KR101759511B1 - 타이어 트레드 파라미터를 분석하는 시스템 및 방법 - Google Patents

타이어 트레드 파라미터를 분석하는 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101759511B1
KR101759511B1 KR1020157036715A KR20157036715A KR101759511B1 KR 101759511 B1 KR101759511 B1 KR 101759511B1 KR 1020157036715 A KR1020157036715 A KR 1020157036715A KR 20157036715 A KR20157036715 A KR 20157036715A KR 101759511 B1 KR101759511 B1 KR 101759511B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tread
tread surface
surface map
tire
map
Prior art date
Application number
KR1020157036715A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160013187A (ko
Inventor
자비에 노
Original Assignee
미쉐린 러쉐르슈 에 떼크니크 에스.에이.
꽁빠니 제네날 드 에따블리세망 미쉘린
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쉐린 러쉐르슈 에 떼크니크 에스.에이., 꽁빠니 제네날 드 에따블리세망 미쉘린 filed Critical 미쉐린 러쉐르슈 에 떼크니크 에스.에이.
Publication of KR20160013187A publication Critical patent/KR20160013187A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101759511B1 publication Critical patent/KR101759511B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B60C99/006—Computer aided tyre design or simulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/22—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring depth
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
    • G01B17/06—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
    • G01B17/08—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/02—Tyres
    • G01M17/027—Tyres using light, e.g. infrared, ultraviolet or holographic techniques
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/20—Finite element generation, e.g. wire-frame surface description, tesselation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/24—Wear-indicating arrangements
    • B60C11/246—Tread wear monitoring systems
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2219/00—Indexing scheme for manipulating 3D models or images for computer graphics
    • G06T2219/021—Flattening

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

트레드 표면 데이터를 분석하여 타이어 트레드 파라미터, 예를 들어, 타이어 트레드의 불규칙적 마모 특성을 평가하는 시스템 및 방법이 제공된다. 예를 들어, 트레드 표면 데이터, 예를 들어, 트레드 표면 맵을 처리하여 상기 타이어에 대한 볼록 껍질을 생성할 수 있다. 상기 볼록 껍질은 상기 타이어의 볼록한 외부 표면과 근사할 수 있다. 상기 볼록 껍질은 상기 트레드 표면 데이터를 분석하는 레퍼런스로 사용될 수 있다. 특히, 상기 타이어 트레드에서 불규칙적 마모 존은 상기 볼록 껍질에 비해 수학적으로 오목할 수 있다. 상기 트레드 표면 데이터를 상기 볼록 껍질과 비교하면 상기 타이어의 불규칙적 마모 특성을 나타내는 정보를 드러낼 수 있다. 예를 들어, 상기 볼록 껍질에 대해 상기 측정된 트레드 표면 데이터의 국부 깊이는 상기 타이어의 불규칙적 마모 특성의 정량적인 측정값을 제공할 수 있다.

Description

타이어 트레드 파라미터를 분석하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ANALYZING TIRE TREAD PARAMETERS}
본 발명은 일반적으로 타이어 트레드(tire tread) 파라미터를 분석하는 것에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 트레드 표면 데이터를 분석하여 타이어 트레드 파라미터, 예를 들어, 타이어 트레드의 불규칙적 마모 특성 또는 그루브(groove) 깊이를 평가하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
타이어의 트레드 표면의 맵(map)을 제공하는 타이어 트레드 표면 데이터를 획득하는 시스템이 알려져 있다. 예를 들어, 레이저 맵핑 시스템을 사용하여 타이어 트레드의 표면의 점마다 데이터 측정값을 획득하였다. 이러한 레이저 맵핑 시스템은 일반적으로 타이어의 표면을 따른 각 점에 대해 프로브(probe)로부터 타이어 트레드 표면까지의 거리를 측정하는데 사용되는 레이저 프로브를 포함한다. 이 레이저 맵핑 시스템의 출력은 타이어에 대한 트레드 표면 맵을 제공할 수 있다. 트레드 표면 맵은 타이어의 표면 주위 복수의 점에 대한 트레드 높이의 측정값을 제공하는 데이터 점의 세트를 포함한다. 트레드 표면 맵을 분석하여 타이어 트레드 표면의 파라미터를 평가할 수 있다. 예를 들어, 트레드 표면 맵을 분석하여 타이어 트레드의 불규칙적 마모 특성과 같은 타이어 트레드 표면의 마모 특성을 평가할 수 있다.
트레드 표면 맵을 분석하는 알려진 기술은 다항 함수와 같은 수학적 곡선을 사용하여 트레드 표면을 모델링하는 것을 포함한다. 예를 들어, 미국 특허 번호 5,249,460은 불규칙적 트레드 마모를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이 예에서, 레이저 스캐너로부터 획득된 데이터를 분석하고 이를 곡선-맞춤 공정(curve-fitting process)에 의해 레퍼런스 곡선(reference curve)과 비교한다. 실제 데이터와 레퍼런스 곡선 사이의 편차를 사용하여 타이어의 불규칙적 마모의 정도를 수립할 수 있다.
타이어 트레드 표면 데이터를 분석할 때 다항식 곡선 맞춤 기술과 같은 곡선 맞춤 기술을 사용하는 것은 여러 단점이 있다. 예를 들어, 다항식 또는 수학적 함수의 차수를 트럭 타이어 대(versus) 차량 타이어와 같은 특정 타이어 유형에 적응시켜야 한다. 많은 경우에, 타이어 트레드 표면을 모델링하는데 사용되는 수학적 함수는 트레드 표면 데이터에 맞추는 것이 곤란하여, 부정확성성을 야기한다. 수학적 모델의 정확도는, 예를 들어, 다항 함수의 자유도를 증가시키는 것에 의해 증가될 수 있다. 그러나, 이것은, 복잡성을 증가시켜 수학적 함수를 맞추는데 불안정성 위험을 야기할 수 있다. 나아가, 수학적 함수를 사용하여 트레드 표면 데이터를 모델링하는 것은 종종 데이터의 불연속성 또는 타이어의 좌측과 우측 사이의 비대칭을 고려하지 않는다.
따라서, 타이어 트레드 표면 데이터를 분석하여 타이어의 트레드의 파라미터, 타이어의 트레드의 불규칙적 마모 특성을 평가하는 개선된 시스템 및 방법이 요구된다.
본 발명의 측면 및 장점은 이하의 상세한 설명에서 부분적으로 제시되거나, 또는 상세한 설명으로부터 명백하거나, 또는 본 발명을 실시하여 학습될 수 있을 것이다.
