WO2014094703A1 - Verfahren zur analyse einer lauffläche eines reifens und zur typenidentifikation eines reifens - Google Patents

Verfahren zur analyse einer lauffläche eines reifens und zur typenidentifikation eines reifens Download PDF

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WO2014094703A1
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tire
data
evaluation unit
tread
optionally
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PCT/DE2013/000717
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Jozsef Bugovics
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API - Automotive Process Institute GmbH
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    • 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
    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for analyzing a structured surface in the form of the tread of a vehicle tire and for identifying the tire type.
  • the tread depth can be determined automatically with the aid of light-section measurement technology, where a line of light is projected onto the surface of the tire, transverse to the tread, as a measuring line, and the profile depth is calculated from the optically recorded deformation of the line using triangulation.
  • the measurements for determining the tread depth can be made at several locations on the circumference of the tire, the tire can rotate or the measuring device is moved.
  • the object of the invention is to develop a method and a device for analyzing the tread of a tire, which allow an assessment of the condition and a type identification of the tire.
  • a method for analyzing the tread of a tire and the type identification of the tire is based on the optical line-wise detection of the profile of the tread, for example by means of a Lichtintroducingverfah- or triangulation method, wherein in addition to the profile depth determination calculates a two-dimensional profile design in terms of a surface print from the detected profile which is compared by means of pattern recognition for identification of the tire, with a plurality of two-dimensional profile impressions stored in a central database, to which tire data such as tire type, tire manufacturer and the possible vehicle types for use of the tire are assigned.
  • a twisting device with which the tire is rotatable, a laser scanner, with which a surface in lines scannable and a surface profile of a scanned line can be determined, and an evaluation unit is used.
  • the method according to the invention is characterized as follows:
  • the evaluation unit has a database in which data of a tire can be stored as tire data records, comprising tire condition data, tire type data and, optionally, as tire addition data.
  • the tire condition data includes a two-dimensional profile design of the tire and optionally its tread depth.
  • the tire type data includes at least the tire model, tire size, and the tire manufacturer. Further tire type data can be, for example, speed classes or codes of the manufacturer.
  • Tire data sets such as the mileage already available or the type of vehicle on which the tire is mounted, may optionally be associated with tire data sets, tire condition data and manufacturing data.
  • the database of the evaluation unit can also be embodied as a spatially separated database which is included by means of remote data transmission.
  • the evaluation unit In a pattern generation process, the evaluation unit generates, by means of a pattern generation and recognition module, a profile design reference pattern based on two-dimensional profile designs stored in tire data sets, each associated with the same tire type data, and assigns them to the same tire type data.
  • the profile design is determined by the arrangement of the tread blocks and grooves.
  • the profile design reference pattern becomes more prevalent, thereby increasing recognition tolerance and reducing misalignments, and also recognizing variously worn or partially damaged tire profiles can be attributed to the applicable tire type data and, in turn, these can also be included in pattern generation.
  • the database of tire data sets with tire condition data and tire type data required for the pattern recognition can, for example, be taken from other databases or built up during the execution of the method by means of a manual input of tire type data to be assigned to determined tire data.
  • state_data_type Based on such a database of at least one tire data set per tire type, the profile design reference pattern can then be further developed by the described pattern generation process.
  • a state detecting process the tire is rotated by means of a twisting device, a plurality of lines are scanned by the laser scanner while rotating across the tread in real time, and its surface profile is determined.
  • a three-dimensional image of the portion of the tread captured by the laser scanner during rotation is subsequently generated from the combination of the multiplicity of surface profiles of the scanned lines.
  • the tread depth and the two-dimensional tread design are determined as tire condition data by means of the evaluation unit.
  • an evaluation and assignment process is carried out, wherein the evaluation unit, after the determination of a two-dimensional profile design by means of the pattern generation and recognition module, checks whether a suitable profile design reference pattern is present in the database. It outputs the tire type data associated with the tread pattern reference pattern in the presence of a tread design reference pattern, thereby causing type identification of the tire. In the absence of a profile design reference pattern, the evaluation unit optionally outputs the prompt for entering tire type data.
  • tread pattern reference pattern does not exist or is not found in the tire data sets, according to an advantageous further development, after issuing the request for tire type data by the evaluation unit, manual entry of the tire type data and optional additional tire data takes place.
  • the basis for a learning process which will be described in more detail below, can thus be provided, provided that no tire type data has yet been stored in the database for a profile design.
  • the method can be carried out without the supply of external tire data sets, for example, for new types of tires or if there are no tire records in the database when re-commissioning.
  • the quantity of tire data sets that can be used for the evaluation unit is increased and supplemented in the case of failed pattern recognition.
  • the profile design reference patterns can thus be further developed with an initially small database.
  • the database is self-learning in that tire condition data determined by the condition detection process and associated manually entered or Tire type data determined by means of the evaluation and assignment process can be stored as tire data sets in the database of the evaluation unit.
  • the profile design reference pattern is first generated, assigned tire type data, and optionally further developed based on newly acquired tire condition data.
  • the method can thus be performed without the supply of external tire records. This is particularly advantageous in newly introduced types of tires or when there are no tire data records in the database when a device is newly put into operation for carrying out the method according to the invention.
  • tire data sets from external databases can be transferred to the database of the evaluation unit.
