置する処理を行う。図19は、垂直線設置処理部35の処理内容を示すフロー図である。図20は、垂直線設置処理部35の処理によって垂直線を設置する手順を説明する図である。図20は、仮GCA画像の一部分を拡大して示している。図20において、網掛けのある部分は仮GCA内の領域であり、網掛けの無い部分は仮GCA外の領域である。図20においては、境界線上の画素を矩形で表している。
(Vertical line installation processing section)
The vertical line installation processing unit 35 performs a process of installing a vertical line at each pixel on the boundary line for the temporary GCA image. FIG. 19 is a flowchart showing the processing contents of the vertical line installation processing section 35. FIG. 20 is a diagram illustrating a procedure for installing a vertical line by the process of the vertical line installation processing unit 35. FIG. 20 shows an enlarged portion of the temporary GCA image. In FIG. 20, the shaded areas are areas within the temporary GCA, and the unshaded areas are areas outside the temporary GCA. In FIG. 20, pixels on the boundary line are represented by rectangles.

図19において、最初に、仮GCAの境界線上における任意の画素を、中心画素と定義する(ステップST41)。次に、中心画素を基点とし、隣接画素同士の距離を足し合わせた値を境界線上に沿った長さと定義する(ステップST42)。以上の処理により、図20に往復矢印で示す距離を足し合わせた値が、境界線上に沿った長さとなる。 In FIG. 19, first, an arbitrary pixel on the boundary line of the temporary GCA is defined as a center pixel (step ST41). Next, the length along the boundary line is defined as the sum of the distances between adjacent pixels using the center pixel as a base point (step ST42). Through the above processing, the sum of the distances shown by the reciprocating arrows in FIG. 20 becomes the length along the boundary line.

図19に戻り、境界線上に沿った長さを指定し、その指定値に最も近い画素を周辺画素と定義する(ステップST43)。中心画素を挟む2個の周辺画素を検出する。そして、周辺画素の各中心を通る直線L0を生成する(ステップST44)。中心画素を通り、ステップST44において生成した直線L0に垂直な線である垂直線71を仮GCA内に生成する(ステップST45)。 Returning to FIG. 19, the length along the boundary line is specified, and the pixels closest to the specified value are defined as peripheral pixels (step ST43). Two peripheral pixels sandwiching the center pixel are detected. Then, a straight line L0 passing through the center of each peripheral pixel is generated (step ST44). A vertical line 71 that passes through the center pixel and is perpendicular to the straight line L0 generated in step ST44 is generated in the temporary GCA (step ST45).

次に、仮GCAの境界線上における全ての画素について処理を行ったか判定する(ステップST46)。ステップST46の判定の結果、全ての画素について処理を行っていない場合(つまり、処理を行っていない画素がある)と判定した場合(ステップST46においてNo)、ステップST41に戻り、処理を継続する。これにより、仮GCAの境界線上における他の画素について、同様の処理が行われる。 Next, it is determined whether all pixels on the boundary line of the temporary GCA have been processed (step ST46). As a result of the determination in step ST46, if it is determined that not all pixels have been processed (that is, there are pixels that have not been processed) (No in step ST46), the process returns to step ST41 and continues the process. As a result, similar processing is performed for other pixels on the boundary line of the temporary GCA.

ステップST46の判定の結果、全ての画素について処理を行った場合(ステップST46においてYes)、垂直線設置処理部35による処理は終了となる。なお、本処理の前提条件として、仮GCA外は接地/非接地の境界が存在しないとしている。よって、仮GCA外について解析は行わないので、垂直線VLは仮GCA外では表示しない。 As a result of the determination in step ST46, if all pixels have been processed (Yes in step ST46), the processing by the vertical line installation processing section 35 ends. Note that as a precondition for this process, it is assumed that there is no boundary between grounding and non-grounding outside the temporary GCA. Therefore, since no analysis is performed outside the tentative GCA, the vertical line VL is not displayed outside the tentative GCA.

(輝度微分処理部)
次に、輝度微分処理部36により、垂直線それぞれについて、その垂直線に沿った輝度の分布を微分し、さらに微分して極大点および極小点を求める。以下、これらの処理について説明する。図21は、輝度微分処理部36の処理を説明する図である。図21は、仮GCA画像の一部分を拡大して示している。図21において、網掛けのある部分は仮GCA内の領域であり、網掛けの無い部分は仮GCA外の領域である。図21においては、境界線上の画素を矩形で表している。
(Luminance differential processing section)
Next, the luminance differentiation processing unit 36 differentiates the luminance distribution along each vertical line, and further differentiates the luminance distribution to find a maximum point and a minimum point. These processes will be explained below. FIG. 21 is a diagram illustrating the processing of the luminance differential processing section 36. FIG. 21 shows an enlarged portion of the temporary GCA image. In FIG. 21, the shaded areas are areas within the temporary GCA, and the unshaded areas are areas outside the temporary GCA. In FIG. 21, pixels on the boundary line are represented by rectangles.

(事前準備)
解析の事前準備として、以下の処理を行う。すなわち、垂直線のプロット点ごとに、画面内座標を(X(N),Y(N))と定義する。本例においては、「N」を-150から+150までの範囲の値に設定する。図21に示すように、N=-150は垂直線の左端に対応し、N=+150は垂直線の右端に対応する。垂直線の傾き角度である角度θはX座標軸(正方向)を基準(θ=0°)に設定する。垂直線が通る、中心画素の座標は(Xc、Yc)と定義する。
(Advance preparation)
In preparation for analysis, perform the following processing. That is, for each plot point of a vertical line, the in-screen coordinates are defined as (X(N), Y(N)). In this example, "N" is set to a value in the range of -150 to +150. As shown in FIG. 21, N=-150 corresponds to the left end of the vertical line, and N=+150 corresponds to the right end of the vertical line. The angle θ, which is the inclination angle of the vertical line, is set with the X coordinate axis (positive direction) as a reference (θ=0°). The coordinates of the center pixel through which the vertical line passes are defined as (Xc, Yc).

また、図21において、中心画素を基準として角度θ=0°からθ=90°までの領域を第1象限、同じく角度θ=90°からθ=180°までの領域を第2象限、同じく角度θ=180°からθ=270°までの領域を第3象限、同じく角度θ=270°からθ=0°までの領域を第4象限、と定義する。 In addition, in FIG. 21, the area from the angle θ=0° to θ=90° with respect to the center pixel as a reference is the first quadrant, and the area from the angle θ=90° to θ=180° is the second quadrant. The area from θ=180° to θ=270° is defined as the third quadrant, and the area from angle θ=270° to θ=0° is defined as the fourth quadrant.

上記の処理を前提とし、以下の処理を行う。
(手順S11)
画面内座標X(N),Y(N)を計算する。角度θが第1象限または第3象限である場合、
X(N)=N×|cosθ|+Xc
Y(N)=-N×|sinθ|+Yc
である。また、角度θが第2象限または第4象限である場合、
X(N)=N×|cosθ|+Xc
Y(N)=N×|sinθ|+Yc
である。
Based on the above processing, perform the following processing.
(Step S11)
Calculate the in-screen coordinates X(N) and Y(N). If the angle θ is in the first or third quadrant,
X(N)=N×|cosθ|+Xc
Y(N)=-N×|sinθ|+Yc
It is. Also, if the angle θ is in the second or fourth quadrant,
X(N)=N×|cosθ|+Xc
Y(N)=N×|sinθ|+Yc
It is.

(手順S12)
手順S11によって得られた画面内座標X(N),Y(N)は実数であるが、輝度情報がない。一方、デジタル画像については、画素単位で輝度情報が格納されている。そこで、デジタル画像の輝度情報を使い、画面内座標X(N),Y(N)の輝度を線形補間によって求める。
(Step S12)
Although the in-screen coordinates X(N) and Y(N) obtained in step S11 are real numbers, there is no brightness information. On the other hand, for digital images, brightness information is stored for each pixel. Therefore, using the brightness information of the digital image, the brightness of the in-screen coordinates X(N) and Y(N) is determined by linear interpolation.

