RU2018101232A - Способ и устройство для анализа поверхности шины - Google Patents

Claims (38)

1. Способ анализа поверхности шины, включающий

а) обеспечение шины (200), имеющей поверхность, подлежащую анализу, причем указанная поверхность имеет рисунок, включающий в себя схему, которая повторяется в множестве мест по существу одинаковым образом;

b) получение одного или более цифровых изображений участка поверхности, при этом указанный участок поверхности выбирают так, чтобы указанный рисунок на участке поверхности содержал указанную схему, повторяющуюся множество раз;

с) идентификацию множества первых зон (304) указанных одного или более цифровых изображений, причем каждая первая зона соответствует соответствующей подчасти схемы, при этом каждая первая зона содержит множество пикселей, характеризующихся соответствующими относительными координатами в первой зоне;

d) идентификацию соответствующего множества зон (305, 306) указанных одного или более цифровых изображений, гомологичных каждой первой зоне, причем каждая гомологичная зона содержит множество пикселей, характеризующихся соответствующими относительными координатами в гомологичной зоне, при этом соответствующая подчасть схемы в каждой гомологичной зоне по существу идентична указанной соответствующей подчасти схемы каждой первой зоны;

е) для каждой первой зоны расчет модели (308) соответствующей подчасти схемы, причем модель подчасти схемы представляет собой цифровое изображение, в котором каждому пикселю соответствует среднее значение из значений, поставленных в соответствие пикселям каждой первой зоны и соответствующих гомологичных зон, имеющим одинаковые относительные координаты каждого пикселя, в результате чего получают множество расчетных моделей подчастей схемы;

f) получение модели указанного рисунка на участке поверхности посредством объединения расчетных моделей подчастей схемы.

2. Способ по п.1, при котором множество первых зон образует соединенную часть указанных одного или более цифровых изображений, содержащую, по меньшей мере, указанную схему.

3. Способ по п.1 или 2, при котором указанные первые зоны частично перекрываются друг с другом в аксиальном направлении и/или в направлении вдоль окружности шины.

4. Способ по любому из пп.1-3, при котором идентификация соответствующего множества гомологичных зон включает вычисление функции корреляции между соответствующей первой зоной и, по меньшей мере, одним участком оставшейся части указанных одного или более цифровых изображений.

5. Способ по п.4, при котором идентификация соответствующего множества гомологичных зон включает идентификацию одного, по меньшей мере, локального экстремума функции корреляции.

6. Способ по любому из пп.1-5, при котором указанный участок поверхности выбирают так, чтобы на указанных одном или более цифровых изображениях схема повторялась по существу одинаковым образом, по меньшей мере, восемь раз в множестве мест, распределенных вдоль направления по окружности шины, и соответствующее множество гомологичных зон распределено вдоль направления по окружности, при этом схема повторяется по существу одинаковым образом вдоль направления периодичности с по существу постоянным периодом, причем перед идентификацией соответствующего множества гомологичных зон предусмотрено получение значения, характеризующего указанный период, посредством поиска максимума функции корреляции между одним участком указанных одного или более цифровых изображений и множеством дополнительных участков указанных одного или более цифровых изображений, имеющих размер, равный размеру указанного участка одного или более цифровых изображений, и распределенных вдоль направления периодичности.

7. Способ по п.6, при котором идентификация соответствующего множества гомологичных зон включает идентификацию соответствующей первой гомологичной зоны посредством вычисления функции корреляции между каждой первой зоной и множеством зон, имеющих размер, равный каждой первой зоне, и расположенных вокруг точки одного или более цифровых изображений, расположенной вдоль направления периодичности на расстоянии от каждой первой зоны, равном целому кратному указанного периода.

8. Способ по любому из пп.1-7, при котором идентификация соответствующего множества гомологичных зон включает идентификацию последовательности соответствующих гомологичных зон последовательно, при этом каждую соответствующую гомологичную зону из последовательности идентифицируют, используя соответствующую предшествующую гомологичную зону в последовательности.

9. Способ по любому из пп.1-8, при котором при расчете модели соответствующей подчасти схемы среднее значение содержит среднее арифметическое и/или геометрическое и/или квадратичное и/или моду и/или их комбинации или состоит из среднего арифметического и/или геометрического и/или квадратичного и/или моды и/или их комбинаций для указанных значений.

10. Способ по любому из пп.1-8, при котором при расчете модели соответствующей подчасти схемы среднее значение содержит медианное значение или состоит из медианного значения из указанных значений.

11. Способ по любому из пп.1-10, при котором получение одного или более цифровых изображений включает освещение участка поверхности рассеянным светом и получение первого изображения, в котором каждому пикселю соответствует значение светлоты, характеризующее отражательную способность и/или рассеивающую способность и/или цвет точки поверхности, соответствующей каждому пикселю; освещение участка поверхности светом, падающим под скользящим углом и поступающим соответственно с противоположных направлений, и соответствующее получение второго и третьего изображений, в которых каждому пикселю соответствует значение светлоты, характеризующее отражательную способность и/или рассеивающую способность и/или цвет точки поверхности, соответствующей каждому пикселю; вычисление разностного изображения, в котором каждому пикселю соответствует значение, характеризующее разность соответствующих значений светлоты указанных второго и третьего изображений.

12. Способ по п.11, при котором операцию получения значения, характеризующего указанный период, и/или идентификации множества первых зон и соответствующего множества гомологичных зон выполняют, по меньшей мере, на разностном изображении посредством обработки разностного изображения.