  • the databases of several devices for carrying out the method according to the invention can be networked or that the database of the evaluation units of several devices according to the invention can be formed by a common central database.
  • the vehicle type on which the respective tires are mounted is taken over as part of the additional tire data from the OBD (on-board diagnosis) system of the respective vehicle.
  • a manual input of the vehicle type is thus not required, which also incorrect entries and incorrect assignments to tire records are avoided in the database.
  • the previous mileage of a tire is additionally recorded among the tire addition data and it is including the previous mileage and the currently determined tread depth, and optionally including the mileage and determined tread depth of tire records of other tires with the same tire type data, a prog - nose created to the remaining useful life.
  • an appointment for tire change can already be agreed with the vehicle user on the basis of the prognosis, and recommendations for particularly suitable tires for his vehicle can be made.
  • the tire data of the tire data records are available for output in the database of the evaluation unit, so that they can be transferred to other databases, terminal devices such as portable storage media, further processed, visualized and also printable.
  • a photograph of the tire can be taken over into the database of the evaluation unit for the additional tire data.
  • An apparatus for carrying out a method for analyzing a running surface and for identifying a type of tire comprises a twisting device, a laser scanner and an evaluation unit.
  • a section of the tread of a tire is optically detectable line by line, wherein a surface profile of each scanned line is present and is transmitted to the evaluation unit.
  • the evaluation unit composes the line-by-line surface profiles and thus creates a three-dimensional image. From this three-dimensional image a two-dimensional profile design as well as a profile depth is determined.
  • the device is characterized in that the evaluation device has a database with which tire condition data, tire type data and optionally additional tire data can be stored in a structured manner and can be retrieved therefrom. Further descriptions of the database can already be found in the description of the procedure.
  • the device is further characterized in that the evaluation unit has a pattern generation and recognition module.
  • pattern generation can be carried out by means of the pattern generation and recognition module.
  • a profile design reference pattern is generated from the two-dimensional profile design.
  • a pattern recognition can furthermore be carried out by comparing a two-dimensional profile design, which was generated by means of the laser scanner in cooperation with the rotation device and the evaluation unit, with the profile design reference patterns already generated. If a tread pattern reference pattern matching the two-dimensional tread design is detected, the tire type data and, optionally, the tire accessory data deposited with the matching tread design reference pattern in the database may be output.
  • an optional request can be made by the evaluation unit for entering the tire type data.
  • the input may be made manually based on the tire type data being discarded based on the tire inscription or imprint by the operator.
  • an input of tire type data in this sense, it also applies if optically on the tire casing, in particular by scanning the inscriptions or lettering, taken and then entered as electronic data on such a request out.
  • the answer to the prompt can also be automated.
  • the twisting device is formed by a sliding plate.
  • the wheel with the tire to be checked stands on a sliding plate, which is tangentially, along the vehicle axis, slidably mounted.
  • the wheel is passively rotated while the vehicle remains in its position.
  • the line scan process is then performed by the laser scanner.
  • the device additionally has an optical camera with which a photograph of the section of interest of the tire can be made. As described in the context of the method, such a photograph may be included in the tire records for documentation purposes.
  • a device for carrying out the method for analyzing a tread 1 and type identification of a tire 2 mounted on a rim 3 on a motor vehicle 4 comprises a slide plate 5 as a twisting device, a laser scanner 6 with a transverse to the tread 1 projecting - Th light beam 7, an evaluation unit 8 with a Musterer Wegungs- and recognition module 9 and a central database 10 with tire records.
  • the sliding plate 5 as well as the laser scanner 6 are mounted on a lift.
  • a mobile terminal 1 1 For manual data entry and display of data on site in a service operation, a mobile terminal 1 1 is involved.
  • the laser scanner 6, the mobile terminal 11 and an OBD system 12 of the motor vehicle 4 are connected to the computer system 8, which likewise has a network connection 13 to other computer systems.
  • the tire 2 is rotated by means of the slide plate 5 and recorded while running the tread 1 by means of the laser scanner 6 line by line across the tread 1 in real time and transmitted to the evaluation unit 8.
  • Rotating the laser scanner 6 detected portion of the tread 1 before, which was generated by the evaluation unit 8.
  • a tread depth and a two-dimensional tread design 16 reproduced in FIG. 3 are determined by the evaluation unit 8 as tire condition data.
  • the result of the determination of the tread depth is transmitted from the evaluation unit 8 to the mobile terminal 11 and displayed there.
  • the pattern generation and recognition module 9 of the evaluation unit 8 compares the currently determined two-dimensional profile design 16 with profile design reference patterns stored in the tire data sets of the database 10 and, if coincident, outputs the assigned tire type data on the mobile terminal 11, whereby the type identification of the tire 2 is available to the operator.
  • a request for entry of tire type data by a service employee is output to a corresponding mask on the mobile terminal 11.
  • the evaluation unit 9 After inputting the tire type data, the evaluation unit 9 sets a new tire data record with assignment of the tire type data and the data read out from the OBD system 12 of the motor vehicle 4 to the two-dimensional profile design 16.
  • the evaluation unit 8 transfers this new tire data set to the database 10.
  • the tire data sets from the database 10 can be used to ascertain or also make empirical statements on the wear behavior of certain tire types as a function of the vehicle types on which they were driven Vulnerabilities in the profile, recordable in the form of outbreaks, are detected.