図22は、線形補間によって輝度を求める処理を説明する図である。図22において、デジタル画像の画素位置の座標を、(x、y)、(x+1、y)、(x+1、y+1)および(x、y+1)とする。図22において、左側から右側に向かう方向がX座標の正方向、上側から下側に向かう方向がY座標の正方向である。 FIG. 22 is a diagram illustrating the process of determining brightness by linear interpolation. In FIG. 22, the coordinates of the pixel positions of the digital image are (x, y), (x+1, y), (x+1, y+1), and (x, y+1). In FIG. 22, the direction from left to right is the positive direction of the X coordinate, and the direction from the top to the bottom is the positive direction of the Y coordinate.

座標(x、y)の輝度を「C1」、座標(x+1、y)の輝度を「C2」、座標(x+1、y+1)の輝度を「C3」、座標(x、y+1)の輝度を「C4」とする。輝度C1、C2、C3およびC4は、デジタル画像の画素の輝度である。 The brightness of the coordinates (x, y) is "C1", the brightness of the coordinates (x+1, y) is "C2", the brightness of the coordinates (x+1, y+1) is "C3", the brightness of the coordinates (x, y+1) is "C4" ”. Brightness C1, C2, C3 and C4 are the brightness of the pixels of the digital image.

距離Xr=X(N)-x、距離Yr=Y(N)-yとすると、座標(x、y)と座標(x+1、y)との間の輝度Dは、線形補間によって、
輝度D=C1×(1.0-Xr)+C2×Xr
と求めることができる。
Assuming distance Xr=X(N)-x and distance Yr=Y(N)-y, the brightness D between coordinates (x, y) and coordinates (x+1, y) is calculated by linear interpolation.
Brightness D=C1×(1.0-Xr)+C2×Xr
can be asked.

また、座標(x、y+1)と座標(x+1、y+1)との間の輝度Eは、線形補間によって、
輝度E=C4×(1.0-Xr)+C3×Xr
と求めることができる。そして、輝度Dと輝度Eとを用いた線形補間によって、
輝度F=D×(1.0-Yr)+E×Yr
と求めることができる。輝度Fは線形補間によって求めた画面内座標X(N),Y(N)の輝度である。以上の線形補間による輝度の計算は、全てのNの値について行う。本例では、本例では、N=-150からN=+150まで、について行う。
Also, the brightness E between the coordinates (x, y+1) and the coordinates (x+1, y+1) is calculated by linear interpolation.
Brightness E=C4×(1.0-Xr)+C3×Xr
can be asked. Then, by linear interpolation using brightness D and brightness E,
Brightness F=D×(1.0-Yr)+E×Yr
can be asked. The brightness F is the brightness of the in-screen coordinates X(N), Y(N) determined by linear interpolation. The above calculation of brightness by linear interpolation is performed for all N values. In this example, the calculation is performed from N=-150 to N=+150.

ところで、接地面には輝度ムラや汚れ等といったノイズがある。そのノイズの除去を目的として、なお、上記の手順S12を行う前に、接地面画像を平滑化することが好ましい。図23は、接地面画像を平滑化する処理を説明する図である。図23は、平滑化処理の前後の画像の例を示す。図23に示すように、仮GCA境界線KKに対する垂直線71が設置されている接地面画像SGについて、例えば、メディアン処理によって平滑化する。これにより、平滑化済の接地面画像SG’が得られる。 By the way, there is noise such as uneven brightness and dirt on the ground surface. In order to remove the noise, it is preferable to smooth the ground plane image before performing step S12 above. FIG. 23 is a diagram illustrating the process of smoothing the ground plane image. FIG. 23 shows examples of images before and after smoothing processing. As shown in FIG. 23, the ground plane image SG in which the perpendicular line 71 to the temporary GCA boundary line KK is placed is smoothed by, for example, median processing. As a result, a smoothed ground plane image SG' is obtained.

(手順S13)
図24は、輝度分布の例を示す図である。図24は、上記の手順S12によって得られた輝度をプロットしたグラフである。図24において、左側がタイヤ外側、右側がタイヤ内側である。図24中の白抜きの丸印は、輝度をプロットした点である。なお、図23に示す平滑化を行わない場合、手順S13においてプロットした点が大きく変動し、以降の手順において求める極大点および極小点を確実に検出できないことがある。
(Step S13)
FIG. 24 is a diagram showing an example of brightness distribution. FIG. 24 is a graph plotting the brightness obtained in step S12 above. In FIG. 24, the left side is the outside of the tire, and the right side is the inside of the tire. The white circles in FIG. 24 are points where the brightness is plotted. Note that if the smoothing shown in FIG. 23 is not performed, the points plotted in step S13 may vary greatly, and the maximum and minimum points to be determined in the subsequent steps may not be reliably detected.

(手順S14)
次に、プロットした輝度を微分する。ここでは、注目しているプロット点に対し、その前後のプロット点の輝度を引用し、その差分を微分処理として行う。すなわち、差分を微分値とみなす。例えば注目しているプロット点が「50」のとき、プロット点「49」の輝度Dとプロット点「51」の輝度Eとを引用する。本実施例では、プロット点の絶対値が大きいほうの輝度Eから、小さいほうの輝度Dを差し引いて差分を求める。この差分を微分値とみなす。
(Step S14)
Next, differentiate the plotted luminance. Here, with respect to the plot point of interest, the brightness of the plot points before and after it is quoted, and the difference is performed as a differential process. That is, the difference is regarded as a differential value. For example, when the plot point of interest is "50", the brightness D of the plot point "49" and the brightness E of the plot point "51" are quoted. In this embodiment, the difference is determined by subtracting the brightness D, which has a smaller absolute value, from the brightness E, which has a larger absolute value of the plot point. This difference is regarded as a differential value.

(手順S15)
極大点/極小点を正確に検出するため、平滑化を行う。本例では注目しているプロット点の輝度とその前後のプロット点の輝度とを使い、それらの算術平均を平滑化とする。手順S13の平滑化は、集めた輝度情報の中間値を求める処理である。これに対し、手順S15の平滑化は輝度を足し合わせ、データの数で割った処理である。図24中の斜線入りの丸印は、手順S14によって輝度を微分し、さらに手順S15によって平滑化した点である。図24中の点P11および点P13は極大点であり、点P12は極小点である。
(Step S15)
Smoothing is performed to accurately detect local maximum points/minimum points. In this example, the brightness of the plot point of interest and the brightness of the plot points before and after it are used, and their arithmetic average is used for smoothing. Smoothing in step S13 is a process of finding an intermediate value of the collected luminance information. On the other hand, the smoothing in step S15 is a process in which the luminances are added together and divided by the number of data. The hatched circles in FIG. 24 are points where the luminance was differentiated in step S14 and further smoothed in step S15. Point P11 and point P13 in FIG. 24 are the maximum points, and point P12 is the minimum point.

(手順S16)
さらに、図24中の斜線入りの丸印に対して、微分処理を行う。例えば、注目しているプロット点が「50」のとき、プロット点「49」の輝度微分値とプロット点「51」の輝度微分値とを引用する。本例では、プロット点の絶対値が大きいほうの輝度微分値から、小さいほうの輝度微分値を差し引いて差分を求める。この差分を2次微分値とみなす。図24中の黒い丸印は、2次微分値をプロットした点である。2次微分を行うことにより、2次微分値が最大である点を境界点P14として検出することができる。なお、他のすべての垂直線71についても、上記の事前準備の後、手順S11から手順S16を行う。
(Step S16)
Further, differentiation processing is performed on the diagonally shaded circles in FIG. For example, when the plot point of interest is "50", the luminance differential value of plot point "49" and the luminance differential value of plot point "51" are quoted. In this example, the difference is determined by subtracting the smaller luminance differential value from the luminance differential value with the larger absolute value of the plot point. This difference is regarded as a second-order differential value. The black circles in FIG. 24 are points where the second-order differential values are plotted. By performing second-order differentiation, the point where the second-order differential value is maximum can be detected as the boundary point P14. Note that for all other vertical lines 71, steps S11 to S16 are performed after the above-mentioned advance preparation.