본 발명의 하나의 예시적인 측면은 트레드 표면 데이터를 분석하여 타이어의 트레드의 하나 이상의 파라미터를 평가하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 상기 타이어의 트레드에 대한 트레드 표면 맵을 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 트레드 표면 맵은 복수의 데이터 점을 포함한다. 각 데이터 점은 상기 타이어의 트레드에 대한 트레드 높이를 제공한다. 상기 방법은, 컴퓨팅 디바이스에서, 상기 트레드 표면 맵을 처리하여 볼록 껍질(convex hull)을 생성하는 단계를 더 포함한다. 상기 볼록 껍질은 상기 트레드 표면 맵을 래핑하는(wrap) 3차원 쉘(shell)을 포함한다. 상기 볼록 껍질은 상기 볼록 껍질 주위 모든 점에서 볼록하다. 상기 방법은, 상기 컴퓨팅 디바이스에서, 상기 트레드 표면 맵과 상기 볼록 껍질에 적어도 부분적으로 기초하여 상대적인 트레드 깊이 맵을 결정하는 단계, 및 상기 상대적인 트레드 깊이 맵을 분석하여 상기 타이어의 트레드의 하나 이상의 파라미터를 평가하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 측면은 트레드 표면 데이터를 분석하여 타이어의 트레드의 하나 이상의 파라미터를 평가하는 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 상기 타이어의 트레드의 트레드 표면 맵을 측정하도록 적응된 레이저 프로브를 포함한다. 상기 트레드 표면 맵은 복수의 데이터 점을 포함한다. 각 데이터 점은 상기 타이어의 트레드에 대한 트레드 높이를 제공한다. 상기 시스템은 하나 이상의 프로세서와 하나 이상의 컴퓨터-판독가능한 매체를 구비하는 컴퓨팅 시스템을 더 포함한다. 상기 하나 이상의 프로세서는 상기 하나 이상의 컴퓨터-판독가능한 매체에 저장된 컴퓨터-판독가능한 명령들을 실행하여 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금 동작들을 수행하도록 구성된다. 상기 동작들은 상기 트레드 표면 맵을 처리하여 볼록 껍질을 생성하는 동작을 포함한다. 상기 볼록 껍질은 상기 트레드 표면 맵을 래핑하는 3차원 쉘을 포함한다. 상기 볼록 껍질은 상기 볼록 껍질 주위 모든 점에서 볼록하다. 상기 동작들은 상기 트레드 표면 맵과 상기 볼록 껍질에 적어도 부분적으로 기초하여 상대적인 트레드 깊이 맵을 결정하는 단계, 및 상기 상대적인 트레드 깊이 맵을 분석하여 상기 타이어의 트레드의 하나 이상의 파라미터를 평가하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 이들 및 다른 특징, 측면 및 장점은 이하의 상세한 설명 및 첨부된 청구범위를 참조하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면은, 본 발명의 실시예를 도시하고, 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 충분히 실시가능한 최상의 형태를 포함하는 본 발명의 설명은 첨부 도면을 참조하여 본 명세서에 제시된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 볼록 껍질에 대해 트레드 표면 데이터의 간략화된 표현을 도시하는 도면;
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 트레드 표면 데이터를 분석하는 예시적인 시스템을 도시하는 도면;
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 처리될 트레드 표면 맵을 도시하는 도면;
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 트레드 표면 데이터를 분석하는 예시적인 방법의 흐름도;
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 외주방향으로 예시적인 트레드 표면 맵을 연장하는 것을 도시하는 도면;
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 트레드 표면 맵으로부터 획득된 예시적인 볼록 껍질을 도시하는 도면;
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 획득된 예시적인 상대적인 트레드 깊이 맵의 3차원 표현을 도시하는 도면;
도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 불규칙적 마모 특성을 나타내는 예시적인 상대적인 트레드 깊이 맵을 도시하는 도면;
도 9는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 타이어 트레드의 숄더(shoulder)를 수용하도록 트레드 표면 맵의 예시적인 변경을 도시하는 도면;
도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 트레드 표면 맵을 변경하는 동안 예시적인 국부 최대 필터를 적용하는 것을 도시하는 도면;
도 11은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 벤딩 공정을 사용하여 트레드 표면 맵을 변경하는 것을 도시하는 도면;
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 획득된 볼록 껍질에 대해 트레드 높이를 평가할 때 예시적인 부정확도를 도시하는 도면;
도 13은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 예시적인 컴팩트화된(compacted) 트레드 표면 맵을 도시하는 도면; 및
도 14는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 컴팩트화된 트레드 표면 맵에 대해 획득된 예시적인 볼록 껍질을 도시하는 도면.
이제 하나 이상의 실시예가 도면에 도시된 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 각 예시는 본 발명을 제한하는 것이 아니라 본 발명을 설명하는 것으로 제공된다. 사실, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 본 발명의 범위나 사상을 벗어남이 없이 본 발명에 여러 변형과 변경이 이루어질 수 있다는 것은 명백하다. 예를 들어, 하나의 실시예의 일부로 도시되거나 설명된 특징은 다른 실시예에 사용되어 추가적인 실시예를 형성할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위와 그 균등 범위 내에 있는 변형과 변경을 포함하는 것으로 의도된다.
개요
일반적으로, 본 발명은 트레드 표면 데이터를 분석하여 타이어 트레드 파라미터, 예를 들어, 타이어 트레드의 불규칙적 마모 특성을 평가하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 트레드 표면 맵과 같은 트레드 표면 데이터를 처리하여, 타이어에 대한 볼록 껍질을 생성할 수 있다. 볼록 껍질은 타이어의 볼록한 외부 표면에 근사할 수 있다. 볼록 껍질은 타이어의 예상된 마모 특성을 나타낼 수 있다. 볼록 껍질은 트레드 표면 데이터를 분석하는 레퍼런스로 사용될 수 있다. 특히, 타이어 트레드에서 불규칙적 마모 존(wear zone)은 볼록 껍질에 비해 수학적으로 오목할 수 있다. 따라서, 트레드 표면 데이터를 볼록 껍질과 비교하면 타이어의 불규칙적 마모 특성을 나타내는 정보를 드러낼 수 있다. 예를 들어, 볼록 껍질에 대해 측정된 트레드 표면 데이터의 국부 깊이는 타이어의 불규칙적 마모 특성의 정량적 측정값을 제공할 수 있다.
보다 구체적으로, 타이어의 트레드에 대해 트레드 표면 맵이 획득될 수 있다. 트레드 표면 맵은 임의의 적절한 데이터 캡처 디바이스를 사용하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 트레드 표면 맵은 레이저 프로브 또는 다른 프로브(예를 들어 음파 프로브, 광 프로브, 비디오 프로브, 또는 다른 적절한 프로브)를 사용하여 타이어의 트레드 표면을 맵핑하는 맵핑 디바이스로부터 획득될 수 있다. 트레드 표면 맵은 예를 들어 프로브에 의해 한정된 측정 방향으로 타이어의 방사방향 축과 평행한 측정 방향으로 한정된 트레드 높이를 제공하는 복수의 데이터 점을 구비할 수 있다.
트레드 표면 데이터를 선택적으로 필터링한 후, 트레드 표면 맵을 처리하여 타이어 트레드의 볼록한 윤곽을 제공하는 볼록 껍질을 생성할 수 있다. 볼록 껍질은 볼록 껍질 주위 모든 점에서 볼록할 수 있다. 특정 구현에서, 볼록 껍질은 들로네 삼각 측량 공정(Delaunay triangulation process)을 사용하여 트레드 표면 맵으로부터 생성될 수 있다. 들로네 삼각 측량 공정은 볼록 껍질을 복수의 들로네 삼각형으로 모델링한다. 보다 구체적으로, 들로네 삼각 측량 공정은 트레드 표면 맵에 있는 데이터 점으로부터 들로네 삼각형의 세트를 연산하여, 데이터 점이 들로네 삼각형의 세트에 있는 임의의 들로네 삼각형의 정점(vertex)을 통과하는 반원 내에 위치하지 않게 한다.
볼록 껍질이 생성되면, 상대적인 트레드 깊이 맵이 트레드 표면 맵과 볼록 껍질에 기초하여 결정될 수 있다. 상대적인 트레드 깊이 맵은 볼록 껍질에 의해 한정된 트레드 높이에 대해 트레드 표면 맵의 트레드 높이를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상대적인 트레드 깊이 맵은 볼록 껍질과 트레드 표면 맵 사이의 차이로서 결정될 수 있다. 상대적인 트레드 깊이 맵의 레퍼런스(즉, 0 값)는 볼록 껍질의 위치에 대응한다. 볼록 껍질 아래의 점들은 불규칙적 마모의 영역뿐만 아니라 타이어 트레드에서 그루브를 나타낼 수 있다. 불규칙적 마모의 영역은, 예를 들어, 레퍼런스 아래 임계값 깊이(예를 들어, 2㎜) 미만의 깊이에 대응하는 상대적인 트레드 깊이 맵 내 점을 식별하는 것에 의해 그루브와 구별될 수 있다.