  • tire data sets from manufacturers as well as from associated service companies can be read into database 10, among other functions, so that a broad basis for type identification of tires 2 and statements on their usage behavior for different vehicle types is available.

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Analyse der Lauffläche eines Reifens beschrieben, welche eine Beurteilung des Zustands und Typenidentifikation des Reifens ermöglichen. Erfindungsgemäß wird das Verfahren mittels einer Verdrehungsvorrichtung, einem Laserscanner und einer Auswerteeinheit ausgeführt, wobei von einem Abschnitt der Lauffläche zeilenweise von dem Laserscanner Oberflächenprofile erzeugt werden, die von der Auswerteeinheit zu einem dreidimensionalen Abbild zusammengesetzt werden und aus dem dreidimensionalen Abbild ein zweidimensionales Reifenprofildesign erzeugt wird. Anhand eines zweidimensionalen Reifenprofildesigns wird ein Profilreferenzmuster erzeugt und dieses in einer Datenbank abgelegt. Jeweils erzeugte Reifenprofildesigns werden auf übereinstimmende Profilreferenzmuster überprüft, so dass bei Übereinstimmung die Reifentypendaten ausgebbar sind und somit eine Typenidentifikation erzielt wird. Die Vorrichtung weist erfindungsgemäß eine Verdrehungsvorrichtung, einen Laserscanner und eine Auswerteeinheit auf, wobei die Auswerteeinheit insbesondere ein Mustererzeugungs- und -erkennungsmodul aufweist.

Description

Verfahren zur Analyse einer Lauffläche eines Reifens und zur Typenidentifikation eines Reifens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Analysieren einer strukturierten Oberflä- che in Form der Lauffläche eines Fahrzeugreifens sowie zur Identifikation des Reifentyps.
Im Rahmen einer Analyse der Lauffläche eines Fahrzeugreifens wird üblicherweise dessen Profiltiefe bestimmt.
Aus dem Stand der Technik ist es hierzu bekannt, die Profiltiefe während der Überfahrt oder des Stehens eines Reifens auf einer durchsichtigen Messplatte mittels optischer Verfahren zu bestimmen. Die Ermittlung der Profiltiefe kann automatisch mithilfe der Lichtschnittmesstech- nik erfolgen, wobei auf die Oberfläche des Reifens, quer zur Lauffläche, eine Lichtlinie als Messlinie projiziert wird und aus der optisch erfassten Verformung der Linie mithilfe von Triangulationsverfahren die Profiltiefe berechnet wird. Die Messungen zur Ermittlung der Profiltiefe können an mehreren Stellen am Umfang des Reifens vorgenommen werden, wobei der Reifen rotieren kann oder die Messeinrichtung verschoben wird.
Aus der aktuell ermittelten Profiltiefe eines Reifens lassen sich jedoch keine Aus- sagen zur weiteren Laufleistung ableiten, da diese von einer Anzahl von Faktoren, wie Reifenprofil, Reifenhersteller und verwendeter Gummimischung, Fahrzeugtyp und der individuellen Fahrweise abhängt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Analy- se der Lauffläche eines Reifens zu entwickeln, welche eine Beurteilung des ZuStands und eine Typenidentifikation des Reifens ermöglichen.
Bestätigungskopiel Die Aufgabe wird durch das Verfahren mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen sowie durch die Vorrichtung mit den im Patentanspruch 9 aufgeführten Merkmalen gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unter- ansprüchen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Analyse der Lauffläche eines Reifens und der Typenidentifikation des Reifens basiert auf der optischen zeilenweisen Erfassung des Profils der Lauffläche, beispielsweise mittels eines Lichtschnittverfah- rens oder Triangulationsverfahrens, wobei neben der Profiltiefenbestimmung ein zweidimensionales Profildesign im Sinne eines Oberflächenabdrucks aus dem erfassten Profil berechnet wird, das mithilfe einer Mustererkennung zur Identifikation des Reifens, mit in einer zentralen Datenbank abgelegten Vielzahl zweidimensionaler Profilabdrücke, denen jeweils Reifendaten, wie Reifentyp, Reifen- hersteiler und die möglichen Fahrzeugtypen zum Einsatz des Reifens zugeordnet sind, verglichen wird.
Zur Durchführung des Verfahrens werden eine Verdrehungsvorrichtung, mit welcher der Reifen verdrehbar ist, ein Laserscanner, mit welchem eine Oberfläche in Zeilen scannbar und ein Oberflächenprofil einer gescannten Zeile bestimmbar ist sowie eine Auswerteeinheit eingesetzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei wie folgt gekennzeichnet: Die Auswerteeinheit weist eine Datenbank auf, in welcher Daten eines Reifens als Reifendatensätze, aufweisend Reifenzustandsdaten, Reifentypendaten sowie optional als Reifenzusatzdaten, speicherbar sind.
Die Reifenzustandsdaten umfassen ein zweidimensionales Profildesign des Rei- fens sowie optional dessen Profiltiefe. Die Reifentypendaten umfassen mindestens das Reifenmodell, Reifengröße und den Reifenhersteller. Weitere Reifentypendaten können beispielsweise Geschwindigkeitsklassen oder Codierungen des Herstellers sein. Zu den Reifendatensätzen sind optional Reifenzusatzdaten, wie beispielsweise die bereits vorliegende Laufleistung oder der Fahrzeugtyp, auf dem der Reifen montiert ist, Reifenzustandsdaten und Herstellungsdaten zuordenbar.