(境界設定処理)
境界設定処理部37による境界設定処理について説明する。境界設定処理部37は、輝度微分処理部36によって得られた極大点および極小点に基づいて、仮GCA画像に境界を設定する。境界設定処理部37は、プロットした輝度の2次微分結果における極大点の数に基づいて場合分けし、極大点、極小点の数などに応じて、境界条件を設定および判定する。
(Boundary setting process)
The boundary setting process by the boundary setting processing unit 37 will be explained. The boundary setting processing unit 37 sets boundaries in the provisional GCA image based on the maximum points and minimum points obtained by the luminance differentiation processing unit 36. The boundary setting processing unit 37 divides the cases based on the number of local maximum points in the plotted quadratic differential result of the brightness, and sets and determines boundary conditions according to the number of local maximum points, minimum points, and the like.

(極大点が0個の場合)
輝度微分の結果において極大点が0個の場合、境界設定処理部37は、境界条件の設定および判定を行わない。つまり、極大点が0個の場合には、境界を定義しない。この場合、垂直線71が接地ブロックを一度も通過せず、主溝の部分を通っているためである。
(If there are 0 local maximum points)
If the number of local maximum points is zero in the result of luminance differentiation, the boundary setting processing unit 37 does not set or determine the boundary conditions. In other words, if there are zero maximum points, no boundary is defined. This is because, in this case, the vertical line 71 never passes through the grounding block, but instead passes through the main groove.

(極大点が1個の場合)
輝度微分の結果において極大点が1個の場合、第1極大点の位置から第1極大点位置+βまでのプロット点のうち、2次微分が最大となる位置を境界と定義する。図25は、接地面画像の例を示す図である。本例ではβ=30とする。図26は、図25に示す垂直線71Aに沿った輝度分布を示す図である。
(If there is one maximum point)
If there is one local maximum point in the brightness differential result, the boundary is defined as the position where the second-order differential is maximum among the plotted points from the first local maximum point position to the first local maximum point position +β. FIG. 25 is a diagram showing an example of a ground plane image. In this example, β=30. FIG. 26 is a diagram showing the luminance distribution along the vertical line 71A shown in FIG. 25.

図26中の白抜きの丸印は、輝度をプロットした点である。図26中の斜線入りの丸印は、輝度を微分し、さらに平滑化した点である。図26中の点P21は極大点である。すなわち、極大点は1つである。図26中の黒い丸印は、2次微分値をプロットした点である。2次微分を行うことにより、2次微分値が最大である点を境界点P24として検出することができる。 The white circles in FIG. 26 are points where the brightness is plotted. The hatched circles in FIG. 26 are points where the luminance was differentiated and further smoothed. Point P21 in FIG. 26 is the maximum point. That is, there is one local maximum point. The black circles in FIG. 26 are points where the second-order differential values are plotted. By performing second-order differentiation, the point where the second-order differential value is maximum can be detected as the boundary point P24.

図27は、図26について本例による境界判定処理を行った場合の誤判定マップである。図27の楕円J2、J3で示すように、誤差は少なく、誤差11.6%である。図28は、図26について第1極大点の位置を境界と判定した場合の誤判定マップである。図28の楕円J2’、J3’で示すように図27の場合よりも誤差が多く、誤差12.1%である。したがって、極大点が1個の場合、上記のように境界を定義すれば、誤差を少なくすることができる。図25に示す垂直線71Aについての境界設定処理は、主に、タイヤのショルダー側の判定精度に影響し、タイヤのセンター側の判定精度に対する影響は少ない。 FIG. 27 is an erroneous determination map when the boundary determination process according to this example is performed on FIG. 26. As shown by ellipses J2 and J3 in FIG. 27, the error is small and is 11.6%. FIG. 28 is an erroneous determination map when the position of the first local maximum point in FIG. 26 is determined to be a boundary. As shown by ellipses J2' and J3' in FIG. 28, there is a larger error than in the case of FIG. 27, which is 12.1%. Therefore, when there is one maximum point, if the boundary is defined as described above, the error can be reduced. The boundary setting process regarding the vertical line 71A shown in FIG. 25 mainly affects the determination accuracy on the shoulder side of the tire, and has little effect on the determination accuracy on the center side of the tire.

(極大点が2個の場合)
輝度微分の結果において極大点が2個の場合、極小点が1個以上で、かつ、第1極大点の位置、第1極小点の位置、第2極大点位置の順にプロット点が並んでいる場合、第1極小点の位置から第2極大点の位置までのプロット点のうち、2次微分値が最大となる位置を境界と定義する。それ以外であれば、第2極大点の位置を境界と定義する。
(If there are two maximum points)
If there are two maximum points in the brightness differentiation result, there is one or more minimum points, and the plot points are arranged in the order of the first maximum point position, first minimum point position, and second maximum point position. In this case, the position where the second-order differential value is maximum among the plotted points from the position of the first minimum point to the position of the second maximum point is defined as the boundary. Otherwise, the position of the second maximum point is defined as the boundary.

図29は、図25に示す垂直線71Bに沿った輝度分布を示す図である。図29中の白抜きの丸印は、輝度をプロットした点である。図29中の斜線入りの丸印は、輝度を微分し、さらに平滑化した点である。図29中の点P31、点P33は極大点、点P32は極小点である。すなわち、極小点が1個以上で、かつ、第1極大点の位置、第1極小点の位置、第2極大点位置の順にプロット点が並んでいる。そこで、第1極小点P32の位置から第2極大点P33の位置までのプロット点のうち、2次微分値が最大である点を境界点P34として検出することができる。 FIG. 29 is a diagram showing the luminance distribution along the vertical line 71B shown in FIG. 25. The white circles in FIG. 29 are points where the brightness is plotted. The hatched circles in FIG. 29 are points where the luminance was differentiated and further smoothed. Points P31 and P33 in FIG. 29 are the maximum points, and point P32 is the minimum point. That is, there is one or more minimum points, and the plot points are arranged in the order of the first maximum point position, the first minimum point position, and the second maximum point position. Therefore, among the plotted points from the position of the first minimum point P32 to the position of the second maximum point P33, the point having the maximum second-order differential value can be detected as the boundary point P34.

図27は、図29について本例による境界判定処理を行った場合の誤判定マップである。図27の楕円J4、J5で示すように、誤差は少なく、誤差11.6%である。図30は、図29について第1極小点の位置を境界と判定した場合の誤判定マップである。図30の楕円J4’で示すように図27の場合よりも誤差が多く、誤差12.3%である。図31は、図29について第2極大点の位置を境界と判定した場合の誤判定マップである。図31の楕円J5’で示すように図27の場合よりも誤差が多く、誤差11.8%である。 FIG. 27 is an erroneous determination map when the boundary determination process according to this example is performed on FIG. 29. As shown by ellipses J4 and J5 in FIG. 27, the error is small and is 11.6%. FIG. 30 is an erroneous determination map when the position of the first minimum point in FIG. 29 is determined to be a boundary. As shown by the ellipse J4' in FIG. 30, there is a larger error than in the case of FIG. 27, which is 12.3%. FIG. 31 is an erroneous determination map when the position of the second local maximum point in FIG. 29 is determined to be a boundary. As shown by the ellipse J5' in FIG. 31, there is a larger error than in the case of FIG. 27, which is 11.8%.

したがって、極大点が2個の場合、上記のように境界を定義すれば、誤差を少なくすることができる。図25に示す垂直線71Bについての境界設定処理は、タイヤのショルダー側およびセンター側の判定精度に影響する。 Therefore, when there are two maximum points, if the boundary is defined as described above, the error can be reduced. The boundary setting process regarding the vertical line 71B shown in FIG. 25 affects the determination accuracy of the shoulder side and center side of the tire.

