CN110220473A

CN110220473A - 轮胎花纹沟深度测量方法、装置及设备

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Publication number: CN110220473A
Application number: CN201910484386.0A
Authority: CN
Inventors: 陈子昂; 刘强年; 金昊松
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-06-05
Filing date: 2019-06-05
Publication date: 2019-09-10

Abstract

本发明涉及一种轮胎花纹沟深度测量方法、装置及设备，涉及轮胎检测技术领域，其中，方法包括接收激光传感器发送的采集数据，采集数据是通过激光传感器水平扫描轮胎表面获得的，将采集数据进行拟合，得到拟合数据，计算采集数据与拟合数据的数据差值，若数据差值大于阈值，则将数据差值作为花纹沟的深度值。

Description

轮胎花纹沟深度测量方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及轮胎检测技术领域，具体涉及轮胎花纹沟深度测量方法、装置及设备。

背景技术

轮胎是汽车整车唯一与地面接触的地方，与地面常年接触，因此会有不同程度的磨损，从而轮胎的使用寿命逐渐降低。轮胎花纹沟深度的余量是判断轮胎使用寿命的重要依据，相关技术中，主要通过轮胎深度尺或数显轮胎深度尺进行测量，但是轮胎深度尺主要依靠人为进行测量，误差较大，并且，精度较低；而数显轮胎深度尺在测量时，需要手持数显轮胎深度尺先测量轮胎胎面的深度，在测量花纹沟的深度，在换位置测量时，人手的位置不能保持在一条水平线上，使得测量的结果不准确，误差较大。

发明内容

有鉴于此，为了至少在一定程度上解决相关技术中存在的问题，本发明提供一种轮胎花纹沟深度测量方法、装置及设备。

本发明采用如下技术方案：

第一方面，一种轮胎花纹沟深度测量方法，包括：

接收激光传感器发送的采集数据，所述采集数据是通过所述激光传感器水平扫描轮胎表面获得的；

将所述采集数据进行拟合，得到拟合数据；

计算所述采集数据与拟合数据的数据差值；

若所述数据差值大于阈值，则将所述数据差值作为花纹沟的深度值。

可选的，所述将所述采集数据进行拟合之前，还包括：

对所述采集数据进行去噪处理，去除所述采集数据中的干扰数据，以对去除干扰数据后的采集数据进行拟合。

可选的，所述计算所述采集数据与拟合数据的数据差值，包括：

根据所述采集数据及所述激光传感器的扫描时间绘制第一曲线；

根据所述拟合数据及所述扫描时间绘制第二曲线；

计算相同扫描时间处的所述第一曲线与所述第二曲线中的数据差值。

可选的，所述若所述数据差值大于阈值，则将所述数据差值作为花纹沟的深度值，包括：

若相同扫描时间处的所述第一曲线与所述第二曲线中的数据差值大于阈值，则确定此扫描时间对应的扫描位置为轮胎花纹沟位置，并将所述数据差值作为此轮胎花纹沟位置花纹沟的深度值。

可选的，还包括：

计算每个花纹沟位置处，所述数据差值持续大于阈值的扫描时间；

根据计算得到的扫描时间及所述激光传感器的扫描速度计算各花纹沟的宽度。

可选的，还包括：

对所述第一曲线取二阶导数；

获取在所述第一曲线中二阶导数为零的位置；

根据所述二阶导数为零的位置确定轮胎花纹沟的数量及花纹沟在所述第一曲线上的位置。

可选的，还包括：

计算所述轮胎花纹沟位置处所述采集数据与所述拟合数据差值的平均值；

将所述平均值作为所述数据差值。

可选的，所述将所述采集数据进行拟合，包括：

采用多项式拟合的方式对所述采集数据进行拟合。

第二方面，提供一种轮胎花纹沟深度测量装置，包括：直线运动模组，激光传感器，接收模块、数据拟合模块和计算模块；所述激光传感器设置在所述直线运动模组上；

所述直线运动模组，用于带动所述激光传感器水平直线运动；

所述接收模块，用于接收激光传感器发送的采集数据；

所述数据拟合模块，用于将所述采集数据进行拟合，得到拟合数据；

所述计算模块，用于计算所述采集数据与拟合数据的数据差值，并在所述数据差值大于阈值时，将所述数据差值作为花纹沟的深度值。

第三方面，一种轮胎花纹沟深度测量设备，包括：

处理器，以及与所述处理器相连接的存储器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于调用并执行所述存储器中的所述计算机程序，以执行如第一方面所述的轮胎花纹沟深度测量方法。

第四方面，一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面所述轮胎花纹沟深度测量方法。

本发明采用以上技术方案，通过接收激光传感器发送的扫描轮胎表面获得的采集数据，并将采集数据进行拟合，得到拟合数据，进而计算采集数据与拟合数据的数据差值；在数据差值大于阈值时，将数据差值作为花纹沟的深度值，从而得到花纹沟深度，如此，不必人为去操作深度尺等，仅通过激光传感器水平扫描轮胎即可获取相关数据，降低了由人为测量带来的误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的轮胎花纹沟深度测量方法的流程示意图；

