基于光流的輪胎變形在線測試裝置及測試方法
基于光流的輪胎變形在線測試裝置及測試方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種基于光流的輪胎變形在線測試裝置及測試方法，能夠實現(xiàn)行進中輪胎胎體變形的瞬時測量，經數(shù)據(jù)處理和模型解算可獲得輪胎側偏角、滑移率等運動信息和輪胎側向力、回正力矩、縱向力等力的信息。該測試裝置由光流傳感器、鏡頭支架、鏡頭、反光表面、單片機、光源、無線傳輸模塊和電池組成。采用測試裝置可以進行基于光流傳感器的胎內縱向變形測量和胎內側向變形測量。所述測試裝置及測試方法可為乘用車和商用車的底盤電控系統(tǒng)提供實時的輪胎胎體各向變形信息，進一步結合輪胎和整車動力學可獲得對應輪胎力和輪胎-路面附著信息，從而提高底盤電控性能和整車安全性。本發(fā)明結構簡單，易于集成，成本較低，適合量產，效率較高。
【專利說明】基于光流的輪胎變形在線測試裝置及測試方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于輪胎狀態(tài)在線測試與整車動力學控制領域，具體涉及一種基于光流原理的輪胎變形的測試裝置和方法，可為乘用車和商用車的底盤電控系統(tǒng)提供實時的輪胎胎體各向變形信息，進一步結合輪胎和整車動力學可獲得對應輪胎力和輪胎-路面附著信息，從而提高底盤電控性能和整車安全性。
【背景技術】
[0002]輪胎胎體變形的胎內傳感測量是智能輪胎的核心技術，在實踐中人們嘗試了多種傳感器，包括:加速度傳感器、PSD(Position Sensitive Deflector)光電傳感器、壓電薄膜傳感器?，F(xiàn)有這幾種傳感器存在一些不足:I)加速度傳感器直接測量出的是各方向加速度，由加速度到變形的計算模型很復雜，需要較大的運算量；2) PSD光電傳感器精度較高，但價格偏高，不利于在汽車產品中普及，且該種傳感器結構復雜，輪胎內布置較難，不適合量產；3)壓電薄膜傳感器難以實現(xiàn)多方向變形的測量。綜上，一種適合汽車輪胎工作環(huán)境的，經濟實用的胎內傳感器亟待開發(fā)。
【發(fā)明內容】
[0003]為了克服現(xiàn)有胎內傳感器的不足，本發(fā)明提出一種基于光流的輪胎變形在線測試裝置及測試方法，能夠實現(xiàn)行進中輪胎胎體變形的瞬時測量，經數(shù)據(jù)處理和模型解算可獲得輪胎側偏角、滑移率等運動信息和輪胎側向力、回正力矩、縱向力等力的信息。
[0004]本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)，結合【專利附圖】
【附圖說明】如下附圖:
[0005]一種基于光流的輪胎變形在線測試裝置，由光流傳感器1、鏡頭支架2、鏡頭3、反光表面4、單片機5、光源6、無線傳輸模塊7和電池8組成，所述反光表面4位于輪胎胎面的內表面處，反光表面4上涂有反光涂層，以實現(xiàn)輪胎胎體側向和縱向變形的識別，其正上方輪輞處固連有光流傳感器1、鏡頭支架2、鏡頭3、單片機5、光源6、無線傳輸模塊7和電池8，其中，鏡頭支架2的一端固定連接光流傳感器I，另一端固定連接鏡頭3 ；
[0006]所述光流傳感器I和無線傳輸模塊6通過數(shù)據(jù)通訊線路分別與單片機5連接，單片機5實現(xiàn)對光流傳感器I的測試控制與數(shù)據(jù)接收并將所測信號經調制由胎內無線傳輸模塊6傳遞給上位接收系統(tǒng)；
[0007]所述上位接收系統(tǒng)配有無線傳輸模塊、單片機MCU和上位機電腦，接收胎內無線傳輸模塊6輸出的無線信號，經單片機解調后傳給上位機實現(xiàn)胎內測試信號的記錄；電池8通過電源線路與光源7、無線傳輸模塊6、單片機5和光流傳感器I連接，實現(xiàn)各元件的供電。