Die Datenbank der Auswerteeinheit kann auch als eine räumlich getrennte mit- tels Datenfernübertragung einbezogene Datenbank ausgeführt sein.
In einem Mustererzeugungsvorgang erzeugt die Auswerteeinheit mittels eines Mustererzeugungs- und -erkennungsmoduls auf der Grundlage von in Reifendatensätzen gespeicherten zweidimensionalen Profildesigns, welche jeweils den gleichen Reifentypendaten zugeordnet sind, jeweils ein Profildesignreferenzmuster und ordnet dieses den gleichen Reifentypendaten zu. Das Profildesign ist durch die Anordnung der Profilblöcke und -rillen bestimmt.
In vorteilhafter Weise wird es auf Basis der Menge der erfassten und gespeicher- ten zweidimensionalen Profildesigns ermöglicht, das Profildesignreferenzmuster immer mehr zu verdurchschnittlichen, wodurch die Toleranz zur Erkennung vergrößert wird und Fehlzuordnungen verringert werden und auch unterschiedlich abgefahrene oder teilweise beschädigte Profile von Reifen zu erkennen und den zutreffenden Reifentypendaten zuzuordenbar sind und wodurch diese ebenfalls wiederum in die Mustererzeugung einbezogen werden können.
Der für die Mustererkennung erforderliche Datenbestand an Reifendatensätzen mit Reifenzustandsdaten und Reifentypendaten kann dabei beispielsweise aus anderen Datenbanken übernommen oder bei der Durchführung des Verfahrens selbst aufgebaut werden mittels einer nachfolgend noch näher beschriebenen manuellen Eingabe von Reifentypendaten zur Zuordnung zu ermittelten Reifen- zustandsdaten. Ausgehend von einem solchen Datenbestand von mindestens einem Reifendatensatz je Reifentyp kann dann durch den beschriebenen Mustererzeugungsvorgang das Profildesignreferenzmuster fortentwickelt werden. In einem Zustandserfassungsvorgang wird der Reifen mittels Verdrehvorrichtung gedreht, es werden mittels des Laserscanners während des Drehens quer über die Lauffläche in Echtzeit eine Vielzahl von Zeilen gescannt und es wird deren Oberflächenprofil bestimmt.
Mithilfe der Auswerteeinheit wird nachfolgend aus der Kombination der Vielzahl der Oberflächenprofile der gescannten Zeilen ein dreidimensionales Abbild des während des Drehens von dem Laserscanner erfassten Abschnitts der Lauffläche generiert.
Aus dem dreidimensionalen Abbild des Abschnitts der Lauffläche werden mittels der Auswerteeinheit die Profiltiefe und das zweidimensionale Profildesign als Reifenzustandsdaten bestimmt.
Nachfolgend wird ein Auswertungs- und Zuordnungsvorgang durchgeführt, wobei die Auswerteeinheit nach der Bestimmung eines zweidimensionalen Profildesigns mittels des Mustererzeugungs- und -erkennungsmoduls überprüft, ob in der Datenbank ein passendes Profildesignreferenzmuster vorhanden ist. Sie gibt bei einem Vorhandensein eines Profildesignreferenzmusters die dem Profildesignreferenzmuster zugeordneten Reifentypendaten aus, wodurch eine Typenidentifikation des Reifens bewirkt ist. Bei einem Nichtvorhandensein eines Profildesignreferenzmusters gibt die Auswerteeinheit optional die Aufforderung zur Eingabe von Reifentypendaten aus.
Mit der automatischen Identifikation des Reifens ist es in vorteilhafter Weise möglich, Prognosen zu bevorstehendem Reifenwechsel anhand der ermittelten Profiltiefe und in den Reifendatensätzen vorliegenden Daten und Reifenzusatzdaten zu erstellen und auszugeben. Für Kunden wird durch die schnelle Beurteilung des Zustands der Reifen und einer Empfehlung zu besonders geeigneten Reifen für den jeweiligen Einsatzzweck ein besserer Service gewährleistet. Weiterhin wird die Unfallgefahr durch abgefahrene Reifen verringert.
Aus der Menge der erfassten Daten in den Reifend atensätzen können für Reifenhersteller relevante statistische Daten insbesondere zum fahrzeugtypabhän- gigen Verschleißverhalten von Reifenmodellen bereitgestellt werden.
Wenn ein Profildesignreferenzmuster in den Reifendatensätzen nicht vorhanden ist oder nicht gefunden wird, erfolgt gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung nach der Ausgabe der Aufforderung zur Eingabe von Reifentypendaten durch die Auswerteeinheit eine manuelle Eingabe der Reifentypendaten und op-tional von Reifenzusatzdaten.
