TW201527141A - 輪胎胎紋偵測裝置 - Google Patents

Abstract

一種輪胎胎紋偵測裝置，透過一安裝於車體之胎面影像擷取模組擷取輪胎之胎面影像，擷取之胎面影像經由一中央處理模組運算該輪胎之主胎紋的溝深值，並將該溝深值與一內建預設值比對，依據比對結果輸出一相對之訊號；該溝深值和該訊號顯示於車用螢幕或手機螢幕，供使用者知悉關於其車輛之輪胎胎紋狀況。

Description

輪胎胎紋偵測裝置

本發明之技術領域是關於輪胎之胎紋偵測。

由於輪胎肩負行車的載重、抓地力、排水性、操控性、制動性，因此輪胎的磨損程度，是影響行車安全的重要因素。依據交通事故之相關統計，高速公路交通事故中約有7成是因爆胎或輪胎失控打滑引起的，而造成這些問題的原因不外乎胎壓不足或胎紋深度不足，但因這個問題不會影響車輛發動或無法行駛，因此常常被駕駛者忽略。

每一個輪胎在胎紋深度1.6mm處設有磨耗標記，又稱胎面磨耗標記，這個標記設置於大胎紋底部，通常為橡膠塊或橡膠柱的型式，當輪胎磨損到達這個標記時就表示需要更換輪胎了。但是，這個標記的警示功能需要駕駛人的主動觀察，若駕駛人忽略，這個標記就不具功效了。

目前胎紋深度檢測在車輛檢修廠進行，通常採取接觸式量測法，經由量尺或機械式測量計直接接觸胎面及胎紋溝底，量測胎紋溝底至胎面的距離而得知胎紋深度。

一些專利文獻揭露了非接觸式量測法，利用雷射或射頻識別技術檢測胎紋。然而實現雷射技術的裝置相當龐大，無法安裝於車輛。而射頻識別技術需將許多個射頻標籤嵌入所有主胎紋溝底，透過同一主胎紋中所有的射頻標籤都被磨損以致射頻讀取器無訊號時釋出一警告訊息，但 是射頻標籤之嵌入以及耗損使得射頻識別難以實際應用在胎紋偵測。

目前的胎紋檢測都是採用外部裝置，而且需要駕駛者自己注意輪胎的狀況，並且自行至車輛檢測廠進行檢修。至目前為止，並沒有任何一種安裝於車輛且可自動檢測胎紋並向駕駛者主動提供胎紋資訊的裝置。

本發明之目的是在提供一種輪胎胎紋偵測裝置，該偵測裝置係安裝於車輛，具有自動偵測胎紋並主動向駕駛者提供胎紋資訊之功能。

本發明達成上述目的之輪胎胎紋偵測裝置，包括：一安裝於車體之胎面影像擷取模組、一與該胎面影像擷取模組耦合的一中央處理模組，以及一與該中央處理模組耦合之顯示單元。

該中央處理模組包含一與該胎面影像擷取模組耦合之影像處理單元，一與該胎面影像擷取模組耦合之胎紋運算單元、一與該胎紋運算單元耦合之資訊整合單元、一與該資訊整合單元耦合之連線傳輸單元，該胎紋運算單元與該影像處理單元耦合；該胎面影像擷取模組擷取一車輛每一個輪胎之胎面影像；該影像處理單元接收該胎面影像擷取模組所擷取的影像，將該胎面影像施予校正和清晰處理，其中，該胎面影像擷取模組擷取所得的影像藉由該影像處理單元處理成為灰階的該胎面影像，使該胎面影像中的輪胎之胎面與背景之間在明度上產生差異，並藉由校正和清晰處理提高該胎面影像中，該胎面與該背景之間的明度差異；該胎紋運算單元接收經校正和清晰處理之胎面影像，並將胎 面影像區分為數個區塊，掃描各區塊的影像，存在有不同明度差異的區塊為該胎面與該背景併存的判讀區塊，判讀各判讀區塊的影像，並運算獲得運算該輪胎之主胎紋的溝深值，該胎紋運算單元並將每一個溝深值和一內建預設值比對，並依據比對結果輸出一相對之訊號；該資訊整合單元將上述每一溝深值以及所有的訊號整合為一資訊介面，該資訊介面經由該連線傳輸單元傳輸至該顯示單元顯示。

