СПОСОБ СЕГМЕНТАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ШИНЫ И УСТРОЙСТВО, ФУНКЦИОНИРУЮЩЕЕ СОГЛАСНО ЭТОМУ СПОСОБУ Российский патент 2021 года по МПК G01M17/02 

Настоящее изобретение относится к способу сегментации поверхности шины и к оборудованию, функционирующему согласно этому способу. Способ и оборудование согласно изобретению могут использоваться для выявления четким и точным образом зон на поверхности шины, имеющих различные характеристики, и в результате для сегментации поверхности шины на группы зон или пикселей, имеющих подобные свойства.

Шины, особенно наилучшие модели, но также модели, не оцениваемые как высококачественные, обычно тщательно проверяются после изготовления и/или после вулканизации для того, чтобы измерять или определять множество характеристик шин, значения которых могут, например, приводить к отбраковыванию или приемке шин. Например, поверхность шины тщательно проверяется для того, чтобы обнаруживать любые повреждения, неоднородности или другие неисправности, и шина считается годной к приемке, если эти измеренные параметры находятся в пределах определенных диапазонов допустимых значений, или если обнаружено их отсутствие или наличие. Эти диапазоны значений изменяются в зависимости от типа, модели, размера и назначения шин.

Шина в общем содержит каркасную конструкцию в форме тороидального кольца, включающую в себя один или более слоев каркаса, армированных армирующими кордами, лежащими в радиальных плоскостях (в случае так называемых радиальных шин), другими словами, в плоскостях, содержащих ось вращения шины. Концы каждого слоя каркаса прикреплены по меньшей мере к одной металлической кольцеобразной конструкции, обычно известной как сердечник борта, которая укрепляет борта, другими словами, радиально внутренние края указанной шины, которые используются для установки шины на соответствующий установочный обод. Полотно эластомерного материала, называемое протекторным браслетом, размещено на короне указанной каркасной конструкции, и в этом протекторном браслете в конце этапов вулканизации и формовки образуется рельефная конструкция, контактирующая с земной поверхностью. Армирующая конструкция, обычно известная как ременная конструкция, размещена между каркасной конструкцией и протекторным браслетом. В случае шин для автомобиля эта ременная конструкция обычно содержит по меньшей мере две радиально наложенные полосы прорезиненной ткани, обеспеченные армирующими кордами, обычно металлическими, размещенными параллельно друг другу в каждой полосе и пересекающими корды смежной полосы, причем корды предпочтительно размещены симметрично вокруг экваториальной плоскости шины. Предпочтительно указанная ременная конструкция также содержит третий слой ткани или металлические корды, размещенные по окружности (под 0 градусов) в радиально внешнем положении, по меньшей мере на концах нижележащих полос.

Боковые стенки из эластомерного материала также применяются к соответствующим латеральным поверхностям каркасной конструкции, причем каждая продолжается от одного из латеральных краев протекторного браслета к положению соответствующей укрепляющей кольцеобразной конструкции бортов.

Выражение «канавка» (в шине) обозначает выемку, образованную на одной из поверхностей шины, необязательно в поверхности протектора, но и, например, в радиально внутренней поверхности шины. В конкретном случае поверхности протектора канавка определяется как выемка, образующая часть конструкции протектора, определенной выше, которая предпочтительно отделяет два блока протектора. Так как канавка представляет собой выемку, возможно определение нижней поверхности и верхней поверхности, где верхняя поверхность по существу совпадает с радиально внешней поверхностью блоков, отделяемых канавкой, а нижняя поверхность определяется как участок поверхности шины, разнесенный радиально от верхней поверхности и в радиально внутреннем положении относительно последней. Нижняя и верхняя поверхность предпочтительно непрерывно соединены латеральными стенками, которые могут являться по существу перпендикулярными к плоскости, локально касательной к верхней поверхности, или наклоненными относительно нее. Нижняя поверхность и латеральные стенки рассматриваются как принадлежащие канавке, тогда как верхние поверхности рассматриваются как не принадлежащие канавке. В связи с этим в поверхности шины возможно определение участков поверхности, принадлежащих канавке, другими словами, участков поверхности, являющихся частью либо нижней поверхности, либо латеральных стенок, и участков поверхности, не принадлежащих канавке, другими словами, участков поверхности, образующих часть верхней поверхности.

В общем канавка продолжается в направлении, называемом продольным направлением, и в частности она имеет продольное продолжение большее, чем ее поперечный размер, хотя могут встречаться другие геометрии.

«Повреждение» шины представляет собой характеристику шины, которая является нежелательной, хотя она необязательно приводит к отбраковыванию шины. Примеры типов повреждений представляют собой инородные тела в покрытии, недовулканизацию, соединения с зазором, повреждения внутри канавок, например, пузырьки под блоком протектора, заусенцы и неровности на протекторе и оголенные корды на протекторе.

Выражение «оголенный корд» обозначает повреждение шины, при котором текстильный или металлический корд, например (но необязательно), корд, размещенный под 0 градусов, «не покрыт» эластомерным материалом или является по меньшей мере видимым под материалом в канавке шины, так как эластомерный материал является слишком тонким. Эластомерный материал над кордом имеет вид «корда» (отсюда название), который особенно сложно определять.

Выражение «источник электромагнитного излучения» обозначает один или более из множества источников излучения, включая, но не ограничиваясь, источники, основанные на светодиодах (использующих один или более светодиодов, которые определены ниже), источники с нитью накала (например, лампы накаливания или галогеновые лампы), флуоресцентные источники, фосфорицирующие источники, разрядные источники, лазеры и другие.

Источник излучения может быть выполнен с возможностью создавать электромагнитное излучение в пределах видимого спектра, за пределами видимого спектра или и то, и другое. Выражение «источник светового излучения, испускающий излучение в видимом спектре» в связи с этим обозначает источник, который испускает излучение либо только в видимом спектре, либо в видимом спектре и также в других спектрах. Так как в настоящем контексте рассматриваются конкретно источники излучения в видимом спектре, выражения «излучение» и «свет» используются как взаимозаменяемые. Более того источник излучения может включать один или более фильтров, линз или других оптических компонентов.

Выражение «телецентрическое» излучение обозначает источник излучения, который испускает электромагнитное излучение в виде множества лучей, по существу параллельных друг другу.

Выражение «почти телецентрическое» излучение обозначает источник излучения, который испускает электромагнитное излучение в виде множества лучей, образующих угол менее около ±10° друг с другом. Вследствие этого «почти телецентрические» источники включают телецентрические источники.

Излучение также описывается как по существу скользящее относительно поверхности, когда лучи, создающие излучение, образуют угол не более около ±15°, или более предпочтительно около ±5° с поверхностью.

Выражение «спектр» интерпретируется как относящееся к одной или более частотам излучения, производимым источником излучения. Выражение «видимый спектр» в общем обозначает световое излучение, имеющее длину волны в диапазоне от около 380 нм до около 760 нм.

Выражение «цвет» излучения используется здесь с возможностью взаимозамены с выражением «спектр». Однако выражение «цвет» используется главным образом относительно свойства излучения, которое может восприниматься наблюдателем.

В следующем далее тексте выражение «светодиод» относится к светоизлучающим диодам любого типа, которые выполнены с возможностью испускания излучения в определенном спектре. В связи с этим светодиод включает в себя, но не ограничивается, полупроводниковую конструкцию, которая испускает излучение в ответ на ток. Органические полупроводниковые конструкции (например, органические светодиоды) также включены в настоящее определение.

В связи с этим выражение «светодиоды различных цветов» обозначает светодиоды, испускающие излучение с различными спектрами, другими словами, спектрами, имеющими различные ширину полосы и/или спектральные компоненты. Выражение «цвет» в общем относится к излучению в видимом спектре, а излучение (или «свет», интерпретированный как имеющий такое же значение), испускаемое светодиодами, также может находиться в пределах инфракрасного диапазона, ультрафиолетового диапазона или их совокупности с видимым светом.

Описание источника излучения, например, светодиода, как «белый», «красный» и т.д. интерпретируется в значении источника, испускающего излучение, преимущественно воспринимаемое как «белое», «красное» и т.д., хотя источник также может испускать другое излучение.

