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JP7119727B2 - Tire contact shape analysis device and tire contact shape analysis method - Google Patents
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JP7119727B2 - Tire contact shape analysis device and tire contact shape analysis method - Google Patents

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Description

本発明は、タイヤ接地形状解析装置およびタイヤ接地形状解析方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tire ground contact shape analysis device and a tire ground contact shape analysis method.

タイヤの接地部分の形状を解析する技術が特許文献1、特許文献2に開示されている。特許文献1に開示されている技術は、ガラス板に梨地シートを配置し、梨地シートの梨地面にタイヤを押圧して接地させ、ガラス板から光を照射して、梨地面の接地部分からの反射率が、非接地部分からの反射率より小さいことを利用して、接地画像を得るものである。特許文献2に開示されている技術は、タイヤの踏み跡を撮影して取得した画像から、輝度に基づく2値像を生成している。 Techniques for analyzing the shape of the contact portion of a tire are disclosed in Patent Documents 1 and 2. In the technique disclosed in Patent Document 1, a satin-finished sheet is placed on a glass plate, a tire is pressed against the satin-finished surface of the satin-finished sheet and grounded, light is emitted from the glass plate, and light is emitted from the contact portion of the satin-finished surface. The grounded image is obtained by utilizing the fact that the reflectance is smaller than the reflectance from the non-grounded portion. The technology disclosed in Patent Literature 2 generates a binary image based on brightness from an image obtained by photographing a tire footprint.

特開2003-14428号公報JP-A-2003-14428 特開平5-196557号公報JP-A-5-196557

特許文献1に開示の技術は、梨地シートを利用する。このため、タイヤが転動する状態での動的接地特性を得る場合、回動するタイヤがシートに接触するとシートがガラス板から剥がれてしまう。特許文献2に開示の技術によると、接地状態で回転させると踏み跡が崩れることがあり、タイヤの動的接地特性を得ることが困難である。したがって、特許文献1、特許文献2に開示の技術は、タイヤの動的接地特性を得るうえで改善の余地がある。 The technique disclosed in Patent Document 1 uses a satin-finished sheet. For this reason, when obtaining dynamic ground contact characteristics in a state where the tire is rolling, the sheet is peeled off from the glass plate when the rotating tire comes into contact with the sheet. According to the technology disclosed in Patent Document 2, when the tire is rotated in the grounded state, the footprint may be lost, and it is difficult to obtain the dynamic grounding characteristics of the tire. Therefore, the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 have room for improvement in terms of obtaining dynamic ground contact characteristics of tires.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、短い時間でタイヤの動的接地特性を精度良く解析することのできるタイヤ接地形状解析装置およびタイヤ接地形状解析方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and its object is to provide a tire contact shape analysis device and a tire contact shape analysis method capable of accurately analyzing the dynamic contact characteristics of a tire in a short time. That is.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のある態様によるタイヤ接地形状解析装置は、解析対象であるタイヤの接地面に、タイヤトレッド部に設けられた溝のエッジの輝度を高める光を照射する照明部と、前記照明部から照射される光によって、前記タイヤの接地面を撮影した撮影画像を取得する接地面画像取得部と、前記接地面画像取得部によって取得された接地面画像を解析して接地特性を求める接地特性解析部とを含み、前記接地特性解析部は、前記撮影画像から溝画像を抽出する溝抽出部と、前記撮影画像について所定輝度を閾値とした二値化処理によって得た大まかな接地領域の画像から前記溝画像を差し引く接地特性算出部とを含み、前記溝抽出部は、前記撮影画像から、所定輝度より高い輝度を有する部分を、溝の面取り部分を示す面取り画像として抽出する面取り画像抽出部と、前記撮影画像から、所定輝度より低い輝度を有する部分を、溝の底部を示す溝底部画像として抽出する溝底部抽出部と、前記撮影画像から、所定輝度より高い輝度を有する部分によって囲まれた低輝度部分を、主溝の底部を示す主溝底部画像として抽出する主溝底部抽出部と、前記面取り画像と、前記溝底部画像と、前記主溝底部画像とを合成して前記溝画像を得る合成部と、を含む。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a tire contact shape analysis apparatus according to one aspect of the present invention measures the brightness of the edge of a groove provided in a tire tread portion on the contact surface of a tire to be analyzed. a tread image acquisition unit that acquires a photographed image of the tread of the tire by the light emitted from the illuminating unit; and the tread image acquired by the tread image acquisition unit. a ground contact characteristics analysis unit that analyzes a ground image and obtains ground contact characteristics , wherein the contact characteristics analysis unit includes a groove extraction unit that extracts a groove image from the captured image; and a contact characteristic calculating section that subtracts the groove image from a rough contact area image obtained by the binarization process. A chamfered image extracting unit for extracting a chamfered image showing a chamfered portion, a groove bottom extracting unit for extracting a portion having luminance lower than a predetermined luminance from the photographed image as a groove bottom image showing the bottom of the groove, and the photographed image. a main groove bottom extracting unit for extracting a low-luminance portion surrounded by a portion having a luminance higher than a predetermined luminance as a main groove bottom image showing the bottom of the main groove, the chamfered image, and the groove bottom image; a synthesizing unit for synthesizing the main groove bottom image and the groove image to obtain the groove image.

前記タイヤは、透明板の一主面に接触し、前記照明部は、前記タイヤの接地面を包囲するように、前記透明板の一主面側に設けられた一主面側ランプと、前記透明板の他主面側に設けられた他主面側ランプとを含み、前記他主面側ランプは、タイヤ幅方向の外側から内側に向けて、前記接地面に光を照射する幅方向ランプを含むことが好ましい。 The tire is in contact with one main surface of a transparent plate, and the illumination unit includes a one main surface side lamp provided on one main surface side of the transparent plate so as to surround the ground contact surface of the tire; and a other-principal-surface-side lamp provided on the other-principal-surface side of the transparent plate, wherein the other-principal-surface-side lamp is a width-direction lamp that irradiates the ground contact surface with light from the outside to the inside in the tire width direction. is preferably included.

前記タイヤの接地面を撮影するカメラをさらに含み、前記カメラは、前記タイヤの前記接地面の中心点の法線方向から前記タイヤの接地面を撮影することが好ましい。 It is preferable that a camera for photographing the contact patch of the tire is further included, and the camera photographs the contact patch of the tire from a normal direction of a center point of the contact patch of the tire.

前記カメラは、前記タイヤの接地面の輪郭から、前記透明板の他主面側に対して垂直な方向に延ばした線によって囲まれる範囲に設けられることが好ましい。 Preferably, the camera is provided in a range surrounded by a line extending from the contour of the ground contact surface of the tire in a direction perpendicular to the other main surface of the transparent plate.

前記他主面側ランプは、タイヤ周方向の外側から内側に向けて、前記接地面に光を照射する周方向ランプを含むことが好ましい。 It is preferable that the other-main-surface-side lamp includes a circumferential lamp that irradiates the ground contact surface with light from the outer side to the inner side in the tire circumferential direction.

前記接地特性算出部は、前記二値化処理によって得た画像のうち、前記撮影画像に含まれる刻印に対応する部分を除いた部分を、前記大まかな接地領域とすることが好ましい。 It is preferable that the ground contact characteristic calculation unit uses a portion of the image obtained by the binarization process, excluding a portion corresponding to the stamp included in the captured image, as the rough ground contact area.

前記主溝底部抽出部は、前記撮影画像についてタイヤ周方向に平滑化処理する平滑化処理部と、前記平滑化処理部によって平滑化された平滑化画像について、所定の第1輝度閾値により2値化処理した第1候補画像を抽出する第1候補画像抽出部と、前記平滑化画像について、前記第1輝度閾値よりも低い第2輝度閾値により2値化処理した第2候補画像を抽出する第2候補画像抽出部と、前記第1候補画像に含まれかつ接地ブロックを含まない孤立物の画像と、前記第2候補画像とを重ね合わせて前記主溝底部画像を得る重ね合わせ処理部と、を含むことが好ましい。 The main groove bottom extracting unit includes a smoothing processing unit that performs smoothing processing on the captured image in the tire circumferential direction, and a binary value on the smoothed image smoothed by the smoothing processing unit using a predetermined first luminance threshold. a first candidate image extracting unit that extracts a first candidate image that has undergone a normalization process; and a second candidate image that has been binarized from the smoothed image using a second luminance threshold lower than the first luminance threshold and extracts a second candidate image. a second candidate image extracting unit, a superposition processing unit for obtaining the main groove bottom image by superimposing an image of an isolated object that is included in the first candidate image and does not include a contact block with the second candidate image; is preferably included.

前記面取り画像抽出部は、前記撮影画像から、前記所定輝度より高い輝度を有する部分のうち、前記撮影画像に含まれる刻印に対応する部分を除いた部分を、前記面取り画像とすることが好ましい。 It is preferable that the chamfered image extracting unit uses, as the chamfered image, a portion of the photographed image that has luminance higher than the predetermined luminance, excluding a portion corresponding to the stamp included in the photographed image.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のある態様によるタイヤ接地形状解析方法は、解析対象であるタイヤの接地面に照射され、タイヤトレッド部に設けられた溝のエッジの輝度を高める光によって、前記タイヤの接地面を撮影した撮影画像を取得する接地面画像取得ステップと、前記接地面画像取得ステップによって取得された接地面画像を解析して接地特性を求める接地特性解析ステップとを含み、前記接地特性解析ステップは、前記撮影画像から溝画像を抽出する溝抽出処理と、前記撮影画像について所定輝度を閾値とした二値化処理によって得た大まかな接地領域の画像から前記溝画像を差し引く接地特性算出処理とを含み、前記溝抽出処理は、前記撮影画像から、所定輝度より高い輝度を有する部分を、溝の面取り部分を示す面取り画像として抽出する面取り画像抽出処理と、前記撮影画像から、所定輝度より低い輝度を有する部分を、溝の底部を示す溝底部画像として抽出する溝底部抽出処理と、前記撮影画像から、所定輝度より高い輝度を有する部分によって囲まれた低輝度部分を、主溝の底部を示す主溝底部画像として抽出する主溝底部抽出処理と、前記面取り画像と、前記溝底部画像と、前記主溝底部画像とを合成して前記溝画像を得る合成処理と、を含むIn order to solve the above-described problems and achieve the object, a tire ground contact shape analysis method according to one aspect of the present invention provides a method of irradiating a ground contact surface of a tire to be analyzed, and irradiating an edge of a groove provided in a tire tread portion. A contact patch image acquisition step of acquiring a photographed image of the contact patch of the tire with light that increases brightness; and the step of analyzing the contact characteristics includes a groove extraction process for extracting a groove image from the photographed image, and a rough contact area image obtained by binarizing the photographed image using a predetermined luminance as a threshold. The groove extraction process includes a chamfered image extraction process of extracting a portion having luminance higher than a predetermined luminance from the photographed image as a chamfered image showing the chamfered portion of the groove. a groove bottom extraction process for extracting a portion having a luminance lower than a predetermined luminance from the photographed image as a groove bottom image showing the bottom of the groove; main groove bottom extraction processing for extracting the low-luminance portion as a main groove bottom image showing the bottom of the main groove; and a compositing process that obtains

本発明にかかるタイヤ接地形状解析装置およびタイヤ接地形状解析方法は、短い時間でタイヤの動的接地特性を精度良く解析することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The tire ground contact shape analysis device and tire ground contact shape analysis method according to the present invention can accurately analyze the dynamic contact characteristics of a tire in a short time.

図1は、実施形態に係るタイヤ接地形状解析装置を模式的に示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a tire contact shape analysis device according to an embodiment. 図2は、図1に示すタイヤ接地形状解析装置の機能を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing functions of the tire contact shape analysis device shown in FIG. 図3は、透明板の移動とトリガー装置の動作とを説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the movement of the transparent plate and the operation of the trigger device. 図4は、透明板の移動とトリガー装置の動作とを説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the movement of the transparent plate and the operation of the trigger device. 図5は、タイヤ接地形状解析装置1の動作を示すフロー図である。FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the tire ground contact shape analysis device 1. As shown in FIG. 図6は、接地面画像取得部によって接地面画像を取得する場合のカメラおよび照明用ランプの具体的な配置の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a specific arrangement of cameras and illumination lamps when a ground plane image is acquired by the ground plane image acquisition unit. 図7は、接地面画像取得部によって接地面画像を取得する場合のカメラおよび照明用ランプの具体的な配置の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of specific arrangement of cameras and lighting lamps when a ground plane image is acquired by the ground plane image acquisition unit. 図8は、接地面画像取得部によって接地面画像を取得する場合のカメラおよび照明用ランプの具体的な配置の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a specific arrangement of cameras and illumination lamps when a ground plane image is acquired by the ground plane image acquisition unit. 図9は、タイヤ周方向に対する、ランプの傾斜角度を説明する図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the inclination angle of the ramp with respect to the tire circumferential direction. 図10は、タイヤ周方向に対する、ランプの傾斜角度を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the inclination angle of the ramp with respect to the tire circumferential direction. 図11は、タイヤの回転軸に沿った方向から各照明用ランプの配置を見た図である。FIG. 11 is a view of the arrangement of the illumination lamps viewed from the direction along the rotation axis of the tire. 図12は、タイヤの回転軸に対して垂直に離れた方向から各照明用ランプの配置を見た図である。FIG. 12 is a view of the arrangement of the lighting lamps from a direction perpendicular to the rotation axis of the tire. 図13は、透明板の上面側から各照明用ランプの配置を見た図である。FIG. 13 is a view of the arrangement of the illumination lamps viewed from the upper surface side of the transparent plate. 図14は、タイヤ幅方向に対する、ランプの傾斜角度を説明する図である。FIG. 14 is a diagram for explaining the inclination angle of the ramp with respect to the tire width direction. 図15は、タイヤ幅方向に対する、ランプの傾斜角度を説明する図である。FIG. 15 is a diagram for explaining the inclination angle of the ramp with respect to the tire width direction. 図16は、サブ溝の面取りの輝度を高める、ランプからの光の照射例を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an example of light irradiation from a lamp that enhances the brightness of chamfering of sub-grooves. 図17は、サブ溝の面取りの輝度を高める、ランプからの光の照射例を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing an example of light irradiation from a lamp that enhances the brightness of chamfering of sub-grooves. 図18は、サブ溝の面取りの輝度を高める、ランプからの光の照射例を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing an example of light irradiation from a lamp that enhances the chamfered brightness of the sub-groove. 図19は、サブ溝の面取りの輝度を高める、ランプからの光の照射例を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing an example of irradiation of light from a lamp that enhances the brightness of chamfering of sub-grooves. 図20は、サブ溝の面取りの輝度を高める、ランプからの光の照射例を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing an example of light irradiation from a lamp that enhances the brightness of chamfering of sub-grooves. 図21は、サブ溝の面取りの輝度を高める、ランプからの光の照射例を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing an example of light irradiation from a lamp that enhances the chamfered brightness of the sub-groove. 図22は、カメラの配置例を示す図である。FIG. 22 is a diagram illustrating an arrangement example of cameras. 図23は、カメラの配置例を示す図である。FIG. 23 is a diagram illustrating an arrangement example of cameras. 図24は、接地特性解析部による処理の例を示すフロー図である。FIG. 24 is a flowchart illustrating an example of processing by a grounding characteristic analysis unit; 図25は、接地特性解析部の処理によって取得または作成される画像の例を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing an example of an image acquired or created by the processing of the grounding characteristic analysis unit. 図26は、接地特性解析部の処理によって取得または作成される画像の例を示す図である。FIG. 26 is a diagram showing an example of an image acquired or created by the processing of the grounding characteristic analysis unit. 図27は、接地特性解析部の処理によって取得または作成される画像の例を示す図である。FIG. 27 is a diagram showing an example of an image acquired or created by the processing of the grounding property analysis unit. 図28は、接地特性解析部の処理によって取得または作成される画像の例を示す図である。FIG. 28 is a diagram showing an example of an image acquired or created by the processing of the grounding property analysis unit. 図29は、接地特性解析部の処理によって取得または作成される画像の例を示す図である。FIG. 29 is a diagram showing an example of an image acquired or created by the processing of the grounding characteristic analysis unit. 図30は、接地特性解析部の処理によって取得または作成される画像の例を示す図である。FIG. 30 is a diagram showing an example of an image acquired or created by the processing of the grounding characteristic analysis unit. 図31は、接地特性解析部の処理によって取得または作成される画像の例を示す図である。FIG. 31 is a diagram showing an example of an image acquired or created by the processing of the grounding property analysis unit. 図32は、GCAの例を示す図であるFIG. 32 is a diagram showing an example of GCA 図33は、膨張処理の説明図である。FIG. 33 is an explanatory diagram of the dilation process. 図34は、収縮処理の説明図である。FIG. 34 is an explanatory diagram of contraction processing. 図35は、基準画像の例を示す図である。FIG. 35 is a diagram showing an example of a reference image. 図36は、対比画像の例を示す図である。FIG. 36 is a diagram showing an example of a comparison image. 図37は、対比画像の例を示す図である。FIG. 37 is a diagram showing an example of a comparison image. 図38は、図25に示す画像に局所的二値化処理を行った結果の例を示す図である。FIG. 38 is a diagram showing an example of the result of performing local binarization processing on the image shown in FIG. 図39は、主溝底部抽出部による処理の例を示すフロー図である。FIG. 39 is a flow diagram showing an example of processing by the main groove bottom extracting section. 図40は、平滑化画像の例を示す図である。FIG. 40 is a diagram showing an example of a smoothed image. 図41は、第1候補画像の例を示す図である。FIG. 41 is a diagram showing an example of the first candidate image. 図42は、第2候補画像の例を示す図である。FIG. 42 is a diagram showing an example of the second candidate image. 図43は、第1候補画像抽出部の処理を説明する図である。FIG. 43 is a diagram explaining the processing of the first candidate image extraction unit. 図44は、第1候補画像抽出部の処理を説明する図である。FIG. 44 is a diagram explaining the processing of the first candidate image extraction unit. 図45は、重ね合わせ処理部の処理を説明する図である。FIG. 45 is a diagram for explaining the processing of the superimposition processing unit. 図46は、重ね合わせ処理部の処理を説明する図である。FIG. 46 is a diagram for explaining the processing of the superimposition processing unit. 図47は、重ね合わせ処理部の処理を説明する図である。FIG. 47 is a diagram for explaining the processing of the superimposition processing unit; 図48は、撮影画像の高輝度部分を抽出した画像の例を示す図である。FIG. 48 is a diagram showing an example of an image obtained by extracting a high-brightness portion of a captured image. 図49は、刻印抽出部によって抽出された刻印画像の例を示す図である。FIG. 49 is a diagram showing an example of a stamp image extracted by the stamp extraction unit. 図50は、撮影画像について、所定閾値に基づき、高輝度の部分を白、中輝度部分および低輝度部分を黒とした、大まかな接地領域画像の例を示す図である。FIG. 50 is a diagram showing an example of a rough ground area image in which a high-luminance portion is white, and medium- and low-luminance portions are black, based on a predetermined threshold value. 図51は、上記タイヤ接地形状解析装置によって実現されるタイヤ接地形状解析方法を示すフロー図である。FIG. 51 is a flowchart showing a tire contact shape analysis method implemented by the tire contact shape analysis apparatus.

