[go: up one dir, main page]

DE19515949A1 - Verfahren und Vorrichtung zur flächenhaften Vermessung und Erfassung des Profilabriebs eines Fahrzeugreifens - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur flächenhaften Vermessung und Erfassung des Profilabriebs eines Fahrzeugreifens

Info

Publication number
DE19515949A1
DE19515949A1 DE1995115949 DE19515949A DE19515949A1 DE 19515949 A1 DE19515949 A1 DE 19515949A1 DE 1995115949 DE1995115949 DE 1995115949 DE 19515949 A DE19515949 A DE 19515949A DE 19515949 A1 DE19515949 A1 DE 19515949A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tire
profile
determined
reference contour
values
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE1995115949
Other languages
English (en)
Other versions
DE19515949C2 (de
Inventor
Rene Dipl Ing Siebeneicher
Hans-Peter Dr Duwe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental AG
Original Assignee
Continental AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental AG filed Critical Continental AG
Priority to DE1995115949 priority Critical patent/DE19515949C2/de
Publication of DE19515949A1 publication Critical patent/DE19515949A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19515949C2 publication Critical patent/DE19515949C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/24Wear-indicating arrangements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/22Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring depth
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2518Projection by scanning of the object
    • G01B11/2527Projection by scanning of the object with phase change by in-plane movement of the patern

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur flächenhaften Vermessung und Erfassung des Profilabriebs auf der Lauffläche eines Fahrzeug­ reifens sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die von einem fahrenden Fahrzeug verursachte Geräuschentwicklung wird, insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten, auch von dem Abrollgeräusch der Reifen mitbestimmt. Auf die Entstehung des Ab­ rollgeräuschs hat die Profilform eine nicht geringe Bedeutung.
Aber auch während des Betriebes hervorgerufene ungleichmäßige Ab­ nutzungen des Reifenprofils führen dazu, daß sich mit steigender Laufleistung das Abrollgeräusch gegenüber einem Neureifen erhöht. Dies führt nicht nur zu einer Belästigung der Umwelt, sondern in­ folge der bei der Fahrzeugentwicklung gezielt betriebenen Reduk­ tion der Fahrtwindgeräusche, werden für die Fahrzeuginsassen Ab­ rollgeräusche der Reifen hörbar, was zu einer deutlichen Komfort­ einbuße führt. Darüberhinaus werden durch Erscheinungen des unre­ gelmäßigen Abriebs natürlich auch die Fahreigenschaften negativ beeinflußt.
Weiterhin wird durch das Auftreten unregelmäßigen Abriebs die mög­ liche Laufleistung eines Reifens durch das partielle Erreichen der gesetzlich vorgeschriebenen Mindestprofiltiefe reduziert. Dies steht jedoch sowohl zur angestrebten Kundenzufriedenheit auch als zur gebotenen Ressourcenschonung im Widerspruch.
Für die Weiter- bzw. Neuentwicklung von Fahrzeugreifen ist es da­ her wichtig, den Profilabrieb auf der Lauffläche eines im Gebrauch gewesenen Fahrzeugreifens zu kennen, um hieraus Schlußfolgerungen für gezielte konstruktive Veränderungen zu finden.
Die EP-A-0 547 364 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen unregelmäßiger Profilabnutzung. Ein aus Reifen und Fel­ ge bestehendes Rad ist auf einer Achse drehbar angeordnet. Paral­ lel zu der Drehachse des Rades ist gegenüber der Lauffläche ein Lasersensor angeordnet, der in einer parallel zur Drehachse ver­ laufenden Richtung verschiebbar ist und senkrecht zur Drehachse einen Laserstrahl auf die Reifenlauffläche wirft und das von der Reifenlauffläche reflektierte Licht wieder empfängt. Aus dem re­ flektierten Licht wird in einer mit dem Lasersensor in Wirkverbin­ dung stehenden Rechner-/Auswerteeinheit der Abstand zwischen dem Lasersensor und der Oberfläche des Reifens, an der das Licht re­ flektiert wird, ermittelt. Aus den bekannten Koordinaten des La­ sersensors und dem Abstand des Sensors zum Reflexpunkt am Reifen (Meßpunkt) kann die Lage des Meßpunktes im Raum ermittelt werden. Zur Ermittlung der Reifenkontur wird der Sensor vor einer Profil­ rippe des Reifens ausgerichtet, das Rad mit einer definierten Ge­ schwindigkeit gedreht und der Laserstrahl des Lasersensors getak­ tet. Auf diese Art werden nach einer vollen Umdrehung des Rades eine Vielzahl von auf einer Linie des Umfangs liegenden Meßpunkte erfaßt. Nach einem Umlauf wird der Sensor parallel zur Drehachse des Rades verschoben und entlang einer neuen Umfangslinie eine Vielzahl von Meßpunkten ermittelt. In der Auswerteeinheit werden die Meßpunkte zu einem Abbild der Reifenlauffläche zusammenge­ setzt, so daß unterschiedliche Abnutzungen des Reifens auf einem Bildschirm sichtbar gemacht werden können.
