[发明专利]一种轮胎花纹深度快速测量装置及计算方法

说明书

本发明公开了一种轮胎花纹深度快速测量装置，包括外壳、计算单元、摄像机、开关、第一反射镜、第二反射镜和激光器，其特征在于：所述激光器和摄像机在外壳内水平设置，互相平行，所述与激光器和摄像机相对位置分别设有第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜与水平方向角度为45度不变，所述第二反射镜与水平方向角度50‑80度之间可调，所述外壳在第一反射镜上方开设有视窗，外壳上部，位于视窗前方设有开关，所述计算单元通过信号线与摄像机和激光器通信连接，用于控制摄像机和激光器工作及对数据进行运算，所述开关连接计算单元，用于控制激光器、摄像机工作。基于局部阈值的计算方法可以准确有效的提取出花纹的沟的位置。整个发明装置具备测量精确误差小，且结构简单，可大大减少检测设备尺寸的优点。

技术领域

本发明涉及轮胎花纹测量技术领域，具体为一种轮胎花纹深度快速测量装置及计算方法。

背景技术

汽车轮胎的花纹的主要作用就是路面积水时排水及增加胎面与路面间的摩擦力，以防止车轮打滑，轮胎花纹的深浅对汽车行驶的安全性影响还是很大的。客观规律是使用中花纹将越变越小，为了确保花纹作用的有效性，世界各国都对轮胎花纹磨损极限制定了明确的法规，并在轮胎胎肩沿圆周的若干等份处模刻轮胎磨耗极限警报标记。

但大多数机动车会忽略检查轮胎花纹深度，随着机动车使用年限的增加，轮胎花纹也随之磨损，若轮胎花纹深度低于轮胎磨耗标志，将会对机动车的行驶造成重大的安全隐患。因此，在机动车年检中增加轮胎花纹深度的检测势在必行。

目前，基于机器视觉技术的轮胎花纹测量有手持式和固定式(放置地面)。目前地面式的扫描方案有激光三角测量法、双目视觉计算方法、单目结构光方法等，目其中以三角测量法较为常见。但是目前三角测量的设备多为激光器直射，因此体积较为庞大，高度较高，车轮上下不便，或者需要在地面开设沟槽，维护较为不便。目前也有类似的光学折返结构来实现减少尺寸的装置如：一种自动测量轮胎花纹深度的光学装置201820172196.6，其装置中激光线未垂直于水平面使得计算方法复杂，且视野开窗太大，不易于设计玻璃防护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轮胎花纹深度快速测量装置及计算方法，具备测量精确误差小，且结构简单，可大大减少检测设备尺寸的优点，在车流量大的机动车检测线上，严重制约了汽车轮胎花纹深度检测的工作效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种轮胎花纹深度快速测量装置，包括外壳、计算单元、摄像机、开关、第一反射镜、第二反射镜和激光器，所述激光器(7)和摄像机(3)在外壳(1)内水平设置，互相平行，所述与激光器(7)和摄像机(3)相对位置分别设有第一反射镜和第二反射镜，所述第一反射镜与水平方向角度为45度不变，所述第二反射镜与水平方向角度50-80度之间可调，所述外壳在第一反射镜上方开设有视窗，外壳上部，位于视窗前方设有开关，所述计算单元通过信号线与摄像机和激光器通信连接，用于控制摄像机和激光器工作及对数据进行运算，所述开关连接计算单元，用于控制激光器、摄像机工作。

优选的，摄像机和激光器水平安装，高度差在1.5-2.5cm之间

优选的，所述视窗位置安装有透光材质的防护板。

优选的，所述防护板为玻璃板。

优选的，所述激光器为一字激光器。

优选的，所述外壳前后方均设有坡道，以便车轮上下。

一种轮胎花纹深度快速计算方法，包括步骤：

对原始图像数据I(x,y)进行高斯滤波，得到被平滑的图像g(x,y)；

对于图像中任一坐标点(x,y)，求在其为中心的r*r方邻域内的灰度均值m(x,y)、方差s(x,y)，计算公式为：