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の各実施形態の説明において、他の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。各実施形態により本発明が限定されるものではない。また、各実施形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、この実施形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。なお、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の省略、置換又は変更を行うことができる。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Below, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. In the description of each embodiment below, the same reference numerals are given to components that are the same as or equivalent to those of other embodiments, and description thereof will be simplified or omitted. The present invention is not limited by each embodiment. In addition, the components of each embodiment include those that can be easily replaced by those skilled in the art, or those that are substantially the same. In addition, the multiple modifications described in this embodiment can be arbitrarily combined within the scope obvious to those skilled in the art. Note that the configurations described below can be combined as appropriate. Also, omissions, substitutions, or changes in configuration can be made without departing from the scope of the invention.

図1は、実施形態に係るタイヤ接地形状解析装置1を模式的に示す構成図である。図2は、図1に示すタイヤ接地形状解析装置1の機能を示すブロック図である。これらの図において、図1は、タイヤ接地形状解析装置1の全体構成を模式的に示し、図2は、タイヤ接地形状解析装置1の主たる機能を示している。 FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a tire ground contact shape analysis device 1 according to an embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing the functions of the tire ground contact shape analysis device 1 shown in FIG. In these figures, FIG. 1 schematically shows the overall configuration of the tire ground contact shape analysis device 1 , and FIG. 2 shows the main functions of the tire ground contact shape analysis device 1 .

本実施形態に係るタイヤ接地形状解析装置1は、空気入りタイヤ60の接地面61の画像を取得することにより、接地面61の解析を行うシステムに適用される。タイヤ接地形状解析装置1は、タイヤ試験機2と、撮影装置10と、タイヤ接地面解析装置20とを備える。 The tire ground contact shape analysis device 1 according to the present embodiment is applied to a system that analyzes the ground contact surface 61 by acquiring an image of the contact surface 61 of the pneumatic tire 60 . The tire contact patch shape analysis device 1 includes a tire testing machine 2 , an imaging device 10 , and a tire contact patch analysis device 20 .

タイヤ試験機2は、解析対象である空気入りタイヤ60(以下、タイヤ60と呼ぶ)に試験条件を付与する装置である。図1の構成では、タイヤ試験機2は、支持装置3と、駆動装置5と、透明板11とを有する。支持装置3は、タイヤ60を回転可能に支持する装置であり、タイヤ60を装着するリム4を有する。駆動装置5はタイヤ60および透明板11に駆動力を付与する装置である。駆動装置5は、タイヤ60および透明板11を駆動するモータ6と、モータ6を制御するモータ制御装置7とから構成される。なお、駆動装置5は、図示せぬギヤなどを含み、透明板11を水平に駆動する。 The tire testing machine 2 is a device that applies test conditions to a pneumatic tire 60 (hereinafter referred to as a tire 60) to be analyzed. In the configuration of FIG. 1 , the tire testing machine 2 has a support device 3 , a drive device 5 and a transparent plate 11 . The support device 3 is a device that rotatably supports the tire 60 and has a rim 4 on which the tire 60 is mounted. The driving device 5 is a device that applies driving force to the tire 60 and the transparent plate 11 . The driving device 5 is composed of a motor 6 that drives the tire 60 and the transparent plate 11 and a motor control device 7 that controls the motor 6 . The drive device 5 includes gears (not shown) and the like, and drives the transparent plate 11 horizontally.

このタイヤ試験機2では、支持装置3がリム4に装着されたタイヤ60を支持し、タイヤ60が透明板11の一主面である上面11Uに押圧されてタイヤ60に荷重を付与する。透明板11は、フラットな路面を再現する。透明板11に押圧されたタイヤ60は、フラットな路面を走行している状態と同様に接地面61が変形する。透明板11を水平に駆動することにより、車両走行時におけるタイヤ60の転動状態が、透明板11の表面を路面として再現され、動的接地特性を解析できる。また、支持装置3が、リム4を変位させてタイヤ60と透明板11との位置関係を調整することにより、タイヤ60にスリップ角又はアングル角を付与する。また、駆動装置5は、モータ制御装置7によりモータ6を駆動してリム4を所定角度回転させることができる。また、支持装置3及び駆動装置5が、荷重、回転速度、スリップ角、アングル角などを調整することにより、試験条件を変更できる。 In this tire testing machine 2, the support device 3 supports the tire 60 mounted on the rim 4, and the tire 60 is pressed against the upper surface 11U, which is one main surface of the transparent plate 11, to apply a load to the tire 60. The transparent plate 11 reproduces a flat road surface. The tire 60 pressed against the transparent plate 11 deforms its contact surface 61 in the same manner as when the vehicle is running on a flat road surface. By horizontally driving the transparent plate 11, the rolling state of the tire 60 during vehicle travel is reproduced using the surface of the transparent plate 11 as a road surface, and dynamic ground contact characteristics can be analyzed. Further, the support device 3 displaces the rim 4 to adjust the positional relationship between the tire 60 and the transparent plate 11, thereby giving the tire 60 a slip angle or an angle angle. Further, the driving device 5 can drive the motor 6 by the motor control device 7 to rotate the rim 4 by a predetermined angle. Moreover, the test conditions can be changed by adjusting the load, rotation speed, slip angle, angle angle, and the like of the supporting device 3 and the driving device 5 .

透明板11は、光を透過する性質を有する光透過板である。透明板11は光を100%透過しなくてもよく、透明板11を介してタイヤ60の表面を撮影することができる光透過率を有していればよい。透明板11は、例えば、アクリル樹脂製の平面板又はガラス製の平面板である。タイヤ60と平面板との接触状態を撮影して画像解析するので、タイヤ60の、より現実に近い接地状態を解析できる。透明板11について、板の厚み、屈折角などの仕様の指定はない。 The transparent plate 11 is a light transmitting plate having a property of transmitting light. The transparent plate 11 does not have to transmit 100% of the light, as long as it has a light transmittance that allows the surface of the tire 60 to be photographed through the transparent plate 11 . The transparent plate 11 is, for example, a plane plate made of acrylic resin or a plane plate made of glass. Since the state of contact between the tire 60 and the plane plate is imaged and analyzed, the contact state of the tire 60 can be analyzed more realistically. Regarding the transparent plate 11, there is no designation of specifications such as plate thickness and refraction angle.

撮影装置10は、タイヤ60を撮影する撮影部であるカメラ15と、光源である照明用ランプ16と、トリガー装置17とを有する。カメラ15は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)カメラにより構成される。カメラ15は、撮影装置10内に固定されている。カメラ15は、透明板11を介してタイヤ60を撮影することにより、透明板11に押し付けられているタイヤ60の接地面61を撮影する。詳しくは、カメラ15は、透明板11の他主面である下面11D側に、光軸が下面11D側に対して直交する向きで配設され、下面11D側から、透明板11を介してタイヤ60を撮影する。これにより、カメラ15は、少なくとも接地面61を含んでタイヤ60を撮影し、接地面61を含んだタイヤ60のデジタル画像データを生成する。 The photographing device 10 has a camera 15 as a photographing unit for photographing the tire 60 , an illumination lamp 16 as a light source, and a trigger device 17 . The camera 15 is configured by, for example, a CCD (Charge Coupled Device) camera. The camera 15 is fixed inside the photographing device 10 . The camera 15 photographs the tire 60 through the transparent plate 11 to photograph the ground contact surface 61 of the tire 60 pressed against the transparent plate 11 . Specifically, the camera 15 is arranged on the lower surface 11D side, which is the other main surface of the transparent plate 11, with its optical axis perpendicular to the lower surface 11D side. Shoot 60. Thereby, the camera 15 photographs the tire 60 including at least the contact patch 61 and generates digital image data of the tire 60 including the contact patch 61 .

照明用ランプ16は、カメラ15の撮影範囲を照らすランプであり、例えば、ハロゲンランプにより構成される。この照明用ランプ16は、後述するように複数設けられているランプ161~168の総称である。照明用ランプ16は、透明板11に押し付けられているタイヤ60の接地面61に、光を照射する。照明用ランプ16は、光を、透明板11の下面11D側から透明板11を介して、または透明板11の上面11U側とタイヤ60との間から照射する。複数の照明用ランプ16は、透明板11が移動する位置以外の位置に、それぞれ配置されている。なお、撮影装置10の移動に伴い、撮影装置10内のカメラ15と照明用ランプ16とが一緒に移動する。 The illumination lamp 16 is a lamp that illuminates the photographing range of the camera 15, and is composed of, for example, a halogen lamp. The illumination lamp 16 is a general term for a plurality of lamps 161 to 168 provided as described later. The illumination lamp 16 irradiates the ground contact surface 61 of the tire 60 pressed against the transparent plate 11 with light. The illumination lamp 16 emits light from the lower surface 11D side of the transparent plate 11 through the transparent plate 11 or from between the upper surface 11U side of the transparent plate 11 and the tire 60 . A plurality of illumination lamps 16 are arranged at positions other than the position where the transparent plate 11 moves. It should be noted that the camera 15 and the lighting lamp 16 in the imaging device 10 move together with the movement of the imaging device 10 .

なお、これらの照明用ランプ16は、タイヤ試験機2での試験の条件に応じて数を異ならせてもよい。例えば、透明板11に対してタイヤ60を押し付ける際の荷重が小さい場合は、接地領域が狭くなるため、接地面61と非接地面との輝度差が明確になる。このため、この場合は、照明用ランプ16は、比較的数が少なくてもよく、透明板11の移動方向に対して斜め方向になる2箇所に配置する程度でもよい。これに対し、透明板11に対してタイヤ60を押し付ける際の荷重が大きい場合は、接地領域が広くなるため、接地面61に対してより多くの方向から光を照射する必要がある。このため、この場合は、照明用ランプ16は接地面61を囲んだ4箇所以上に配置する。また、これらの照明用ランプ16は、常時点灯タイプであってもよく、フラッシュ点灯タイプであってもよい。 The number of illumination lamps 16 may be changed according to the test conditions of the tire testing machine 2 . For example, when the load applied when the tire 60 is pressed against the transparent plate 11 is small, the contact area becomes narrow, and the difference in brightness between the contact surface 61 and the non-contact surface becomes clear. Therefore, in this case, the number of illumination lamps 16 may be relatively small, and may be arranged at only two locations oblique to the moving direction of the transparent plate 11 . On the other hand, when the tire 60 is pressed against the transparent plate 11 with a large load, the contact area is widened, so that the contact surface 61 needs to be irradiated with light from more directions. Therefore, in this case, the lighting lamps 16 are arranged at four or more locations surrounding the ground plane 61 . Further, these illumination lamps 16 may be of a constant lighting type or of a flash lighting type.

トリガー装置17は、カメラ15による撮影のタイミングを示すトリガー信号を出力する装置である。トリガー装置17は、半導体レーザを出力し、その反射光を検出した時にトリガー信号を出力する。本例では、透明板11の側面に再帰性反射シート18が貼付されており、トリガー装置17が出力した半導体レーザが再帰性反射シート18によって反射され、トリガー装置17の検出部171がその反射光を検出した時にトリガー信号を出力する。再帰性反射シート18の貼付位置とカメラ15の位置との関係が固定されていれば、撮影を複数回行った場合でもタイヤ60の同じ位置の接地面61を撮影することができる。 The trigger device 17 is a device that outputs a trigger signal indicating the timing of photographing by the camera 15 . The trigger device 17 outputs a semiconductor laser and outputs a trigger signal when its reflected light is detected. In this example, a retroreflective sheet 18 is attached to the side surface of the transparent plate 11, the semiconductor laser output from the trigger device 17 is reflected by the retroreflective sheet 18, and the detector 171 of the trigger device 17 detects the reflected light. Outputs a trigger signal when is detected. If the relationship between the pasting position of the retroreflective sheet 18 and the position of the camera 15 is fixed, the ground contact surface 61 at the same position of the tire 60 can be photographed even when photographing is performed multiple times.

タイヤ接地面解析装置20は、例えば、所定の解析プログラムをインストールしたPC(Personal Computer)であり、撮影装置10から入力されるタイヤ60の画像を処理してタイヤ60の接地面61を解析する処理を行う。タイヤ60の接地面61を解析する処理は、撮影したタイヤ60の画像に基づき、接地面61を算出する処理を含む。タイヤ接地面解析装置20は、接地面61の解析等の演算処理やデータの保存等を行う処理装置30と、オペレータがタイヤ接地面解析装置20への入力操作を行う入力部21と、解析結果や各種情報を表示する表示部22と、を有している。入力部21には、キーボードや、マウス等のポインティングデバイスが用いられており、表示部22には、液晶ディスプレイ等のディスプレイ装置が用いられている。入力部21と表示部22とは、処理装置30に電気的に接続されており、これによりタイヤ接地面解析装置20は、オペレータが表示部22を視認しながら入力部21で入力操作をすることが可能になっている。また、カメラ15は、タイヤ接地面解析装置20の処理装置30に接続されており、これによりタイヤ接地面解析装置20は、カメラ15で撮影した画像を取得することが可能になっている。 The tire contact patch analysis device 20 is, for example, a PC (Personal Computer) in which a predetermined analysis program is installed, and processes an image of the tire 60 input from the imaging device 10 to analyze the contact patch 61 of the tire 60. I do. The process of analyzing the contact patch 61 of the tire 60 includes the process of calculating the contact patch 61 based on the captured image of the tire 60 . The tire contact patch analysis device 20 includes a processing device 30 that performs arithmetic processing such as analysis of the contact patch 61 and data storage, an input unit 21 that allows an operator to perform an input operation to the tire contact patch analysis device 20, and an analysis result and a display unit 22 for displaying various information. The input unit 21 uses a keyboard and a pointing device such as a mouse, and the display unit 22 uses a display device such as a liquid crystal display. The input unit 21 and the display unit 22 are electrically connected to the processing device 30 , so that the operator can perform an input operation on the input unit 21 while viewing the display unit 22 . is possible. The camera 15 is also connected to the processing device 30 of the tire patch analysis device 20 , so that the tire patch analysis device 20 can acquire the image captured by the camera 15 .

タイヤ接地面解析装置20が有する処理装置30は、CPU(Central Processing Unit)等を有する処理部31や、RAM(Random Access Memory)等の記憶部50を備えて構成されている。このように構成される処理部31と記憶部50とは、同一筐体内に設けられていてもよく、異なる筐体内に設けられていてもよく、或いは、複数の記憶部50が双方の形態で設けられていてもよい。 The processing device 30 included in the tire contact patch analysis device 20 includes a processing section 31 having a CPU (Central Processing Unit) and the like, and a storage section 50 such as a RAM (Random Access Memory). The processing unit 31 and the storage unit 50 configured in this manner may be provided in the same housing or may be provided in different housings, or a plurality of storage units 50 may be provided in both forms. may be provided.

