一种利用花纹沟深的轮胎寿命监测装置的制作方法

1.本发明属于轮胎寿命监测领域，尤其涉及一种利用花纹沟深的轮胎寿命监测装置。


背景技术：

2.汽车轮胎更换时间并不是确定的，需要参考看实际的行驶状况，并结合通过使用年限和行驶距离来进行参考，按时间更换一般指在正常行驶下，汽车轮胎3-5年进行更换，按千米数更换一般指汽车行驶6-8万千米进行更换，以先达到的要求为标准。
3.按时间更换是由于轮胎用橡胶制品生产制造的，橡塑制品在一段时间后就会老化，这一时间限期大约在3-5年中间。即当轮胎的在出厂日期做到5年以后，汽车轮胎就必须更换了。而依照千米数更换则是由于我们在行驶全过程中，汽车胎面会慢慢损坏，当轮胎损坏至胎面纹路与损坏标识处在同一水准时，就必须更换轮胎，而一般行驶千米数在6-8万千米会抛光纹路。
4.有一点必须特别注意的是，当轮胎应用了一定的时间段以后，它的侧边会铺满裂痕，这表明轮胎早已老化了，必须立即更换。一般轮胎老化周期时间在5年上下，如果合理使用能够减缓轮胎老化速度，可能增加轮胎的使用期限，节省轮胎更换成本费。因而，在日常运用的历程中需要特别注意轮胎的状态，例如：
5.1、打气要特别注意清理，充进的气体不可以带有水份和液压油，防止车胎硫化橡胶霉变毁坏，并且打气量需要根据户外温度进行调节，防止夏季胎压过高，冬季胎压过低的问题。
6.2、要时常清除轮胎纹路管沟中的脏东西，保证轮胎的摩擦力，并且防止损伤胎面纹路。
7.3、勿将车子停到曝晒或有有机化学东西的地区，防止轮胎加速老化。
8.4、放置汽车的情况下应挑选荫凉，干躁的地区，并且要停在整齐的地面上。
9.当轮胎达到更换的标准，会严重影响车辆的摩擦力，导致刹车距离增加，出现不可控的驾驶风险，并且待更换轮胎的各项指标明显降低，行驶的过程中，假如发觉胎壁超温、标准气压过高，应该马上泊车减温，切勿用凉水泼冲，更不能放气，不然会造成中途轮胎爆胎和轮胎的毁坏；给驾驶者带来极大的安全隐患。
10.虽然轮胎更换不及时，严重影响行车安全，更会产生极大的安全隐患。但目前诸多车主不知如何判断轮胎损耗，对何时需更换轮胎没有明确的概念。且市面上也没有对应的轮胎寿命监测装置，经常出现轮胎更换不及时导致的车辆事故，提高了驾驶风险和故障处理成本，以及为降低出现驾驶风险提前更换未达到更换标准的轮胎，提升了更换频次，提高维护成本的问题。


技术实现要素：

11.本发明目的在于提供一种利用花纹沟深的轮胎寿命监测装置，以解决无法判断轮
胎的状态信息，不能及时更换轮胎而造成的驾驶安全问题。
12.为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：
13.本技术的一些实施例中，提供了一种利用花纹沟深的轮胎寿命监测装置，通过沟深数据采集处理组件采集待测轮胎的胎面花纹的沟深数据，并生成胎面的状态图像，然后将将生成的胎面状态图像与预设的轮胎磨耗沟深图以及沟深磨耗数据进行对比分析，与胎面状态图像最为相似、与沟深数据差值最小的轮胎磨耗沟深图所对应的行驶公里数即为此待测轮胎的行驶公里数，并根据此型号待测轮胎的官方预估的公里数即可计算该待测轮胎的剩余行驶寿命，避免了因为待测轮胎更换不及时，产生的安全隐患，提升驾驶的安全性。
14.本技术的一些实施例中，增设了轮胎预警组件，通过对待测轮胎胎压、待测轮胎温度、待测轮胎形状及表面状况进行监测，并根据数据信息进行预警和报警，能够为提升待测轮胎使用寿命提供帮助，并且通过预警和报警能够避免驾驶过程中出现的意外状况，进一步提升驾驶的安全性。
15.本技术的一些实施例中，提供的一种利用花纹沟深的轮胎寿命监测装置，包括：
16.沟深数据采集处理组件，设置于车体上，朝向待测轮胎的胎面，用于采集胎面的沟深数据，并根据采集到的沟深数据生成胎面状态数据；
