(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向の両端が、一面側から他面側に向けて長さ方向に沿って同一方向に傾斜した切断面となるように切断されたトレッドにおける外形形状を長さ方向に沿って取得した形状波形に基づいて、前記トレッドの長さを測定するトレッド長さ測定方法であって、
前記トレッドの一面側の一端側の端部を一端側トレッド端部とし、前記一面側における他端側の端部を他端側トレッド端部とし、前記各トレッド端部の形状波形を有する画像フレームを所定の大きさの領域に均等に分割し、当該分割された各領域の前記画像フレームにおける位置を設定するステップと、
前記領域のうち、形状波形を含む波形保有領域に対して、予め作成した参照パターンをマッチングさせて当該波形保有領域に特徴量を付与するステップと、
前記画像フレームとは別に、予め記憶した画像フレームの中央に前記各トレッド端部が位置するときの形状波形に特徴量を付与したマスター画像を用いて、前記特徴量が付与された波形保有領域に対して画像認識を行うステップと、
前記画像認識により信頼度が最も高いときのマスター画像の特徴量の組合せに基づいて各トレッド端部の位置に相当する画像端部を設定するステップと、
前記画像フレームの含む形状波形の最大高さを検出するステップと、
前記画像フレームの含む形状波形における前記切断面に相当する位置から水平方向の画素位置において、互いに所定距離離間するように設定した画素位置に対応する形状波形の高さを最大高さから減じて高さの差を算出し、前記切断面の傾斜角度の正接で高さの差を除することにより各トレッド端部の予測位置を算出するステップと、
前記各トレッド端部の予測位置の中央値を演算して、当該中央値となる予測位置を各トレッド端部に相当する演算端部として設定するステップと、
各トレッド端部における前記演算端部の位置と前記画像端部の位置との差が閾値以上のときには、画像端部を前記画像フレームにおけるトレッド端部の位置に設定し、前記差が閾値よりも小さいときには演算端部を前記画像フレームにおけるトレッド端部の位置に設定するステップと、
前記演算端部又は前記画像端部から設定された各トレッド端部の長さ方向の位置に基づいてトレッドの長さを算出するステップとを含むことを特徴とするトレッド長さ測定方法。
【請求項２】
前記特徴量は、０°，４５°，９０°，１３５°のいずれかの方向を示す請求項１記載のトレッド長さ測定方法。
【請求項３】
前記形状波形は、２次式で近似された近似波形である請求項１又は請求項２記載のトレッド長さ測定方法。
【請求項４】
長さ方向の両端が、一面側から他面側に向けて長さ方向に沿って同一方向に傾斜した切断面となるように所定長さに切断されたトレッドにおける外形形状を長さ方向に沿って取得した形状波形に基づいて、トレッド長さを測定するトレッド長さ測定装置であって、
前記トレッドの一面側の一端側の端部を一端側トレッド端部とし、前記一面側における他端側の端部を他端側トレッド端部とし、前記各トレッド端部の形状波形を有する画像フレームを所定の大きさの領域に均等に分割し、当該分割された各領域の前記画像フレームに対する位置を設定する分割領域位置設定手段と、
前記領域のうち、形状波形を含む波形保有領域に対して、予め作成した参照パターンをマッチングさせて当該波形保有領域に含まれる形状波形の延長する方向を特徴量として付与する特徴量設定手段と、
トレッド端部が画像フレームの中央に位置するときの形状波形に特徴量を付与し、予め記憶したマスター画像を用いて前記波形保有領域の各位置に対して画像認識を行いトレッド端部に相当する位置を検出して画像端部に設定する端部位置設定手段と、
前記形状波形の最大高さを検出し、前記形状波形における前記切断面に相当する位置から水平方向の画素位置において、互いに所定距離離間するように設定した画素位置に対応する形状波形の高さで前記最大高さを減じて高さの差を算出し、前記切断面の傾斜角度の正接で前記高さの差を除することにより各トレッド端部の予測位置を算出し、前記各トレッド端部の予測位置の中央値を演算して、当該中央値となる予測位置を各トレッド端部に相当する演算端部に設定する演算処理端部検出手段と、
各トレッド端部における前記演算端部の位置と前記画像端部の位置との差が閾値以上のときには、画像端部を前記画像フレームにおけるトレッド端部の位置に設定し、前記差が閾値よりも小さいときには演算端部を前記画像フレームにおけるトレッド端部の位置に設定する端部位置判定手段と、
前記演算端部又は前記画像端部から設定された各トレッド端部の長さ方向の位置に基づいてトレッドの長さを算出するトレッド長さ算出手段と、を備えることを特徴とするトレッド長さ測定装置。
【請求項５】
前記特徴量は０°，４５°，９０°，１３５°のいずれかの方向を示す請求項４記載のトレッド長さ測定装置。
【請求項６】
前記形状波形を２次式の近似波形に変換する形状波形変換手段を備える請求項４又は請求項５記載のトレッド長さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレッド長さ測定方法及びトレッド長さ測定装置に関し、特に、長さ方向の両端が傾斜して所定長さに切断されたトレッドの長さを正確に測定可能なトレッド長さ測定方法及びトレッド長さ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤは、カーカス、ベルト、ビード、トレッド等の各部材を成形ドラム上に順次巻付け、積層することで未加硫タイヤを成形し、後工程の加硫成型工程によって金型を用いて加硫成型することで製造される。未加硫タイヤにおけるトレッドは、加硫成形工程において、金型に直接接してトレッドパターンが成型されるため、成形ドラム上に巻き付けられたときに均一な厚さで巻き付けられるように、長さ方向の両端が同一方向に傾斜した傾斜端面となるように切断される。そして、トレッドを成形ドラムに巻き付けたときに、傾斜端面同士が互いに重なることでトレッドの厚さの変化が最小となるようにしている。傾斜端面は、巻付けにおいて、端部同士の重なりの密着性を確保するため、重なりに所定の長さが得られるように鋭角な角度で切断される。しかし、加硫前のトレッドは、非常に柔らかいため、鋭角な角度で切断するときに切断する刃物とトレッドとの摩擦によって長さ方向に引張られるため、切断後のトレッド長さに誤差が生じやすい。そこで、トレッドについては、成形ドラムに巻き付ける前に、トレッド長さが所定の長さを満たすものであるかどうか確認のためトレッド長さの測定が行われる。
トレッド長さの測定は、長さ方向の端部が傾斜端面となっているため、一端側の傾斜端面先端から他端側の傾斜端面先端までの長さではなく、一端側の傾斜端面先端から他端側の傾斜端面を含まない端部までの長さを測定するようにしている。