処理装置30が有する処理部31は、接地面画像取得部32と、接地特性解析部33と、刻印抽出部40と、を機能的に有している。このうち、接地面画像取得部32は、解析対象であるタイヤ60の接地面61を撮影した撮影画像を取得する。撮影画像はカメラ15によって撮影された、タイヤ60の接地面61のデジタル画像である。また、接地特性解析部33は、接地面画像取得部32によって取得した接地面画像に基づいて、タイヤ60の接地域を示す接地域画像を作成する。以下の説明において、画像は全て256階調からなるものとし、黒を輝度「255」、白を輝度「0」と定義する。 A processing unit 31 included in the processing device 30 functionally includes a contact surface image acquisition unit 32 , a contact characteristics analysis unit 33 , and a mark extraction unit 40 . Among these, the contact patch image acquisition unit 32 acquires a photographed image of the contact patch 61 of the tire 60 to be analyzed. The captured image is a digital image of the contact patch 61 of the tire 60 captured by the camera 15 . Further, the contact characteristic analysis unit 33 creates a contact area image indicating the contact area of the tire 60 based on the contact patch image acquired by the contact patch image acquisition unit 32 . In the following description, all images are assumed to consist of 256 gradations, and black is defined as luminance "255" and white as luminance "0".

接地特性解析部33は、溝抽出部34と、接地特性算出部35とを含んでいる。溝抽出部34は、撮影画像から溝画像を抽出する。接地特性算出部35は、撮影画像について所定輝度を閾値とした二値化処理によって得た大まかな接地領域の画像から、溝画像を差し引く。接地特性算出部35は、撮影画像について、例えば平滑化処理した後、輝度閾値を「220」とした二値化処理を行って、大まかな接地領域の画像を得てもよい。平滑化処理には、例えば、注目画素から半径4画素以内にある領域を周辺画素とするメディアンフィルタを用いる処理(以下、メディアン処理と呼ぶ)を用いてもよい。なお、後述するように、溝抽出部34において、撮影画像に含まれる刻印に対応する部分を除く処理を行って、溝画像を抽出してもよい。また、後述するように、接地特性算出部35において、撮影画像に含まれる刻印に対応する部分を除く処理を行って、大まかな接地領域の画像を抽出してもよい。 The ground contact characteristic analysis section 33 includes a groove extractor 34 and a ground contact characteristic calculator 35 . A groove extractor 34 extracts a groove image from the photographed image. The contact characteristic calculator 35 subtracts the groove image from the rough contact area image obtained by binarizing the photographed image using a predetermined luminance as a threshold value. The ground contact characteristic calculator 35 may, for example, perform smoothing processing on the captured image, and then perform binarization processing with a luminance threshold of “220” to obtain a rough ground area image. For the smoothing process, for example, a process using a median filter (hereinafter referred to as a median process) may be used in which a region within a radius of 4 pixels from the pixel of interest is used as peripheral pixels. As will be described later, the groove extracting section 34 may extract the groove image by performing a process of removing the portion corresponding to the stamp included in the photographed image. Further, as will be described later, the contact characteristic calculation unit 35 may perform a process of excluding a portion corresponding to the stamp contained in the photographed image to extract a rough contact area image.

溝抽出部34は、面取り画像抽出部34Aと、溝底部抽出部34Bと、主溝底部抽出部34Cと、合成部34Dとを含んでいる。面取り画像抽出部34Aは、撮影画像から、タイヤ60の溝のエッジに設けられた面取り部分を示す面取り画像を抽出する。面取り画像抽出部34Aは、撮影画像から、所定輝度より高い輝度を有する部分を、面取り画像として抽出する。溝底部抽出部34Bは、撮影画像から、所定輝度より低い輝度を有する部分を、溝の底部を示す溝底部画像として抽出する。主溝底部抽出部34Cは、撮影画像から、所定輝度より高い輝度を有する部分によって囲まれた低輝度部分を、主溝の底部を示す主溝底部画像として抽出する。合成部34Dは、面取り画像と、溝底部画像と、主溝底部画像とを合成して溝画像を得る。 The groove extracting section 34 includes a chamfer image extracting section 34A, a groove bottom extracting section 34B, a main groove bottom extracting section 34C, and a synthesizing section 34D. The chamfered image extraction unit 34A extracts a chamfered image representing a chamfered portion provided on the edge of the groove of the tire 60 from the photographed image. The chamfered image extraction unit 34A extracts a portion having luminance higher than a predetermined luminance from the photographed image as a chamfered image. The groove bottom extraction unit 34B extracts a portion having luminance lower than a predetermined luminance from the photographed image as a groove bottom image indicating the bottom of the groove. The main groove bottom extraction unit 34C extracts a low-luminance portion surrounded by a portion having a luminance higher than a predetermined luminance from the photographed image as a main groove bottom image showing the bottom of the main groove. The synthesizing unit 34D obtains a groove image by synthesizing the chamfer image, the groove bottom image, and the main groove bottom image.

(主溝底部抽出部)
主溝底部抽出部34Cは、平滑化処理部341と、第1候補画像抽出部342と、第2候補画像抽出部343と、重ね合わせ処理部344とを含んでいる。平滑化処理部341は、撮影画像についてタイヤ周方向に平滑化処理する。第1候補画像抽出部342は、平滑化処理部341によって平滑化された平滑化画像について、所定の第1輝度閾値により2値化処理した第1候補画像を抽出する。第2候補画像抽出部343は、平滑化処理部341によって平滑化された平滑化画像について、上記第1輝度閾値よりも低い第2輝度閾値により2値化処理した第2候補画像を抽出する。重ね合わせ処理部344は、第1候補画像に含まれかつ接地ブロックを含まない孤立物の画像と、第2候補画像とを重ね合わせて主溝底部画像を得る。
(Main groove bottom extraction part)
The main groove bottom extractor 34</b>C includes a smoothing processor 341 , a first candidate image extractor 342 , a second candidate image extractor 343 , and a superimposition processor 344 . The smoothing processing unit 341 smoothes the captured image in the tire circumferential direction. The first candidate image extraction unit 342 extracts a first candidate image obtained by binarizing the smoothed image smoothed by the smoothing processing unit 341 using a predetermined first luminance threshold. The second candidate image extraction unit 343 extracts a second candidate image obtained by binarizing the smoothed image smoothed by the smoothing processing unit 341 using a second luminance threshold lower than the first luminance threshold. The superposition processing unit 344 superimposes the image of the isolated object that is included in the first candidate image and does not include the contact block with the second candidate image to obtain the main groove bottom image.

ここで、タイヤ60の溝とは、タイヤ60のトレッド面に設けられた、主溝、サブ溝、および、それらの溝の開口部に設けられた面取りの総称である。主溝とは、JATMAに規定されるウェアインジケータの表示義務を有する溝である。また、サブ溝とは、タイヤ幅方向に延在する横溝であり、タイヤ接地時に開口して溝として機能する。 Here, the groove of the tire 60 is a general term for main grooves, sub-grooves provided on the tread surface of the tire 60, and chamfers provided at the openings of these grooves. A main groove is a groove that has an obligation to display a wear indicator defined by JATMA. Further, the sub-groove is a lateral groove extending in the tire width direction, and functions as a groove by opening when the tire touches the ground.

タイヤ接地面解析装置20で用いられる解析プログラムは、予め記憶部50に記憶されており、タイヤ60の接地面61の解析を行う際には、記憶部50に記憶されているプログラムを処理部31で呼び出し、プログラムに沿った動作を処理部31で実行することにより、各機能を実行する。 The analysis program used in the tire tread analysis device 20 is stored in advance in the storage unit 50, and when analyzing the tread 61 of the tire 60, the program stored in the storage unit 50 is executed by the processing unit 31. , and the processing unit 31 executes an operation according to the program to execute each function.

本実施形態に係るタイヤ接地形状解析装置1は、以上のような構成からなる。以下、タイヤ接地形状解析装置1の作用について説明する。タイヤ接地形状解析装置1によってタイヤ60の接地面61の解析を行う際には、タイヤ60をタイヤ試験機2の支持装置3に装着し、タイヤ60を透明板11に押し付けた状態で回転させながら、カメラ15によって接地面61を撮影する。その際に、タイヤ60に対しては、複数の方向から複数の照明用ランプ16によって光を照射した状態で撮影する。このため、カメラ15は、接地面61と接地面61以外の部分とで、輝度差をつけてタイヤ60を撮影することができる。撮影した画像は、タイヤ接地面解析装置20で取得し、タイヤ接地面解析装置20は、取得した画像に基づいて、接地面61の解析を行う。 The tire ground contact shape analysis device 1 according to the present embodiment is configured as described above. The operation of the tire ground contact shape analysis device 1 will be described below. When analyzing the contact patch 61 of the tire 60 by the tire contact shape analysis device 1, the tire 60 is mounted on the support device 3 of the tire testing machine 2, and the tire 60 is rotated while being pressed against the transparent plate 11. , the ground plane 61 is photographed by the camera 15 . At that time, the tires 60 are photographed while being irradiated with light from a plurality of illumination lamps 16 from a plurality of directions. Therefore, the camera 15 can photograph the tire 60 with a difference in brightness between the ground contact surface 61 and the portion other than the contact surface 61 . The photographed image is acquired by the tire contact patch analysis device 20, and the tire contact patch analysis device 20 analyzes the contact patch 61 based on the acquired image.

タイヤ60の溝部分の抽出については、三角測量法を利用して高さ(深さ)の違いを検出する距離センサーを用いることもできる。しかしながら、接地面61の全体について溝部分を検出するには、距離センサーの検出範囲を走査する必要がある。したがって、距離センサーを用いるだけでは、タイヤ60が転動する状態での動的接地特性を解析することが困難である。 A distance sensor that detects a difference in height (depth) using a triangulation method can also be used to extract the groove portion of the tire 60 . However, in order to detect the groove portion on the entire ground plane 61, it is necessary to scan the detection range of the distance sensor. Therefore, it is difficult to analyze dynamic ground contact characteristics when the tire 60 is rolling only by using a distance sensor.

(撮影における照明条件)
タイヤ60の接地面61の接地域の画像を取得する場合、透明板11の上面11U側において、接地面61を包囲するように透明板11の上面11U側に照明用ランプ16を配置することが好ましい。タイヤ60の接地面61の接地域の画像を取得する場合、上面11U側に接触部分を包囲するように配置された照明用ランプ16によってタイヤ60に光を照射して画像を取得することが好ましい。
(Lighting conditions for shooting)
When acquiring an image of the contact area of the ground contact surface 61 of the tire 60, the illumination lamp 16 can be arranged on the upper surface 11U side of the transparent plate 11 so as to surround the contact surface 61. preferable. When acquiring an image of the contact area of the contact surface 61 of the tire 60, it is preferable to acquire the image by irradiating the tire 60 with light from the illumination lamp 16 arranged so as to surround the contact portion on the upper surface 11U side. .

(透明板の移動とトリガー装置の動作)
図3および図4は、透明板11の移動とトリガー装置17の動作とを説明する図である。図3は、透明板11が移動する前の状態であり、かつ、トリガー装置17が再帰性反射シート18による反射光を検出する前の状態を示す。図4は、透明板11が移動した後の状態であり、かつ、トリガー装置17が再帰性反射シート18による反射光を検出した時の状態を示す。
(Movement of transparent plate and operation of trigger device)
3 and 4 are diagrams for explaining the movement of the transparent plate 11 and the operation of the trigger device 17. FIG. FIG. 3 shows the state before the transparent plate 11 moves and the state before the trigger device 17 detects the light reflected by the retroreflective sheet 18 . FIG. 4 shows the state after the transparent plate 11 has moved and the state when the trigger device 17 detects the light reflected by the retroreflective sheet 18 .

図3において、透明板11の上面11Uは平らであり、上面11Uはタイヤ60が転動するためのフラットな路面となる。図3において、タイヤ60は透明板11の上面11Uに接した状態で支持装置3のリム4に固定されている。このため、透明板11の移動に伴い、タイヤ60は回動する。タイヤ接地形状解析装置1は、透明板11を矢印Y1の方向に移動させる。透明板11が矢印Y1の方向に移動することにより、タイヤ60は矢印Y2の方向に回動する。図3に示す状態では、トリガー装置17の検出部171は再帰性反射シート18による反射光を検出していない。トリガー装置17が再帰性反射シート18による反射光を検出しない限り、透明板11は矢印Y1の方向に移動し続ける。撮影装置10は透明板11に固定されているため、透明板11の移動に伴って撮影装置10も移動する。透明板11の移動速度は、例えば時速0.5kmである。なお、透明板11の代わりに、外周面が透明な回転ドラムを用いてもよい。 In FIG. 3, the upper surface 11U of the transparent plate 11 is flat, and the upper surface 11U serves as a flat road surface on which the tire 60 rolls. In FIG. 3, the tire 60 is fixed to the rim 4 of the support device 3 while being in contact with the upper surface 11U of the transparent plate 11. As shown in FIG. Therefore, the tire 60 rotates as the transparent plate 11 moves. The tire ground contact shape analysis device 1 moves the transparent plate 11 in the direction of the arrow Y1. As the transparent plate 11 moves in the direction of the arrow Y1, the tire 60 rotates in the direction of the arrow Y2. In the state shown in FIG. 3, the detection section 171 of the trigger device 17 does not detect the light reflected by the retroreflective sheet 18 . Unless the trigger device 17 detects light reflected by the retroreflective sheet 18, the transparent plate 11 continues to move in the direction of the arrow Y1. Since the photographing device 10 is fixed to the transparent plate 11 , the photographing device 10 also moves as the transparent plate 11 moves. The moving speed of the transparent plate 11 is, for example, 0.5 km/h. A rotating drum having a transparent outer peripheral surface may be used instead of the transparent plate 11 .

透明板11が矢印Y1の方向に移動し、図4に示す状態になると、トリガー装置17の検出部171は再帰性反射シート18による反射光を検出する。トリガー装置17の検出部171が反射光を検出した時、タイヤ接地形状解析装置1は、カメラ15に撮影指示の信号を出力する。これにより、タイヤ60の接地面61を撮影することができる。なお、透明板11は、カメラ15の撮影範囲に対応する部分110が透明であれば良く、部分110以外の部分が不透明であってもよい。つまり、透明板11は、全体が透明であってもよいし、撮影範囲に対応する部分110だけが透明であってもよい。 When the transparent plate 11 moves in the direction of arrow Y1 and enters the state shown in FIG. When the detector 171 of the trigger device 17 detects the reflected light, the tire ground contact shape analysis device 1 outputs a signal to the camera 15 to instruct photography. Thereby, the contact surface 61 of the tire 60 can be photographed. The transparent plate 11 may be transparent in the portion 110 corresponding to the photographing range of the camera 15, and the portion other than the portion 110 may be opaque. That is, the entire transparent plate 11 may be transparent, or only the portion 110 corresponding to the photographing range may be transparent.

(タイヤ接地形状解析装置の動作)
図5は、タイヤ接地形状解析装置1の動作を示すフロー図である。タイヤ接地形状解析装置1は、タイヤ60の解析を行う場合、透明板11に押し付けられているタイヤ60に、照明用ランプ16から光を照射する(ステップS201)。次に、タイヤ接地形状解析装置1は、モータ制御装置7によって、モータ6の駆動を開始する(ステップS202)。タイヤ接地形状解析装置1は、モータ6の駆動を継続しているとき(ステップS203)、トリガー装置17が再帰性反射シート18を検出したか否か判定する(ステップS204)。タイヤ接地形状解析装置1は、トリガー装置17が再帰性反射シート18を検出していない場合、モータ6の駆動を継続する(ステップS204,No→S203)。
(Operation of tire contact shape analysis device)
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the tire ground contact shape analysis device 1. As shown in FIG. When analyzing the tire 60, the tire ground contact shape analysis apparatus 1 irradiates the tire 60 pressed against the transparent plate 11 with light from the lighting lamp 16 (step S201). Next, the tire ground contact shape analysis device 1 starts driving the motor 6 by the motor control device 7 (step S202). When the motor 6 continues to be driven (step S203), the tire ground contact shape analyzer 1 determines whether or not the trigger device 17 has detected the retroreflective sheet 18 (step S204). If the trigger device 17 does not detect the retroreflective sheet 18, the tire contact shape analyzer 1 continues driving the motor 6 (step S204, No→S203).

タイヤ接地形状解析装置1は、トリガー装置17が再帰性反射シート18を検出した場合、タイヤ60をカメラ15によって撮影する(ステップS204,Yes→S205)。その後、タイヤ接地形状解析装置1は、モータ6の駆動および光の照射を停止する(ステップS206)。 When the trigger device 17 detects the retroreflective sheet 18, the tire ground contact shape analyzer 1 photographs the tire 60 with the camera 15 (step S204, Yes→S205). After that, the tire contact patch shape analysis device 1 stops driving the motor 6 and irradiating light (step S206).