예를 들어, 도 1은 타이어(60)의 측정된 트레드 표면 데이터(62)에 대해 볼록 껍질(60)의 간략화된 표현을 도시한다. 도시된 바와 같이, 볼록 껍질(70)은 타이어 외주 주위 모든 점에서 볼록하다. 그러나, 트레드 표면 데이터(62)는, 볼록 껍질(70)에 비해 오목한 구역을 포함한다. 예를 들어, 트레드 표면 데이터(62)는 오목한 구역(80)을 포함할 수 있다. 트레드 표면 데이터(62)의 오목한 구역은 불규칙적 마모를 나타낼 수 있다. 따라서, 불규칙적 마모 영역은 볼록 껍질(70)에 대한 트레드 표면 데이터(62)의 관계를 나타내는 상대적인 트레드 깊이 맵에 의해 용이하게 식별될 수 있다.
본 발명의 특정 측면에 따라, 볼록 껍질을 생성하기 전에 트레드 표면 맵을 변경하여 트레드 표면 맵의 분석을 개선할 수 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 트레드 표면 맵이 외주방향으로 연장되면 볼록 껍질의 생성 시 에지 효과를 회피할 수 있다. 다른 구현에서, 트레드 표면 맵의 외부 숄더(outside shoulder)와 연관된 에지는 볼록 껍질에 대해 숄더에서 불규칙적 마모의 검출을 개선하도록 변경될 수 있다. 다른 구현에서, 트레드 표면 맵은 벤딩 공정을 받아 정상 마모 프로파일에 의한 타이어 트레드의 중심에 위치된 임의의 오목함을 수용할 수 있다. 또 다른 구현에서, 트레드 표면 맵은 볼록 껍질에 대해 트레드 표면 맵을 보다 정확히 분석하기 위해 트레드의 외주의 일부에 컴팩트하게 될 수 있다.
트레드 표면 데이터를 분석하는 예시적인 시스템
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 타이어(50)의 특성을 분석하는 예시적인 시스템(100)을 도시한다. 시스템(100)은 타이어(50)의 트레드(52)와 연관된 데이터(예를 들어, 트레드 높이)를 측정하는 레이저 프로브(130)를 포함한다. 레이저 프로브(130)는 울트앤벡(Wolf & Beck)사에서 제조하는 TMM-570 타이어 측정 기계에서 사용되는 레이저 프로브와 같은 레이저를 사용하여 트레드 높이 데이터를 취득할 수 있는 임의의 적절한 디바이스일 수 있다. 레이저 프로브(130)에 의해 취득된 데이터는 컴퓨팅 디바이스(110)에 제공될 수 있고, 이 컴퓨팅 디바이스는 데이터를 처리하여 불규칙적 마모 특성과 같은 트레드(52)의 하나 이상의 파라미터를 평가할 수 있다. 본 발명은 레이저 프로브(130)를 사용하여 트레드(52)에 대한 트레드 데이터를 취득하는 레이저 맵핑 시스템을 참조하여 설명되지만, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 본 명세서에 제공된 개시 내용을 사용하여, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 기술을 임의의 적절한 소스 또는 맵핑 시스템, 예를 들어, 음파 프로브, 광 프로브, 비디오 프로브(스테레오 상관 이미징 기술을 사용하는), 또는 다른 프로브 또는 디바이스로부터 획득된 트레드 데이터에e 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
레이저 프로브(130)는 타이어(50)가 회전자 디바이스(140), 예를 들어, 스테퍼 모터를 사용하여 회전될 때 레이저 빔을 트레드(52)의 표면에 조사하는 것에 의해 레이저 맵핑 공정을 사용하여 트레드 높이(예를 들어, 레이저 프로브로부터 트레드 표면까지의 거리)와 연관된 데이터를 수집할 수 있다. 레이저 프로브(130)는 제1 측방향 위치에서 트레드(52)의 외주 주위 트레드 높이 데이터를 취득하기 위해 타이어(50)가 회전될 때 트레드(52)의 폭에 대해 제1 측방향 위치에 위치될 수 있다. 타이어(50)가 1 회전을 완료한 후, 레이저 프로브(130)가 트레드(52)의 폭에 대해 제2 측방향 위치로 이동되면 제2 측방향 위치에서 트레드(52)의 외주 주위 복수의 데이터 점에 대해 트레드 높이를 취득할 수 있다. 이 공정은 레이저 프로브(130)가 타이어(50)의 전체 트레드(52)를 나타내는 트레드 높이를 맵핑할 만큼 충분한 데이터를 취득할 때까지 반복될 수 있다. 예를 들어, 일 예에서, 레이저 프로브(130)는 약 1㎜ x 1㎜의 해상도에서 데이터를 취득할 수 있다. 레이저 프로브에 의해 취득된 데이터는 트레드 높이의 약 0.1㎜ 내로 정확할 수 있다.
레이저 맵핑 공정 동안 레이저 프로브(130)에 의해 취득된 데이터는 트레드 표면 맵으로 표현될 수 있다. 도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 트레드에 대해 획득된 예시적인 원시(raw) 트레드 표면 맵(200)의 3차원 그래픽 표현을 도시한다. 도 3은 횡좌표를 따라 트레드의 길이방향 외주방향을 가지고, 종좌표를 따라 트레드의 측방향 폭을 가지고, 이들 좌표에 수직하는 제3축을 따라 트레드 높이를 가지는 트레드 표면 맵(200)을 도시한다. 트레드 표면 맵(200)은 복수의 데이터 점(202)을 포함한다. 각 데이터 점(202)은 타이어의 트레드에서 이산 위치와 연관된다. 각 데이터 점(202)은 이산 위치에서의 트레드 높이를 제공한다.
도 2를 다시 참조하면, 컴퓨팅 디바이스(110)는 레이저 프로브(130)와 회전자 디바이스(140)를 제어하여 레이저 맵핑 공정을 구현할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(110)는 임의의 적절한 컴퓨팅 디바이스, 예를 들어, 데스크탑, 랩탑, 일반 목적 컴퓨팅 디바이스, 특수 목적 컴퓨팅 디바이스, 모바일 디바이스, 테블릿, 또는 자동 연산을 수행할 수 있는 다른 적절한 기계일 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(110)는 하나 이상의 프로세서(들)(112)와 적어도 하나의 메모리(114)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(들)(112)는 임의의 적절한 처리 디바이스, 예를 들어, 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 또는 다른 적절한 처리 디바이스일 수 있다. 메모리(114)는, 휘발성 메모리(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM, 예를 들어, DRAM, SRAM 등)와 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래쉬, 하드 드라이브, 자기 테이프, CD-ROM, DVD-ROM 등)의 임의의 조합 또는 디스켓, 드라이브, 자기 기반 저장 매체, 광 저장 매체 및 다른 매체를 포함하는 임의의 다른 메모리 디바이스를 포함하지만 이들로 제한되지 않는 비-일시적인 컴퓨터-판독가능한 매체를 포함하는 임의의 적절한 컴퓨터-판독가능한 매체 또는 매체들일 수 있다.
메모리(114)는 프로세서(들)(112)에 의해 실행될 수 있는 명령을 포함하는 프로세서(들)(112)에 의해 액세스가능한 정보를 저장할 수 있다. 명령은 프로세서(들)(112)에 의해 실행될 때, 프로세서(들)(112)로 하여금 원하는 기능, 예를 들어, 도 4에 개시된 방법을 구현하는 기능을 제공하게 하는 임의의 명령 세트일 수 있다. 명령은 하드웨어, 응용 특정 회로, 펌웨어 및/또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 소프트웨어가 사용될 때, 임의의 적절한 프로그래밍, 스크립팅, 또는 다른 유형의 언어 또는 언어들의 조합이 본 명세서에 개시된 기능을 구현하는데 사용될 수 있다.
