KR20130134394A

KR20130134394A - 타이어 트레드 검사장치 및 검사방법

Info

Publication number: KR20130134394A
Application number: KR1020120057861A
Authority: KR
Inventors: 김형석
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2013-12-10

Abstract

본 발명은 레이져 빔과 머신 비젼을 이용하여 타이어 트레드 마모량 측정, 편마모 및 타이어 트레드 이상을 검사할 수 있는 타이어 트레드 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 타이어 트레드에 비춰진 레이져 빔의 모양을 카메라로 인식시킨다. 카메로부터 인식되어 획득된 타이어 트레드 데이터를 길이로 환산, 트레드 깊이로 마모량을 계산하고 편마모와 타이어 이상을 판단하여 정보를 운전자에게 제공한다. 또한, 카메라로 부터 회득된 영상을 통해 트레드 부의 이물질 여부를 판단하여 레이져 빔을 이용한 마모량 계산의 정확도를 높일 수 있다.

Description

타이어 트레드 검사장치 및 검사방법{Inspection device of tire tread using machine vision and inspection method thereof}

본 발명은 타이어 트레드 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이져 빔과 머신 비젼을 이용하여 타이어 트레드 마모량 측정, 편마모 및 타이어 트레드 이상을 검사할 수 있는 타이어 트레드 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.

고속도로나 일반도로에서 타이어 사고로 인한 차량, 인명사고가 발생한다. 이를 방지하기 위해서는 차량에 장착된 타이어의 트레드 마모량과 편마모 및 타이어 트레드 이상 검사는 주기적으로 검사를 해야 하나, 사용자의 관심 부족으로 인해 실시하지 않고 있다.

이러한 것을 해소하기 위해서, 한국등록특허 제10-0426143호(휴대용 타이어 트레드의 형상 및 깊이 측정장치)가 제시된 바 있다. 이 특허는 타이어를 정속으로 회전시키며, 타이어 트레드 상측에 트레드 폭 방향으로 이동가능한 센서를 위치시켜 센서의 감지 데이터를 컴퓨터에 저장하고, 컴퓨터에 기 저장된 주행전 타이어의 데이터와 비교하여 주행거리에 따른 트레드의 마모도 및 형상을 측정하는 장치에 관한 것으로, 측정편차를 방지하며, 트레드 이상 마모시에도 측정에 영향을 받지않고, 장소에 구애받지 않으며 작은 오차도 없이 정밀하게 트레드 홈의 깊이를 단시간에 측정할 수 있는 효과를 가진다.

그러나, 위 특허 역시 운전자가 차량 외부에서 타이어에 장치를 설치하여 수동으로 조작해야 하는 번거로움이 있으므로, 위 특허 역시 운전자의 관심 부족의 대상이 되어 사용되지 않게 되는 문제점이 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 사용자가 운전석에 앉은 상태에서 차량에 기부착된 검사장치와 알고리즘을 통해 타이어 트레드 검사하여 운전자에게 정보를 전달함으로서 타이어 사고를 방지할 수 있는 타이어 트레드 검사장치 및 검사방법을 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 펜더에 부착돼서 타이어의 트레드 폭방향으로 트레드 폭 전체에 레이저빔을 조사하는 레이저빔조사장치; 레이저빔이 조사된 트레드의 영역의 영상을 획득하도록 펜더에 설치되는 카메라; 상기 카메라로 획득한 영상으로부터 타이어 마모량과 이물질 끼임여부를 분석하는 분석장치; 및 상기 분석장치에 연결되어 결과값을 운전자에게 표시하는 디스플레이를 포함하는 타이어 트레드 검사장치이다.

상기 레이저빔조사장치과 상기 카메라는 타이어의 반지름외측방향에 대하여 경사지게 설치되는 것을 특징으로 한다.

또,타이어 트레드 검사장치에 의한 타이어 트레드 검사방법은, 차량시동 후 레이저빔을 트레드에 조사하는 단계; 레이저빔이 조사된 트레드 영역의 영상을 획득하는 단계; 획득한 영상으로부터 레이저빔만의 형상을 분리하여 실측형상을 얻는 단계; 상기 실측형상과 기준형상을 비교하여 마모량 또는 이물질 끼임을 검사하는 단계; 검사된 결과값을 운전자에게 제공하는 단계를 포함하는것을 특징으로 한다.