[0008]一種采用以上所述測試裝置進行基于光流傳感器的胎內縱向變形測量方法，當輪胎處于縱向運動時，胎體的縱向變形由光流傳感器I測量得到，具體步驟為:當輪胎處于縱向滾動狀態(tài)時，光源6將胎內的反光表面4附近區(qū)域照亮，光線經反光表面4反射后投射到鏡頭3上面，并由鏡頭3聚焦后成像于光流傳感器I上；由單片機5設定光流傳感器I每隔一個小的時間間隔進行一次信號采集，由單片機5記錄當前時刻其所獲得的胎面內表面的圖像，對當前時刻的圖像與上一時刻的圖像進行對比，測出兩時刻間所獲圖像的縱向位移差，結合前面的標定可計算獲得胎體的縱向變形，從而獲得記錄輪胎在滾動過程中滾動一周的全周期的胎體縱向變形的信息。
[0009]一種采用以上所述測試裝置進行基于光流傳感器的胎內側向變形測量方法，當輪胎處于側偏運動時，胎體的側向變形由光流傳感器I測量得到，具體步驟為:當輪胎處于側偏狀態(tài)時，光源6將胎內的反光表面4附近區(qū)域照亮，光線經反光表面4反射后投射到鏡頭3上面，并由鏡頭3聚焦后成像于光流傳感器I上，由單片機5設定光流傳感器I每隔一個小的時間間隔進行一次信號采集，單片機5記錄當前時刻其所獲得的胎面內表面的圖像，對當前時刻的圖像與上一時刻的圖像進行對比，獲得兩時刻間所獲圖像的側向位移差，結合前面的標定計算獲得胎體的側向變形，從而獲得記錄輪胎在滾動過程中滾動一周的全周期的胎體側向變形的信息。
[0010]本發(fā)明的有益效果如下:
[0011]I)本發(fā)明應用光流傳感器實現(xiàn)輪胎胎體變形的測量，其結構簡單，易于集成，成本較低，適合量產；2)本發(fā)明應用一套傳感器可同時實現(xiàn)輪胎胎體的側向、縱向瞬時變形和變形分布的測量，效率較高，系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠；3)本發(fā)明應用光流原理，通過低分辨率的光學傳感實現(xiàn)高速率的圖像捕捉，既減少了圖像處理的負擔，又在低成本的硬件上實現(xiàn)了高速圖像捕捉，實現(xiàn)以往尚未實現(xiàn)的印跡內變形分布測量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1輪胎胎體變形測試裝置主視圖；
[0013]圖2輪胎胎體變形測試裝置側視圖；
[0014]圖3輪胎胎體縱向變形測試示意圖；
[0015]圖4輪胎胎體側向變形測試示意圖；
[0016]圖5輪胎胎體變形測試無線傳輸系統(tǒng)示意圖。
[0017]值得注意的是，上述具體實施是用來做舉例的。本領域普通技術人員可以認識到許多修改、變化和改型。這些修改、變化和改型都在本申請的宗旨和范圍內，并落入權利要求書的保護范圍內。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖進一步說明本發(fā)明的具體內容及其實施方式:
[0019]參閱圖1和圖2，一種輪胎胎內變形測量裝置，包括:光流傳感器1，鏡頭支架2，鏡頭3,反光表面4,單片機5,光源6,無線傳輸模塊7,電池8。
[0020]其中，反光表面4位于輪胎胎面的內表面處，反光表面4上涂有反光涂層，以實現(xiàn)輪胎胎體側向和縱向變形的識別。其正上方輪輞處固連有光流傳感器1、鏡頭支架2、鏡頭
3、單片機5、光源6、無線傳輸模塊7、和電池8。其中，鏡頭支架2的一端固定連接光流傳感器I，另一端固定連接鏡頭3。
[0021]參閱圖5，本發(fā)明的電器連接關系如下:光流傳感器I和無線傳輸模塊6通過數(shù)據(jù)通訊線路分別與單片機5連接，單片機5實現(xiàn)對光流傳感器I的測試控制與數(shù)據(jù)接收并將所測信號經調制由胎內無線傳輸模塊6傳遞給上位接收系統(tǒng)。上位接收系統(tǒng)配有無線傳輸模塊、單片機(MCU)和上位機電腦，可接收胎內無線傳輸模塊6輸出的無線信號，經單片機解調后傳給上位機實現(xiàn)胎內測試信號的記錄。電池8通過電源線路與光源7、無線傳輸模塊