도 2의 컴퓨팅 디바이스(110)는 프로세서(들)(112)에서 명령을 실행하는 것에 의해 원하는 기능을 제공하는 특수 목적 기계로 기능하도록 적응될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(들)(112)는 메모리(114)에 저장되고 프로세서로 하여금 하나 이상의 통신 링크를 통해 레이저 프로브(130)에 의해 수집된 데이터를 획득하게 하는 명령을 실행할 수 있다. 프로세서(들)(112)는 본 명세서에 개시된 예시적인 방법에 따라 데이터를 처리하여 유용한 출력을 유저에 제공할 수 있다. 프로세서(들)(112)는 적절한 입력 디바이스(116), 예를 들어, 데이터 입력 키, 터치스크린, 터치패드, 마우스, 음성 인식용 마이크로폰, 또는 다른 적절한 입력 디바이스 중 하나 이상을 통해 유저로부터 데이터 입력을 수신할 수 있다. 프로세서(들)(112)는 적절한 출력 디바이스(118), 예를 들어, 디스플레이 또는 다른 적절한 디바이스를 통해 데이터를 유저에 제공할 수 있다. 본 명세서에 개시된 분석 기술은 또한 하나 이상의 서버(120)에 의해 또는 다수의 컴퓨팅 및 처리 디바이스에 걸쳐 구현될 수 있다.
트레드 표면 데이터를 분석하는 예시적인 방법
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 원시 트레드 표면 맵을 변환하는데 사용될 수 있는 예시적인 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 방법(300)은 임의의 적절한 컴퓨팅 디바이스, 예를 들어, 도 2의 컴퓨팅 디바이스(110)를 사용하여 구현될 수 있다. 나아가, 도 4가 예시와 설명을 위하여 특정 순서로 수행되는 단계를 도시하지만, 본 명세서에 설명된 방법은 임의의 특정 순서 또는 배열로 제한되지 않는다. 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 본 명세서에 제공된 개시 내용을 사용하여, 본 명세서에 개시된 방법의 여러 단계를 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 여러 방식으로 생략, 재배열, 결합 및/또는 적응할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
(302)에서, 방법은 타이어에 대한 트레드 표면 맵, 예를 들어, 도 3의 트레드 표면 맵(200)을 획득하는 단계를 포함한다. 트레드 표면 맵은 임의의 적절한 인터페이스를 통해 임의의 적절한 디바이스 또는 컴포넌트로부터 획득(예를 들어, 수신)될 수 있다. 일 예에서, 도 2의 컴퓨팅 디바이스(110)는 레이저 프로브(130)로부터 트레드 표면 맵을 획득한다. 트레드 표면 맵은 타이어의 방사방향 축과 평행한 측정 방향으로 한정된 타이어의 트레드에 대해 트레드 높이를 제공하는 복수의 데이터 점을 포함한다. 트레드 표면 맵은 임의의 적절한 공정, 예를 들어, 레이저 맵핑 공정, 음파 맵핑 공정, 광 맵핑 공정, 비디오 맵핑 공정(스테레오 상관 이미징 기술을 사용하는), 또는 다른 적절한 공정을 사용하여 측정될 수 있다.
(304)에서 도 4를 다시 참조하면, 트레드 표면 맵은 추가 처리를 위해 트레드 표면 맵을 조절하도록 필터링될 수 있다. 필터링 동작은, 예를 들어 도 2의 컴퓨팅 디바이스(110)에 의해 수행될 수 있다. 필터링 동작은 트레드 표면 맵에서 이상점(outlier)을 제거하고 잡음을 감소시킬 수 있다. 임의의 적절한 필터링 공정은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 트레드 표면 맵을 조절하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 중간 높이로부터 너무 멀리 있는 트레드 높이와 연관된 이상점 또는 데이터 점이 식별될 수 있다. 식별된 데이터 점과 연관된 피크 트레드 높이는 중간 트레드 높이로 대체될 수 있다. 나아가 및/또는 대안적으로, 비선형 확산 필터, 예를 들어, 페로나-말릭(Perona-Malik) 필터를 사용하여 에지를 평활화함이 없이 트레드 표면 맵의 평탄 영역(plateau area)의 잡음 레벨을 감소시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 방법은 (306)에서 트레드 표면 맵을 볼록 껍질을 생성하기에 적절하도록 트레드 표면 맵을 변경하는 단계를 포함한다. 보다 구체적으로, 트레드 표면 맵은 불규칙적 마모 특성을 더 잘 드러내도록 여러 방식으로 변경될 수 있다. 본 발명의 측면에 따라 트레드 표면 맵을 변경하는 여러 기술이 이용가능하다.
트레드 표면 맵을 변경하는 하나의 예시적인 기술은 외주방향으로 트레드 표면 맵을 연장하는 것을 포함한다. 외주방향으로 트레드 표면 맵을 연장하면 트레드 표면 맵으로부터 볼록 껍질을 결정할 때 일부 에지 효과를 감소시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 들로네 삼각 측량은 트레드 표면 맵의 외주방향 에지에서는 잘 적용되지 못할 수 있다. 서로 래핑될 때 오버랩되는 방식으로 외주방향으로 에지를 연장하면 들로네 삼각 측량을 사용하여 트레드 표면 맵으로부터 볼록 껍질을 결정하는 것을 개선시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 외주방향으로 트레드 표면 맵(200)의 예시적인 연장을 도시한다. 도 5는 횡좌표를 따라 트레드의 외주방향을 가지고, 종좌표를 따라 트레드의 측방향 폭을 가지는 트레드 표면 맵(200)을 도시한다. 초기 트레드 표면 맵(200)은 초기 트레드 표면 맵(200)의 외주방향 단부들에 미리 결정된 양(예를 들어, 5%)만큼 외주방향으로 연장될 수 있다. 각 외주방향 단부에서 연장은 대향하는 외주방향 단부와 연관된 데이터 점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 360°와 연관된 외주방향 단부로부터 연장하는 연장부(210)는 초기 트레드 표면 맵(200)의 대향하는 단부에 0°와 18° 사이에 데이터 점을 포함할 수 있다. 유사하게, 0°와 연관된 외주방향 단부로부터 연장하는 연장부(220)는 초기 트레드 표면 맵(200)의 대향하는 단부에 342°와 360° 사이에 데이터 점을 포함할 수 있다.
트레드 표면 맵을 변경하는 다른 적절한 기술은, 예를 들어, (1) 트레드 표면 맵의 외부 숄더를 변경하는 것; (2) 벤딩 공정을 구현하여 트레드 표면 맵을 변경하는 것; 및/또는 (3) 트레드 표면 맵의 각도 스케일을 변경하는 것을 포함할 수 있다. 이들 예시적인 기술 각각은 여러 방식으로 트레드 표면 맵의 분석을 개선시킬 수 있고 이는 아래에 보다 상세히 설명된다.
(308)에서 도 4를 더 참조하면, 방법은 트레드 표면 맵으로부터 볼록 껍질을 결정하는 단계를 포함한다. 볼록 껍질은, 예를 들어, 도 2의 컴퓨팅 디바이스(110)에 의해 결정될 수 있다. 볼록 껍질을 결정하는 단계는 단지 볼록한 동안 트레드의 전체 표면을 래핑하는 3차원 쉘을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 볼록 껍질을 결정하는 하나의 예시적인 기술은 들로네 삼각 측량이다. 들로네 삼각 측량은 트레드 표면 맵에서 데이터 점으로부터 복수의 들로네 삼각형을 연산한다. 예를 들어, 들로네 삼각 측량 공정은 트레드 표면 맵에 있는 데이터 점으로부터 들로네 삼각형의 세트를 연산하여, 데이터 점이 들로네 삼각형의 세트에 있는 임의의 들로네 삼각형의 정점을 통과하는 반원 내에 위치하지 않게 한다. 결정된 들로네 삼각형은 볼록 껍질의 표면을 모델링한다. 들로네 삼각 측량은 볼록 껍질 주위 모든 점에서 볼록한 볼록 껍질을 결정하는데 특히 적절할 수 있다.
