JP5387202B2 - タイヤ解析システムおよびタイヤ解析方法 - Google Patents

Description

この発明は、タイヤ解析システムおよびタイヤ解析方法に関し、さらに詳しくは、安価な撮像装置を用いてタイヤ形状の変化やタイヤ表面歪みの変化を測定できるタイヤ解析システムおよびタイヤ解析方法に関する。

従来のタイヤ解析システムは、一般に、高速度ビデオカメラを用いてタイヤを連続撮影し、その映像データを用いてタイヤ形状の変化やタイヤ表面歪みの変化を測定している。

かかる構成では、高速度ビデオカメラの性能として、タイヤ全周を連続撮影したときに解析に必要な高画質の映像データを取得できることが要求される。しかしながら、このような高速度ビデオカメラは一般に高価である。したがって、タイヤの挙動解析では、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラのような安価な撮像装置を用いてタイヤ形状の変化やタイヤ表面歪みの変化を測定できることが好ましい。

なお、ＣＣＤカメラを用いて物体の表面形状の変化を測定する従来の技術として、特許文献１〜４に記載される技術が知られている。

特開平１１−１０８６３０号公報 特開２００４−１２５６６１号公報 特開２００７−７１５８４号公報 特開２００７−１１３９７４号公報

この発明は、安価な撮像装置を用いてタイヤ形状の変化やタイヤ表面歪みの変化を測定できるタイヤ解析システムおよびタイヤ解析方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかるタイヤ解析システムは、所定の試験条件を入力したときのタイヤ形状の変化やタイヤ表面歪みの変化を測定することによりタイヤの挙動解析を行うタイヤ解析システムであって、タイヤ表面の一部にタイヤ周方向に沿って配列された４つ以上の解析用格子面を相互に異なる方向から同時に撮像する複数のカメラと、前記カメラから取得した画像データに基づき前記解析用格子面の三次元座標を算出すると共に前記三次元座標に基づきタイヤ表面歪みの変化を算出する処理装置とを備え、且つ、前記試験条件の入力を時間的に変化させつつ、タイヤが回転して前記解析用格子面が所定の撮像位置に来たときに前記カメラが前記４つ以上の解析用格子面を連続的に撮像することにより、タイヤ形状の過渡的な変化あるいはタイヤ表面歪みの過渡的な変化を測定することを特徴とする。

このタイヤ解析システムでは、複数（例えば、一対）のカメラがタイヤ表面に形成された解析用格子面を相互に異なる方向から同時に撮像する。そして、処理装置が、この画像データに基づいて解析用格子面の三次元座標を算出し、この三次元座標に基づいてタイヤ表面歪みの変化を算出する。かかる構成では、カメラを用いてタイヤ表面の画像を撮像するので、例えば、高速度ビデオカメラを用いてタイヤ表面の映像を撮影する構成と比較して、安価なカメラ（例えば、ＣＣＤカメラ）を採用できる。これにより、タイヤ解析システムを安価に構成できる利点がある。

なお、このような方法を採用できるのは、タイヤが周方向に対して均一な構造を有することによる。すなわち、タイヤが回転方向に対して同じ構造を有するので、タイヤのどの部分で測定しても、同一条件であれば、測定された変形や表面歪みが同一となる。このタイヤ周方向に対する均一性を利用することで、タイヤ周上の複数位置にて測定・解析を行い、その結果を経時的に並べてタイヤ周上の１カ所での測定時間間隔よりも短い時間間隔にてタイヤの挙動変化を追跡できる。これにより、ＣＣＤカメラを利用してタイヤの挙動変化を解析できる。

また、この発明にかかるタイヤ解析システムでは、前記解析用格子面がタイヤ周方向の全周に渡って配置される。

このタイヤ解析システムでは、タイヤ回転時にて解析用格子面が撮像位置を略エンドレスに通過する。したがって、この解析用格子面を一対のカメラが連続的に撮像することにより、タイヤ接地位置の画像データを連続的に取得できる利点がある。