US 2010/0002244 описывает способ проверки поверхности шины с возможностью надежного различия резиновых элементов, имеющих качество, отличное от качества шины, причем эти элементы включены в поверхность шины в результате вулканизации шины. Первый блок освещения включает в себя два проектора света, которые проецируют свет с двух противоположных сторон по направлению к целевой линии на шине. Второй блок освещения включает в себя пару вторых проекторов, которые проецируют свет с противоположных сторон по направлению к целевой линии в направлении, отличном от того, в котором проецирует свет первый блок освещения. Первый и второй блоки работают поочередно. Линейная видеокамера образует изображение части поверхности шины, соответствующей целевой линии, в синхронизации с процессом освещения первого и второго блоков освещения. Изображение анализируется для проверки поверхности шины.

US 2011/0018999 описывает устройство для оценки вида поверхности шины, содержащее цветную линейную видеокамеру, включающую средства для разделения пучка свете, отражаемого поверхностью указанной шины, и введения в видеокамеру по меньшей мере двух основных цветов, имеющих заданные длины волн, так, что пучок света направляется по направлению к нескольким датчикам так, что для каждого основного цвета получается изображение по основной шкале серого. Устройство также включает в себя количество средств освещения равное количеству основных цветов, причем указанные средства освещения ориентированы так, чтобы освещать оцениваемую поверхность под различными углами. Устройство характеризуется тем, что каждое средство освещения испускает цветной свет, который отличается от света, испускаемого другими средствами освещения, и длина волны которого по существу соответствует длине волны одного из основных цветов, выбранных видеокамерой.

WO 2012/052301 описывает способ проверки протектора шины, имеющий конструкцию протектора, образованную набором размещенных рядом по окружности элементов, отделенных границами, имеющими известные идентичные формы и уменьшенным количеством основных рисунков, размещенных последовательно предварительно определенным образом.

Заявитель обнаружил, что системы для обработки изображений поверхности шины, используемые в области техники, в общем не являются достаточно точными для выявления всех интересующих повреждений и/или характеристик.

Как известно, конечный цвет шины в общем является черным из-за присутствия углеродной сажи. Конструкция на протекторном браслете выполняется посредством образования множества канавок, которые по существу представляют собой выемки в протекторе. В частности в типичной структурной конфигурации шина содержит протекторный браслет, на котором определено множество канавок, продолжающихся по окружности и поперечно, разграничивающих соответствующее множество блоков. В случае зимней шины, в каждом из блоков также образовано множество маленьких поперечных вырезов, известных как «прорези».

Заявитель отмечает, что согласно вышеупомянутым документам поверхность шины проверяется облучением электромагнитным излучением, с получением изображений, например, цифровых изображений отражаемого шиной света. Однако черный цвет с неизбежным «выгоранием» и отличиями в интенсивности цвета, наличием множества выемок, имеющих различные размеры и ориентации в поверхности шины, которые образуют «тени» и другие эффекты, изгибом поверхности протектора и наличием множества меток позиционирования, а также пыли, масла и других веществ, которые могут загрязнять поверхность протектора, объединение анализа и обработки полученных изображений, является крайне сложным и трудным, и в частности создает сложность исключения ошибок, неправильную идентификацию повреждений, ошибочные измерения или «ложноположительные результаты».

В связи с этим заявитель желает обеспечить способ и оборудование, которые могут улучшать эффективность, выраженную в точности проверки шины, тем самым, позволяя выявлять требуемые повреждения и параметры ее поверхности при одновременном уменьшении ошибок.

Однако заявитель выявил, что для того, чтобы достигать этого, недостаточно улучшения способа освещения поверхности шины, так как даже с наилучшим возможным освещением, проверяемые изображения поверхности шины являются сложными для обработки по вышеупомянутым причинам.

Более того, заявитель обнаружил, что необходимо не только улучшение освещения, а также, что обеспечение «предварительной обработки» полученных изображений до проверки может приводить к требуемой степени надежности.

Наконец заявитель обнаружил, что эта предварительная обработка должна включать сегментацию полученных изображений на зоны, имеющие подобные характеристики; другими словами, она включает в себя сегментацию изображений на зоны «канавки» и «вне канавки» так, чтобы разделять полученное изображение на зоны поверхности шины, соответствующие наличию канавки (или ее части), и зоны поверхности шины, которые находятся вне канавок.

Эта сегментация предпочтительно происходит посредством соответствующего статистического анализа характеристик различных областей, таких как, например, зоны пикселей, образующие полученное изображение.

В частности в первом аспекте изобретение относится к способу сегментации поверхности шины, включающей в себя по меньшей мере одну канавку.

Предпочтительно указанный способ содержит этап, на котором облучают участок указанной поверхности указанной шины электромагнитным излучением, имеющим длину волны в видимом спектре.

Предпочтительно способ содержит этап, на котором получают изображение указанного участка облучаемой поверхности.

Предпочтительно предусматривается обработка указанного изображения так, чтобы сегментировать его на области, соответствующие областям шины, которые принадлежат или не принадлежат по меньшей мере одной указанной канавке.

Предпочтительно указанная обработка включает в себя этап, на котором вычисляют статистическое количество, связанное с облучением указанным электромагнитным излучением для каждой области указанного изображения.

Предпочтительно указанная обработка содержит этап, на котором определяют, принадлежит или не принадлежит указанная область указанного изображения по меньшей мере одной указанной канавке согласно значению указанного статистического количества.

Заявитель полагает, что разделение изображения на отдельные области обеспечивает продолжающуюся после этого обработку упрощенным образом. Разделение изображения на области позволяет проверку, ограниченную, например, областями изображения, соответствующими канавке, или областями изображения, соответствующими областям вне канавки. Исключение несущественных областей устраняет многие причины ошибки обработки.

Например, посредством разделения полученных изображений поверхности шины на «области канавки» и «области вне канавки» и применения известных алгоритмов для выявления повреждений, неоднородностей или других характеристик одной или другой из этих двух групп, заявитель отмечает, что степень точности улучшается по сравнению с применением этих алгоритмов без этой предыдущей сегментации, и что, в частности, таким образом, возможна идентификация повреждений, которые не могут быть выявлены с помощью других решений.

Согласно второму аспекту изобретение относится к способу выявления повреждения на поверхности шины, включающему способ сегментации поверхности шины согласно первому аспекту, содержащий этап, на котором:

обрабатывают по меньшей мере одну из указанных областей указанного изображения, принадлежащую по меньшей мере одной указанной канавке для выявления повреждения ее в пределах.

В связи с этим заявитель полагает, что после вышеописанной сегментации множество анализов, известных в уровне техники, может быть выполнено с большей точность и правильностью, таким образом, уменьшая частоту ошибки и позволяя выполнение особо тщательной проверки шины.

Согласно третьему аспекту изобретение относится к оборудованию для сегментации поверхности шины, включающей в себя по меньшей мере одну канавку.

Предпочтительно указанное оборудование содержит источник электромагнитного излучения, выполненный с возможностью облучения участка указанной поверхности указанной шины электромагнитным излучением, имеющим длину волны в видимом спектре.

Предпочтительно обеспечен датчик света, выполненный с возможностью получения изображения указанного участка облучаемой поверхности указанной шины.

Предпочтительно обеспечен процессор, причем этот процессор выполнен с возможностью обработки указанного изображения посредством разделения его на области, соответствующие областям шины, которые принадлежат или не принадлежат по меньшей мере одной указанной канавке.

Предпочтительно указанный процессор содержит вычислительный блок, выполненный с возможностью вычисления статистического количества, связанного с облучением указанным электромагнитным излучением для каждой области указанного изображения. Предпочтительно указанный процессор содержит селектор, выполненный с возможностью определения, принадлежит или не принадлежит указанная область указанного изображения по меньшей мере одной указанной канавке, согласно значению указанного статистического количества.

Заявитель полагает, что вышеуказанное оборудование может позволять автоматическую проверку поверхности шины, которая преодолевает вышеуказанные недостатки известного уровня техники.

По меньшей мере в одном из вышеуказанных аспектов настоящее изобретение может иметь по меньшей мере одну из следующих предпочтительных характеристик.

