JP4959234B2 - タイヤ検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、電磁波放射線源及びそれに対向するカメラの間に配置されたタイヤの内部の画像を取得し、取得した画像に基づいて前記タイヤの内部のベルトコード（スチールコード）の配置を検査するタイヤ検査方法に関する。

従来、タイヤ検査を行うに際し、Ｘ線やγ線のような電磁波放射線を用いてタイヤをカメラで撮像して画像を取得し、取得した画像に基づいてタイヤ内部を観察している（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−３４１９３０号公報

しかしながら、従来のタイヤ検査では、カメラによって撮像された画像が撮影原理上タイヤの実際の寸法より大きく映し出されるため、タイヤ内部のベルトコードの実際の幅やベルトコード間の実際の距離を求めることができない。したがって、画像上の幅又は寸法が実際のものと異なるために、タイヤの目視・自動判定の検出精度の向上を図ることが困難となる。

本発明の目的は、タイヤの目視・自動判定の検出精度を向上することができるタイヤ検査方法を提供することである。

本発明によるタイヤ検査方法は、
電磁波放射線源及びそれに対向するカメラの間に配置されたタイヤの内部の画像を取得し、取得した画像に基づいて前記タイヤの内部のベルトコードの配置を検査するタイヤ検査方法であって、
前記カメラに垂直な方向をｙ軸方向とした３次元座標系において、
前記電磁波放射線源を、前記タイヤから離間した第１位置に配置し、前記電磁波放射線源が、電磁波放射線を前記タイヤの第１ポイント及び第２ポイントにそれぞれ照射し、前記第１ポイント及び第２ポイントに対応する前記カメラ上の第１座標及び第２座標を取得するステップと、
前記電磁波放射線源を、前記第１位置から前記カメラに垂直なｙ軸方向に移動した第２位置に配置し、前記電磁波放射線源が、前記電磁波放射線を前記第１ポイント及び前記第２ポイントにそれぞれ照射し、前記第１ポイント及び第２ポイントに対応する前記カメラ上の第３座標及び第４座標を取得するステップと、
前記第１位置及び前記第１座標を結ぶ直線と、前記第２位置及び前記第３座標を結ぶ直線との交点を求めることによって前記第１ポイントの座標を求めるとともに、前記第１位置及び前記第２座標を結ぶ直線と、前記第２位置及び前記第４座標を結ぶ直線との交点を求めることによって前記第２ポイントの座標を求めるステップと、
前記第１ポイントの座標及び前記第２ポイントの座標を用いて、前記第１ポイントと前記第２ポイントとの間の実際の距離を求めるステップと、
前記第１ポイントと前記第２ポイントとの間の前記画像上の長さを、前記第１ポイントと前記第２ポイントとの間の実際の長さに変換し、前記画像上の長さを補正するステップとを具えることを特徴とする。

電磁波放射線源及びそれに対向するカメラの間に配置されたタイヤの内部の画像を取得し、取得した画像に基づいてタイヤの内部のベルトコードの配置を検査するに際し、タイヤの内部のベルトコードの実際の幅やベルトコード間の実際の距離を求めるためには、取得した画像におけるベルトコードの幅又はベルトコード間の寸法を補正する必要がある。

しかしながら、タイヤのベルトは、一定の曲率で撓んでいるのではなく、トレッド中央領域ではほぼ水平に伸び、トレッド端部に向かって徐々に撓んでいるので、ベルトコードは、タイヤサイズやタイヤ内面の曲率により必ずしもタイヤ内部で水平に配置されているとは限らず、撓んだ形で配置されているものもある。したがって、ベルトコードの幅又はベルトコード間の寸法の補正に際し、三角形の相似系による補正は、ベルトコードがタイヤ内部で水平に配置されていないと有効であるとはいえない。

本発明によれば、以下の（１）〜（５）のステップを有する。
（１）タイヤから離間した第１位置に配置した電磁波放射線源が、電磁波放射線をタイヤの第１ポイント及び第２ポイントにそれぞれ照射し、第１ポイント及び第２ポイントに対応するカメラ上の第１座標及び第２座標を取得する。
（２）第１位置からカメラに垂直な方向に移動した第２位置に配置した電磁波放射線源が、電磁波放射線を第１ポイント及び第２ポイントにそれぞれ照射し、第１ポイント及び第２ポイントに対応するカメラ上の第３座標及び第４座標を取得する。
（３）第１位置及び第１座標を結ぶ直線と、第２位置及び第３座標を結ぶ直線との交点を求めることによって第１ポイントの座標を求めるとともに、第１位置及び第２座標を結ぶ直線と、第２位置及び第４座標を結ぶ直線との交点を求めることによって第２ポイントの座標を求める。
（４）第１ポイントの座標及び第２ポイントの座標を用いて、第１ポイントと第２ポイントとの間の実際の距離を求める。
（５）第１ポイントと第２ポイントとの間の画像上の距離を、第１ポイントと第２ポイントとの間の実際の距離に変換し、画像上の距離を補正する。