また、この発明にかかるタイヤ解析システムでは、前記解析用格子面が前記撮像位置に来たことを検出するトリガーを備え、前記トリガーの出力信号に基づいて前記カメラが駆動される。

このタイヤ解析システムでは、トリガーが設けられることにより、タイヤの回転とともに変位する解析用格子面を、各カメラが所定の撮像位置にて適正に撮像できる。これにより、タイヤ形状の変化を（初めて）測定できる利点がある。

また、この発明にかかるタイヤ解析システムでは、前記撮像位置がタイヤの接地位置に設定されると共に、タイヤに所定条件を入力したときの前記解析用格子面の画像データに基づいて、前記処理装置がサイドウォール部の形状の変化や表面歪みの変化を算出する。

このタイヤ解析システムでは、撮像位置がタイヤの接地位置に設定されることにより、路面からタイヤに入力された外力によるサイドウォール部の変形を適正に撮像できる。これにより、所定条件（例えば、スリップ角）を入力したときのサイドウォール部の形状の変化や表面歪みの変化を適正に測定できる利点がある。

また、この発明にかかるタイヤ解析方法では、所定の試験条件を入力したときのタイヤ形状の変化やタイヤ表面歪みの変化を測定することによりタイヤの挙動解析を行うタイヤ解析方法であって、タイヤ表面の一部にタイヤ周方向に沿って配列された４つ以上の解析用格子面を相互に異なる方向から同時に撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップにて取得した画像データに基づいて前記解析用格子面の三次元座標を算出する三次元座標算出ステップと、前記三次元座標に基づいてタイヤ表面歪みの変化を測定する測定ステップとを備え、且つ、前記撮像ステップにて、前記試験条件の入力を時間的に変化させつつ、タイヤが回転して前記解析用格子面が所定の撮像位置に来たときに前記カメラが前記４つ以上の解析用格子面を連続的に撮像することにより、タイヤ形状の過渡的な変化あるいはタイヤ表面歪みの過渡的な変化を測定することを特徴とする特徴とする。

この発明にかかるタイヤ解析システム（タイヤ解析方法）では、複数（例えば、一対）のカメラがタイヤ表面に形成された解析用格子面を相互に異なる方向から同時に撮像する。そして、処理装置が、この画像データに基づいて解析用格子面の三次元座標を算出し、この三次元座標に基づいてタイヤ表面歪みの変化を算出する。かかる構成では、カメラを用いてタイヤ表面の画像を撮像するので、例えば、高速度ビデオカメラを用いてタイヤ表面の映像を撮影する構成と比較して、安価なカメラ（例えば、ＣＣＤカメラ）を採用できる。これにより、タイヤ解析システムを安価に構成できる利点がある。

図１は、この発明の実施の形態にかかるタイヤ解析システムを示す正面図である。 図２は、この発明の実施の形態にかかるタイヤ解析システムを示す平面図である。 図３は、図１に記載したタイヤ解析システムの作用を示すフローチャートである。 図４は、図１に記載したタイヤ解析システムの解析用格子面をタイヤ表面に貼り付けた状態とその解析位置を示す説明図である。 図５は、図１に記載したタイヤ解析システムで撮影した画像の番号とそのときのコーナリングフォースの関係を示す説明図である。 図６は、図１に記載したタイヤ解析システムで撮影した画像を解析することにより求めたタイヤ表面歪みの解析結果の例を示す説明図である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

［タイヤ解析システム］
このタイヤ解析システムは、所定条件を入力したときのタイヤ形状の変化やタイヤ表面歪みの変化を測定することにより、タイヤの挙動解析（タイヤの応答性評価）を行うシステムに適用される。例えば、この実施の形態では、タイヤ回転時にてタイヤ１０にスリップ角を入力したときのサイドウォール部の表面歪みの変化を測定する構成について説明する。

