(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が移動し且つタイヤが回転して移動経路に沿って長手方向に移動している間に、前記車両に取り付けられた車輪上の前記タイヤの状態を評価する方法であって、
前記タイヤの外周はトレッド間隙によって分離されたトレッド部を有し、
該方法は、
前記タイヤが回転する間に、前記タイヤの前記外周の複数の異なる部分の画像を取り込むために撮像装置を使用することを含み、
長手方向に間隔を置かれた複数のフラッシュ装置を起動させて前記タイヤの前記外周の部分を照明する間に、前記画像は取り込まれ、
前記フラッシュ装置は、前記タイヤの前記移動経路の一方の側に配置され、且つ、光を前記タイヤの前記移動経路に鋭角で向け、
前記光は、トレッド部の間の前記トレッド間隙に影を生じさせ、
前記画像は、前記トレッド間隙の深度の指標を提供するように、前記トレッド間隙内の前記影の範囲を決定するデータ処理装置によって解析され、
前記フラッシュ装置は、前記フラッシュ装置が起動されたときに一連のフラッシュ光を発生させ、前記一連のフラッシュ光の各々は、次のフラッシュ光から間隔をおいて分離され、
同時に起動され、且つ、前記タイヤの前記外周の重複部分を照明する任意の前記フラッシュ装置について、それぞれの前記一連のフラッシュ光は、位相がずれているので、一方のフラッシュ装置からのフラッシュ光は、他方又は互いのフラッシュ装置からのフラッシュ光の間に放射されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記フラッシュ装置は、起動されると、略同一の間隔で分離された一連の略同一のパルスを生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記撮像装置は、前記フラッシュ装置が起動されたときに、前記パルスが生成される速度の略２倍の速度で前記画像を取り込む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
制御システムが、前記フラッシュ装置からの前記フラッシュを発するためのトリガを送信するとともに、前記撮像装置に前記画像を取り込ませるための前記トリガを送信する、請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
速度感知システムが前記車両の速度を感知し、前記フラッシュが前記フラッシュ装置によって発せられる速度と、前記画像が前記撮像装置によって取り込まれる速度は、前記車両の速度に依存して変化する、請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記フラッシュが前記フラッシュ装置により発する速度と、前記画像が前記撮像装置によって取り込まれる速度とが、前記車両の速度が所定速度未満である場合には第１値である一方、前記車両の速度が前記所定速度以上である場合には、前記第１値より高い第２値である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記フラッシュが、前記フラッシュ装置により発する速度と、前記画像が前記撮像装置によって取り込まれる速度とは、前記車両の速度に直接関係する、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
車両が移動しており、タイヤは回転し且つ移動経路に沿って長手方向に移動している間に、前記車両に取り付けられた車輪の前記タイヤの状態を評価するシステムであって、前記タイヤの外周は、トレッド間隙によって分離されたトレッド部を有し、
該システムは、
前記タイヤの前記移動経路の一方の側に配置され、光を前記タイヤの前記移動経路に鋭角で向ける長手方向に間隔を置かれたフラッシュ装置を備え、前記光は、トレッド部の間の前記トレッド間隙に影を生じさせるようにし、そして、
該システムは、
前記タイヤが回転している間に前記タイヤの前記外周の異なる部分の少なくとも一部の画像を取り込むように配置された撮像装置を備え、長手方向に間隔を置かれた側部フラッシュ装置が起動し、前記タイヤの側壁の一部を照明する間に前記画像は取り込まれ、さらに、
該システムは、
前記画像を解析し、前記トレッド間隙の深度の指標を提供するように前記トレッド間隙内の前記影の範囲を決定するように配置されたデータ処理装置を備え、
前記フラッシュ装置は、前記フラッシュ装置が起動されたときに一連のフラッシュ光を発生させ、前記一連のフラッシュ光の各々は、次のフラッシュ光から間隔をおいて分離され、
同時に起動され、前記タイヤの前記外周の重複部分を照明する任意の前記フラッシュ装置に対して、前記一連のフラッシュ光の各々は、位相がずれているので、一方のフラッシュ装置からのフラッシュ光が、他方又は互いのフラッシュ装置からのフラッシュ光の間に放射されることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪が回転して車両が移動している間に、車輪上の車両タイヤの状態を評価するための方法及び装置に関する。特に、本発明は、タイヤのトレッド深度を測定することに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤのトレッド深度を測定するためのシステムが米国特許第５９８７９７８号に開示されている。一実施形態では、トレッドパターンの凹部内に影が形成されるように、光源を用いて斜めにタイヤを照明する。異なる方向からタイヤを照明するための第２光源が設けられている。第１及び第２光源は、交互の順序で動作するように配置され、それらが生成する光が反対の方向から来るように配置されてもよい。照明されたタイヤのこれらの部分は、影領域内にあるトレッドの底部の部分よりも大きな光の強度を反射する。タイヤが各側面から照明されたときの反射光パターンを比較することにより、トレッド深度を計算することができる。タイヤが摩耗するにつれて、トレッド溝の深度が減少し、最終的には溝の底部から光が反射され得るそのような範囲に摩耗することが記載されている。いったんこれが起こると、影の幅はトレッド深度に直接関係していると言われている。反射光は、カメラに向けられ、画像が取り込まれ、処理のためにデータプロセッサに送られる。米国特許第５９８７９７８号の装置は、タイヤが回転しながら表面に沿って移動している間に、その円周の周りの複数の位置でタイヤのトレッド深度を測定しない。その代わりに、タイヤは、曲がり道のようなテストベッド上で回転させることができ、又はセンサは、例えば路側検査中にタイヤの外周で動かすことができる。
【０００３】
米国特許第８５４２８８１号には、車両タイヤの動作検査のためのコンピュータ視覚支援自動タイヤ検査システムが開示されている。画像取得ステーションのカメラは、車両が検査ステーションを通過する際に、接近する車両のタイヤ、特にトレッド及び側壁のデジタル画像を取得する。画像取得ステーションには光があり、これは、さらに、画像取得ステーションから物理的に離れていてもよい。タイヤの全回転を覆うのに十分な画像が取り込まれる。タイヤトレッド深度を決定するために画像が解析されると述べられている。画像を使用してトレッド深度がどのように測定されるかは開示されていない。
【０００４】
ＷＯ２０１５／０５９４５７では、車輪が地面に沿って回転しながら移動している間、車両の車輪上のタイヤのトレッド深度を測定するシステムが開示されている。カメラは、タイヤがその円周の少なくとも大部分にわたって回転している間に画像を取り込む。光源は、長手方向に間隔をあけて配置され、画像が取り込まれている間にタイヤを照明するために、タイヤの経路に対して鋭角に向けられる。画像はデータ処理装置によって解析され、トレッド深度はトレッドブロック間の間隙内の影の長さから決定される。光源は、タイヤの存在を検出する長手方向に間隔を置かれたセンサからの信号にしたがって連続的に起動されかつ停止されるので、画像がタイヤトレッドの一部分を取り込んだときに、１つの光源のみが起動してタイヤトレッドのその部分を照明する。別の配置では、車両の速度が決定され、フラッシュ装置の起動及び停止のシーケンスは、時間ベースで順番に行われる。
【０００５】
ＷＯ２０１５／０５９４５７では、いくつかの場合、重複照明ゾーンが存在するように、隣接する光源を一緒に起動させることが必要な場合があることが説明される。これは、例えば、光源を起動／停止させるセンサ間の距離と同じくらいの車軸間隔を有する重荷重車両トラクターのような車両が存在し、その結果、前車輪と後車輪は、ほぼ同時にセンサを動作する。これにより、隣接する光源が同時に起動することになるが、画像が取り込まれたときにタイヤが重複照明の領域にないような制御方法で光源は動作される。例えば、第１光源は、タイヤが重複領域に入る前に停止される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ＷＯ２０１５／０５９４５７に開示されているような配置の光源にフラッシュ照明を使用することに関するものであり、本発明の１つの態様は、特に限定されるものではないが、近接して間隔を置かれた車軸を有する車両を収容することができる方法及びシステムを提供することに関する。