(具体的な配置の例および撮影画像の例)
次に、カメラ15および照明用ランプ16の具体的な配置の例について説明する。図6から図8は、接地面画像取得部32によって接地面画像を取得する場合のカメラ15および照明用ランプ16の具体的な配置の例を示す図である。図6は、タイヤ60の回転軸に沿った方向から各照明用ランプ16の配置を見た図である。図7は、透明板11の上面11U側から各照明用ランプ16の配置を見た図である。図8は、タイヤ60の回転軸に対して垂直に離れた方向から各照明用ランプ16の配置を見た図である。以下の説明において、タイヤ60の回転軸に沿った方向をタイヤ幅方向、回転軸に対して垂直な方向をタイヤ周方向と呼ぶ。
(Example of specific arrangement and example of photographed image)
Next, a specific arrangement example of the camera 15 and the lighting lamp 16 will be described. 6 to 8 are diagrams showing examples of specific arrangements of the camera 15 and the illumination lamps 16 when the ground plane image acquisition unit 32 acquires the ground plane image. FIG. 6 is a diagram of the arrangement of the lighting lamps 16 viewed from the direction along the rotation axis of the tire 60. As shown in FIG. FIG. 7 is a view of the arrangement of the illumination lamps 16 viewed from the upper surface 11U side of the transparent plate 11. As shown in FIG. FIG. 8 is a view of the arrangement of the lighting lamps 16 viewed from a direction perpendicular to the rotation axis of the tire 60. As shown in FIG. In the following description, the direction along the rotation axis of the tire 60 is called the tire width direction, and the direction perpendicular to the rotation axis is called the tire circumferential direction.

本装置による撮影において、解析対象であるタイヤ60は、空気圧を230kPa、荷重を6kN、回転速度を0.5km/h、スリップ角を0°とした。カメラ15については、カメラゲインを3dBとし、F値を4、露光時間を1msとした。 In photographing with this device, the tire 60 to be analyzed had an air pressure of 230 kPa, a load of 6 kN, a rotational speed of 0.5 km/h, and a slip angle of 0°. For the camera 15, the camera gain was set to 3 dB, the F number was set to 4, and the exposure time was set to 1 ms.

図6から図8を参照すると、透明板11の上面11Uにタイヤ60が接触している。透明板11の下面11D側にカメラ15が設けられている。カメラ15は、その光軸151がタイヤ60の接地面61の中心点の法線上に位置するように配置される。カメラ15の光軸151が接地面61の中心点を通るように配置されることにより、接地面61の中心点の法線方向から接地面61を撮影することができる。これにより、安定した解析精度を確保することができる。撮影画像の端部に近づくほどレンズ収差の影響が大きくなり、空間分解能が変動し、解析精度が不安定になる。このようにカメラ15を配置することによって、レンズ収差の影響を最小限に抑えることができる。 6 to 8, the tire 60 is in contact with the upper surface 11U of the transparent plate 11. As shown in FIG. A camera 15 is provided on the lower surface 11D side of the transparent plate 11 . The camera 15 is arranged so that its optical axis 151 is positioned on the normal line of the center point of the ground contact surface 61 of the tire 60 . By arranging the optical axis 151 of the camera 15 to pass through the center point of the ground plane 61 , the ground plane 61 can be photographed from the normal direction of the center point of the ground plane 61 . As a result, stable analysis accuracy can be ensured. The closer to the edge of the captured image, the greater the influence of lens aberration, the more the spatial resolution fluctuates, and the more unstable the analysis accuracy becomes. By arranging the camera 15 in this way, the effect of lens aberration can be minimized.

図6から図8を参照すると、透明板11の上面11U側に、一主面側ランプとしてランプ161、162、163および164が配置されている。また、透明板11の11D側に、他主面側ランプとしてランプ165、166およびカメラ15が配置されている。ランプ161および162は、タイヤ60に対し、タイヤ周方向に離れた位置に配置されている。ランプ161と、ランプ162とは、タイヤ60を挟んで互いに異なる側に設けられている。ランプ163およびランプ164は、タイヤ60に対し、タイヤ幅方向に離れた位置に配置されている。ランプ163とランプ164とは、タイヤ60を挟んで互いに異なる側に設けられている。このように、ランプ161~164は、タイヤ60の接地面61を包囲するように配置される。タイヤ60の接地面61の四方にわたって照射しないと、接地形状の輪郭を出すのが難しくなり、解析精度が低下する可能性がある。これに対し、タイヤ60の接地面61を包囲するようにランプ161~164を配置し、接地面61の四方にわたって光を照射することにより、接地形状の輪郭を明確にすることができ、解析精度を向上させることができる。 6 to 8, lamps 161, 162, 163 and 164 are arranged on the upper surface 11U side of the transparent plate 11 as one main surface side lamps. Further, lamps 165 and 166 and a camera 15 are arranged as other main surface side lamps on the 11D side of the transparent plate 11 . Ramps 161 and 162 are arranged at positions separated from tire 60 in the tire circumferential direction. The ramps 161 and 162 are provided on different sides of the tire 60 . Ramp 163 and ramp 164 are arranged at positions separated from tire 60 in the tire width direction. The ramps 163 and 164 are provided on different sides of the tire 60 . Thus, the ramps 161-164 are arranged to surround the ground contact surface 61 of the tire 60. As shown in FIG. If the four sides of the ground contact surface 61 of the tire 60 are not irradiated, it will be difficult to obtain the contour of the ground contact shape, and there is a possibility that the analysis accuracy will decrease. On the other hand, by arranging the lamps 161 to 164 so as to surround the ground contact surface 61 of the tire 60 and irradiating the light on all four sides of the contact surface 61, the contour of the contact shape can be clarified, and the analysis accuracy is improved. can be improved.

ここで、図6および図8において、各ランプ161~164の発光面中心から透明板11の上面11Uまでの高さをH1~H4とする。図6および図8において、各ランプ161~164の傾斜角度、すなわち透明板11の上面11Uに対する、光照射方向のなす角度をθ1~θ4とする。図7において、各ランプ161、162の発光面中心からタイヤ60の中心までのタイヤ周方向の距離を距離D1、D2とする。図7において、各ランプ163、164の発光面中心からタイヤ60の中心までのタイヤ幅方向の距離をD3、D4とする。図7において、各ランプ161、162の発光面中心はタイヤ中心に一致している。 6 and 8, the heights from the centers of the light emitting surfaces of the lamps 161 to 164 to the upper surface 11U of the transparent plate 11 are H1 to H4. 6 and 8, the inclination angles of the lamps 161 to 164, ie, the angles formed by the light irradiation direction with respect to the upper surface 11U of the transparent plate 11, are θ1 to θ4. In FIG. 7, distances in the tire circumferential direction from the centers of the light emitting surfaces of the lamps 161 and 162 to the center of the tire 60 are distances D1 and D2. In FIG. 7, distances in the tire width direction from the centers of the light emitting surfaces of the lamps 163 and 164 to the center of the tire 60 are D3 and D4. In FIG. 7, the centers of the light emitting surfaces of the lamps 161 and 162 match the center of the tire.

高さH1からH4については、0mm以上201mm以下であることが好ましい。高さH1からH4の最低値は0mmである。照明用ランプ16を透明板11の上に置くためである。高さH1からH4が201mmを超えると、照明からの光が接地面61に上手く入り込まず、接地面の輪郭が不正確となって解析精度が低下するため好ましくない。 The heights H1 to H4 are preferably 0 mm or more and 201 mm or less. The minimum value of heights H1 to H4 is 0 mm. This is for placing the illumination lamp 16 on the transparent plate 11 . If the heights H1 to H4 exceed 201 mm, the light from the illumination does not enter the ground plane 61 well, and the outline of the ground plane becomes inaccurate, resulting in a decrease in analysis accuracy, which is not preferable.

タイヤ周方向の距離D1、D2は、タイヤ60の最大接地長の半分より大きく、1345mmより小さいことが好ましい。ただし、各照明用ランプ16がタイヤ60に接触しないようにする必要がある。距離D1、D2の最小値を、タイヤ60の最大接地長の半分より小さくすることは好ましくない。照明用ランプ16がタイヤ60に接触しないようにするためである。距離D1、D2が1345mmを超えると、接地面61に当たる照明の光量が不足し、接地面61の輪郭が不正確となって解析精度が低下するため好ましくない。 The distances D1 and D2 in the tire circumferential direction are preferably larger than half the maximum contact length of the tire 60 and smaller than 1345 mm. However, it is necessary to prevent each lighting lamp 16 from contacting the tire 60 . It is not preferable to make the minimum value of the distances D1 and D2 smaller than half the maximum contact length of the tire 60 . This is to prevent the lighting lamp 16 from contacting the tire 60 . If the distances D1 and D2 exceed 1345 mm, the amount of illumination light impinging on the ground plane 61 is insufficient, the contour of the ground plane 61 becomes inaccurate, and the accuracy of analysis decreases, which is not preferable.

タイヤ幅方向の距離D3、D4は、タイヤ60の最大接地幅の半分より大きく、300mmより小さいことが好ましい。ただし、各照明用ランプ16がタイヤ60に接触しないようにする必要がある。距離D3、D4の最小値を、タイヤ60の最大接地幅の半分より小さくすることは好ましくない。各照明用ランプ16がタイヤ60に接触しないようにするためである。距離D3、D4が300mmを超えると、接地面61に当たる照明の光量が不足し、接地面61の輪郭が不正確となって解析精度が低下するため好ましくない。 The distances D3 and D4 in the tire width direction are preferably larger than half the maximum contact width of the tire 60 and smaller than 300 mm. However, it is necessary to prevent each lighting lamp 16 from contacting the tire 60 . It is not preferable to make the minimum value of the distances D3 and D4 smaller than half of the maximum contact width of the tire 60 . This is to prevent the illumination lamps 16 from coming into contact with the tire 60 . If the distances D3 and D4 exceed 300 mm, the amount of illumination light impinging on the ground plane 61 is insufficient, the contour of the ground plane 61 becomes inaccurate, and the accuracy of analysis decreases, which is not preferable.

各照明用ランプ16の傾斜角度θ1からθ4については、Atan(Hn/Dn)/π*180-0.6°以上Atan(Hn/Dn)/π*180+0.6°以下であることが好ましい(n=1~4)。θ1からθ4について、各照明用ランプ16は接地面61の中心に向けて光を照射するのが好ましい。このように光を照射すれば、接地面61に光が上手く入り込む。このため、照明用ランプ16の傾斜角度θ1からθ4は、Atan(Hn/Dn)/π*180が好ましい(n=1~4)。ただし、計測誤差±0.6°を許容範囲とした。 The inclination angles θ1 to θ4 of the lighting lamps 16 are preferably Atan(Hn/Dn)/π*180−0.6° or more and Atan(Hn/Dn)/π*180+0.6° or less ( n=1-4). For θ1 to θ4, it is preferable that each illumination lamp 16 irradiate light toward the center of the ground plane 61 . By irradiating the light in this manner, the light enters the ground plane 61 well. Therefore, the inclination angles θ1 to θ4 of the illumination lamp 16 are preferably Atan(Hn/Dn)/π*180 (n=1 to 4). However, a measurement error of ±0.6° was allowed.

本実施形態では、H1=H2=30mm、H3=H4=13mm、D1=D2=260mm、D3=D4=230mm、θ1=9.7°、θ2=11.6°、θ3=θ4=0°とした。 In this embodiment, H1=H2=30 mm, H3=H4=13 mm, D1=D2=260 mm, D3=D4=230 mm, θ1=9.7°, θ2=11.6°, θ3=θ4=0°. did.

図6から図8を参照して説明したようにランプ161から164を配置することにより、タイヤ60の接地面61を囲むように光が照射され、接地面画像を取得することができる。 By arranging the lamps 161 to 164 as described with reference to FIGS. 6 to 8, light is emitted so as to surround the contact patch 61 of the tire 60, and a contact patch image can be obtained.

また、図6から図8を参照すると、透明板11の下面11D側に、他主面側ランプとしてランプ165、166が配置されている。ランプ165、166は、ともに、タイヤ周方向を長手方向とするライン照明である。ランプ165、166は、タイヤ60のタイヤ幅方向に離れた位置に配置されている。ランプ165とランプ166とは、タイヤ60を挟んで互いに異なる側に設けられている。つまり、ランプ165、ランプ166は、タイヤ幅方向の外側から内側に向けて、接地面61に光を照射する幅方向ランプである。このようにランプ165、166は、タイヤ60の接地面61にタイヤ幅方向に光を照射するように配置される。ランプ165、ランプ166からの光によって、主溝のエッジを光らせ、主溝を判定し易くすることができる。 6 to 8, lamps 165 and 166 are arranged on the lower surface 11D side of the transparent plate 11 as other main surface side lamps. Both the lamps 165 and 166 are line lights whose longitudinal direction is the tire circumferential direction. The ramps 165 and 166 are arranged at positions separated from each other in the tire width direction of the tire 60 . The ramps 165 and 166 are provided on different sides of the tire 60 . In other words, the lamps 165 and 166 are width direction lamps that irradiate the ground contact surface 61 with light from the outside to the inside in the tire width direction. Thus, the lamps 165 and 166 are arranged so as to irradiate the ground contact surface 61 of the tire 60 with light in the tire width direction. The light from the lamps 165 and 166 can illuminate the edges of the main groove, making it easier to determine the main groove.

ここで、図8において、ランプ165、166の発光面中心から下面11Dまでの高さをH5、H6とする。図8において、ランプ165、166の傾斜角度、すなわち透明板11の下面11Dに対する、光照射方向のなす角度をθ5、θ6とする。図7において、ランプ165、166の発光面中心からタイヤ中心までのタイヤ幅方向の距離をD5、D6とする。角度θ5およびθ6は、19.4°以上22.4°以下の範囲が好ましい。高さH5、H6が変われば、そのときの適切な角度θ5、θ6も変わる。その際はカメラ15によって取得される画像をライブ表示にし、表示内容を確認しながら、主溝のエッジが最も光るように角度θ5、θ6を調整すればよい。本実施形態では、H5=H6=62mm、D5=D6=215mm、θ5=21.8°、θ6=20.1°とした。 Here, in FIG. 8, the heights from the centers of the light emitting surfaces of the lamps 165 and 166 to the lower surface 11D are H5 and H6. In FIG. 8, the inclination angles of the lamps 165 and 166, that is, the angles formed by the light irradiation direction with respect to the lower surface 11D of the transparent plate 11 are θ5 and θ6. In FIG. 7, distances in the tire width direction from the centers of the light emitting surfaces of the lamps 165 and 166 to the center of the tire are D5 and D6. The angles θ5 and θ6 are preferably in the range of 19.4° or more and 22.4° or less. If the heights H5 and H6 change, then the appropriate angles θ5 and θ6 also change. In this case, the images obtained by the camera 15 are displayed live, and the angles θ5 and θ6 are adjusted so that the edge of the main groove shines the most while confirming the displayed contents. In this embodiment, H5=H6=62 mm, D5=D6=215 mm, θ5=21.8°, and θ6=20.1°.

図9および図10は、タイヤ周方向に対する、ランプ165、166の傾斜角度を説明する図である。図9は、ランプ165、166からの光の方向である矢印Y5、Y6がタイヤ幅方向に沿っている。ランプ165、166からの光がタイヤ幅方向に進めば、タイヤ周方向に延びる主溝のエッジを高輝度に光らせることができる。 9 and 10 are diagrams for explaining the inclination angles of the ramps 165 and 166 with respect to the tire circumferential direction. In FIG. 9, arrows Y5 and Y6, which are directions of light from lamps 165 and 166, are along the tire width direction. If the light from the lamps 165 and 166 travels in the tire width direction, the edge of the main groove extending in the tire circumferential direction can be illuminated with high brightness.

図10に示す、タイヤ周方向に対するランプ165の長手方向の角度θ15、タイヤ周方向に対するランプ166の長手方向の角度θ16は、ともに0°であることが好ましい。角度θ15、角度θ16が、ともに0°であれば、ランプ165の長手方向とランプ166の長手方向とが平行になり、接地面61に存在する主溝の面取りの全てについて良好に輝度を高め、安定した解析精度が確保できる。角度θ15、角度θ16は0°±1°であれば主溝の面取りの輝度を高めるうえで問題はない。角度θ15、角度θ16が0°±1°の範囲を超えると、接地面61に存在する主溝の面取りの全てについて輝度を高めることができなくなる場合、例えば一部の面取りのみ輝度を高めることしかできない場合が生じ、解析精度が低下することがある。 The longitudinal angle θ15 of the ramp 165 with respect to the tire circumferential direction and the longitudinal angle θ16 of the ramp 166 with respect to the tire circumferential direction shown in FIG. 10 are both preferably 0°. If both the angles θ15 and θ16 are 0°, the longitudinal direction of the lamp 165 and the longitudinal direction of the lamp 166 are parallel, and the brightness of all the chamfers of the main grooves present on the ground contact surface 61 is increased satisfactorily. Stable analysis accuracy can be secured. If the angles θ15 and θ16 are 0°±1°, there is no problem in increasing the chamfered brightness of the main groove. When the angles θ15 and θ16 exceed the range of 0°±1°, it becomes impossible to increase the brightness of all the chamfers of the main grooves present on the ground contact surface 61. It may not be possible, and the accuracy of the analysis may be degraded.