본 발명은 예시와 설명을 위하여 들로네 삼각 측량을 참조하여 설명된다. 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면, 본 명세서에 제공된 개시 내용을 사용하여, 다른 적절한 공정을 사용하여 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 볼록 껍질 주위 모든 점에서 볼록한 볼록 껍질을 결정할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 6은 도 3의 트레드 표면 맵(200)으로부터 결정된 예시적인 볼록 껍질(400)을 도시한다. 도 6은 횡좌표를 따라 볼록 껍질(400)의 외주방향을 가지고, 종좌표를 따라 볼록 껍질(400)의 측방향 폭을 가지고, 이들 좌표에 수직하는 제3축을 따라 볼록 껍질(400)의 높이를 가지는 볼록 껍질(400)을 도시한다. 볼록 껍질(400)의 표면은 트레드 맵에 있는 데이터 점에 대해 결정된 복수의 들로네 삼각형으로 표현될 수 있다. 볼록 껍질(400)이 볼록 껍질(400) 주위 모든 위치에서 볼록한 것으로 이해된다. 볼록 껍질(400)은 타이어의 트레드의 불규칙적 마모 특성과 그루브 깊이를 식별하기에 적절한 레퍼런스를 제공할 수 있다. 또한 볼록 껍질(400)을 분석하여 타이어 균일성과 같은 다른 유용한 타이어 파라미터를 평가할 수 있다.
(310)에서 도 4를 더 참조하면, 상대적인 트레드 깊이 맵이 트레드 표면 맵과 볼록 껍질로부터 결정된다. 특히, 상대적인 트레드 깊이 맵은 볼록 껍질과 트레드 표면 맵 사이의 차이로서 결정될 수 있다. 도 7은 도 3의 트레드 표면 맵(200)과 도 6의 볼록 껍질(400)에 기초하여 결정된 예시적인 3차원 상대적인 트레드 깊이 맵(410)을 도시한다. 도 7은 횡좌표를 따라 트레드의 외주방향을 가지고, 종좌표를 따라 트레드의 측방향 폭을 가지고, 이들 좌표에 수직하는 제3축을 따라 상대적인 트레드 깊이 맵(410)의 데이터 점과 연관된 높이를 가지는 상대적인 트레드 깊이 맵(410)을 도시한다. 도 7의 예시적인 상대적인 트레드 깊이 맵(410)은 볼록 껍질에 대해 트레드 표면 맵의 데이터 점의 트레드 높이를 나타낼 수 있다.
(312)에서 도 4를 더 참조하면, 상대적인 트레드 깊이 맵을 분석하여 타이어의 트레드의 하나 이상의 파라미터를 평가할 수 있다. 예를 들어, 상대적인 트레드 깊이 맵을 분석하여 타이어의 불규칙적 마모 특성을 정량화하거나 또는 타이어의 그루브 깊이를 결정할 수 있다. 상대적인 트레드 깊이 맵이 볼록 껍질과 트레드 표면 맵 사이의 관계를 나타내는 데이터를 제공하기 때문에, 상대적인 트레드 깊이 맵을 분석하여 볼록 껍질에 비해 트레드 표면 맵의 오목한 영역을 결정할 수 있다. 이 오목한 영역은 타이어 트레드에서 그루브를 나타내거나 또는 불규칙적 마모 영역을 나타낼 수 있다. 그루브는, 예를 들어, 상대적인 트레드 깊이 맵에서 레퍼런스 아래 임계값 미만의 데이터 점에 분석을 집중하는 것에 의해 불규칙적 마모 영역으로부터 구별될 수 있다.
예를 들어, 도 8은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 획득된 예시적인 2차원 상대적인 트레드 깊이 맵(420)을 도시한다. 도 8은 횡좌표를 따라 트레드의 외주방향을 가지고, 종좌표를 따라 트레드의 측방향 폭을 가지는 상대적인 트레드 깊이 맵(420)을 도시한다. 상대적인 트레드 깊이 맵(420)에 있는 각 데이터 점은 볼록 껍질과 트레드 표면 맵 사이의 차이를 나타낸다. 상대적인 트레드 깊이 맵(420)에서 0은 레퍼런스이고, 볼록 껍질의 위치를 나타낸다. 0 미만의 부분은 트레드의 그루브 또는 트레드의 불규칙적 마모를 나타낸다. 예를 들어, 상대적인 트레드 깊이 맵의 부분(424)은 0 레퍼런스 아래 임계값(예를 들어, 2㎜) 초과일 수 있고, 그리하여 트레드의 그루브와 연관될 수 있다. 상대적인 트레드 깊이 맵(420)의 부분(422)은 0 아래 임계값(예를 들어, 2㎜) 미만일 수 있고, 그리하여 불규칙적 마모 영역과 연관될 수 있다.
식별된 불규칙적 마모 영역은 상대적인 트레드 깊이 맵을 사용하여 정량화될 수 있다. 예를 들어, 불규칙적 마모 볼륨, 불규칙적 마모 형상, 불규칙적 마모 길이, 불규칙적 마모 폭, 불규칙적 마모 깊이, 불규칙적 마모 위치, 또는 다른 적절한 파라미터들이 확인될 수 있다. 또한 식별된 그루브의 그루브 깊이를 상대적인 트레드 깊이 맵으로부터 결정할 수 있다.
트레드 표면 맵의 외부 숄더의 예시적인 변경
분석을 개선하기 위해 트레드 표면 맵을 변경하는 예시적인 기술이 이제 제시된다. 하나의 예시적인 기술은 타이어 트레드의 숄더에서 불규칙적 마모의 식별을 촉진하기 위해 트레드 표면 맵의 외부 숄더를 변경하는 것을 수반한다. 트레드의 외부 숄더는 일부 불규칙적 마모가 있다 하더라도 볼록한 경향이 있다. 따라서, 볼록 껍질은 숄더에서 불규칙적 마모 영역을 식별하는 국부 레퍼런스로 적절치 못할 수 있다. 이 진단을 개선하기 위하여, 트레드 표면 맵은 트레드 표면 맵으로부터 결정된 볼록 껍질이 숄더에서 불규칙적 마모 영역을 식별하기 위한 더 우수한 레퍼런스를 제공하도록 숄더에서 변경될 수 있다.
제일 먼저, 트레드 표면 맵의 프로파일이 결정될 수 있다. 트레드 표면 맵의 프로파일은 트레드 표면 맵에 대한 평균 프로파일이거나 또는 타이어 상의 특정 외주방향 위치에서 트레드 표면 맵의 프로파일일 수 있다. 도 9는 트레드 표면 맵으로부터 결정된 예시적인 프로파일(510)을 도시한다.
이 프로파일이 결정되면, 프로파일의 제1 한계(limit)가 검출된다. 제1 한계는 프로파일에 걸쳐 복수의 점에서 기울기를 결정하는 것에 의해 검출될 수 있다. 제1 한계는 프로파일의 기울기의 절대값이 임계값 기울기 미만인 제1 시간으로 검출될 수 있다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 제1 한계(512)는 프로파일의 기울기가 임계값 기울기 미만인 제1 시간으로 검출될 수 있다.
프로파일의 제2 한계가 검출될 수 있다. 프로파일의 제2 한계는 프로파일의 기울기의 절대 값이 임계값 기울기를 초과하는 마지막 시간으로 검출될 수 있다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 제2 한계(514)는 프로파일의 기울기의 절대값이 임계값 기울기를 초과하는 마지막 시간으로 검출될 수 있다. 임계값 기울기는 임의의 적절한 값으로, 예를 들어, 승용차 타이어의 경우에 0.5로 또는 트럭 타이어의 경우에 1.0로 설정될 수 있다.