В предпочтительном примере облучение участка указанной поверхности включает в себя этап, на котором:

используют почти телецентрический источник указанного электромагнитного излучения для облучения указанного участка.

К тому же, заявитель обнаружил, что в зависимости от типа характеристики и/или повреждения, наблюдаемого на поверхности шины, тип освещения, обеспеченного на шине, является существенным. Например, обнаружено, что для выявления некоторых типов повреждения освещение пучком по существу параллельных лучей, другими словами, почти телецентрическим устройством, представляет собой решение, обеспечивающее наибольшую точность.

Более того дополнительно или альтернативно облучение участка указанной поверхности включает в себя тот факт, что указанное электромагнитное излучение является по существу скользящим относительно нижней поверхности по меньшей мере одной указанной канавки.

В зависимости от типа искомого повреждения или характеристики угол между падающим излучением и поверхностью шины может изменяться, таким образом, определение повреждения или характеристики становится максимально простым в полученном изображении. Для некоторых повреждений или характеристик, расположенных внутри канавки, наилучшее излучение представляет собой излучение, которое по существу является скользящим относительно нижней поверхности канавки.

Предпочтительно изобретение включает в себя этапы, на которых:

выявляют код идентификации указанной шины;

устанавливают указанную шину для указанной операции облучения в соответствии с указанным кодом идентификации.

Как известно, шины имеют различные размеры и конструкции протектора. В связи с этим расположение и глубина канавок могут значительно изменяться между одной моделью шины и другой. В связи с этим для того, чтобы упрощать обработку полученных изображений, предпочтительно узнавать тип шины, на которой производится сегментация, например, посредством считывания кода идентификации шины, такого как, штриховой код для того, чтобы определять характеристики шины и положение источника светового излучения и/или датчика света относительно облучаемой поверхности шины наиболее подходящим образом.

В предпочтительном примере облучение участка указанной поверхности указанной шины электромагнитным излучением включает в себя этапы, на которых:

облучают указанный участок посредством излучения, имеющего одно из множества главных направлений облучения, и

выбирают излучение, имеющее различные главные направления среди этого множества.

Как отмечено выше, характеристика или повреждение поверхности шины является более или менее очевидным на изображении поверхности шины, которое получено согласно типу излучения, падающего на поверхность шины. Более подробно повреждение или характеристика может быть более или менее заметна на полученном изображении облучаемого участка поверхности согласно главному направлению распространения электромагнитного излучения. Согласно изобретению в предпочтительном примере предусмотрено введение множества источников излучения, каждый из которых испускает электромагнитное излучение, падающее на поверхность шины, с углом падения, отличным от одного источника к другому. Таким образом, «включением» или «выключением» оптимального источника для типа рассматриваемой характеристики или повреждения возможно осуществить множество операций обработки в ограниченное время, чтобы выполнять полную проверку поверхности шины.

Дополнительно установка указанной шины включает в себя этап, на котором поворачивают и/или перемещают указанную шину так, чтобы облучать указанный участок в предварительно определенном направлении.

Предпочтительно источник излучения включает в себя светодиод.

Еще более предпочтительно источник излучения включает в себя линейный массив светодиодов.

Заявитель обнаружил, что использование светодиодов позволяет освещение, обеспеченное в требуемом направлении гибким и относительно экономичным образом.

Предпочтительно указанный источник электромагнитного излучения является почти телецентрическим.

Предпочтительно обеспечивается множество источников электромагнитного излучения, причем эти источники выполнены с возможностью облучения электромагнитным излучением, и каждый источник имеет главное направление облучения, которое отличается от других источников из множества.

Предпочтительно указанный датчик света включает в себя линейную сканирующую видеокамеру.

Предпочтительно оборудование согласно изобретению включает в себя устройство перемещения, выполненное с возможностью вызывать перемещение указанной поверхности шины относительно указанного источника электромагнитного излучения.

Предпочтительно оборудование содержит устройство перемещения для обеспечения относительного перемещения по меньшей мере двух из указанного источника, указанного датчика света и указанной шины.

В предпочтительном примере по меньшей мере один из указанного датчика света и указанного источника перемещается роботизированной рукой.

Еще более предпочтительно указанный датчик света и указанный источник скреплены вместе и перемещаются одной роботизированной рукой.

Таким образом, шина размещается наилучшим образом для вышеупомянутой обработки.

Предпочтительно обеспечены устройства для перемещения и/или вращения указанной шины таким образом, что указанный участок указанной поверхности облучается указанным источником.

В примерном варианте выполнения указанное электромагнитное излучение включает в себя излучение, имеющее длину волны в диапазоне от 495 нм до 570 нм.

Заявитель обнаружил, что когда необходимо выявить конкретные повреждения или характеристики шины и цель заключается в том, чтобы сделать их более очевидными в изображениях канавок, светом, который приводит к меньшим ошибкам, является зеленый свет.

Предпочтительно, когда главное продольное направление определяется в указанной канавке, указанная операция сегментации указанного изображения в указанной области включает в себя сегментацию указанного изображения на области, которые по существу являются параллельными указанному главному продольному направлению.

В общем канавка имеет главное направление, вдоль которого она продолжается, и поперечный размер, также называемый шириной. Заявитель обнаружил, что сегментация изображения на области, которые лежат параллельно главному направлению канавки, упрощает процесс сегментации поверхности. По существу, когда рассматривается цифровое изображение, образованное пикселями, проверка проводится посредством разделения изображения на зоны пикселей, которые по существу представляют собой «столбцы» пикселей, параллельные направлению продолжения канавки, так, что зона находится либо «полностью внутри», либо «полностью снаружи» канавки, кроме случая областей края.

Предпочтительно размер указанной канавки составляет не менее, чем около 2 мм.

Предпочтительно определение того, принадлежит или не принадлежит указанная область указанного изображения указанной канавке включает в себя этапы, на которых:

делят указанное изображение на множество областей;

вычисляют значение указанного статистического количества для каждой области указанного множества;

вычисляют отношение между двумя значениями указанного статистического количества двух отдельных областей указанного множества;

причем одна из этих двух областей указанного множества принадлежит указанной канавке, а одна не принадлежит указанной канавке, когда указанное отношение имеет значение вне предварительно определенного диапазона.

Дополнительно или альтернативно две области указанного множества обе принадлежат указанной канавке или обе не принадлежат указанной канавке, когда указанное отношение имеет значение в пределах указанного предварительно определенного диапазона.

Заявитель установил, что сегментация изображения на области канавки и области вне канавки может быть выполнена относительно простым образом посредством анализа статистического количества, относящегося к отдельным областям изображения. Другими словами, заявитель установил, что имеются статистические количества, которые заметно отличаются друг от друга согласно тому, вычисляются ли они в области «канавки» или в области «вне канавки». В связи с этим, когда отношение между этими двумя количествами достаточно отличается от единицы, это означает, что две области изображения при проверке принадлежат различным группам, причем одна принадлежит области канавки, а одна принадлежит области вне канавки. Однако если отношение является близким к единице, исследуемые области обе принадлежат одной группе.

Предпочтительно указанное статистическое количество представляет собой стандартное отклонение, причем указанный предварительно определенный диапазон продолжается от около 0,8 до около 1,25.

Заявитель установил, что если в качестве статистического количества выбрано стандартное отклонение, предварительно определенный диапазон, наиболее подходящий для обеспечения сегментации изображения, представляет собой диапазон, который приведен выше.

Предпочтительно вычисление указанного статистического количества для каждой области указанного изображения включает в себя этап, на котором вычисляют значение дисперсии данных относительно переменной, связанной с интенсивностью света каждой области изображения указанного участка полученной облучаемой поверхности.

Заявитель установил, что эта разница между зонами канавки и вне канавки особенно выражена, когда вычисляется дисперсия данных, связанных с интенсивностью света областей канавки и вне канавки. Можно увидеть, что дисперсия данных является большей в случае зон вне канавки, позволяя определение этих зон на основании разницы между наблюдаемыми значениями и значениями для областей канавки, где дисперсия является меньшей.

Более предпочтительно вычисление указанного статистического количества для каждой области указанного изображения включает в себя этап, на котором вычисляют стандартное отклонение данных относительно переменной, связанной с интенсивностью света каждой области изображения указанного участка полученной облучаемой поверхности.