このタイヤ解析システム１は、タイヤ試験機２と、撮像装置３と、処理装置４とを備える（図１参照）。

タイヤ試験機２は、タイヤに試験条件を付与する装置であり、例えば、ドラム式タイヤ試験機、ベルト式タイヤ試験機などが採用され得る。この実施の形態では、タイヤ試験機２が、ベルト式タイヤ試験機であり、支持装置２１と駆動装置２２とを有する。支持装置２１は、タイヤ１０を回転可能に支持する装置であり、タイヤ１０を装着するためのリム２１１を固定可能な構成となっている。駆動装置２２は、タイヤ１０に駆動力を付与する装置であり、駆動ローラ２２１および従動ローラ２２２と、これらのローラ２２１、２２２に掛け渡されるベルト２２３とから成る。

このタイヤ試験機２では、リム２１１に組み付けられたタイヤ１０が支持装置２１に装着されて支持される。また、タイヤ１０のトレッド面が駆動装置２２のベルト２２３の平面部に押圧されることにより、タイヤ１０とベルト２２３とが摩擦接触する。これにより、タイヤの接地形状やタイヤの接地圧分布などがベルト２２３の平面を路面に見立てて再現される。また、この状態にて駆動ローラ２２１が回転すると、ベルト２２３が送られて、タイヤ１０に回転力が付与される。これにより、タイヤ１０の転動状態が再現される。さらに、駆動ローラ２２１の回転速度、ベルト２２３に対するタイヤ１０の押圧力および傾斜角度などが調整されることにより、回転速度、荷重、スリップ角などの試験条件がタイヤ１０に付与される。

撮像装置３は、一対のカメラ３１、３１と、トリガー３２と、照明用ランプ３３とを有する。カメラ３１は、タイヤ表面の一部に形成された解析用格子面Ｓを撮像する手段であり、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラにより構成される。また、一対のカメラ３１がタイヤ１０の解析用格子面Ｓを相互に異なる方向から撮像するように配置される。例えば、この実施の形態では、解析用格子面Ｓがタイヤ１０のサイドウォール部に形成されており、タイヤが回転して解析用格子面Ｓが接地位置（タイヤ１０とベルト２２３との当接位置）に来たときに、一対のカメラ３１、３１が１つの解析用格子面Ｓを左右方向から同時に撮像するように構成されている。トリガー３２は、タイヤ１０に付されたトリガー用マークＭを検出する手段であり、例えば、光学式センサにより構成される。このトリガー３２は、トリガー用マークＭを検出したときに、指示信号を各カメラ３１、３１に出力する。この指示信号により、各カメラ３１、３１が駆動されて解析用格子面Ｓを撮像する。照明用ランプ３３は、カメラ３１の撮像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３３は、常時点灯タイプであっても良いし、フラッシュ点灯タイプであっても良い。

なお、タイヤ１０の解析用格子面Ｓは、配列された多数の測定格子（２［ｍｍ］角の格子）を有するシートから成り、このシートがタイヤ１０のサイドウォール部の表面に貼り付けられて構成される（図１および図４参照）。また、同一形状を有する３つの解析用格子面Ｓがサイドウォール部に沿ってタイヤ周方向に配列される。また、これらの解析用格子面Ｓがタイヤ回転軸に対して点対称に配置される。また、トリガー用マークＭは、サイドウォール部の所定の位置に配置される。このトリガー用マークＭは、タイヤが回転して解析用格子面Ｓがタイヤ１０の接地位置に来たときに、トリガー３２を通過するように配置される。また、３つのトリガー用マークＭが３つの解析用格子面Ｓに対応してそれぞれ設置される。

この撮像装置３では、タイヤが回転して解析用格子面Ｓがタイヤ１０の接地位置に来ると、トリガー３２がトリガー用マークＭを検出して、左右のカメラ３１、３１が解析用格子面Ｓを相互に異なる方向から同時に撮像する（図１参照）。これにより、タイヤ１０の接地位置における解析用格子面Ｓの画像データが取得される（図４参照）。これらの画像データが各カメラ３１、３１から処理装置４にそれぞれ送られる。