프로파일의 제1 한계와 제2 한계가 결정되었다면, 프로파일의 제1 점과 마지막 점이 변경된다. 보다 구체적으로, 프로파일의 제1 점은 제1 한계와 교차하고 임계값 기울기와 같은 기울기를 가지는 직선 라인의 선형 외삽(linear extrapolation)을 수행하는 것에 의해 변경된다. 프로파일의 마지막 점은 제2 한계와 교차하고 임계값 기울기의 네거티브와 같은 기울기를 가지는 직선 라인의 선형 외삽을 수행하는 것에 의해 유사하게 변경된다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, 프로파일(510)의 제1 점(522)은 점(532)으로 변경될 수 있다. 점(532)은 기울기 임계값과 같은 기울기를 가지고 제1 한계(512)와 교차하는 라인(540)을 외삽하는 것에 의해 결정될 수 있다. 프로파일(510)의 마지막 점(524)은 기울기 임계값의 네거티브와 같은 기울기를 가지고 제2 한계(514)와 교차하는 라인(542)을 외삽하는 것에 의해 점(534)으로 변경될 수 있다.
3차원 트레드 표면 맵에 대해 트레드 표면 맵을 변경하는 것이 수행될 수 있다. 도 10은 개방된 숄더로 트레드에 트레드 표면 맵의 3차원 변경을 도시한다(즉, 트레드는 측방향 그루브를 갖는 숄더 리브를 구비한다). 도시된 바와 같이, 초기 외삽된 숄더 프로파일(550)은 측방향 그루브를 반영한다. 이것을 교정하기 위해, 트레드 표면 맵의 숄더에서 점을 변경할 때 국부 최대 필터를 적용할 수 있다. 필터링된 프로파일(560)은 국부 최대 필터를 적용한 후 획득된다. 트레드 표면 맵의 쇼율더에서 모든 점은 필터링된 프로파일(560)을 매칭하도록 변경될 수 있다. 이런 방식으로, 측방향 그루브를 가지는 쇼율더를 가지는 트레드 표면 맵을 변경하는 것이 개선될 수 있다.
트레드 표면 맵을 변경하는 예시적인 벤딩 공정
트레드 표면 맵을 변경하는 다른 예시적인 기술은 벤딩 공정에 따라 트레드 표면 맵을 벤딩하여 타이어 트레드의 중심 오목함을 수용하는 것을 수반한다. 특정 타이어는 타이어의 규칙적인 마모 특성의 일부로서 상당한 중심 마모 프로파일을 구비할 수 있다. 벤딩 공정의 목표는 중심 마모가 불규칙적 마모로 식별되는 것을 방지하는 것이다. 분석으로부터 중심 마모를 제거하기 위해, 트레드 표면 맵은 트레드 표면 맵으로부터 볼록 껍질을 결정하기 전에 벤딩 공정에 따라 벤딩된다.
벤딩 공정을 구현하기 위해, 트레드 표면 맵의 프로파일의 중심에서 최대를 가지는 벤딩 곡선이 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참조하면, 벤딩 곡선(610)이 결정될 수 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 벤딩 곡선(610)은 트레드 표면 맵의 중심에서 최대를 가진다. 2차의 벤딩 곡선(610)은 예시와 설명을 위하여 도 11에 도시된 것이다. 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 적절한 벤딩 곡선이 사용될 수 있다.
벤딩 곡선이 결정되면, 트레드 표면 맵은 트레드 표면 맵과 벤딩 곡선 사이의 차이를 결정하는 것에 의해 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참조하면, 벤딩된 트레드 표면 맵(630)은 벤딩 곡선으로부터 트레드 표면 맵(620)을 감산하는 것에 의해 결정될 수 있다. 볼록 껍질은 벤딩된 트레드 표면 맵(630)으로부터 결정될 수 있다. 벤딩된 트레드 표면 맵(630)으로부터 결정된 볼록 껍질은 타이어 트레드의 규칙적인 중심 마모 프로파일을 고려하는데 적절한 레퍼런스이다.
트레드 표면 맵의 각도 크기의 예시적인 변경
트레드 표면 맵을 변경하는 다른 예시적인 기술은 트레드 표면 맵의 각도 크기를 컴팩트하게 하는 것을 수반한다. 트레드 표면 데이터로부터 결정된 볼록 껍질은 굴곡된 표면을 모델링하는 복수의 직선 표면(예를 들어, 들로네 삼각형의 표면)을 포함한다. 이것은 불규칙적 마모를 정량화할 때 일부 부정확성을 초래할 수 있다.
예를 들어, 도 12는 볼록 껍질에 의해 근사된, 완전한 원형(720)에 대해 및 선형 표면(730)에 대해 측정된 타이어 프로파일(710)의 2차원 표현을 도시한다. 도시된 바와 같이, 완전한 원형에 대해 타이어 프로파일의 오목함의 깊이는 선형 표면(730)에 대해 오목함의 깊이와는 다르다. 선형 표면(730)의 길이가 증가할 때 이 에러가 증가한다.
이 에러를 감소시키기 위하여, 볼록 껍질의 선형 표면(730)의 길이가 감소될 수 있다. 이것은 트레드 표면 데이터를 트레드의 외주의 각도 크기의 분수로 컴팩트하게 하는 것에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 트레드 표면 데이터는 0° 내지 360°로 연장하는 것으로부터 0° 내지 90°으로 연장하는 것으로 컴팩트화될 수 있다. 다른 적절한 컴팩트 비율이 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 사용될 수 있다. 도 13은 0° 내지 360°로부터 0° 내지 90°로 컴팩트화된 예시적인 컴팩트화된 트레드 표면 맵(740)을 도시한다. 도 13은 횡좌표를 따라 트레드의 길이방향 외주방향을 가지고, 종좌표를 따라 트레드의 측방향 폭을 가지고, 이들 좌표에 수직하는 제3축을 따라 트레드 높이를 가지는 컴팩트화된 트레드 표면 맵을 도시한다.
트레드 표면 데이터를 컴팩트하게 하면 트레드 표면 맵에서 데이터 점들 사이의 거리를 감소시킨다. 그 결과, 데이터 점으로부터 결정된 볼록 껍질의 선형 표면의 길이가 감소될 수 있다. 예를 들어, 도 14는 도 13의 컴팩트화된 트레드 표면 맵(740)으로부터 결정된 볼록 껍질(750)(복수의 들로네 삼각형을 포함하는)을 도시한다. 도 14는 횡좌표를 따라 볼록 껍질의 길이방향 외주방향을 가지고, 종좌표를 따라 볼록 껍질의 측방향 폭을 가지고, 이들 좌표에 수직하는 제3축을 따라 볼록 껍질과 연관된 높이를 가지는 컴팩트화된 트레드 표면 맵을 도시한다. 볼 수 있는 바와 같이, 볼록 껍질(750)의 표면을 모델링하는데 사용된 개별 삼각형의 길이가 감소된다. 볼록 껍질의 표면의 길이가 감소하면 불규칙적 마모를 보다 정확히 분석할 수 있게 한다.
본 발명은 특정 예시적인 실시예와 방법에 대하여 상세히 설명되었으나, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자가 상기 개시 사항을 이해하면 본 실시예를 용이하게 변경하거나 변형할 수 있을 것으로 이해된다. 따라서, 본 발명의 범위는 발명을 제한하는 것이 아니라 예시하는 것으로 제공된 것이고, 본 개시 내용은 본 명세서에 개시된 개시 내용을 사용하여 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에 용이하게 자명한 본 발명의 변형, 변동, 및/또는 부가를 포함하는 것을 배제하지 않는다.