Als besonderer Vorteil kann damit die Grundlage für einen nachfolgend noch näher beschriebenen Einlernprozess bereitgestellt werden, sofern für ein Profildesign noch keine Reifentypendaten in der Datenbank gespeichert sind. Damit kann das Verfahren ohne die Zuführung von externen Reifendatensätzen beispielsweise auch für neue Reifentypen ausgeführt werden oder wenn bei einer Neuinbetriebnahme noch keine Reifendatensätze in der Datenbank vorhanden sind. Als besonderer Vorteil wird dadurch bei fehlgeschlagenen Mustererkennungen die Menge der, für die Auswerteeinheit verwendbaren, Reifendatensätze für die Mustererzeugung erhöht und ergänzt. Die Profildesignreferenzmuster können so bei einer anfänglich geringen Datenbasis fortentwickelt werden. Die Datenbank ist selbstlernend, indem mittels des Zustandserfassungsvorgangs ermittelte Reifenzustandsdaten und zugeordnete manuell eingegebene oder mit- tels des Auswertungs- und Zuordnungsvorgangs ermittelte Reifentypendaten als Reifendatensätze in der Datenbank der Auswerteeinheit gespeichert werden. Auf der Grundlage der Anzahl der, in den Reifenzustandsdaten und in den Reifendatensätzen gespeicherten, zweidimensionalen Profildesigns wird das Profil- designreferenzmuster erstmals erzeugt, Reifentypendaten zugeordnet sowie optional auf der Grundlage von jeweils neu erfassten Reifenzustandsdaten fortentwickelt. Wie oben beschrieben kann das Verfahren damit ohne die Zuführung von externen Reifendatensätzen ausgeführt werden. Dies ist besonders vorteilhaft bei neu eingeführten Reifentypen oder wenn bei einer Neuinbetriebnahme einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens noch keine Reifendatensätze in der Datenbank vorhanden sind.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens können neben der Erfassung von Reifenzustandsdaten und der manuellen Ein- gäbe der Reifentypendaten und optional der Reifenzusatzdaten Reifendatensätze von externen Datenbanken in die Datenbank der Auswerteeinheit übernommen werden. Dies schließt ein, dass die Datenbanken mehrerer Vorrichtungen zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vernetzt sein können oder dass die Datenbank der Auswertungseinheiten mehrerer erfindungsgemäßer Vorrichtungen durch eine gemeinsame zentrale Datenbank gebildet sein kann.
Mit der Übernahme von Reifendatensätzen aus externen Datenbanken, wie von Datenbanken der Reifenhersteller, kann der manuelle Aufwand zur Eingabe der entsprechenden Daten vermieden und damit der Arbeitsaufwand sowie die An- fälligkeit für Eingabefehler verringert werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Fahrzeugtyp, auf dem die jeweiligen Reifen montiert sind, als Teil der Reifenzusatzdaten aus dem OBD (On- Board-Diagnose)-System des jeweiligen Fahrzeugs übernommen. Eine manuelle Eingabe des Fahrzeugtyps ist somit nicht erforderlich, wodurch auch Fehleingaben und falsche Zuordnungen zu Reifendatensätzen in der Datenbank vermieden werden. In einer weiteren Variante des Verfahrens wird zusätzlich die bisherige Laufleistung eines Reifens unter den Reifenzusatzdaten erfasst und es wird unter Einbeziehung der bisherigen Laufleistung und der aktuell ermittelten Profiltiefe, sowie optional unter Einbeziehung der Laufleistungen und ermittelten Profiltiefe aus Reifendatensätzen anderer Reifen mit gleichen Reifentypendaten, eine Prog- nose zur Restnutzungsdauer erstellt.
Mit dem Fahrzeugnutzer kann auf Basis der Prognose günstigerweise bereits ein Termin zum Reifenwechsel vereinbart werden und es können Empfehlungen zu besonders geeigneten Reifen für sein Fahrzeug gegeben werden.
In einer Weiterbildung stehen die Reifendaten der Reifendatensätze in der Datenbank der Auswerteeinheit ausgebbar zur Verfügung, sodass diese an andere Datenbanken, Endgeräte wie transportable Speichermedien übertragbar, weiter- verarbeitbar, visuell darstellbar und auch ausdruckbar sind.
In einer weiteren Variante ist eine Fotografie des Reifens in die Datenbank der Auswerteeinheit zu den Reifenzusatzdaten übernehmbar.
Zu Dokumentations- und Argumentationszwecken gegenüber Kunden in einem Servicebetrieb kann es günstig sein, eine Fotografie der Lauffläche des Reifens zu erstellen und zu speichern.
Eine Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens zur Analyse einer Lauffläche und zur Typenidentifikation eines Reifens weist eine Verdrehungsvorrichtung, einen Laserscanner und eine Auswertungseinheit auf. Mit dem Laserscanner ist in Verbindung mit einer Verdrehung des Reifens mittels der Verdrehungsvorrichtung ein Abschnitt der Lauffläche eines Reifens zeilenweise optisch erfassbar, wobei ein Oberflächenprofil einer jeden gescannten Zeile vorliegt und an die Auswertungseinheit übertragen wird. Die Auswertungseinheit setzt die zeilenweise vorliegenden Oberflächenprofile zusammen und erzeugt so ein dreidimensionales Abbild. Aus diesem dreidimensionalen Abbild wird ein zweidimensionales Profildesign sowie eine Profiltiefe bestimmt.
Die Vorrichtung ist gekennzeichnet dadurch, dass die Auswertungsvorrichtung eine Datenbank aufweist, mit welcher Reifenzustandsdaten, Reifentypendaten und optional Reifenzusatzdaten strukturiert speicherbar und von dieser abrufbar sind. Nähere Beschreibungen zur Datenbank finden sich bereits bei der Be- Schreibung des Verfahrens.
