專利名稱：輪胎的外觀檢查裝置及外觀檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輪胎的外觀檢查裝置及外觀檢查方法，特別是涉及通過對拍攝了輪胎外觀的圖像進行圖像處理而檢查輪胎的外觀的輪胎的外觀檢查裝置及外觀檢查方法。
背景技術(shù)：
以往，在輪胎的外觀檢查裝置中，利用攝像單元對輪胎表面進行攝像，使用圖像處理單元對所拍攝的輪胎表面的拍攝圖像進行圖像處理，從而檢測輪胎在成形時產(chǎn)生的劃痕等，判斷外觀檢查上的好壞。輪胎的外觀檢查裝置的攝像單元包括旋轉(zhuǎn)臺，其用于使作為被檢體的輪胎旋轉(zhuǎn)； 多個發(fā)光器，其用于向輪胎表面中的例如輪胎內(nèi)表面照射狹縫光；多個攝像機，其用于對照射狹縫光的輪胎表面進行攝像。在發(fā)光器中使用紅色激光，在攝像機中使用C CD區(qū)域攝像機。利用基于所謂光切斷法的方法對輪胎內(nèi)表面進行攝像。將被多個攝像機拍攝并作為輪胎內(nèi)表面的截面形狀而獲取的拍攝圖像逐次輸出到與攝像機連接的圖像處理單元。圖像處理單元通過合并輪胎一周部分的輪胎內(nèi)表面的各拍攝圖像來構(gòu)成檢查圖像，對檢查圖像進行圖像處理而檢查輪胎表面上是否存在不良部位，從而判斷輪胎的好壞。例如，通過比較構(gòu)成拍攝圖像的像素的亮度梯度的變化、各像素具有的高度信息和閾值，檢查輪胎的表面，判斷是否有劃痕。但是，為了如上述那樣檢查輪胎內(nèi)表面，需要預(yù)先獲取高精度的檢查圖像，例如， 若利用位置被固定的攝像機拍攝以旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)中心與輪胎中心非重合的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)的輪胎內(nèi)表面，則攝像機與被拍攝的輪胎內(nèi)表面之間的距離隨著輪胎的旋轉(zhuǎn)而變化，利用各拍攝圖像獲取的截面形狀的位置沿徑向產(chǎn)生位置偏差地獲取檢查圖像。因此，為了正確地獲取檢查圖像，需要排列各拍攝圖像。作為排列各拍攝圖像的方法，若以自攝像機至輪胎內(nèi)表面的距離最近的拍攝圖像為基準，一概地排列所有拍攝圖像，則即使實際在沿輪胎徑向的高度上存在不良，也可能會由于上述排列而將不良狀況也去除。此外，雖然還存在通過重新載置輪胎以使旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)中心與輪胎中心重合而再次重新攝像的方法，但這會影響檢查效率。為了提高檢查效率， 當利用各拍攝圖像來構(gòu)成檢查圖像時，需要利用圖像處理自動并正確地去除由旋轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)中心與輪胎中心非重合的偏心狀態(tài)帶來的影響。專利文獻1 日本特開2001-249012號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題本發(fā)明為了解決上述問題，提供一種在利用圖像處理來 進行的輪胎的外觀檢查中能夠精度高地進行檢查的輪胎的外觀檢查裝置及外觀檢查方法。用于解決問題的方案作為本發(fā)明的第1方式，輪胎的外觀檢查裝置包括截面形狀獲取單元，其用于沿輪胎的周向獲取輪胎的徑向的截面形狀；圓弧擬合單元，其用于對各截面形狀擬合圓弧； 圓弧中心位置計算單元，其用于計算圓弧的中心位置；以及截面形狀排列單元，其基于各截面形狀的圓弧的中心位置排列各截面形狀。根據(jù)本發(fā)明，能夠基于圓弧的中心位置排列輪胎的各截面形狀。