ここで、サブ溝のエッジに面取りがある場合、透明板の下に、タイヤ周方向に光が進むランプが設けられていることが好ましい。図11は、タイヤ60の回転軸に沿った方向から各照明用ランプ16の配置を見た図である。図11に示すように、透明板11の透明板11の他主面である下面11D側に、他主面側ランプとしてランプ167、168が設けられていることが好ましい。ランプ167、168は、ともに、タイヤ幅方向を長手方向とするライン照明である。ランプ167、168は、タイヤ60のタイヤ周方向に離れた位置に配置されている。ランプ167とランプ168とは、タイヤ60を挟んで互いに異なる側に設けられている。つまり、ランプ167、ランプ168は、タイヤ周方向の外側から内側に向けて、接地面61に光を照射する周方向ランプである。このようにランプ167、168は、タイヤ60の接地面61にタイヤ周方向に光を照射するように配置される。ランプ167、168により、サブ溝の面取りの輝度を高めることができる。つまり、ランプ167、168は、サブ溝のエッジの輝度を高める光を、接地面61に照射する。 Here, when the edges of the sub-grooves are chamfered, it is preferable that a lamp is provided under the transparent plate so that the light travels in the tire circumferential direction. FIG. 11 is a view of the arrangement of the illumination lamps 16 viewed from the direction along the rotation axis of the tire 60. As shown in FIG. As shown in FIG. 11, lamps 167 and 168 are preferably provided as other-principal-surface side lamps on the lower surface 11D side of the transparent plate 11, which is the other principal surface of the transparent plate 11. As shown in FIG. Both of the lamps 167 and 168 are line lights whose longitudinal direction is the tire width direction. The ramps 167 and 168 are arranged at positions apart from each other in the tire circumferential direction of the tire 60 . Ramp 167 and ramp 168 are provided on different sides of tire 60 . That is, the lamps 167 and 168 are circumferential lamps that irradiate the ground contact surface 61 with light from the outer side to the inner side in the tire circumferential direction. Thus, the lamps 167 and 168 are arranged so as to irradiate the ground contact surface 61 of the tire 60 with light in the tire circumferential direction. The lamps 167, 168 can increase the brightness of the chamfering of the sub-grooves. That is, the lamps 167 and 168 irradiate the ground surface 61 with light that increases the brightness of the edges of the sub-grooves.

また、図11において、ランプ167、168の発光面中心から下面11Dまでの高さをH7、H8とする。図11において、ランプ167、168の傾斜角度、すなわち透明板11の下面11Dに対する、光照射方向のなす角度をθ7、θ8とする。図12は、タイヤ60の回転軸に対して垂直に離れた方向から各照明用ランプ16の配置を見た図である。図13は、透明板11の上面11U側から各照明用ランプ16の配置を見た図である。サブ溝の面取りを最大限に光らせるために、角度θ7およびθ8は、3.5°以上6.0°以下であることが好ましい。本実施形態では、H7=H8=30mm、θ7=4.2°、θ8=4.9°とした。 In FIG. 11, H7 and H8 are the heights from the centers of the light emitting surfaces of the lamps 167 and 168 to the lower surface 11D. In FIG. 11, the inclination angles of the lamps 167 and 168, that is, the angles formed by the light irradiation direction with respect to the lower surface 11D of the transparent plate 11 are θ7 and θ8. FIG. 12 is a view of the arrangement of the lighting lamps 16 viewed from a direction perpendicular to the rotation axis of the tire 60. As shown in FIG. FIG. 13 is a view of the arrangement of the illumination lamps 16 viewed from the upper surface 11U side of the transparent plate 11. As shown in FIG. In order to maximize the chamfering of the sub-grooves, the angles θ7 and θ8 are preferably 3.5° or more and 6.0° or less. In this embodiment, H7=H8=30 mm, θ7=4.2°, and θ8=4.9°.

図13において、各ランプ167、168の発光面中心からタイヤ60の中心までのタイヤ周方向の距離をD7、D8とする。ランプ167、168からの光により、接地面61に存在するサブ溝の面取りの輝度を高めることができる。本実施形態では、D7=D8=183mmとした。 In FIG. 13, distances in the tire circumferential direction from the centers of the light emitting surfaces of the lamps 167 and 168 to the center of the tire 60 are D7 and D8. Light from the lamps 167 , 168 can enhance the brightness of the sub-groove chamfers present in the ground plane 61 . In this embodiment, D7=D8=183 mm.

図14および図15は、タイヤ幅方向に対する、ランプ167、168の傾斜角度を説明する図である。図14は、ランプ167、168からの光の方向である矢印Y7、Y8がタイヤ周方向に沿っている。ランプ167、168からの光がタイヤ周方向に進めば、タイヤ幅方向に延びるサブ溝のエッジを高輝度に光らせることができる。 14 and 15 are diagrams for explaining the inclination angles of ramps 167 and 168 with respect to the tire width direction. In FIG. 14, arrows Y7 and Y8, which are directions of light from lamps 167 and 168, are along the tire circumferential direction. If the light from the lamps 167 and 168 travels in the tire circumferential direction, the edges of the sub-grooves extending in the tire width direction can be illuminated with high brightness.

図15に示す、タイヤ幅方向に対するランプ167の長手方向の角度θ17、タイヤ幅方向に対するランプ168の長手方向の角度θ18は、ともに0°であることが好ましい。角度θ17、角度θ18が、ともに0°であれば、ランプ167の長手方向とランプ168の長手方向とが平行になり、接地面61に存在するサブ溝の面取りの全てについて良好に輝度を高め、安定した解析精度が確保できる。角度θ17、角度θ18は0°±1°であれば輝度を高めるうえで問題はない。角度θ17、角度θ18が0°±1°の範囲を超えると、接地面61に存在するサブ溝の面取りの全てについて輝度を高めることができなくなる場合、例えば一部の面取りのみ輝度を高めることしかできない場合が生じ、解析精度が低下することがある。 Both the longitudinal angle θ17 of the ramp 167 with respect to the tire width direction and the longitudinal angle θ18 of the ramp 168 with respect to the tire width direction shown in FIG. 15 are preferably 0°. If both the angles θ17 and θ18 are 0°, the longitudinal direction of the lamp 167 and the longitudinal direction of the lamp 168 are parallel to each other, and the brightness of all the chamfered sub-grooves on the ground surface 61 can be increased satisfactorily. Stable analysis accuracy can be secured. If the angles θ17 and θ18 are 0°±1°, there is no problem in increasing the brightness. When the angles θ17 and θ18 exceed the range of 0°±1°, it becomes impossible to increase the brightness of all the chamfers of the sub-grooves present on the ground plane 61. For example, the brightness of only some of the chamfers can be increased. It may not be possible, and the accuracy of the analysis may be degraded.

図16から図21は、サブ溝の面取りの輝度を高める、ランプ167、168からの光の照射例を示す図である。図16は、ランプ167、168からの光が強めの場合の撮影画像の例を示す。図16は、照度130万ルクス程度の光を接地面61に照射した場合の撮影画像の例を示す。図17は、図16内のサブ溝の部分201を拡大して示す図である。図17において、サブ溝のエッジE1は白く光っており、タイヤ周方向への光量が十分であることがわかる。図18は、図16内のサブ溝の部分202を拡大して示す図である。図18において、サブ溝のエッジE2は白く光っており、タイヤ周方向への光量が十分であることがわかる。図17、図18に示すように、ランプ167、168からの光が強く、サブ溝のエッジE1、エッジE2が白く光っている場合、接地部分の輝度とサブ溝のエッジの輝度との差が大きいため、撮影画像からサブ溝のエッジ部分を容易に分離することができる。 FIGS. 16 to 21 are diagrams showing examples of illumination of light from lamps 167 and 168 that enhance the brightness of chamfering of sub-grooves. FIG. 16 shows an example of a captured image when the light from the lamps 167 and 168 is strong. FIG. 16 shows an example of a photographed image when the ground plane 61 is irradiated with light having an illuminance of approximately 1,300,000 lux. FIG. 17 is an enlarged view of the sub-groove portion 201 in FIG. In FIG. 17, the edge E1 of the sub-groove shines white, indicating that the amount of light in the tire circumferential direction is sufficient. FIG. 18 is an enlarged view of the sub-groove portion 202 in FIG. In FIG. 18, the edge E2 of the sub-groove shines white, indicating that the amount of light in the tire circumferential direction is sufficient. As shown in FIGS. 17 and 18, when the light from the lamps 167 and 168 is strong and the edges E1 and E2 of the sub-grooves shine white, the difference between the luminance of the grounded portion and the luminance of the edges of the sub-groove is Since it is large, the edge portion of the sub-groove can be easily separated from the photographed image.

図19は、ランプ167、168からの光が弱めの場合の撮影画像の例を示す。図19は、照度60万ルクス程度の光を接地面61に照射した場合の撮影画像の例を示す。図20は、図19内のサブ溝の部分201’を拡大して示す図である。図20において、サブ溝のエッジE1’はあまり光っておらず、タイヤ周方向への光量が不十分であることがわかる。図21は、図19内のサブ溝の部分202’を拡大して示す図である。図21において、サブ溝のエッジE2’はあまり光っておらず、タイヤ周方向への光量が不十分であることがわかる。図20、図21に示すように、ランプ167、168からの光が弱く、サブ溝のエッジE1’、エッジE2’があまり光っていない場合、接地部分の輝度とサブ溝のエッジの輝度との差が小さく、撮影画像からサブ溝のエッジ部分を分離することは難しい。 FIG. 19 shows an example of a captured image when the light from the lamps 167 and 168 is rather weak. FIG. 19 shows an example of a photographed image when the ground plane 61 is irradiated with light having an illuminance of approximately 600,000 lux. FIG. 20 is an enlarged view of the sub-groove portion 201' in FIG. In FIG. 20, the edge E1' of the sub-groove is not very bright, indicating that the amount of light in the tire circumferential direction is insufficient. FIG. 21 is an enlarged view of the sub-groove portion 202' in FIG. In FIG. 21, the edge E2' of the sub-groove is not very bright, indicating that the amount of light in the tire circumferential direction is insufficient. As shown in FIGS. 20 and 21, when the light from the lamps 167 and 168 is weak and the edges E1' and E2' of the sub-grooves are not very bright, the luminance of the grounded portion and the luminance of the edges of the sub-groove are different. The difference is small, and it is difficult to separate the edge portions of the sub-grooves from the captured image.

図16から図21によってわかるように、ランプ167、168からの光を照度130万ルクス程度の強めに設定し、サブ溝のエッジが光っている撮影画像を取得することが好ましい。 As can be seen from FIGS. 16 to 21, it is preferable to set the light from the lamps 167 and 168 to a strong illuminance of about 1,300,000 lux to obtain a photographed image in which the edges of the sub-grooves are illuminated.

図6から図15において、ランプ161から164による、タイヤ幅方向の照度とタイヤ周方向の照度とは、同じ程度の照度であってもよいし、どちらかの照度が大きくなってもよい。ランプ165から168については、タイヤ幅方向の照度よりタイヤ周方向の照度を大きめにしたほうが好ましい。そのようにしないと、接地面61に存在するサブ溝の面取りを光らせることができず、解析精度が低下する。なお、ランプ161から164の各照度は、ランプ165から168の各照度と同等もしくはそれ以上にする必要がある。そのようにしないと、タイヤ接地形状の輪郭を判断できなくなり、精度が低下する。 6 to 15, the illuminance in the tire width direction and the illuminance in the tire circumferential direction by the lamps 161 to 164 may be of the same degree, or one of them may be greater. As for the lamps 165 to 168, it is preferable to set the illuminance in the tire circumferential direction larger than the illuminance in the tire width direction. Otherwise, the chamfering of the sub-grooves existing on the ground contact surface 61 cannot be made clear, and the analysis accuracy is lowered. The illuminance of each of the lamps 161 to 164 must be equal to or higher than the illuminance of each of the lamps 165 to 168. Otherwise, the contour of the tire ground contact shape cannot be determined and accuracy is reduced.

図22および図23は、カメラ15の配置例を示す図である。図22は、タイヤ60の回転軸に沿った方向からカメラ15を見た図である。図23は、タイヤ60の回転軸に垂直な方向からカメラ15を見た図である。図22および図23に示すように、カメラ15は、接地面61の下方に設けることが好ましい。図22および図23に示すように、カメラ15は、接地面61のタイヤ周方向の範囲W1内の下方で、かつ、接地面61のタイヤ幅方向の範囲W2の下方に設けることが好ましい。つまり、カメラ15は、接地面61の輪郭から、透明板11の下面11D側に対して垂直な方向に延ばした線によって囲まれる範囲に設けられる。この範囲にカメラ15を配置することにより、安定した解析精度を確保できる。カメラ15を接地面61から離して撮影すると、溝壁が邪魔で、主溝のエッジを観測できず解析精度が低下するので好ましくない。図22、図23において、透明板11の下面11Dからカメラ15までのタイヤ径方向の距離Lは、121mm以上240mm以下であることが好ましい。タイヤ径方向の距離Lは、例えば、206mmである。ただし、距離Lは接地面61に存在する溝幅によって最適値が異なる。 22 and 23 are diagrams showing examples of the arrangement of the camera 15. FIG. FIG. 22 is a diagram of the camera 15 viewed from the direction along the rotation axis of the tire 60. FIG. FIG. 23 is a view of the camera 15 viewed from a direction perpendicular to the rotation axis of the tire 60. FIG. As shown in FIGS. 22 and 23, camera 15 is preferably provided below ground plane 61 . As shown in FIGS. 22 and 23 , camera 15 is preferably provided below range W1 of ground contact surface 61 in the tire circumferential direction and below range W2 of ground contact surface 61 in the tire width direction. In other words, the camera 15 is provided in a range surrounded by a line extending from the contour of the ground plane 61 in a direction perpendicular to the lower surface 11D of the transparent plate 11 . By arranging the camera 15 in this range, stable analysis accuracy can be ensured. If the camera 15 is moved away from the ground contact surface 61, the groove wall will interfere with the observation of the edge of the main groove, and the accuracy of the analysis will be lowered. 22 and 23, the distance L in the tire radial direction from the lower surface 11D of the transparent plate 11 to the camera 15 is preferably 121 mm or more and 240 mm or less. The distance L in the tire radial direction is, for example, 206 mm. However, the optimum value of the distance L differs depending on the groove width existing in the ground plane 61 .

(接地特性解析部の処理)
接地特性解析部33による処理およびその処理によって取得または作成される画像の例について説明する。図24は、接地特性解析部33による処理の例を示すフロー図である。図24は、接地特性解析部33を中心とする処理部31による処理の例を示す。図25から図31は、接地特性解析部33の処理によって取得または作成される画像の例を示す図である。
(Processing of grounding characteristic analysis section)
An example of the processing by the grounding property analysis unit 33 and an image acquired or created by the processing will be described. FIG. 24 is a flowchart showing an example of processing by the grounding characteristic analysis unit 33. As shown in FIG. FIG. 24 shows an example of processing by the processing unit 31 centering on the grounding characteristic analysis unit 33. As shown in FIG. 25 to 31 are diagrams showing examples of images acquired or created by the processing of the grounding characteristic analysis unit 33. FIG.

図24において、最初に、接地面画像取得部32により、タイヤの接地面61を撮影した撮影画像を取得する(ステップS31)。ステップS31の処理により、例えば、図25に示す撮影画像を取得できる。 In FIG. 24, first, the tread image acquisition unit 32 acquires a photographed image of the tread 61 of the tire (step S31). For example, the photographed image shown in FIG. 25 can be acquired by the process of step S31.

次に、溝抽出部34の面取り画像抽出部34Aにより、撮影画像から、所定輝度より高い輝度を有する部分を、溝の面取り部分を示す面取り画像として抽出する(ステップS32)。ステップS32の処理により、例えば、図26に示す面取り画像を取得できる。 Next, the chamfered image extracting unit 34A of the groove extracting unit 34 extracts a portion having luminance higher than a predetermined luminance from the photographed image as a chamfered image indicating the chamfered portion of the groove (step S32). For example, the chamfered image shown in FIG. 26 can be acquired by the process of step S32.

溝抽出部34の溝底部抽出部34Bにより、撮影画像から、所定輝度より低い輝度を有する部分を、溝の底部を示す溝底部画像として抽出する(ステップS33)。ステップS33の処理により、例えば、図27に示す溝底部画像を取得できる。 A groove bottom extracting section 34B of the groove extracting section 34 extracts a portion having luminance lower than a predetermined luminance from the photographed image as a groove bottom image indicating the bottom of the groove (step S33). For example, the groove bottom image shown in FIG. 27 can be acquired by the process of step S33.

溝抽出部34の主溝底部抽出部34Cにより、撮影画像から、所定輝度より高い輝度を有する部分によって囲まれた低輝度部分を、主溝の底部を示す主溝底部画像として抽出する(ステップS34)。ステップS34の処理により、例えば、図28に示す主溝底部画像を取得できる。 A main groove bottom extraction unit 34C of the groove extraction unit 34 extracts a low-luminance portion surrounded by a portion having a luminance higher than a predetermined luminance from the photographed image as a main groove bottom image showing the bottom of the main groove (step S34). ). By the process of step S34, for example, the main groove bottom image shown in FIG. 28 can be acquired.