【０００７】
１つの態様から見ると、本発明は、車両が移動し、タイヤが回転して移動経路に沿って長手方向に移動する間に、車両に取り付けられた車輪上のタイヤの状態を評価する方法を提供し、タイヤの外周はトレッド間隙によって分離されたトレッド部を有し、本方法は、タイヤが回転している間に、タイヤの外周の複数の異なる部分の画像を取り込むために撮像装置を使用することを含み、長手方向に間隔を置かれたフラッシュ装置が起動されてタイヤの外周部分を照明する間に、画像が取り込まれ、フラッシュ装置は、タイヤの移動経路の一方の側に配置され、光をタイヤの移動経路に鋭角で向けて、光は、影がトレッド部の間のトレッド間隙に投射するようにし、画像は、データ処理装置によって解析され、データ処理装置は、トレッド間隙内の影の範囲を判定して、トレッド間隙の深度の指標を提供し、各フラッシュ装置は、フラッシュ装置が起動されたときに一連のフラッシュ光を発生させ、一連の各フラッシュ光は、一連の次のフラッシュ光から間隔をおいて分離され、
【０００８】
同時に起動され、タイヤの外周の重複部分を照明する任意のフラッシュ装置に対して、それぞれの一連のフラッシュ光の位相がずれているので、一方フラッシュ装置からのフラッシュ光が、他方又は互いのフラッシュ装置からのフラッシュ光の間に放射される。
【０００９】
したがって、制御システムは、タイヤが前記移動経路に沿って移動する間に、フラッシュ装置を起動させるように構成することができ、その結果、フラッシュ装置の１つのみからのフラッシュ光は、画像が撮像装置によって取り込まれているときはいつでも、タイヤの外周の特定の部分を照明する。同時に起動され、タイヤの重複部分を覆う２つのフラッシュ装置があるケースで、フラッシュ装置がそれぞれ同じ速度でフラッシュを生成する場合、同じ期間に２つのフラッシュ（一方のフラッシュ装置からのものと他方のフラッシュ装置からのもの）が存在するので、撮像装置はその倍の速度で画像を取り込まなければならない。
【００１０】
したがって、本発明のいくつかの実施形態では、各フラッシュ装置は、起動されると、同一又は略同一の間隔で分離された一連の同一又は略同一のパルスを生成する。好ましくは、撮像装置は、フラッシュ装置が起動されたときに、パルスが生成される速度の２倍又は略２倍の速度で画像を取り込む。
【００１１】
したがって、２つの隣接するフラッシュ装置が同時に起動され得るが、起動期間中のどの時点でもフラッシュが同時に生成されないため、近接して間隔を置かれた車軸を有する車両では、もはや同じ問題は存在しないことが理解される。起動時には、一方のフラッシュ装置からのフラッシュ光が、他方のフラッシュ装置からのフラッシュ光と交互になる。Ｗ０２０１５／０５９４５７に記載されていることとは対照的に、すなわち、タイヤが重複領域に入る前に第１フラッシュ装置が停止されると、本発明によれば、フラッシュ装置を停止する必要はない。両方のフラッシュ装置を引き続き起動させ、継続してフラッシュ光を発することができるが、フラッシュは位相がずれている。
【００１２】
本発明による方法又はシステムでは、車輪及びタイヤは、撮像装置及びフラッシュ装置に向かって又は離れる方向にあり得る移動経路に沿って移動する間、タイヤの外周、例えば、外面の複数の異なる部分の画像が得られる。いくつかの実施形態では、画像は、タイヤが完全な回転の少なくとも大部分、すなわち少なくとも約半分を完了している間に取得される。撮像プロセスの間、撮像装置と撮像されるタイヤの表面との間の距離にはかなりの変化がある。例えば、タイヤが約１メートルの直径を有する場合、周囲の半分は１．５ｍを超えるであろう。撮像装置は、タイヤがこの距離だけ撮像装置の方へ又は撮像装置から離れるように移動する間に、回転しているタイヤの焦点があっている画像を取り込むように配置される。より大きなタイヤ及び／又はタイヤの外周のより大きな割合の画像を取り込むために、撮像装置は、タイヤが撮像装置に近づく方向又は遠ざかる方向に動く間に画像を取り込む。
【００１３】
画像が取り込まれたときに一方のフラッシュ装置のみが、フラッシュを生成してタイヤを照明するように、車輪が前記移動経路に沿って移動する間に長手方向に間隔をあけて起動される複数のフラッシュ装置の使用は、良好な画像が得られるようにタイヤの十分な照明が常に存在することを意味する。画像が取得されているときに、１つのフラッシュ装置からのフラッシュ光を使用することは、十分に定義された影を取得して解析して、トレッド深度を決定することを意味する。各フラッシュ装置は照明ゾーンを提供し、車輪の移動経路は複数の照明ゾーンを通って延び、一方から次へ移動する。いくつかの実施形態では、照明ゾーンは重複している。一部の状況では、車輪が完全に第１ゾーン内にあるとき、第１フラッシュ装置が起動され、第２フラッシュ装置が起動されない。車輪が第２ゾーンとの重複領域に入ったとき、第２フラッシュ装置が起動されるが、本発明によれば、第１フラッシュ装置は停止される必要はなく、起動状態を維持することができる。車輪が重複領域に入ったと言われるとき、これは、車輪がゾーンに入るとき、車輪がゾーンに入る直後に、又は車輪が重複ゾーンにあるときの他の適切な時間に行動することを含む。
【００１４】
照明ゾーンが重複しない場合、システムを通る経路中に明るく照明されていないタイヤの外周領域が存在することになり、タイヤの全周に画像を取り込むことが意図されている場合には、高品質の画像に間隙が存在することになる。
【００１５】
照明ゾーンは、一般に、フラッシュ装置の出力が向けられる主方向を中心とするセグメントの形態の（２次元の）ものである。３次元では、照明ゾーンは円錐形であってもよいが、断面が円形ではなく、例えば楕円形になるようにフラッシュ装置の出力を成形することが好ましい場合がある。
【００１６】
フラッシュ装置が長手方向に離間されていると言われるとき、これは、フラッシュ装置の全てがタイヤの移動経路に平行な線上にあることを意味するものではないが、いくつかの実施形態では、フラッシュ装置は、そのような線上又はタイヤの移動経路に略平行なものの上にある。しかし、フラッシュ装置は、平行方向に対していくらか傾斜した線上に位置してもよく、又はフラッシュ装置が線上に全く位置しなくてもよい。一連のフラッシュ装置は、均等に間隔を置かれていてもよいし、略均等に間隔を置かれていてもよいし、あるいは間隔が変化していてもよい。
【００１７】
フラッシュ装置は、背景の周囲光を考慮して、トレッドを照明する光の支配的な光源となるのに十分に明るく選択される。一般に、昼間照明や夜間の背景照明などの周囲照明もある。しかしながら、フラッシュ装置からのフラッシュ光は、周囲光の影響が無視できるほど明るいことが好ましい。
【００１８】
いくつかの実施形態では、フラッシュ装置は、明るい光のバーストを生成するために、少なくとも１つのフラッシュチューブ、例えば、キセノンフラッシュチューブを使用する。いくつかの実施形態では、各フラッシュ装置は、複数のフラッシュチューブを備えることができる。１つ以上のフラッシュチューブを有するフラッシュ装置では、フラッシュチューブが同時に発射される。フラッシュ装置は、非コリメート光の光源として作用し、単一のフラッシュ装置が複数のフラッシュチューブを備えてもよい場合でも、各フラッシュ装置は、本発明の実施形態の目的上、点光源として効果的に作用する。
【００１９】
いくつかの実施形態では、単一の物理的ハウジングは、車両の移動経路に対して異なる角度で向けられた２つ以上のフラッシュ装置を備えることができる。
【００２０】
本発明の実施形態で使用されるフラッシュ装置は、起動されたとき、４０ｍｓ毎に光パルスのバーストを生成することができることが好ましく、換言すれば、フラッシュ装置は４０ｍｓ間隔で発射されるフラッシュを発することができて（すなわち、毎秒約２５回までのフラッシュ速度）、これは、約４．５メートル／秒（約１０マイル／時）で走行する車両に適している可能性がある。しかし、フラッシュ装置の要件及び／又は利用可能な性能に応じて、１秒当たりのフラッシュ回数を選択することができる。例えば、フラッシュ速度は、毎秒約１５〜約１００フラッシュ又は毎秒約２０〜約５０回のフラッシュ又、は毎秒約２５〜約４０回のフラッシュの間であり得る。
【００２１】
各フラッシュパルスの幅は、例えば、約１００μｓ〜約２００μｓの間、又は約１２０μｓ〜約１６０μｓとの間、又は約１３５μｓ〜約１５０μｓの間であり得る。いくつかの実施形態では、幅は選択可能であり、例えば、約１３５μｓ〜約１５０μｓの間で選択することができる。フラッシュ装置は、トリガストローブ（カメラシャッタをトリガするのに使用されるのと同じストロボであり得る）の立ち上がりエッジから予め設定された遅延後に発射することができる。遅延の長さは、例えば、約２５μｓ〜約２００μｓの間であり得る。遅延の長さは、例えば約２５μｓ〜約７５μｓ、約１２５μｓ〜約１７５μｓの間で選択することができる。遅延は、フラッシュ装置が発射する前にシャッターが完全に開いていることを保証することである。いくつかの実施形態では、シャッターはグローバルシャッターであるため、光収集が開始し、同時に全てのピクセルについて終了する。