Außerdem ist es bekannt, unregelmäßige Abriebeffekte durch Foto­ grafieren des Versuchsreifens bildhaft darzustellen, um damit ei­ nen visuellen Eindruck zu erzeugen. Weitere Möglichkeiten zur Er­ fassung der Ausprägung und Ausdehnung von Abriebphänomenen beste­ hen im Betrachten und Ertasten derselben.
Hiervon ausgehend soll ein neues Verfahren zur flächenhaften Ver­ messung geschaffen werden, mit dem unregelmäßig abgeriebenes Rei­ fenprofil vermessen und erfaßt werden kann. Außerdem soll eine Vorrichtung zur Ausführung des neuen Verfahrens zur Verfügung ge­ stellt werden.
Hinsichtlich des Verfahrens erfolgt die Lösung der Aufgabe durch folgende Schritte:
  • - die Profiloberfläche des Reifens wird über ihren Umfang in meh­ rere Meßabschnitte unterteilt,
  • - für jeden Meßabschnitt erfolgt mittels strukturierten Lichts eine topometrische Vermessung nach dem Phasenshift-Verfahren, wobei zur Erzeugung des Interferenzmusters mindestens drei pha­ senverschobene Streifenprojektionen aufgezeichnet werden,
  • - zusätzlich zum Phasenshift-Verfahren erfolgt eine topometrische Vermessung jedes Meßabschnitts nach dem Gray-Code-Verfahren,
  • - durch Vergleich der aus dem Phasenshift-Verfahren erhaltenen Höhenwerte und der aus dem Gray-Code-Verfahren erhaltenen ein­ deutigen Höhenzuordnungen wird die Mehrdeutigkeit der Höhenwer­ te eliminiert,
  • - die so erhaltenen eindeutigen Höhenwerte werden mit einer Refe­ renzkontur verglichen und durch Subtraktion werden kalibrierte, absolute Höhenwerte der Profiloberfläche ermittelt,
  • - die kalibrierten absoluten Höhenwerte werden gespeichert, der Reifen um einen Meßabschnitt weitergedreht und die einzelnen Schritte so oft wiederholt, bis der Reifen über seinen vollen Umfang vermessen wurde.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann in vorteilhafter Weise eine flächenhafte 3D-Vermessung in sehr kurzer Aufnahmezeit durch Kombination von Phasenshift-Verfahren mit Gray-Code-Verfahren er­ folgen. Zur Bildaufnahme kann eine Videokamera mit CCD-Chip ver­ wendet werden. Die erreichbare Flächenauflösung erfolgt aus der Pixelauflösung der Kamera und der Digitalisierung des Bildverarbei­ tungssystems. Zur Vermessung einer kompletten Lauffläche werden, abhängig von der Reifengröße, zwischen 10 und 20 Einzelbilder bei äquidistanten Drehwinkeln aufgenommen. Mit einer kalibrierten Auf­ nahmegeometrie lassen sich die kartesischen Koordinaten dieser Einzelmessungen in ein lokales, polares Koordinatensystem umrech­ nen.
Die Referenzkontur wird vorteilhaft durch azimutale Mittelung der zuvor ermittelten kalibrierten, absoluten Höhenwerte entlang ein­ zelner Meßspuren analog der Gleichung:
ermittelt. Wenn die Kontur des zu vermessenden Reifens infolge der aufgetretenen Abriebeffekte nicht mehr mit der Ausgangskontur vergleichbar ist, kann die Referenzkontur durch interaktive Be­ stimmung ausgewählter Konturpunkte und anhand dieser Konturpunkte durchgeführter geeigneter mathematischer Interpolationsverfahren, wie beispielsweise die Spline-Interpolation, ermittelt werden. Damit ist es auch möglich, beispielsweise Schulterschrägabnutzun­ gen oder eine Freilaufrille zu berücksichtigen. Bei Berücksichti­ gung der hier beim Ergebnis verursachten gleichzeitigen Darstel­ lung von Abrieb- und Konturveränderungen ist dies Verfahren auch unter Zuhilfenahme eines Neureifens anwendbar. Um den Anteil der Konturveränderungen möglichst gering zu halten, ist es vorteil­ haft, wenn der Neureifen dementsprechend zuvor einem Wachstumslauf unterzogen wird.
Bei asymmetrischem Verschleiß der Reifenkontur ist es vorteilhaft, die Referenzkontur nur über einer Profilhälfte zu ermitteln und die erhaltene Referenzkonturhälfte an der Profilmittelachse, dem Zenit, zu spiegeln. Sinnvollerweise wird die Referenzkontur an der Profilhälfte ermittelt, die die geringeren Abriebserscheinungen aufweist, da die Referenzkontur ja die theoretisch erwartete gleichmäßige Abnutzung des Reifenprofils unter Berücksichtigung der Laufleistung widerspiegelt.
Zur Eliminierung von Einflüssen der sogenannten Tire Uniformity, das heißt also Schwankungen der Reifengleichförmigkeit, wird über den Umfang des Reifens jeweils der Radius des Zenits am Abriebrei­ fen bestimmt, und an den daraus erhältlichen Kurvenverlauf der kalibrierten absoluten Höhenwerte die ermittelte Referenzkontur angehängt. Durch die Bestimmung der Radien des Zenits erhält man den Kurvenverlauf der absoluten Höhenwerte des Zenits über der Drehachse. Die Auflösung wird vorteilhafterweise 400 gon betragen. Wird nun die ermittelte Referenzkontur an diese Kurve angehängt und winkelrichtig von den Original-Meßdaten abgezogen erhält man als Differenz die Darstellung der ungleichmäßig abgeriebenen Pro­ filbereiche.