17.轮胎寿命分析组件，设置于车体内，与沟深数据采集处理组件连接，用于接收胎面状态数据，并将所接收到的胎面状态数据与预存数据进行对比，以估算待测轮胎的寿命；
18.轮胎状态显示部件，设置于车体内，与轮胎寿命分析组件连接，用于展示待测轮胎的数据信息。
19.优选的，在上述一种利用花纹沟深的轮胎寿命监测装置的一些实施例中，沟深数据采集处理组件包括：
20.激光发射部件，设置于车体上，发射端朝向待测轮胎的胎面，能够朝向待测轮胎的胎面上的沟槽发射线结构光；
21.成像部件，设置于车体上，接收端朝向待测轮胎的胎面上的沟槽；当激光发射部件发射的线结构光照射在待测轮胎的胎面上的沟槽时，成像部件采集照射区域的胎面花纹图像信息，生成待测轮胎的胎面实时状态图像，并根据胎面实时状态图像，计算得到沟深数据，再将胎面实时状态图像和沟深数据传输至轮胎寿命分析组件。
22.优选的，在上述一种利用花纹沟深的轮胎寿命监测装置的一些实施例中，激光发射部件为能够发射线结构光的发射器，且至少设置一个；
23.当激光发射部件为一个时，其发出的线结构光与预设的照射区域对应；当激光发射部件为多个时，多个激光发射器发射的线结构光共处于同一平面内，且融合后的光与预设的照射区域对应。
24.优选的，在上述一种利用花纹沟深的轮胎寿命监测装置的一些实施例中，成像部件为相机装置，且至少设置一个；
25.当成像部件为一个时，接收端与照射区域对应，能够采集照射区域的完整图像；当成像部件为多个时，多个成像部件并排设置，采集区域之和能够覆盖完整的照射区域，能够将采集到的图像进行拼接以得到完整的胎面实时状态图像。
26.优选的，在上述一种利用花纹沟深的轮胎寿命监测装置的一些实施例中，轮胎寿命分析组件包括：
27.图像存储模块，预存有轮胎型号、轮胎版本号、轮胎商号、轮胎磨耗沟深图以及沟深磨耗数据，
28.图像存储模块与成像部件电信号连接，用于接收来自成像部件的胎面实时状态图像和沟深数据，并将胎面实时状态图像、沟深数据与图像存储模块中的轮胎磨耗沟深图、沟深磨耗数据分别进行对比，根据对比结果计算待测轮胎的剩余行驶里程数据。
29.优选的，在上述一种利用花纹沟深的轮胎寿命监测装置的一些实施例中，当胎面实时状态图像、沟深数据与图像存储模块中的轮胎磨耗沟深图、沟深磨耗数据分别进行对比后，若两组数据均符合同一个公里数阶段，则根据此公里数阶段的数据判断待测轮胎的剩余行驶里程数据；若两组数据不符合同一个公里数阶段，则对两个公里数阶段的数据进行对比，根据行驶距离更长的公里数阶段的数据判断待测轮胎的剩余行驶里程数据。
30.优选的，在上述一种利用花纹沟深的轮胎寿命监测装置的一些实施例中，还包括轮胎预警组件，轮胎预警组件包括：
31.行驶数据采集部件，用于采集行驶过程中的轮胎状态数据；
32.预测分析报警模块，分别与行驶数据采集部件、轮胎状态显示部件连接，用于接收行驶数据采集部件采集的轮胎状态数据，根据轮胎状态数据判断待测轮胎是否处于正常状态；当轮胎状态数据接近预设的预警阙值则进行预警，将预警信息发送至轮胎状态显示部件，由轮胎状态显示部件发出预警信号；当轮胎状态数据达到预设的报警阙值则进行预警，将报警信息发送至轮胎状态显示部件，由轮胎状态显示部件发出报警信号。
33.优选的，在上述一种利用花纹沟深的轮胎寿命监测装置的一些实施例中，行驶数据采集部件包括：
34.胎压传感器，设置在待测轮胎内，用于测量胎压信息；
35.温度传感器，设置在车体上，测量端朝向待测轮胎，用于测量待测轮胎的温度信息；
36.摄像头，设置在车体上，接收端朝向待测轮胎，用于采集待测轮胎的胎面及胎侧的图像信息。
37.优选的，预警情况包括：
38.驾驶初，胎压数值接近预设阙值；