ここで、図32は、図29について他の条件によって境界を判定した場合の誤判定マップである。図32は、図29について第2極大点の位置から第2極大点の位置+30までのプロット点から、2次微分が最大となるプロット点を境界と判定した場合の誤判定マップを示す。この場合、誤差は少なく、誤差11.7%である。このため、第2極大点の位置から第2極大点の位置+30までのプロット点から、2次微分が最大となるプロット点を境界と判定してもよい。 Here, FIG. 32 is an erroneous determination map when the boundary in FIG. 29 is determined based on other conditions. FIG. 32 shows an erroneous determination map when the plot point where the second-order differential is maximum is determined to be the boundary from the plot points from the position of the second maximum point to the position of the second maximum point +30 in FIG. 29. In this case, the error is small, 11.7%. For this reason, the plot point at which the second-order differential is the largest among the plot points from the position of the second maximum point to the position of the second maximum point +30 may be determined to be the boundary.

(極大点が3個以上の場合)
図33は、図25に示す垂直線71Cに沿った輝度分布を示す図である。図33中の白抜きの丸印は、輝度をプロットした点である。図33中の斜線入りの丸印は、輝度を微分し、さらに平滑化した点である。図33の斜線入りの丸印には多数の極大点および極小点が存在するとともに、立ち下がり部分TDがある。輝度微分の結果において、図33に示すように極大点が3個以上の場合、以下のように判定する。
(If there are 3 or more maximum points)
FIG. 33 is a diagram showing the luminance distribution along the vertical line 71C shown in FIG. 25. The white circles in FIG. 33 are points where the brightness is plotted. The hatched circles in FIG. 33 are points where the luminance was differentiated and further smoothed. The hatched circle in FIG. 33 has many local maximum points and local minimum points, as well as a falling portion TD. If there are three or more maximum points as shown in FIG. 33 in the brightness differential results, the determination is made as follows.

(手順S31)
第1極大点の位置から第1極大点の位置+γまでのプロット点から、立下がり部分TDに最も近い極大点の位置を探索する。ただし、ノイズ対策のため、第1極大点における輝度微分値のδ%未満は、探索の対象外とする。なお、本例ではγ=50、δ=80である。
(Step S31)
The position of the maximum point closest to the falling portion TD is searched from the plotted points from the position of the first maximum point to the position of the first maximum point +γ. However, for noise countermeasures, less than δ% of the luminance differential value at the first maximum point is excluded from the search. Note that in this example, γ=50 and δ=80.

多数の極大点、極小点はノイズの影響によって生じたものとみなし、あたかも極大点1個のように扱う。あたかも極大点1個とは、立下がり部分に最も近い極大点位置と定義する。つまり、判定条件は極大点1個と場合と同一とし、次の手順S32を行う。 A large number of local maximum points and local minimum points are considered to be caused by the influence of noise, and are treated as if they were one local maximum point. One maximum point is defined as the position of the maximum point closest to the falling part. In other words, the determination conditions are the same as in the case of one local maximum point, and the next step S32 is performed.

(手順S32)
手順S31で検出した立下がり部分TDに最も近い極大点の位置から、その極大点位置+γまでのプロット点のうち、2次微分が最大となる位置を境界と定義する。そして、立ち下がり部分TDに最も近い極大点P40の位置から、その極大点位置+γまでのプロット点のうち、2次微分値が最大である点を境界点P44として検出することができる。
(Step S32)
Among the plotted points from the position of the maximum point closest to the falling portion TD detected in step S31 to the maximum point position +γ, the position where the second-order differential is maximum is defined as a boundary. Then, among the plotted points from the position of the maximum point P40 closest to the falling portion TD to the maximum point position +γ, the point having the maximum second-order differential value can be detected as the boundary point P44.

図27に戻り、図27は、図33について本例による境界判定処理を行った場合の誤判定マップである。図27の楕円J3、J6で示すように、誤差は少なく、誤差11.6%である。図34は、他の条件によって境界を判定した場合の誤判定マップである。図34は、図33について立下り部分TDに最も近い極大点の位置を境界と判定した場合の誤判定マップを示す。図34の楕円J3’、J6’で示すように図27の場合よりも誤差が多く、誤差12.3%である。 Returning to FIG. 27, FIG. 27 is an erroneous determination map when the boundary determination process according to this example is performed on FIG. 33. As shown by ellipses J3 and J6 in FIG. 27, the error is small, 11.6%. FIG. 34 is an erroneous determination map when boundaries are determined based on other conditions. FIG. 34 shows an erroneous determination map when the position of the local maximum point closest to the falling portion TD in FIG. 33 is determined to be the boundary. As shown by ellipses J3' and J6' in FIG. 34, there is a larger error than in the case of FIG. 27, which is 12.3%.

したがって、極大点が3個以上の場合、上記のように境界を定義すれば、誤差を少なくすることができる。図25に示す垂直線71Cについての境界設定処理は、主に、タイヤのショルダー側の判定精度に影響し、タイヤのセンター側の判定精度に対する影響は少ない。 Therefore, when there are three or more maximum points, defining the boundaries as described above can reduce errors. The boundary setting process regarding the vertical line 71C shown in FIG. 25 mainly affects the determination accuracy on the shoulder side of the tire, and has little effect on the determination accuracy on the center side of the tire.

(平滑化処理部)
次に、平滑化処理部38による平滑化処理について説明する。平滑化処理部38は、境界設定処理部37によって境界が設定された仮GCA画像について、境界を平滑にする平滑化処理を行う。平滑化処理部38は、境界が設定された仮GCA画像の輪郭を求め、その輪郭を平滑にする。
(Smoothing processing section)
Next, smoothing processing by the smoothing processing section 38 will be explained. The smoothing processing unit 38 performs smoothing processing to smooth the boundaries of the temporary GCA image whose boundaries have been set by the boundary setting processing unit 37. The smoothing processing unit 38 obtains the contour of the temporary GCA image in which the boundary has been set, and smoothes the contour.

図35は、輪郭を求める手順を説明する図である。図35は、仮GCA画像の一部分を拡大して示している。図35において、網掛けのある部分は仮GCA内の領域であり、網掛けの無い部分は仮GCA外の領域である。図35においては、境界線上の画素を矩形で表している。 FIG. 35 is a diagram illustrating the procedure for determining the contour. FIG. 35 shows an enlarged portion of the temporary GCA image. In FIG. 35, the shaded areas are areas within the temporary GCA, and the unshaded areas are areas outside the temporary GCA. In FIG. 35, pixels on the boundary line are represented by rectangles.

図35において、仮GCAの境界線を構成する画素は、時計回り(図中の矢印の方向)に番号でラベリングされている。図35の各矩形内の数字は、ラベリング番号である。画素それぞれに垂直線71を設ける。輝度分布に基づいて算出した接地/非接地の境界位置(X(m)、Y(m))は、カッコ内の引数mをラベリングの番号に一致させている。図35は、(X(1)、Y(1))、(X(14)、Y(14))をそれぞれ通る垂直線71だけを示している。図36は、画素それぞれについて垂直線71を設定した状態を示す図である。 In FIG. 35, pixels forming the boundary line of the temporary GCA are labeled with numbers in a clockwise direction (in the direction of the arrow in the figure). The numbers inside each rectangle in FIG. 35 are labeling numbers. A vertical line 71 is provided for each pixel. In the ground/non-ground boundary position (X(m), Y(m)) calculated based on the luminance distribution, the argument m in parentheses is made to match the labeling number. FIG. 35 shows only vertical lines 71 passing through (X(1), Y(1)) and (X(14), Y(14)), respectively. FIG. 36 is a diagram showing a state in which vertical lines 71 are set for each pixel.