溝抽出部34の合成部34Dにより、面取り画像と、溝底部画像と、主溝底部画像とを合成して溝画像を得る(ステップS35)。ステップS35の処理により、例えば、図29に示す溝画像を取得できる。 The synthesizing section 34D of the groove extracting section 34 synthesizes the chamfer image, the groove bottom image, and the main groove bottom image to obtain a groove image (step S35). For example, the groove image shown in FIG. 29 can be acquired by the process of step S35.

次に、接地特性算出部35により、撮影画像について、所定閾値に基づき、高輝度の部分を白、中輝度部分および低輝度部分を黒として分離することにより、大まかな接地領域画像を得る(ステップS36)。ステップS36の処理により、例えば、図25に示す撮影画像から図30に示す、大まかな接地領域画像を得る。これにより、例えば、非接地面のブロック、溝の面取りおよび刻印を白とし、溝の底部および接地ブロックの部分を黒とした、大まかな接地領域画像を得ることができる。 Next, the grounding characteristic calculator 35 obtains a rough grounding area image by separating high-luminance portions into white and middle- and low-luminance portions into black based on a predetermined threshold value in the captured image (step S36). By the processing in step S36, for example, a rough contact area image shown in FIG. 30 is obtained from the photographed image shown in FIG. This provides a rough ground contact area image, for example, with non-ground contact blocks, groove chamfers and imprints in white, and groove bottoms and contact block portions in black.

さらに、接地特性算出部35により、大まかな接地領域画像(図30)から、溝画像(図29)を差し引くことにより、実接地面積画像(Actual Contact Area、以下ACAと略称する)を得る(ステップS37)。ステップS37の処理により、例えば、図31に示すACAを得ることができる。 Further, the ground contact characteristic calculator 35 subtracts the groove image (FIG. 29) from the rough ground contact area image (FIG. 30) to obtain an actual contact area image (hereinafter abbreviated as ACA) (step S37). By the processing of step S37, for example, the ACA shown in FIG. 31 can be obtained.

ここで、「大まかな接地領域画像から、溝画像を差し引く」とは、大まかな接地領域画像の輝度値から、溝の輝度値を同一画素位置ごとに減算処理することを指す。ただし、減算後の値が「0」より低い場合は、「0」に置換する。本例では、減算処理後に、収縮処理1回、膨張処理2回、収縮処理1回、黒対象物の占有面積100画素以下を削除(=白画素に置換。以後同様)、収縮処理2回、膨張処理4回、収縮処理2回の順番に行った。その後、白対象物の占有面積200画素以下を削除(=黒画素に置換。以後同様)し、黒対象物の占有面積200画素以下を削除して、図31に示すACAを得た。 Here, "subtracting the groove image from the rough ground area image" refers to subtracting the luminance value of the groove from the luminance value of the rough ground area image for each identical pixel position. However, if the value after subtraction is lower than "0", it is replaced with "0". In this example, after the subtraction process, the erosion process is performed once, the dilation process is performed twice, the erosion process is performed once, the area occupied by the black object of 100 pixels or less is deleted (=replaced with white pixels; the same shall apply hereinafter), the erosion process is performed twice, The expansion treatment was performed four times and the contraction treatment was performed twice in this order. After that, the area occupied by 200 pixels or less of the white object is deleted (=replaced with black pixels; the same applies hereinafter), and the area occupied by the black object of 200 pixels or less is deleted to obtain the ACA shown in FIG.

図31に示すACAは、路面に接地しているブロックの全面積である。図31に示すACAに基づき、例えば、図32に示す総接地面積画像(Ground Contact Area、以下GCAと略称する)を得ることができる。 ACA shown in FIG. 31 is the total area of the blocks that are in contact with the road surface. Based on the ACA shown in FIG. 31, for example, a ground contact area image (hereinafter abbreviated as GCA) shown in FIG. 32 can be obtained.

GCAは、ACAについて、溝を埋めたときの、外輪線で囲まれた全面積である。図32は、GCAの例を示す図である。図31に示すACAについて、例えば、膨張処理5回、収縮処理10回、膨張処理12回、収縮処理14回、膨張処理17回、収縮処理20回、膨張処理109回、収縮処理99回の順番に処理することにより、図32のGCAを得ることができる。 GCA is the total area of ACA surrounded by the outer ring line when the groove is filled. FIG. 32 is a diagram showing an example of GCA. For the ACA shown in FIG. 31, for example, the order of expansion processing 5 times, contraction processing 10 times, expansion processing 12 times, contraction processing 14 times, expansion processing 17 times, contraction processing 20 times, expansion processing 109 times, contraction processing 99 times , the GCA of FIG. 32 can be obtained.

図33は、膨張処理の説明図である。図34は、収縮処理の説明図である。膨張処理は、図33に示すように、注目画素の周辺に1画素でも黒画素があれば、注目画素を黒画素に置き換える処理である。つまり、膨張処理は、白画素をそれぞれ中心画素とし、その周辺の8画素(中心画素から最も近い左上、上、右上、右、右下、下、左下、左の各1画素)のうち1つでも黒画素が存在すれば、その中心画素を黒画素に置き換える処理である。反対に収縮処理は、例えば注目画素を黒画素とする場合に、図34に示すように、注目画素の周辺に1画素でも白画素があれば、注目画素を白画素に置き換える処理である。つまり、収縮処理は、黒画素をそれぞれ中心画素とし、その周辺の8画素(中心画素から最も近い左上、上、右上、右、右下、下、左下、左の各1画素)のうち1つでも白画素が存在すれば、その中心画素を白画素に置き換える処理になっている。 FIG. 33 is an explanatory diagram of the dilation process. FIG. 34 is an explanatory diagram of contraction processing. As shown in FIG. 33, the expansion process is a process of replacing the target pixel with a black pixel if there is even one black pixel around the target pixel. In other words, dilation processing is performed by using a white pixel as the center pixel, and one of the eight surrounding pixels (upper left, upper, upper right, right, lower right, lower, lower left, and left pixels closest to the center pixel). However, if there is a black pixel, this process replaces the central pixel with the black pixel. Conversely, contraction processing is processing for replacing a target pixel with a white pixel if, for example, a target pixel is a black pixel and there is even one white pixel around the target pixel, as shown in FIG. In other words, the erosion process is performed by using a black pixel as the center pixel and one of the eight surrounding pixels (upper left, upper, upper right, right, lower right, lower, lower left, and left pixels closest to the center pixel). However, if a white pixel exists, the center pixel is replaced with a white pixel.

(面取り画像抽出部の処理)
次に、面取り画像抽出部34Aの処理の例について説明する。面取り画像抽出部34Aは、局所的二値化処理を行い、溝の面取り部分を示す面取り画像を抽出する。局所的二値化処理は、接地面画像について、弱い平滑化処理および強い平滑化処理をそれぞれ行い、両画像を用いて結果を得る処理である。面取り画像抽出部34Aは、本例では、メディアン処理によって平滑化処理を行う。
(Processing of chamfer image extraction unit)
Next, an example of processing of the chamfered image extraction unit 34A will be described. The chamfered image extraction unit 34A performs local binarization processing and extracts a chamfered image indicating the chamfered portion of the groove. The local binarization process is a process in which a weak smoothing process and a strong smoothing process are performed on the ground plane image, and both images are used to obtain the result. 34 A of chamfering image extraction parts perform a smoothing process by a median process in this example.

面取り画像抽出部34Aは、図25に示す接地面の撮影画像について弱い平滑化処理を行って、例えば、図35に示す基準画像を得る。図35は、基準画像の例を示す図である。弱い平滑化処理は、例えば、注目画素から半径4画素以内にある領域を周辺画素として利用するメディアン処理を適用することができる。 The chamfered image extracting unit 34A performs a weak smoothing process on the photographed image of the ground plane shown in FIG. 25 to obtain, for example, a reference image shown in FIG. FIG. 35 is a diagram showing an example of a reference image. For the weak smoothing process, for example, a median process using an area within a radius of 4 pixels from the pixel of interest as peripheral pixels can be applied.

また、面取り画像抽出部34Aは、図25に示す接地面の撮影画像について強い平滑化処理を行って、例えば、図36に示す対比画像を得る。図36は、対比画像の例を示す図である。本例の強い平滑化処理は、例えば、注目画素から半径40画素以内にある領域を周辺画素として利用するメディアン処理を適用することができる。 Further, the chamfered image extraction unit 34A performs strong smoothing processing on the photographed image of the ground plane shown in FIG. 25, and obtains, for example, the contrast image shown in FIG. FIG. 36 is a diagram showing an example of a comparison image. For the strong smoothing processing of this example, for example, median processing that uses an area within a radius of 40 pixels from the pixel of interest as peripheral pixels can be applied.

最後に、図35に示す基準画像および図36に示す対比画像の同一画素位置において、基準画像の輝度値が対比画像の輝度値に定数を加えた閾値を超える場合は黒画素、超えない場合は白画素に置き換えることによって、図26に示す画像を得ることができる。図26は、図25に示す画像に局所的二値化処理を行った結果の例を示す図である。なお、例えば、「50」を上記の定数とする。また、図26に示す画像にはノイズ除去の結果が反映されている。例えば、占有面積500画素以下の黒画素集合体は除去されている。 Finally, at the same pixel position of the reference image shown in FIG. 35 and the comparison image shown in FIG. By replacing with white pixels, the image shown in FIG. 26 can be obtained. FIG. 26 is a diagram showing an example of the result of performing local binarization processing on the image shown in FIG. For example, let "50" be the above constant. The image shown in FIG. 26 reflects the result of noise removal. For example, black pixel aggregates occupying an area of 500 pixels or less are removed.

(溝底部抽出部の処理)
次に、溝底部抽出部34Bの処理の例について説明する。溝底部抽出部34Bは、大域的二値化処理と局所的二値化処理とをそれぞれ行い、それらの処理結果の画像を重ね合わせる。すなわち、大域的二値化処理を行った画像と局所的二値化処理を行った画像との対応する画素の輝度を加算する。
(Treatment of Groove Bottom Extraction Part)
Next, an example of the processing of the groove bottom extraction section 34B will be described. The groove bottom extraction unit 34B performs global binarization processing and local binarization processing, respectively, and superimposes the images of the processing results. That is, the brightness of corresponding pixels in the image subjected to the global binarization process and the image subjected to the local binarization process are added.

溝底部抽出部34Bが行う大域的二値化処理は、図25に示す接地面の撮影画像について平滑化処理を行わずに、輝度閾値「0」で二値化を行う処理である。二値化を行った後、ノイズ除去のために、例えば、収縮処理1回および膨張処理1回の処理を行ってもよい。 The global binarization process performed by the groove bottom extraction unit 34B is a process of binarizing the photographed image of the ground surface shown in FIG. After binarization, for noise removal, for example, one contraction process and one expansion process may be performed.

溝底部抽出部34Bが行う局所的二値化処理は、接地面画像について、弱い平滑化処理および強い平滑化処理をそれぞれ行い、両画像を用いて結果を得る処理である。溝底部抽出部34Bは、本例では、メディアン処理によって平滑化処理を行う。 The local binarization processing performed by the groove bottom extracting section 34B is processing in which weak smoothing processing and strong smoothing processing are performed on the ground contact surface image, and the result is obtained using both images. In this example, the groove bottom extraction unit 34B performs smoothing processing by median processing.

溝底部抽出部34Bは、図25に示す接地面の撮影画像について弱い平滑化処理を行って、例えば、図35に示す基準画像を得る。図35は、基準画像の例を示す図である。弱い平滑化処理は、例えば、注目画素から半径4画素以内にある領域を周辺画素として利用するメディアン処理を適用することができる。 The groove bottom extraction unit 34B performs a weak smoothing process on the photographed image of the ground contact surface shown in FIG. 25 to obtain, for example, a reference image shown in FIG. FIG. 35 is a diagram showing an example of a reference image. For the weak smoothing process, for example, a median process using an area within a radius of 4 pixels from the pixel of interest as peripheral pixels can be applied.

また、溝底部抽出部34Bは、図25に示す接地面の撮影画像について強い平滑化処理を行って、例えば、図37に示す対比画像を得る。図37は、対比画像の例を示す図である。本例の強い平滑化処理は、例えば、注目画素からタイヤ周方向(画像の水平方向)に±100画素以内で、タイヤ幅方向(画像の垂直方向)に±5画素以内にある領域を周辺画素として利用するメディアン処理を適用することができる。 Further, the groove bottom extraction unit 34B performs a strong smoothing process on the photographed image of the contact surface shown in FIG. 25, and obtains, for example, a comparison image shown in FIG. FIG. 37 is a diagram showing an example of a comparison image. In the strong smoothing process of this example, for example, an area within ±100 pixels in the tire circumferential direction (horizontal direction of the image) and within ±5 pixels in the tire width direction (vertical direction of the image) from the pixel of interest is A median process can be applied that utilizes as

次に、図35に示す基準画像および図37に示す対比画像の同一画素位置において、基準画像の輝度値が対比画像の輝度値に定数を加えた閾値を下回る場合は黒画素、下回らない場合は白画素に置き換えることによって、図38に示す画像を得ることができる。図38は、図25に示す画像に局所的二値化処理を行った結果の例を示す図である。例えば、「-40」を上記の定数とする。また、図38に示す画像にはノイズ除去の結果が反映されている。例えば、占有面積100画素以下の黒画素集合体は除去されている。 Next, at the same pixel position of the reference image shown in FIG. 35 and the comparison image shown in FIG. 37, if the luminance value of the reference image is below the threshold obtained by adding a constant to the luminance value of the comparison image, it is a black pixel. By replacing with white pixels, the image shown in FIG. 38 can be obtained. FIG. 38 is a diagram showing an example of the result of performing local binarization processing on the image shown in FIG. For example, let "-40" be the above constant. The image shown in FIG. 38 reflects the result of noise removal. For example, black pixel aggregates occupying an area of 100 pixels or less are removed.

なお、上記の定数については、絶対値が「40」以上であれば、好ましい結果が得られる。サブ溝底の輝度とその周辺領域の平均輝度との差の絶対値が「40」以上を確保できていれば、上記定数を「-40」に設定でき、好ましい結果が得られる。上記輝度の差の絶対値が「40」以上を確保できていないと、上記定数の値を例えば「-20」にしなければならず、接地誤判定(例えば、接地ブロックを「非接地」と誤判定するなど)が生じて好ましい結果が得られない。 It should be noted that favorable results can be obtained if the absolute value of the above constant is "40" or more. If the absolute value of the difference between the luminance of the bottom of the sub-groove and the average luminance of the surrounding area is "40" or more, the above constant can be set to "-40", and favorable results can be obtained. If the absolute value of the above luminance difference cannot be ensured to be "40" or more, the value of the above constant must be set to, for example, "-20", and grounding error judgment (for example, grounding block is mistaken as "ungrounded") judgment, etc.) occur, and favorable results cannot be obtained.

最後に、溝底部抽出部34Bは、図25に示す接地面の撮影画像について大域的二値化処理を行った画像と、図38に示す画像に対して膨張処理2回、収縮処理2回の順に処理した後の画像とについて、両画像の同じ位置の画素について輝度を加算する。加算した輝度が上限である輝度「255」を超える場合は、輝度「255」に置換する。以上の処理により、溝底部抽出部34Bは、図27に示す溝底部画像を得る。 Finally, the groove bottom extracting unit 34B applies the global binarization processing to the photographed image of the contact surface shown in FIG. 25 and the image shown in FIG. The brightness of pixels at the same position in both images is added to the image after being processed in order. If the added luminance exceeds the upper limit of luminance "255", it is replaced with luminance "255". Through the above processing, the groove bottom extraction unit 34B obtains the groove bottom image shown in FIG.

(主溝底部抽出部の処理)
次に、図24のステップS34における、主溝底部抽出部34Cの処理の例についてより詳細に説明する。図39は、主溝底部抽出部34Cによる処理の例を示すフロー図である。
(Processing of Main Groove Bottom Extracted Portion)
Next, an example of the processing of the main groove bottom extraction section 34C in step S34 of FIG. 24 will be described in more detail. FIG. 39 is a flow diagram showing an example of processing by the main groove bottom extraction section 34C.