Die Radiusbestimmung des Zenits erfolgt vorteilhafterweise über ein im Zenit auf den Abriebreifen aufgelegtes flexibles Band. Zur Berechnung einer Referenzkontur können auch die Höhenwerte mehre­ rer über den Reifen gelegter Bänder ermittelt werden.
Damit der ungleichmäßige Profilabrieb visuell erkennbar ist, wer­ den den kalibrierten absoluten Höhenwerten von einem Bildverarbei­ tungssystem entsprechende unterschiedliche Grauwerte zugewiesen und auf einem Bildschirm dargestellt, wodurch sich dann ein Abbild des unterschiedlichen Profilabriebes einstellt.
Wenn den unterschiedlichen Grauwerten unterschiedliche Falschfar­ ben zugewiesen werden, ist die farbliche Darstellung des Profil­ abriebes kontrastreicher und kann vom Betrachter schneller erfaßt werden, ohne daß er exakte Kenntnis über definierte Höhenwerte benötigt.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeich­ net durch eine antreibbare Drehvorrichtung für einen Reifen, einen oberhalb des Reifens in einem Winkel zur Lotrechten angeordneten programmierbaren LCD-Streifenprojektor zur Erzeugung von Linienmu­ stern auf der Profiloberfläche, eine oberhalb des Reifens gegen­ über dem Streifenprojektor und in einem Winkel zur Lotrechten an­ geordneten Kamera, zur Erfassung der Linienverläufe auf der Pro­ filoberfläche, einen mit dem Streifenprojektor und der Kamera ver­ bundenen Rechner zur Bildverarbeitung mit einer Einrichtung zur Erfassung, Auswertung und Darstellung der Meßdaten, einen mit dem Rechner verbundenen Monitor, und einem mit dem Rechner verbundenen Drucker zur Ausgabe der Meßdaten.
Der Streifenprojektor und die Kamera sind vorzugsweise in zwei zur Drehachse des Reifens senkrechten Richtungen bewegbar und um eine zur Drehachse des Reifens parallele Achse schwenkbar angeordnet.
Zur Kalibrierung des Meßsystems ist ein linear verschiebbarer Tisch mit einer der Größe des ausgewählten Meßabschnittes am Rei­ fen entsprechenden planen Oberfläche auf die Drehachse des Reifens aufsetzbar, über die Höhe des Profils des Reifens verschiebbar und in mehrere Winkelpositionen drehbar.
Anhand einer Zeichnung soll die Erfindung nachfolgend näher erläu­ tert werden. Es zeigt:
Fig. 1 den Aufbau des Meßsystems,
Fig. 2 die Anordnung der Meßapparatur,
Fig. 3 die Darstellung des Meßausschnittes des Reifens bei der Streifenprojektion,
Fig. 4 die Darstellung des unregelmäßigen Abriebbildes eines Reifens in verschiedenen Grauwerten,
Fig. 5 die Darstellung einzelner Schnittlinien in dem Reifen nach Fig. 4,
Fig. 6 das Abriebniveau unter der Referenzkontur gemäß Schnitt­ linie 1 nach Fig. 5,
Fig. 7 das Abriebniveau unter der Referenzkontur gemäß Schnitt­ linie 2 nach Fig. 5,
Fig. 8 das Abriebniveau unter der Referenzkontur gemäß Schnitt­ linie 3 nach Fig. 5,
Fig. 9 eine Vorrichtung zur Kalibrierung des Meßsystems.
Das aus Reifen 4 und Felge 5 bestehende Rad 1 ist drehbar in äqui­ distanten Schritten von beispielsweise 400 gon drehbar in einer nicht näher dargestellt Vorrichtung gelagert. Oberhalb des Rades 1 sind an einer Schiene 6 ein LCD-Streifenprojektor 2 und eine Vi­ deokamera 3 hängend angeordnet. Der Streifenprojektor 2 und die Kamera 3 sind in vertikaler Richtung verschiebbar an Aufhängungen 7, 8 befestigt. Die Aufhängungen 7, 8 sind wiederum auf der Schiene 6 in horizontaler Richtung linear verschiebbar. Über eine entspre­ chende Gelenkausbildung sind der Projektor 2 und die Kamera 3 um ihre Aufhängungsachse schwenkbar an der Aufhängung 7, 8 befestigt. Die einzelnen Freiheitsgrade des Meßsystemes sind in Fig. 2 durch Doppelpfeile dargestellt.
Sowohl der LCD-Streifenprojektor 2 als auch die Videokamera 3 sind über einen Computer 10 untereinander und mit einem Kontrollmonitor 11 und einem Videoprinter 12 verbunden. Im Computer 10 ist eine geeignete Bildverarbeitungssoftware, beispielsweise "Holon-View" vorgesehen.