39.驾驶初，胎压正常，驾驶中，待测轮胎的温度过高引起的胎压过高的情况；
40.驾驶初及驾驶中出现待测轮胎的胎面花纹中夹塞多个异物；
41.报警情况包括：
42.驾驶中，胎压过高进行多次预警后，进行报警；
43.驾驶中，待测轮胎的形状出现异常；
44.驾驶中，胎压出现缓慢下降趋势的情况。
45.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
46.通过采集车胎的数据图像，将其与不同公里数阶段的轮胎图像进行参照对比，得到最为相近的预估里程，并计算出车胎的剩余寿命，根据待测轮胎寿命的提示，能够及时的更换待测轮胎，在保证安全驾驶的基础上，保证了待测轮胎的合理使用，避免提前更换待测轮胎导致的资源浪费和延误轮胎更换带来的风险，降低使用成本，提升安全性；
47.通过轮胎预警组件能够对行驶过程中出现的情况进行优先判断，并进行预警和报
警，为驾驶者提供信息提示，为驾驶者提供预先处理待测轮胎异常的机会，减少在驾驶过程中出现意外情况的概率，避免因处理不及时而导致轮胎损坏出现驾驶失控的问题，降低危险驾驶的风险，进一步提升了车辆驾驶的安全性。
附图说明
48.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
49.图1为本发明实施例提供的结构原理示意图；
50.图2为本发明实施例提供的逻辑框图。
具体实施方式
51.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
52.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
53.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
54.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
55.为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明做进一步详细的描述。
56.参阅图1所示，根据本技术提供的一种利用花纹沟深的待测轮胎寿命监测装置，包括：
57.沟深数据采集处理组件，设置于车体1上，朝向待测待测轮胎的胎面，用于采集胎面的沟深数据，并根据采集到的沟深数据生成胎面状态数据；
58.轮胎寿命分析组件，设置于车体1内，与沟深数据采集处理组件连接，用于接收胎面状态数据，并将所接收到的胎面状态数据与预存数据进行对比，以估算待测轮胎的寿命；
59.轮胎状态显示部件，设置于车体1内，与轮胎寿命分析组件连接，用于展示待测轮胎的数据信息。
60.采用上述方案的效果在于：能够通过获取待测轮胎胎面的沟深信息并将其与预设不同阶段的台面数据进行对比分析，确定本待测轮胎的实际驾驶里程，经计算可得出剩余的使用寿命，并通知驾驶者在合理的期限内更换待测轮胎，保证驾驶安全性的同时，第待测轮胎更换频率进行合理规划，降低了维护成本。
61.参照附图2可见，根据本技术一些实施例中，沟深数据采集处理组件包括：
62.沟深数据采集处理组件包括：
63.激光发射部件2，设置于车体1上，发射端朝向待测轮胎的胎面，能够朝向待测轮胎的胎面上的沟槽发射线结构光；
64.成像部件3，设置于车体1上，接收端朝向待测轮胎的胎面上的沟槽；当激光发射部件2发射的线结构光照射在待测轮胎的胎面上的沟槽时，成像部件3采集照射区域的胎面花纹图像信息，生成待测轮胎的胎面实时状态图像，并根据胎面实时状态图像，计算得到沟深数据，再将胎面实时状态图像和沟深数据传输至轮胎寿命分析组件。