Claims (20)

  1. 트레드 표면 데이터를 분석하여 타이어의 트레드의 하나 이상의 파라미터를 평가하는 방법으로서,
    상기 타이어의 트레드에 대해 트레드 표면 맵을 획득하는 단계로서, 상기 트레드 표면 맵은 복수의 데이터 점들을 포함하고, 각 데이터 점은 상기 타이어의 트레드에 대한 트레드 높이를 제공하는, 상기 획득하는 단계;
    컴퓨팅 디바이스에서, 상기 트레드 표면 맵을 처리하여 볼록 껍질(convex hull)을 생성하는 단계로서, 상기 볼록 껍질은 상기 트레드 표면 맵을 래핑하는(wrap) 3차원 쉘(shell)을 포함하고, 상기 볼록 껍질은 상기 볼록 껍질 주위 모든 점들에서 볼록한, 상기 생성하는 단계;
    상기 컴퓨팅 디바이스에서, 상기 트레드 표면 맵과 상기 볼록 껍질에 적어도 부분적으로 기초하여 상대적인 트레드 깊이 맵을 결정하는 단계로서, 상기 상대적인 트레드 깊이 맵은 상기 볼록 껍질과 상기 트레드 표면 맵 사이의 차이로서 결정되는, 상기 결정하는 단계; 및
    상기 상대적인 트레드 깊이 맵을 분석하여 상기 타이어의 트레드의 하나 이상의 파라미터를 평가하는 단계;를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은 상기 트레드 표면 맵을 필터링하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 트레드 표면 맵을 처리하여 볼록 껍질을 생성하는 단계는, 상기 트레드 표면 맵에 들로네 삼각 측량 공정(Delaunay triangulation process)을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 들로네 삼각 측량 공정은 상기 볼록 껍질을 복수의 들로네 삼각형들로 모델링하는, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은 상기 트레드 표면 맵을 처리하여 상기 볼록 껍질을 생성하기 전에 상기 트레드 표면 맵을 변경하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 트레드 표면 맵을 처리하여 볼록 껍질을 생성하기 전에 상기 트레드 표면 맵을 변경하는 단계는 상기 타이어의 외주방향으로 상기 트레드 표면 맵을 연장하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 트레드 표면 맵을 처리하여 볼록 껍질을 생성하기 전에 상기 트레드 표면 맵을 변경하는 단계는,
    상기 트레드 표면 맵의 프로파일을 결정하는 단계;
    상기 프로파일의 기울기를 임계값 기울기와 비교하는 것에 의해 상기 트레드 표면 맵의 프로파일의 제 1 한계를 검출하는 단계;
    상기 프로파일의 기울기를 상기 임계값 기울기와 비교하는 것에 의해 상기 트레드 표면 맵의 프로파일의 제 2 한계를 검출하는 단계;
    상기 제 1 한계에서 시작하고 상기 임계값 기울기와 같은 기울기를 가지는 직선 라인의 선형 외삽을 수행하는 것에 의해 상기 트레드 표면 맵에서 제 1 점을 변경하는 단계; 및
    상기 제 2 한계에서 시작하고 상기 임계값 기울기의 네거티브와 같은 기울기를 가지는 직선 라인의 선형 외삽을 수행하는 것에 의해 상기 트레드 표면 맵에서 제 2 점을 변경하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 트레드 표면 맵에서 상기 제 1 점을 변경하는 단계와 상기 트레드 표면 맵에서 상기 제 2 점을 변경하는 단계는 국부 최대 필터(local maximum filter)를 구현하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 트레드 표면 맵을 처리하여 볼록 껍질을 생성하기 전에 상기 트레드 표면 맵을 변경하는 단계는,
    상기 트레드 표면 맵의 프로파일의 중심에서 최대를 가지는 벤딩 곡선을 결정하는 단계; 및
    상기 트레드 표면 맵과 상기 벤딩 곡선 사이의 차이를 결정하는 것에 의해 상기 트레드 표면 맵을 변경하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제 5 항에 있어서, 상기 트레드 표면 맵을 처리하여 볼록 껍질을 생성하기 전에 상기 트레드 표면 맵을 변경하는 단계는 상기 트레드 표면 맵의 각도 범위를 줄여서, 상기 트레드의 외주의 일부를 따라 연장하는 컴팩트한 트레드 표면 맵을 구하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 트레드 표면 맵은 레이저 프로브, 음파 프로브, 광 프로브 또는 비디오 프로브로부터 생성되는, 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 타이어의 트레드의 하나 이상의 파라미터는 상기 타이어의 트레드의 불규칙적 마모 특성들을 포함하는, 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 타이어의 트레드의 하나 이상의 파라미터는 상기 타이어의 트레드의 그루브 깊이를 포함하는, 방법.
  15. 트레드 표면 데이터를 분석하여 타이어의 트레드의 하나 이상의 파라미터를 평가하는 시스템으로서, 상기 시스템은,
    상기 타이어의 트레드의 트레드 표면 맵을 측정하도록 적응된 레이저 프로브로서, 상기 트레드 표면 맵은 복수의 데이터 점들을 포함하고, 각 데이터 점은 상기 타이어의 트레드에 대한 트레드 높이를 제공하는, 상기 레이저 프로브;
    하나 이상의 프로세서와 하나 이상의 컴퓨터-판독가능한 매체를 구비하는 컴퓨팅 시스템을 포함하되, 상기 하나 이상의 프로세서는 상기 하나 이상의 컴퓨터-판독가능한 매체에 저장되고 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금 동작들을 수행하게 하는 컴퓨터-판독가능한 명령들을 실행하도록 구성되고, 상기 동작들은,
    상기 트레드 표면 맵을 처리하여 볼록 껍질을 생성하는 동작으로서, 상기 볼록 껍질은 상기 트레드 표면 맵을 래핑하는 3차원 쉘을 포함하고, 상기 볼록 껍질은 상기 볼록 껍질 주위 모든 점들에서 볼록한, 상기 생성하는 동작;
    상기 트레드 표면 맵과 상기 볼록 껍질에 적어도 부분적으로 기초하여 상대적인 트레드 깊이 맵을 결정하는 동작으로서, 상기 상대적인 트레드 깊이 맵은 상기 볼록 껍질과 상기 트레드 표면 맵 사이의 차이로서 결정되는, 상기 결정하는 동작; 및
    상기 상대적인 트레드 깊이 맵을 분석하여 상기 타이어의 트레드의 하나 이상의 파라미터를 평가하는 동작을 포함하는, 시스템.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020157036715A 2013-07-31 2013-07-31 타이어 트레드 파라미터를 분석하는 시스템 및 방법 KR101759511B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2013/052952 WO2015016888A1 (en) 2013-07-31 2013-07-31 System and method for analyzing tire tread parameters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160013187A KR20160013187A (ko) 2016-02-03
KR101759511B1 true KR101759511B1 (ko) 2017-07-19

Family

ID=52432250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157036715A KR101759511B1 (ko) 2013-07-31 2013-07-31 타이어 트레드 파라미터를 분석하는 시스템 및 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10507700B2 (ko)
EP (1) EP3028262B1 (ko)
KR (1) KR101759511B1 (ko)
CN (1) CN105308653B (ko)
WO (1) WO2015016888A1 (ko)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10063837B2 (en) * 2013-07-25 2018-08-28 TIREAUDIT.COM, Inc. System and method for analysis of surface features
GB201401352D0 (en) * 2014-01-27 2014-03-12 Pre Chasm Res Ltd Tyre tread depth and tyre condition determination
US9921133B2 (en) * 2015-07-29 2018-03-20 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Tread depth measuring system
DE102015216212A1 (de) * 2015-08-25 2017-03-02 Continental Reifen Deutschland Gmbh Verfahren zum Bestimmen einer Profiltiefe eines Reifenprofils, sowie Steuergerät hierfür
WO2017152179A1 (en) * 2016-03-04 2017-09-08 TIREAUDIT.COM, Inc. Mesh registration system and method for diagnosing tread wear
US10789773B2 (en) 2016-03-04 2020-09-29 TIREAUDIT.COM, Inc. Mesh registration system and method for diagnosing tread wear
US11472234B2 (en) * 2016-03-04 2022-10-18 TIREAUDIT.COM, Inc. Mesh registration system and method for diagnosing tread wear
JP6647122B2 (ja) * 2016-04-07 2020-02-14 三菱重工エンジニアリング株式会社 磨耗検査装置及び磨耗検査方法
IT201700032900A1 (it) * 2017-03-24 2018-09-24 Texa Spa Sistema, metodo ed apparecchio multifunzionale per determinare il profilo di un disco freno e il profilo di un pneumatico di un veicolo
CN108731950B (zh) * 2018-04-08 2019-08-06 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种轮胎磨损测量台架
US11138748B2 (en) * 2018-09-20 2021-10-05 Zebra Technologies Corporation Method and apparatus for classifying depth scans
FR3093183B1 (fr) * 2019-02-22 2021-02-19 Safran Electronics & Defense Procédé de détection d’une dégradation d’un pneumatique d’une roue