処理装置４は、タイヤ撮影画像の取り込み、タイヤ形状の変化やタイヤ表面歪みの変化を解析するために必要な処理を行う装置であり、例えば、ＰＣ（personal computer）により構成される。この実施の形態では、一対のカメラ３１、３１からの画像データを迅速に処理するために、処理装置４が２台のＰＣにより構成されている。この処理装置４は、三次元座標算出部４１と、表面歪み算出部４２と、試験結果生成部４３と、表示部４４とを有する。処理装置４は、一対のカメラ３１、３１から取得した画像データ（解析用格子面Ｓの二次元画像）を取り込む。三次元座標算出部４１は、一対のカメラ３１、３１から取得した２枚の画像を組み合わせることで解析用格子面Ｓの三次元座標を算出する。なお、２台のＣＣＤカメラの各画像に基づいて三次元座標を算出する方法については、各種文献に記載されており公知である。例えば、和歌山大学システム工学部光メカトロニクス学科光波画像計測研究グループによる研究成果報告書「高精度高速形状変形計測法の研究」（２００１年４月発行）に詳細に記載されている。表面歪み算出部４２は、この解析用格子面Ｓの基準状態の三次元座標と測定条件を付加した状態の三次元座標とを組み合わせることでタイヤ１０の表面歪みを算出する。試験結果生成部４３は、タイヤ試験機２から取得した試験条件に関するデータと、タイヤ１０の表面歪みに関するデータとを関連付けて、試験結果データを生成する。この試験結果のデータは、タイヤ１０に所定条件を入力したときのタイヤ表面歪みの過渡的な変化に関するデータである。表示部４４は、例えば、ＰＣのモニタであり、試験条件や試験結果などの必要な情報を表示する。

［タイヤ表面歪みの変化の測定］
このタイヤ解析システム１では、タイヤ応答性評価試験として、タイヤ１０に所定条件を入力したときのタイヤ表面歪みの過渡的な変化が測定される。例えば、この実施の形態では、タイヤ１０を回転させた状態でスリップ角を与え、このときのサイドウォール部の変形や表面歪みの過渡的な変化が測定されている。以下、その測定方法について説明する（図３参照）。

まず、基準状態でのタイヤ１０の解析用格子面Ｓが撮像される（ＳＴ１）。この基準状態では、タイヤ１０がタイヤ試験機２の支持装置２１（リム２１１）に装着され、このタイヤ１０に規定内圧が付与される。また、このタイヤ１０が支持装置２１により駆動装置２２のベルト２２３に押圧されて、タイヤ１０に規定荷重が付与される。また、タイヤ１０が停止状態にある。

次に、タイヤ１０に駆動力が付与されてタイヤ１０の回転が開始される（ＳＴ２）。具体的には、駆動装置２２がベルト２２３を一定速度（例えば、１００［ｋｍ／ｈ］）で駆動することにより、タイヤ１０が一定速度で回転する。このとき、タイヤ１０のスリップ角がゼロに設定される。これにより、タイヤ１０が直線路を一定速度で走行している状態が再現される（直線走行状態）。

次に、所定の撮像位置にて、測定条件下でのタイヤ１０の解析用格子面Ｓの撮像が開始される（撮像ステップＳＴ３）。このステップＳＴ３では、解析用格子面Ｓがサイドウォール部の表面に形成されており、タイヤ１０が回転して解析用格子面Ｓがタイヤ接地位置に来たときに、一対のカメラ３１、３１が解析用格子面Ｓを相互に異なる方向から同時に撮像する。また、このタイヤ表面の撮像は、所定の時間間隔にて連続的に行われる。具体的には、３つの解析用格子面Ｓがサイドウォール部に沿ってタイヤ周方向に所定間隔を隔てて配置されており、タイヤが回転すると、これらの解析用格子面Ｓがタイヤ１０の順にタイヤ接地位置を通過する。そして、これらの解析用格子面Ｓがタイヤ接地位置に来たときに、一対のカメラ３１、３１が解析用格子面Ｓを順次撮像する。これにより、接地位置におけるタイヤ表面の画像データ（二次元画像）が連続的に取得される。また、これらの画像データが、各カメラ３１、３１から処理装置４に順次送られる。