Die Vorrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit ein Mustererzeugungs- und - erkennungsmodul aufweist. Mittels des Mustererzeu- gungs- und - erkennungsmoduls ist zum einen eine Mustererzeugung durchführbar. Hierbei wird aus dem zweidimensionalen Profildesign ein Profildesignrefer- enzmuster erzeugt. Zur Funktion der Mustererzeugung wird auf die detaillierten Beschreibungen im Rahmen der Beschreibung des Verfahres nach Anspruch 1 Bezug genommen. Mittels des Mustererzeugungs- und -erkennungsmoduls ist ferner eine Mustererkennung ausführbar, indem ein zweidimensionales Profildesign, welches mittels des Laserscanners im Zusammenwirken mit der Verdreh- ungsvorrichtung und der Auswertungseinheit erzeugt wurde, mit den bereits erzeugten Profildesignreferenzmustern verglichen wird. Sofern ein mit dem zweidimensionalen Profildesign übereinstimmendes Profildesignreferenzmuster festgestellt wird, können die Reifentypendaten sowie optional die Reifenzusatzdaten, die zu dem übereinstimmenden Profildesignreferenzmuster in der Daten- bank hinterlegt sind, ausgegeben werden. Damit ist die Reifentypenidentifikation bewirkt. Soweit kein übereinstimmendes Profildesignrefernzmuster festgestellt werden kann, kann optional durch die Auswerteeinheit eine Aufforderung zur Eingabe der Reifentypendaten erfolgen. Die Eingabe kann insbesondere manuell auf der Grundlage eines Abiesens der Reifentypendaten anhand der Reifen- aufschrift oder -aufprägung durch den Bediener erfolgen. Als eine solche Eingabe von Reifentypendaten in diesem Sinne gilt es auch, wenn Reifentypenda- ten optisch am Reifenmantel, insbesondere durch ein Scannen der Aufschriften bzw. Schriftprägung, entnommen und dann als elektronische Daten auf eine solche Aufforderung hin eingegeben werden. Die Beantwortung der Eingabeaufforderung kann auch automatisiert erfolgen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Verdrehungsvorrichtung durch eine Schiebeplatte ausgebildet. Dabei steht das Rad mit dem zu überprüfenden Reifen auf einer Schiebeplatte auf, welche tangential, entlang der Fahrzeugachse, verschieblich gelagert ist. Bei einem aktiven Verschieben der Schiebeplatte wird das Rad passiv mitgedreht, während das Fahrzeug an seiner Position verbleibt. Während dieser Verdrehung erfolgt dann der zeilenweise Scannvorgang durch den Laserscanner. Einen Vorteil bildet es, dass eine sehr präzise Steuerung der Verdrehbewegung erreichbar ist. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die Vorrichtung zusätzlich eine optische Kamera auf, mit welcher eine Fotografie von dem interessierenden Abschnitt des Reifens durchgeführt werden kann. Wie im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben, kann eine solche Fotografie zu Dokumentationszwecken zu den Reifendatensätzen genommen werden.
Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von
Darstellung des Prinzips einer Vorrichtung zum Analysieren der Lauffläche eines Reifens
Lauffläche eines Fahrzeug reifens mit Zeilen eines Laserscanners zweidimensionales Profildesign eines Reifens näher erläutert. Nach Fig. 1 umfasst eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Analyse einer Lauffläche 1 und Typenidentifikation eines Reifens 2, der auf einer Felge 3 an einem Kraftfahrzeug 4 montiert ist, eine Schiebeplatte 5 als Verdrehungsvorrichtung, einen Laserscanner 6 mit einem quer zur Lauffläche 1 projizier- ten Lichtstrahl 7, eine Auswerteeinheit 8 mit einem Mustererzeugungs- und -er- kennungsmodul 9 und einer zentralen Datenbank 10 mit Reifendatensätzen.
Die Schiebeplatte 5 wie auch der Laserscanner 6 sind an einer Hebebühne montiert.
Zur manuellen Dateneingabe und Anzeige von Daten vor Ort in einem Servicebetrieb ist ein mobiles Endgerät 1 1 eingebunden.
Über geeignete Schnittstellen sind der Laserscanner 6, das mobile Endgerät 1 1 und ein OBD-System 12 des Kraftfahrzeugs 4 mit dem Computersystem 8 verbunden, das ebenfalls eine Netzwerkverbindung 13 zu anderen Computersystemen aufweist.
Zur Erfassung des Zustands der Lauffläche 1 des Reifens 2 wird der Reifen 2 mithilfe der Schiebeplatte 5 gedreht und während des Drehens die Lauffläche 1 mittels des Laserscanners 6 zeilenweise quer zur Lauffläche 1 in Echtzeit erfasst und an die Auswerteeinheit 8 übertragen.
Wie in Fig. 2 dargestellt, liegt aus der Kombination einer Vielzahl der Oberflä- chenprofile von Zeilen 14 ein dreidimensionales Abbild 15 des während des
Drehens vom Laserscanner 6 erfassten Abschnitts der Lauffläche 1 vor, das von der Auswerteinheit 8 generiert wurde.