상기 기준형상은, 운전자의 기준형상의 저장을 위한 조작이 이루어진 경우의 실측형상으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

또, 검사하는 단계에서, 실측형상의 최다직선을 추출하고, 상기 최다직선의 상하에 윤곽선이 존재하면 이물질로 인식하는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 통하여, 운전자는 육안을 통해 주기적인 타이어 트레드 검사 없이 승차후 키 온 후 수 초 이내 차량의 인디게이트를 통해 장착된 타이어의 트레드 검사 결과를 확인 할 수 있으며 타이어 상태에 따른 타이어 위치 교체 또는 타이어 교환 시기등의 정보도 확인 할 수 있어 사고를 미연에 방지 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 타이어 트레드 검사장치의 카메라 및 레이져빔조사장치의 개략적인 장착도이다.
도 2는 본 발명에 따른 머신 비젼을 이용한 타이어 트레드 검사방법의 흐름도이다.
도 3은 타이어 트레드에 조사된 레이져 빔의 획득 영상이다.
도 4는 타이어 트레드 부 이물질 획득 영상이다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 타이어 트레드 검사장치를 도시한다. 상기 타이어 트레드 검사장치는, 차량의 펜더(12)에 부착돼서 타이어(10)의 트레드 폭방향으로 트레드 폭 전체에 레이저빔을 조사하는 레이저빔조사장치(16)와, 레이저빔이 조사된 트레드의 영역의 영상을 획득하도록 펜더에 설치되는 카메라(14)와, 상기 카메라로 획득한 영상으로부터 타이어 마모량과 이물질 끼임여부를 분석하는 분석장치(미도시)와, 상기 분석장치에 연결되어 결과값을 운전자에게 표시하는 디스플레이(미도시)를 포함한다.

상기 레이저빔조사장치(16)는 공지의 장치를 사용할 수 있으며, 광학기구를 통해 타이어의 폭방향으로 길게 직선형태로 조사될 수 있도록 한다. 그리고, 상기 카메라(14)는 공지의 CCD 카메라 등을 사용할 수 있다.

이러한, 레이저빔조사장치(16)와 상기 카메라(14)는 타이어(10)의 반지름외측방향에 대하여 경사지게 설치될 수 있다. 따라서, 상기 레이저빔조사장치(16)는 타이어(10)의 트레드에 경사지게 비추는 것에 의해 트레드 블럭의 벽면에 대해서도 레이저빔이 조사될 수 있으므로 더욱 정확한 측정이 가능하게 된다. 따라서, 더욱 바람직하게는 레이저빔조사장치(16)와 카메라(14)가 타이어(10)의 반지름외측방향에 대하여 경사지게 설치되되, 경사방향이 일치하도록(즉, 레이저빔조사장치(16)와 카메라(14)가 서로 근접하게 설치) 배치할 수 있다.

그리고, 상기 분석장치(미도시)는 차량의 내부에 설치하고, 상기 디스플레이(미도시)는 운전석 계기판에 설치될 수 있다.

이하, 상술한 바와 같이 구성되는 타이어 트레드 검사장치에 의하여 타이어 트레드를 검사하는 방법에 대하여 설명한다.

본 발명은 사고방지가 목적이므로, 차량시동시 측정하는 것이 바람직하다.

따라서, 차량시동 후 레이저빔을 트레드에 조사하고, 레이저빔이 조사된 트레드 영역의 영상을 상기 카메라(14)에 의해 도 3의 좌측도면과 같이 획득한다.

획득한 영상으로부터 레이저빔만의 형상을 분리하여 실측형상을 도 3의 우측도면과 같이 얻는다.

도 3에서 a는 트레드의 영상이고, b1,b2는 레이저의 영상이다. 특히, b1은 기준형상에 해당하고, b2는 실제형상이며, 도 3의 우측도면은 b1과 b2를 중첩한 형상이다.

이 때, 도 3의 우측도면과 같이 기준형상(b1)과 실측형상(b2)의 차이(h)가 발생하면 이는 트레드가 마모된 것으로 판단한다.