Еще более предпочтительно вычисление указанного статистического количества для каждой области указанного изображения включает в себя этап, на котором вычисляют стандартное отклонение яркости каждой области изображения указанного участка полученной облучаемой поверхности.

В примерном варианте выполнения вычисление статистического количества, связанного с облучением для каждой области указанного изображения, включает в себя этап, на котором:

вычисляют указанное статистическое количество для области указанного изображения, включающей в себя столбец пикселей, имеющий ширину по меньшей мере один пиксель.

Как отмечено выше, полученное изображение, в общем цифровое изображение, представляет собой изображение, образованное множеством пикселей. В связи с этим оно обрабатывается посредством обработки «зон непрерывных пикселей», которые предпочтительно представляют собой столбцы пикселей, имеющие ширину основания по меньшей мере один пиксель.

Предпочтительно среднее значение указанного статистического количества вычисляется по меньшей мере для трех столбцов пикселей. Другими словами, например, области изображения могут быть составлены из столбцов шириной 3 пикселя и высотой, зависящей от средних размеров канавки, для которой вычисляются ссылочные статистические количества. Когда вычислено требуемое статистическое количество для первой области, вычисление повторяется для другой области такого же размера, «смещенной на один пиксель» относительно первой области, и т.д. В связи с этим для каждого столбца пикселей шириной один пиксель имеются три значения рассматриваемого статистического количества, и берется среднее из них. Однако другие средние значения с различным количеством данных могут быть вычислены и включены в настоящее изобретение.

Канавки, выполненные в поверхности шины, могут быть в любом положении и могут быть любого типа, либо в радиально внутренней поверхности, либо в радиально внешней поверхности шины.

Предпочтительно по меньшей мере одна указанная канавка выполнена на протекторном браслете указанной шины.

Еще более предпочтительно по меньшей мере одна указанная канавка выполнена на плечевой зоне указанной шины.

Заявитель установил, что выполненная предварительная обработка, другими словами, разделение изображения на зоны канавки и зоны вне канавки, упрощает любую последующую обработку, например, обработку для выявления повреждений в канавках шины.

Предпочтительно указанное оборудование включает в себя дополнительный процессор, выполненный с возможностью обработки по меньшей мере одной из указанных областей, принадлежащих по меньшей мере одной указанной канавке, для определения повреждения в ее пределах.

Дополнительный процессор также может совпадать с главным процессором; другими словами, один

процессор может выполнять все вычисления, относящиеся к способу по настоящему изобретению.

Более предпочтительно указанный дополнительный процессор выполнен с возможностью обработки повреждений, имеющих размер не менее, чем около 0,5 мм.

Еще более предпочтительно указанный дополнительный процессор выполнен с возможностью обработки повреждений, содержащих оголенный корд.

Предпочтительно обработка указанной области, принадлежащей указанной канавке, включает в себя этап, на котором используют вейвлет-преобразование и/или морфологический оператор.

Для того чтобы определять повреждения используются известные способы и алгоритмы, например, вейвлет-преобразование, морфологический оператор и т.п. Пример способов и алгоритмов, которые могут использоваться для целей настоящего изобретения, может быть найден в работе R. Gonzalez, R. Woods «Digital Image Processing» («Обработка цифровых изображений»), Prentice Hall, 2008.

Характеристики и преимущества изобретения будут более ясными из подробного описания некоторых предпочтительных примеров варианта его выполнения, проиллюстрированных в целях направления и неограничивающим образом со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

Фигура 1 представляет собой вид в аксонометрии примерного варианта выполнения оборудования для сегментации шины;

Фигура 2 представляет собой увеличенный вид сверху в перспективе компонента оборудования на Фигуре 1;

Фигура 3 представляет собой увеличенный вид в перспективе дополнительного компонента оборудования на Фигуре 1;

Фигура 4 представляет собой вид сверху в перспективе участка шины, к которому применяется способ согласно изобретению;

Фигура 5 представляет собой частичный вид в перспективе канавки, принадлежащей шине;

Фигуры 6a и 6b соответственно представляют собой увеличенный вид части изображения на Фигуре 4 и гистограмму яркости, вычисленной по зоне, ограниченной областью, показанной пунктирными линиями на Фигуре 6a, которая в этом случае расположена вне канавки;

Фигуры 7a и 7b соответственно представляют собой увеличенный вид части изображения на Фигуре 4 и гистограмму яркости, вычисленной по зоне, ограниченной областью, показанной пунктирными линиями на Фигуре 7a, которая в этом случае расположена внутри канавки;

Фигуры 8a и 8b соответственно представляют собой увеличенный вид части изображения на Фигуре 4 и гистограмму яркости, вычисленной по зоне, ограниченной областью, показанной пунктирными линиями на Фигуре 8a, которая в этом случае расположена на крайней левой границе канавки;

Фигура 9 представляет собой график, показывающий изменение стандартного отклонения яркости как функции от количества пикселей (продольная координата);

Фигуры 10a, 10b и 10c показывают три изображения, соответствующие трем последовательным операциям обработки области изображения на Фигуре 4 согласно трем этапам способа изобретения; и

Фигура 11 представляет собой подробную схему оборудования изобретения, показанного на Фигуре 1. С начальной ссылкой Фигуры 1 и 2 позиция 1 обозначает все оборудование для сегментации поверхности шины P.

Подробно шина P, схематически показанная на Фигурах 1 и 2, образует ось Z, по существу, совпадающую с ее собственной осью вращения, и плоскость X, дорожку которой можно увидеть на Фигуре 2, которая представляет собой экваториальную плоскость шины, другими словами, среднюю плоскость, перпендикулярную оси вращения Z. Шина содержит каркасную конструкцию 2, включающую по меньшей мере один каркасный слой (не показан на чертежах), который связан с возможностью функционирования с парой кольцеобразных укрепляющих конструкций (одна из которых показана на Фигуре 1 и обозначена 1a), протекторный браслет 3 в радиально внешнем положении к указанной каркасной конструкции и ременную конструкцию (не показана), помещенную между каркасной конструкцией и протекторным браслетом 3. Плоскости, содержащие ось вращения шины, обозначаются как радиальные плоскости.

В следующем далее тексте шина P будет описана со ссылкой на ее экваториальную плоскость X и на ее радиальные плоскости, и в связи с этим ссылки на «аксиально внутренний/внешний» или «радиально внутренний/внешний» определяются со ссылкой на экваториальную плоскость X и ось вращения Z соответственно. Поверхности, ограничивающие шину, например, радиально внутренняя поверхность 5b, которая, например, может совпадать с воздухонепроницаемым компонентом, называемым вкладышем, и радиально внешняя поверхность 5a, обычно внешняя поверхность протекторного браслета 3, в связи с этим образованы в шине.

Множество канавок образовано на протекторном браслете 3, причем все эти канавки, в общем обозначенные позицией 4, разграничивают множество блоков 5 (показаны только на Фигуре 4, где показан увеличенный участок шины), и расположены последовательно вдоль периферийного направления протекторного браслета 2.

Канавки 4 могут являться периферийными, другими словами, продолжающимися вдоль всей длины периферии шины P, или могут продолжаться только по участку периферии.

Дополнительно они могут продолжаться вдоль указанного периферийного направления, вдоль направления, по существу перпендикулярного периферийному направлению (в случае поперечных канавок), или вдоль направления, наклоненного относительно обоих из них. Например, Фигура 4 показывает периферийную канавку и множество поперечных канавок, которые являются по существу перпендикулярными периферийной канавке.

Более того канавки могут иметь по существу прямолинейную форму, или, другими словами, могут по существу продолжаться только вдоль главного продольного направления, или изогнутую, волнообразную или зигзагообразную форму, что означает, что выступы на осях, перпендикулярных главному направлению продолжения, будут являться ненулевыми.

В случае зимней шины одна или более прорезей 6 могут быть образованы в каждом блоке 5, как показано на фигуре 4, причем эти прорези продолжаются в предпочтительные примере, описанном здесь, вдоль перпендикулярного направления относительно периферийного направления шины P. Однако конструкция и конфигурация прорезей, при наличии, не является существенной для целей настоящего изобретения.