图2是本发明实施例二提供的轮胎花纹沟深度测量方法的流程示意图；

图3是本发明实施例二提供的轮胎花纹沟深度测量方法的采集数据的曲线示意图；

图4是本发明实施例二提供的轮胎花纹沟深度测量方法的第一曲线和第二曲线的示意图；

图5是本发明实施例三提供的轮胎花纹沟深度测量装置的结构示意图；

图6是本发明实施例四提供的轮胎花纹沟深度测量设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

轮胎花纹深度与司机的行车安全息息相关。我国国家标准规定轿车用的子午线轮胎花纹磨损极限为1.6mm，货车、客车用的子午线轮胎花纹磨损极限为2.0mm。轮胎花纹深度按以下标准检查：良好：大于3.5mm；建议下次更换：2.5～3.5mm；需要更换：小于2.5mm；更换极限值：1.6mm；如果轮胎老化、龟裂严重，也应该提前更换。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的轮胎花纹沟深度测量方法的流程示意图。如图1所示，本实施例提供一种轮胎花纹沟深度测量方法，包括：

步骤101、接收激光传感器发送的采集数据，采集数据是通过激光传感器水平扫描轮胎表面获得的；

一些实施例中，使激光传感器水平扫描轮胎表面的方式有多种，例如，可以将激光传感器设置在直线运动模组上。

步骤102、将采集数据进行拟合，得到拟合数据；

一些实施例中，拟合数据可以采用多项式拟合的方式得到。

步骤103、计算采集数据与拟合数据的数据差值；

步骤104、若数据差值大于阈值，则将数据差值作为花纹沟的深度值。

本实施例中，通过接收激光传感器发送的扫描轮胎表面获得的采集数据，并将采集数据进行拟合，得到拟合数据，进而计算采集数据与拟合数据的数据差值；在数据差值大于阈值时，将数据差值作为花纹沟的深度值，从而得到花纹沟深度，如此，不必人为去操作深度尺等，仅通过激光传感器水平扫描轮胎即可获取相关数据，降低了由人为测量带来的误差。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的轮胎花纹沟深度测量方法的流程示意图。如图2所示，本实施例提供二种轮胎花纹沟深度测量方法，包括：

步骤201、接收激光传感器发送的采集数据，采集数据是通过激光传感器水平扫描轮胎表面获得的；

其中，使激光传感器水平扫描轮胎表面的方式有多种，例如，可以将激光传感器设置在直线运动模组上。由于车辆在行驶过程中，轮胎为旋转前进，因此轮胎表面的花纹磨损程度几乎一致，因此，在测量时，可以选择任意位置进行测量，为了更准确，可以多次测量轮胎表面不同位置取均值。

另外，激光传感器工作时，先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲，经目标反射后激光向各方向散射，部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上，雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号，并将其转化为相应的电信号。常见的是激光传感器，它通过记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。

通常，激光传感器返回的电信号为0至5伏的电压值，参照图3，为激光传感器测量的到轮胎表面的电压值的曲线。在本步骤中，激光传感器可以根据接收信号的时间及激光的速度，也可以根据返回的电信号及激光传感器的参数，计算出被测物体(轮胎表面)到激光传感器的距离。以下，以根据返回的电信号及激光传感器的参数计算为例，进行说明。

步骤202、对采集数据进行去噪处理，去除采集数据中的干扰数据，以对去除干扰数据后的采集数据进行拟合。

在具体实施时，对采集数据进行去噪处理的方式有多种，具体可以参照相关技术中的内容，此处不再赘述。本实施例中，激光传感器接收的返回的电信号中，4伏以下的为有效数据，将电压值为4伏以上的干扰数据删减，从而使得到有效数据进行进一步的操作。参照图4，图4为对干扰数据去噪后的采集数据的曲线。

步骤203、采用多项式拟合的方式对采集数据进行拟合，得到拟合数据；

其中，拟合的方式有多种，本步骤中，采用多项式拟合的方式对采集数据进行拟合。可以采用MATLAB软件或python，来对数据进行拟合。在MATLAB中有polyfit(x,y,n)来计算多项式系数，其中，x、y代表采样点数据集，n代表拟合阶次，则有P(x)＝p₁xⁿ+p₂x^n-1+...+p_nx¹+p_n+1。

步骤204、根据采集数据及激光传感器的扫描时间绘制第一曲线；

参照图4，基于上述描述，本实施例依据返回的电信号及激光传感器的参数，计算轮胎表面到激光传感器的距离，因此，在绘制的第一曲线的坐标系中，横轴为扫描时间，纵轴为电压值。当然，在本实施例中坐标系的选择可以根据用户的使用习惯。以横轴为扫描时间为例，从图4中可以看出，第一曲线具有凸起，其表明了激光传感器在扫描到此位置时，电压值发生了改变，也就意味着此处与轮胎表面的深度不同。