具体的には、所定長さに切断されたトレッドを搬送するコンベア上において、搬送されるトレッド表面に、トレッドの長さ方向と平行にスリット光を照射し、トレッド表面を長さ方向に沿って連続的に撮像することで、トレッド表面の外形形状を画像フレームに取得する。そして、外形形状を取得した画像フレームのうち、トレッドの一端を含む画像フレームと他端を含む画像フレームとを選択し、画像処理装置で画像処理することでそれぞれの画像フレームにおける端部の位置を特定し、各画像フレームにおける端部の位置と、画像フレーム同士の関係からトレッド長さを測定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３２３８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、切断されたトレッドは、端部となる切出し部分においてトレッドの柔らかさから角が丸まったり、切断面である傾斜端面が一様な勾配の斜面とならずに斜面の途中で傾斜が変わったりしてしまい、画像フレームから端部を検出するときに、正確な端部の位置を特定することが難しく、実際には正しい端部の位置から前後した位置を端部として検出したり、傾斜端面の途中において傾斜角が変化する位置を端部として誤検出したりしてトレッド長さを正確に測定することができない場合がある。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するため、トレッド長さを測定する場合において、トレッド表面を長さ方向に撮像することにより取得されたトレッド表面の外形形状を含む画像フレームのうち、端部を含む画像フレームから画像処理により端部を検出するときに、端部を誤検出することなく正確に検出して、トレッド長さを正確に測定することを可能にするトレッド長さ測定方法及びトレッド長さ測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためのトレッド長さ測定方法に係る態様として、長さ方向の両端が、一面側から他面側に向けて長さ方向に沿って同一方向に傾斜した切断面となるように切断されたトレッドにおける外形形状を長さ方向に沿って取得した形状波形に基づいて、トレッドの長さを測定するトレッド長さ測定方法であって、トレッドの一面側の一端側の端部を一端側トレッド端部とし、一面側における他端側の端部を他端側トレッド端部とし、各トレッド端部の形状波形を有する画像フレームを所定の大きさの領域に均等に分割し、当該分割された各領域の画像フレームにおける位置を設定するステップと、領域のうち、形状波形を含む波形保有領域に対して、予め作成した参照パターンをマッチングさせて当該波形保有領域に特徴量を付与するステップと、画像フレームとは別に、予め記憶した画像フレームの中央に各トレッド端部が位置するときの形状波形に特徴量を付与したマスター画像を用いて、特徴量が付与された波形保有領域に対して画像認識を行うステップと、画像認識により信頼度が最も高いときのマスター画像の特徴量の組合せに基づいて各トレッド端部の位置に相当する画像端部を設定するステップと、画像フレームの含む形状波形の最大高さを検出するステップと、画像フレームの含む形状波形における切断面に相当する位置から水平方向の画素位置において、互いに所定距離離間するように設定した画素位置に対応する形状波形の高さを最大高さから減じて高さの差を算出し、切断面の傾斜角度の正接で高さの差を除することにより各トレッド端部の予測位置を算出するステップと、各トレッド端部の予測位置の中央値を演算して、当該中央値となる予測位置を各トレッド端部に相当する演算端部として設定するステップと、各トレッド端部における演算端部の位置と画像端部の位置との差が閾値以上のときには、画像端部を画像フレームにおけるトレッド端部の位置に設定し、差が閾値よりも小さいときには演算端部を画像フレームにおけるトレッド端部の位置に設定するステップと、演算端部又は画像端部から設定された各トレッド端部の長さ方向の位置に基づいてトレッドの長さを算出するステップとを含む態様とした。
本態様によれば、特徴量によって正規化された波形保有領域に対して、マスター画像の特徴量で画像認識することにより、取得した形状波形を有する画像フレームにおいて、部分的に異なる特徴量が含まれる組合せであっても、トレッド端部を示す特徴量の組合せが一致すれば、当該特徴量の組合せの位置から正確にトレッド端部に相当する画像端部を検出することができる。即ち、トレッド端部に相当する画像端部を正確に検出することで、後段の工程においてトレッド長さを算出するときに、正確なトレッド長さを算出することができる。
また、形状波形の最大高さを検出するステップと、形状波形における傾斜端面に相当する位置から水平方向の画素位置において、互いに所定距離離間するように設定した画素位置に対応する形状波形の高さを最大高さから減じて高さの差を算出し、トレッドを傾斜して切断した角度の正接で高さの差を除することによりトレッド端部の予測位置を算出するステップと、予測位置の中央値を演算して、当該中央値となる予測位置をトレッド端部に相当する演算端部に設定するステップとを含むので、傾斜端面上の複数位置から算出した複数のトレッド端部の予測位置から、その中央値を演算してトレッド端部に相当する演算端部に設定することにより、統計的に正確なトレッド端部に相当する位置を予測できる。
また、演算端部の位置と画像端部の位置との差が閾値以上のときには、画像端部を画像フレームにおけるトレッド端部の位置に設定し、差が閾値よりも小さいときには演算端部を画像フレームにおけるトレッド端部の位置に設定するので、画像認識による画像端部の位置の誤検出を防止することができる。即ち、演算端部の位置は、傾斜端面の位置からトレッド端部の位置を逆算したものであるので、的外れな位置となることがない。一方で、画像認識により設定された画像端部は、画像認識において誤検出する可能性が少なからず内在してしまうので、これを避けるため、演算端部の位置と画像端部の位置との差を閾値と比較することで、画像認識によるトレッド端部の誤検出を防止している。
また、演算端部又は画像端部から選択的に設定された長さ方向の前端側及び後端側のトレッド端部の位置に基づいてトレッド長さを算出するステップとを含むので、画像フレームにおいて正確に設定された前端側及び後端側のトレッド端部の位置に基づいてトレッドの長さを算出することにより、正確にトレッド長さを算出することができる。
また、トレッド長さ測定方法の他の態様として、特徴量は、０°，４５°，９０°，１３５°のいずれかの方向を示す４種類からなる態様とした。
本態様によれば、特徴量がを０°，４５°，９０°，１３５°のいずれかの方向を示す４種類に設定することにより、画像フレームにおける波形保有領域の組合せを簡単な方向によって示すことができるので、マスター画像の特徴量により画像認識するときにマッチングし易く、かつ、トレッド端部のようにトレッド表面の傾斜角度が変化するときの特徴量の組合せを明確に特徴付けることができる。
また、トレッド測定方法の他の態様として、形状波形は、２次式で近似された近似波形である態様とした。
本態様によれば、形状波形を２次式の近似波形に変換することにより、形状波形に含まれるトレッド表面の微細な凹凸を滑らかにし、トレッド表面においてトレッド端部のように傾斜角度が変化する部分が強調されるので、形状波形の特徴を明確にすることができる。
また、上記課題を解決するためのトレッド測定装置の構成として、長さ方向の両端が、面側から他面側に向けて長さ方向に沿って同一方向に傾斜した切断面となるように所定長さに切断されたトレッドにおける外形形状を長さ方向に沿って取得した形状波形に基づいて、トレッド長さを測定するトレッド長さ測定装置であって、トレッドの一面側の一端側の端部を一端側トレッド端部とし、一面側における他端側の端部を他端側トレッド端部とし、各トレッド端部の形状波形を有する画像フレームを所定の大きさの領域に均等に分割し、当該分割された各領域の画像フレームに対する位置を設定する分割領域位置設定手段と、領域のうち、形状波形を含む波形保有領域に対して、予め作成した参照パターンをマッチングさせて当該波形保有領域に含まれる形状波形の延長する方向を特徴量として付与する特徴量設定手段と、トレッド端部が画像フレームの中央に位置するときの形状波形に特徴量を付与し、予め記憶したマスター画像を用いて波形保有領域の各位置に対して画像認識を行いトレッド端部に相当する位置を検出して画像端部に設定する端部位置設定手段と、形状波形の最大高さを検出し、形状波形における切断面に相当する位置から水平方向の画素位置において、互いに所定距離離間するように設定した画素位置に対応する形状波形の高さで最大高さを減じて高さの差を算出し、切断面の傾斜角度の正接で高さの差を除することにより各トレッド端部の予測位置を算出し、各トレッド端部の予測位置の中央値を演算して、当該中央値となる予測位置を各トレッド端部に相当する演算端部に設定する演算処理端部検出手段と、各トレッド端部における演算端部の位置と画像端部の位置との差が閾値以上のときには、画像端部を画像フレームにおけるトレッド端部の位置に設定し、差が閾値よりも小さいときには演算端部を画像フレームにおけるトレッド端部の位置に設定する端部位置判定手段と、演算端部又は画像端部から設定された各トレッド端部の長さ方向の位置に基づいてトレッドの長さを算出するトレッド長さ算出手段と、を備える構成とした。
本構成によれば、特徴量算出手段により付与された特徴量に対して、マスター画像の特徴量を画像認識させることにより、トレッド端部に相当する位置を正確、かつ、容易に検出することができる。
また、形状波形の最大高さを検出し、形状波形における傾斜端面に相当する位置から水平方向の画素位置において、互いに所定距離離間するように設定した画素位置に対応する形状波形の高さで前記最大高さを減じて高さの差を算出し、トレッドを傾斜して切断した角度の正接で前記高さの差を除することによりトレッド端部の予測位置を算出し、前記予測位置の中央値を演算して、当該中央値となる予測位置を演算端部に設定する演算処理端部検出手段とを備えるので、傾斜端面上の複数位置から複数のトレッド端部の予測位置の中央値をトレッド端部に設定することにより、統計的に正確な位置をトレッド端部に設定することができる。
また、トレッド測定装置の他の構成として、特徴量は０°，４５°，９０°，１３５°のいずれかの方向４種類の方向を示す構成とした。
本構成によれば、特徴量を０°，４５°，９０°，１３５°のいずれかの方向を示す４種類に設定することにより、画像フレームにおける波形保有領域の組合せを簡単な方向によって示すことができるので、マスター画像の特徴量により画像認識するときにマッチングし易く、かつ、トレッド端部のようにトレッド表面の傾斜角度が変化するときの特徴量の組合せを明確に特徴付けることができる。
また、トレッド測定装置の他の構成として、形状波形を２次式の近似波形に変換する形状波形変換手段を備える構成とした。
本構成によれば、形状波形を２次式の近似波形に変換することにより、形状波形に含まれるトレッド表面の微細な凹凸を滑らかにし、トレッド端部のようにトレッド表面の傾斜角度が変化する部分を強調させることができるので、形状波形の特徴を明確にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】トレッド長さ測定装置の概略構成図である。
【図２】画像処理装置のブロック図である。
【図３】画像処理装置における各工程の概念図である。
【図４】画像認識端部検出手段のブロック図である。
【図５】領域分割手段のブロック図である。
【図６】参照パターンの例示図である。
【図７】演算端部予測手段により端部を予測する概念図である。
【図８】図７の部分拡大図である。
【図９】端部予測位置の度数分布図である。
【図１０】形状波形に特徴量を付与するときの概念図である。
【図１１】トレッド長さ測定のフローチャートである。
【０００８】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組合せのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、所定長さに切断されたトレッド２の長さを測定するトレッド長さ測定装置１の概略構成図を示す。
トレッド長さ測定装置１は、タイヤを成形するための成形ドラムにトレッド２を搬送する搬送装置８に配設される。トレッド長さ測定装置１は、トレッド表面２ａにおける外形形状を取得する形状取得手段９と、形状取得手段９の撮像動作を制御する撮像制御装置２０と、形状取得手段９によって取得された外形形状を画像処理する画像処理装置３０とにより概略構成される。
搬送装置８は、例えば、複数のローラ１１と、複数のローラ１１に掛け渡される無端状のベルト１２とにより構成されるベルトコンベアである。複数のローラ１１のうち１つのローラはベルト１２を駆動するための駆動ローラ１１Ａである。駆動ローラ１１Ａには、駆動ローラ１１Ａの回転速度を検出するためのエンコーダ１３が取り付けられる。エンコーダ１３は、駆動ローラ１１Ａの回転速度を検出し、検出した回転速度を回転速度信号として後述の撮像制御装置２０に出力する。
【００１０】
図１に示すように、搬送装置８により搬送されるトレッド２は、長さ方向の両端が、長さ方向に沿って傾斜する傾斜端面３；４を有するように所定長さに切断されている。詳細には、トレッド２は、搬送方向下流側に位置する傾斜端面３と、上流側に位置する傾斜端面４とが互いに略平行となるように所定の角度αで切断され、長さ方向の断面形状が平行四辺形状となる。
本実施形態におけるトレッド２は、搬送方向下流側に位置する傾斜端面３の下流側の端部３Ａ及び上流側の端部３Ｂのうち、上流側の端部３Ｂをトレッド２における先端側の端部３Ｂとし、傾斜端面４の下流側の端部４Ａ及び上流側の端部４Ｂのうち、上流側の端部４Ｂをトレッド２における後端側の端部４Ｂとする。
即ち、測定するトレッド長さＬは、ベルト１２に載置されたときの上面側におけるトレッド表面２ａの傾斜角度が変化する端部３Ｂから傾斜端面４を含まない端部４Ｂまでの距離である。
【００１１】
形状取得手段９は、トレッド２の上方に配設され、スリット状のレーザ光をトレッド表面２ａに照射し、その反射光を受光することでトレッド表面２ａにおける外形形状を取得する。形状取得手段９には、例えばスリット状のレーザ光を出力する光出力部９Ａと、出力されたレーザ光の反射光を受光する受光部９Ｂとを有するラインセンサが適用される。
詳細には、ラインセンサは、光出力部９Ａから出力されるスリット状のレーザ光の延長方向がトレッド表面２ａ上においてトレッド２の幅方向中心における長さ方向と平行になるように照射し、当該照射部における反射光を受光部９Ｂで受光することによりトレッド表面２ａの外形形状を取得する。形状取得手段９は、撮像制御装置２０と画像処理装置３０とに接続され、撮像制御装置２０から出力される撮像信号に基づいて撮像し、撮像した画像を画像処理装置３０に出力する。なお、形状取得手段９は、上記ラインセンサに限らず、トレッド表面２ａの外形形状を取得できるものであれば良い。例えばスリット光ではない光を照射する光照射手段と、ラインカメラとにより形状取得手段９を構成し、トレッド表面２ａに光を照射し、ラインカメラの受光部の配列方向が、トレッド２の長さ方向と平行になるように配置してトレッド表面２ａの外形形状を取得するようにしても良い。
なお、ここでいう外形形状とは、形状取得手段９から照射される光が照射されるトレッド表面２ａの長さ方向の断面外形形状である。
【００１２】
撮像制御装置２０は、エンコーダ１３が出力する回転速度信号に基づいて、搬送装置８によるトレッド２の搬送速度を算出し、当該搬送速度に対応して撮像信号を形状取得手段９に所定の間隔で断続的に出力する。撮像信号を出力する間隔は、撮像信号が出力される毎に外形形状を取得する画像フレームｆに互いに所定の重なりが生じるように設定される。例えば、画像フレームｆの寸法を高さが２２４画素×幅が４８０画素の大きさとした場合、現画像フレームｆと次画像フレームｆとの間にトレッド２の長さ方向に所定画素分のずれが生じるように撮像信号を出力する。
以下の説明において、画像フレームｆの寸法は、高さ２２４画素×幅４８０画素の大きさとして説明する。
【００１３】
形状取得手段９によって取得された外形形状は、画像フレームｆ内において形状波形として記録される。画像フレームｆは、例えば白黒２階調で表わされ、形状波形が黒で記録される。各画像フレームｆは、横軸に時間軸を設定し、縦軸に形状取得手段９からトレッド表面２ａまでの距離Ｙを設定する。横軸の時間軸は、形状取得手段９から出力されたレーザ光が搬送装置８の載置面１２ａ上において照射する位置に仮想的な不動点を設定し、撮像の開始から終了までの間に不動点を通過するトレッド２の位置を時間で示したものである。画像フレームｆの横軸に時間軸を設定しておくことで、後述の画像処理装置３０によってトレッド長さＬを算出するときに、トレッド２の先端側の端部３Ｂを含む画像フレームｆにおける先端側の端部３Ｂの位置と、後端側の端部４Ｂを含む画像フレームｆにおける後端側の端部４Ｂの位置とを絶対的な時間によって特定できるので、先端側の端部３Ｂの位置と後端側の端部４Ｂの位置との時間差を算出し、搬送装置８によるトレッド２の搬送速度を乗じることによりトレッド長さＬを容易に算出することが可能となる。
【００１４】
図２は、画像処理装置３０を構成する各手段のブロック図を示す。図３（ａ）乃至図３（ｅ）は、各手段による工程を示す概念図である。
画像処理装置３０は、画像フレームｆからトレッド２の端部３Ｂ；４Ｂの検出及びトレッド長さＬの算出を処理実行するコンピュータであり、演算処理手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ，ＲＡＭ及びＨＤＤ、通信手段としてのインターフェイスを含み、記憶手段に格納されたプログラムに基づいて動作する。また、画像処理装置３０は、キーボードやマウス等の入力装置２９やモニタ等の表示装置２８が接続される。
画像処理装置３０は、図２に示すように、トレッド２の外形形状を取得した画像フレームｆからトレッド２の先端側の端部３Ｂ及び後端側の端部４Ｂを検出する端部検出部３１と、端部検出部３１によって検出された端部３Ｂ；４Ｂの画像フレームｆにおける位置に基づいてトレッド長さＬを算出するトレッド長さ算出手段５０とにより構成される。
【００１５】
端部検出部３１は、画像フレームｆに含まれる形状波形を近似波形に変換する形状波形変換手段３２と、変換された近似波形から最大高さＨｍａｘを検出する最大高さ検出手段３３と、複数の画像フレームｆから端部３Ｂ；４Ｂの検出に使用する画像フレームｆを選択する画像フレーム選択手段３４と、選択された画像フレームｆからトレッド２の端部３Ｂ；４Ｂを検出する画像認識端部検出手段３５と、演算処理によりトレッド２の端部３Ｂ；４Ｂの位置を予測する演算端部予測手段３６と、画像認識端部検出手段３５で検出されたトレッド２の端部３Ｂ；４Ｂと演算端部予測手段３６で検出されたトレッド２の端部３Ｂ：４Ｂとを比較していずれか一方をトレッド２の端部３Ｂ；４Ｂとして判定する端部位置判定手段３７とにより構成される。
【００１６】
形状波形変換手段３２は、撮像された複数の画像フレームｆに含まれる形状波形を、例えば最小二乗法の２次近似により近似波形に変換する。形状波形を２次近似することにより、形状波形においてトレッド表面２ａの勾配が変化する端部３Ｂ；４Ｂの位置が強調されるので、後段において端部３Ｂ；４Ｂの位置に相当する最大高さＨｍａｘの位置を容易に検出することができる。
【００１７】
最大高さ検出手段３３は、図３（ａ）に示すように、画像フレームｆをラスタスキャンすることにより、近似波形の最大高さＨｍａｘと、画像フレームｆにおける最大高さＨｍａｘの位置を検出する。詳細には、最大高さ検出手段３３は、画像フレームｆの左上を原点として幅方向に走査し、順次、高さ方向に移動して走査することにより最大高さＨｍａｘとともに、画像フレームｆにおいて最大高さＨｍａｘが検出された幅方向の画素位置を検出する。なお、画素位置とは、画像フレームｆ上における画素座標である。
【００１８】
画像フレーム選択手段３４は、図３（ａ）に示すように、最大高さ検出手段３３により検出された複数の画像フレームｆのうち、最大高さＨｍａｘが画像フレーム中央Ｃに位置しているものを複数の画像フレームｆから選択する。
【００１９】
図４は、画像認識端部検出手段３５を示すブロック図である。
図４に示すように、画像認識端部検出手段３５は、選択された画像フレームｆを複数の領域に分割する領域分割手段４１と、分割された領域に対して予め作成した後述の参照パターンＰをマッチングさせて、分割された各領域において近似波形を含む波形保有領域に対して特徴量を設定する特徴量設定手段４２と、波形保有領域に設定された特徴量に対して画像認識を行い画像フレームｆにおけるトレッド２の端部３Ｂ；４Ｂの位置を設定する端部位置設定手段４３とにより構成される。
【００２０】
図５は、領域分割手段４１を示すブロック図である。
図５に示すように、領域分割手段４１は、所定の画素高さで最大高さＨｍａｘを含むように画像フレームｆを幅方向に切り出す画像フレーム切出し手段４５と、切り出した領域の高さと同一の高さを有する所定幅のウインドウＭにより画像フレーム切出し手段４５によって切り出された領域を左端側から幅方向に走査し、ウインドウＭにおいてトレッド２の端部３Ｂ；４Ｂに相当する部位がウインドウＭの中心に位置する領域を設定する領域設定手段４６と、領域設定手段４６により設定された領域を所定の画素寸法で均一に分割する領域均一分割手段４７とを備える。
【００２１】
画像フレーム切出し手段４５は、図３（ｂ）に示すように、近似波形の最大高さＨｍａｘを中心として高さ方向の上下それぞれに所定の画素数ａ；ａを設定し、上下合わせた画素数２ａで画像フレームｆを幅方向に切り出す。本実施形態では、最大高さＨｍａｘを中心として高さ方向上下それぞれに１５画素を設定し、上下１５画素、合わせて３０画素の高さで画像フレームｆから幅方向帯状に領域を切り出し、当該領域を第１領域Ｒ１に設定する。つまり、画像フレーム切出し手段４５によって切り出された第１領域Ｒ１は、画像フレームｆから近似波形の最大高さＨｍａｘを含む高さ３０画素×幅４８０画素の大きさである。
【００２２】
領域設定手段４６は、図３（ｃ）に示すように、所定寸法のウインドウＭで、第１領域Ｒ１からトレッド２の端部３Ｂ；４Ｂを検出するための領域を設定する。具体的には、第１領域Ｒ１の高さと同じ、高さ３０画素、幅４８画素の大きさのウインドウＭで画像フレームｆの左端側からウインドウＭを１画素ずつ幅方向にずらして、トレッド２の端部３Ｂ；４Ｂの検出処理を行うための複数の第２領域Ｒ２を設定する。本実施形態では、高さ３０画素×幅４８０画素の第１領域Ｒ１から高さ３０画素×幅４８画素のウインドウＭによって設定される第２領域Ｒ２は４８０枚である。
【００２３】
領域均一分割手段４７は、図３（ｄ）に示すように、各第２領域Ｒ２を均等な領域に分割する。具体的には、領域均一分割手段４７は、各第２領域Ｒ２を、例えば高さ３画素×幅３画素の正方形の第３領域Ｒ３に均等に分割する。均等に分割された第３領域Ｒ３には、第２領域Ｒ２における位置を特定するための領域座標を設定する。領域座標は、第２領域Ｒ２の左上の第３領域Ｒ３を基準として、例えば領域座標Ａ（ｉ，ｊ）として示す。ここで、ｉは高さ方向、ｊは幅方向の位置を示す。具体的には、左上を領域座標Ａ（１，１），領域座標Ａ（２，１），・・・，領域座標Ａ（１０，１），・・・，領域座標Ａ（１０，１），・・・，領域座標Ａ（１０，１６）等として設定する。本例では、ｉ＝１〜１０，ｊ＝１〜１６の範囲である。
なお、領域均一分割手段４７では、第２領域Ｒ２を正方形の第３領域Ｒ３により均一に分割したが、正方形に限らず長方形であっても良く、第２領域Ｒ２を均等な複数の領域に分割できれば良い。
【００２４】
図４に戻り、特徴量設定手段４２は、全ての第３領域Ｒ３に対して参照パターンＰをマッチングさせて、第３領域Ｒ３のうち、近似波形を含む各第３領域Ｒ３を波形保有領域として設定し、当該波形保有領域に含まれる近似波形の方向を特徴量によって正規化する。参照パターンＰは、第３領域Ｒ３と同一サイズの高さ３画素×幅３画素の大きさで、複数の異なるパターンからなる。
【００２５】
ここで、参照パターンＰについて説明する。図６（ａ）乃至（ｃ）は、参照パターンＰの一例を示し、同図に示すように複数のパターンによって構成する。参照パターンＰは、白，黒の２値を用いて作成し、例えば近似波形を示す画素を黒、近似波形がない画素を白として設定し、黒及び白の画素の組み合わせによって表わす。即ち、画像フレームｆに取得された形状波形は、トレッド表面２ａの高さを示すものであるから、画像フレームｆにおいて幅方向に並ぶ画素線として表れるので、高さ方向に画素が重なることがない。そこで、参照パターンＰの作成において、黒の画素が高さ方向に並ばないように作成する。詳細には、参照パターンＰは、高さ方向に並ぶ３つの画素のうち、１つの画素のみが黒となるように作成する。本実施形態のように、参照パターンＰの大きさが、高さ３画素×幅３画素の場合には、参照パターンＰとして構成できる組み合わせは、図６（ａ）乃至（ｃ）に示すとおり３×３×３の２７通りである。
【００２６】
さらに、２７通りの参照パターンＰは、４５°，９０°，１３５°の３つの方向を示すものとして分類する。具体的には、図６（ａ）に示す参照パターンＰのときは、方向が４５°、図６（ｂ）に示す参照パターンＰのときは、方向が９０°、図６（ｃ）に示す参照パターンＰのときは、方向が１３５°として分類する。方向４５°，９０°，１３５°によって分類された参照パターンＰは、特徴量設定手段４２に記憶させておく。
【００２７】
そして、特徴量設定手段４２が、波形保有領域に対して複数の参照パターンＰをマッチングさせることにより、方向θ＝４５°，９０°，１３５°により波形保有領域を正規化する。つまり、方向θ＝４５°，９０°，１３５°は、波形保有領域に含まれる近似波形が延長する方向を示す特徴量である。正規化された波形保有領域は、領域座標Ａ（ｉ，ｊ）に正規化された方向θを加えた領域座標Ａ（ｉ，ｊ，θ）として画像処理装置３０内に記憶される。なお、参照パターンＰに該当しない波形保有領域は、方向θが０°として処理する。
【００２８】
図１０は、図３（ｄ）に示す第２領域Ｒ２を拡大した図である。
図１０に示すように、近似波形が第２領域Ｒ２の領域座標Ａ（８，１），Ａ（８，２），Ａ（７，２），Ａ（７，３），Ａ（６，４），Ａ（６，５），Ａ（６，６），Ａ（６，７）Ａ（５，７），Ａ（５，８），Ａ（５，９），Ａ（５，１０），Ａ（５，１１），Ａ（５，１２），Ａ（５，１３），Ａ（５，１４），Ａ（５，１５），Ａ（５，１６）で表わされる第３領域Ｒ３に含まれているとする。特徴量設定手段４２では、形状波形を含む上記各領域座標Ａに対して、参照パターンＰをマッチングさせて、各領域座標Ａに特徴量である方向θを設定する。
例えば、上記領域座標Ａに対応する第３領域Ｒ３と参照パターンＰとのマッチングは、画素単位で比較される。即ち、近似波形を含む第３領域Ｒ３の大きさと参照パターンＰの大きさとは、それぞれ高さ３画素×幅３画素の同一の大きさであるので、画素位置において互いに対応する位置の画素の輝度を比較することでマッチングが行われる。そして、マッチングにおいて第３領域Ｒ３を構成する画素の輝度配列と参照パターンＰを構成する画素の輝度配列とがすべて一致したときに一致と判定し、１つでも異なるときには不一致として判定する。なお、本例では輝度は、白黒の２階調であるので０又は１によって表わされる。
【００２９】
各領域座標Ａについて個別に説明すると、領域座標Ａ（８，１）は、図６（ｂ）に含まれる参照パターンＰと一致するので、領域座標Ａ（８，１）に含まれる近似波形は、方向θが９０°として特徴量が設定され、領域座標Ａ（８，１，９０°）として画像処理装置３０の記憶手段に記憶される。また、領域座標Ａ（８，２）は、いずれの参照パターンＰとも一致しないので、領域座標Ａ（８，２）に含まれる近似波形は、方向θが０°として特徴量が設定され、領域座標Ａ（８，２，０°）として画像処理装置３０の記憶手段に記憶される。また、領域座標Ａ（７，２）は、いずれの参照パターンＰとも一致しないので、領域座標Ａ（７，２）に含まれる近似波形は、方向θが０°として特徴量が設定され、領域座標Ａ（７，２，０°）として画像処理装置３０の記憶手段に記憶される。
【００３０】
また、領域座標Ａ（７，３）は、図６（ａ）に含まれる参照パターンＰと一致するので、領域座標Ａ（７，３）に含まれる近似波形は、方向θが４５°として特徴量が設定され、領域座標Ａ（７，３，４５°）として画像処理装置３０の記憶手段に記憶される。また、領域座標Ａ（６，４）は、図６（ｂ）に含まれる参照パターンＰと一致するので、領域座標Ａ（６，４）に含まれる近似波形は、方向θが９０°として特徴量が設定され、領域座標Ａ（６，４，９０°）として画像処理装置３０の記憶手段に記憶される。また、領域座標Ａ（６，５）は、図６（ａ）に含まれる参照パターンＰと一致するので、領域座標Ａ（６，５）に含まれる近似波形は、方向θが４５°として特徴量が設定され、領域座標Ａ（６，５，４５°）として画像処理装置３０の記憶手段に記憶される。
【００３１】
また、領域座標Ａ（６，６）は、図６（ｂ）に含まれる参照パターンＰと一致するので、領域座標Ａ（６，６）に含まれる近似波形は、方向θが９０°として特徴量が設定され、領域座標Ａ（６，６，９０°）として画像処理装置３０の記憶手段に記憶される。また、領域座標Ａ（６，７）は、いずれの参照パターンＰとも一致しないので、領域座標Ａ（６，７）に含まれる近似波形は、方向θが０°として特徴量が設定され、領域座標Ａ（６，７，０°）として画像処理装置３０の記憶手段に記憶される。また、領域座標Ａ（５，７）は、いずれの参照パターンＰとも一致しないので、領域座標Ａ（５，７）に含まれる近似波形は、方向θが０°として特徴量が設定され、領域座標Ａ（５，７，０°）として画像処理装置３０の記憶手段に記憶される。また、領域座標Ａ（５，８）は、図６（ｂ）に含まれる参照パターンＰと一致するので、領域座標Ａ（５，８）に含まれる近似波形は、方向θが９０°として特徴量が設定され、領域座標Ａ（５，８，９０°）として画像処理装置３０の記憶手段に記憶される。また、領域座標Ａ（５，９）は、図６（ｂ）に含まれる参照パターンＰと一致するので、領域座標Ａ（５，９）に含まれる近似波形は、方向θが９０°として特徴量が設定され、領域座標Ａ（５，９，９０°）として画像処理装置３０の記憶手段に記憶される。
【００３２】
また、領域座標Ａ（５，１０）は、図６（ｂ）に含まれる参照パターンＰと一致するので、領域座標Ａ（５，１０）に含まれる近似波形は、方向θが９０°として特徴量が設定され、領域座標Ａ（５，１０，９０°）として画像処理装置３０の記憶手段に記憶される。また、領域座標Ａ（５，１１）〜Ａ（５，１４）は、同一のパターンであり、図６（ｂ）に含まれる参照パターンＰと一致するので、領域座標Ａ（５，１１）〜Ａ（５，１４）に含まれる近似波形は、方向θが９０°として特徴量が設定され、それぞれ、領域座標Ａ（５，１１，９０°），領域座標Ａ（５，１２，９０°），領域座標Ａ（５，１３，９０°），領域座標Ａ（５，１４，９０°）として画像処理装置３０の記憶手段に記憶される。また、領域座標Ａ（５，１５）は、図６（ｃ）に含まれる参照パターンＰと一致するので、領域座標Ａ（５，１５）に含まれる近似波形は、方向θが１３５°として特徴量が設定され、領域座標Ａ（５，１５，１３５°）として画像処理装置３０の記憶手段に記憶される。また、領域座標Ａ（５，１６）は、図６（ｂ）に含まれる参照パターンＰと一致するので、領域座標Ａ（５，１６）に含まれる近似波形は、方向θが９０°として特徴量が設定され、領域座標Ａ（５，１６，９０°）として画像処理装置３０の記憶手段に記憶される。
【００３３】
端部位置設定手段４３は、特徴量である方向θによって４方向に正規化された波形保有領域に対して、識別関数を用いて画像認識することにより、画像フレームｆにおけるトレッド２の端部３Ｂ；４Ｂの位置を設定する。具体的には、トレッド２の端部２Ｂ；４Ｂが画像フレームｆの中心に位置しているものと、トレッド２の端部２Ｂ；４Ｂが画像フレームｆの中心に位置していないものとをサンプル画像フレームとして用意し、各サンプル画像フレームに含まれる近似波形を上記参照パターンＰを用いて正規化して、トレッド２の端部２Ｂ；４Ｂが画像フレームｆの中心に位置しているときの特徴量と、トレッド２の端部２Ｂ；４Ｂが画像フレームｆの中心に位置していないときの特徴量とに基づいて画像認識させるための識別関数を作成し、この識別関数を用いて、測定対象の画像フレームｆに対して画像認識を行い画像フレームｆにおけるトレッド２の端部３Ｂ；４Ｂの位置として画像端部５を設定する。
【００３４】
以下、本実施形態の端部を検出する識別関数の導出方法について説明する。識別関数は、作業者が画像処理装置３０を操作することにより作成する。
まず、識別関数の作成にあたり、トレッド２の端部３Ｂ；４Ｂが含まれる複数のサンプル画像フレームを用意する。
次に、複数のサンプル画像フレームに対して、各サンプル画像フレームに含まれる形状波形を最小二乗法の２次近似により近似波形に変換する。
次に、各サンプル画像フレームの近似波形から近似波形の最大高さＨｍａｘを検出する。そして、サンプル画像フレームにおいて、検出された最大高さＨｍａｘを中心として高さ方向に上下１５画素を含む高さ３０画素×幅４８０画素の領域を第１領域Ｒ１として切り出す。
【００３５】
次に、作業者が、第１領域Ｒ１において近似波形の最大高さＨｍａｘがサンプル画像フレーム中央Ｃに位置しているものと、サンプル画像フレーム中央Ｃに位置していないものとを目視によって分類する。このとき最大高さＨｍａｘのサンプル画像フレームにおける位置を自動検出しない。
次に、第１領域Ｒ１を高さ３０画素×幅４８画素のウインドウＭにより１０分割又は１１分割する。具体的には、ウインドウＭの幅方向中心が、第１領域Ｒ１に含まれる近似波形の最大高さＨｍａｘと一致するように配置し、この位置を基準としてウインドウＭが互いに隣接するように第１領域Ｒ１を分割する。なお、ウインドウＭによる分割において、第１領域Ｒ１の両端側にウインドウＭの大きさが取れない場合には、当該サンプル画像フレームの前後フレームを用いて補間する。そして、ウインドウＭにより分割された領域は、それぞれ第２領域Ｒ２として設定する。
【００３６】
次に、サンプル画像フレーム毎の全ての第２領域Ｒ２を高さ３画素×幅３画素の領域に均等に分割する。この分割された領域は、第３領域Ｒ３として設定する。
【００３７】
次に、第３領域Ｒ３すべてに対して、図６（ａ）乃至（ｃ）に示す参照パターンＰをマッチングさせることにより、細分化した領域において近似波形を含む波形保有領域の方向を４つの方向（０°，４５°，９０°，１３５°）で正規化する。波形保有領域が、図６（ａ）に示す参照パターンＰと一致したときには近似波形の方向θを４５°に設定し、図６（ｂ）に示す参照パターンＰと一致したときには近似波形の方向θを９０°に設定し、図６（ｃ）に示す参照パターンＰと一致したときには近似波形の方向θを１３５°に設定する。また、波形保有領域において、いずれのパターンにも該当しないときには、方向を０°に設定する。
参照パターンＰによって正規化された波形保有領域は、各第２領域Ｒ２における位置とともにその方向の並ぶ順序を図外の学習手段に各サンプル画像フレームにおける領域座標Ｂ（ｉ，ｊ，θ）として記憶させる。領域座標Ｂ（ｉ，ｊ，θ）におけるθは、サンプル画像フレームにおける波形保有領域の特徴量である。方向θ（０°，４５°，９０°，１３５°）により正規化した波形保有領域は、マスター画像として後述の学習型アルゴリズムによって端部３Ｂ；４Ｂを検出するための識別関数の導出に用いる。
【００３８】
トレッド２の端部３Ｂ：４Ｂを検出するための識別関数は、上記手順によって正規化されたサンプル画像フレーム毎の形状波形領域の位置及び方向θを、例えばＲｅａｌ  Ａｄａｂｏｏｓｔと呼ばれる学習型アルゴリズムの識別器として用いることで作成される。学習型アルゴリズムでは、サンプル画像フレームの位置毎に出現する方向θの出現回数によって、形状波形領域における方向θの並び順の組み合わせを作成して識別関数を作成する。なお、正解の場合とは、サンプル画像フレームのうち、近似波形におけるトレッド２の端部３Ｂ；４Ｂが学習サンプル画像フレームの中央に位置しているときの特徴量の並び順序とその組み合わせである。
【００３９】
そして、識別関数を用いて、実際に取得された画像フレームｆの形状波形領域の特徴量の並び順序に対して識別関数による画像認識を行い、画像認識によって得られた信頼度のうち最も信頼度の高い特徴量の組み合わせから画像フレームｆにおける端部の位置として設定する。
【００４０】
図７は、演算端部予測手段３６により端部３Ｂの位置を予測するときの概念図を示す。図８は、図７の円で囲まれた領域の拡大図を示す。なお、図７では、先端側の端部３Ｂの位置を予測する場合を示しているが、後端側の端部４Ｂの位置を予測する場合も以下に示す方法により同様に予測することができる。
演算端部予測手段３６は、選択された画像フレームｆにおける近似波形の傾斜端面３に相当する位置において、傾斜端面３から最大高さＨｍａｘまでの高さの差をトレッド２の切断角度αの正接で除すことにより、端部３Ｂの位置を予測する。具体的には、図８に示すように、演算端部予測手段３６は、近似波形のうち、トレッド２の傾斜端面３に相当する近似波形上からトレッド２の端部３Ｂ（搬送方向上流）側の水平方向に所定間隔離間するように座標位置Ｑ１〜Ｑ６を設定し、座標位置Ｑ１〜Ｑ６に対応する近似波形の高さを最大高さＨｍａｘから減じて、最大高さＨｍａｘと各座標位置Ｑ１〜Ｑ６に対応する近似波形の高さとの差ｈ１〜ｈ６を算出する。
【００４１】
近似波形におけるトレッド２の端部３Ｂに相当する端部予測位置Ｒ１〜Ｒ６を複数箇所算出する。本実施形態では、座標位置Ｑ１〜Ｑ６は、トレッド２の最大高さＨｍａｘの半分の高さの座標位置Ｑ１を起点として、水平方向に離間する間隔が、画素数において２のべき乗（２ｎ（但し、ｎ＝０，１，・・・）分離間するように設定する。具体的には、Ｑ１とＱ２との間隔が２０＝１画素、Ｑ２とＱ３との間隔が２１＝２画素、Ｑ３とＱ４との間隔が２２＝４画素、Ｑ４とＱ５との間隔が２３＝８画素、Ｑ５とＱ６との間隔が２４＝１６画素である。
【００４２】
なお、座標位置Ｑ１〜Ｑ６が水平方向に離間する間隔は、画素数において２のべき乗に限らず、他の指数により離間させるようにしても良い。好ましくは、トレッド２の傾斜端面３に相当する近似波形上において端部３Ｂに近づくにしたがい、互いに離間する距離が漸次長くなるようにすれば良い。
【００４３】
次に、算出された高さの差ｈ１〜ｈ６をトレッド２の切断角度αの正接で除すことにより、近似波形の座標位置Ｑ１〜Ｑ６に対応する位置から端部３Ｂとして予測される複数の端部予測位置Ｒ１〜Ｒ６を算出する。具体的には、算出された高さの差ｈ１〜ｈ６をトレッド２の切断角度αの正接で除すことで得られた水平方向の距離ｅ１〜ｅ６を座標位置Ｑ１〜Ｑ６に加算することで端部３Ｂに相当する複数の端部予測位置Ｒ１〜Ｒ６を算出する。端部予測位置Ｒ１〜Ｒ６は、図９に示すように、予測される位置毎に度数としてカウントして、その中央値を得ることにより、演算上のトレッド２の端部３Ｂに相当する演算端部６として設定する。
【００４４】
端部位置判定手段３７は、画像認識端部検出手段３５で検出されたトレッド２の画像端部５の位置と、演算端部予測手段３６で予測されたトレッド２の演算端部６の位置との差の絶対値を演算し、閾値と比較することによりいずれか一方の位置をトレッド２の端部として判定する。具体的には、演算端部予測手段３６で検出されたトレッド２の演算端部６の位置から画像認識端部検出手段３５で検出されたトレッド２の画像端部５の位置との差の絶対値が、閾値よりも大きいときには、演算端部予測手段３６で検出された画像端部５をトレッド２の端部３Ｂであるとして設定し、閾値よりも小さいときには、画像認識端部検出手段３５で検出された演算端部６をトレッド２の端部３Ｂであるとして設定する。
即ち、端部位置判定手段３７では、画像認識端部検出手段３５で検出された画像端部５の位置と、演算端部予測手段３６で予測された演算端部６の位置とを比較することにより、端部３Ｂの誤検出を防止している。