6、單片機5和光流傳感器I連接，實現(xiàn)各元件的供電。
[0022]考慮到車輛輪胎的使用需求，本發(fā)明提出了一種針對該胎內光流傳感器的輪胎胎體變形測試方法如下:
[0023]I)胎體縱向變形測量
[0024]如圖1和3所示，當輪胎處于縱向運動時，如從動滾動、驅動或制動工況下，由于輪胎受到外界縱向力的作用，輪胎胎面的內表面上某點會相對輪輞產生縱向位置的改變，這一位置的改變即為輪胎胎體的縱向變形Lz，它反應出輪胎的縱向受力情況。輪胎胎體的縱向變形可以由光流傳感器I測量得到。具體為:當輪胎處于縱向滾動狀態(tài)時，光源6將胎內的反光表面4附近區(qū)域照亮，光線經反光表面4反射后投射到鏡頭3上面，并由鏡頭3聚焦后成像于光流傳感器I上。由單片機5設定光流傳感器I每隔一個小的時間間隔進行一次信號采集，由單片機5記錄當前時刻其所獲得的胎面內表面的圖像，對當前時刻的圖像與上一時刻的圖像進行對比，可測出兩時刻間所獲圖像的縱向位移差，即可得到胎體的縱向變形。該方法可記錄輪胎在滾動過程中滾動一周的全周期的胎體縱向變形的信息。
[0025]2)胎體側向變形測量
[0026]參閱圖1和4，當輪胎處于側偏運動時，如處于前束定位車輪滾動時或處于轉向工況的滾動的車輪，由于輪胎受到外界側向力的作用，輪胎胎面的內表面上某點會相對輪輞產生側向位置的改變，這一位置的改變即為輪胎胎體的側向變形Lc,它反應出輪胎的側向受力情況。輪胎胎體的側向變形可以由光流傳感器I測量得到。具體為:當輪胎處于側偏狀態(tài)時，光源6將胎內的反光表面4附近區(qū)域照亮，光線經反光表面4反射后投射到鏡頭3上面，并由鏡頭3聚焦后成像于光流傳感器I上。由單片機5設定光流傳感器I每隔一個小的時間間隔進行一次信號采集，單片機5記錄當前時刻其所獲得的胎面內表面的圖像，對當前時刻的圖像與上一時刻的圖像進行對比，獲得兩時刻間所獲圖像的側向位移差，即得到胎體的側向變形。該方法可記錄輪胎在滾動過程中滾動一周的全周期的胎體側向變形的信息。
[0027]由此可見，本發(fā)明的輪胎胎體變形測試裝置可實現(xiàn)輪胎在縱滑、側偏、側傾工況下的胎體變形，具有很好的實用性。
【權利要求】
1.一種基于光流的輪胎變形在線測試裝置，由光流傳感器(I)、鏡頭支架(2)、鏡頭(3)、反光表面(4)、單片機(5)、光源(6)、無線傳輸模塊(7)和電池(8)組成，其特征在于:所述反光表面(4)位于輪胎胎面的內表面處，反光表面(4)上涂有反光涂層，以實現(xiàn)輪胎胎體側向和縱向變形的識別，其正上方輪輞處固連有光流傳感器(I)、鏡頭支架(2)、鏡頭(3)、單片機(5)、光源(6)、無線傳輸模塊(7)和電池(8),其中,鏡頭支架(2)的一端固定連接光流傳感器(I)，另一端固定連接鏡頭(3)； 所述光流傳感器(I)和無線傳輸模塊(6 )通過數(shù)據(jù)通訊線路分別與單片機(5 )連接，單片機(5)實現(xiàn)對光流傳感器(I)的測試控制與數(shù)據(jù)接收并將所測信號經調制由胎內無線傳輸模塊(6)傳遞給上位接收系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于光流的輪胎變形在線測試裝置，其特征在于: 所述上位接收系統(tǒng)配有無線傳輸模塊、單片機(MCU)和上位機電腦，接收胎內無線傳輸模塊(6)輸出的無線信號，經單片機解調后傳給上位機實現(xiàn)胎內測試信號的記錄；電池(8)通過電源線路與光源(7)、無線傳輸模塊(6)、單片機(5)和光流傳感器(I)連接，實現(xiàn)各元件的供電。