なお、境界位置(X(m)、Y(m))を判定しない垂直線も含まれる。前述したように、極大点の数が「0」の場合には、境界位置を判定しない。本例では、ラベリング番号「2」の画素については境界位置を判定しない。このため、本例では、(X(2)、Y(2))については、境界位置を判定できない例として垂直線71を表示していない。したがって、輪郭を作成するときは、求まっている境界位置だけを使い、カッコ内の引数を順番どおり(つまり、昇順に)、直線SSで結ぶ。例えば、境界位置が求まっていないm=2がある場合、m=1での境界位置とm=3での境界位置とを直線SSで結ぶ。 Note that vertical lines whose boundary positions (X(m), Y(m)) are not determined are also included. As described above, if the number of local maximum points is "0", the boundary position is not determined. In this example, the boundary position is not determined for the pixel with the labeling number "2". Therefore, in this example, the vertical line 71 is not displayed for (X(2), Y(2)) as an example in which the boundary position cannot be determined. Therefore, when creating a contour, only the determined boundary positions are used, and the arguments in parentheses are connected in order (that is, in ascending order) by a straight line SS. For example, if there is m=2 whose boundary position has not been determined, the boundary position at m=1 and the boundary position at m=3 are connected by a straight line SS.

(輪郭の平滑化)
接地面画像には輝度ムラやトレッド表面の汚れなどの影響で、接地/非接地の境界位置が安定しないことが多い。その安定化を図るため、輪郭を平滑化することが好ましい。輪郭を平滑化するため、例えば、次の処理を行う。
(contour smoothing)
In contact surface images, the boundary position between contact and non-contact is often unstable due to uneven brightness and dirt on the tread surface. In order to stabilize it, it is preferable to smooth the contour. In order to smooth the contour, for example, the following process is performed.

(手順S21)
図37は、境界位置の座標の例を示す図である。図37は、ラベリングの番号順に、求まっている境界位置の座標を並べた例を示す。求まっていない境界位置については、図37中に存在しない。例えば、旧番号「2」、「6」については、境界位置が求まっていないので除かれており、これらについては対応する新番号が存在しない。
(Step S21)
FIG. 37 is a diagram showing an example of the coordinates of the boundary position. FIG. 37 shows an example in which the coordinates of the determined boundary positions are arranged in the order of the labeling numbers. Boundary positions that have not been determined do not exist in FIG. For example, old numbers "2" and "6" are excluded because their boundary positions have not been determined, and corresponding new numbers do not exist for these.

(手順S22)
境界位置について、算術平均によって平滑化を行う。具体的には、注目している新番号に対して、その前後の境界位置を取り込み、算術平均化する。例えば、注目している新番号を「3」とし、その前後2個分、すなわち新番号が「1」,「2」,「4」,「5」の境界位置を取り込み、新番号「3」を合わせた合計5個の境界位置を算術平均化する。
(Step S22)
The boundary positions are smoothed by arithmetic averaging. Specifically, the boundary positions before and after the new number of interest are taken in and arithmetic averaged. For example, if the new number you are looking at is "3", the two numbers before and after it, that is, the boundary positions of the new numbers "1", "2", "4", and "5", are imported, and the new number "3" is obtained. A total of five boundary positions including the above are arithmetic averaged.

(境界判定結果)
図38および図39は、輪郭平滑化前後の境界判定結果を説明する図である。図38は、輪郭平滑化前の境界判定結果の例を示す図である。図39は、輪郭平滑化後の境界判定結果の例を示す図である。
(Boundary judgment results)
FIGS. 38 and 39 are diagrams illustrating the boundary determination results before and after contour smoothing. FIG. 38 is a diagram illustrating an example of a boundary determination result before contour smoothing. FIG. 39 is a diagram showing an example of a boundary determination result after contour smoothing.

図38において、境界判定結果の輪郭平滑化前の画像RG1に対する誤判定マップGM1は、例えば、楕円J1で示すように、境界が安定していない。このため、画像RG1については、誤差が増大する。本例では、輪郭平滑化前の画像RG1については、誤差13.5%である。 In FIG. 38, the erroneous determination map GM1 for the image RG1 before the contour smoothing of the boundary determination result has an unstable boundary, for example, as shown by an ellipse J1. Therefore, the error increases for image RG1. In this example, the error is 13.5% for the image RG1 before contour smoothing.

誤判定マップは、インク付き踏み跡の接地形状について、接地判定が一致しない領域を黒で可視化した画像である。接地判定が一致しない領域は、カメラ15で撮影して得た接地形状とインク付き踏み跡の接地形状とが一致しない領域である。インク付き踏み跡は、トレッド部にインクを付けたタイヤを押し当てることによって取得できる踏み跡である。誤判定マップによって得られる誤差は、接地判定が一致しない領域の面積を、インク付き踏み跡の接地形状の実接地面積(Actual Contact Area、以下ACAと略称する)で除した値の百分率である。 The misjudgment map is an image in which areas where the ground contact determinations do not match regarding the ground contact shape of the inked footprint are visualized in black. An area where the ground contact determination does not match is an area where the ground contact shape obtained by photographing with the camera 15 and the ground contact shape of the inked footprint do not match. Inked footprints are footprints that can be obtained by pressing a tire coated with ink against the tread. The error obtained from the erroneous determination map is the percentage of the area of the region where the contact determinations do not match divided by the actual contact area (hereinafter abbreviated as ACA) of the contact shape of the inked footprint.

図38に示す輪郭平滑化前の画像RG1に対し、図39に示す、境界判定結果の輪郭平滑化後の画像RG2に対する誤判定マップGM2は、境界が安定している。このため、輪郭平滑化後の画像RG2については、誤差11.6%である。したがって、輪郭を平滑化することが好ましい。 In the erroneous determination map GM2 for the image RG2 after contour smoothing of the boundary determination result shown in FIG. 39, the boundary is stable with respect to the image RG1 before contour smoothing shown in FIG. Therefore, the error in the image RG2 after contour smoothing is 11.6%. Therefore, it is preferable to smooth the contour.

(重ね合わせ処理部)
次に、重ね合わせ処理部39による重ね合わせ処理について説明する。図40は、重ね合わせ処理を説明する図である。図40において、画像RG2は、平滑化処理部38によって境界、すなわち輪郭が平滑にされた仮GCA画像である。重ね合わせ処理部39は、
この輪郭平滑化後の画像RG2と、溝画像MGとを重ね合わせる。重ね合わせ処理部39による重ね合わせ処理は、溝画像MGの白黒を反転させて、画像RG2から差し引く処理である。この重ね合わせ処理によって、接地形状画像SKが得られる。
(Overlay processing section)
Next, the superposition processing by the superposition processing section 39 will be explained. FIG. 40 is a diagram illustrating the overlapping process. In FIG. 40, image RG2 is a temporary GCA image whose boundaries, that is, contours, have been smoothed by the smoothing processing unit 38. The superimposition processing unit 39
This contour-smoothed image RG2 and the groove image MG are superimposed. The superposition process by the superposition processing unit 39 is a process of inverting the black and white of the groove image MG and subtracting it from the image RG2. Through this superposition process, a ground contact shape image SK is obtained.

(垂直線の長さ)
仮GCAの境界線に対する垂直線71を設置する垂直線設置処理部35において、垂直線71の長さについて説明する。図41は、垂直線設置処理部35が設定する垂直線の長さを説明する図である。図41において、垂直線71の長さL71は仮GCA境界線KK(図41中の灰色線)上を始点SPとして、タイヤ内側に向かう方向の長さと定義する。長さL71は、例えば、タイヤ外径の1%以上5%以下であることが好ましく、1.5%以上3.8%以下であることがより好ましい。垂直線71の長さL71をこのような数値範囲にすることにより、接地/非接地の境界判定精度が更に向上する。垂直線の長さがタイヤ外径の1%未満の場合、輝度微分の極大点/極小点に関する情報が不足し、境界判定精度が低下する。垂直線71の長さがタイヤ外径の5%を超える場合、垂直線が接地画像において主溝やサブ溝の面取りの部分に到達する。その面取りは高輝度であるため、極大点が存在する。このため、境界判定精度が低下するので好ましくない。
(length of vertical line)
The length of the vertical line 71 in the vertical line installation processing unit 35 that installs the vertical line 71 with respect to the boundary line of the temporary GCA will be explained. FIG. 41 is a diagram illustrating the length of the vertical line set by the vertical line installation processing unit 35. In FIG. 41, the length L71 of the vertical line 71 is defined as the length in the direction toward the inside of the tire from the starting point SP on the temporary GCA boundary line KK (gray line in FIG. 41). For example, the length L71 is preferably 1% or more and 5% or less of the tire outer diameter, and more preferably 1.5% or more and 3.8% or less. By setting the length L71 of the vertical line 71 within such a numerical range, the accuracy of determining the boundary between ground contact and non-ground contact is further improved. If the length of the vertical line is less than 1% of the tire outer diameter, there is insufficient information regarding the maximum/minimum points of the brightness differential, and the accuracy of boundary determination decreases. When the length of the vertical line 71 exceeds 5% of the tire outer diameter, the vertical line reaches the chamfered portion of the main groove or sub-groove in the ground contact image. Since the chamfer has high brightness, a maximum point exists. For this reason, the accuracy of boundary determination decreases, which is not preferable.