このように電磁波放射線を第１位置及び第２位置からそれぞれ照射し、第１位置からの電磁波放射線と第２の位置からの電磁波放射線の交点から第１ポイント及び第２ポイントを求めることによって、撓んでいるトレッド端部分についてもベルトの傾斜度合いを考慮して第１ポイントと第２ポイントとの間の実際の長さを求めることができ、その結果、タイヤ検査の際にタイヤの目視・自動判定の検出精度を向上することができる。

前記第１ポイントを、前記ベルトコードの一端とし、前記第２ポイントを、前記ベルトコードの他端とした場合、ベルトコードの実際の幅を求めることができ、前記第１ポイントを、前記ベルトコードの一端とし、前記第２ポイントを、前記ベルトコードの一端に隣接する他のベルトコードの一端とした場合、２枚のベルト端のステップ量（幅の異なる２枚のベルトコード端同士の距離）を求めることができる。

本発明によるタイヤ検査方法の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明によるタイヤ検査方法を実施するタイヤ検査装置を示す図である。このタイヤ検査装置は、Ｘ線源１と、Ｘ線カメラ２と、画像処理部３と、モニタ４とを具える。

Ｘ線源１は、３次元座標系のｙ軸方向（垂直方向）に移動自在であり、検査対象となるタイヤ５にＸ線を照射する。Ｘ線カメラ２は、タイヤ５を通過したＸ線が入射され、タイヤ５の検査対象部分の画像を取得する。画像処理部３は、取得した画像に対して、後に説明する処理工程を施し、処理後の画像をモニタ４に出力する。

図２は、本発明によるタイヤ検査方法を説明するための図であり、図３は、本発明によるタイヤ検査方法の処理工程のフローチャートである。この処理工程は、Ｘ線源１１及びそれに対向するＸ線カメラ１２の間に配置されたタイヤ１３の内部の画像を取得し、取得した画像に基づいてタイヤ１３の内部のベルトコードの配置を検査するものであり、先ず、ステップＳ１において、Ｘ線源１１をｘｙ座標（０，ｙ１）の位置に配置する。

次いで、Ｘ線源１１が、放射線α１，α２をタイヤ１３のポイントＡ，Ｂにそれぞれ照射し（ステップＳ２）、ポイントＡ，Ｂに対応するカメラ１２上のｘｙ座標（ｘ１，０），（ｘ２，０）を取得する（ステップＳ３）。次いで、Ｘ線源１１をｘｙ座標（０，ｙ２）の位置に配置し（ステップＳ４）、放射線α２，α３をタイヤ１３のポイントＡ，Ｂにそれぞれ照射し（ステップＳ５）、ポイントＡ，Ｂに対応するカメラ１２上のｘｙ座標（ｘ３，０）（ｘ４，０）を取得する（ステップＳ６）。

ｘ座標ｘ１〜ｘ４を取得するに際し、測定する物体の基準点（目印。本実施の形態ではポイントＡ，Ｂ）を決めておき、目印部分を撮像したＸ線カメラ１２から座標を算出する。したがって、ポイントＡをベルトコードの一端とし、ポイントＢをベルトコードの他端とした場合、ベルトコードの実際の幅を求めることができ、ポイントＡをベルトコードの一端とし、ポイントＢをベルトコードの一端に隣接する他のベルトコードの一端とした場合、２枚のベルト端のステップ量（幅の異なる２枚のベルトコード端同士の距離）を求めることができる。なお、金属の基準点（目印）となるものがない物体に対しては、物体の求めたい傾き部分に金属片を予め取り付けることによってｘ座標ｘ１〜ｘ４を求めることができる。また、ｙ軸がタイヤ１３に交差するポイントＣは既知であり、ポイントＣに対応するカメラ１２上のｘｙ座標は（０，０）となる。