需要说明的是，在步骤203中，同样的对采集数据的拟合也为对电压值的拟合。

步骤205、根据拟合数据及扫描时间绘制第二曲线；

参照图3，根据拟合数据与扫描时间绘制出的第二曲线，为一条光滑的曲线，表明了轮胎表面在无沟时，激光传感器反馈的电压值。

步骤206、计算相同扫描时间处的第一曲线与第二曲线中的数据差值；

由于第二曲线表征了轮胎表面无沟时的电压值，因此将第一曲线与第二曲线的相同扫描时间处的电压值进行相减，得到的数据差值，便是此处距轮胎表面的电压差值。进而根据参数可以计算出其实际距离。

步骤207、若相同扫描时间处的第一曲线与第二曲线中的数据差值大于阈值，则确定此扫描时间对应的扫描位置为轮胎花纹沟位置，并将数据差值作为此轮胎花纹沟位置花纹沟的深度值；

由于在轮胎表面上不仅会有较深的花纹沟，还会有一些细小的花纹沟。通常较深的花纹沟有三道或四道，主要用于排水。而激光传感器在测量是也会测量到细小的花纹沟，本实施例中，将步骤206中计算的差值与阈值进行比较，若大于阈值，则表示花纹沟较深，确定其为花纹沟的位置，而若差值小于阈值，则表示其处在较小的花纹处，因此，不认为此处为花纹沟的位置。

其中，确定花纹沟位置的方式还可以为：

对第一曲线取二阶导数；

获取在第一曲线中二阶导数为零的位置；

根据二阶导数为零的位置确定轮胎花纹沟的数量及花纹沟在第一曲线上的位置。

由于在第一曲线中，具有多个凸起，以三道花纹沟为例，在对第一曲线取二阶导数时，会产生六个二阶导数为零的位置。

确定花纹沟位置后，便可以根据差值计算出此处花纹沟的深度值。

步骤208、计算每个花纹沟位置处，数据差值持续大于阈值的扫描时间；

步骤209、根据计算得到的扫描时间及激光传感器的扫描速度计算各花纹沟的宽度。

根据步骤208和步骤209可以确定出轮胎花纹沟的宽度，通过先计算数据差值持续大于阈值在曲线中激光传感器的扫描时间，也就是激光传感器扫描花纹沟的时间。进而通过扫描花纹沟的时间以及扫描的速度计算出花纹沟的宽度。

为了更加精确的计算花纹沟的深度，本实施例中，还提供了通过计算轮胎花纹沟位置处采集数据与拟合数据差值的平均值，并将平均值作为数据差值的方式，最终确认花纹沟的深度，如此，可以使得测量结果更加准确。其中，此处的采集数据与拟合数据为在步骤208中，数据差值持续大于阈值的扫描时间段内的采集数据与拟合数据。

实施例三

图4是本发明实施例三提供的轮胎花纹沟深度测量装置的结构示意图。如图4所示，本实施例提供一种轮胎花纹沟深度测量装置，包括：

直线运动模组，激光传感器，接收模块、数据拟合模块和计算模块；激光传感器设置在直线运动模组上；

直线运动模组，用于带动激光传感器水平直线运动；

接收模块，用于接收激光传感器发送的采集数据；

数据拟合模块，用于将采集数据进行拟合，得到拟合数据；

计算模块，用于计算采集数据与拟合数据的数据差值。

其中，直线运动模组可以为丝杠，其运动的速度可以通过相关参数进行设置。

本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例一和实施例二中的轮胎花纹沟深度测量方法实施例中的相关说明，此处不再赘述。

实施例四

图5是本发明实施例四提供的轮胎花纹沟深度测量设备的结构示意图。如图5所示，本实施例提供一种轮胎花纹沟深度测量设备，包括：

处理器，以及与处理器相连接的存储器；

存储器用于存储计算机程序；

处理器用于调用并执行存储器中的计算机程序，以执行如实施例一或二中的轮胎花纹沟深度测量方法。

实施例五

本实施例提供一种存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如实施例一或实施例二中轮胎花纹沟深度测量方法。

本实施例的具体实现方案可以参见前述实施例一和实施例二记载的轮胎花纹沟深度测量方法实施例中的相关说明，此处不再赘述。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种轮胎花纹沟深度测量方法，其特征在于，包括：

将所述采集数据进行拟合，得到拟合数据；

计算所述采集数据与拟合数据的数据差值；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述采集数据进行拟合之前，还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述采集数据与拟合数据的数据差值，包括：

根据所述拟合数据及所述扫描时间绘制第二曲线；

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述若所述数据差值大于阈值，则将所述数据差值作为花纹沟的深度值，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述第一曲线取二阶导数；

获取在所述第一曲线中二阶导数为零的位置；

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述平均值作为所述数据差值。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述采集数据进行拟合，包括：

采用多项式拟合的方式对所述采集数据进行拟合。

9.一种轮胎花纹沟深度测量装置，其特征在于，包括：直线运动模组，激光传感器，接收模块、数据拟合模块和计算模块；所述激光传感器设置在所述直线运动模组上；

所述接收模块，用于接收激光传感器发送的采集数据；

10.一种轮胎花纹沟深度测量设备，其特征在于，包括：

处理器，以及与所述处理器相连接的存储器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于调用并执行所述存储器中的所述计算机程序，以执行如权利要求1-8任一项所述的方法。