作為本發(fā)明的第2方式，圓弧擬合單元基于截面形狀的包含與輪胎的胎側(cè)對應(yīng)的位置上的極值在內(nèi)的區(qū)域來擬合圓弧。根據(jù)本發(fā)明，由于與輪胎的胎側(cè)對應(yīng)的極值的位置在任意的截面形狀中大致其形狀相同，因此能夠容易地擬合圓弧，并且能夠基于該圓弧的中心位置正確地排列各截面形狀。另外，極值與在輪胎內(nèi)徑部中成為輪胎的最大寬度的位置大致一致。作為本發(fā)明的第3方式，圓弧擬合單元基于截面形狀的多個極值來擬合圓弧。根據(jù)本發(fā)明，通過在截面形狀的多個極值上擬合圓弧，能夠正確地排列各截面形狀。作為本發(fā)明的第4方式，截面形狀排列單元排列各截面形狀，使各截面形狀的中心位置位于如下曲線上該曲線是對連接線進行傅立葉變換而得到的曲線，該連接線是連接對各截面形狀擬合的圓弧中的、對各截面形狀的同一位置擬合的各圓弧的中心位置的線。根據(jù)本發(fā)明，對連接多個圓弧的中心位置的線進行傅立葉變換，將折線計算為曲線，從而能夠進行與旋轉(zhuǎn)的輪胎的偏心相抵的排列。作為本發(fā)明的第5方式，輪胎的外觀檢查方法包括截面形狀獲取步驟，其沿輪胎的周向獲取輪胎的徑向的截面形狀；圓弧擬合步驟，其對各截面形狀擬合圓弧；圓弧中心位置計算步驟，其計算圓弧的中心位置；以及截面形狀排列步驟，其基于各截面形狀的圓弧的中心位置來排列各截面形狀；圓弧擬合步驟基于與輪胎的胎側(cè)對應(yīng)的截面形狀的包含極值在內(nèi)的區(qū)域來擬合圓弧。根據(jù)本發(fā)明，由于與輪胎的胎側(cè)對應(yīng)的極值的位置在任意的截面形狀中大致其形狀相同，因此能夠容易地擬合圓弧，并且能夠基于該圓弧的中心位置正確地排列各截面形狀。作為本發(fā)明的第6方式，圓弧擬合步驟基于截面形狀的多個極值來擬合圓弧。根據(jù)本發(fā)明，通過在截面形狀的多個極值上擬合圓弧，能夠更正確地排列各截面形狀。


圖1是本發(fā)明的輪胎的外觀檢查裝置的整體概略圖2是本發(fā)明的攝像機組件對輪胎的配置圖3是本發(fā)明的在截面圖像中拍攝到的截面形狀的示意圖4是表示本發(fā)明的偏心引起的位置偏離的拍攝圖像的圖5是本發(fā)明的設(shè)定胎圈側(cè)圓弧及胎側(cè)側(cè)圓弧的示意圖6是畫出本發(fā)明的進行傅立葉變換前后的胎側(cè)側(cè)圓弧的中心位置的分布圖7是表示本發(fā)明的被排列的拍攝圖像的圖8是表示本發(fā)明的胎圈側(cè)中心曲線、胎側(cè)側(cè)中心曲線與自攝像機至輪胎表面的距離之間的關(guān)系的示意圖。
具體實施例方式以下，通過發(fā)明的實施方式詳細說明本發(fā)明，以下的實施方式并不限定權(quán)利要求書的技術(shù)方案，此外，并不是實施方式中說明的特征的組合的全部為發(fā)明的解決手段所必須的，而是包括選擇性地采用的結(jié)構(gòu)。圖1表示外觀檢查裝置1的整體概略圖，圖2表示攝像機組件11 13對輪胎T 的配置。以下，使用圖1及圖2說明輪胎的外觀檢查裝置。如圖1所示，外觀檢查裝置1大致包括作為拍攝輪胎表面的截面形狀獲取裝置的攝像裝置10、和圖像處理裝置30。拍攝裝置10包括載置作為被檢體的輪胎T的旋轉(zhuǎn)臺5、及按照部位對輪胎內(nèi)表面 Ts進行攝像的攝像機組件11 13。旋轉(zhuǎn)臺5在內(nèi)置于圖外的旋轉(zhuǎn)架的架座部中的馬達4的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，使橫放的輪胎T旋轉(zhuǎn)。馬達4與后述的圖像處理裝置30連接，基于圖像處理裝置30的控制單元29的輸出信號而旋轉(zhuǎn)。