65.本方案采用线结构光测量技术，其原理是通过激光发射部件2射出的线结构光照射被测的待测轮胎胎面，产生畸变的线结构光，凸显待测物体的表面特征，通过成像部件3对线结构光进行拍摄，得到光条图像，然后通过图像处理系统对线结构光进行光条中心提取、摄像标定、线结构光平面标定等处理，最终还原出待测物体的三维形貌。
66.采用以上方案的效果在于：通过此种方式还原出待测轮胎花纹的实时状态图像，无需与待测轮胎进行接触，且测量速度更快，精准度更高，能够更加准确的得出待测轮胎的实际行驶距离，有利于提升待测轮胎寿命的计算精度。
67.根据本技术一些实施例中，激光发射部件2为能够发射线结构光的发射器，且至少设置一个；
68.当激光发射部件2为一个时，其发出的线结构光与预设的照射区域对应；当激光发射部件2为多个时，多个激光发射器发射的线结构光共处于同一平面内，且融合后的光与预设的照射区域对应。
69.为了进一步优化上述技术方案，激光发射部件2为一字线激光发射器，可选择型号有：kyx650n50-tk1685。
70.在上述方案中，由于一字线激光发射器投射的线结构光在工作距离较短时，可能存在覆盖范围较小，无法完全覆盖胎面，因此优先选用多个相同的一字线激光发射器在同一平面向待测轮胎胎面投射线结构光，此方法能够保证线结构光的覆盖范围，同时提高了线结构光的光条亮度，便于成像部件3采集更为清晰的光条图像，有利于获得更精准的实时状态图像，有利于进一步提升待测轮胎寿命计算的精准性。
71.根据本技术一些实施例中，成像部件3为相机装置，且至少设置一个；
72.当成像部件3为一个时，接收端与照射区域对应，能够采集照射区域的完整图像；当成像部件3为多个时，多个成像部件3并排设置，采集区域之和能够覆盖完整的照射区域，能够将采集到的图像进行拼接以得到完整的胎面实时状态图像。
73.为了进一步优化上述技术方案，成像部件3可以选用工业相机，优选为使用cmos感光器件工业相机，可选择型号有：aca2500-14uc(cs-mount)，工业镜头可以选用basler lens c125-0418-5m-p f4mm。
74.在上述方案中，由于相机的视场角有限，存在视野无法满足需求的情况，因此本方
案中优先采用多个工业相机进行图像采集，优选使用三个工业相机，第一相机的镜头朝向图像采集区，第二工业相机和第三工业相机分设与第一工业相机的两侧，且镜头方向稍微偏斜朝向图像采集区域，第二工业相机和第三工业相机的镜头采集区与第一工业相机的镜头采集区重叠，将图像采集区域完全覆盖，通过相机标定的图像拼接方法，处理获得完整的实时状态图像。
75.为了进一步优化上述技术方案，沟深数据采集处理组件还可以选用光纤传感器作为扫描装置，扫描装置；选用迈克尔逊成像装置用于接收扫描装置的数据信息进行成像。
76.为了进一步优化上述技术方案，沟深数据采集处理组件还可以为集成式扫描成像装置，扫描获得沟深数据并将书局传输至轮胎寿命分析组件。
77.根据本技术一些实施例中，轮胎寿命分析组件包括：
78.轮胎寿命分析组件包括：
79.图像存储模块，预存有轮胎型号、轮胎版本号、轮胎商号、轮胎磨耗沟深图以及沟深磨耗数据，
80.轮胎寿命分析模块，与成像部件3电信号连接，用于接收来自成像部件3的胎面实时状态图像和沟深数据，并将胎面实时状态图像、沟深数据分别与图像存储模块中的轮胎磨耗沟深图、沟深磨耗数据分别进行对比，判断出与实时状态图像相似度最高的一个公里数阶段的状态图，以及与沟深数据差值最小的沟深磨耗数据，根据对比结果得出与待测轮胎符合的已行驶距离，并进一步计算得出待测轮胎剩余的可行驶距离，确定待测轮胎的安全使用寿命。