(仮GCA算出部の閾値)
仮GCA算出部34において、接地面画像を二値化する場合の閾値は、接地面画像における最大輝度値より小さいことが好ましい。接地面画像を二値化する場合の閾値を適切に設定することにより、接地/非接地の境界判定精度を高めることができる。
(Threshold value of provisional GCA calculation unit)
In the provisional GCA calculation unit 34, it is preferable that the threshold value when the ground plane image is binarized is smaller than the maximum brightness value in the ground plane image. By appropriately setting the threshold value when binarizing the ground contact surface image, it is possible to improve the accuracy of the ground contact/non-ground contact boundary determination.

ここで、本例では、接地面画像は256階調であり、最小輝度値は「0」、最大輝度値は「255」である。なお、閾値は最小輝度「0」であってもよい。接地ブロックの輝度が0となるタイヤ接地面画像が存在するためである。 Here, in this example, the ground plane image has 256 gradations, the minimum brightness value is "0", and the maximum brightness value is "255". Note that the threshold value may be the minimum brightness "0". This is because there is a tire contact surface image in which the brightness of the contact block is 0.

図42、図43は、仮GCA算出部34において、接地面画像を二値化した結果の例を示す図である。図42は、最大輝度値「255」より小さい閾値である、220階調を閾値とした場合の例を示す図である。図42において、黒色部分は仮GCA画像KG1であり、灰色部分はインク付き踏み跡の接地形状である。図42において、インク付き踏み跡の接地形状の境界位置が仮GCA画像KG1に含まれている。このため、接地/非接地の境界判定精度を確保できる。 42 and 43 are diagrams showing examples of the results of binarizing the ground plane image in the temporary GCA calculation unit 34. FIG. 42 is a diagram showing an example in which the threshold is set to 220 gradations, which is a threshold smaller than the maximum brightness value "255". In FIG. 42, the black part is the temporary GCA image KG1, and the gray part is the ground contact shape of the inked footprint. In FIG. 42, the boundary position of the ground contact shape of the inked footprint is included in the temporary GCA image KG1. Therefore, it is possible to ensure accuracy in determining the boundary between grounding and non-grounding.

図43は、最大輝度値「255」より1つ小さい閾値である、254階調を閾値とした場合の例を示す図である。図43において、黒色部分は仮GCA画像KG1であり、灰色部分はインク付き踏み跡の接地形状である。図43において、インク付き踏み跡の接地形状の境界位置が仮GCA画像KG1に含まれている。このため、接地/非接地の境界判定精度を確保できる。 FIG. 43 is a diagram showing an example in which the threshold is set to 254 gradations, which is one threshold smaller than the maximum brightness value "255". In FIG. 43, the black part is the provisional GCA image KG1, and the gray part is the ground contact shape of the inked footprint. In FIG. 43, the boundary position of the ground contact shape of the inked footprint is included in the temporary GCA image KG1. Therefore, it is possible to ensure accuracy in determining the boundary between grounding and non-grounding.

なお、閾値を最大輝度値「255」に設定すると、非接地ブロックが全て取り込まれて仮GCAとして形成される。このため、仮GCA画像は、画像の全領域で真っ黒となる。この影響で非接地領域の溝を境界と誤って判定され、接地/非接地の境界判定精度が低下する。このため、総接地領域として不適切である。したがって、上記のように、接地面画像を二値化する場合の閾値は、接地面画像における最大輝度値より小さいことが好ましい。 Note that when the threshold value is set to the maximum brightness value "255", all non-grounded blocks are taken in and formed as a temporary GCA. Therefore, the entire area of the temporary GCA image is completely black. Due to this influence, the groove in the non-ground contact area is mistakenly determined as a boundary, and the accuracy of determining the contact/non-contact boundary is reduced. Therefore, it is inappropriate as a total grounding area. Therefore, as described above, the threshold value when binarizing the ground plane image is preferably smaller than the maximum brightness value in the ground plane image.

(まとめ)
以上説明したタイヤ接地形状解析装置によれば、プロットした輝度の2次微分値の極大点または極小点に基づいて、接地または非接地の境界条件を設定し、接地形状を適切に求めることができる。
(summary)
According to the tire contact shape analysis device described above, the boundary condition of contact or non-contact can be set based on the maximum point or minimum point of the plotted second-order differential value of brightness, and the contact shape can be appropriately determined. .

(タイヤ接地形状解析方法)
上述したタイヤ接地形状解析装置においては、以下のタイヤ接地形状解析方法を実現できる。すなわち、タイヤの接地面画像を取得する画像取得ステップと、前記画像取得ステップにおいて取得した接地面画像について、所定閾値を基準とする二値化処理を行って暫定的な総接地面積画像である仮GCA画像を求める仮GCA算出ステップと、前記仮GCA画像について、境界線上の画素それぞれに垂直線を設置する垂直線設置処理ステップと、前記垂直線設置処理ステップにおいて設置した垂直線それぞれについて、その垂直線に沿った輝度の分布を微分し、さらに微分して極大点および極小点を求める輝度微分処理ステップと、前記輝度微分処理ステップによって得られた極大点および極小点に基づいて、前記仮GCA画像に境界を設定する境界設定処理ステップと、前記境界設定処理ステップによって境界が設定された前記仮GCA画像について、前記境界を平滑にする平滑化処理ステップと、前記平滑化処理ステップによって境界が平滑にされた前記仮GCA画像に、前記接地面画像から求めた溝画像を重ね合わせて接地形状を求める重ね合わせ処理ステップと、を含むタイヤ接地形状解析方法を実現できる。このタイヤ接地形状解析方法によれば、プロットした輝度の2次微分値の極大点または極小点の数に基づいて、接地または非接地の境界条件を設定し、接地形状を適切に求めることができる。
(Tire contact shape analysis method)
The tire contact shape analysis device described above can implement the following tire contact shape analysis method. That is, there is an image acquisition step for acquiring a tire contact surface image, and a binarization process is performed on the contact surface image acquired in the image acquisition step using a predetermined threshold as a reference to obtain a provisional total contact area image. A provisional GCA calculation step for obtaining a GCA image, a vertical line installation step for installing a vertical line at each pixel on the boundary line for the provisional GCA image, and a vertical line installation step for each vertical line installed in the vertical line installation processing step. A brightness differentiation processing step in which the distribution of brightness along the line is differentiated and further differentiated to obtain maximum points and minimum points, and the provisional GCA image is calculated based on the maximum points and minimum points obtained by the brightness differentiation processing step. a boundary setting processing step for setting a boundary in the boundary setting processing step; a smoothing processing step for smoothing the boundary for the temporary GCA image in which the boundary has been set by the boundary setting processing step; and a smoothing processing step for smoothing the boundary by the smoothing processing step. It is possible to realize a tire ground contact shape analysis method including a superposition processing step of superimposing a groove image obtained from the ground contact surface image on the temporary GCA image obtained by the above process to obtain a ground contact shape. According to this tire contact shape analysis method, it is possible to appropriately determine the contact shape by setting the boundary condition of contact or non-contact based on the number of maximum or minimum points of the plotted second-order differential value of brightness. .