攝像機組件11 13位于輪胎內(nèi)徑部，分別相對于輪胎的周向Cr偏離角度α、角度β地進行配置，并分別包括發(fā)光器IlA和攝像機11Β、發(fā)光器12Α和攝像機12Β、發(fā)光器 13Α和攝像機13Β。發(fā)光器IlA 13Α配置為例如照射由紅色激光構(gòu)成的帶狀的狹縫光，狹縫光的延長方向成為輪胎的寬度方向W。攝像機IlB 攝像機13Β例如由C CD區(qū)域攝像機構(gòu)成，利用對應(yīng)的攝像機來拍攝上述發(fā)光器IlA 13Α照射的狹縫光的照射部lla、12a、 13a。攝像機組件11拍攝下側(cè)的輪胎胎側(cè)T 1，攝像機組件12拍攝輪胎冠部T2，攝像機組件13拍攝上側(cè)的輪胎胎側(cè)T3。即，將成為檢查對象的輪胎內(nèi)表面Ts分割成3個區(qū)域進行拍攝。另外，攝像機組件11 13以具有相互重疊的部分的方式分別拍攝輪胎內(nèi)表面Ts的不同部位。具體地說，由攝像機組件11的發(fā)光器IlA在自輪胎胎側(cè)T 1至包含輪胎冠部T2 的一部分的范圍內(nèi)沿徑向R及寬度方向W照射狹縫光，攝像機組件12的發(fā)光器12A沿輪胎冠部T2的寬度方向W照射狹縫光，攝像機組件13的發(fā)光器13A在自輪胎胎側(cè)T3至包含輪胎冠部T2的一部分的范圍內(nèi)沿徑向R及寬度方向W照射狹縫光。S卩，攝像機組件11拍攝輪胎內(nèi)表面Ts中的位于旋轉(zhuǎn)臺5側(cè)的一個輪胎胎側(cè)T 1，攝像機組件12拍攝輪胎冠部T2， 攝像機組件13拍攝另一個輪胎胎側(cè)T3。另外，關(guān)于位置沿周向相對偏移地配置攝像機組件11 13的角度α、角度β，適宜地決定即可，位于輪胎T的內(nèi)徑部而能夠拍攝輪胎內(nèi)表面Ts即可。此外，攝像機組件11 13與圖像處理裝置30連接，利用控制單元29控制發(fā)光器 IlA 13Α照射狹縫光、并控制攝像機IlB 13Β進行攝像。關(guān)于由攝像機IlB 13Β拍攝的輪胎徑向的截面圖像Pl *、Ρ2 *、Ρ3 *，按照攝像機 IlB 13Β與圖像處理裝置30連接，逐次輸出到圖像處理裝置30。由攝像機IlB 13Β拍攝的截面圖像Pl *、Ρ2 *、Ρ3 *是將輪胎內(nèi)表面Ts沿周向C r分割成例如10000份而獲取。 從截面圖像Pl *、P2 *、P3 *可獲取輪胎內(nèi)表面Ts沿徑向R的截面形狀(參照圖3)。圖4在攝像機IlB的坐標系上表示了截面圖像Pl^ Pl2、Pl3........PIiqqqq的截
面形狀f。
例如，從由攝像機IlB拍攝的截面圖像Pl*可獲取如圖3所示的輪胎內(nèi)表面Ts的截面形狀f。另外，圖3中的實線部分表示被狹縫光照射的實際拍攝的截面形狀f，雙點劃線表示輪胎截面的外形整體的虛擬線。如圖4所示，構(gòu)成拍攝圖像Pl的各截面圖像Plp Pl2、Pl3........Pl1OOOO以如下
狀態(tài)獲取為輪胎1周部分的拍攝圖像P1，即攝像機IlB的攝像位置為基準呈直線狀排列
各截面圖像Pli、Pl2、Pl3........Pl1OOOO的狀態(tài)。即，相對于旋轉(zhuǎn)臺5的輪胎T的偏心量獲
取成在截面圖像Pl *中沿徑向R產(chǎn)生位置偏差。此外，雖然未圖示，由攝像機12B拍攝的輪胎冠部T2的拍攝圖像P2由截面圖像 P22、P23........P210000構(gòu)成，由攝像機1 拍攝的輪胎胎側(cè)T3的拍攝圖像P3由截面