Aus dem dreidimensionalen Abbild 15 des Abschnitts der Lauffläche 1 wird durch die Auswerteeinheit 8 eine Profiltiefe und ein in Fig. 3 wiedergegebenes zweidimensionales Profildesign 16 als Reifenzustandsdaten bestimmt. Das Ergebnis der Bestimmung der Profiltiefe wird von der Auswerteeinheit 8 an das mobile Endgerät 11 übertragen und dort angezeigt. Mithilfe einer Mustererkennungsroutine vergleicht das Mustererzeugungs- und -erkennungsmodul 9 der Auswerteeinheit 8 das aktuell bestimmte zweidimensionale Profildesign 16 mit in den Reifendatensätzen der Datenbank 10 abgelegten Profildesignreferenzmustern und gibt bei Übereinstimmung die zugeordneten Reifentypendaten auf dem mobilen Endgerät 11 aus, womit die Typenidentifika- tion des Reifens 2 für den Bediener verfügbar ist.
Findet das Mustererzeugungs- und -erkennungsmodul 9 der Auswerteeinheit 8 kein übereinstimmendes Profildesignreferenzmuster, wird eine Aufforderung zur Eingabe von Reifentypendaten durch einen Servicemitarbeiter in eine entspre- chende Maske auf dem mobilen Endgerät 11 ausgegeben.
Nach der Eingabe der Reifentypendaten legt die Auswerteeinheit 9 einen neuen Reifendatensatz unter Zuordnung der Reifentypendaten und der von dem OBD- System 12 des Kraftfahrzeugs 4 ausgelesenen Daten zu dem zweidimensiona- len Profildesign 16 an.
Die Auswerteeinheit 8 übergibt diesen neuen Reifendatensatz zum Ablegen an die Datenbank 10. Bei einer ausreichend breiten Datenbasis können mittels der Reifendatensätze aus der Datenbank 10 auch empirische Aussagen zu dem Verschleißverhalten bestimmter Reifentypen in Abhängigkeit von den Fahrzeugtypen, auf denen diese gefahren wurden, erhoben oder auch Schwachstellen im Profil, bespielsweise in Form von Ausbrüchen, erkannt werden. Über die Netzwerkverbindung 13 können neben anderen Funktionen Reifendatensätze sowohl von Herstellern als auch von verbundenen Servicebetrieben in die Datenbank 10 eingelesen werden, sodass eine breite Basis zur Typenidentifikation von Reifen 2 und Aussagen zu deren Nutzungsverhalten bei unter- schiedlichen Fahrzeugtypen vorliegt.
Verwendete Bezugszeichen
I Lauffläche
2 Reifen
3 Felge
4 Kraftfahrzeug
5 Schiebeplatte
6 Laserscanner
7 Lichtstrahl
8 Auswerteeinheit
9 Mustererzeugungs- und -erkennungsmodul
10 Datenbank
I I mobiles Endgerät
12 OB D-System
13 Netzwerkverbindung
14 Zeilen
15 dreidimensionales Abbild
16 zweidimensionales Profildesign

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Analyse einer Lauffläche eines Reifens und zur Typenidentifikation eines Reifens
mittels einer Verdrehungsvorrichtung, mit welcher der Reifen (2) verdrehbar ist, einem Laserscanner (6), mit welchem eine Oberfläche in Zeilen (14) scannbar und ein Oberflächenprofil einer gescannten Zeile (14) bestimmbar ist sowie einer Auswerteeinheit (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (8) eine Datenbank (10) aufweist, in welcher Reifenzustandsdaten, Reifentypendaten und optional Reifenzusatzdaten zu Reifendatensätzen des Reifens (2) zuordenbar und speicherbar sind, wobei die Reifenzustandsdaten mindestens ein zweidimensionales Profildesign (16) und optional eine Profiltiefe aufweisen, Reifentypendaten das Reifenmodell, Reifengröße und den Reifenhersteller aufweisen und Reifenzusatzdaten optional eine bereits vorliegende Laufleistung oder optional den Fahrzeugtyp, auf dem der Reifen (2) montiert ist, aufweisen, dass in einem Mustererzeugungsvorgang die Auswerteeinheit (8) auf der Grundlage von in Reifend atensätzen gespeicherten zweidimensionalen Profildesigns (16), welche jeweils den gleichen Reifentypendaten zugeordnet sind, jeweils ein Profildesignreferenzmuster erzeugt und dieses den gleichen Reifentypendaten zuordnet,
dass in einem Zustandserfassungsvorgang der Reifen (2) mittels einer Verdrehvorrichtung gedreht und mittels des Laserscanners (6) während des Drehens eine Vielzahl von Zeilen (14) quer über die Lauffläche (1) in Echtzeit gescannt und deren Oberflächenprofil bestimmt wird,
wobei mittels der Auswerteeinheit (9) nachfolgend aus der Kombination der Vielzahl der Oberflächenprofile der gescannten Zeilen (14), ein dreidimensionales Abbild (15) des während des Drehens von dem Laserscanner (6) erfassten Abschnitts der Lauffläche (1) generiert wird, wobei aus dem dreidimensionalen Abbild (15) des Abschnitts der Lauffläche (1) mittels der Auswerteeinheit (8) die Profiltiefe und das zweidimensionale Profildesign (16) als Reifenzustandsdaten bestimmt werden, dass ein Auswertungs- und Zuordnungsvorgang durchgeführt wird, wobei die Auswerteeinheit (8) nach der Bestimmung des zweidimensionalen Profildesigns (16) überprüft, ob in der Datenbank (10) ein übereinstimmendes Profildesignreferenzmuster vorhanden ist und bei einem Vorhandensein eines übereinstimmenden Profildesignreferenzmusters die dem übereinstimmenden Profildesignreferenzmuster zugeordneten Reifentypendaten ausgibt, wodurch eine Typenidentifikation des Reifens (2) bewirkt ist und