次に、タイヤの転動状態にて、タイヤ１０にスリップ角が入力される（ＳＴ４）。このステップＳＴ４では、タイヤ試験機２の支持装置２１がタイヤ１０の進行方向を変化させることにより、タイヤ１０にスリップ角θが入力される（図２参照）。これにより、タイヤ１０が直線走行状態（ＳＴ２）からコーナリング状態（ＳＴ４）に入ったときのタイヤ１０の転動状態が再現される。

タイヤ１０にスリップ角が入力されると、タイヤ１０の接地面にコーナリングフォースが作用して、サイドウォール部の表面歪みが変化する。例えば、この実施の形態では、コーナリングフォースが正弦波状に変化するように、タイヤ１０にスリップ角が入力されている。また、このスリップ角の入力により、サイドウォール部の表面歪みが時間の経過に伴って過渡的に変化している。そして、この表面歪みの過渡的な変化が一対のカメラ３１、３１により順次撮像され、その画像データが各カメラ３１、３１から処理装置４に順次送られている（ＳＴ３）（図５参照）。

次に、スリップ角の入力から所定時間の経過後に、解析用格子面Ｓの撮像が終了される（ＳＴ５）。

次に、各カメラ３１、３１から取得された解析用格子面Ｓの二次元画像に基づいて、解析用格子面Ｓの三次元座標が算出される（三次元座標算出ステップＳＴ６）。具体的には、処理装置４の三次元座標算出部４１が、一対のカメラ３１、３１から取得した基準状態での２枚の解析用格子面Ｓの二次元画像（ＳＴ１）を組み合わせて、基準状態での解析用格子面Ｓの各測定格子の三次元座標を算出する。また、三次元座標算出部４１が、一対のカメラ３１、３１から取得した測定条件下での２枚の解析用格子面Ｓの二次元画像（ＳＴ３）を組み合わせて、測定条件下での解析用格子面Ｓの各測定格子の三次元座標を算出する。

次に、基準状態での各測定格子の三次元座標と測定条件下での各測定格子の三次元座標とを対比することにより、タイヤ１０の表面歪みが算出される（測定ステップＳＴ７）。具体的には、処理装置４の表面歪み算出部４２が、基準状態（直線走行時）における解析用格子面Ｓの三次元座標と測定条件であるスリップ角の入力後における解析用格子面Ｓの三次元座標とを比較して、タイヤ１０の表面歪みの変化を算出する。なお、この実施の形態では、タイヤ１０の表面歪みが、タイヤ周方向にかかるサイドウォール部の表面歪みとして算出されている。また、表面歪みの算出には、既存の歪み算出用ソフトウェアが用いられている。

その後に、試験条件とタイヤ表面歪みの変化との関連付けが行われて、試験結果データが生成される。具体的には、処理装置４の試験結果生成部４３が、タイヤ試験機２から取得した試験条件（入力であるスリップ角変化や出力であるコーナリングフォース）に関するデータと、測定ステップＳＴ７にて算出したサイドウォール部の表面歪みに関するデータとを関連付けて、試験結果に関するデータを生成する。そして、この試験結果が処理装置４の表示部４４に表示される。例えば、この実施の形態では、スリップ角の入力によるコーナリングフォースの時間変化と各カメラ３１、３１による撮像ナンバーとの関係を示すグラフが生成されて表示され（図５参照）、また、各撮像ナンバーにおけるサイドウォール部の表面歪みの画像が生成されて表示されている（図６参照）。