圖像 Ρ3”Ρ32、Ρ;33........Ρ31(1。。。構(gòu)成。另外，將攝像機IlB配置為攝像機IlB的光軸方向相對于沿水平方向攝像的攝像機12Β的光軸方向向下偏離角度Y，如圖3所示，在以旋轉(zhuǎn)臺5的載置面為基準的坐標系上可獲取截面形狀f。圖像處理裝置30具有控制單元29、圓弧擬合單元31、圓弧中心位置計算單元32、 圓弧位置調(diào)整單元33、檢查圖像合成單元34。另外，由圓弧擬合單元31、圓弧中心位置計算單元32、圓弧位置調(diào)整單元33進行的圖像處理是在截面圖像Pl *、P2 *、P3 *中只對截面圖像Pl*進行?？刂茊卧耐ㄟ^向攝像機組件11 13及馬達4輸出攝像開始的信號和攝像結(jié)束的信號來控制輪胎內(nèi)表面Ts的攝像。圓弧擬合單元31基于構(gòu)成各截面圖像P 1 *的截面形狀f的像素坐標位置的變化來設(shè)定極值Vb、Vs?；诮孛嫘螤頵的切線的斜率自減少轉(zhuǎn)變?yōu)樵黾踊蜃栽黾愚D(zhuǎn)變?yōu)闇p少的點來設(shè)定胎圈側(cè)極值Vb和胎側(cè)側(cè)極值Vs。而且，圓弧擬合單元31使用胎圈側(cè)極值Vb和夾著該胎圈側(cè)極值Vb的兩側(cè)的2點的至少3點來設(shè)定胎圈側(cè)圓弧Arcl。此外，使用胎側(cè)側(cè)極值Vs和夾著該胎側(cè)側(cè)極值Vs的兩側(cè)的2點的至少3點來設(shè)定胎側(cè)側(cè)圓弧Arc2。輪胎胎側(cè)T 1側(cè)的截面形狀f由連接胎圈附近的朝上凸狀的曲線fl和胎側(cè)的朝下凸狀的曲線f2的曲線構(gòu)成。連接胎圈附近的朝上凸狀的曲線fl和胎側(cè)的朝下凸狀的曲線f2的連接位置為截面形狀f中的拐點。S卩，圓弧擬合單元31設(shè)定沿胎圈附近的朝上凸狀的曲線fl的曲率的胎圈側(cè)圓弧 Arc 1、及沿胎側(cè)的朝下凸狀的曲線f2的曲率的胎側(cè)側(cè)圓弧Arc2。另外，胎圈側(cè)圓弧Arcl 和胎側(cè)側(cè)圓弧Arc2不需要是在各曲線fl、f2中內(nèi)接的圓弧。具體地說，如圖5的(a)所示，通過以下方式設(shè)定胎圈側(cè)圓弧Arc 1 在表示為載置在旋轉(zhuǎn)臺5上的狀態(tài)的截面圖像P廣的截面形狀f中，自胎圈附近的朝上凸狀的曲線Π 提取胎圈側(cè)極值Vb，從在曲線f 1上自胎圈側(cè)極值Vb向左離開20像素至80像素的位置中選擇圓弧點A，從在曲線f 1上自胎圈側(cè)極值Vb向右離開20像素至80像素的位置中選擇圓弧點B，計算包含圓弧點A、胎圈側(cè)極值Vb、圓弧點B的圓弧。在胎圈側(cè)極值Vb的提取中，沿上下方向移動與徑向R的坐標軸平行的直線，將與胎圈附近的曲線fl相切的位置提取為胎圈側(cè)極值Vb。另外，關(guān)于胎圈側(cè)極值Vb的提取，也可以平行移動連接截面形狀f的拐點和截面形狀f的胎圈側(cè)端點的直線，而將與截面形狀f的曲線π相切的點設(shè)定為胎圈側(cè)極值vb。通過如此設(shè)定胎圈側(cè)極值Vb，能夠不依賴于輪胎的種類地設(shè)定胎圈側(cè)極值Vb。此外，如圖5的(b)所示，通過以下方式設(shè)定胎側(cè)側(cè)圓弧Arc2 在表示為載置在旋轉(zhuǎn)臺5上的狀態(tài)的截面圖像P 1 *的截面形狀f中，提取胎側(cè)的朝下凸狀的曲線f2的胎側(cè)側(cè)極值Vs，從在曲線f2上自胎側(cè)側(cè)極值Vs向左離開20像素至80像素的位置中選擇圓弧點C，從在曲線f2上自胎側(cè)側(cè)極值Vs向右離開20像素至80像素的位置中選擇圓弧點D， 計算包含圓弧點C、胎側(cè)側(cè)極值Vs、圓弧點D的圓弧。在胎側(cè)側(cè)極值Vs的提取中，沿上下方向平行移動與徑向R的坐標軸平行的直線，將與胎側(cè)的曲線f2相切的位置提取為胎側(cè)側(cè)極值Vs。