【００２２】
いくつかの実施形態では、トリガ信号が撮像装置に送信され、次いで、トリガ信号がフラッシュ装置に送信される。
【００２３】
各フラッシュ装置は、車軸上の両方のタイヤを同時に照明するために適切な角度に配置されてもよい。
【００２４】
撮像装置は、タイヤの外周の表面が、タイヤが前方に転がるにつれて複数回撮像できるように、十分な被写界深度及びフレームレートを有さなければならない。一連の２つの隣接するフラッシュ装置からの交互のフラッシュが存在するので、撮像装置のフレームレートはフラッシュ装置のフレームレートの２倍である必要がある。例えば、２つのフラッシュ装置が起動時に１秒間に１２回のフラッシュ速度でフラッシュを発しているが、交互になっている場合、撮像装置のフレームレートは２４フレーム／秒である必要がある。
【００２５】
タイヤを撮像する能力は、タイヤの幾何学形状及びカメラの位置、車両の速度、撮像装置の解像度、撮像装置の視野、露出時間、照明状態及び環境状態に依存する。取り込まれた画像は、カラー又はグレースケールであってもよい。カラー画像が取り込まれる場合、トレッド深度のその後の評価において、いくつかの実施形態では、グレースケール画像が使用されてもよい。
【００２６】
撮像装置の動作は、典型的には、車輪が、機械的、光学的、磁気的、電気的又はその他の既知の検出システムによって検出され得るトリガリングポイントに到達すると開始する。トリガポイントは、フラッシュ装置の連続的な起動を開始するためにも使用できる。
【００２７】
２つの隣接するフラッシュ装置が同時に起動される場合、フラッシュ光は、交互になるために、画像が取り込まれている間に一度に１つのフラッシュ装置だけが、タイヤを照明することを保証するために、フラッシュ装置を連続的に起動及び停止させる必要はない一方で、いくつかの実施形態では、フラッシュ装置は、順番に起動され、停止される。いくつかの実施形態では、フラッシュ装置が起動された後、フラッシュ装置は、再び起動される前に、ある期間、例えば約１秒までの期間、次いで、停止される。停止期間中、フラッシュ装置は再充電されてもよい。
【００２８】
車両の速度が決定された場合、フラッシュ装置の起動及び停止のシーケンスは、時間ベースで連続的に行われ得る。しかし、いくつかの実施形態では、フラッシュ装置が停止され、次のフラッシュ装置が起動するために、タイヤが適切な位置にあるときを検出するセンサが存在する。
【００２９】
典型的には、撮像装置は、一連の静止画像を撮影するために使用される従来のカメラ、好ましくはデジタルカメラである。しかし、ビデオカメラを使用して個々のフレームを検査するか、又は使用される専門の撮像装置を使用することができる。
【００３０】
全体的な撮像解像度は、撮像装置の解像度、撮像装置と目標との間の距離、視野角、湾曲歪み及び動きぼけに依存することが分かっている。カメラを目標に近づけると「最高の」解像度が向上するが、「最悪の」解像度は悪化する。カメラを離すと、より一貫した性能が得られる。
【００３１】
動きぼけは、目標が路面から離れてタイヤを上に移動するにつれて増加するが、タイヤ表面の角度によって表面解像度が向上する。
【００３２】
高解像度カメラは画像当たりより高い解像度を提供するが、一回の通過でタイヤの全周を覆うために、画像を十分に素早く撮ることができない場合がある。
【００３３】
タイヤ表面の最高解像度は、カメラがタイヤに最も近いときである。しかし、近くにある場合、カメラが急に焦点が合っていると、遠く離れたところに焦点が合わなくなる。より良好な平均解像度を得るためには、より大きい最小焦点距離を有するが、より良好な被写界深度を有することが好ましい。
【００３４】
より小さい開口はより大きな被写界深度を提供する。一般に、これは、より強い照明及び／又はより長い露出時間が次いで必要とされることを意味する場合がある。しかし、明るいフラッシュ光による照明では、問題はないはずである。
【００３５】
カメラを使用するとき、ショット間でタイヤが暗い場合、ショット間でオートフォーカス及びズームを行うことは容易ではないことが判明している。したがって、いくつかの実施形態では、車輪の少なくとも１つの回転のために車両が走行する距離、又は画像が取り込まれている間に走行したそのような他の距離に及ぶ被写界深度を与えるように十分に小さく設定された開口を備える固定焦点距離レンズを有することなどが好ましい。露出は、動きぼけを避けるために十分に短くなければならず、これは非常に明るい照明源の使用を必要とする。しかしながら、本発明は、固定焦点距離レンズの使用に限定されない。撮像装置（例えば、カメラ）は、オートフォーカス及び／又はズームトラッキングを使用して、画像の焦点合わせ及び／又はタイヤの所望の部分のズームインを多数の異なる距離で行うことができる。
【００３６】
いくつかの実施形態では、撮像装置は、タイヤの完全な回転の少なくとも約５０％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約５５％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約６０％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約６５％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約７０％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約７５％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約８０％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約８５％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約９０％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約９５％、又はタイヤが少なくとも回転を完了している間に、タイヤの外周の複数の異なる部分に対応する複数の画像を取り込むように動作される。
【００３７】
画像が外周の異なる部分、すなわちタイヤの外面の周りに間隔を置かれて、取り込まれていると述べた場合、これは必ずしもタイヤの外面の全周を覆う連続した一連の画像が存在することを意味するものではなく、これは本発明の好ましい実施形態の特徴であるが、本発明のその実施形態では、タイヤの外面の略全外周を覆う連続した一連を提供するのに十分な画像が存在する。画像は、外周の重複部分、すなわちタイヤの外面であってもよい。代替の実施形態では、画像は、タイヤの外面の外周に不連続な一連の画像が存在するように、外周の周方向に間隔を置いた部分、すなわちタイヤの外面に関するものであってもよい。そのような配置では、それらの間の画像は、好ましくはタイヤの外周の少なくとも約５０％、又はタイヤの外周の少なくとも約５５％、又はタイヤの外周の少なくとも約６０％、又はタイヤの外周の少なくとも約６５％、又はタイヤの外周の少なくとも約７０％、又はタイヤの外周の少なくとも約７５％、又はタイヤの外周の少なくとも約８０％、又はタイヤの外周の少なくとも約８５％、又はタイヤの外周の少なくとも約９０％、又はタイヤの外周の少なくとも約９５％を覆う。
【００３８】
本発明のいくつかの実施形態では、画像は、回転が完了するまで完全に取り込まれず、取り込まれた最終画像から回転の完了までの間隙が存在し得る。好ましい実施形態では、画像は、タイヤの完全な回転の少なくとも約５０％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約５５％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約６０％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約６５％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約７０％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約７５％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約８０％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約８５％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約９０％、又はタイヤの完全な回転の少なくとも約９５％、又はタイヤの少なくとも完全な回転を覆う連続期間中に取り込まれる。
【００３９】