Следует понимать, что альтернативные варианты выполнения, в которых форма блоков 5 и конструкция канавок 4 и любых прорезей 6 выполнены по-другому на протекторном браслете 3 для того, чтобы соответствовать определенным функциональным требованиям, могут легко быть выполнены специалистом в области техники.

Каждая канавка 4 может быть глухой, другими словами, полностью отделенной от других канавок протекторного браслета 3, или может открываться на одном или обоих его противоположных продольных концах 6a, 6b в дополнительную канавку 4 или пару дополнительных канавок, разграничивающих блок 5, например, на Фигуре 4 так, чтобы проходить через блок от стороны до стороны.

На Фигуре 5, которая представляет собой увеличенное схематическое изображение канавки, канавка 4 продолжается между верхней поверхностью 17 канавки, открывающейся на поверхности протектора 3, и нижней поверхностью 18 канавки в радиально внутреннем положении в протекторном браслете 3 относительно верхней поверхности 17. Канавка 4 отделяет друг от друга первый и второй блок, которые снова обозначены позицией 5, и которые разнесены друг от друга на расстояние, которое предпочтительно остается по существу постоянным вдоль продольного продолжения канавки 4 и равно ширине последней. Эта ширина составляет предпочтительно более около 2 мм. Однако канавки 4, имеющие переменную ширину вдоль их продольного продолжения, также включены в настоящее изобретение.

Канавка 4 образует стенку 9 первого блока и стенку 10 второго блока, причем эти стенки обращены друг к другу и продолжаются от верхней поверхности 17 к нижней поверхности 18. Стенки 9 и 10 определяются как латеральные стенки канавки 4.

Две стенки 9 и 10 являются по существу плоскими, и в связи с этим имеют профиль по существу с прямолинейным продолжением. Однако изогнутые стенки в случае канавки 4, имеющей не прямолинейное продольное продолжение, также являются возможными и охватываются изобретением.

Типичная глубина канавок 4, другими словами, радиальное расстояние между нижней стенкой 18 и верхней стенкой 17, находится, например, в диапазоне от около 4 мм до около 12 мм, в зависимости от использования шины P (гоночная шина, зимняя шина и т.д.).

Нижняя стенка 18, а также верхняя стенка 17 могут рассматриваться по существу как локально плоские, в том смысле, что хотя изгиб из-за тороидальной геометрии шины вызывает выпуклость всей поверхности шины, точки внутри достаточно маленькой зоны могут рассматриваться как лежащие на плоскости, касательной к поверхности шины.

В описании выше сделана ссылка на канавку 4, образованную в поверхности протекторного браслета 3. Подобная канавка с нижней стенкой 18 и верхней стенкой 17, определенными одним образом, может быть выполнена в радиально внутренней части 5b шины P. Согласно изобретению оборудование 1 используется для сегментации участка внутренней или внешней поверхности 5a, 5b шины P, предпочтительно, но необязательно с целью выявления повреждений и/или характеристик шины в этом проверяемом участке поверхности. Повреждение или характеристика, которую предпочтительно следует выявить, независимо от ее типа, определена ниже позицией 70.

Оборудование 1, схематически показанное на Фигуре 1, на котором размещена описанная выше шина P, содержит, например, основание 40, на которое опирается шина. Как показано на фигуре 1, шина P может быть плашмя установлена на основании 40, другими словами, с ее экваториальной плоскостью X параллельной основанию, или альтернативно основание может являться перпендикулярным экваториальной плоскости, и шина P может поддерживаться в вертикальном положении одним или более закрепляющими элементами, которые не показаны.

Оборудование 1 также включает в себя электромагнитный источник 50 излучения, показанный в увеличенном масштабе на Фигуре 3, и датчик 51 света. Оборудование дополнительно содержит устройство перемещения для размещения источника 50, датчика 51 света и шины P в относительном перемещении так, чтобы устанавливать датчик света и источник в требуемом положении и на расстоянии относительно одной из радиально внутренней или внешней поверхностей 5a, 5b шины P.

Предпочтительно устройство перемещения является таким, что датчик света и источник перемещаются как одно целое.

В примере на Фигуре 1 устройство перемещения включает в себя роботизированную руку 41, с которой соединены датчик света и источник, и которая может перемещаться на расстоянии от и/или по направлению к шине P, которая остается неподвижной на основании 40. Предпочтительно роботизированная рука 41 представляет собой антропоморфическую роботизированную руку по меньшей мере с тремя осями. В дополнительном характерном примере шина P поворачивается и/или перемещается на основании 40 дополнительными устройствами вращения и/или перемещения (не показаны), тогда как датчик света и/или источник являются неподвижными. Более того и шина P, и источник, и/или датчик света могут являться подвижными; например, шина P также может перемещаться так, чтобы упрощать перемещение роботизированной руки 41, или таким образом, что последняя может быть размещена в непосредственной близости к любой точке на поверхности шины.

В предпочтительном примере на Фигуре 1 датчик 51 света и источник 50 перемещаются как одно целое.

Источник 50 перемещается посредством перемещения так, чтобы освещать участок поверхности шины P под предварительно определенным углом. В предпочтительном примере источник размещен так, чтобы освещать поверхность шины по существу скользящим светом.

Источник излучения 50 испускает электромагнитное излучение в видимом спектре, и более точно в пределах диапазона от около 380 до около 760 нм. Предпочтительно источник 50 включает в себя светоизлучающий диод (светодиод) 58 и еще более предпочтительно, он включает в себя множество светодиодов 58. В предпочтительном варианте выполнения светодиоды расположены в линейном массиве, один после другого, как показано на Фигуре 3. Предпочтительно светодиоды размещены на наименьшем возможном расстоянии от датчика 51 света, например, на около 5 см от датчика 51 света. Например, они могут представлять собой светодиоды высокой яркости с половинным углом облучения 15 градусов, обеспеченные электрической мощностью. Дополнительно источник 50 предпочтительно является почти телецентрическим.

В примерном варианте выполнения электромагнитное излучение, испускаемое источником 50, является зеленым.

Предпочтительно, источник излучения испускает электромагнитное излучение вдоль главного направления, которое может выбираться. Альтернативно может иметься множество источников излучения, каждый из которых, используется для облучения участка шины вдоль различного главного направления.

Датчик 51 света включает в себя, например, видеокамеру, более предпочтительно цветную линейную сканирующую видеокамеру, для получения изображения участка поверхности шины P, особенно участка шины, который освещается источником 50. Предпочтительно видеокамера выполнена с возможностью получения изображения по существу с постоянным углом зрения и по существу с постоянным углом падения электромагнитного излучения.

На Фигуре 11, датчик 51 света связан для функционирования с памятью 52, которая может быть внутри или снаружи самого датчика света, с целью хранения данных, относящихся к полученным изображениям шины. Изображения, другими словами, данные, полученные таким образом, также обрабатываются процессором 53, например, частью внешнего блока, например, персональным компьютером или другим устройством, известным в уровне техники.

Минимальный размер повреждения, который может быть выявлен посредством изобретения, зависит от разрешающей способности датчика 51 света. В частности в случае линейной сканирующей видеокамеры он зависит главным образом от количества пикселей используемого датчика. В случае вышеупомянутых чертежей масштаб равен 1/10 мм на пиксель, например. В предпочтительном примере, минимальный размер повреждения и/или характеристики 70, который может быть выявлен, составляет около 0,5 мм. С другой стороны, частота сканирования предпочтительно связана со скоростью вращения шины, и определяется так, чтобы достигать разрешающей способности, например, вышеупомянутой разрешающей способности 1/10 мм.

Оборудование 1 может включать другие устройства и другие источники излучения и/или датчики света такие, чтобы освещать участок поверхности шины P альтернативно с различными спектрами излучения или в совокупности с этими спектрами для того, чтобы выполнять различные типы проверки и анализа. Более того изображение, полученное посредством датчика 51 света, может обрабатываться отдельно отдельными процессорами или одним процессором 53, использующим отдельные алгоритмы, для того, чтобы определять различные существенные характеристики шины P, причем каждая характеристика предпочтительно является выявляемой отдельным способом.