次いで、放射線α１（ｘｙ座標（０，ｙ１）とｘｙ座標（ｘ１，０）とを結ぶ直線）と放射線α３（ｘｙ座標（０，ｙ２）とｘｙ座標（ｘ３，０）とを結ぶ直線）との交点を求めることによってポイントＡのｘｙ座標（ａｘ，ａｙ）を求めるとともに、放射線α２（ｘｙ座標（０，ｙ１）とｘｙ座標（ｘ２，０）とを結ぶ直線）と放射線α４（ｘｙ座標（０，ｙ２）とｘｙ座標（ｘ４，０）とを結ぶ直線）との交点を求めることによってポイントＢのｘｙ座標（ｂｘ，ｂｙ）を求める（ステップＳ７）。

次いで、ポイントＡとポイントＢとの間の実際の長さｔを求める（ステップＳ８）。長さｔは、{（ａｘ−ｂｘ）^２＋（ａｙ−ｂｙ）^２}^１／２となる。最後に、ポイントＡとポイントＢとの間の画像上の距離を長さｔに変換する。

ここで、本発明によるタイヤ検査方法の実験結果について説明する。実験は、幅１２．４ｍｍである４本のベルトコード２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄをタイヤ２２内に４本配置した場合について行った（図４参照）。なお、撮像されたベルトコードの幅は、撮像されたベルトコードの占有する画素数×画素幅（この場合、４ｍｍ）とした。

図５は、本発明によるタイヤ検査方法の実験結果を示す図である。撮像された４本のベルトコードの幅は、図５の折れ線ａに示すようにそれぞれ１９．６ｍｍ，１７．２ｍｍ，１６．８ｍｍ及び１６．４ｍｍであるが、本発明による補正を行うと、図５の折れ線ｂに示すように１２．０ｍｍ，１２．００ｍｍ，１２．４ｍｍ及び１２．８ｍｍとなり、ほぼ実際の幅になっていることがわかる。

本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
例えば、上記実施の形態において、電磁波放射線としてＸ線を用いたが、γ線のような他の電磁波放射線を用いることもできる。

本発明によるタイヤ検査方法を実施するタイヤ検査装置を示す図である。 本発明によるタイヤ検査方法を説明するための図である。 本発明によるタイヤ検査方法の処理工程のフローチャートである。 本発明によるタイヤ検査方法の実験を説明するための図である。 本発明によるタイヤ検査方法の実験結果を示す図である。

符号の説明

１，１１ Ｘ線源
２，１２ Ｘ線カメラ
３ 画像処理部
４ モニタ
５，１３，２２ タイヤ
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ ベルトコード

Claims (3)

1. 電磁波放射線源及びそれに対向するカメラの間に配置されたタイヤの内部の画像を取得し、取得した画像に基づいて前記タイヤの内部のベルトコードの配置を検査するタイヤ検査方法であって、
   前記カメラに垂直な方向をｙ軸方向とした３次元座標系において、
   前記電磁波放射線源を、前記タイヤから離間した第１位置に配置し、前記電磁波放射線源が、電磁波放射線を前記タイヤの第１ポイント及び第２ポイントにそれぞれ照射し、前記第１ポイント及び第２ポイントに対応する前記カメラ上の第１座標及び第２座標を取得するステップと、
   前記電磁波放射線源を、前記第１位置から前記カメラに垂直なｙ軸方向に移動した第２位置に配置し、前記電磁波放射線源が、前記電磁波放射線を前記第１ポイント及び前記第２ポイントにそれぞれ照射し、前記第１ポイント及び第２ポイントに対応する前記カメラ上の第３座標及び第４座標を取得するステップと、
   前記第１位置及び前記第１座標を結ぶ直線と、前記第２位置及び前記第３座標を結ぶ直線との交点を求めることによって前記第１ポイントの座標を求めるとともに、前記第１位置及び前記第２座標を結ぶ直線と、前記第２位置及び前記第４座標を結ぶ直線との交点を求めることによって前記第２ポイントの座標を求めるステップと、
   前記第１ポイントの座標及び前記第２ポイントの座標を用いて、前記第１ポイントと前記第２ポイントとの間の実際の距離を求めるステップと、
   前記第１ポイントと前記第２ポイントとの間の前記画像上の長さを、前記第１ポイントと前記第２ポイントとの間の実際の長さに変換し、前記画像上の長さを補正するステップとを具えることを特徴とするタイヤ検査方法。
   
2. 前記第１ポイントを、前記ベルトコードの一端とし、前記第２ポイントを、前記ベルトコードの他端とすることを特徴とする請求項１記載のタイヤ検査方法。
3. 前記第１ポイントを、前記ベルトコードの一端とし、前記第２ポイントを、前記ベルトコードの一端に隣接する他のベルトコードの一端とすることを特徴とする請求項１記載のタイヤ検査方法。

Images