Der programmierbare LCD-Streifenprojektor 2 beleuchtet die Profil­ oberfläche streifenförmig mit strukturiertem Licht (Streifenpro­ jektion). Aufgrund der nicht glatten Oberfläche des Reifens ergibt sich ein nicht geradliniger Linienmusterverlauf. Über die Videoka­ mera 3 wird dieser Linienmusterverlauf aufgezeichnet (vergl. Fig. 3). Durch Überlagerung von mindestens drei phasenverschobenen Streifenprojektionen läßt sich aus dem Interferenzmuster (Moir´- Linien), das bekanntlich aus der bei der Überlagerung resultieren­ den Auslöschung und Verstärkung der überlagerten Linien entsteht, jedem Punkt auf der Profiloberfläche ein Höhenwert zuordnen. Vor­ aussetzung hierzu ist natürlich, was dem Fachmann geläufig ist, daß das Meßsystem in seiner Aufnahmegeometrie zuvor kalibriert worden ist.
Bei gutem Kontrast der projizierten Linien ist mit dem Phasen­ shift-Verfahren eine Genauigkeit der Phasenbestimmung von etwa 5% erreichbar. Die mit dem Phasenshift-Verfahren ermittelten Höhen­ werte besitzen aber noch keine eindeutige Zuordnung, weil der Pha­ senwinkel nur Modulo 2π eindeutig berechnet werden kann. Das heißt, die tatsächliche Profilhöhe kann aus den Höhenlinien, die durch das Phasenbild gegeben sind, nicht eindeutig angegeben wer­ den.
Hierzu werden im Anschluß an das Phasenshift-Verfahren vom Rechner 10 gesteuert über den Streifenprojektor 2 aufeinanderfolgende Li­ nienmuster nach dem Gray-Code-Verfahren projiziert. Bekanntlich werden bei dem Gray-Code-Verfahren hintereinander Hell-/Dunkelbil­ der projiziert, wobei die Flächen der Hell- und Dunkelfelder je­ weils bei dem nachfolgenden Bild halbiert wird. Die Sequenz der Projektion ist frei wählbar.
Die auf die Profiloberfläche projizierte Linienmustersequenz wird wiederum über die Kamera aufgezeichnet. An den Linienkanten, der Binarisierung des Linienmuster, kann im Rechner 10 eine Höhenbe­ stimmung des vermessenen Profils erfolgen. Eine Höhenzuordnung der Profiloberfläche kann zwar nur grob erfolgen, da sie nur über die Linienkanten möglich ist, dafür ist die Höhenzuordnung aber ein­ deutig. Im Rechner 10 werden nun die darin gespeicherten aus dem Phasenshift-Verfahren gewonnenen Daten mit denen aus dem Gray-Co­ de-Verfahren gewonnenen Daten verglichen, so daß die Mehrdeutig­ keit der Ergebnisse aus den Phasenshift-Verfahren eliminiert wer­ den kann. Es ist nun ein Satz relativer Höhenwerte vorhanden. Um aus den relativen Höhenwerten zu absoluten Höhenwerten zu gelangen werden diese Daten mit den Daten einer Referenzkontur verglichen.
Um eine Referenzkontur zu bestimmen kommen mehrere Verfahren in Betracht, die vom Zustand des Abriebreifens abhängen. Solange der zu vermessende Reifen (Abriebreifen) noch mit der Ausgangskontur vergleichbar ist, erfolgt die Bestimmung der Referenzkontur durch azimutale Mittelung der Höhenwerte auf der Profiloberfläche ent­ lang der einzelnen Meßspuren analog der Gleichung:
Sind die Abriebeffekte so stark, daß die Kontur des Reifens nicht mehr mit der Ausgangskontur vergleichbar ist (Freilaufrille, Schulterschrägabnutzung) kann die Bestimmung der Referenzkontur durch Spline-Interpolation interaktiv bestimmter Konturpunkte, die für sich mit der Ausgangskontur des Reifens vergleichbar sind, bestimmt werden.
Die ermittelte Referenzkontur wird ebenfalls im Rechner 10 gespei­ chert. Die aus dem kombinierten Phasenshift-Verfahren und Gray- Code-Verfahren erhaltenen relativen Höhendaten werden von den ab­ soluten Höhendaten der Referenzkontur subtrahiert, wodurch nun absolute Höhendaten der ausschnittsweise vermessenen Profilober­ fläche resultieren. Diese absoluten Höhenwerte werden nun ebenfalls im Rechner 10 gespeichert, das Rad 1 um einen Meßab­ schnitt weitergedreht und die zuvor beschriebenen Projektionen und Berechnungen erneut durchgeführt. Dies wird so oft wiederholt, bis die Profilfläche vollständig vermessen wurde. Die Anzahl der Schritte hängt ab von der Größe des Meßfeldes.