図39において、最初に、平滑化処理部341により、撮影画像についてタイヤ周方向に平滑化処理する(ステップS341)。ステップS341の処理により、例えば、図40に示す平滑化画像が得られる。図40は、平滑化画像の例を示す図である。タイヤ周方向に平滑化処理とは、タイヤ周方向に長い周辺領域を用いて輝度を平滑化する処理である。例えば、メディアンフィルタを適用して平滑化する際に、注目画素からタイヤ周方向(画像の水平方向)に±100画素、タイヤ幅方向(画像の垂直方向)±2.5画素の領域を周辺領域に設定して平滑化する。 In FIG. 39, first, the smoothing processing unit 341 performs smoothing processing on the captured image in the tire circumferential direction (step S341). For example, the smoothed image shown in FIG. 40 is obtained by the processing in step S341. FIG. 40 is a diagram showing an example of a smoothed image. Smoothing processing in the tire circumferential direction is processing for smoothing luminance using a peripheral region that is long in the tire circumferential direction. For example, when smoothing by applying a median filter, a region of ± 100 pixels in the tire circumferential direction (horizontal direction of the image) and ± 2.5 pixels in the tire width direction (vertical direction of the image) from the pixel of interest is a peripheral region , to smooth.

次に、第1候補画像抽出部342により、ステップS341の処理で得た平滑化画像について、所定の第1輝度閾値により2値化処理した第1候補画像を抽出する(ステップS342)。ステップS342の処理により、例えば、図41に示す第1候補画像が得られる。図41は、第1候補画像の例を示す図である。ステップS342の処理においては、例えば、平滑化画像について、第1輝度閾値に基づき、高輝度の部分を白、中輝度部分および低輝度部分を黒として、第1候補画像を得る。第1候補画像は、図41に示すように、主溝のエッジで切り離した孤立物の部分G2、G3およびG4を主溝底部として抽出した画像である。 Next, the first candidate image extraction unit 342 extracts a first candidate image obtained by binarizing the smoothed image obtained in the process of step S341 using a predetermined first luminance threshold (step S342). By the process of step S342, for example, the first candidate image shown in FIG. 41 is obtained. FIG. 41 is a diagram showing an example of the first candidate image. In the process of step S342, for example, the first candidate image is obtained by setting the high-luminance portion to white and the medium- and low-luminance portions to black based on the first luminance threshold for the smoothed image. As shown in FIG. 41, the first candidate image is an image obtained by extracting isolated object portions G2, G3, and G4 separated by the edge of the main groove as the main groove bottom.

また、第2候補画像抽出部343により、ステップS341の処理で得た平滑化画像について、第1輝度閾値よりも低い第2輝度閾値により2値化処理した第2候補画像を抽出する(ステップS343)。ステップS343の処理により、例えば、図42に示す第2候補画像が得られる。図42は、第2候補画像の例を示す図である。ステップS343の処理においては、例えば、平滑化画像について、第2輝度閾値に基づき、高輝度部分および中輝度部分を白、低輝度部分を黒として分離することにより、第2候補画像を得る。これにより、例えば、溝幅が比較的狭い主溝について、溝底部を抽出することができる。第2候補画像は、図42に示すように、主溝のエッジとして抽出できなかった部分、すなわち、図41中の部分G1を主溝底部として抽出した画像である。 Further, the second candidate image extraction unit 343 extracts a second candidate image obtained by binarizing the smoothed image obtained in the process of step S341 using a second luminance threshold lower than the first luminance threshold (step S343). ). By the process of step S343, for example, the second candidate image shown in FIG. 42 is obtained. FIG. 42 is a diagram showing an example of the second candidate image. In the processing of step S343, for example, a second candidate image is obtained by separating the smoothed image into high-luminance and medium-luminance portions as white and low-luminance portions as black based on the second luminance threshold. Thereby, for example, the groove bottom can be extracted for the main groove having a relatively narrow groove width. As shown in FIG. 42, the second candidate image is an image obtained by extracting the portion that could not be extracted as the edge of the main groove, that is, the portion G1 in FIG. 41 as the main groove bottom.

さらに、重ね合わせ処理部344により、第1候補画像(図41)に含まれかつ陸部などの接地ブロックを含まない孤立物の画像と、第2候補画像(図42)とを重ね合わせて主溝底部画像を得る(ステップS344)。ステップS344の処理により、例えば、図28に示す主溝底部画像を取得できる。ステップS344の処理では、両画像の同じ位置の画素について輝度を加算する。加算した輝度が上限である輝度「255」を超える場合は、輝度「255」に置換する。以上の処理により、重ね合わせ処理部344は、図28に示す主溝底部画像を得る。 Furthermore, the superimposition processing unit 344 superimposes the image of the isolated object that is included in the first candidate image (FIG. 41) and does not include the ground block such as the land area with the second candidate image (FIG. 42) to obtain the main image. A groove bottom image is obtained (step S344). By the process of step S344, for example, the main groove bottom image shown in FIG. 28 can be acquired. In the process of step S344, the brightness of pixels at the same position in both images is added. If the added luminance exceeds the upper limit of luminance "255", it is replaced with luminance "255". Through the above processing, the superposition processing unit 344 obtains the main groove bottom image shown in FIG.

(第1候補画像抽出部の処理)
図43および図44は、第1候補画像抽出部342の処理を説明する図である。最初に、第1候補画像抽出部342は、接地面の撮影画像について、弱い平滑化処理として、上述したタイヤ周方向に平滑化する処理を行う。また、第1候補画像抽出部342は、接地面の撮影画像について、強い平滑化処理として、注目画素から半径100画素以内にある領域を周辺画素として利用するメディアン処理を行う。第1候補画像抽出部342は、上記弱い平滑化処理によって得られた画像を基準画像とし、上記強い平滑化処理によって得られた画像を対比画像とする。対比画像の同一画素位置において、基準画像の輝度値が対比画像の輝度値に定数を加えた閾値を超える場合は黒画素、超えない場合は白画素に置き換えることによって、図43に示す画像を得ることができる。なお、例えば、「30」を上記の定数とする。
(Processing of First Candidate Image Extraction Unit)
43 and 44 are diagrams for explaining the processing of the first candidate image extraction unit 342. FIG. First, the first candidate image extraction unit 342 performs the above-described smoothing process in the tire circumferential direction as the weak smoothing process on the captured image of the ground contact surface. The first candidate image extracting unit 342 also performs median processing using regions within a radius of 100 pixels from the pixel of interest as peripheral pixels as strong smoothing processing on the captured image of the ground plane. The first candidate image extraction unit 342 uses the image obtained by the weak smoothing process as a reference image and the image obtained by the strong smoothing process as a comparison image. At the same pixel position of the comparison image, if the luminance value of the reference image exceeds the threshold value obtained by adding a constant to the luminance value of the comparison image, it is replaced with a black pixel. If not, it is replaced with a white pixel. be able to. For example, let "30" be the above constant.

また、第1候補画像抽出部342は、上述したタイヤ周方向に平滑化する処理によって得られた画像について、輝度閾値「220」で大域的二値化処理を行うことにより、図44に示す画像を得る。第1候補画像抽出部342は、図44に示す画像から、図43に示す画像を差し引く。すなわち、図43および図44の画像について、輝度値を同一画素位置ごとに減算処理する。ただし、減算後の値が「0」より低い場合は、「0」に置換する。第1候補画像抽出部342は、以上の処理を行うことにより、図41に示す画像を得ることができる。 Further, the first candidate image extraction unit 342 performs global binarization processing with a brightness threshold value of “220” on the image obtained by the above-described smoothing processing in the tire circumferential direction, thereby obtaining the image shown in FIG. get The first candidate image extraction unit 342 subtracts the image shown in FIG. 43 from the image shown in FIG. 43 and 44, the luminance value is subtracted for each identical pixel position. However, if the value after subtraction is lower than "0", it is replaced with "0". The first candidate image extraction unit 342 can obtain the image shown in FIG. 41 by performing the above processing.

(第2候補画像抽出部の処理)
第2候補画像抽出部343は、局所的二値化処理により、第2候補画像を抽出する。第2候補画像抽出部343は、弱い平滑化処理として、例えば、上述したタイヤ周方向に平滑化する処理によって得られた画像について、注目画素から半径4画素以内にある領域を周辺画素として利用するメディアン処理を適用し、基準画像を得ることができる。第2候補画像抽出部343は、強い平滑化処理として、例えば、上述したタイヤ周方向に平滑化する処理によって得られた画像について、注目画素から半径40画素以内にある領域を周辺画素として利用するメディアン処理を適用し、対比画像を得ることができる。
(Processing of Second Candidate Image Extraction Unit)
The second candidate image extraction unit 343 extracts the second candidate image by local binarization processing. As a weak smoothing process, the second candidate image extraction unit 343 uses, as peripheral pixels, areas within a radius of 4 pixels from the pixel of interest in the image obtained by, for example, the above-described smoothing process in the tire circumferential direction. A median process can be applied to obtain a reference image. As strong smoothing processing, the second candidate image extraction unit 343 uses, as peripheral pixels, regions within a radius of 40 pixels from the pixel of interest in the image obtained by the above-described smoothing processing in the tire circumferential direction. Median processing can be applied to obtain contrast images.

第2候補画像抽出部343は、上記基準画像および上記対比画像の同一画素位置において、基準画像の輝度値が対比画像の輝度値に定数を加えた閾値を下回る場合は黒画素、下回らない場合は白画素に置き換える。このとき、例えば、「-40」を上記の定数とする。第2候補画像抽出部343は、最後にノイズ除去のために、例えば、画像中の占有面積3000画素以下の黒対象物を削除して第2候補画像とする。 The second candidate image extraction unit 343 extracts a black pixel if the brightness value of the reference image is below a threshold obtained by adding a constant to the brightness value of the comparison image at the same pixel position of the reference image and the comparison image, and otherwise Replace with white pixels. At this time, for example, "-40" is set as the above constant. Finally, the second candidate image extraction unit 343 removes, for example, black objects occupying an area of 3000 pixels or less in the image to obtain a second candidate image for noise removal.

(重ね合わせ処理部の処理)
図45から図47は、重ね合わせ処理部344の処理を説明する図である。最初に、重ね合わせ処理部344は、図45に示すように、第1候補画像において、主溝の位置を指定する。図45中の「×」が指定した主溝の位置である。図45においては、部分G1、G2、G3およびG4が指定される。
(Processing of superimposition processing unit)
45 to 47 are diagrams for explaining the processing of the overlay processing unit 344. FIG. First, the superposition processing section 344 designates the position of the main groove in the first candidate image, as shown in FIG. "X" in FIG. 45 indicates the position of the designated main groove. In FIG. 45, portions G1, G2, G3 and G4 are designated.

主溝の指定は、本装置のオペレータが表示部22の画面を確認しながら入力部21を手動で操作して指定してもよいし、AI(Artificial Intelligence)などを用いて指定してもよい。また、図45中の各部について、その部分を構成する画素の縦方向(垂直方向)の画素数に対する横方向(水平方向)の画素数との比が所定閾値を超える部分を主溝として指定してもよい。 The main groove may be specified by the operator of the apparatus manually operating the input unit 21 while checking the screen of the display unit 22, or by using AI (Artificial Intelligence) or the like. . Also, for each portion in FIG. 45, a portion in which the ratio of the number of pixels in the horizontal direction (horizontal direction) to the number of pixels in the vertical direction (vertical direction) exceeds a predetermined threshold is designated as the main groove. may

次に、重ね合わせ処理部344は、主溝の位置が指定された画像について、図46に示すように、輪郭を強調して表示する。図46では、作図の都合から一点鎖線で輪郭を表示しているが、輪郭を赤色で表示するなど、輪郭を強調して表示することが好ましい。 Next, the superimposition processing unit 344 displays the image in which the positions of the main grooves are specified, with the outline emphasized, as shown in FIG. In FIG. 46, the outline is indicated by a dashed-dotted line for convenience of drawing, but it is preferable to emphasize the outline by displaying it in red, for example.

さらに、重ね合わせ処理部344は、輪郭を強調して表示した部分について、陸部など接地ブロックを含まない場合に、主溝底部として抽出する。これにより、重ね合わせ処理部344は、図47に示すように、部分G2、G3およびG4を含む画像を得る。図47に示す画像は、図45における部分G2、G3およびG4を抽出した画像である。図45における部分G1は、陸部など接地ブロックを含む部分であるため、主溝底部として抽出されない。 Furthermore, the superimposition processing unit 344 extracts the portion whose contour is emphasized as the main groove bottom if it does not include a contact block such as a land portion. As a result, the overlay processing unit 344 obtains an image including portions G2, G3 and G4 as shown in FIG. The image shown in FIG. 47 is an image obtained by extracting portions G2, G3 and G4 in FIG. A portion G1 in FIG. 45 is a portion including a ground block such as a land portion, so it is not extracted as the main groove bottom portion.

ここで、接地ブロックを含む部分であるか否かは、例えば、その部分を構成する画像の縦方向(垂直方向)の画素数が所定の閾値を超えるか否かによって判定する。例えば、画素数「150」を閾値とし、輪郭を強調した部分を囲む矩形の画像の縦方向(垂直方向)の画素数が閾値「150」を超える場合に接地ブロックを含む部分であると判定し、主溝底部として抽出されない。最後に、重ね合わせ処理部344は、図47に示す画像と、第2候補画像(図42)とを重ね合わせることにより、主溝底部画像(図28)を得る。 Here, whether or not the portion includes the ground block is determined by, for example, whether or not the number of pixels in the vertical direction (vertical direction) of the image forming the portion exceeds a predetermined threshold. For example, the number of pixels "150" is set as a threshold, and if the number of pixels in the vertical direction (vertical direction) of the rectangular image surrounding the part with the contour emphasized exceeds the threshold "150", it is determined that the part includes the ground block. , is not extracted as the main groove bottom. 47 and the second candidate image (FIG. 42) to obtain a main groove bottom image (FIG. 28).

(刻印抽出部の処理)
ところで、タイヤ60のトレッド面に刻印が設けられていることがある。刻印とは、識別線、アーティクル番号である。タイヤ60のトレッド面に刻印がある場合、輝度が高く、接地画像に影響を与えて解析誤差が生じることがある。
(Processing of engraving extractor)
By the way, the tread surface of the tire 60 may be provided with markings. Inscriptions are identification lines and article numbers. When there is a mark on the tread surface of the tire 60, the luminance is high, and it may affect the ground contact image and cause an analysis error.

タイヤ60のトレッド面に刻印がある場合、面取り画像抽出部34A、接地特性算出部35は、刻印を補正した画像について処理を行うことが好ましい。そのためには、刻印抽出部40によって、刻印の画像を抽出し、その抽出した画像を用いて補正を行うことが好ましい。 If the tread surface of the tire 60 has markings, it is preferable that the chamfered image extraction unit 34A and the contact characteristic calculation unit 35 process an image in which the markings are corrected. For this purpose, it is preferable that the image of the stamp is extracted by the stamp extraction unit 40 and the correction is performed using the extracted image.

図48は、撮影画像(図25)の高輝度部分を抽出した画像の例を示す図である。図48に示すように、刻印抽出部40が溝の面取り部分を高輝度部分として抽出する際に、刻印部分203が高輝度部分として抽出される。刻印抽出部40は、撮影画像(図25)について局所的二値化処理の後、ノイズ除去のために占有面積100画素以下の黒画素集合体を除去し、刻印の位置を指定して刻印画像を抽出する。 FIG. 48 is a diagram showing an example of an image obtained by extracting a high-brightness portion from the captured image (FIG. 25). As shown in FIG. 48, when the marking extraction unit 40 extracts the chamfered portion of the groove as the high-brightness portion, the marking portion 203 is extracted as the high-brightness portion. After local binarization processing is performed on the photographed image (FIG. 25), the engraving extraction unit 40 removes a group of black pixels occupying an area of 100 pixels or less for noise removal, designates the engraving position, and extracts the engraving image. to extract

刻印抽出部40は、局所的二値化処理において、弱い平滑化処理として、例えば、撮影画像(図25)に注目画素から半径4画素以内にある領域を周辺画素として利用するメディアン処理を適用することができる。刻印抽出部40は、局所的二値化処理において、強い平滑化処理として、注目画素から半径40画素以内にある領域を周辺画素として利用するメディアン処理を適用することができる。刻印抽出部40は、局所的二値化処理において、基準画像の輝度値が対比画像の輝度値に定数を加えた閾値を超える場合は黒画素、超えない場合は白画素に置き換える。なお、例えば、「50」を上記の定数とする。 In the local binarization process, the stamp extraction unit 40 applies, as a weak smoothing process, a median process that uses an area within a radius of 4 pixels from the pixel of interest to the captured image (FIG. 25) as peripheral pixels. be able to. In the local binarization process, the mark extraction unit 40 can apply median processing that uses a region within a radius of 40 pixels from the pixel of interest as peripheral pixels as strong smoothing processing. In the local binarization process, the stamp extraction unit 40 replaces the luminance value of the reference image with a black pixel if it exceeds a threshold obtained by adding a constant to the luminance value of the comparison image, and replaces it with a white pixel if it does not. For example, let "50" be the above constant.

図49は、刻印抽出部40によって抽出された刻印画像の例を示す図である。刻印抽出部40による刻印の位置の指定は、本装置のオペレータが画面を確認しながら手動で指定してもよいし、AIなどを用いて指定してもよい。刻印抽出部40は、撮影画像について二値化処理した画像中に特定の文字が含まれている場合に、その部分を刻印と指定してもよい。 FIG. 49 is a diagram showing an example of a stamp image extracted by the stamp extraction unit 40. As shown in FIG. The designation of the marking position by the marking extraction unit 40 may be made manually by the operator of the apparatus while checking the screen, or may be designated using AI or the like. The stamp extracting unit 40 may designate a portion as a stamp when a specific character is included in the binarized image of the photographed image.