WO2021089965A1 (fr) 2019-11-06 2021-05-14 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Pneumatique comportant une bande de roulement
WO2021089958A1 (fr) 2019-11-06 2021-05-14 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Pneumatique comportant une bande de roulement
EP4054863B1 (fr) 2019-11-06 2023-09-13 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Pneumatique comportant une bande de roulement
EP3933339B1 (en) 2020-06-30 2024-03-20 Mitutoyo Corporation Method and computer program product for filtering a measurement data set usable for specifying and/or verifying an internal feature of a workpiece
CN113942347B (zh) * 2020-07-16 2022-09-09 比亚迪股份有限公司 用于车辆的轮胎磨损检测系统和车辆
DE102022201675A1 (de) * 2022-02-17 2023-08-17 Continental Reifen Deutschland Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer Profiltiefe eines Fahrzeugreifens

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100266394B1 (ko) * 1991-12-16 2000-10-02 가이자끼 요이찌로 불규칙적인 타이어 접지면 마모 측정 방법 및 장치
KR100291262B1 (ko) * 1998-04-14 2001-06-01 신형인 타이어 트레드 패턴의 불규칙 마모를 예측하는 방법 및 이에 의한 트레드 패턴
US20030034970A1 (en) 2001-03-29 2003-02-20 Hubeli Andreas G.P. System and method for correctly decimating height fields with missing values
US20100000310A1 (en) * 2008-07-03 2010-01-07 Snap-On Equipment Srl A Unico Socio Apparatus for determining the condition of a tire tread of a vehicle wheel
US20110246128A1 (en) * 2008-12-19 2011-10-06 Verner Steve Nicholson Filtering method for improving the data quality of geometric tire measurements

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0816799A3 (en) 1996-07-04 1998-01-28 Sun Electric UK Ltd. Tyre condition assessment
DE19849793C1 (de) * 1998-10-28 2000-03-16 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Erfassung von Unebenheiten in einer gewölbten Oberfläche
US6789416B1 (en) 1999-01-14 2004-09-14 Roger H. Tracy Hand held probe for measuring tire tread wear
DE10035118B4 (de) 2000-07-19 2009-10-01 Snap-On Equipment Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum optischen Abtasten eines Fahrzeugrades
US6802130B2 (en) 2002-09-30 2004-10-12 Bridgestone/Firestone North American Tire, Llc Alignment device for rotating tire laser mapping machine
ATE301828T1 (de) 2003-09-04 2005-08-15 Snap On Equip Srl Unico Socio Punktweises optisches abtasten der beschaffenheit eines luftreifens eines fahrzeugrades (an radauswuchtmaschine)
CA2681371C (en) 2007-03-29 2012-11-27 Michelin Recherche Et Technique S.A. Retread tire buffing with multiple response curves
EP2110656B1 (en) * 2008-04-14 2011-07-06 Snap-on Equipment Srl a unico socio Apparatus for determining the condition of a wheel assembly
WO2010071657A1 (en) 2008-12-19 2010-06-24 Michelin Recherche Et Technique, S.A. Filtering method to eliminate tread features in geometric tire measurements
EP2449360B8 (en) * 2009-06-29 2017-08-02 Compagnie Générale des Etablissements Michelin System and method for evaluating surface finish of tire retread
US8171783B2 (en) 2009-11-02 2012-05-08 Tire Measurements, Inc. Tire tread scanner drive-over unit
CN101814195A (zh) * 2010-04-19 2010-08-25 李楚雅 三维建模方法
JP5802462B2 (ja) 2011-07-22 2015-10-28 東洋ゴム工業株式会社 モデル生成装置、その方法及びそのプログラム
JP5774404B2 (ja) 2011-07-27 2015-09-09 東洋ゴム工業株式会社 解析装置、その方法及びそのプログラム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100266394B1 (ko) * 1991-12-16 2000-10-02 가이자끼 요이찌로 불규칙적인 타이어 접지면 마모 측정 방법 및 장치
KR100291262B1 (ko) * 1998-04-14 2001-06-01 신형인 타이어 트레드 패턴의 불규칙 마모를 예측하는 방법 및 이에 의한 트레드 패턴
US20030034970A1 (en) 2001-03-29 2003-02-20 Hubeli Andreas G.P. System and method for correctly decimating height fields with missing values
US20100000310A1 (en) * 2008-07-03 2010-01-07 Snap-On Equipment Srl A Unico Socio Apparatus for determining the condition of a tire tread of a vehicle wheel
US20110246128A1 (en) * 2008-12-19 2011-10-06 Verner Steve Nicholson Filtering method for improving the data quality of geometric tire measurements

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Splitting a Delaunay Triangulation in Linear Time, Algorithmica, September 2002, Vol.34.1(2002)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160013187A (ko) 2016-02-03
EP3028262B1 (en) 2020-05-27
CN105308653A (zh) 2016-02-03
US10507700B2 (en) 2019-12-17
WO2015016888A1 (en) 2015-02-05
US20160121671A1 (en) 2016-05-05
EP3028262A1 (en) 2016-06-08
CN105308653B (zh) 2018-12-28
EP3028262A4 (en) 2017-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101759511B1 (ko) 타이어 트레드 파라미터를 분석하는 시스템 및 방법
KR101718752B1 (ko) 타이어 트레드 파라미터를 분석하는 시스템 및 방법
US10699401B2 (en) Method and system for determining the local quality of surface data extracted from volume date
JP6514773B2 (ja) ボリューム画像レコードからの局所化された品質測定値の決定
US10247641B2 (en) Mesh registration system and method for diagnosing tread wear
US9109974B2 (en) Tire shape inspection method and tire shape inspection apparatus
JP5781481B2 (ja) タイヤ形状検査方法、及びタイヤ形状検査装置
CN113074656B (zh) 工件孔洞测量方法
EP2985566B1 (en) Data generation method and data generation apparatus
WO2023027068A1 (ja) 溶接検査方法、溶接検査システム、溶接検査プログラム
JP2018501480A (ja) タイヤ内の条線を検出するための方法
CN112560974B (zh) 一种信息融合、车辆信息获取方法及装置
JP2019011987A (ja) 欠陥検出装置および欠陥検出方法
KR101665869B1 (ko) 코일강판 형상 측정장치 및 측정방법
JP2014190825A (ja) タイヤ形状検査装置のデータ処理方法、タイヤ形状検査装置のデータ処理プログラム、及び、タイヤ形状検査装置のデータ処理装置
CN113396441A (zh) 用于在测量数据中确定表面的计算机实现方法
JP2015230168A (ja) 光学的測定方法
JP6507680B2 (ja) タイヤのビード部の検査方法及び検査装置
JP2018081042A (ja) 情報処理装置及びプログラム
KR100546631B1 (ko) 타이어 접지형상의 정량화 데이터를 얻기 위한 방법
JPH10332577A (ja) 表面効果補正方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
GRNT Written decision to grant