その後に、この試験結果のデータが用いられて、タイヤ１０にスリップ角を入力したときのサイドウォール部の表面歪みの過渡的な変化が観察される。これにより、タイヤの挙動解析が行われる。

なお、このタイヤ解析システム１では、タイヤ１０にスリップ角を入力したときのサイドウォール部の表面歪みの過渡的な変化が測定されている（図５および図６参照）。しかし、これに限らず、このタイヤ解析システム１は、例えば、タイヤに制動力を付与したときのサイドウォール部の表面歪みの過渡的な変化の測定、タイヤに加える荷重を変動させたときのサイドウォール部の表面歪みの過渡的な変化の測定、その他のタイヤ応答性評価試験に適用されても良い。

また、この実施の形態では、測定対象がタイヤ回転時（スリップ角の入力時）におけるタイヤ形状の変化やタイヤ表面歪みの変化であるため、「タイヤ停止時」を基準状態とし、「タイヤ回転時」を測定条件下での走行状態として、タイヤの変形や表面歪みが測定されている（ＳＴ１およびＳＴ３）。しかし、これに限らず、測定対象がタイヤのインフレート時からタイヤ走行時に至るタイヤ形状の変化やタイヤ表面歪みの変化である場合には、「タイヤインフレート時」を基準状態とし、「タイヤ回転時」を測定条件下での走行状態として、タイヤの変形や表面歪みが測定されても良い。

［効果］
以上説明したように、このタイヤ解析システム１（タイヤ解析方法）では、複数のカメラ３１、３１がタイヤ表面にタイヤ周方向に沿って配列された複数の解析用格子面Ｓを相互に異なる方向から同時に撮像する（撮像ステップＳＴ３）（図１〜図３参照）。そして、処理装置４が、この画像データに基づいて解析用格子面Ｓの三次元座標を算出し（三次元座標算出ステップＳＴ６）、この三次元座標に基づいてタイヤ表面歪みの変化を測定（算出）する（測定ステップＳＴ７）。

かかる構成では、カメラ３１を用いてタイヤ表面の画像を撮像するので、例えば、高速度ビデオカメラを用いてタイヤ表面の映像を撮影する構成と比較して、安価なカメラ（例えば、ＣＣＤカメラ）３１を採用できる。これにより、タイヤ解析システム１を安価に構成できる利点がある。また、静止画像データに基づいてタイヤ形状の変化やタイヤ表面歪みの変化を測定するので、動画データに基づいてタイヤ表面歪みの変化を測定する構成と比較して、長時間の測定試験が可能となる利点もある。

なお、ビデオカメラを用いて測定する構成では、タイヤ形状の変化やタイヤ表面歪みの変化を連続的に測定できる。一方、カメラ３１としてＣＣＤカメラを用いる構成では、一度に１画像しか取得できないので、タイヤ１周あたりに１回しか測定できない。そこで、上記のように、タイヤ周上に多数の格子を貼り付けることにより、短い時間間隔での測定が可能となる。これにより、ＣＣＤカメラの欠点を補うことができる。

また、かかる構成では、タイヤが回転して、これらの解析用格子面Ｓが撮像位置に来たときに、カメラ３１がこれらの解析用格子面Ｓを順次撮像する（撮像ステップＳＴ３）（図１参照）。したがって、タイヤ周上に単一の解析用格子面のみが配置される構成と比較して、短い時間間隔にて画像データを取得できる。これにより、タイヤ表面歪みの過渡的な変化を短い時間間隔で測定できる利点がある。なお、上記の構成では、タイヤが周方向一様な断面形状を有する回転体であること、複数の解析用格子面Ｓがタイヤ回転時にてカメラ３１の撮像位置を通過することが必要となる。すなわち、タイヤは回転方向に対して同じ構造（周方向に対する均一性）を有するので、タイヤの任意の部分で測定しても、測定条件が同一であれば同一の表面歪みが得られる。このタイヤの周方向に対する均一性を利用して、タイヤ周上の複数箇所で測定を行う。これにより、タイヤ周上の１箇所にて測定を行う構成と比較して、より短い時間間隔でタイヤの挙動変化（表面歪みの変化）を測定できる。