3.一種采用權利要求1或2所述測試裝置進行基于光流傳感器的胎內縱向變形測量方法，其特征在于:當輪胎處于縱向運動時，胎體的縱向變形由光流傳感器(I)測量得到，具體步驟為:當輪胎處于縱向滾動狀態(tài)時，光源(6)將胎內的反光表面(4)附近區(qū)域照亮，光線經反光表面(4)反射后投射到鏡頭(3)上面，并由鏡頭(3)聚焦后成像于光流傳感器(I)上；由單片機(5)設定光流傳感器(I)每隔一個小的時間間隔進行一次信號采集，由單片機(5)記錄當前時刻其所獲得的胎面內表面的圖像，對當前時刻的圖像與上一時刻的圖像進行對比，測出兩時刻間所獲圖像的縱向位移差，結合前面的標定可計算獲得胎體的縱向變形，從而獲得記錄輪胎在滾動過程中滾動一周的全周期的胎體縱向變形的信息。
4.一種采用權利要求1或2所述測試裝置進行基于光流傳感器的胎內側向變形測量方法，其特征在于: 當輪胎處于側偏運動時，胎體的側向變形由光流傳感器(I)測量得到，具體步驟為:當輪胎處于側偏狀態(tài)時，光源(6)將胎內的反光表面(4)附近區(qū)域照亮，光線經反光表面(4)反射后投射到鏡頭(3)上面，并由鏡頭(3)聚焦后成像于光流傳感器(I)上，由單片機(5)設定光流傳感器(I)每隔一個小的時間間隔進行一次信號采集，單片機(5)記錄當前時刻其所獲得的胎面內表面的圖像，對當前時刻的圖像與上一時刻的圖像進行對比，獲得兩時刻間所獲圖像的側向位移差，結合前面的標定計算獲得胎體的側向變形，從而獲得記錄輪胎在滾動過程中滾動一周的全周期的胎體側向變形的信息。
【文檔編號】G01B11/16GK103884293SQ201410155217
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權日:2014年4月17日
【發(fā)明者】莊曄, 席平 申請人:吉林大學
【專利摘要】本發(fā)明提出一種基于光流的輪胎變形在線測試裝置及測試方法，能夠實現(xiàn)行進中輪胎胎體變形的瞬時測量，經數(shù)據(jù)處理和模型解算可獲得輪胎側偏角、滑移率等運動信息和輪胎側向力、回正力矩、縱向力等力的信息。該測試裝置由光流傳感器、鏡頭支架、鏡頭、反光表面、單片機、光源、無線傳輸模塊和電池組成。采用測試裝置可以進行基于光流傳感器的胎內縱向變形測量和胎內側向變形測量。所述測試裝置及測試方法可為乘用車和商用車的底盤電控系統(tǒng)提供實時的輪胎胎體各向變形信息，進一步結合輪胎和整車動力學可獲得對應輪胎力和輪胎-路面附著信息，從而提高底盤電控性能和整車安全性。本發(fā)明結構簡單，易于集成，成本較低，適合量產，效率較高。
【專利說明】基于光流的輪胎變形在線測試裝置及測試方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于輪胎狀態(tài)在線測試與整車動力學控制領域，具體涉及一種基于光流原理的輪胎變形的測試裝置和方法，可為乘用車和商用車的底盤電控系統(tǒng)提供實時的輪胎胎體各向變形信息，進一步結合輪胎和整車動力學可獲得對應輪胎力和輪胎-路面附著信息，從而提高底盤電控性能和整車安全性。
【背景技術】
[0002]輪胎胎體變形的胎內傳感測量是智能輪胎的核心技術，在實踐中人們嘗試了多種傳感器，包括:加速度傳感器、PSD(Position Sensitive Deflector)光電傳感器、壓電薄膜傳感器?，F(xiàn)有這幾種傳感器存在一些不足:I)加速度傳感器直接測量出的是各方向加速度，由加速度到變形的計算模型很復雜，需要較大的運算量；2) PSD光電傳感器精度較高，但價格偏高，不利于在汽車產品中普及，且該種傳感器結構復雜，輪胎內布置較難，不適合量產；3)壓電薄膜傳感器難以實現(xiàn)多方向變形的測量。綜上，一種適合汽車輪胎工作環(huán)境的，經濟實用的胎內傳感器亟待開發(fā)。