另外，胎側(cè)側(cè)極值Vs恰好是輪胎中的最大寬度部分。 將在胎圈側(cè)極值Vb的兩側(cè)設(shè)定圓弧點A、圓弧點B及在胎側(cè)側(cè)極值Vs的兩側(cè)設(shè)定圓弧點C、圓弧點D的范圍設(shè)定為20像素至80像素的理由是，由于以通過胎圈側(cè)極值Vb并夾著胎圈側(cè)極值Vb的方式存在的曲線fl上的點有無數(shù)個，以通過胎側(cè)側(cè)極值Vs并夾著胎側(cè)側(cè)極值Vs的方式存在的曲線f2上的點也同樣地有無數(shù)個，因此在各截面圖像PlpP 12、
P I3........ 11(1_中，需要設(shè)定大小大致相同的圓弧。因此，通過從自各極值Vb、VS向左
右離開20像素至80像素的范圍中選擇圓弧點A及圓弧點B、圓弧點C及圓弧點D，能夠在各截面圖像PI” P 12、P13........Pl1OOOO中設(shè)定穩(wěn)定的圓弧Arcl、Arc2。另外，雖然可以根據(jù)截面形狀f上的多個點計算近似曲線而設(shè)定圓弧Arc 1、 Arc2，但是因為檢查效率會下降故不優(yōu)選。此外，通過使用多個點，能夠防止由于截面圖像中的干擾(noise)、即凹凸不良等而造成設(shè)定大小明顯不同的圓弧，因此在上述范圍中設(shè)定圓弧點A 點D。如以上所說明的那樣，在圓弧擬合單元31中設(shè)定分別與曲線(輪廓線)fl、胎側(cè)的曲線(輪廓線)f2相切的胎圈側(cè)圓弧ArCl、ArC2，該曲線(輪廓線)fl是連接構(gòu)成各截面圖像Pl*的截面形狀f的胎圈和胎側(cè)的胎圈_胎側(cè)連接部間的曲線(輪廓線)。另外，將胎圈-胎側(cè)連接部間的胎圈側(cè)圓弧Arcl和胎側(cè)的胎側(cè)側(cè)圓弧Arc2設(shè)定于夾著截面形狀f互不相同的一側(cè)。此外，雖然分別自截面形狀f的曲線f 1和曲線f2使用3點來設(shè)定圓弧ArCl、ArC2， 但也可以自曲線fl和曲線f2選擇3個以上的點來設(shè)定圓弧Arcl、Arc2。圓弧中心位置計算單元32對各截面圖像Pl*分別計算由圓弧擬合單元31設(shè)定的 2個圓弧Arcl、Arc2的中心位置。S卩，在圓弧中心位置計算單元32中計算包含由胎圈側(cè)極值Vb、圓弧點A、圓弧點B 構(gòu)成的胎圈側(cè)圓弧Arcl的圓的中心位置Be，并計算包含由胎側(cè)側(cè)極值Vs、圓弧點C、圓弧點 D構(gòu)成的胎側(cè)側(cè)圓弧Arc2的圓的中心位置Sc。關(guān)于中心位置Bc、Sc的計算方法，例如自連接圓弧點A和胎圈側(cè)極值Vb的線段的中點延長的法線、與自連接胎圈側(cè)極值Vb和圓弧點B的線段的中點延長的法線之間的交點為胎圈側(cè)圓弧Arcl的中心位置Be，能夠容易地計算出。同樣，自連接圓弧點C和胎側(cè)側(cè)極值Vs的線段的中點延長的法線、與自連接胎側(cè)側(cè)極值Vs和圓弧點D的線段的中點延長的法線之間的交點為胎側(cè)側(cè)圓弧Arc2的中心位置
Sc0圓弧位置調(diào)整單元33首先對連接各截面圖像Pl*中的胎圈側(cè)圓弧Arcl的中心位置Bc的線段的折線進行傅立葉變換，從而計算出近似曲線的胎圈側(cè)中心曲線Hb，接著，對連接各截面圖像P廣中的胎側(cè)側(cè)圓弧Arc2的中心位置Sc的線段的折線進行傅立葉變換， 從而計算出近似曲線的胎側(cè)側(cè)中心曲線Hs。計算出的胎圈側(cè)中心曲線Hb和胎側(cè)側(cè)中心曲線H s是在傅立葉變換中去除了一次以下成分。