また、上記の構成では、複数の解析用格子面Ｓが、タイヤ周方向に対して等間隔に配置されることが好ましい（図１参照）。かかる構成では、タイヤ回転時にて、解析用格子面Ｓが所定時間毎に撮像位置を通過するので、各解析用格子面Ｓの撮像時刻の間隔が一定となる。これにより、各画像データの比較がさらに容易となる。例えば、この実施の形態では、３つの解析用格子面Ｓがサイドウォール部に沿ってタイヤ周方向に等間隔（１２０°間隔）で配置されている（図１参照）。

また、上記の構成では、４つ以上の解析用格子面Ｓが形成されることが好ましい（図示省略）。例えば、１２０［ｋｍ／ｈ］での走行時には、タイヤ１０が約０．０８［ｓ］毎に一回転する。このとき、タイヤ周上に単一の解析用格子面のみが配置される構成では、解析用格子面Ｓの撮像時刻の間隔が約０．０８［ｓ］となる。これに対して、４つ以上の解析用格子面Ｓがタイヤ周方向に等間隔で配置される構成では、解析用格子面Ｓの撮像時刻の間隔が約０．０２［ｓ］となる。例えば、タイヤ１０にスリップ角を入力したときのサイドウォール部の表面歪みの過渡的な変化の測定では、かかる約０．０２［ｓ］という間隔にて解析用格子面Ｓの撮像が行われることにより、適正なタイヤの挙動解析が可能となる。

なお、上記に限らず、このタイヤ解析システム１では、解析用格子面Ｓがタイヤ周方向の全周に渡って配置されても良い（図示省略）。例えば、単一かつ環状構造を有する解析用格子面Ｓあるいは円弧状かつ長尺な解析用格子面Ｓが、タイヤ回転軸を中心としてサイドウォール部の全周に渡って配置されても良い。かかる構成では、タイヤ回転時にて解析用格子面Ｓが撮像位置を略エンドレスに通過する。したがって、この解析用格子面Ｓを一対のカメラ３１、３１が連続的に撮像することより、タイヤ接地位置の画像データを連続的に取得できる利点がある。

なお、分割された複数の解析用格子面Ｓがタイヤ周方向に配置され、また、各解析用格子面Ｓが同一形状かつカメラ３１の撮像範囲内に収まる大きさを有する構成（図１参照）は、解析用格子面がタイヤ全周に渡って延在する構成（図示省略）と比較して、解析用格子面Ｓの画像処理が容易な点で好ましい。すなわち、解析用格子面Ｓの画像処理にあたり、解析用格子面Ｓの全体を画像処理すべき範囲として指定できる。したがって、解析用格子面Ｓの格子数をカウントすることなく、画像処理を行い得る点で好ましい。

また、このタイヤ解析システム１では、解析用格子面Ｓが撮像位置に来たことを検出するトリガー３２を備え、このトリガー３２の出力信号に基づいて各カメラ３１、３１が駆動される（図１参照）。かかる構成では、トリガー３２が設けられることにより、タイヤ１０の回転とともに変位する解析用格子面Ｓを、各カメラ３１、３１が所定の撮像位置にて適正に撮像できる。これにより、タイヤ形状の変化の測定精度が向上する利点がある。特に、このタイヤ解析システム１は、回転体であるタイヤ１０を解析対象とする。したがって、高速で回転変位する解析用格子面Ｓを所定の位置で適正に撮像するためにも、かかるトリガー３２の設置は重要である。