本開示は、以下の発明を包含する。
発明[1]
タイヤの接地面画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部が取得した接地面画像について、所定閾値を基準とする二値化処理を行って暫定的な総接地面積画像である仮GCA画像を求める仮GCA算出部と、
前記仮GCA画像について、境界線上の画素それぞれに垂直線を設置する垂直線設置処理部と、
前記垂直線設置処理部が設置した垂直線それぞれについて、その垂直線に沿った輝度の分布を微分し、さらに微分して極大点および極小点を求める輝度微分処理部と、
前記輝度微分処理部によって得られた極大点および極小点に基づいて、前記仮GCA画像に境界を設定する境界設定処理部と、
前記境界設定処理部によって境界が設定された前記仮GCA画像について、前記境界を平滑にする平滑化処理部と、
前記平滑化処理部によって境界が平滑にされた前記仮GCA画像に、前記接地面画像から求めた溝画像を重ね合わせて接地形状を求める重ね合わせ処理部と、
を含むタイヤ接地形状解析装置。
発明[2]
前記接地面画像に基づいて、前記溝画像を求める溝画像抽出処理部を更に含む発明[1]に記載のタイヤ接地形状解析装置。
発明[3]
前記垂直線設置処理部において設置する前記垂直線の長さは、前記仮GCA画像の境界線上を始点として、タイヤ内側に向かう方向の長さと定義し、その長さはタイヤ外径の1%以上5%以下である発明[1]または発明[2]に記載のタイヤ接地形状解析装置。
発明[4]
前記仮GCA算出部の前記二値化処理において、前記所定閾値は前記接地面画像における最大輝度値より小さい発明[1]から発明[3]までのいずれか1つに記載のタイヤ接地形状解析装置。
発明[5]
前記境界設定処理部は、グラフにプロットした輝度の極大点および極小点について、
極大点が1個の場合には、第1極大点の位置から第1極大点の位置+βまでのプロット点のうち、2次微分値が最大である位置を境界と定義し、
極大点が2個の場合には、極小点が1個以上、かつ、第1極大点の位置、第1極小点の位置、第2極大点の位置の順にプロット点が並んでいれば、第1極小点の位置から第2極大点の位置までのプロット点のうち、2次微分値が最大である位置を境界と定義し、極大点が2個で上記以外の場合であれば第2極大点の位置を境界と定義し、
極大点が3個以上の場合には、グラフの立下がり部分に最も近い極大点の位置から極大点の位置+γまでのプロット点のうち、2次微分値が最大となる位置を境界と定義し、
極大点が0個の場合には、境界を定義しない、発明[1]から発明[4]までのいずれか1つに記載のタイヤ接地形状解析装置。
発明[6]
タイヤの接地面画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップにおいて取得した接地面画像について、所定閾値を基準とする二値化処理を行って暫定的な総接地面積画像である仮GCA画像を求める仮GCA算出ステップと、
前記仮GCA画像について、境界線上の画素それぞれに垂直線を設置する垂直線設置処理ステップと、
前記垂直線設置処理ステップにおいて設置した垂直線それぞれについて、その垂直線に沿った輝度の分布を微分し、さらに微分して極大点および極小点を求める輝度微分処理ステップと、
前記輝度微分処理ステップによって得られた極大点および極小点に基づいて、前記仮GCA画像に境界を設定する境界設定処理ステップと、
前記境界設定処理ステップによって境界が設定された前記仮GCA画像について、前記境界を平滑にする平滑化処理ステップと、
前記平滑化処理ステップによって境界が平滑にされた前記仮GCA画像に、前記接地面画像から求めた溝画像を重ね合わせて接地形状を求める重ね合わせ処理ステップと、
を含むタイヤ接地形状解析方法。
The present disclosure includes the following inventions.
Invention [1]
an image acquisition unit that acquires a tire contact surface image;
a temporary GCA calculation unit that performs a binarization process on the ground contact surface image acquired by the image acquisition unit based on a predetermined threshold value to obtain a temporary GCA image that is a provisional total ground contact area image;
a vertical line installation processing unit that installs a vertical line at each pixel on the boundary line for the temporary GCA image;
a luminance differentiation processing unit that differentiates the distribution of luminance along the vertical line for each vertical line installed by the vertical line installation processing unit, and further differentiates the luminance distribution to obtain a local maximum point and a local minimum point;
a boundary setting processing unit that sets a boundary in the provisional GCA image based on the maximum point and minimum point obtained by the luminance differential processing unit;
a smoothing processing unit that smooths the boundaries of the temporary GCA image in which boundaries have been set by the boundary setting processing unit;
a superimposition processing unit that obtains a ground contact shape by superimposing a groove image obtained from the ground contact surface image on the provisional GCA image whose boundary has been smoothed by the smoothing processing unit;
A tire contact shape analysis device including:
Invention [2]
The tire ground contact shape analysis device according to invention [1], further comprising a groove image extraction processing unit that obtains the groove image based on the ground contact surface image.
Invention [3]
The length of the vertical line installed in the vertical line installation processing unit is defined as the length in the direction toward the inside of the tire starting from the boundary line of the temporary GCA image, and the length is 1% or more of the tire outer diameter. The tire ground contact shape analysis device according to invention [1] or invention [2], wherein the tire contact shape analysis device is 5% or less.
invention [4]
The tire ground contact shape analysis device according to any one of inventions [1] to [3], wherein in the binarization process of the provisional GCA calculation unit, the predetermined threshold value is smaller than the maximum brightness value in the ground contact surface image. .
invention [5]
The boundary setting processing unit determines the maximum and minimum points of brightness plotted on the graph.
When there is one local maximum point, the position where the second-order differential value is maximum among the plotted points from the position of the first local maximum point to the position of the first local maximum point + β is defined as the boundary,
When there are two maximum points, if there is one or more minimum points and the plot points are arranged in the order of the first maximum point, first minimum point, and second maximum point, then Among the plotted points from the position of the first local minimum point to the position of the second local maximum point, the position where the second-order differential value is maximum is defined as the boundary, and if there are two local maximum points and other than the above, the second local maximum Define the position of the point as the boundary,
If there are three or more maximum points, the boundary is defined as the position where the second derivative value is maximum among the plotted points from the position of the maximum point closest to the falling part of the graph to the position of the maximum point + γ. ,
The tire contact shape analysis device according to any one of inventions [1] to [4], which does not define boundaries when the number of local maximum points is zero.
invention [6]
an image acquisition step of acquiring a tire contact surface image;
A provisional GCA calculation step of performing binarization processing on the ground contact surface image obtained in the image acquisition step using a predetermined threshold as a reference to obtain a provisional GCA image that is a provisional total ground contact area image;
a vertical line setting processing step of setting a vertical line at each pixel on the boundary line for the temporary GCA image;
For each vertical line installed in the vertical line installation processing step, a brightness differentiation processing step of differentiating the luminance distribution along the vertical line and further differentiating to obtain a maximum point and a minimum point;
a boundary setting process step of setting a boundary in the provisional GCA image based on the maximum point and minimum point obtained in the brightness differentiation process step;
a smoothing process step of smoothing the boundary of the temporary GCA image in which the boundary has been set in the boundary setting process step;
a superposition processing step of superimposing a groove image obtained from the ground contact surface image on the provisional GCA image whose boundary has been smoothed by the smoothing processing step to obtain a ground contact shape;
A tire contact shape analysis method including