状況によっては、例えば、タイヤが他のタイヤによって前面又は側面に隠されている場合、及び／又はタイヤを隠す車両の構造物が存在する場合など、タイヤの外周の少なくとも５０％を撮像することができないことが理解される。所与の車両の場合、後車軸上のタイヤの全周を撮像可能するのには不十分であるが、依然としてタイヤ外周のかなりの割合を見ることができるような、いくつかの車軸間隔が存在し得る。しかしながら、非常に緊密に結合されたタイヤ（例えば、それぞれが双子タイヤを有する３つの近接車軸を有するトレーラ）では、タイヤ間の間隙が、影又は撮像装置の何れか、例えば、中央車軸上のタイヤの視線を許容するには不十分である点がある。外側のタイヤは、内側のタイヤの影投射のカメラの視野を常に不明瞭にするか、又はその逆である。そのような状況では、撮像することができるタイヤ円周の量は、１０％又はそれ以下の低さであり得る。この場合、本発明の方法は、あまり不明瞭でない車両上の他のタイヤにのみ適用可能である。本発明の方法及び装置は、車両のタイヤの一つ以上が十分又は全く撮像できない場合でも、特定の車両のタイヤが十分又は全く撮像できない場合でも、タイヤの十分な画像を依然として取り込むことができる。
【００４０】
タイヤのより少ない完全な回転をカバーする連続的な期間に外周の異なる部分の画像が取り込まれる実施形態では、画像はタイヤの全周の一部のみを覆う。画像は、タイヤの回転のその部分の間にタイヤの外周の全体の部分を覆い、画像が重複することがある。代替的な配置では、画像は、タイヤの外周のその部分の外面の円周方向に離間した部分に関して存在することができ、その結果、タイヤの外面の外周のその部分の周りに不連続な一連の画像が存在する。そのような配置では、それらの間の画像は、好ましくは、タイヤの外周のその部分の少なくとも約５０％、又はタイヤ外周のその部分の少なくとも約５５％、又はタイヤ外周のその部分の少なくとも約６０％、又はタイヤ外周のその部分の少なくとも約６５％、又はタイヤ外周のその部分の少なくとも約７０％、又はタイヤ外周のその部分の少なくとも約７５％、又はタイヤ外周のその部分の少なくとも約８０％、又はタイヤ外周のその部分の少なくとも約８５％、又はタイヤ外周のその部分の少なくとも約９０％、又はタイヤ外周のその部分の少なくとも約９５％を覆うことが好ましい。
【００４１】
各画像がタイヤの外周の異なる部分に関するものであると言われる場合、これは、２つの画像が非常に迅速に連続して撮影され得る可能性を排除するものではないため、実際には、タイヤの略同じ部分に関するものである。
【００４２】
タイヤの外面の外周の一部の画像を参照する場合、これはタイヤの外面の全幅が撮像され、及び／又はトレッド深度の指標が、タイヤの外面の全幅に対して設けられていることを意味するものではない。しかし、それは本発明の好ましい実施形態の特徴である。別の実施形態では、タイヤの外面の幅の一部のみが撮像される及び／又はトレッド深度の表示は、タイヤの外面の幅の一部のみに関して提供される。タイヤベースの外面の幅のこの部分は、車両が移動しているベースと接触するタイヤの外面のパーセンテージとすることができる。これは、任意の関連する法律によって確立されたパーセンテージ以上である可能性がある。例えば、英国では、トレッドの中央７５％に亘って特定の最小トレッド深度がなければならない。したがって、例えば、撮像され解析される幅は、ベースと接触するトレッドの少なくとも約中央７５％、又はトレッドの少なくとも約中央８０％、又はトレッドの少なくとも約中央８５％、トレッドの少なくとも約中央９０％、又はトレッドの少なくとも約中央９５％であってもよい。言い換えれば、撮像され解析される幅は、少なくともベースとの接触に使用されるタイヤの外面の約中央７５％、又はベースとの接触に使用されるタイヤの外面の少なくとも約中央８０％、ベースとの接触に使用されるタイヤの外面の少なくとも約中央８５％、又はベースとの接触に使用されるタイヤの外面の少なくとも約中央９０％、又はベースとの接触に使用されるタイヤの外面の少なくとも約中央９５％であってもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態では、タイヤの外周に十分な被覆が存在することを保証するために、２つ以上の撮像装置が存在し得る。例えば、対向するタイヤの前方に面するトレッド面の画像を取り込むように配置された１つの撮像装置と、第２撮像装置から離れて移動する間に、同じ又は別のタイヤの後方に面するトレッド面の画像を取り込むように反対方向を指し示すように配置された第２撮像装置が存在してもよい。タイヤの後部の画像を取り込むためのものと、タイヤの前部の画像を取り込むものの２つの撮像装置がある場合、例えば、後部カメラによって取り込まれたタイヤ部分の画像が、前部カメラによって取り込まれた部分の画像と交互配置されることにより、２つの一連の画像を一緒に使用することができ、後部カメラによって取り込まれたタイヤの部分は、前部カメラによって取り込まれたタイヤの部分とは異なる。
【００４４】
これに加えて又はこれに代えて、一方の撮像装置が車両の移動経路の第１部分に画像を取り込み、もう一方の撮像装置が車両の移動経路の第２部分に画像を取り込むことができるように、同じ方向に面する長手方向に間隔を置かれた撮像装置があってもよい。
【００４５】
いくつかの実施形態では、画像は、切れ目、平坦な斑点及び膨らみなど、タイヤの外面上のトレッドの欠陥を検出するために使用される。これは、手動検査によって、又はデータ処理装置を使用して行うことができる。追加的又は代替的に、画像は、タイヤの２つの側壁の部分を備えることができ、タイヤの外面の何れかの側で、それはベースと接触している。次いで、この画像を使用して、タイヤの側壁の欠陥（例えば、切れ目や膨らみ）を検出することができる。再度、これは、手動検査又はデータ処理装置を使用して行うことができる。
【００４６】
本発明によれば、フラッシュ装置は、タイヤのトレッド間隙に影を形成することができるように、前記移動経路の一方の側に対して鋭角に変位される。フラッシュ装置は、移動経路の何れかの側に変位することができる。撮像装置は、さらに、前記移動経路の一方の側に対して鋭角に変位されてもよい。この場合、撮像装置は、フラッシュ装置のような移動経路の同じ側に、又は移動経路の他の側に変位されてもよい。また、撮像装置が移動経路に沿って対面することも可能である。この場合、タイヤは通常、タイヤが頭上を通過したときに損傷を受けないように、例えば、透明プレートの下又はプリズムの下にバネ装填又は、搭載され得る撮像装置上を駆動する。
【００４７】
いくつかの実施形態では、例えば、膨らみを検出するために、タイヤの側壁の部分の画像を取り込むために補助撮像装置が使用される。補助撮像装置に補助フラッシュ装置を設けることは可能であるが、この装置と一連のフラッシュ装置の両方が同時に動作する場合、その配置は、本発明を実施するために必要とされる影を除去又は減少させるような方法で互いに干渉しないようにすべきである。
【００４８】
いくつかの実施形態では、タイヤの外面の何れかの側に２つの補助撮像装置が使用される。次いで、この画像を使用して、タイヤの側壁の欠陥を検出することができる。再度、これは、手動検査又はデータ処理装置を使用して行うことができる。
【００４９】
好ましい配置では、撮像装置は、タイヤが移動しているベースに隣接するタイヤの一部を目標にするように配置され、そのベースからある距離だけ上方に延びている。これは、車体構造の一部又は泥フラップなどの他のアイテムによる故障を避けるためである。
【００５０】
車両は、一方の側に複数のタイヤを有し、異なるタイヤの画像を同時に取り込むことができる複数の撮像装置を有することが可能である。これは、いくつかの重荷重車両のように、接近した間隔のある車軸がある場合に役立つことができる。撮像装置は、それぞれがタイヤの円周の一部を覆うように長手方向に離間させることができる。タイヤ円周が約２ｍの自動車では、１台のカメラで十分である。タイヤ円周が約４ｍのバスの場合、２台のカメラで十分である。おそらく約６ｍのタイヤ円周を有するＨＧＶの場合、より多くのカメラが必要とされ得る。一部のカメラは、前方に向けられ、他方のカメラは、後方に向けられ得る。
【００５１】
さらに、複数の車輪と密接に離間した車軸がある場合、部分的に不明瞭なタイヤの画像を取り込めるように配置された少なくとも１つのカメラの追加の配置を有する必要がある。
【００５２】
好ましい配置では、車両の両側のタイヤを同時に検査することができる。したがって、好ましくは、車両の一方の側の車輪を撮像するために、撮像装置及びフラッシュ装置の配置、又はその複数の配置は、例えば鏡映されている車両の他方の側で繰り返される。
【００５３】
車両の一方の側のタイヤに関して上述した全ての特徴は、車両の反対側のタイヤにも等しく適用可能である。
【００５４】
場合によっては、１つの車軸が車両の一方の側に２つの車輪を有し、車両の他方の側に２つの車輪を有することができる。この場合、１対の外輪が対の内輪を塞ぐことがある。このような配置に対処するために、それは、外輪の画像を取り込むためのフラッシュ装置と撮像装置の第１配置と、内輪の画像を取り込むフラッシュ装置と撮像装置の第２配置とを有することが望ましい。再び、これは車両の両側に複製することができる。２つのタイヤが車軸上に互いに隣接して取り付けられている場合、タイヤの対向する側壁を少なくとも完全には撮像することができないことがある。