그리고, 타이어(10)의 좌우 마모량을 비교하여 편마모 발생여부를 판단할 수 있다. 또한, 마모량의 급격한 변화 여부를 계산하여 타이어 트레드 파손 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해, 타이어(10)의 1회전 동안의 영상을 획득할 수 있도록 타이어(10)의 회전축에 회전수측정기(미도시)를 설치할 수 있다.

이 때, 측정된 결과값을 운전자에게 디스플레이를 통해 제공하여, 마모량이 심한 경우 타이어를 교체할 수 있도록 한다. 이 때, 디스플레이를 통해 마모량의 한계값을 동시에 표시해 주는 것이 바람직하다. 또, 실측형상으로부터 트레드 데이터를 길이로 환산, 트레드 깊이로 마모량을 계산하고 편마모와 타이어 이상을 판단하여 정보를 운전자에게 제공할 수 있다. 특히, 그루브의 깊이를 제공하는 것에 의해 타이어의 사용한계를 운전자가 파악할 수 있도록 한다.

기준형상은 운전자의 기준형상의 저장을 위한 조작이 이루어진 경우의 실측형상으로 설정된다. 즉, 차량의 출고시 또는 타이어의 교체시에 운전자가 도시되지 않은 조작부를 통해 기준형상의 측정을 입력하면, 이 때 얻어지는 최초의 실측형상을 기준형상으로써 활용하게 된다. 따라서, 차량에 설치되는 타이어마다 다른 기준형상을 가질 수 있게 된다.

또, 검사하는 단계에서, 직선 검출 알고리즘을 통해 실측형상의 최다직선(c1,c2)을 추출하고, 상기 최다직선(c1,c2)의 상하에 윤곽선이 존재하면 이물질(d)로 인식한다.

이물질을 인식하는 또 다른 방법은 획득된 영상으로부터 트레드의 색상 외에 다른 색상이 검출되면 이를 이물질로 인식시킬 수 있다. 따라서, 윤곽선 분석 및 색상 분석에 의한 이중검사로 이물질의 존재여부를 더욱 확실하게 판단하는 것이 가능하다.

만일, 이물질이 인식되면, 이를 운전자에게 디스플레이를 통해 제공하여 이물질을 제거할 수 있도록 한다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 타이어
12: 펜더(fender)
14: 카메라
16: 레이저범조사장치

Claims

차량의 펜더에 부착돼서 타이어의 트레드 폭방향으로 트레드 폭 전체에 레이저빔을 조사하는 레이저빔조사장치;
레이저빔이 조사된 트레드의 영역의 영상을 획득하도록 펜더에 설치되는 카메라;
상기 카메라로 획득한 영상으로부터 타이어 마모량과 이물질 끼임여부를 분석하는 분석장치;
상기 분석장치에 연결되어 결과값을 운전자에게 표시하는 디스플레이를 포함하는 타이어 트레드 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 레이저빔조사장치과 상기 카메라는 타이어의 반지름외측방향에 대하여 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 타이어 트레드 검사장치.
제1항에 있어서,타이어 트레드 검사장치에 의한 타이어 트레드 검사방법에 있어서,
차량시동 후 레이저빔을 트레드에 조사하는 단계;
레이저빔이 조사된 트레드 영역의 영상을 획득하는 단계;
획득한 영상으로부터 레이저빔만의 형상을 분리하여 실측형상을 얻는 단계;
상기 실측형상과 기준형상을 비교하여 마모량 또는 이물질 끼임을 검사하는 단계;
검사된 결과값을 운전자에게 제공하는 단계를 포함하는 트레드 검사방법.
제3항에 있어서, 기준형상은, 운전자의 기준형상의 저장을 위한 조작이 이루어진 경우의 실측형상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 트레드 검사방법.
제3항에 있어서, 검사하는 단계에서, 실측형상의 최다직선을 추출하고, 상기 최다직선의 상하에 윤곽선이 존재하면 이물질로 인식하는 것을 특징으로 하는 트레드 검사방법.
제3항에 있어서, 검사하는 단계에서, 타이어 트레드와 다른 색이 존재하면 이물질로 인식하는 것을 특징으로 하는 트레드 검사방법.