81.其中，轮胎磨耗沟深图以及沟深磨耗数据为：轮胎厂商经过路试，采集每个周期的磨耗沟深图(举例一条最大限度可以行驶5万公里的轮胎)，周期阶段包括：初始车辆轮胎磨损沟深深度；行驶0.5万公里时的车辆轮胎磨损沟深深度；行驶1万公里时的车辆轮胎磨损沟深深度；行驶1.5万公里时的车辆轮胎磨损沟深深度；行驶2万公里时的车辆轮胎磨损沟深深度；行驶2.5万公里时的车辆轮胎磨损沟深深度；行驶3万公里时的车辆轮胎磨损沟深深度；行驶3.5万公里时的车辆轮胎磨损沟深深度；行驶4万公里时的车辆轮胎磨损沟深深度；行驶4.5万公里时的车辆轮胎磨损沟深深度；行驶5万公里时的车辆轮胎磨损沟深深度；并将各阶段的轮胎磨耗沟深图以及沟深磨耗数据存储到图像存储模块。
82.根据本技术一些实施例中，当胎面实时状态图像、沟深数据与图像存储模块中的轮胎磨耗沟深图、沟深磨耗数据分别进行对比后，若两组数据均符合同一个公里数阶段，则根据此公里数阶段的数据判断待测轮胎的剩余行驶里程数据；若两组数据不符合同一个公里数阶段，则对两个公里数阶段的数据进行对比，根据行驶距离更长的公里数阶段的数据判断待测轮胎的剩余行驶里程数据。
83.在上述实施例中，当实际行驶里程处于模糊阶段时，选取实时距离较长的结果作为实际行驶里程数，以牺牲微小待测轮胎寿命的为代价，充分保证驾驶者的驾驶安全，防止待测轮胎在驾驶过程中出现意外损坏，给驾驶者带来伤害。
84.根据本技术一些实施例中，还包括轮胎预警组件，轮胎预警组件包括：
85.行驶数据采集部件，用于采集行驶过程中的轮胎状态数据；
86.预测分析报警模块，预测分析模块分别与行驶数据采集部件和轮胎状态显示部件电信号连接，用于接收行驶数据采集部件采集的轮胎状态数据，根据轮胎状态数据判断待
测轮胎是否处于正常状态；当轮胎状态数据接近预设的预警阙值则进行预警，将预警信息发送至轮胎状态显示部件，并发出预警信号；当轮胎状态数据达到预设的报警阙值则进行预警，将报警信息发送至轮胎状态显示部件，并发出报警信号。
87.根据本技术一些实施例中，行驶数据采集部件包括：
88.胎压传感器，胎压传感器设置在待测轮胎内，用于测量胎压信息；
89.温度传感器，温度传感器设置在车体1上，与待测轮胎位置相对应，用于测量待测轮胎温度信息；防止在待测轮胎温度过高的情况下待测轮胎加速老化，带来驾驶风险；
90.摄像头，摄像头设置在车体1上，与待测轮胎对应，能够采集待测轮胎的胎面及胎侧的图像信息，。
91.根据本技术一些实施例中，预警情况包括：
92.驾驶初，胎压数值接近预设阙值；能够防止出现胎压过低加速损伤待测轮胎，增加驾驶难度，以及胎压过高待测轮胎爆炸的风险；
93.驾驶初，胎压正常，行驶过程中待测轮胎温度过高引起的胎压过高的情况；避免出现待测轮胎温度过高带来的胎压异常的问题；
94.驾驶初及驾驶中出现待测轮胎胎面花纹中夹塞多个异物；避免胎面花纹的沟槽内夹塞过多石子等异物，加速待测轮胎老化，并且降低待测轮胎的摩擦力，提升驾驶风险的问题；
95.报警情况包括：
96.驾驶过程中胎压过高进行多次预警后，进行报警；避免预警情况遭忽视，带来的安全问题；
97.驾驶过程中待测轮胎形状出现异常；能够及时发现待测轮胎胎面花纹异常以及待测轮胎形状异常，防止待测轮胎出现鼓包处理不及时出现爆胎的问题出现；
98.驾驶过程中，胎压出现缓慢下降趋势的情况，避免处先车胎被异物扎破出现缓慢跑气的问题。
99.通过上述的技术方案，能够对待测轮胎起到一定的保护，延长待测轮胎的使用寿命，并且预防因环境因素以及意外因素造成的车胎故障问题，规避驾驶风险，进一步提升了驾驶的安全性，保证驾驶者与乘客的安全。
100.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
101.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。