該顯示單元可為車用螢幕或手機螢幕。

本發明之輪胎胎紋偵測裝置，安裝於車輛，發揮自動偵測胎紋、提供胎紋資訊之功能。透過該顯示單元所顯示的內容，使用者可得知車輛各個輪胎磨損的情形以及確實的胎紋溝深，並透過各種訊號判斷胎紋溝深是否在安全範圍或者應迅速更換輪胎，以確保行車安全。

10‧‧‧胎面影像擷取模組

11‧‧‧微型攝像機

13‧‧‧輪胎

131‧‧‧胎面

14‧‧‧胎面影像

15‧‧‧主胎紋

30‧‧‧中央處理模組

31‧‧‧影像處理單元

32‧‧‧胎紋運算單元

33‧‧‧資訊整合單元

331‧‧‧資訊介面

34‧‧‧連線傳輸單元

35‧‧‧顯示單元

40‧‧‧輪廓

41‧‧‧輪胎位置

42‧‧‧輪胎位置

43‧‧‧輪胎位置

44‧‧‧輪胎位置

45‧‧‧溝深值顯示區

46‧‧‧訊號顯示區

第一圖為本發明輪胎胎紋偵測裝置的方塊圖。

第二圖為車輛安裝胎面影像擷取模組之微型攝像機的示意圖。

第三圖為本發明輪胎胎紋偵測裝置所擷取之胎面影像示意圖。

第四圖為本發明輪胎胎紋偵測裝置產生之資訊介面示意圖。

為便於說明本發明於發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於說明之比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。且以下的說明中，類似的元件是以相同的編號來表示。

如第一圖，本發明輪胎胎紋偵測裝置，主要包括一胎面影像擷取模組10、一與該胎面影像擷取模組10耦合的中央處理模組30、以及一與該中央處理模組30耦合之顯示單元35。該中央處理模組30包含一與該胎面影像擷取模組10耦合之影像處理單元31、一與該影像處理單元31耦合之胎紋運算單元32、一與該胎紋運算單元32耦合之資訊整合單元33、一與該胎紋運算單元32耦合之連線傳輸單元34。

如第二圖，該胎面影像擷取模組10包括數個微型攝像機11，用以擷取一車輛之每一個車輪之胎面影像。微型攝像機11可分別安裝於車體之前葉子板、後葉子板或其他可以拍攝輪胎胎面之位置。所取得的胎面影像是沿著一相對於輪胎13滾動方向且與輪胎13之連心線L1垂直的一直線L2而取得。如第三圖，所獲取之胎面影像14包括通過該輪胎寬度的胎面131以及主胎紋15之溝深等特徵。

該影像處理單元31接收該胎面影像14，將該胎面影像14施予校正和清晰處理，其中，該微型攝像機11拍攝所得的影像藉由該影像處理單元31處理成為灰階的該胎面影像14，使該胎面影像14中的輪胎之胎面與車體之前葉子板、後葉子板等背景之間在明度上產生差異，並藉由校正和清晰處理提高該胎面影像14中，前述車輪胎面與背景之間的明度差異。

該胎紋運算單元32接收經校正和清晰處理後的胎面影像14，並將胎面影像14區分為數個區塊，掃描各區塊的影像，存在有不同明度差異的區塊即為胎面131與背景併存的區塊，為便於說明，前述胎面131與背景併存的區塊於後稱為判讀區塊，判讀各判讀區塊的影像，並運算獲得該胎面影像14中該主胎紋15的溝深。可行的計算方式之一，如第三圖， 將通過胎面寬度的直線定義為基準線L3，將通過主胎紋15溝底的直線定義為溝紋線L4，計算該基準線L3和該溝紋線L4之距離(畫素)，並經函數程式轉換為實際的溝深值。

該胎紋運算單元32更進一步將該溝深值和一內建預設值(1.6mm)比對，當該溝深值大於該預設值時輸出一安全訊號；當該溝深值大於但接近該預設值(例如溝深值為1.8mm)時輸出一提醒訊號；當該溝深值等於預設值時輸出一警示訊號；當該溝深值小於該預設值時輸出一警戒訊號。