【００５５】
いくつかの実施形態では、撮像装置及び一連のフラッシュ装置は、車輪／タイヤの移動経路の反対側にあり、すなわち、撮像装置及び一連のフラッシュ装置のうちの一方は、車輪／タイヤの移動経路の一方の側、他方は移動経路の他方の側に位置する。したがって、撮像装置を車両と一直線上に配置する間に、フラッシュ装置は、車両を超えて一方の側に配置することができ又は、逆の配置を用いることもできる。車両の両側のタイヤを同時に解析すると、車両の反対側に配置を再現することができる。好適な一つの配置では、車両の両側のタイヤが解析され、２つの撮像装置が車両の輪郭内の位置に設けられ、一方、フラッシュ装置は、車両の輪郭の外側の側面に設けられている。あるいは、撮像装置は、車両の輪郭の外側の側面に設けられてもよく、一方、フラッシュ装置は、車両の輪郭内の位置に設けられてもよい。
【００５６】
本発明の実施形態では、タイヤに当たる光の角度が影の量に影響を及ぼす。照明の経路がタイヤの表面に垂直に近い場合、影投射がほとんど又は全くなく、トレッド間隙全体が照明される。光がタイヤの表面全体を照明すると、完全なトレッドの間隙は暗闇になる。
【００５７】
光がトレッド間隙に対して適切な角度で延びる場合、トレッド間隙の側面の下方に延びて、そしてトレッド間隙のベースを横切って延びる影が投射される。トレッド間隙が深くなればなるほど、トレッド間隙の側面の下方の影の範囲が長くなり、トレッド間隙のベースを横切って側壁のベースから離れて影の範囲が長くなる。トレッド間隙の側面下方の影の長さを解析することができる。追加的又は代替的に、トレッド間隙のベースを横切る影の範囲を解析することができる。
【００５８】
トレッド深度の数値的な測定値を提供することができる。追加的又は代替的に、トレッド深度が最小深度要件に適合するかどうかについての指示を提供することができる。
【００５９】
本発明のいくつかの実施形態では、画像の解析により、車輪とタイヤの組み合わせの位置が決定され、次に車輪の中心が決定される。これは、次いで、距離と角度を計算するための基礎となり得る。本発明を実施する際には、撮像装置からのタイヤまでの距離が連続的に変化していることに留意しなければならず、その結果、画像のスケールが変化し、影の実際の長さを計算するときにこれを考慮する必要がある。これは、各画像内に、車輪の直径又は半径、又はタイヤの直径又は半径などのスケールを設定するために評価することができる既知のサイズのアイテムが存在することによって行うことができ、車輪の中心を特定することは、これで支援する。タイヤ又は車輪の寸法は、事前に分かっていてもよく、例えば、アイテムの寸法を、カメラからの既知の距離に取り付けられたスケール、アイテム、及び画像に現れるスケールと比較することによって決定することができる。したがって、広義には、スケーリング係数は、各画像に存在する既知の実際のサイズのアイテムを基準にすることによって適用される。アイテムは、車輪の少なくとも一部であってもよい。車輪の寸法は既知であり、記憶されてもよい。あるいは、車輪の寸法が測定される。車輪の寸法は、車輪を有する画像に現れるスケールに対して測定することができ、車輪とスケールは画像装置から同じ距離にある。
【００６０】
代替的な配置は、既知の寸法を有するアイテムが撮像装置から既知の距離に配置される較正ステップを使用することである。アイテムは、それにマークが付いているチャートであり得る。この既知の距離のチャート又は他のアイテムの画像を見ることによって、例えば、特定の方向の画像ピクセルの数を実際の距離に関連付けるスケーリング係数を適用することができる。実際には、撮像装置からの既知の距離は、一連の画像の開始をトリガする装置と同じ距離にある。したがって、第１画像の時点におけるタイヤの撮像装置からの距離が分かる。
【００６１】
撮像装置が移動経路から横方向に変位する場合、幾何学的計算を実行して、次の画像のためのタイヤまでの距離を決定することができる。移動経路に対する撮像装置の角度は固定されている。車両が移動経路に沿って移動するにつれて、タイヤ又は車輪のような車両上のアイテムの位置は、撮像装置の視野を横切ってシフトする。較正ステップ又は他の手段によって、視野を横切るアイテムのシフト量（例えば、ピクセルで測定）は、移動経路に沿って移動した距離に関連し得る。したがって、幾何学的計算を使用して、適切な較正が行われていれば、画像を検査するだけでタイヤまでの距離を計算することが可能である。
【００６２】
また、カメラは移動している車両の側に変位して、配置の幾何学形状によって引き起こされる歪みを考慮する必要がある。カメラはタイヤ上で上向きに傾斜していてもよいが、その経路はタイヤの表面に対して垂直でなくてもよい。タイヤは曲面を有し、曲率はタイヤ半径に依存する。
【００６３】
いくつかの実施形態では、一般的な手順は以下のステップを備える。
１）既知の形状のタイヤと撮像装置との間の距離を測定する。
２）上記のようにフラッシュ装置を連続的に動作しながら、画像を取り込む。
３）画像をフィルタリングして、照明の変化を排除しようとする。
４）画像をフィルタリングして、他の暗い領域とは対照的に有効な溝の影を検出しようとする。
５）影値を統合する。
６）実際の影サイズに変換する。
７）影サイズからトレッド深度を計算する。
【００６４】
本発明のいくつかの実施形態では、車両は約３０キロメートル毎時（１時間当たり約１８，６マイル、又はより一般的には約２０マイル／時まで）で走行することができ、好ましい速度は約１０ｋｐｈまで（約６．２ｍｐｈ以上、より一般的には約５ｍｐｈまで）又は、約１５ｋｐｈまで（９．３マイル以上、一般的には約１０マイルまで）、又は約２５ｋｐｈまで（１５．５ｍｐｈ以上、より一般的には約１５ｍｐｈまで）で走行できる。いくつかの実施形態では、車両は、少なくとも約８〜１０ｋｐｈ（約５〜６マイル）の速度で走行しなければならない。
【００６５】
本発明のいくつかの実施形態では、センサが車両の存在を検出し、撮像装置（複数可）及びフラッシュ装置（複数可）の動作をトリガする。車速を検出するための１つ又は複数のセンサが存在してもよく、又は画像が車速を計算するために検査されてもよい。
【００６６】
本発明のいくつかの実施形態では、自動車又はバンなどの典型的なより小さい車両は、本発明によるトレッド深度システムを約１から４．５メートル／秒（又は約２から１０マイル／時）の速度で通過し、各フラッシュ装置は、システムを通って１メートルの自動車の経路を照明する必要があるので、各フラッシュ装置が起動している時間は、０．１秒〜１秒である。ほぼ全ての車が約１．５〜２．５ｍ離れて設定された２つの車軸を有するので、それぞれが１ｍの自動車の経路をカバーするようにフラッシュ装置が配置されている場合、フラッシュ装置が起動している２つの間で、フラッシュ装置が停止される１ｍゾーンが常に存在する。典型的なシステムでは、フラッシュ装置は、毎秒約１５〜２５回フラッシュするか、約１５〜２０回フラッシュすることができる。フラッシュ装置は、毎秒約１５〜２５回フラッシュし、次いで、１秒間再充電し、その後、さらに約１５〜２０回フラッシュすることができる。自動車がシステムを使用するためにキューイングしている場合、次のクルマが最初の１秒後にシステムに入る可能性があるが、これは１秒オンタイミング、１秒オフタイミングを維持する。車速が上昇するにつれて、再充電時間が短くなるが（車両がより少ない時間で１ｍの停止ゾーンを横切るため）、同時に、フラッシュが発射される必要がある回数が減少するので、必要な再充電速度は変わらない。
【００６７】
バスの場合、速度範囲は似ているが、車軸はさらに離れているので、再充電時間は長くなる。したがって、システムは最悪の場合、すなわち自動車の周りで指定される。
【００６８】
このような配置は、大型トラック、すなわち重荷重車両（ＨＧＶ）のトレッド深度を測定するのには適切ではない可能性があり、なぜならこれらの車両がシステムを横切る可能性がある低速（典型的には約１メートル／秒（又は約２マイル／時）未満）は、より多くのフラッシュのバーストを必要とし、これはフラッシュ装置の能力を超えている可能性があるからである。システムは、何れの事象でもＨＧＶ用に再構成する必要があり、なぜなら、速度が遅いということは、システムは、各々が走行している各車輪の２００以上の画像を取り込むことができることを意味し、車輪はそれぞれの間に非常に小さな距離しか移動しない。この大量の画像が占有する記憶容量の問題とは別に、処理時間も長くかかるため、システムが応答しなくなる。これらの問題は、撮像装置とフラッシュ装置がトリガされる予め設定された速度を低下させるか、システムに入る前に車両の速度を測定したり（例えば、追加の車輪センサを使用して）、車両の速度に合わせて動的にフレームレートを調整したりして、克服できる。これらのオプションの何れかが実装されている場合、フラッシュバーストサイズはサポートするように設計された最大値よりも小さくなるため、次いで、このフラッシュ装置はＨＧＶ用のシステムで動作する。撮像装置は、フラッシュが発射される速度の２倍で画像を取得する必要があるが、これらのタイプの車両の速度が一層遅いということは、動的フレームレートが実装されていても実際のカメラフレームレートを過剰にする必要がないことを意味する。