Die ermittelten kalibrierten absoluten Höhenwerte werden nun durch die Bildverarbeitungssoftware im Rechner 10 unterschiedlichen Grauwerten zugeordnet, so daß auf dem Kontrollmonitor 11 eine Dar­ stellung der Oberfläche des Reifens 4 in unterschiedlichen Tönun­ gen möglich ist (vergl. Fig. 4), so daß der Betrachter aufgrund der unterschiedlichen Tönungen erkennt, wie weit ein Bereich ge­ genüber der Referenzkontur stärker oder geringer abgenutzt ist. Bei der in Fig. 4 gezeigten Darstellung sind in weiß die Bereiche erkennbar, die gegenüber der Referenzkontur nicht abweichen und in schwarz, die, die zwischen 3,4 und 3,8 mm stärker abgenutzt sind. Um die Darstellung weiter zu verdeutlichen, werden die Grauwerte vorzugsweise unterschiedlichen Falschfarben zugeordnet, wodurch der Kontrast erhöht wird. Die Zwischenbereiche, für die in der Darstellung hier kaum Unterschiede erkennbar sind, wurden dann in völlig anderen Farben erscheinen, so daß sie deutlich erkennbar wären. Fig. 6 bis 8 zeigen das Abriebniveau entlang den Schnittlinien 1, 2, 3 in Fig. 5, die aus den zuvor ermittelten Da­ ten berechnet wurden.
Der LCD-Streifenprojektor 2 ist unter einem Winkel von ca. 30° zur Orientierung der Kamera montiert. Der optimale Winkel für die Auf­ nahme ist abhängig von der Meßaufgabe. Je größer der Winkel ge­ wählt werden kann, desto besser ist natürlich die erreichbare Auf­ lösung. Andererseits ist bei kleinerem Winkel aufgrund geringerer Abschattung das Profil besser aufnehmbar. Die Geometrie von Pro­ jektor 2, Kamera 3, Reifen 4 muß daher abhängig von der Meßaufga­ be, dem Reifenprofil und der Reifengröße empirisch bestimmt wer­ den. Aufgrund der Krümmung des Reifens 4, die eine perspektivische Entzerrung und Koordinatentransformation der Meßdaten erfordert ist für das Meßsystem eine auf die Nabe des Rades 1 aufsetzbare Kalibriervorrichtung 15 vorgesehen, die in vertikaler Richtung verschiebbar und in Drehrichtung des Rades 1 schwenkbar ist. Zum Kalibrieren wird die Vorrichtung 15 auf die Nabe aufgesetzt und eine ebene Platte 16 in vertikaler Richtung seitlich am Rad 5 so weit nach oben gefahren, daß sie mit der Profiloberfläche ab­ schließt (obere Meßvolumenbegrenzung). Anschließend wird sie in die Mittellage und die untere Meßvolumenbegrenzung, zur Berück­ sichtigung der Reifenkrümmung entsprechend des Meßbildaus­ schnittes verfahren und zur Kalibrierung der Drehachse um die Drehachse des Rades 1 in verschiedene Winkelposi­ tionen geschwenkt. Dabei werden jeweils nach den zuvor beschriebe­ nen Verfahren Aufnahmen gemacht. Mit Hilfe der in den verschiede­ nen Stellungen gemachten Aufnahmen lassen sich die kartesischen Koordinaten der Originalmessung in Polarkoordinaten überführen. Somit wird dann eine eindeutige Zuordnung der Meßdaten zu ihrer Lage am Reifen 4 (bezogen auf den Radius und den Winkel) ermög­ licht.
Die Vorrichtung 15 zum Kalibrieren ist aus Fig. 9 ersichtlich und besteht aus den beiden in vertikaler Richtung relativ zueinander verschiebbaren Schlitten 18a, 18b. Am Schlitten 18a ist die Naben­ aufnahme 20 und am Schlitten 18b der Adapter 19 befestigt, bei­ spielsweise verschraubt. Am Adapter 19 ist ein Winkel 17 befe­ stigt, auf dem wiederum die Platte 16, die Kalibrierplatte, ange­ ordnet ist.