【發(fā)明內容】
[0003]為了克服現(xiàn)有胎內傳感器的不足，本發(fā)明提出一種基于光流的輪胎變形在線測試裝置及測試方法，能夠實現(xiàn)行進中輪胎胎體變形的瞬時測量，經數(shù)據(jù)處理和模型解算可獲得輪胎側偏角、滑移率等運動信息和輪胎側向力、回正力矩、縱向力等力的信息。
[0004]本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)，結合【專利附圖】
【附圖說明】如下附圖:
[0005]一種基于光流的輪胎變形在線測試裝置，由光流傳感器1、鏡頭支架2、鏡頭3、反光表面4、單片機5、光源6、無線傳輸模塊7和電池8組成，所述反光表面4位于輪胎胎面的內表面處，反光表面4上涂有反光涂層，以實現(xiàn)輪胎胎體側向和縱向變形的識別，其正上方輪輞處固連有光流傳感器1、鏡頭支架2、鏡頭3、單片機5、光源6、無線傳輸模塊7和電池8，其中，鏡頭支架2的一端固定連接光流傳感器I，另一端固定連接鏡頭3 ；
[0006]所述光流傳感器I和無線傳輸模塊6通過數(shù)據(jù)通訊線路分別與單片機5連接，單片機5實現(xiàn)對光流傳感器I的測試控制與數(shù)據(jù)接收并將所測信號經調制由胎內無線傳輸模塊6傳遞給上位接收系統(tǒng)；
[0007]所述上位接收系統(tǒng)配有無線傳輸模塊、單片機MCU和上位機電腦，接收胎內無線傳輸模塊6輸出的無線信號，經單片機解調后傳給上位機實現(xiàn)胎內測試信號的記錄；電池8通過電源線路與光源7、無線傳輸模塊6、單片機5和光流傳感器I連接，實現(xiàn)各元件的供電。
[0008]一種采用以上所述測試裝置進行基于光流傳感器的胎內縱向變形測量方法，當輪胎處于縱向運動時，胎體的縱向變形由光流傳感器I測量得到，具體步驟為:當輪胎處于縱向滾動狀態(tài)時，光源6將胎內的反光表面4附近區(qū)域照亮，光線經反光表面4反射后投射到鏡頭3上面，并由鏡頭3聚焦后成像于光流傳感器I上；由單片機5設定光流傳感器I每隔一個小的時間間隔進行一次信號采集，由單片機5記錄當前時刻其所獲得的胎面內表面的圖像，對當前時刻的圖像與上一時刻的圖像進行對比，測出兩時刻間所獲圖像的縱向位移差，結合前面的標定可計算獲得胎體的縱向變形，從而獲得記錄輪胎在滾動過程中滾動一周的全周期的胎體縱向變形的信息。
[0009]一種采用以上所述測試裝置進行基于光流傳感器的胎內側向變形測量方法，當輪胎處于側偏運動時，胎體的側向變形由光流傳感器I測量得到，具體步驟為:當輪胎處于側偏狀態(tài)時，光源6將胎內的反光表面4附近區(qū)域照亮，光線經反光表面4反射后投射到鏡頭3上面，并由鏡頭3聚焦后成像于光流傳感器I上，由單片機5設定光流傳感器I每隔一個小的時間間隔進行一次信號采集，單片機5記錄當前時刻其所獲得的胎面內表面的圖像，對當前時刻的圖像與上一時刻的圖像進行對比，獲得兩時刻間所獲圖像的側向位移差，結合前面的標定計算獲得胎體的側向變形，從而獲得記錄輪胎在滾動過程中滾動一周的全周期的胎體側向變形的信息。
[0010]本發(fā)明的有益效果如下:
[0011]I)本發(fā)明應用光流傳感器實現(xiàn)輪胎胎體變形的測量，其結構簡單，易于集成，成本較低，適合量產；2)本發(fā)明應用一套傳感器可同時實現(xiàn)輪胎胎體的側向、縱向瞬時變形和變形分布的測量，效率較高，系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠；3)本發(fā)明應用光流原理，通過低分辨率的光學傳感實現(xiàn)高速率的圖像捕捉，既減少了圖像處理的負擔，又在低成本的硬件上實現(xiàn)了高速圖像捕捉，實現(xiàn)以往尚未實現(xiàn)的印跡內變形分布測量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1輪胎胎體變形測試裝置主視圖；