【００６９】
したがって、速度感知システムが車両の速度を感知する本発明のいくつかの実施形態では、フラッシュがフラッシュ装置によって発せられる速度、及び画像が撮像装置によって取り込まれる速度は、車両の速度に応じて変化する。いくつかの実施形態では、フラッシュがフラッシュ装置によって発せられる速度と、画像が撮像装置によって取り込まれる速度は、車両の速度が所定の速度よりも低い場合は第１値であり、車両の速度が所定の速度以上である場合にはより高い第２値となる。いくつかの実施形態では、フラッシュがフラッシュ装置によって発せられる速度、及び画像が撮像装置によって取り込まれる速度は、車両の速度に直接関係する。
【００７０】
本発明のいくつかの実施形態では、車両の特性が決定され、それに応じて画像が取り込まれる前にシステムのパラメータが選択される。車両の特性は、例えば、車輪／タイヤのサイズ及び／又は車軸の数及び／又は車軸間隔であり得る。それに加えて、あるいは、車両の速度を決定することができ、したがって、画像が取り込まれる前にシステムのパラメータが選択される。システムのパラメータは、例えば、フラッシュ装置が起動される時間の長さ、起動間にフラッシュ装置が停止される時間の長さ、起動時にフラッシュ装置によって生成される毎秒のフラッシュの数、撮像装置のフレームレートの何れか又は全てを備えることができて、隣接部のフラッシュが位相からずれているかどうかを判定し、フラッシュ装置が同時に起動されると同時にフラッシュが発生しないようにする。
【００７１】
配置は、ある種の車両では、システムによって使用される方法が本発明の第１態様によるものである一方、他のタイプの車両では、隣接するフラッシュ装置によって生成されたフラッシュが位相からずれることなく、フラッシュ装置の車両の連続的な起動及び停止が適切である。
【００７２】
車両自体の物理的特性が決定される場合、システムは適切な動作モードを選択することができる。例えば、システムを担当する人員によるユーザの介入により、適切な動作モードを選択することができる。車両の速度が決定される場合、システムのモードが一方のモードから他方のモードに変化する所定の速度があり得る。システムのパラメータは、速度に応じてパラメータが連続的に又は段階的に変化するように、動的に変化させることができる。
【００７３】
検出された車両の速度に応じて撮像装置のフレームレートを変更することは、ＷＯ２００５／０５９４５７のシステムの開示にも適用可能である。
【００７４】
したがって、別の態様から見ると、本発明は、車両が移動しており、タイヤが回転して移動経路に沿って長手方向に移動する間に、車両に取り付けられた車輪上のタイヤの状態を評価する方法を提供し、タイヤの外周は、トレッド間隙によって分離されたトレッド部を有し、本方法は、タイヤが回転する間にタイヤの外周の複数の異なる部分の画像を取り込むために撮像装置を使用することを含み、光源が起動されタイヤの外周の部分を照明する間に、画像は取り込まれ、画像を解析してトレッド間隙の深度を決定し、
【００７５】
一連の複数の光源は、タイヤの移動経路の一方の側に配置され、各光源は非コリメート光の点光源として働き、鋭角で光をタイヤの移動経路に導く。複数の光源は、長手方向に互いに間隔を置いて配置され、
【００７６】
制御システムは、タイヤが前記移動経路に沿って移動する間に光源を連続的に起動させるように構成され、その結果、画像がタイヤの外周部分の撮像装置によって取り込まれているときに、一連の前記光源のうちの１つだけが、タイヤの外周の一部を照明し、
【００７７】
光源が起動してタイヤの外周部の一部を照明すると、光源は、トレッド部間のトレッド間隙に影を投射させ、撮像装置は、タイヤの外周の照明された部分の少なくとも一部の画像を取り込むように動作され、画像は、トレッド間隙内の影の範囲を決定して、トレッド間隙の深度の指標を提供するデータ処理装置によって解析され、
【００７８】
車両の速度を検出し、検出された車両の速度に応じて撮像装置が画像を取り込むフレームレートを調整することを特徴とする。
【００７９】
本発明のこの第２態様のいくつかの実施形態では、撮像装置が画像を取り込む速度は、検出された車両速度に応じて動的に変化する。
【００８０】
本発明のこの第２態様のいくつかの実施形態では、各光源はフラッシュ装置であり、フラッシュ装置が起動されると、フラッシュ装置は一連のフラッシュ光を放射し、検出された車両の速度に応じて撮像装置のフレームレートが調整されるとともに、フラッシュ装置が放射するフラッシュ光のフラッシュ速度も、検出された車両の速度に応じて調整される。
【００８１】
上述したように、タイヤの側壁を撮像するために補助撮像装置を設けることができる。したがって、一組の好ましい実施形態では、本方法は、タイヤが回転する間にタイヤの側壁の複数の異なる部分の画像を取り込むために、複数の長手方向に間隔を置かれた側壁撮像装置を用いてタイヤの側壁の少なくとも一部を撮像することを含み、長手方向に間隔を置かれた側部フラッシュ装置を起動させてタイヤの側壁の一部を照明する間に画像は取り込まれ、側部フラッシュ装置は、タイヤの移動経路の一方の側に配置され、長手方向の移動経路に対して鋭角でタイヤの側壁上に光を向けて、各側部フラッシュ装置は、側部フラッシュ装置が起動されたときに一連のフラッシュ光を発生させ、一連の各フラッシュ光は、一連の次のフラッシュ光から間隔をおいて分離される。
【００８２】
これは新規で独創的であり、さらなる態様から見ると、本発明は、車両が移動して、タイヤが回転して移動経路に沿って長手方向に移動する間に車両に取り付けられた車輪上のタイヤの側壁の少なくとも一部を撮像する方法を提供し、本方法は、タイヤが回転している間にタイヤの側壁の複数の異なる部分の画像を取り込むために複数の長手方向に間隔を置かれた側壁撮像装置を使用することを含み、長手方向に間隔を置かれた側部フラッシュ装置を起動させてタイヤの側壁の一部を照明する間に画像は取り込まれ、側部フラッシュ装置は、タイヤの移動経路の一方の側に配置され、長手方向の移動経路に対して鋭角で側壁に光を向けて、各側部フラッシュ装置は、側部フラッシュ装置が起動されたときに一連のフラッシュ光を発生させ、一連の各フラッシュ光は、一連の次のフラッシュ光から間隔をおいて分離される。
【００８３】
側部フラッシュ装置が長手方向に間隔を置いていると言われるとき、これは側部フラッシュ装置の全てが、タイヤの移動経路に平行な線上にあることを意味するものではないが、いくつかの実施形態では、側部フラッシュ装置は、そのような線上に、又はタイヤの移動経路に略平行な線上に位置する。しかし、側部フラッシュ装置は、平行方向に対していくらか傾斜した線上に位置してもよく、又は、側部フラッシュ装置が線上に全く位置しなくてもよい。一連のフラッシュ装置は、均等に間隔を置かれていてもよいし、又は、略均等に間隔を置かれていてもよいし、あるいは、間隔が変化していてもよい。側部フラッシュ装置は、グループ分けされてもよく、例えば、それにしたがって、側壁撮像装置は、側部フラッシュ装置が照明する位置を撮像する。
【００８４】
同様に、側壁撮像装置が長手方向に離間されていると言われるとき、これは、側壁撮像装置の全てがタイヤの移動経路に平行な線上にあることを意味するものではないが、好ましい実施形態では、側壁撮像装置は、そのような線上にあるか、タイヤの移動経路に略平行な線上にある。しかし、側壁撮像装置は、平行方向に対して幾分傾斜した線上に位置してもよく、又は、側壁撮像装置がまったく線上になくてもよい。
【００８５】
画像が側壁の異なる部分に取り込まれると述べられている場合、これは必ずしも側壁全体を覆う連続した一連の画像が存在することを意味するものではなく、これはいくつかの好ましい実施形態の特徴であるが、これらの実施形態では、側壁略全体を覆う連続シリーズを提供するのに十分な画像が存在する。画像は、側壁の重複部分であってもよい。あるいは、画像は、タイヤの側壁の周りに不連続な一連の画像が存在するように、側壁の円周方向に離間した部分に関してあってもよい。さらに、各画像が側壁の異なる部分に関するものと言われる場合、これは、２つの画像が非常に迅速に連続して撮影される可能性を排除するものではないので、実際には、それらは側壁の略同じ部分に関するものである。
【００８６】
側部フラッシュ装置が起動され、側壁の一部を照明する間に画像が取り込まれと述べられている場合、フラッシュ装置からのフラッシュ光が側壁を照明している間に、画像が取り込まれることを意味することが理解される。
【００８７】