Claims (13)

1. Verfahren zur flächenhaften Vermessung und Erfassung des Pro­ filabriebs auf der Lauffläche eines Fahrzeugreifens, gekenn­ zeichnet durch folgende Schritte:
  • - die Profiloberfläche des Reifens wird über ihren Umfang in mehrere Meßabschnitte unterteilt,
  • - für jeden Meßabschnitt erfolgt mittels strukturierten Lichts eine topometrische Vermessung nach dem Phasen­ shift-Verfahren, wobei zur Erzeugung des Interferenzmu­ sters mindestens drei phasenverschobene Streifenprojek­ tionen aufgezeichnet werden,
  • - zusätzlich zum Phasenshift-Verfahren erfolgt eine topo­ metrische Vermessung jedes Meßabschnitts nach dem Gray- Code-Verfahren,
  • - durch Vergleich der aus dem Phasenshift-Verfahren erhal­ tenen Höhenwerte und der aus dem Gray-Code-Verfahren erhaltenen eindeutigen Höhenzuordnungen wird die Mehr­ deutigkeit der Höhenwerte eliminiert,
  • - die so erhaltenen eindeutigen Höhenwerte werden mit ei­ ner Referenzkontur verglichen und durch Subtraktion wer­ den kalibrierte absolute Höhenwerte der Profiloberfläche ermittelt,
  • - die kalibrierten absoluten Höhenwerte werden ge­ speichert, der Reifen um einen Meßabschnitt weiterge­ dreht und die einzelnen Schritte so oft wiederholt, bis der Reifen über seinen vollen Umfang vermessen wurde.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzkontur durch azimutale Mittelung der zuvor ermittel­ ten kalibrierten, absoluten Höhenwerte entlang einzelner Meßspuren (rz) analog der Gleichung: ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus­ gewählte Konturpunkte interaktiv bestimmt und anhand dieser Konturpunkte mit Hilfe geeigneter mathematischer Interpola­ tionsverfahren (beispielsweise Spline-Interpolation) die Referenzkontur ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst nur über einer Profilhälfte die Referenzkontur ermittelt und die erhaltene Referenzkonturhälfte an der Pro­ filmittelachse gespiegelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Eliminierung von Einflüssen der Schwankun­ gen der Reifengleichförmigkeit über den Umfang des Reifens jeweils der Radius des Zenits bestimmt wird, und an den dar­ aus erhältlichen Kurvenverlauf der kalibrierten absoluten Höhenwerte die ermittelte Referenzkontur angehängt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den kalibrierten absoluten Höhenwerten von einem Bildverarbei­ tungssystem entsprechende unterschiedliche Grauwerte zuge­ wiesen und auf einem Bildschirm dargestellt werden, wodurch sich ein Abbild des unterschiedlichen Profilabriebs ergibt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß den unterschiedlichen Grauwerten unterschiedliche Falschfarben zugewiesen werden, zur farblichen Darstellung des Profilab­ riebs auf dem Bildschirm.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Radiusbestimmung über ein im Zenit aufgelegtes flexibles Band erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Berechnung einer Referenzkontur die Höhenwerte mehrerer über den Reifen gelegter Bänder ermittelt werden.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch
  • - eine antreibbare Drehvorrichtung für einen Reifen,
  • - einen oberhalb des Reifens in einem Winkel zur Lotrech­ ten angeordneten programmierbaren LCD-Streifenprojektor, zur Erzeugung von Linienmustern auf der Profiloberflä­ che,
  • - eine oberhalb des Reifens gegenüber dem Streifenprojek­ tor und in einem Winkel zur Lotrechten angeordneten Ka­ mera, zur Erfassung der Linienverläufe auf der Profil­ oberfläche,
  • - einen mit dem Streifenprojektor und der Kamera verbunde­ nen Rechner zur Bildverarbeitung mit einer Einrichtung zur Erfassung, Auswertung und Darstellung der Meßdaten,
  • - einen mit dem Rechner verbundenen Monitor,
  • - einen mit dem Rechner verbundenen Drucker zur Ausgabe der Meßdaten.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucker ein Farbdrucker ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifenprojektor und die Kamera in zwei zur Drehachse des Reifens senkrechten Richtungen bewegbar und um eine zur Drehachse des Reifens parallele Achse schwenkbar angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kalibrierung des Meßsystems ein linear verschiebbarer Tisch mit einer der Größe des ausgewählten Meßabschnittes am Reifen entsprechenden planen Oberfläche auf die Drehachse des Reifens aufsetzbar, über die Höhe des Profils des Rei­ fens verschiebbar und in mehrere Winkelpositionen drehbar ist.
DE1995115949 1995-05-02 1995-05-02 Verfahren und Vorrichtung zur flächenhaften Vermessung und Erfassung des Profilabriebs eines Fahrzeugreifens Expired - Fee Related DE19515949C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1995115949 DE19515949C2 (de) 1995-05-02 1995-05-02 Verfahren und Vorrichtung zur flächenhaften Vermessung und Erfassung des Profilabriebs eines Fahrzeugreifens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1995115949 DE19515949C2 (de) 1995-05-02 1995-05-02 Verfahren und Vorrichtung zur flächenhaften Vermessung und Erfassung des Profilabriebs eines Fahrzeugreifens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19515949A1 true DE19515949A1 (de) 1996-11-14
