基于3D图像的轮胎胎面磨损度的检测方法与流程

本申请涉及轮胎磨损检测，具体是一种基于3d图像的轮胎胎面磨损度的检测方法。

背景技术：

1、轮胎磨损的检测大多利用一些技术手段获取轮胎胎面各点的深度信息，从而评估分析轮胎的磨损情况。现有的检测方法种类很多，总体可以分为接触式检测和非接触式检测两大类。

2、接触式检测又称机械检测，其利用机械探针对待测物体进行扫描来完成检测，优点是价格便宜，易操作，但这种方式最大的缺点就是属于抽样检测，不够全面；此外，人工检测会由人为因素给检测精度、检测效率带来不利影响。

3、非接触式检测相对接触检测的最大优点是避开了与待检测物体接触，使检测方式更为灵活。非接触式机器视觉检测方式直接测量花纹深度，其中激光三角测量法具有良好的稳定性和准确性，但也存在问题，当轮胎出现不规则磨损时，被测区域可能会产生阴影，使得测量产生误差。激光线在磨损的粗糙曲面容易断线，导致中心提取易受影响。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种基于3d图像的轮胎胎面磨损度的检测方法，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请公开了以下技术方案：

3、一种基于3d图像的轮胎胎面磨损度的检测方法，该方法包括以下步骤：

4、s001：使用激光三角法相机采集三维图像，获取轮胎的高度数据和灰度数据，其中，采集到的轮胎高度图像包括多行轮廓；

5、s002：逐行提取轮胎胎面的轮廓数据，通过特征分析和处理获得完整的胎面轮廓；

6、s003：根据轮胎的胎面轮廓的凸凹变化特征，将轮胎的胎面轮廓分割为若干个检测区域；

7、s004：遍历分割出的检测区域，在胎面轮廓上凹坑的两侧区域通过最小二乘法拟合基准线，在胎面轮廓上凹坑的中部位置提取点，计算提取到的点与该基准线之间的间距获取胎面深度；

8、s005：根据计算所得的胎面深度判断轮胎磨损度。

9、作为优选，所述s002具体包括：

10、s002-1：在轮胎高度图像中随机选择3行轮廓，计算选择的3行轮廓对应的轮廓数据平均值a；

11、s002-2：逐行读取轮胎高度图像中的每一行轮廓对应的读取数据b；

12、s002-3：按列比对所述轮廓数据平均值a和每一行轮廓对应的读取数据b；当其中一行轮廓具有轮廓数据平均值a和读取数据b时，将轮廓数据平均值a和读取数据b的平均值作为该行轮廓的轮廓数据；当其中一行轮廓具有读取数据b且不具有轮廓数据平均值a时，将读取数据b作为该行轮廓的轮廓数据，并将该读取数据b作为该行轮廓的轮廓数据平均值a；

13、s002-4：判断轮胎高度图像中的每一行轮廓是否均具有轮廓数据平均值a，有则输出完整的轮廓线作为该轮胎高度图像对应的轮廓线，否则，通过插值法使每一行轮廓均具有轮廓数据平均值a，并输出插值法处理后的轮廓线作为该轮胎高度图像对应的轮廓线。

14、作为优选，所述凸凹变化特征包括轮胎胎面对应的轮廓线中的上升拐点和下降拐点。

15、作为优选，在所述s004中，胎面深度的计算公式为：其中，d为胎面深度，a和b均为最小二乘法中拟合直线的参数，x0为提取到的点的横坐标值，y0为提取到的点的纵坐标值，c为误差补偿值。

16、作为优选，所述s005具体包括：

17、将计算获得的胎面深度与胎面深度阈值范围进行比较，获取轮胎磨损度，所述胎面深度阈值范围为基于轮胎磨损度与胎面凹坑深度预设的评价阈值范围。

18、有益效果：本申请的基于3d图像的轮胎胎面磨损度的检测方法，是一种基于激光三角测量法的非接触测量、在线实时检测、高稳定性和准确性的胎面磨损检测方法，能很好的克服现有人工检测结果不准确，效率低的现象。由于采用了计算所有轮廓的平均轮廓，补偿了现有的激光线断线区域无数据的影响，消除了传统的胎面数据提取中中心提取易受影响的现象，采用了轮胎花纹凹槽两侧凸起进行拟合直线，再计算点到线距离的方法，消除了测量不稳定的现象，提供更先进、可靠的检测结果，具有检测轮胎表面、轮胎轮廓和胎面深度综合检测的功能。

技术特征：

1.一种基于3d图像的轮胎胎面磨损度的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于3d图像的轮胎胎面磨损度的检测方法，其特征在于，所述s002具体包括：

3.根据权利要求2所述的基于3d图像的轮胎胎面磨损度的检测方法，其特征在于，所述凸凹变化特征包括轮胎胎面对应的轮廓线中的上升拐点和下降拐点。

4.根据权利要求1所述的基于3d图像的轮胎胎面磨损度的检测方法，其特征在于，在所述s004中，胎面深度的计算公式为：其中，d为胎面深度，a和b均为最小二乘法中拟合直线的参数，x0为提取到的点的横坐标值，y0为提取到的点的纵坐标值，c为误差补偿值。

5.根据权利要求1所述的基于3d图像的轮胎胎面磨损度的检测方法，其特征在于，所述s005具体包括：

技术总结
本申请涉及轮胎磨损检测技术领域，公开了一种基于3D图像的轮胎胎面磨损度的检测方法，包括：相机采集三维图像，获取轮胎的高度数据和灰度数据；逐行提取胎面的轮廓数据，通过特征分析和处理获得完整的胎面轮廓；根据胎面轮廓的凸凹变化特征，将胎面轮廓分割为若干个检测区域；遍历分割出的检测区域，在胎面轮廓上凹坑的两侧区域通过最小二乘法拟合基准线，在胎面轮廓上凹坑的中部位置提取点，计算点与基准线之间的间距获取胎面深度；根据计算所得的胎面深度判断轮胎磨损度。本申请提供了一种基于激光三角测量法的非接触测量、在线实时检测、高稳定性和准确性的胎面磨损检测方法，能很好的克服现有人工检测结果不准确，效率低的现象。

技术研发人员：马启新,郭善伟,侯占军,李嘉恒
受保护的技术使用者：广州市西克传感器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15