Оборудование 1 также предпочтительно включает в себя устройства 54 ввода электрически соединенные с процессором 53, через которые оператор может отправлять команды процессору, например, для выбора типа определяемой характеристики или повреждения, для получения информации, относящейся к типу шины, размещенной в оборудовании 1 и для других целей. Устройства 54 ввода также могут работать автоматически без какого-либо действия оператора; например, оборудование может включать считыватель для кода идентификации, например, штрихового кода (не показан на чертежах), причем этот считыватель выполнен с возможностью считывания кода, выдавленного на шине P, который содержит информацию о структурных характеристиках шины. Этот считыватель кода может приводиться в действие оператором.

Функционирование оборудования 1 и способ изобретения описаны ниже.

В зависимости от типа выявляемой характеристики или повреждения в радиально внешней и/или радиально внутренней поверхности 5a, 5b шины P, можно предпочтительно проверять не всю внутреннюю и/или внешнюю поверхность, используя способ или оборудование изобретения, а только часть поверхности. В связи с этим первое возможное действие заключается в определении зоны радиально внутренней и/или внешней поверхности 5b, 5a шины P, подлежащей сегментации.

В связи с этим, опционально, согласно способу по настоящему изобретению эта часть, которая может являться либо непрерывной, другими словами, единой зоной внутренней и/или внешней поверхности шины, либо разделенной на зоны, не соединенные друг с другом, разделена на участки 100, каждый из которых освещается, как описано ниже. Размер участка 100 зависит от характеристик источника 50, датчика 51 света и типа проверяемой характеристики или повреждения: например, если требуется получение условия, при котором электромагнитное излучение является по существу скользящим относительно проверяемого участка, участок должен быть достаточно «маленьким» для обеспечения того, чтобы изгиб шин чрезмерно не влиял на анализ. Очевидно, этот размер участка в связи с этим зависит от радиуса шины, и более в общем от ее типа, ширины плеча и т.д..

На Фигуре 4 участок 100 внешней поверхности 5a шины P определен с помощью прямоугольника, чтобы сделать его видимым. Участок 100 включает в себя канавку 4 и участок верхней поверхности 17. Показан один участок 100, но многочисленные участки 100 могут присутствовать в поверхности шины P.

Предпочтительно этот участок 100 расположен на протекторе 3 шины, и более предпочтительно на плече шины P.

Соответственно когда шина P размещена на основании 40 оборудования 1, способ изобретения, опционально, обеспечивает подходящие автоматические команды или команды оператора, отправляемые процессору 53, для того, чтобы перемещать датчик света, и/или источник, и/или шину относительно друг друга так, чтобы ориентировать шину относительно источника и датчика света наиболее подходящим образом для того, чтобы получать изображение с требуемым освещением участка 100. Очевидно, шина, и/или датчик света, и/или источник предпочтительно перемещаются снова для каждого различного участка 100 для обеспечения переустановки датчика света, источника и шины оптимальным образом относительно нового участка. Использование роботизированной руки 41 и неподвижного соединения между датчиком света 51 и источником 50, с использованием, например, U-образного кронштейна 42, на противоположных лапах 42a, 42b которого прикреплены источник и датчик света, обеспечивает, что доступ к любой части шины P по существу является возможным.

Со ссылкой на участок 100, показанный на фигуре 4, в настоящем предпочтительном примере шина размещена так, что источник 50 освещает нижнюю стенку 18 канавки 4 по существу скользящим образом так, что только одна канавка присутствует в пределах участка 100 и так, что главное продольное направление канавки по существу является параллельным оси сканирования линейной видеокамеры.

Все эти данные могут быть представлены в коде идентификации шины, который «информирует» процессор 53 конструкционными данными о шине P, так, что автоматически вычисляется правильная установка и правильный наклон.

После возможной установки согласно считыванию кода идентификации шины P предварительно определенный участок 100 анализируемой зоны освещается посредством источника 50 излучения. Изображение 100a освещаемого участка 100 получается посредством датчика 51 света. Примеры полученного изображения 100a показаны на Фигурах 6a, 7a и 8a. Изображение 100a далее сохраняется в памяти 52 и затем обрабатывается процессором 53. Обработка может происходить одновременно с получением изображения; другими словами, в случае, например, линейной видеокамеры каждое получение линии пикселей изображения происходит одновременно с обработкой линии пикселей. Альтернативно это может происходить последовательно; другими словами, целое изображение получается и первоначально сохраняется, и далее обрабатывается.

Изображение 100a обрабатывается так, чтобы сегментировать его на области 101, которые принадлежат канавке и области 102, которые не принадлежат канавке. Другими словами, изображение 100a сегментируется на зоны или области, на которых присутствует канавка и на зоны, на которых канавка не присутствует, независимо от любого другого элемента, отделенного от канавки 4, который может присутствовать.

В конце операции сегментации изображения 100a, описанной ниже, определяется общая область 101' канавки как совокупность всех областей канавки, и общая область 102' вне канавки также присутствует. Снова на Фигурах 6a, 7а и 8b проиллюстрированы общая область 101' канавки и общая область 102' вне канавки.

Область 101 или 102 изображения 100a может представлять собой, например, столбец пикселей: как показано на Фигурах 6a, 7a, 8a, столбец, показанный в виде пунктирной линии, представляет область, для которой цель заключается в определении того, принадлежит он области 101 канавки или области 102 вне канавки (другими словами, расположен столбец пикселей внутри или снаружи канавки 4). Столбцы пикселей представляют линии сканирования линейной видеокамеры. Однако области, имеющие другие размеры и геометрии, также могут быть рассмотрены в настоящем изобретении.

Для того чтобы определять является или не является область 101, 102 областью канавки, она обрабатывается следующим образом. Первоначально, для каждой области вычисляется переменная, другими словами, физическое количество, причем эта переменная связана с облучением этой зоны. Например, она может быть связана с интенсивностью света области поверхности. Например, яркость каждого пикселя вычисляется пиксель за пикселем для каждой области 101, 102. Например, Фигура 6b показывает гистограмму, на которой для каждого пикселя из столбца пикселей, определенного позицией 102 на Фигуре 6a, который имеет основание из 3 пикселей и высоту 600 пикселей (соответствующее зоне 0,3 см на 6 см), показана яркость пикселя, которая выявляется из изображения 100a. В связи с этим график на Фиг. 6b представляет собой визуальное представление яркости каждого пикселя вдоль всего столбца пикселей (который составляет область 102), включающего 1800 пикселей в этом случае. Предпочтительно столбец имеет основание более чем один, например, три, как проиллюстрировано выше: видеокамера 50 следует по линиям с амплитудой один пиксель и вычисляет статистический параметр с учетом текущего столбца пикселей единичной ширины, а также предыдущего и последующего столбцов (к тому же расчет может выполняться на один столбец позже).

Подобным образом графики на Фигурах 7b и 8b представляют гистограммы значений яркости пиксель за пикселем, столбца пикселей, показанного пунктирными линиями на Фигурах 7a и 8a соответственно.

Из этого множества значений вычисляется единичное статистическое количество, например, посредством вычислительного блока 55, образующего часть процессора 53, для всей области 101, 102, причем это количество представляет собой единичное количество, связанное с областью, посредством которого возможно определять принадлежит или не принадлежит проверяемая область канавке.

Предпочтительно, это статистическое количество области представляет собой статистическое количество, определяющее дисперсию данных от переменной, связанной с облучением. Еще более предпочтительно это статистическое количество представляет собой стандартное отклонение данных вычисляемого физического количества; в частности получают стандартное отклонение значений яркости для столбца пикселей, другими словами:

,

где представляет собой среднее значение из значений переменной.

Снова на графиках 6b, 7b, 8b, как уже отмечено, они соответствуют значениям яркости для каждого пикселя из столбца пикселей, показанного на Фигурах 6a, 7a, 8a соответственно. Как может быть видно, первый столбец пикселей на Фигуре 6a полностью находится вне канавки, и в связи с этим должен классифицироваться как «область, не принадлежащая канавке», то есть области 102. С другой стороны, второй столбец пикселей на Фигуре 7a полностью находятся внутри канавки 4, и в связи с этим должен классифицироваться как «область, принадлежащая канавке», то есть области 101. на Фигуре 8a третий столбец пикселей находится «в переходной зоне» между канавкой и наружной частью, и в связи с этим он может определяться или может не определяться как область канавки, в зависимости от предварительно определенных настроек определения. В спорном случае он считается областью вне канавки.