圖6是畫出在圓弧中心位置計算單元32中計算出的各截面圖像Pl *的胎側(cè)側(cè)圓弧Arc2的中心位置Sc的分布圖、以及畫出由圓弧位置調(diào)整單元33計算出的胎側(cè)側(cè)圓弧八1^2的中心位置3('的分布圖。如圖6所示，可看出在圓弧中心位置計算單元32中計算出的胎側(cè)側(cè)圓弧Arc2的中心位置Sc沿徑向R周期性地存在較大的偏差，但是經(jīng)過傅立葉變換的中心位置Sc'的偏差寬度比中心位置Sc的分布圖的徑向R的偏差寬度窄，并且成為以中心位置Sc的徑向 R的偏差的中心值為中心的周期性分布圖。這是因為如圖8所示，當在輪胎中心相對于旋轉(zhuǎn)臺5的旋轉(zhuǎn)中心偏離的偏心狀態(tài)下進行攝像時，能夠用正弦波表示自攝像機IlB 13B 至輪胎內(nèi)表面Ts的距離的變化。因此，通過對連接在圓弧中心位置計算單元32中計算出的圓弧的中心位置Bc、Sc 的折線進行傅立葉變換，使表示離輪胎內(nèi)表面Ts的距離的變化的正弦波大致相等地近似。 特別是，通過只采用傅立葉變換的一次成分，去除二次以后的成分，能夠校正各截面圖像Pl *的偏心量的徑向R的差值。接著，在圓弧位置調(diào)整單元33中，基于胎圈側(cè)中心曲線Hb和胎側(cè)側(cè)中心曲線Hs， 對各截面圖像P1*進行排列。具體地說，將各截面圖像Pl *的胎圈側(cè)圓弧Arcl的中心位置Bc配置在胎圈側(cè)中心曲線Hb上，將各截面圖像Pl*的胎側(cè)側(cè)圓弧Arc2的中心位置Sc配置在胎側(cè)側(cè)中心曲線 Hs上。因此，截面圖像Ρ1ρΡ12、Ρ I3........PIiqqqq被如圖7所示那樣排列。S卩，利用將
每個截面圖像P 的坐標統(tǒng)一了的坐標系進行排列。另外，雖然可考慮沿徑向一概地排列截面圖像Plp P 12、Pl3........Pl1Oooo的方
法，但在這種情況下，由于即使在實際上輪胎偏心了的狀態(tài)下成形，也被一概地排列，因此即使是實際上相對于輪胎中心偏心地成形的輪胎，也被圖像處理隱藏缺陷，因此不能一概地排列。在檢查圖像合成單元34中，合并排列了的各截面圖像Pl *而生成拍攝圖像P 1，在校正由攝像機位置導(dǎo)致的拍攝圖像Pl和拍攝圖像P2之間的周向的位置偏差之后，合成拍攝圖像Pl和拍攝圖像P2，在校正由攝像機位置導(dǎo)致的拍攝圖像P 2和拍攝圖像P3之間的周向的位置偏差之后，將與拍攝圖像Pl合成的拍攝圖像P2再與拍攝圖像P3合成，從而獲取1個檢查圖像。在檢查圖像合成單元34中合成的檢查圖像輸出到后續(xù)的通過圖像處理進行的檢查單元。在檢查單元中例如包括污染檢測單元、缺陷檢測單元等，污染檢測單元基于構(gòu)成檢查圖像的像素亮度的變化來檢測污染，缺陷檢測單元根據(jù)基于光切斷法獲取的檢查圖像的輪胎內(nèi)表面的凹凸信息來檢測是否有劃痕、輪胎的偏心 量。以下，說明使用外觀檢查裝置1的檢查方法。首先，由檢查員將作為被檢體的輪胎T橫放在旋轉(zhuǎn)臺5上。此時，不需要使旋轉(zhuǎn)臺5的旋轉(zhuǎn)中心和輪胎中心重合。接著，檢查員將攝像機組件11 13配置在輪胎T的內(nèi)徑部，自圖外的輸入單元向圖像處理裝置30輸出檢查開始的信號。圖像處理裝置30的控制單元四向攝像機組件11 13輸出攝像開始信號，向馬達4輸出旋轉(zhuǎn)臺5的旋轉(zhuǎn)開始信號。關(guān)于攝像機組件11 13對輪胎內(nèi)表面Ts的攝像，利用控制單元四進行如下控制以使10000次的攝像成為輪胎1周部分的方式，使馬達4的旋轉(zhuǎn)速度和攝像機組件11 13的拍攝次數(shù)同步。將由攝像機組件11 13輸出的各截面圖像P1*、P2 *、P3 *逐次輸出到圖像處理裝置30。