DE19515949C2 DE19515949C2 (de) 1999-02-04

Family

ID=7760792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1995115949 Expired - Fee Related DE19515949C2 (de) 1995-05-02 1995-05-02 Verfahren und Vorrichtung zur flächenhaften Vermessung und Erfassung des Profilabriebs eines Fahrzeugreifens

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19515949C2 (de)

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19747061A1 (de) * 1997-10-24 1999-05-12 Bernward Maehner Verfahren und Einrichtung zur flächenhaften, dreidimensionalen, optischen Vermessung von Objekten
WO1999028704A1 (en) * 1997-12-02 1999-06-10 Universita' Degli Studi Di Brescia Process for the measurement of three dimensional (3d) profiles by means of structured light projection
EP0884560A3 (de) * 1997-06-10 2000-03-08 Beissbarth GmbH Reifenprüfverfahren und- Vorrichtung
EP0893670A3 (de) * 1997-07-22 2000-04-05 Beissbarth GmbH Reifenprüfvorrichtung
AU727765B2 (en) * 1997-06-10 2000-12-21 Beissbarth Gmbh A method and apparatus for testing tires
DE19925462C1 (de) * 1999-06-02 2001-02-15 Daimler Chrysler Ag Meß- und Prüfsystem sowie Meß- und Prüfverfahren für einen dreidimensionalen Körper in Zusammenhang mit dessen Fertigung
WO2003014665A1 (en) * 2001-08-01 2003-02-20 Unilever N.V. Device and method for 3d imaging
WO2008036354A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-27 Braintech Canada, Inc. System and method of determining object pose
ITRM20090220A1 (it) * 2009-05-06 2010-11-07 Fox Bit S R L Sistema a luce strutturata codificata per determinare forme tridimensionali di oggetti e relativo metodo
RU2414683C2 (ru) * 2005-07-26 2011-03-20 Эрбюс Франс Способ измерения дефекта формы панели конструкции летательного аппарата и система для применения этого способа
US8095237B2 (en) 2002-01-31 2012-01-10 Roboticvisiontech Llc Method and apparatus for single image 3D vision guided robotics
DE102010047444A1 (de) * 2010-10-04 2012-04-05 Audi Ag Verfahren zur Visualisierung von Maßabweichungen zwischen einer Ist- und Soll-Geometrie eines Bauteils
WO2013007479A1 (de) 2011-07-11 2013-01-17 Robert Bosch Gmbh Optische vorrichtung und verfahren zur reifenprüfung
DE102011117894A1 (de) * 2011-11-04 2013-05-08 OBE OHNMACHT & BAUMGäRTNER GMBH & CO. KG Vorrichtung und Verfahren zur optischen Formerfassung von bewegten Gegenständen
US8559699B2 (en) 2008-10-10 2013-10-15 Roboticvisiontech Llc Methods and apparatus to facilitate operations in image based systems
CN105890558A (zh) * 2016-04-26 2016-08-24 图友信息技术(上海)有限公司 一种高精度三维测量方法
US9459092B2 (en) 2012-05-16 2016-10-04 Robert Bosch Gmbh Method and system for the automatic optical inspection of a tread profile of at least one wheel of a vehicle
EP3868577A1 (de) * 2020-02-21 2021-08-25 MOJ.IO Inc. Computersystem mit reifenverschleissmessmechanismus und verfahren zu dessen betrieb
CN118857106A (zh) * 2024-09-24 2024-10-29 成都市特种设备检验检测研究院(成都市特种设备应急处置中心) 一种限速器轮几何参数测量方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10324505A1 (de) * 2003-05-28 2004-12-16 Continental Aktiengesellschaft Verwendung eines miniaturisierten 3-Komponenten-Kraftsensors im Zusammenhang mit Fahrzeugluftreifen, damit ausgerüsteter Reifenprüfstand und mit dem 3-Komponenten-Kraftsensor ausgestatteter Fahrzeugluftreifen

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0547364A2 (de) * 1991-12-16 1993-06-23 Bridgestone Corporation Verfahren und Vorrichtung zur Messung unregelmässigen Laufflächenverschleisses
DE3829925C2 (de) * 1988-09-02 1994-03-03 Kaltenbach & Voigt Vorrichtung zur optischen Vermessung von Zähnen in der Mundhöhle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3829925C2 (de) * 1988-09-02 1994-03-03 Kaltenbach & Voigt Vorrichtung zur optischen Vermessung von Zähnen in der Mundhöhle
EP0547364A2 (de) * 1991-12-16 1993-06-23 Bridgestone Corporation Verfahren und Vorrichtung zur Messung unregelmässigen Laufflächenverschleisses

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0884560A3 (de) * 1997-06-10 2000-03-08 Beissbarth GmbH Reifenprüfverfahren und- Vorrichtung
AU727765B2 (en) * 1997-06-10 2000-12-21 Beissbarth Gmbh A method and apparatus for testing tires
EP0893670A3 (de) * 1997-07-22 2000-04-05 Beissbarth GmbH Reifenprüfvorrichtung
DE19747061B4 (de) * 1997-10-24 2005-02-10 Mähner, Bernward Verfahren und Einrichtung zur flächenhaften, dreidimensionalen, optischen Vermessung von Objekten
DE19747061A1 (de) * 1997-10-24 1999-05-12 Bernward Maehner Verfahren und Einrichtung zur flächenhaften, dreidimensionalen, optischen Vermessung von Objekten
WO1999028704A1 (en) * 1997-12-02 1999-06-10 Universita' Degli Studi Di Brescia Process for the measurement of three dimensional (3d) profiles by means of structured light projection
DE19925462C1 (de) * 1999-06-02 2001-02-15 Daimler Chrysler Ag Meß- und Prüfsystem sowie Meß- und Prüfverfahren für einen dreidimensionalen Körper in Zusammenhang mit dessen Fertigung