Как может быть ясно видно из сравнения между гистограммами на Фигурах 6b и 7b, дисперсия данных в области вне канавки является намного большей, чем дисперсия данных в области внутри канавки, и этот факт демонстрируется двумя значениями стандартного отклонения, которое в частности равно 101,31 вне канавки и 58,26 внутри нее. Когда проверяемая область расположена в переходной области (как в случае третьего столбца пикселей, показанного на Фигуре 8a), значение стандартного отклонения находится «посередине» между двумя вышеуказанными значениями и равно 99,01.

Повторяя вычисление стандартного отклонения или другого статистического количества для всех областей, составляющих изображение 100a, мы получаем график, как тот, который на Фигуре 9: горизонтальная ось показывает количество пикселей каждого положения в столбце пикселей в изображении 100a, а вертикальная ось показывает соответствующее значение стандартного отклонения яркости столбца пикселей в этом положении. Как показывает график, имеется четкая дифференциация между областями канавки и областями вне канавки, причем области, принадлежащие канавке, дают значение стандартного отклонения, которое является намного меньшим, чем соответствующее значение для областей вне канавки.

В частности, например, для того, чтобы определять, что две области (например, первый и второй столбцы пикселей на Фигурах 6a и 7a) обе принадлежат канавке 4 или обе не принадлежат канавке 4, или один столбец является областью канавки, тогда как другой столбец не является областью канавки, возможно вычислять отношение между двумя значениями статистического количества, вычисляемого для двух областей. В настоящем случае вычисление отношения между стандартным отклонением яркости первого столбца и стандартным отклонением второго столбца дает значение 1,73. Предпочтительно если значение отношения составляет более 1,25 или менее 0,8, две области принадлежат двум отдельным группам; другими словами, одна представляет собой область канавки, а другая представляет собой область вне канавки как в настоящем случае. Однако если это отношение находится в диапазоне от 0,8 до 1,25, обе области принадлежат одной группе, которая может представлять группу канавки или вне канавки.

В этом случае пороговое значение стандартного отклонения берется равным 80 для области, рассматриваемой как принадлежащая канавке.

Из вышеизложенного следует, что вычисление статистического количества, например, стандартного отклонения, может использоваться для определения для каждой области изображения 100a, принадлежит или не принадлежит она канавке 4, и в связи с этим для сегментации изображения 100a на области 101 и 102, другими словами, для выбора каждой области посредством селектора 56, помещающего ее в группу, к которой она принадлежит, и тем самым, образующего общую область 101' канавки и область 102' вне канавки.

Описанная выше операция повторяется для всех существенных областей 100 шины P, образуя зону, которая подлежит сегментации, как отмечено выше.

После сегментации согласно способу по настоящему изобретению опционально предполагается выявление повреждений 70 в участке 100 шины P, который подлежит сегментации на области 101 канавки и области 102 вне канавки. Это выявление включает в себя обработку только одной из двух групп областей, другими словами, обработка только областей 101 канавки или только областей 102 вне канавки. Предпочтительно рассматриваются только области 101 канавки.

Фигура 10a детально показывает общую область 101' канавки, полученную сегментацией изображения 100a на Фигурах 6a, 7a, 8a.

Возможное повреждение 70, выявляемое в детальном изображении общей области 101 канавки, например, оголенный корд, находится внутри канавки 4, которая показана на Фигурах 5a-8a овалом из пунктирных линий.

В связи с этим эта общая область 101' канавки обрабатывается подходящим алгоритмом, известным в области техники обработки изображения, например, посредством процессора 53 или другого дополнительного процессора (не показан). В проиллюстрированном примере общая область 101' канавки на Фигуре 10a обрабатывается посредством вейвлет-преобразователя четвертого порядка, таким образом, получая обработанную общую область 101" на Фигуре 10b. Используя дополнительную возможную операцию обработки, например, установление порогового значения значений серого изображения, получают дважды обработанную общую область 101" на Фигуре 10c, где отчетливо видны «мелкие волны», которые означают наличие оголенного корда 70.

Очевидно, тип используемого алгоритма зависит от типа определяемого или отображаемого повреждения, и в связи с этим другие многочисленные операции обработки могут быть выполнены посредством способа и оборудования изобретения. Более того, множество операций обработки может быть выполнено одновременно или последовательно для того, чтобы определять различные типы повреждения в одной области.

Настоящее изобретение относится к способу сегментации поверхности (5a, 5b) шины (P), включающей в себя по меньшей мере одну канавку (4). Способ содержит этапы, на которых: облучают участок (100) поверхности (5a, 5b) шины (P) посредством электромагнитного излучения, имеющего длину волны в видимом спектре; получают изображение (100a) облучаемого участка (100) поверхности и обрабатывают изображение (100a) так, чтобы сегментировать его на области (101, 102), соответствующие областям шины, которые принадлежат или не принадлежат упомянутой по меньшей мере одной канавке (4). Дополнительно обработка изображения, (100a) такая чтобы сегментировать его, включает в себя этапы, на которых: вычисляют статистическое количество, связанное с облучением электромагнитным излучением, для каждой области (101, 102) изображения (100a) и определяют, принадлежит или не принадлежит область (101, 102) изображения упомянутой по меньшей мере одной канавке (4), согласно значению статистического количества. Изобретение также относится к оборудованию (1) для сегментации поверхности (5a, 5b) шины (P), включающей в себя по меньшей мере одну канавку (4). Технический результат – повышение эффективности и точности проверки качества шины. 3 н. и 34 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Способ сегментации поверхности (5a, 5b) шины (P), включающей в себя по меньшей мере одну канавку (4), причем упомянутый способ содержит этапы, на которых:

облучают участок (100) упомянутой поверхности (5a, 5b) упомянутой шины (P) электромагнитным излучением, имеющим длину волны в видимом спектре;

получают изображение (100a) упомянутого участка (100) облучаемой поверхности;

обрабатывают упомянутое изображение (100a) так, чтобы сегментировать его на области (101, 102), соответствующие областям шины, которые принадлежат или не принадлежат упомянутой по меньшей мере одной канавке (4);

причем обработка упомянутого изображения (100a), такая чтобы сегментировать его, включает в себя этапы, на которых:

вычисляют статистическое количество, связанное с облучением упомянутым электромагнитным излучением для каждой области (101, 102) упомянутого изображения (100a);

определяют, принадлежит или не принадлежит упомянутая область (101, 102) упомянутого изображения упомянутой по меньшей мере одной канавке (4), согласно значению упомянутого статистического количества, и

причем вычисление упомянутого статистического количества для каждой области (101, 102) упомянутого изображения (100a) включает в себя этап, на котором вычисляют значение дисперсии данных относительно переменной, связанной с интенсивностью света каждой области (101, 102) изображения (100a) упомянутого участка (100) полученной облучаемой поверхности (5a, 5b).

2. Способ по п. 1, в котором облучение участка (100) упомянутой поверхности (5a, 5b) включает в себя этап, на котором

используют почти телецентрический источник (50) упомянутого электромагнитного излучения для облучения упомянутого участка (100).

3. Способ по п. 1, в котором облучение участка (100) упомянутой поверхности (5a, 5b) включает в себя тот факт, что упомянутое электромагнитное излучение, по существу, является скользящим относительно нижней поверхности (18) упомянутой по меньшей мере одной канавки (4).

4. Способ по п. 1, включающий в себя этапы, на которых:

определяют код идентификации упомянутой шины (P);

устанавливают упомянутую шину (P) для упомянутой операции облучения в соответствии с упомянутым кодом идентификации.

5. Способ по п. 1, в котором в упомянутой по меньшей мере одной канавке (4) образуют главное продольное направление и в котором упомянутая операция сегментации упомянутого изображения (100a) на упомянутые области (101, 102) включает в себя этап, на котором сегментируют упомянутое изображение на области, которые, по существу, являются параллельными упомянутому главному продольному направлению.