[0013]圖2輪胎胎體變形測試裝置側視圖；
[0014]圖3輪胎胎體縱向變形測試示意圖；
[0015]圖4輪胎胎體側向變形測試示意圖；
[0016]圖5輪胎胎體變形測試無線傳輸系統(tǒng)示意圖。
[0017]值得注意的是，上述具體實施是用來做舉例的。本領域普通技術人員可以認識到許多修改、變化和改型。這些修改、變化和改型都在本申請的宗旨和范圍內，并落入權利要求書的保護范圍內。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖進一步說明本發(fā)明的具體內容及其實施方式:
[0019]參閱圖1和圖2，一種輪胎胎內變形測量裝置，包括:光流傳感器1，鏡頭支架2，鏡頭3,反光表面4,單片機5,光源6,無線傳輸模塊7,電池8。
[0020]其中，反光表面4位于輪胎胎面的內表面處，反光表面4上涂有反光涂層，以實現(xiàn)輪胎胎體側向和縱向變形的識別。其正上方輪輞處固連有光流傳感器1、鏡頭支架2、鏡頭
3、單片機5、光源6、無線傳輸模塊7、和電池8。其中，鏡頭支架2的一端固定連接光流傳感器I，另一端固定連接鏡頭3。
[0021]參閱圖5，本發(fā)明的電器連接關系如下:光流傳感器I和無線傳輸模塊6通過數(shù)據(jù)通訊線路分別與單片機5連接，單片機5實現(xiàn)對光流傳感器I的測試控制與數(shù)據(jù)接收并將所測信號經調制由胎內無線傳輸模塊6傳遞給上位接收系統(tǒng)。上位接收系統(tǒng)配有無線傳輸模塊、單片機(MCU)和上位機電腦，可接收胎內無線傳輸模塊6輸出的無線信號，經單片機解調后傳給上位機實現(xiàn)胎內測試信號的記錄。電池8通過電源線路與光源7、無線傳輸模塊
6、單片機5和光流傳感器I連接，實現(xiàn)各元件的供電。
[0022]考慮到車輛輪胎的使用需求，本發(fā)明提出了一種針對該胎內光流傳感器的輪胎胎體變形測試方法如下:
[0023]I)胎體縱向變形測量
[0024]如圖1和3所示，當輪胎處于縱向運動時，如從動滾動、驅動或制動工況下，由于輪胎受到外界縱向力的作用，輪胎胎面的內表面上某點會相對輪輞產生縱向位置的改變，這一位置的改變即為輪胎胎體的縱向變形Lz，它反應出輪胎的縱向受力情況。輪胎胎體的縱向變形可以由光流傳感器I測量得到。具體為:當輪胎處于縱向滾動狀態(tài)時，光源6將胎內的反光表面4附近區(qū)域照亮，光線經反光表面4反射后投射到鏡頭3上面，并由鏡頭3聚焦后成像于光流傳感器I上。由單片機5設定光流傳感器I每隔一個小的時間間隔進行一次信號采集，由單片機5記錄當前時刻其所獲得的胎面內表面的圖像，對當前時刻的圖像與上一時刻的圖像進行對比，可測出兩時刻間所獲圖像的縱向位移差，即可得到胎體的縱向變形。該方法可記錄輪胎在滾動過程中滾動一周的全周期的胎體縱向變形的信息。
[0025]2)胎體側向變形測量
[0026]參閱圖1和4，當輪胎處于側偏運動時，如處于前束定位車輪滾動時或處于轉向工況的滾動的車輪，由于輪胎受到外界側向力的作用，輪胎胎面的內表面上某點會相對輪輞產生側向位置的改變，這一位置的改變即為輪胎胎體的側向變形Lc,它反應出輪胎的側向受力情況。輪胎胎體的側向變形可以由光流傳感器I測量得到。具體為:當輪胎處于側偏狀態(tài)時，光源6將胎內的反光表面4附近區(qū)域照亮，光線經反光表面4反射后投射到鏡頭3上面，并由鏡頭3聚焦后成像于光流傳感器I上。由單片機5設定光流傳感器I每隔一個小的時間間隔進行一次信號采集，單片機5記錄當前時刻其所獲得的胎面內表面的圖像，對當前時刻的圖像與上一時刻的圖像進行對比，獲得兩時刻間所獲圖像的側向位移差，即得到胎體的側向變形。該方法可記錄輪胎在滾動過程中滾動一周的全周期的胎體側向變形的信息。