また、この実施の形態では、撮像位置がタイヤ１０の接地位置に設定されており、タイヤ１０にスリップ角を入力したときの解析用格子面Ｓの画像データに基づいて、処理装置４がサイドウォール部の接地位置での形状の変化や表面歪みの変化を算出している（図３および図４参照）。かかる構成では、撮像位置がタイヤ１０の接地位置に設定されることにより、路面（ベルト２２３）からタイヤ１０に入力された外的条件の変化によるサイドウォール部の変形を適正に撮像できる。これにより、スリップ角を入力したときのサイドウォール部の表面歪みの変化を適正に測定できる利点がある。

以上のように、この発明にかかるタイヤ解析システムおよびタイヤ解析方法は、安価な撮像装置を用いてタイヤ形状の変化やタイヤ表面歪みの変化を測定できる点で有用である。

１ タイヤ解析システム
２ タイヤ試験機
２１ 支持装置
２１１ リム
２２ 駆動装置
３ 撮像装置
３１ カメラ
３２ トリガー
３３ 照明用ランプ
４ 処理装置
４１ 三次元座標算出部
４２ 表面歪み算出部
４３ 試験結果生成部
４４ 表示部
１０ タイヤ
２２１ 駆動ローラ
２２２ 従動ローラ
２２３ ベルト
Ｍ トリガー用マーク
Ｓ 解析用格子面

Claims (5)

1. 所定の試験条件を入力したときのタイヤ形状の変化やタイヤ表面歪みの変化を測定することによりタイヤの挙動解析を行うタイヤ解析システムであって、
   タイヤ表面の一部にタイヤ周方向に沿って配列された４つ以上の解析用格子面を相互に異なる方向から同時に撮像する複数のカメラと、
   前記カメラから取得した画像データに基づき前記解析用格子面の三次元座標を算出すると共に前記三次元座標に基づきタイヤ表面歪みの変化を算出する処理装置とを備え、且つ、
   前記試験条件の入力を時間的に変化させつつ、タイヤが回転して前記解析用格子面が所定の撮像位置に来たときに前記カメラが前記４つ以上の解析用格子面を連続的に撮像することにより、タイヤ形状の過渡的な変化あるいはタイヤ表面歪みの過渡的な変化を測定することを特徴とするタイヤ解析システム。
2. 前記解析用格子面がタイヤ周方向の全周に渡って配置される請求項１に記載のタイヤ解析システム。
3. 前記解析用格子面が前記撮像位置に来たことを検出するトリガーを備え、前記トリガーの出力信号に基づいて前記カメラが駆動される請求項１または２に記載のタイヤ解析システム。
4. 前記撮像位置がタイヤの接地位置に設定されると共に、タイヤに所定条件を入力したときの前記解析用格子面の画像データに基づいて、前記処理装置がサイドウォール部の形状の変化や表面歪みの変化を算出する請求項１〜３のいずれか一つに記載のタイヤ解析システム。
5. 所定の試験条件を入力したときのタイヤ形状の変化やタイヤ表面歪みの変化を測定することによりタイヤの挙動解析を行うタイヤ解析方法であって、
   タイヤ表面の一部にタイヤ周方向に沿って配列された４つ以上の解析用格子面を相互に異なる方向から同時に撮像する撮像ステップと、
   前記撮像ステップにて取得した画像データに基づいて前記解析用格子面の三次元座標を算出する三次元座標算出ステップと、
   前記三次元座標に基づいてタイヤ表面歪みの変化を測定する測定ステップとを備え、且つ、
   前記撮像ステップにて、前記試験条件の入力を時間的に変化させつつ、タイヤが回転して前記解析用格子面が所定の撮像位置に来たときに前記カメラが前記４つ以上の解析用格子面を連続的に撮像することにより、タイヤ形状の過渡的な変化あるいはタイヤ表面歪みの過渡的な変化を測定することを特徴とする特徴とするタイヤ解析方法。

Images