該資訊整合單元33將上述溝深值以及各種訊號整合至一資訊介面331。如第四圖，該資訊介面331經由該連線傳輸單元34傳輸至該顯示單元35顯示，該顯示單元35可為車用螢幕，或由安裝本創作應用程式的智慧型手機自動讀取並顯示於手機螢幕。該資訊介面331以車體俯視輪廓40以及輪胎位置41,42,43,44為主畫面，在輪胎位置41,42,43,44的鄰側具有一溝深值顯示區45以及一訊號顯示區46。該溝深值顯示區45用以顯示對應輪胎的實際溝深值，該訊號顯示區46透過利於使用者讀取之文字、圖形、或動畫顯示上述之各種訊號。

本發明之輪胎胎紋偵測裝置，係安裝於車輛，發揮自動偵測胎紋、提供胎紋資訊之功能。透過該顯示單元35所顯示的內容，使用者可定期得知車輛各個輪胎磨損的情形以及確實的胎紋溝深，並透過和各種訊號判斷胎紋溝深是否在安全範圍或者應迅速更換輪胎。

其他量測方法，例如以超音波或紅外線量測。超音波量測大致上包括安裝於車體的超音波發射器、接收器、以及中央處理器，由超音波發射器發射超音波至輪胎胎面預定區域，超音波從輪胎胎面反射被超音 波接收器接收後，經由中央處理器處理及程式運算，可算出輪胎之主胎紋溝深。

紅外線量測大致上包括安裝於車體的紅外線發射端和接收端，紅外發射端射出紅外線光波於輪胎的胎面預定區域，經物體表面反射光波到接收端，得到能量衰減的大小，然後依據計算出的距離相對關係再推導出主胎紋溝深。

10‧‧‧胎面影像擷取模組

30‧‧‧中央處理模組

31‧‧‧影像處理單元

32‧‧‧胎紋運算單元

33‧‧‧資訊整合單元

34‧‧‧連線傳輸單元

35‧‧‧顯示單元

Claims (6)

1. 一種輪胎胎紋偵測裝置，包括：一安裝於車體之胎面影像擷取模組，以及與該胎面影像擷取模組耦合的一中央處理模組；該中央處理模組包含一與該胎面影像擷取模組耦合之影像處理單元，一與該胎面影像擷取模組耦合之胎紋運算單元、一與該胎紋運算單元耦合之資訊整合單元、一與該資訊整合單元耦合之連線傳輸單元，該胎紋運算單元與該影像處理單元耦合；該胎面影像擷取模組擷取一車輛每一個輪胎之胎面影像；該影像處理單元接收該胎面影像擷取模組所擷取的影像，將該胎面影像施予校正和清晰處理，其中，該胎面影像擷取模組擷取所得的影像藉由該影像處理單元處理成為灰階的該胎面影像，使該胎面影像中的輪胎之胎面與背景之間在明度上產生差異，並藉由校正和清晰處理提高該胎面影像中，該胎面與該背景之間的明度差異；該胎紋運算單元接收經校正和清晰處理之胎面影像，並將胎面影像區分為數個區塊，掃描各區塊的影像，存在有不同明度差異的區塊為該胎面與該背景併存的判讀區塊，判讀各判讀區塊的影像，並運算獲得運算該輪胎之主胎紋的溝深值，該胎紋運算單元並將每一個溝深值和一內建預設值比對，並依據比對結果輸出一相對之訊號；該資訊整合單元將上述每一溝深值以及所有的訊號整合為一資訊介面，該資訊介面經由該連線傳輸單元傳輸至一顯示單元顯示。
2. 如申請專利範圍第1項所述輪胎胎紋偵測裝置，其中，該胎面影像是沿著該輪胎的滾動方向且與該輪胎之連心線垂直的一直線而取得。
3. 如申請專利範圍第1項所述輪胎胎紋偵測裝置，其中，該胎面影像具有通 過該輪胎寬度的胎面以及該輪胎之主胎紋之溝紋斷面特徵。
4. 如申請專利範圍第1項所述輪胎胎紋偵測裝置，其中，該溝深值大於該預設值時，該胎紋運算單元輸出一安全訊號；該溝深值大於但接近該預設值時該胎紋運算單元輸出一提醒訊號；該溝深值等於該預設值時該胎紋運算單元輸出一警示訊號；當該溝深值小於該預設值時該胎紋運算單元輸出一警戒訊號。
5. 如申請專利範圍第1項所述輪胎胎紋偵測裝置，其中，該顯示單元為車用螢幕。
6. 如申請專利範圍第1項所述輪胎胎紋偵測裝置，其中，該顯示單元為手機螢幕。