刻印抽出部40は、撮影画像(図25)について高輝度部分を抽出すると、例えば、図48の画像から図49の画像を差し引く減算処理を行う。より具体的には、図48に示す画像と図49に示す刻印画像との対応する各画素について、前者の画像を構成する画素の輝度から後者の画像を構成する画素の輝度を差し引く。このとき、刻印抽出部40は、図48に示す画像と図49に示す刻印画像との間で、両画像の同じ位置の画素について輝度を減算する。減算後の値が「0」より低い場合は、「0」に置換する。刻印抽出部40の処理により、図26に示す面取り画像が得られる。図26に示す面取り画像は、図48に示す画像の刻印部分203が除去されている。したがって、面取り画像抽出部34Aは、刻印が除去された、面取り画像を抽出することができる。つまり、面取り画像抽出部34Aは、撮影画像から、所定輝度より高い輝度を有する部分のうち、撮影画像に含まれる刻印に対応する部分を除いた部分を、面取り画像とする。 After extracting the high-brightness portion of the photographed image (FIG. 25), the stamp extracting unit 40 performs a subtraction process of subtracting the image of FIG. 49 from the image of FIG. 48, for example. More specifically, for each pixel corresponding to the image shown in FIG. 48 and the stamp image shown in FIG. 49, the luminance of the pixels forming the latter image is subtracted from the luminance of the pixels forming the former image. At this time, between the image shown in FIG. 48 and the engraved image shown in FIG. 49, the marking extracting unit 40 subtracts the brightness of pixels at the same position in both images. If the value after subtraction is lower than "0", it is replaced with "0". A chamfered image shown in FIG. 26 is obtained by the processing of the mark extraction unit 40 . The chamfered image shown in FIG. 26 has the stamped portion 203 of the image shown in FIG. 48 removed. Therefore, the chamfered image extraction unit 34A can extract the chamfered image from which the stamp has been removed. In other words, the chamfered image extraction unit 34A obtains a chamfered image by excluding the portion corresponding to the stamp included in the captured image, among the portions having brightness higher than the predetermined brightness, from the captured image.

図50は、撮影画像(図25)について、所定閾値に基づき、高輝度の部分を白、中輝度部分および低輝度部分を黒とした、大まかな接地領域画像の例を示す図である。図50に示すように、大まかな接地領域画像を作成する際に、刻印部分204が高輝度部分として抽出される。そこで、刻印抽出部40は、図50の画像と図49の画像とを重ね合わせる加算処理を行う。より具体的には、図50に示す画像と図49に示す刻印画像との対応する各画素について、両者の画像を構成する画素の輝度を加算する。このとき、刻印抽出部40は、図50に示す画像と図49に示す画像との間で、両画像の同じ位置の画素について輝度を加算する。加算した輝度が上限である輝度「255」を超える場合は、輝度「255」に置換する。刻印抽出部40の処理により、図30に示す大まかな接地領域画像が得られる。図30に示す大まかな接地領域画像は、図50に示す画像の刻印部分204が除去されている。したがって、接地特性算出部35は、刻印が除去された、大まかな接地領域画像を得ることができる。つまり、接地特性算出部35は、撮影画像について所定輝度を閾値とした二値化処理によって得た画像のうち、撮影画像に含まれる刻印に対応する部分を除いた部分を、大まかな接地領域画像とする。 FIG. 50 is a diagram showing an example of a rough ground area image in which the high-luminance portion is white and the medium- and low-luminance portions are black based on a predetermined threshold for the captured image (FIG. 25). As shown in FIG. 50, the stamped portion 204 is extracted as a high-brightness portion when creating a rough grounding area image. Therefore, the stamp extracting unit 40 performs addition processing for superimposing the image in FIG. 50 and the image in FIG. 49 . More specifically, for each corresponding pixel in the image shown in FIG. 50 and the stamp image shown in FIG. 49, the brightness of the pixels forming both images is added. At this time, the mark extraction unit 40 adds the brightness of pixels at the same position in the image shown in FIG. 50 and the image shown in FIG. 49 . If the added luminance exceeds the upper limit of luminance "255", it is replaced with luminance "255". A rough contact area image shown in FIG. 30 is obtained by the processing of the mark extraction unit 40 . The rough ground area image shown in FIG. 30 has the imprinted portion 204 of the image shown in FIG. 50 removed. Accordingly, the ground contact characteristic calculator 35 can obtain a rough ground contact area image from which the imprint has been removed. In other words, the ground contact characteristic calculation unit 35 converts the portion of the image obtained by binarizing the captured image using the predetermined luminance as a threshold value, excluding the portion corresponding to the stamp included in the captured image, into a rough contact area image. and

(タイヤ接地形状解析方法)
以上説明したタイヤ接地形状解析装置1は、図51に示す以下のタイヤ接地形状解析方法を実現する。図51は、上記タイヤ接地形状解析装置によって実現されるタイヤ接地形状解析方法を示すフロー図である。
(Tire contact shape analysis method)
The tire ground contact shape analysis device 1 described above implements the following tire ground contact shape analysis method shown in FIG. FIG. 51 is a flowchart showing a tire contact shape analysis method implemented by the tire contact shape analysis apparatus.

図51において、最初に、溝のエッジの輝度を高める光によって、解析対象である空気入りタイヤの接地面を撮影した撮影画像を取得する(ステップS41)。次に、ステップS41において取得された接地面画像を解析して接地特性を求める(ステップS42)。このタイヤ接地形状解析方法を採用することにより、短い時間でタイヤの動的接地特性を精度良く解析することができる。 In FIG. 51, first, a photographed image of the ground contact surface of the pneumatic tire to be analyzed is acquired with light that increases the brightness of the edge of the groove (step S41). Next, the contact surface image obtained in step S41 is analyzed to obtain contact characteristics (step S42). By adopting this tire ground contact shape analysis method, it is possible to accurately analyze the dynamic ground contact characteristics of a tire in a short time.

1 タイヤ接地形状解析装置
2 タイヤ試験機
3 支持装置
4 リム
5 駆動装置
6 モータ
7 モータ制御装置
10 撮影装置
11 透明板
11D 下面
11U 上面
15 カメラ
16 照明用ランプ
17 トリガー装置
20 タイヤ接地面解析装置
21 入力部
22 表示部
30 処理装置
31 処理部
32 接地面画像取得部
33 接地特性解析部
34 溝抽出部
34A 面取り画像抽出部
34B 溝底部抽出部
34C 主溝底部抽出部
34D 合成部
35 接地特性算出部
40 刻印抽出部
50 記憶部
60 タイヤ
61 接地面
161~168 ランプ
171 検出部
341 平滑化処理部
342 第1候補画像抽出部
343 第2候補画像抽出部
344 重ね合わせ処理部
1 tire contact shape analysis device 2 tire testing machine 3 support device 4 rim 5 drive device 6 motor 7 motor control device 10 photographing device 11 transparent plate 11D lower surface 11U upper surface 15 camera 16 illumination lamp 17 trigger device 20 tire contact surface analysis device 21 Input unit 22 Display unit 30 Processing unit 31 Processing unit 32 Contact patch image acquisition unit 33 Contact property analysis unit 34 Groove extraction unit 34A Chamfer image extraction unit 34B Groove bottom extraction unit 34C Main groove bottom extraction unit 34D Synthesis unit 35 Contact property calculation unit 40 marking extraction unit 50 storage unit 60 tire 61 tread 161 to 168 lamp 171 detection unit 341 smoothing processing unit 342 first candidate image extraction unit 343 second candidate image extraction unit 344 superimposition processing unit

Claims (9)

解析対象であるタイヤの接地面に、タイヤトレッド部に設けられた溝のエッジの輝度を高める光を照射する照明部と、前記照明部から照射される光によって、前記タイヤの接地面を撮影した撮影画像を取得する接地面画像取得部と、前記接地面画像取得部によって取得された接地面画像を解析して接地特性を求める接地特性解析部とを含み、
前記接地特性解析部は、
前記撮影画像から溝画像を抽出する溝抽出部と、
前記撮影画像について所定輝度を閾値とした二値化処理によって得た大まかな接地領域の画像から前記溝画像を差し引く接地特性算出部とを含み、
前記溝抽出部は、
前記撮影画像から、所定輝度より高い輝度を有する部分を、溝の面取り部分を示す面取り画像として抽出する面取り画像抽出部と、
前記撮影画像から、所定輝度より低い輝度を有する部分を、溝の底部を示す溝底部画像として抽出する溝底部抽出部と、
前記撮影画像から、所定輝度より高い輝度を有する部分によって囲まれた低輝度部分を、主溝の底部を示す主溝底部画像として抽出する主溝底部抽出部と、
前記面取り画像と、前記溝底部画像と、前記主溝底部画像とを合成して前記溝画像を得る合成部と、
を含む
タイヤ接地形状解析装置。
An illumination unit that irradiates the tread surface of the tire to be analyzed with light that enhances the brightness of the edge of the groove provided in the tire tread portion, and the tread surface of the tire was photographed by the light emitted from the illumination unit. a ground plane image acquisition unit that acquires a captured image; and a ground plane image acquisition unit that analyzes the ground plane image acquired by the ground plane image acquisition unit and obtains a ground plane characteristic ,
The grounding characteristic analysis unit
a groove extraction unit for extracting a groove image from the photographed image;
a contact characteristic calculation unit that subtracts the groove image from a rough contact area image obtained by binarizing the photographed image using a predetermined luminance as a threshold;
The groove extracting part is
a chamfered image extraction unit for extracting a portion having a luminance higher than a predetermined luminance from the photographed image as a chamfered image showing a chamfered portion of the groove;
a groove bottom extraction unit that extracts a portion having luminance lower than a predetermined luminance from the photographed image as a groove bottom image indicating the bottom of the groove;
a main groove bottom extraction unit that extracts a low-luminance portion surrounded by portions having luminance higher than a predetermined luminance from the photographed image as a main groove bottom image showing the bottom of the main groove;
a synthesizing unit for synthesizing the chamfer image, the groove bottom image, and the main groove bottom image to obtain the groove image;
including
Tire contact shape analyzer.
前記タイヤは、透明板の一主面に接触し、
前記照明部は、
前記タイヤの接地面を包囲するように、前記透明板の一主面側に設けられた一主面側ランプと、前記透明板の他主面側に設けられた他主面側ランプとを含み、
前記他主面側ランプは、タイヤ幅方向の外側から内側に向けて、前記接地面に光を照射する幅方向ランプを含む
請求項1に記載のタイヤ接地形状解析装置。
The tire contacts one main surface of the transparent plate,
The illumination unit
including one principal surface side lamp provided on one principal surface side of the transparent plate and another principal surface side lamp provided on the other principal surface side of the transparent plate so as to surround the ground contact surface of the tire. ,
2. The tire ground contact shape analysis device according to claim 1, wherein the other principal surface side lamp includes a width direction lamp that irradiates the ground contact surface with light from the outside to the inside in the tire width direction.
前記タイヤの接地面を撮影するカメラをさらに含み、前記カメラは、前記タイヤの前記接地面の中心点の法線方向から前記タイヤの接地面を撮影する請求項2に記載のタイヤ接地形状解析装置。 3. The tire ground contact shape analysis device according to claim 2, further comprising a camera for photographing the contact patch of the tire, wherein the camera photographs the contact patch of the tire from a normal direction of a center point of the contact patch of the tire. . 前記カメラは、
前記タイヤの接地面の輪郭から、前記透明板の他主面側に対して垂直な方向に延ばした線によって囲まれる範囲に設けられる
請求項3に記載のタイヤ接地形状解析装置。
The camera is
4. The tire contact shape analysis device according to claim 3, which is provided in a range surrounded by a line extending in a direction perpendicular to the other main surface side of the transparent plate from the contour of the contact patch of the tire.
前記他主面側ランプは、タイヤ周方向の外側から内側に向けて、前記接地面に光を照射する周方向ランプを含む
請求項2から請求項4のいずれか1つに記載のタイヤ接地形状解析装置。
The tire contact patch shape according to any one of claims 2 to 4, wherein the other principal surface side lamp includes a circumferential lamp that irradiates the contact surface with light from the outer side to the inner side in the tire circumferential direction. analysis equipment.
前記接地特性算出部は、前記二値化処理によって得た画像のうち、前記撮影画像に含まれる刻印に対応する部分を除いた部分を、前記大まかな接地領域とする
請求項1から請求項5のいずれか1つに記載のタイヤ接地形状解析装置。
6. The rough ground contact area is defined by the ground contact characteristic calculation unit, in the image obtained by the binarization process, by excluding a portion corresponding to the stamp contained in the captured image. The tire contact shape analysis device according to any one of.
前記主溝底部抽出部は、
前記撮影画像についてタイヤ周方向に平滑化処理する平滑化処理部と、前記平滑化処理部によって平滑化された平滑化画像について、所定の第1輝度閾値により2値化処理した第1候補画像を抽出する第1候補画像抽出部と、前記平滑化画像について、前記第1輝度閾値よりも低い第2輝度閾値により2値化処理した第2候補画像を抽出する第2候補画像抽出部と、前記第1候補画像に含まれかつ接地ブロックを含まない孤立物の画像と、前記第2候補画像とを重ね合わせて前記主溝底部画像を得る重ね合わせ処理部とを含む
請求項1から請求項6のいずれか1つに記載のタイヤ接地形状解析装置。
The main groove bottom extraction portion is
A smoothing processing unit that smoothes the photographed image in the circumferential direction of the tire; a first candidate image extraction unit for extracting; a second candidate image extraction unit for extracting a second candidate image obtained by binarizing the smoothed image using a second luminance threshold lower than the first luminance threshold; 7. A superposition processing unit for obtaining the main groove bottom image by superimposing an image of an isolated object that is included in the first candidate image and does not include the ground contact block and the second candidate image. The tire contact shape analysis device according to any one of.
前記面取り画像抽出部は、
前記撮影画像から、前記所定輝度より高い輝度を有する部分のうち、前記撮影画像に含まれる刻印に対応する部分を除いた部分を、前記面取り画像とする
請求項1から請求項7のいずれか1つに記載のタイヤ接地形状解析装置。
The chamfered image extraction unit
8. The chamfered image is defined as a portion of the photographed image obtained by excluding a portion corresponding to the stamp included in the photographed image from among portions having luminance higher than the predetermined luminance . 3. The tire contact shape analysis device according to 1.
解析対象であるタイヤの接地面に照射され、タイヤトレッド部に設けられた溝のエッジの輝度を高める光によって、前記タイヤの接地面を撮影した撮影画像を取得する接地面画像取得ステップと、前記接地面画像取得ステップによって取得された接地面画像を解析して接地特性を求める接地特性解析ステップとを含み、
前記接地特性解析ステップは、
前記撮影画像から溝画像を抽出する溝抽出処理と、
前記撮影画像について所定輝度を閾値とした二値化処理によって得た大まかな接地領域の画像から前記溝画像を差し引く接地特性算出処理とを含み、
前記溝抽出処理は、
前記撮影画像から、所定輝度より高い輝度を有する部分を、溝の面取り部分を示す面取り画像として抽出する面取り画像抽出処理と、
前記撮影画像から、所定輝度より低い輝度を有する部分を、溝の底部を示す溝底部画像として抽出する溝底部抽出処理と、
前記撮影画像から、所定輝度より高い輝度を有する部分によって囲まれた低輝度部分を、主溝の底部を示す主溝底部画像として抽出する主溝底部抽出処理と、
前記面取り画像と、前記溝底部画像と、前記主溝底部画像とを合成して前記溝画像を得る合成処理と、
を含む
タイヤ接地形状解析方法。
a contact patch image acquiring step of acquiring a photographed image of the contact patch of the tire, which is an analysis target, by light that is irradiated onto the contact patch of the tire and increases the brightness of edges of grooves provided in the tire tread portion; a ground contact characteristics analysis step of analyzing the ground contact image acquired by the contact face image obtaining step to determine the ground contact characteristics ,
The ground characteristic analysis step includes:
a groove extraction process for extracting a groove image from the photographed image;
a contact characteristic calculation process of subtracting the groove image from a rough contact area image obtained by binarizing the captured image using a predetermined luminance as a threshold;
The groove extraction process includes
A chamfered image extraction process for extracting a portion having a brightness higher than a predetermined brightness from the photographed image as a chamfered image showing a chamfered portion of the groove;
Groove bottom extraction processing for extracting a portion having luminance lower than a predetermined luminance from the photographed image as a groove bottom image showing the bottom of the groove;
Main groove bottom extraction processing for extracting a low-luminance portion surrounded by portions having luminance higher than a predetermined luminance from the photographed image as a main groove bottom image showing the bottom of the main groove;
Synthesis processing for synthesizing the chamfer image, the groove bottom image, and the main groove bottom image to obtain the groove image;
including
Tire contact shape analysis method.
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