[0027]由此可見，本發(fā)明的輪胎胎體變形測試裝置可實現(xiàn)輪胎在縱滑、側偏、側傾工況下的胎體變形，具有很好的實用性。
【權利要求】
1.一種基于光流的輪胎變形在線測試裝置，由光流傳感器(I)、鏡頭支架(2)、鏡頭(3)、反光表面(4)、單片機(5)、光源(6)、無線傳輸模塊(7)和電池(8)組成，其特征在于:所述反光表面(4)位于輪胎胎面的內表面處，反光表面(4)上涂有反光涂層，以實現(xiàn)輪胎胎體側向和縱向變形的識別，其正上方輪輞處固連有光流傳感器(I)、鏡頭支架(2)、鏡頭(3)、單片機(5)、光源(6)、無線傳輸模塊(7)和電池(8),其中,鏡頭支架(2)的一端固定連接光流傳感器(I)，另一端固定連接鏡頭(3)； 所述光流傳感器(I)和無線傳輸模塊(6 )通過數(shù)據(jù)通訊線路分別與單片機(5 )連接，單片機(5)實現(xiàn)對光流傳感器(I)的測試控制與數(shù)據(jù)接收并將所測信號經調制由胎內無線傳輸模塊(6)傳遞給上位接收系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于光流的輪胎變形在線測試裝置，其特征在于: 所述上位接收系統(tǒng)配有無線傳輸模塊、單片機(MCU)和上位機電腦，接收胎內無線傳輸模塊(6)輸出的無線信號，經單片機解調后傳給上位機實現(xiàn)胎內測試信號的記錄；電池(8)通過電源線路與光源(7)、無線傳輸模塊(6)、單片機(5)和光流傳感器(I)連接，實現(xiàn)各元件的供電。
3.一種采用權利要求1或2所述測試裝置進行基于光流傳感器的胎內縱向變形測量方法，其特征在于:當輪胎處于縱向運動時，胎體的縱向變形由光流傳感器(I)測量得到，具體步驟為:當輪胎處于縱向滾動狀態(tài)時，光源(6)將胎內的反光表面(4)附近區(qū)域照亮，光線經反光表面(4)反射后投射到鏡頭(3)上面，并由鏡頭(3)聚焦后成像于光流傳感器(I)上；由單片機(5)設定光流傳感器(I)每隔一個小的時間間隔進行一次信號采集，由單片機(5)記錄當前時刻其所獲得的胎面內表面的圖像，對當前時刻的圖像與上一時刻的圖像進行對比，測出兩時刻間所獲圖像的縱向位移差，結合前面的標定可計算獲得胎體的縱向變形，從而獲得記錄輪胎在滾動過程中滾動一周的全周期的胎體縱向變形的信息。
4.一種采用權利要求1或2所述測試裝置進行基于光流傳感器的胎內側向變形測量方法，其特征在于: 當輪胎處于側偏運動時，胎體的側向變形由光流傳感器(I)測量得到，具體步驟為:當輪胎處于側偏狀態(tài)時，光源(6)將胎內的反光表面(4)附近區(qū)域照亮，光線經反光表面(4)反射后投射到鏡頭(3)上面，并由鏡頭(3)聚焦后成像于光流傳感器(I)上，由單片機(5)設定光流傳感器(I)每隔一個小的時間間隔進行一次信號采集，單片機(5)記錄當前時刻其所獲得的胎面內表面的圖像，對當前時刻的圖像與上一時刻的圖像進行對比，獲得兩時刻間所獲圖像的側向位移差，結合前面的標定計算獲得胎體的側向變形，從而獲得記錄輪胎在滾動過程中滾動一周的全周期的胎體側向變形的信息。
【文檔編號】G01B11/16GK103884293SQ201410155217
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權日:2014年4月17日
【發(fā)明者】莊曄, 席平 申請人:吉林大學
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