若全部的攝像結(jié)束，則在圖像處理裝置30的圓弧擬合單元31中，對截面圖像Pl *、P2 *、P3 *中的截面圖像Pl *進行圖像處理。具體地說，自各截面圖像P廣的截面形狀f提取極值Vb、Vs。接著，自包含胎圈側(cè)極值Vb的曲線fl上的兩側(cè)的20像素至80像素的范圍中分別提取1個像素的圓弧點A、B，設(shè)定通過圓弧點A、B及胎圈側(cè)極值Vb的胎圈側(cè)圓弧Arc 1。 同樣，自包含胎側(cè)側(cè)極值Vs的曲線f2上的兩側(cè)的20像素至80像素的范圍中分別提取1個像素的圓弧點C、D，設(shè)定通過圓弧點C、D及胎側(cè)側(cè)極值Vs的胎側(cè)側(cè)圓弧Arc2。將圓弧Arc l、Arc2輸出到圓弧中心位置計算單元32。接著，在圓弧中心位置計算單元32中，分別計算包含圓弧Arcl、Arc2的圓的中心位置Be、Sc。生成連接各截面圖像Pl*的各中心位置Bc的折線、連接各截面圖像Pl*的各中心位置&的折線，對各折線進行傅立葉變換，計算胎圈側(cè)中心曲線Hb和胎側(cè)側(cè)中心曲線Hs。 將胎圈側(cè)中心曲線Hb和胎側(cè)側(cè)中心曲線H s輸出到圓弧位置調(diào)整單元33。接著，在圓弧位置調(diào)整單元33中，基于胎圈側(cè)中心曲線Hb和胎側(cè)側(cè)中心曲線Hs， 對各截面圖像Pl *進行排列。具體地說，使全部的截面圖像Pi *產(chǎn)生位置偏移，以使各截面圖像Pl *中的中心位置Bc位于胎圈側(cè)中心曲線Hb上，接著，使全部的截面圖像Pl *產(chǎn)生位置偏移。以使各截面圖像Pl *中的中心位置Sc位于胎側(cè)側(cè)中心曲線Hs上。因此，被偏心地拍攝的輪胎內(nèi)表面Ts的截面圖像Pl*排列成如同被不偏心地拍攝的樣子。排列了的截面圖像Pl*輸出到檢查圖像合成單元34。在檢查圖像合成單元34中，截面圖像Pl*作為拍攝圖像Pl合并。此外，校正在輪胎內(nèi)表面Ts的攝像中攝像機組件11 13被偏移地配置的周向的位置偏差量，將拍攝圖像 P2、拍攝圖像P3與拍攝圖像Pl合成，從而生成檢查圖像。合成后的檢查圖像輸出到后續(xù)的檢查單元中。如以上所說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明的外觀檢查裝置1，能夠?qū)⑾鄬τ谛D(zhuǎn)臺5偏心地載置的輪胎內(nèi)表面Ts的截面圖像Pl *自動地排列成不偏心，因此在后續(xù)的檢查單元的檢查中能夠能正確地檢查。另外，說明了使用胎圈側(cè)極值Vb和胎側(cè)側(cè)極值Vs來設(shè)定胎圈側(cè)圓弧Arcl和胎側(cè)側(cè)圓弧Arc2、計算各圓弧Arcl、Arc2的中心位置Be、Sc來排列截面圖像Pl*的情況，但也可以僅使用胎側(cè)側(cè)極值Vs來排列截面圖像Pl *。例如，根據(jù)輪胎T，有時無法在胎圈側(cè)得到朝上凸狀的曲線Π，因此在這種情況下，可以僅使用胎側(cè)側(cè)極值Vs來排列截面圖像Pl *。 即，能夠不依賴于輪胎的種類地排列截面圖像Pl *。
此外，在實施方式中，說明了使用旋轉(zhuǎn)臺5側(cè)的截面圖像Pl*來排列拍攝圖像Pl 的情況，但排列構(gòu)成拍攝圖像P3的截面圖像P3*，也能夠如上述那樣排列截面圖像P3*。但是，由于在胎側(cè)產(chǎn)生撓曲，因此在截面圖像P3*側(cè)有時不能拍攝到沿周向穩(wěn)定的截面圖像 P3 *，因此優(yōu)選的是排列旋轉(zhuǎn)臺5側(cè)的截面圖像Pl *。此外，也可以排列構(gòu)成輪胎胎冠部T2的內(nèi)表面的拍攝圖像P2的截面圖像P2*。