以下のパラグラフは、本発明のこの態様のいくつかの好ましい特徴を示しているが、これらの特徴は、本発明の任意の他の態様の実施形態の特徴であってもよく、前記実施形態は、側壁撮像を組み込んでいる。さらに、本発明の他の態様を参照して上述した特徴は、本発明のこの態様の特徴であってもよい。上述したフラッシュ装置の特徴は、また、側部フラッシュ装置の特徴であってもよい。さらに、上述した撮像装置の特徴は、側壁撮像装置の特徴であってもよい。
【００８８】
いくつかの実施形態では、側壁の画像を使用して側壁の損傷を評価する。例えば、画像は、膨らみ、亀裂、ビード亀裂、側壁摩耗インジケータからの亀裂、バーストジッパー、リトレッド故障などの存在を識別するために使用されてもよい。タイヤの側壁は、トレッドが依然として許容可能な状態にある間に損傷を受ける可能性があることが理解される。したがって、タイヤのトレッドの状態に加えて、又はタイヤのトレッドの状態とは独立して、タイヤの側壁の状態を確認することが有用である。
【００８９】
いくつかの実施形態では、側壁の画像を使用して、タイヤ側壁のエンボスマークを読み取ることができる。エンボスマークは、テキストと、数字と、ロゴと、記号と、絵文字と、及び他の任意の情報の視覚的表現と、を備えることができる。エンボス情報を読み取ることは、エンボスマークからデータを取得する任意の方法を備えることができる。例えば、光学式文字認識（ＯＣＲ）を実行してマークを電子データ、例えば、ＡＳＣＩＩテキストに変換することを含むことができる。別の例として、それは、画像認識を使用してマーク（例えば、ロゴ又は絵文字）を識別することを含むことができる。
【００９０】
タイヤのより良い分解能の画像が得られ、タイヤの各部分が、フラッシュ光によって最適に点灯され得るように、タイヤの複数の個別部分を撮像することが有益であり（例えば、タイヤ全体の単一の画像をとるのではなく）、明確に定義された影が、エンボステキストをより容易に読み取り、側壁の損傷をよりはっきりと見えるようにすることができるようにするために、タイヤの各部分は、フラッシュ光によって最適に点灯されてもよい。
【００９１】
いくつかの実施形態では、本方法は、側壁の損傷を評価すること、タイヤの側壁からエンボスマークを読み取ること、との両方を含むことができることが理解される。これらの各目的のために別々の画像が撮影されてもよいし、損傷評価とエンボスマークの読み取りの両方に同じ画像が使用されてもよい。好ましくは、画像は、側壁の損傷を識別し、及び／又は画像から側壁のエンボスマークを読み取るデータ処理装置によって解析される。
【００９２】
側部フラッシュ装置は、好ましくは、タイヤに当たる側部フラッシュ装置からの光が損傷及び／又はエンボスマークによって影を投射し、画像内の相対明度及び相対的暗度のコントラスト領域を生成するように配置される。損傷の検出及び／又はエンボスマークの読み取りは、画像のコントラストのある明領域と暗領域とを区別することによって、損傷及び／又はエンボスマークを識別できる画像解析ソフトウェアによって実行することができる。
【００９３】
側部フラッシュ装置からの光は、コニカルリフレクタを使用して側壁に向けられてもよい。いくつかの好ましい実施形態では、光を側壁に向けるために放物面リフレクタが使用される。撮像される領域にわたって明るく均一な照明を提供することが望ましい。いくつかの実施形態では、撮像される領域は、側壁撮像装置に対して約４５°の角度で約６００ｍｍの幅及び３００ｍｍの高さである。１つの例示的な実施形態では、リフレクタの焦点に水平フラッシュチューブを備える、平坦な鏡面を有する分割された放物面鏡が使用される。これは、ビームの左右で次第に先細りになる側部フラッシュ装置の前に、明るく短い幅広ビームを投射する。撮像される領域の遠端にビームの中間（すなわち、最も明るい）部分を向けることによって、これは、側壁撮像装置の視野にわたる光強度のバランスをとるのに役立つ。側壁の光の入射角は、画像内の検出のために影を最適化するように選択することができる。入射角は、車両の長手方向の移動経路と光の伝搬方向との間の角度を指す。コリメートされた光ビームの場合の伝搬方向は、コリメートされたビームの方向を指す。光がコリメートされていない場合、例えば、コニカルビームで発散する場合、光の方向は、ビーム方向の中央部分の一般的な方向を指し、例えば、これは光ビームの対称軸であってもよい。いくつかの実施形態では、例えば、コニカルリフレクタを使用する実施形態では、光の入射角は、好ましくは３０°〜５０°、より好ましくは３５°〜４５°、最も好ましくは約４０°である。いくつかの他の実施形態では、例えば、放物面リフレクタを使用する実施形態では、光の入射角は、好ましくは２０°〜５０°、より好ましくは３０°〜４０°、最も好ましくは約３５°である。いくつかの実施形態では、光の入射角は約４５°である。
【００９４】
側壁撮像装置は、好ましくは、各側壁撮像装置がタイヤ上の同じ位置を撮像するように配置される。好ましい実施形態では、側壁撮像装置は、タイヤ側壁の上部領域、例えば、側壁の上半分を撮像するように配置される。しかし、側壁撮像装置は、タイヤ側壁上の任意の位置を撮像するように配置することができる。車両が各側壁撮像装置を通過するとき、タイヤは回転して、側壁面の異なる部分が各側壁撮像装置の撮像位置に移動できるようになることが理解される。側壁撮像装置は、地面に（すなわち、車両が走行する表面の高さに）配置されてもよい。側壁撮像装置は、撮像される側壁部分の高さにほぼ位置することができる。側壁撮像装置は、撮像領域に対向するように（例えば、タイヤ回転軸に平行に、撮像領域と一直線で）指向することができる。側壁撮像装置は、タイヤ回転軸に対してある角度（例えば、それらが地面に又は地面に近接して配置されている場合には、垂直に対して４５°上方に傾斜している）であってもよい。
【００９５】
側壁撮像装置は、好ましくは、撮像された部分が、共に側壁の全て又は略全てを覆うように間隔を置かれる。タイヤが走行して、側壁の特定の部分を撮像装置の視野に持っていく距離は、タイヤの円周（したがって直径）に依存することが理解される。したがって、側壁撮像装置の位置は、装置が測定しようとしている車両の車輪のサイズに応じて選択することができる。しかしながら、好ましい実施形態では、側壁撮像装置は、広い範囲のタイヤサイズが収容されるのに十分広い視野を有する。異なる側壁撮像装置によって撮像される部分が重複する可能性があり、重複範囲は、タイヤのサイズによって変化する可能性があることが理解される。
【００９６】
いくつかの実施形態では、２つの側壁撮像装置が、例えば、各側壁撮像装置がタイヤ側壁の上半分を撮像する実施形態では、車両の各側部で使用される。そのような実施形態では、側壁撮像装置は、それらの間の距離が約１８０°のタイヤの回転に対応するように間隔を空けてもよい。
【００９７】
しかし、いくつかの実施形態では、２つ以上の側壁撮像装置を使用することができる。例えば、３つ、４つ、５つ、６つ、又は６つ以上を使用することができる。大幅に異なるサイズの車輪が測定される実施形態では、より多くの数の側壁撮像装置を使用することが特に有益であり得る。例えば、大きな車輪は、小さな車輪よりも一回の回転でより大きな距離を移動するので、非常に大きな車輪の側壁全体を取り込むためには、より遠くに広がるより多くの画像装置が必要になることがある。
【００９８】
好ましくは、各側壁撮像装置は、タイヤが通って転がるにつれて、側壁の複数の画像を撮る。タイヤのサイズに応じて、複数の画像を使用することによって、各側壁撮像装置は、タイヤ側壁の主要セクタを取り込むことができる。
【００９９】
いくつかの実施形態では、側壁撮像装置ごとに１つのフラッシュ装置が使用される。放物面リフレクタを有するフラッシュ装置は、これに特に適している。このような実施形態では、１つのフラッシュ装置は、タイヤが通って転がるにつれて、側壁撮像装置の視野内にあるタイヤの部分を完全に照明するのに十分な照明を提供することができる。
【０１００】
他の実施形態では、１つ以上のフラッシュ装置が側壁撮像装置ごとに使用される。例えば、側壁撮像装置ごとに２つのフラッシュ装置を使用することができる。これは、例えば、特定のタイプのフラッシュ装置が、単一の側壁撮像装置の視野内でタイヤによって走行された全距離にわたって十分な照明を提供することができないような実施形態において使用されてもよく、したがって、２つのフラッシュ装置を使用することができ、これを達成するために協働する。
【０１０１】
フラッシュ装置がより明るい領域を有するビーム、例えば、コニカルビームを提供する場合、ビームの最も明るい部分が側壁の最も遠い部分に向けられるようにフラッシュ装置の角度を付けることができる。これは、距離とともに発散するビームの減少した強度を補正することにより、より均一な照明を提供するのに役立つ。
【０１０２】
車両上の複数の（例えば、それぞれの）タイヤの側壁を撮像する、例えば車両の各タイヤの損傷をチェックすることが可能であることが望ましいことが理解される。したがって、いくつかの実施形態では、本方法は、各タイヤが側部フラッシュ装置及び側壁撮像装置を通過する際に、車両の１つ以上のタイヤに対して実行される。特に、接近している車軸を備えた車両の場合、隣接する側面フラッシュ装置が同時に起動され、２つのフラッシュ装置が同時に、側壁の領域を照明する重複照明領域を生成できることが理解される。本発明によるトレッド深度測定の場合のように、これは容易に撮像できる明確に定義された影の形成を妨げる可能性があるため、一度に１つ以上のフラッシュによる撮像領域の照明を防止することが望ましい。