WO2003014665A1 (en) * 2001-08-01 2003-02-20 Unilever N.V. Device and method for 3d imaging
US8095237B2 (en) 2002-01-31 2012-01-10 Roboticvisiontech Llc Method and apparatus for single image 3D vision guided robotics
RU2414683C2 (ru) * 2005-07-26 2011-03-20 Эрбюс Франс Способ измерения дефекта формы панели конструкции летательного аппарата и система для применения этого способа
WO2008036354A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-27 Braintech Canada, Inc. System and method of determining object pose
US8437535B2 (en) 2006-09-19 2013-05-07 Roboticvisiontech Llc System and method of determining object pose
US8559699B2 (en) 2008-10-10 2013-10-15 Roboticvisiontech Llc Methods and apparatus to facilitate operations in image based systems
ITRM20090220A1 (it) * 2009-05-06 2010-11-07 Fox Bit S R L Sistema a luce strutturata codificata per determinare forme tridimensionali di oggetti e relativo metodo
DE102010047444A1 (de) * 2010-10-04 2012-04-05 Audi Ag Verfahren zur Visualisierung von Maßabweichungen zwischen einer Ist- und Soll-Geometrie eines Bauteils
DE102010047444B4 (de) * 2010-10-04 2014-04-03 Audi Ag Verfahren zur Visualisierung von Maßabweichungen zwischen einer Ist- und Soll-Geometrie eines Bauteils
DE102012202271A1 (de) 2011-07-11 2013-01-17 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Reifenprüfung
WO2013007479A1 (de) 2011-07-11 2013-01-17 Robert Bosch Gmbh Optische vorrichtung und verfahren zur reifenprüfung
US10760898B2 (en) 2011-07-11 2020-09-01 Beissbarth Gmbh Optical device and method for inspecting tires
DE102011117894A1 (de) * 2011-11-04 2013-05-08 OBE OHNMACHT & BAUMGäRTNER GMBH & CO. KG Vorrichtung und Verfahren zur optischen Formerfassung von bewegten Gegenständen
US9459092B2 (en) 2012-05-16 2016-10-04 Robert Bosch Gmbh Method and system for the automatic optical inspection of a tread profile of at least one wheel of a vehicle
CN105890558A (zh) * 2016-04-26 2016-08-24 图友信息技术(上海)有限公司 一种高精度三维测量方法
CN105890558B (zh) * 2016-04-26 2019-01-29 图友信息技术(上海)有限公司 一种高精度三维测量方法
EP3868577A1 (de) * 2020-02-21 2021-08-25 MOJ.IO Inc. Computersystem mit reifenverschleissmessmechanismus und verfahren zu dessen betrieb
US11465453B2 (en) 2020-02-21 2022-10-11 Moj.Io, Inc. Computer system with tire wear measurement mechanism and method of operation thereof
CN118857106A (zh) * 2024-09-24 2024-10-29 成都市特种设备检验检测研究院(成都市特种设备应急处置中心) 一种限速器轮几何参数测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE19515949C2 (de) 1999-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19515949C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur flächenhaften Vermessung und Erfassung des Profilabriebs eines Fahrzeugreifens
DE69217022T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Parameter eines Reifens
DE3880299T2 (de) Verfahren zum Messen von Zahnradfehlern durch Abwälzen und Maschine dafür.
DE69724889T2 (de) Vorrichtung zur Reifenprofilmessung
EP3278302B1 (de) Bewegungsmesssystem einer maschine und verfahren zum betreiben des bewegungsmesssystems
EP2002203B1 (de) Verfahren und system zur formmessung einer spiegelnden oberfläche
EP1497613B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der räumlichen koordinaten eines gegenstandes
EP1505367A2 (de) Verfahren zur Bestimmung der Achsgeometrie und Sensor zu dessen Durchführung
DE69631574T2 (de) Verfahren zum Anzeigen der Spureinstellkonditionen von Kraftfahrzeugrädern
DE19757763A1 (de) Vorrichtung zum Bestimmen der Rad- und/oder Achsgeometrie von Kraftfahrzeugen
DE19623172C1 (de) Verfahren zur dreidimensionalen optischen Vermessung von Objektoberflächen
EP1042643A1 (de) Vorrichtung zum bestimmen der rad- und/oder achsgeometrie von kraftfahrzeugen
DE4301538A1 (de) Verfahren und Anordnung zur berührungslosen dreidimensionalen Messung, insbesondere zur Messung von Gebißmodellen
DE4204857A1 (de) Interferometer
EP1715291B1 (de) Projektor für eine Anordnung zum dreidimensionalen optischen Vermessen von Objekten
EP1284409A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung der Verformung von Prüfobjekten
EP3545259B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur untersuchung von rotationssymmetrischen prüfobjekten
DE4402414C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur dreidimensionalen Vermessung der Oberfläche von Gegenständen
DE68921271T2 (de) Radauswuchtvorrichtung mit Distanzmessvorrichtung.
DE4419584A1 (de) Verfahren zur berührungslosen, dynamischen meßtechnischen Erfassung von Winkellagen eines rotierenden Rotationskörpers
EP1581803B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erkennung von oberflächenfehlern an werkstücken oder bauteilen mit glänzenden oberflächen
DE10359104B3 (de) Verfahren zur dynamischen, dreidimensionalen Erfassung und Darstellung einer Oberfläche
DE4442980A1 (de) Verfahren zur Ermittlung der Kontur eines Reifens und Vorrichtung zur Verwendung in dem Verfahren
DE19738179C1 (de) Verfahren zur dreidimensionalen optischen Vermessung von Objektpunkten
DE102016104917B4 (de) Vorrichtung und System zum Kalibrieren einer Kamera

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee