[实用新型]基于线激光和单台相机的轮胎检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种轮胎检测装置，特别是一种基于线激光和单台相机的轮胎检测装置。

背景技术

据统计，大约有6％的交通事故是由轮胎引起的，而其中又有85％是由于轮胎气压不足造成的。21世纪汽车轮胎的发展主题将是人性化，其内涵包括智能便利、绿色安全。轮胎生产商正要求其轮胎检测系统具备更高的测试精度和速度及更强大的数据处理能力。对于高品质和高安全性轮胎，则要求检测其高速转动时表面细小的缺陷。

对轮胎的检测的传统方法是进行接触式的检测，但是检测精度受到限制，高精密的检测都受到检测设备成本的限制，同时检测速度慢，数据处理能力差。随着计算机、光学和光电子技术的发展，新的三维检测方法不断涌现，采用光学技术获取被检测物体三维信息的方法是当前发展极为迅速的一个领域。光学三维轮廓检测由于其非接触性、高精度与高分辨率、检测速度快、自动化程度高，在CAD/CAE、在线检测与质量保证、多媒体技术、医疗诊断、机器视觉、反求工程等领域得到日益广泛的应用，被公认为是最有前途的三维轮廓测量方法，更是现在研究的热点之一。

发明内容

为了避免现有技术的缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种基于线激光和单台相机的轮胎检测装置，本实用新型利用线激光在一定的角度照射轮胎表面，并用相机对它进行拍摄，将所得图像传到计算机，再利用步进电机控制轮胎的旋转，得到轮胎不同位置的图像和每幅图像所处的位置角度等，计算机根据上述图像和角度数据进行轮胎的三维图像重建，得到轮胎的轮廓图形和相关数据，克服了现有技术存在的检测精度低、监测速度慢、数据处理能力差的问题，投资费用少、检测精度较高、体积小、能够实时处理。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种基于线激光和单台相机的轮胎检测装置，其特征在于，由以下单元组成：

线激光器，用来产生照射轮胎表面的线激光；

相机，用来实时拍摄被线激光照射的轮胎表面，将拍摄到的图像传给计算机；

单片机，用来输出控制信号给驱动电路，利用驱动电路来驱动控制步进电机的转动；接收驱动电路发送的步进电机的角度、转速数据，接收计算机输出的控制指令，根据控制指令将角度、转速数据传给计算机；

驱动电路，用来接收单片机传来的控制信号，根据控制信号驱动步进电机转动；将步进电机传来的角度、转速数据传给单片机；

步进电机，用来接收驱动电路传来的驱动控制信号，根据驱动控制信号控制轮胎的转动，并将角度、转速数据传给驱动电路；

计算机，用来接收并存储从相机得到的轮胎图像，并与单片机通信；向单片机发送控制指令，接收单片机传送的步进电机的角度、转速数据，根据角度、转速数据，利用三维重建软件对轮胎进行三维重建。

上述单元中，相机与计算机相连接；步进电机和单片机通过驱动电路连接；单片机与计算机相连接；

本实用新型还包括如下其他特征：

所述的相机采用摄像机、数码相机或CMOS摄像头；

所述的步进电机采用闭环回路控制，该闭环回路中的步进电机通过位置传感器与单片机相连接；

所述的线激光器采用小型线激光器；

所述步进电机采用两相混合式步进电机；

所述的计算机和单片机之间的通信采用MAX232串口通信电路；

所述的驱动电路采用2803A芯片。

本实用新型具有以下优点：

(1)成本低。本发明所使用的线激光器、相机、步进电机、单片机、计算机和驱动电路，目前市场上的主流产品均可满足其要求，相对于传统的高精度的检测设备成本很低。

(2)操作简单。基本上可以实现闭环控制，不需要人体工作的介入，能自动的实现轮胎的检测分析，省时省力。

(3)检测结果直观、可靠。最终得到的检测结果是轮胎的三维重建图形和相关数据，一目了然。

(4)便于分析和研究。检测结果便于储存，并可方便地对其进行日后的查询、对比、分析。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的模型图；

图3为本实用新型的系统流程图；

图4为重构后的轮胎效果图；

图5为以计算机为中心的电路连接图；

图6为以单片机为中心的电路连接图；

图7为步进电机闭环控制原理图；

以下结合具体实施方式对本实用新型做一步地解释说明。

具体实施方式

参见图1、图2，本实用新型的基于线激光和相机的轮胎检测装置由以下单元组成：