13. Способ по п.11 или 12, при котором указанные операции получения значения, характеризующего период, и/или идентификации множества первых зон и соответствующего множества гомологичных зон выполняют на первом изображении.

14. Способ по любому из пп.11-13, при котором идентификация каждой из первых зон и соответствующего множества гомологичных зон включает идентификацию - посредством обработки разностного изображения - соответствующего положения каждой первой зоны и соответствующих гомологичных зон на разностном изображении и последующую идентификацию - на первом изображении - соответствующей первой зоны и соответственного соответствующего множества гомологичных зон, имеющих соответствующие положения.

15. Способ по любому из пп.11-14, при котором операцию расчета модели соответствующей подчасти схемы выполняют на первом изображении.

16. Способ по любому из пп.1-15, при котором для каждого пикселя, по меньшей мере, одного изображения из указанных одного или более цифровых изображений предусмотрено вычисление градиента значений, поставленных в соответствие пикселям, вдоль двух координат изображения, при этом градиент представляет собой вектор с двумя составляющими, характеризующими изменение значений соответственно вдоль двух координат, причем каждому пикселю соответствуют значение модуля градиента и значение ориентации градиента.

17. Способ по п.16, при котором одну или более из операций идентификации множества первых зон, идентификации соответствующего множества гомологичных зон, расчета модели соответствующей подчасти схемы и расчета модели рисунка выполняют на основе значений модулей градиентов и/или значений ориентации градиентов.

18. Способ по п.16, при котором для каждого пикселя модели рисунка, рассчитанной на основе первого изображения, предусмотрено вычисление значения модуля градиента и значения ориентации градиента для значений светлоты.

19. Способ по любому из пп.1-18, при котором модель рисунка получают заменой - на, по меньшей мере, одном изображении из одного или более изображений, предпочтительно на первом изображении - каждой первой зоны и соответствующих гомологичных зон моделью соответствующей подчасти схемы.

20. Способ по любому из пп.1-19, включающий сравнение указанных одного или более цифровых изображений, предпочтительно первого изображения, с моделью рисунка и обнаружение возможных дефектов на указанных одном или более цифровых изображениях на основе такого сравнения.

21. Способ по любому из пп.1-20, включающий расчет расширенной модели рисунка посредством операции расширения, выполняемой на модели рисунка, полученной и базирующейся на значениях модулей градиентов для модели рисунка в значениях светлоты.

22. Способ по п.21, при котором расширение включает присвоение каждому пикселю расширенной модели рисунка максимального значения модуля градиента, вычисленного в заданной зоне вокруг соответствующего пикселя в модели рисунка.

23. Способ по п.21 или 22, при котором модель рисунка подвергают обработке до или после расширения на основе значения модуля градиента так, чтобы получить бинарную модель рисунка, предпочтительно расширенную, в которой каждому пикселю поставлен в соответствие первый индекс, предпочтительно двоичное значение которого характеризует то, принадлежит ли пиксель рисунку или нет.

24. Способ по любому из пп.1-23, при котором указанный участок поверхности представляет собой проходящий вдоль окружности участок внутренней поверхности, соответствующий углу в центре, который больше или равен 60°, и имеющий ширину в плоскости, проходящей через указанную ось, которая больше или равна 50 мм и/или меньше или равна 200 мм, причем способ повторяют посредством изменения каждый раз проходящего вдоль окружности участка внутренней поверхности так, чтобы совокупность участков поверхности образовывала, по меньшей мере, одну полную половинную часть внутренней поверхности шины, которая проходит от экваториальной плоскости до борта шины.

25. Устройство (1) для анализа шин на линии по производству шин, содержащее

опору (102) для шины (200), выполненную с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной ней;

по меньшей мере, один источник (104), выполненный с возможностью испускания, по меньшей мере, одного светового излучения для освещения участка (221) поверхности шины, когда она установлена на опоре, и расположенную на расстоянии от источника систему (105) обнаружения, выполненную с возможностью определения интенсивности оптического светового излучения, отраженного и/или рассеянного указанным участком поверхности; и

блок (140) обработки данных, выполненный с возможностью осуществления способа по любому из пп.1-24.

26. Устройство по п.25, в котором система обнаружения содержит линейную камеру, имеющую линию (106) объектива, лежащую в оптической плоскости (107), проходящей через линейную камеру, при этом указанный, по меньшей мере, один источник содержит первый источник (108) света, второй источник (109) света и третий источник (110) света, выполненные с возможностью испускания соответственно первого, второго и третьего световых излучений для освещения линейного участка (221) поверхности, совпадающего с линией объектива или находящегося вблизи нее, причем первый источник света и второй источник света расположены соответственно с противоположных сторон относительно оптической плоскости, при этом каждый из первого и второго источников света выполнен с возможностью освещения линии объектива соответствующим светом, падающим под скользящим углом, и третий источник света выполнен с возможностью освещения линии объектива рассеянным светом, причем устройство содержит блок привода и управления, выполненный с возможностью

включения первого источника света, второго источника света и третьего источника света в чередующейся последовательности; и

приведения в действие линейной камеры для получения соответственно первого, второго и третьего изображений синхронно с включением соответственно первого источника света, второго источника света и третьего источника света.

27. Устройство по п.25 или 26, в котором система обнаружения содержит зеркало (150), имеющее отражающую поверхность, расположенную рядом с третьим источником света перпендикулярно оптической плоскости и пересекающую последнюю так, чтобы отражать линию объектива в оптической плоскости под углом, который больше или равен 30° или меньше или равен 135°.