【００４５】
トレッド長さ算出手段５０では、上記方法により特定されたトレッド２の先端側の端部３Ｂの位置とトレッド後端側の端部４Ｂの位置との差にトレッド２の搬送速度を乗じることによりトレッド長さＬを算出する。
【００４６】
図１１は、画像処理装置３０によるトレッド２の端部３Ｂ；４Ｂを検出するときのフローチャートである。
以下、図１１を用いてトレッド２の端部３Ｂ；４Ｂのうち先端側の端部３Ｂを検出する場合を一例として画像処理装置３０による端部３Ｂ；４Ｂの検出方法について説明する。
【００４７】
まず、形状波形変換手段３２により複数の画像フレームｆに含まれる形状波形を２次式の近似波形に変換する（Ｓ１０１）。
次に、最大高さ検出手段３３により各画像フレームｆに含まれる近似波形の最大高さＨｍａｘ及び最大高さＨｍａｘとなる画像フレームｆにおける幅方向の位置をラスタスキャンにより検出する（Ｓ１０２）。
次に、画像フレーム選択手段３４により最大高さＨｍａｘが画像フレーム中央Ｃに位置する画像フレームｆを複数の画像フレームｆから選択する（Ｓ１０３）。
【００４８】
次に、選択された画像フレームｆを画像フレーム切出し手段４５により最大高さＨｍａｘを中心として高さ方向の上下方向に所定の画素数の範囲で画像フレームｆから第１領域Ｒ１として切り出す（Ｓ１０４）。
次に、切り出された第１領域Ｒ１に対して領域設定手段４６により高さ３０画素×幅４８画素の大きさのウインドウＭで第１領域Ｒ１の左端から１画素ずつ右端側にずらして、第１領域Ｒ１から複数の第２領域Ｒ２を設定する（Ｓ１０５）。
次に、Ｓ１０５の処理が終了すると、Ｓ１０６とＳ１０９とに分岐移行して処理が継続される。まず、Ｓ１０６による処理から説明する。
【００４９】
領域均一分割手段４７により、各第２領域Ｒ２を均等な大きさの第３領域Ｒ３に分割する。（Ｓ１０６）。
次に、特徴量設定手段４２により、第３領域Ｒ３のうち近時波形を含む波形保有領域に対して予め作成した参照パターンＰをマッチングさせて、波形保有領域に含まれる近似波形を参照パターンＰにより正規化して近似波形の特徴量としての方向θを設定する（Ｓ１０７）。
次に、端部位置設定手段４３により、特徴量である方向θにより正規化された波形保有領域に対して、予め導出した識別関数を用いて、画像フレームｆにおける近似波形の端部３Ｂに相当する位置の信頼度を評価し、最も信頼度の高い位置を画像端部５として設定する（Ｓ１０８）。
【００５０】
他方で、演算端部予測手段３６により、傾斜端面上の複数箇所において算術的に端部３Ｂと予測される位置を演算する。（Ｓ１０９）。
次に、演算された端部３Ｂと予測される位置を統計的な度数で表わし、その中央値を演算端部６として設定する（Ｓ１１０）。
【００５１】
次に、端部位置判定手段３７により、画像認識端部検出手段３５で検出された画像端部５の位置と、演算端部予測手段３６で予測された演算端部６との差の絶対値を演算する（Ｓ１１１）。Ｓ１１１において演算された差の絶対値が閾値よりも大きいときには、Ｓ１１２に移行して演算端部予測手段３６で予測された画像端部５の位置を先端側の端部３Ｂとして設定し、閾値よりも小さいときには、Ｓ１１３に移行して画像認識端部検出手段３５で検出された演算端部６の位置を先端側の端部３Ｂとして設定する。
【００５２】
次に、先端側の端部３Ｂ及び後端側の端部４Ｂの両方の端部３Ｂ；４Ｂが設定されたか判定し、一方の端部４Ｂのみ設定されたときにはＳ１０１に戻り、トレッド後端側の傾斜端面を含まない端部３Ｂを含む画像フレームｆをＳ１０１〜Ｓ１１３を繰り返すことにより前端側の端部３Ｂの位置を設定し、両方の端部３Ｂ；４Ｂが設定されたときには、Ｓ１１５に移行する（Ｓ１１４）。
次に、トレッド長さ算出手段では、上記方法により特定されたトレッド２の先端側の端部３Ｂの位置と、後端側の端部４Ｂの位置との差にトレッド２の搬送速度を乗じることによりトレッド長さを算出する（Ｓ１１５）。
【００５３】
以上説明したように、本発明では、トレッド２の先端側及び後端側の端部３Ｂ；４Ｂを画像認識により設定し、さらに、算術的に端部３Ｂ；４Ｂを算出することで端部３Ｂ；４Ｂの位置を予測して、画像認識による画像端部５の位置と、算術的に予測された演算端部６の位置とを比較することで、従来よりも正確にトレッド２の端部３Ｂ；４Ｂの位置を特定することができる。また、画像認識による画像端部５の設定や、算術的な演算端部６の設定は、それぞれ統計的な手法に基づいて得られるため、トレッド２の表面における凹凸や、端部３Ｂ；４Ｂ以外に生じるトレッド表面２ａの傾斜角の変化に対して影響を受けにくいので、トレッド２の端部３Ｂ；４Ｂの位置を正確に特定することを可能にしている。即ち、トレッド２の端部３Ｂ；４Ｂの位置を正確に特定できることで、正確なトレッド長さＬを算出することが可能となる。
【００５４】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
例えば、上記第１領域Ｒ１，第２領域Ｒ２，第３領域Ｒ３の大きさは、上記大きさに限らず適宜変更しても良い。具体的には、第２領域Ｒ２から第３領域Ｒ３に分割する工程の前に、第２領域Ｒ２を第３領域Ｒ３よりも大きな第４領域で分割し、この第４領域から近似波形を含む波形保有領域を一端検出した上で、近似波形を含む第４領域を第３領域Ｒ３に分割して、参照パターンＰ１とマッチングさせて特徴量を設定しても良い。また、上記第４領域と同じ大きさで参照パターンＰを作成し直接特徴量を設定するようにしても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１  トレッド長さ測定装置、２  トレッド、２ａ  トレッド表面、３；４  傾斜端面、
３Ａ；３Ｂ；４Ａ；４Ｂ  端部、５  画像端部、６  演算端部、８  搬送装置、
９  形状取得手段、９Ａ  光出力部、９Ｂ  受光部、
１１  ローラ、１１Ａ  駆動ローラ、１２  ベルト、１３  エンコーダ、
２０  撮像制御装置、３０  画像処理装置、３１  端部検出部、
３２  形状波形変換手段、３３  最大高さ検出手段、３４  画像フレーム選択手段、
３５  画像認識端部検出手段、３６  演算端部予測手段、３７  端部位置判定手段、
４１  領域分割手段、４２  特徴量設定手段、４３  端部位置設定手段、
４５  画像フレーム切出し手段、４６  領域設定手段、４７  領域均一分割手段、
Ｌ  トレッド長さ、Ｙ  距離、ｆ  画像フレーム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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