6. Способ по п. 1, в котором установка упомянутой шины (P) включает в себя этап, на котором поворачивают и/или перемещают упомянутую шину так, чтобы облучать упомянутый участок (100) в предварительно определенном направлении.

7. Способ по п. 1, в котором облучение участка (100) упомянутой поверхности (5a, 5b) упомянутой шины (P) посредством электромагнитного излучения включает в себя этапы, на которых

облучают упомянутый участок (100) посредством излучения, имеющего одно из множества главных направлений облучения, и

выбирают излучение, имеющее отличающееся главное направление среди этого множества.

8. Способ по п. 1, в котором определение, принадлежит или не принадлежит упомянутая область (101, 102) упомянутого изображения (100a) упомянутой канавке (4), включает в себя этапы, на которых

делят упомянутое изображение (100a) на множество областей (101, 102);

вычисляют значение упомянутого статистического количества для каждой области (101, 102) упомянутого множества;

вычисляют отношение между двумя значениями упомянутого статистического количества двух отдельных областей (101 102) упомянутого множества;

причем одна из двух областей упомянутого множества принадлежит упомянутой канавке, а одна не принадлежит упомянутой канавке, когда упомянутое отношение имеет значение вне предварительно определенного диапазона.

9. Способ по п. 8, в котором две области (101, 102) упомянутого множества обе принадлежат упомянутой канавке (4) или обе не принадлежат упомянутой канавке, когда упомянутое отношение имеет значение в пределах упомянутого предварительно определенного диапазона.

10. Способ по п. 1, в котором вычисление упомянутого статистического количества для каждой области (101, 102) упомянутого изображения (100a) включает в себя этап, на котором вычисляют стандартное отклонение (σ) данных относительно переменной, связанной с интенсивностью света каждой области изображения участка полученной облучаемой поверхности.

11. Способ по п. 10, в котором вычисление упомянутого статистического количества для каждой области упомянутого изображения (100a) включает в себя этап, на котором вычисляют стандартное отклонение (σ) яркости каждой области изображения упомянутого участка (100) полученной облучаемой поверхности.

12. Способ по п. 8, в котором упомянутое статистическое количество представляет собой стандартное отклонение (σ), причем упомянутый предварительно определенный диапазон продолжается от около 0,8 до около 1,25.

13. Способ по п. 1, в котором вычисление статистического количества, связанного с облучением для каждой области (101, 102) упомянутого изображения (100a) включает в себя этап, на котором

вычисляют упомянутое статистическое количество для области (101, 102) упомянутого изображения (100a), включающей в себя столбец пикселей, имеющий ширину по меньшей мере один пиксель.

14. Способ по п. 13, в котором среднее значение упомянутого статистического количества вычисляют по меньшей мере для трех столбцов пикселей.

15. Способ по п. 1, в котором упомянутая по меньшей мере одна канавка (4) представлена на протекторном браслете (3) упомянутой шины (P).

16. Способ по п. 15, в котором упомянутая по меньшей мере одна канавка (4) представлена на плечевой зоне упомянутой шины (P).

17. Способ выявления повреждений (70) на поверхности (5a, 5b) шины (P), включающий в себя способ сегментации поверхности шины (P) по любому из пп. 1-16, причем упомянутый способ включает в себя этап, на котором

обрабатывают по меньшей мере одну из упомянутых областей (101) упомянутого изображения (100a), принадлежащую упомянутой по меньшей мере одной канавке, для выявления повреждений (70) в ее пределах.

18. Способ по п. 17, в котором упомянутое повреждение (70) больше чем около 0,5 мм.

19. Способ по п. 17, в котором упомянутое повреждение (70) включает в себя оголенный корд.

20. Способ по п. 17, в котором обработка упомянутой области (101), принадлежащей упомянутой канавке, включает в себя этап, на котором используют вейвлет-преобразование и/или морфологический оператор.

21. Оборудование (1) для сегментации поверхности (5a, 5b) шины (P), включающей в себя по меньшей мере одну канавку (4), причем упомянутое оборудование (1) содержит:

источник (50) электромагнитного излучения, выполненный с возможностью облучения участка (100) упомянутой поверхности упомянутой шины электромагнитным излучением, имеющим длину волны в видимом спектре;

датчик (51) света, выполненный с возможностью получения изображения (100a) упомянутого участка (100) облучаемой поверхности упомянутой шины;

процессор (53), выполненный с возможностью обработки упомянутого изображения посредством деления его на области (101, 102), которые принадлежат или не принадлежат упомянутой по меньшей мере одной канавке (4), причем упомянутый процессор (53) включает в себя:

вычислительный блок (55), выполненный с возможностью вычисления статистического количества, связанного с облучением упомянутым электромагнитным излучением, для каждой области (101, 102) упомянутого изображения (100a);

селектор (56), выполненный с возможностью определения, принадлежит или не принадлежит упомянутая область (101, 102) упомянутого изображения (100a) упомянутой по меньшей мере одной канавке (4), согласно значению упомянутого статистического количества,

при этом упомянутый вычислительный блок, при вычислении упомянутого статистического количества для каждой области (101, 102) упомянутого изображения (100a), вычисляет значение дисперсии данных относительно переменной, связанной с интенсивностью света каждой области (101, 102) изображения (100a) упомянутого участка (100) полученной облучаемой поверхности (5a, 5b).

22. Оборудование (1) по п. 21, в котором упомянутый источник (50) электромагнитного излучения является почти телецентрическим.

23. Оборудование (1) по п. 21, в котором упомянутое электромагнитное излучение, по существу, является скользящим относительно нижней поверхности (18) упомянутой по меньшей мере одной канавки (4).

24. Оборудование (1) по п. 21, в котором размер упомянутой канавки (4) составляет не менее чем около 2 мм.

25. Оборудование (1) по п. 21, в котором упомянутый датчик (51) света включает в себя линейную сканирующую видеокамеру.

26. Оборудование (1) по п. 21, в котором упомянутый источник (50) излучения включает в себя светодиод (58).

27. Оборудование (1) по п. 26, в котором упомянутый источник (50) электромагнитного излучения включает в себя линейный массив светодиодов (58).

28. Оборудование (1) по п. 21, включающее в себя множество источников (50) электромагнитного излучения, выполненных с возможностью облучения электромагнитным излучением, причем каждый источник имеет главное направление облучения, которое отличается от других источников из множества.

29. Оборудование (1) по п. 21, в котором упомянутое электромагнитное излучение включает в себя излучение, имеющее длину волны в диапазоне от 495 до 570 нм.

30. Оборудование (1) по п. 21, включающее в себя устройство (41) перемещения, выполненное с возможностью вызывать перемещение упомянутой поверхности (5a, 5b) шины (P) относительно упомянутого источника (50) электромагнитного излучения.

31. Оборудование (1) по п. 21, включающее в себя дополнительный процессор, выполненный с возможностью обработки по меньшей мере одной из упомянутых областей (101, 102), принадлежащих упомянутой канавке (4), для выявления повреждений (70) в ее пределах.

32. Оборудование (1) по п. 31, в котором упомянутый дополнительный процессор (53) выполнен с возможностью обработки повреждений (70), имеющих размер не менее чем около 0,5 мм.

33. Оборудование (1) по п. 31, в котором упомянутый дополнительный процессор (53) выполнен с возможностью обработки повреждений (70), содержащих оголенный корд.

34. Оборудование (1) по п. 21, содержащее устройства (41) перемещения для обеспечения относительного перемещения по меньшей мере двух из упомянутого источника (50), упомянутого датчика (51) света и упомянутой шины (P).

35. Оборудование (1) по п. 21, в котором по меньшей мере один из упомянутого датчика (51) света и упомянутого источника (50) перемещается роботизированной рукой (41).

36. Оборудование (1) по п. 35, в котором упомянутый датчик (51) света и упомянутый источник (50) скреплены вместе и перемещаются одной роботизированной рукой (41).

37. Оборудование (1) по п. 21, содержащее устройства для перемещения и/или вращения упомянутой шины (P) таким образом, что упомянутый участок упомянутой поверхности облучается упомянутым источником (50).