具體地說，將截面圖像P2*中輪胎胎冠部T2的頂部、換言之離攝像機12B最遠的位置設(shè)定為極值，夾著該極值分別從上下20像素至80像素的范圍中選擇各圓弧點，設(shè)定沿著輪胎胎冠部T2的截面形狀的圓弧。接著，計算各截面圖像P2*中圓弧的中心位置，對連接各截面圖像P2*的中心位置的折線進行傅立葉變換而獲取折線的近似曲線，在該近似曲線上移動中心位置，從而能夠排列輪胎胎冠部T2的截面圖像P2 *。由于能夠在成為輪胎中的最大寬度的最大寬度部中獲取至少2個極值，因此在各截面圖像中分別設(shè)定包含2個極值的圓弧。以上，使用實施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于上述實施方式中記載的范圍?？梢栽谏鲜鰧嵤┓绞街屑尤敫鞣N改變或者改進。
權(quán)利要求
1.一種輪胎的外觀檢查裝置，其特征在于，該輪胎的外觀檢查裝置包括 截面形狀獲取單元，其用于沿輪胎的周向獲取輪胎的徑向的截面形狀； 圓弧擬合單元，其用于對各上述截面形狀擬合圓??；圓弧中心位置計算單元，其用于計算上述圓弧的中心位置；以及截面形狀排列單元，其基于各上述截面形狀的上述圓弧的中心位置排列各上述截面形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎的外觀檢查裝置，其特征在于，上述圓弧擬合單元基于上述截面形狀的包含與上述輪胎的胎側(cè)對應(yīng)的位置上的極值在內(nèi)的區(qū)域來擬合圓弧。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輪胎的外觀檢查裝置，其特征在于， 上述圓弧擬合單元基于上述截面形狀的多個極值來擬合圓弧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的輪胎的外觀檢查裝置，其特征在于，上述截面形狀排列單元排列各上述截面形狀，使各上述截面形狀的上述中心位置位于如下曲線上該曲線是對連接線進行傅立葉變換而得到的曲線，該連接線是連接對各上述截面形狀擬合的圓弧中的、對各上述截面形狀的同一位置擬合的各圓弧的中心位置的線。
5.一種輪胎的外觀檢查方法，其特征在于，該輪胎的外觀檢查方法包括 截面形狀獲取步驟，其沿輪胎的周向獲取輪胎的徑向的截面形狀； 圓弧擬合步驟，其對各上述截面形狀擬合圓?。粓A弧中心位置計算步驟，其計算上述圓弧的中心位置；以及截面形狀排列步驟，其基于各上述截面形狀的上述圓弧的中心位置來排列各上述截面形狀；上述圓弧擬合步驟基于與輪胎的胎側(cè)對應(yīng)的上述截面形狀的包含極值在內(nèi)的區(qū)域來擬合圓弧。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎的外觀檢查方法，其特征在于， 上述圓弧擬合步驟基于上述截面形狀的多個極值來擬合圓弧。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在利用圖像處理來進行的輪胎的外觀檢查中能夠高精度地進行檢查的輪胎的外觀檢查裝置及外觀檢查方法。本發(fā)明的輪胎的外觀檢查裝置包括截面形狀獲取單元，其用于沿輪胎的周向獲取輪胎沿徑向的截面形狀；圓弧擬合單元，其用于對各截面形狀擬合圓??；圓弧中心位置計算單元，其用于計算圓弧的中心位置；以及截面形狀排列單元，其基于各截面形狀的圓弧的中心位置排列各截面形狀。
文檔編號G01M17/02GK102331354SQ20111013650
公開日2012年1月25日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者水谷彰伸, 金子智之 申請人:株式會社普利司通