1 タイヤ接地形状解析装置
2 タイヤ試験機
3 支持装置
4 リム
5 駆動装置
6 モータ
7 モータ制御装置
10 撮影装置
11 透明板
15 カメラ
16 照明用ランプ
17 トリガー装置
18 再帰性反射シート
20 タイヤ接地面解析装置
21 入力部
22 表示部
30 処理装置
31 処理部
32 記憶部
33 画像取得部
34 仮GCA算出部
35 垂直線設置処理部
36 輝度微分処理部
37 境界設定処理部
38 平滑化処理部
39 重ね合わせ処理部
40 溝画像抽出処理部
60 タイヤ
61 接地面
71、71A、71B、71C 垂直線
1 Tire contact shape analysis device 2 Tire testing machine 3 Support device 4 Rim 5 Drive device 6 Motor 7 Motor control device 10 Photographing device 11 Transparent plate 15 Camera 16 Illumination lamp 17 Trigger device 18 Retroreflective sheet 20 Tire contact surface analysis device 21 Input section 22 Display section 30 Processing device 31 Processing section 32 Storage section 33 Image acquisition section 34 Temporary GCA calculation section 35 Vertical line installation processing section 36 Luminance differential processing section 37 Boundary setting processing section 38 Smoothing processing section 39 Overlay processing section 40 Groove image extraction processing unit 60 Tire 61 Ground contact surface 71, 71A, 71B, 71C Vertical line

Claims (6)

タイヤの接地面画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部が取得した接地面画像について、所定閾値を基準とする二値化処理を行って暫定的な総接地面積画像である仮GCA画像を求める仮GCA算出部と、
前記仮GCA画像について、境界線上の画素それぞれに垂直線を設置する垂直線設置処理部と、
前記垂直線設置処理部が設置した垂直線それぞれについて、その垂直線に沿った輝度の分布を微分し、さらに微分して極大点および極小点を求める輝度微分処理部と、
前記輝度微分処理部によって得られた極大点および極小点に基づいて、前記仮GCA画像に境界を設定する境界設定処理部と、
前記境界設定処理部によって境界が設定された前記仮GCA画像について、前記境界を平滑にする平滑化処理部と、
前記平滑化処理部によって境界が平滑にされた前記仮GCA画像に、前記接地面画像から求めた溝画像を重ね合わせて接地形状を求める重ね合わせ処理部と、
を含むタイヤ接地形状解析装置。
an image acquisition unit that acquires a tire contact surface image;
a temporary GCA calculation unit that performs a binarization process on the ground contact surface image acquired by the image acquisition unit based on a predetermined threshold value to obtain a temporary GCA image that is a provisional total ground contact area image;
a vertical line installation processing unit that installs a vertical line at each pixel on the boundary line for the temporary GCA image;
a luminance differentiation processing unit that differentiates the distribution of luminance along the vertical line for each vertical line installed by the vertical line installation processing unit, and further differentiates the luminance distribution to obtain a local maximum point and a local minimum point;
a boundary setting processing unit that sets a boundary in the provisional GCA image based on the maximum point and minimum point obtained by the luminance differential processing unit;
a smoothing processing unit that smooths the boundaries of the temporary GCA image in which boundaries have been set by the boundary setting processing unit;
a superimposition processing unit that obtains a ground contact shape by superimposing a groove image obtained from the ground contact surface image on the provisional GCA image whose boundary has been smoothed by the smoothing processing unit;
A tire contact shape analysis device including:
前記接地面画像に基づいて、前記溝画像を求める溝画像抽出処理部を更に含む請求項1に記載のタイヤ接地形状解析装置。 The tire contact shape analysis device according to claim 1, further comprising a groove image extraction processing unit that obtains the groove image based on the contact surface image. 前記垂直線設置処理部において設置する前記垂直線の長さは、前記仮GCA画像の境界線上を始点として、タイヤ内側に向かう方向の長さと定義し、その長さはタイヤ外径の1%以上5%以下である請求項1または請求項2に記載のタイヤ接地形状解析装置。 The length of the vertical line installed in the vertical line installation processing unit is defined as the length in the direction toward the inside of the tire starting from the boundary line of the temporary GCA image, and the length is 1% or more of the tire outer diameter. The tire ground contact shape analysis device according to claim 1 or 2, wherein the tire ground contact shape analysis device is 5% or less. 前記仮GCA算出部の前記二値化処理において、前記所定閾値は前記接地面画像における最大輝度値より小さい請求項1または請求項2に記載のタイヤ接地形状解析装置。 The tire ground contact shape analysis device according to claim 1 or 2, wherein in the binarization process of the provisional GCA calculation unit, the predetermined threshold value is smaller than the maximum brightness value in the ground contact surface image. 前記境界設定処理部は、グラフにプロットした輝度の極大点および極小点について、
極大点が1個の場合には、第1極大点の位置から第1極大点の位置+βまでのプロット点のうち、2次微分値が最大である位置を境界と定義し、
極大点が2個の場合には、極小点が1個以上、かつ、第1極大点の位置、第1極小点の位置、第2極大点の位置の順にプロット点が並んでいれば、第1極小点の位置から第2極大点の位置までのプロット点のうち、2次微分値が最大である位置を境界と定義し、極大点が2個で上記以外の場合であれば第2極大点の位置を境界と定義し、
極大点が3個以上の場合には、グラフの立下がり部分に最も近い極大点の位置から極大点の位置+γまでのプロット点のうち、2次微分値が最大となる位置を境界と定義し、
極大点が0個の場合には、境界を定義しない、
請求項1または請求項2に記載のタイヤ接地形状解析装置。
The boundary setting processing unit determines the maximum and minimum points of luminance plotted on the graph.
When there is one local maximum point, the position where the second-order differential value is maximum among the plotted points from the position of the first local maximum point to the position of the first local maximum point + β is defined as the boundary,
When there are two maximum points, if there is one or more minimum points and the plot points are arranged in the order of the first maximum point, first minimum point, and second maximum point, then Among the plotted points from the position of the first local minimum point to the position of the second local maximum point, the position where the second-order differential value is maximum is defined as the boundary, and if there are two local maximum points and other than the above, the second local maximum Define the position of the point as the boundary,
If there are three or more maximum points, the boundary is defined as the position where the second derivative value is maximum among the plotted points from the position of the maximum point closest to the falling part of the graph to the position of the maximum point + γ. ,
If there are 0 maximum points, no boundary is defined.
The tire ground contact shape analysis device according to claim 1 or 2.
タイヤの接地面画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップにおいて取得した接地面画像について、所定閾値を基準とする二値化処理を行って暫定的な総接地面積画像である仮GCA画像を求める仮GCA算出ステップと、
前記仮GCA画像について、境界線上の画素それぞれに垂直線を設置する垂直線設置処理ステップと、
前記垂直線設置処理ステップにおいて設置した垂直線それぞれについて、その垂直線に沿った輝度の分布を微分し、さらに微分して極大点および極小点を求める輝度微分処理ステップと、
前記輝度微分処理ステップによって得られた極大点および極小点に基づいて、前記仮GCA画像に境界を設定する境界設定処理ステップと、
前記境界設定処理ステップによって境界が設定された前記仮GCA画像について、前記境界を平滑にする平滑化処理ステップと、
前記平滑化処理ステップによって境界が平滑にされた前記仮GCA画像に、前記接地面画像から求めた溝画像を重ね合わせて接地形状を求める重ね合わせ処理ステップと、
を含むタイヤ接地形状解析方法。
an image acquisition step of acquiring a tire contact surface image;
A provisional GCA calculation step of performing binarization processing on the ground contact surface image obtained in the image acquisition step using a predetermined threshold as a reference to obtain a provisional GCA image that is a provisional total ground contact area image;
a vertical line installation processing step of installing a vertical line at each pixel on the boundary line for the temporary GCA image;
For each vertical line installed in the vertical line installation processing step, a brightness differentiation processing step of differentiating the luminance distribution along the vertical line and further differentiating to obtain a maximum point and a minimum point;
a boundary setting process step of setting a boundary in the provisional GCA image based on the maximum point and minimum point obtained in the brightness differentiation process step;
a smoothing process step of smoothing the boundary of the temporary GCA image in which the boundary has been set in the boundary setting process step;
a superposition processing step of superimposing a groove image obtained from the ground contact surface image on the provisional GCA image whose boundary has been smoothed by the smoothing processing step to obtain a ground contact shape;
Tire contact shape analysis method including
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