bei einem Nichtvorhandenseins des übereinstimmendenden Profildesignreferenzmusters die Auswerteeinheit (8) optional die Aufforderung zur Eingabe von Reifentypendaten ausgibt.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
dass die Reifentypendaten und optional die Reifenzusatzdaten manuell eingebbar sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Datenbank (10) selbstlernend ist, indem mittels des Zustandser- fassungsvorgangs ermittelte Reifenzustandsdaten und zugeordnete manuell eingegebene oder mittels des Auswertungs- und Zuordnungsvorgangs ermittelte Reifentypendaten als Reifendatensätze in der Datenbank (10) der Auswerteeinheit (8) gespeichert werden und
auf der Grundlage der Anzahl, der in den Reifenzustandsdaten in den Reifendatensätzen gespeicherten zweidimensionalen Profildesigns (16), das Profildesignreferenzmuster erzeugt sowie optional auf der Grundlage von jeweils neu erfassten Reifenzustandsdaten fortentwickelt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass Reifendatensätze von externen Datenbanken in die Datenbank (10) der Auswerteeinheit (8) übernehmbar sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Fahrzeugtyp als Teil der Reifenzusatzdaten aus einem OBD- System (On-Board-Diagnose-System) (12) übernommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die bisherige Laufleistung des Reifens (2) erfasst und unter Einbeziehung der bisherigen Laufleistung und der aktuell ermittelten Profiltiefe sowie optional unter Einbeziehung der Laufleistungen und ermittelten Profiltiefe aus Reifendatensätzen anderer Reifen (2) mit gleichen Reifentypendaten eine Prognose zur Restnetzungsdauer erstellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Reifendaten der Reifendatensätze in der Datenbank (10) der Auswerteeinheit (8) ausgebbar zur Verfügung stehen, sodass diese visuell darstellbar, ausdruckbar oder übertragbar an ein mobiles Endgerät (11) sind.
Verfahren nach einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Fotografie der Lauffläche (1) des Reifens (2) erstellt wird, welches in die Datenbank (10) der Auswerteeinheit (8) als Reifenzusatzdaten übernehmbar ist. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 , aufweisend eine Verdrehungsvorrichtung, mit welcher der Reifen (2) verdrehbar ist, einen Laserscanner (6), mit welchem eine Oberfläche eines Abschnitt der Lauffläche (1) des Reifens (2) in Zeilen (14) scannbar und ein Oberflächenprofil einer gescannten Zeile (14) bestimmbar ist sowie einer Auswerteeinheit (8), dadurch gekennzeichnet,
dass mittels der Auswerteeinheit (8) aus der Kombination der Oberflächenprofile der gescannten Zeilen (14), ein dreidimensionales Abbild (15) des von dem Laserscanner (6) erfassten Abschnitts der Lauffläche (1) generierbar ist, wobei aus dem dreidimensionalen Abbild (15) des Abschnitts der Lauffläche (1) mittels der Auswerteeinheit (9) die Profiltiefe und das zweidimensionale Profildesign (16) als Reifenzustandsdaten bestimmbar sind,
dass die Auswerteeinheit (8) eine Datenbank (10) aufweist, in welcher Reifenzustandsdaten, Reifentypendaten und optional Reifenzusatzdaten zu Reifendatensätzen des Reifens (2) zuordenbar und speicherbar sind, wobei die Reifenzustandsdaten mindestens ein zweidimensionales Profildesign (16) und optional eine Profiltiefe aufweisen, Reifentypendaten ein Reifenmodell, eine Reifengröße und einen Reifenhersteller aufweisen und Reifenzusatzdaten optional eine bereits vorliegende Laufleistung oder optional den Fahrzeugtyp, auf dem der Reifen (2) montiert ist, aufweisen, dass die Auswerteeinheit (8) ein Mustererzeugungs- und erkennungsmo- dul aufweist, wobei mittels des Mustererzeugungs- und erkennungsmo- duls in einer Mustererzeugung auf der Grundlage von in Reifendatensätzen gespeicherten zweidimensionalen Profildesigns (16), welche jeweils den gleichen Reifentypendaten zugeordnet sind, jeweils ein Profildesignreferenzmuster erzeugbar und dieses den gleichen Reifentypendaten zuordenbar ist, und wobei mittels des Mustererzeugungs- und erkennungs- moduls nach der Bestimmung des zweidimensionalen Profildesigns (16) überprüfbar ist, ob in der Datenbank (10) ein übereinstimmendes Profildesignreferenzmuster vorhanden ist und bei einem Vorhandensein eines übereinstimmenden Profildesignreferenzmusters die dem Profildesignreferenzmuster zugeordneten Reifentypendaten ausgebbar sind, wodurch eine Typenidentifikation des Reifens (2) bewirkt ist und
bei einem Nichtvorhandenseins eines übereinstimmenden Profildesignre- ferenzmusters die Auswerteeinheit (8) optional eine Aufforderung zur Eingabe von Reifentypendaten ausgibt.
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