【０１０３】
したがって、好ましい実施形態では、同時に起動され、タイヤの側壁の重複領域を照明する任意の側部フラッシュ装置について、側部フラッシュ装置からの光のそれぞれの一連のフラッシュ光は位相がずれていて、その結果、一方のフラッシュ装置からのフラッシュ光は、他方又は互いのフラッシュ装置からのフラッシュ光の間に放射される。
【０１０４】
同様に、側壁撮像が上述のトレッド撮像と組み合わされる実施形態では、フラッシュ装置と同時に起動され、フラッシュ装置によって照明された部分と重複するタイヤ表面の領域を照明する任意の側部フラッシュ装置について、それぞれの一連のフラッシュ光は、好ましくは位相がずれ、その結果、側部フラッシュ装置からのフラッシュ光は、フラッシュ装置からのフラッシュ光の間の間隔で放射される。
【０１０５】
側部フラッシュ装置が互いに、及び／又は他方のフラッシュ装置と位相がずれている必要はないが、側部フラッシュ装置の位相がずれていると、レンズのフレアを低減し、タイヤの隔離及び追跡を容易にすることができる。これは、特に、互いに接近している車軸を備えた車両の場合であってもよい。
【０１０６】
好ましい実施形態では、画像解析ソフトウェアを使用して画像を解析する。ソフトウェアを使用して、側壁の損傷を検出及び／又は評価することができる。好ましい実施形態では、画像解析ソフトウェアを使用して、側壁上のエンボスマークを読み取る。タイヤ及びその仕様に関する情報は、エンボスマークから決定され、例えば、タイヤサイズ、メーカー（例えば、ブランド）、製造業者、製造年月日、荷重、速度等を決定することができる。これは、タイヤに関する情報（例えば、ブランド、仕様、サイズなど）をトレッド深度及び／又はタイヤ空気圧を計算する際に、この情報を使用するアルゴリズムに提供することができるので、本方法をトレッド深度測定及び／又はタイヤ圧力測定と組み合わせる場合に特に有益である。エンボスマークを読み取って得られた情報は、側壁の欠陥及び／又はタイヤトレッドの欠陥の評価に関するアルゴリズムにおいても使用することができる。
【０１０７】
ソフトウェアベースの画像解析に加えて、又はそれに代えて、画像の視覚的批評は、人員、例えば、整備士又は車両のユーザ／所有者によって実行されてもよい。画像は、視覚的解析のために第三者（例えば、機械式ターク）に送信されてもよい。
【０１０８】
側壁、トレッド及び／又は車両の画像は、車両のユーザ／所有者、例えば、側壁撮像システムに隣接するキオスクで（例えば画面上又はプリントアウトとして）提供されてもよい。エンボスマークから得られたタイヤ情報はまた、現在設置されているタイヤのタイプ及びメーカーの基準として車両所有者／ユーザに提供されてもよい。例えば、どの地元企業が交換に必要なタイヤブランドを供給しているかを判断することによって、タイヤ情報はまた、交換用タイヤを購入することができるサプライヤ及び／又はサプライヤの場所を識別するために有益に使用することができる。
【０１０９】
フラッシュ装置を利用する本発明の任意の態様による方法の実施は、ＷＯ２０１５／０５９４５７に記載されているような装置によって実施することができるが、フラッシュ装置を光源とし、フラッシュ装置及び撮像装置（複数可）のためのタイミングパルスを生成する。
【０１１０】
したがって、別の態様から見ると、本発明は、車両が移動しており、タイヤが回転して移動経路に沿って長手方向に移動している間に、車両に取り付けられた車輪上のタイヤの状態を評価するシステムにまで及び、タイヤの外周はトレッド間隙によって分離されたトレッド部を有し、本システムは、
タイヤの移動経路の一方の側に配置され、トレッド部の間の前記トレッド間隙に影が投射するようにする光をタイヤの移動経路に対して鋭角に向ける長手方向に間隔を置かれたフラッシュ装置と、
タイヤが回転している間にタイヤの外周の複数の異なる部分の画像を取り込むように配置された撮像装置と、を備え、長手方向に間隔を置かれたフラッシュ装置が起動してタイヤの外周の部分を照明する間に、画像が取り込まれ、そして、
画像を解析し、トレッド間隙の影の範囲を決定して、トレッド間隙の深度の指標を提供するように配置されたデータ処理装置を備え、
各フラッシュ装置は、フラッシュ装置が起動されたときに一連のフラッシュ光を発生させ、一連の各フラッシュ光は、一連の次のフラッシュ光から間隔を置いて分離され、
同時に起動され、タイヤの外周の重複部分を照明する任意のフラッシュ装置に対して、それぞれの一連のフラッシュ光の位相がずれているので、一方のフラッシュ装置からのフラッシュ光が、他方又は互いのフラッシュ装置からのフラッシュ光の間に放射される。
【０１１１】
さらに別の態様から見ると、本発明は、車両が移動しており、タイヤが回転して移動経路に沿って長手方向に移動している間に、車両に取り付けられた車輪上のタイヤの状態を評価するためのシステムに及び、タイヤの外周はトレッド間隙によって分離されたトレッド部を有し、本システムは、
タイヤの移動経路の一方の側に配置された一連の複数の光源を備え、各光源は非コリメート光の点光源として働き、鋭角で光をタイヤの移動経路に導き、光源は、長手方向に互いに間隔を置いており、タイヤが回転している間にタイヤの外周の一部を照明するように起動し、光源は、影をトレッド部分の間のトレッド間隙に投射し、さらに、
タイヤが回転している間にタイヤの外周の照明された部分の少なくとも一部の画像を取り込むように配置された撮像装置と、
画像を解析し、トレッド間隙の深度の指標を提供するためにトレッド間隙内の影の範囲を決定するように配置されたデータ処理装置と、
タイヤが前記移動経路に沿って移動する間に、光源を連続的に起動させるように配置された制御システムと、を備え、その結果、画像がタイヤの外周部分の撮像装置によって取り込まれているときに、一連の前記光源のうちの１つだけがタイヤの外周の一部を照明し、
車両の速度を検出し、検出された車両の速度に応じて撮像装置が画像を取り込むフレームレートを調整することを特徴とする。
【０１１２】
さらに別の態様から見ると、本発明は、車両は移動しており、タイヤが回転し、移動経路に沿って長手方向に移動している間に、車両に取り付けられた車輪上のタイヤの側壁の少なくとも一部を撮像するためのシステムに及び、本システムは、
タイヤの移動経路の一方の側に配置され、長手方向の移動経路に対して鋭角で側壁に光を向ける長手方向に間隔を置かれた側部フラッシュ装置と、
タイヤが回転している間にタイヤの側壁の複数の異なる部分の画像を取り込むように配置された複数の長手方向に離間した側壁撮像装置と、を備え、長手方向に間隔を置かれた側部フラッシュ装置を起動させてタイヤの側壁の一部を照明する間に、画像が取り込まれ、各側部フラッシュ装置は、側部フラッシュ装置が起動されたときに一連のフラッシュ光を発生させ、一連の各フラッシュ光は、一連の次のフラッシュ光から間隔をおいて分離される。
【０１１３】
本発明の実施形態の何れかに関して上に説明した特徴の何れも、そのようなシステムに等しく適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
本発明のいくつかの実施形態を、添付の図面を参照して例として説明する。
【図１】本発明を実施するために使用されるシステムの一実施形態の図である。
【図２】撮像されているタイヤの側面図である。
【図３】撮像されているタイヤの前面図である。
【図４】車両タイヤの一部を示す。
【図５】影がどのように形成されるかを示す。
【図６】撮像装置を取り付けるための別の構成を示す。
【図７】距離測定システムを示す図である。
【図８】フラッシュ装置、撮像装置及びセンサの配置を詳細に示す。
【図９】２つのフラッシュ装置のシーケンスが起動及び停止されていることを示す。
【図１０】フラッシュ装置が起動されたときのフラッシュのタイミングを示す。
【図１１】重荷重車両（ＨＧＶ）で使用するためのシステムのレイアウトを示す。
【図１２】図１１に示すシステムを介して駆動されるＨＧＶを示す。
【図１３】本発明の態様による側壁撮像システムの一実施形態を示す。
【図１４】本発明の態様による側壁撮像システムの別の実施形態を示す。
【図１５】第１カメラを用いて得られたタイヤ側壁の部分の一連の画像を示す。
【図１６】第２カメラを使用して得られた、図１５のタイヤ側壁の異なる部分の一連の画像を示す。
【図１７】図１５及び図１６の２つの画像シリーズによって覆われるタイヤのそれぞれのセクタを示す。
【図１８】タイヤ側壁部分の画像からの画像解析によって推定されたタイヤ位置を示す。
【図１９】図１８に示されるタイヤ側壁部分の巻き戻された画像を示す。
【図２０】本発明による方法を使用して撮像されたタイヤの側壁上のエンボステキストの例を示す。
【図２１】エンボステキストを示す側壁の画像の別の例を示す。
【図２２】エンボステキストを有する側壁の画像のさらなる例を示す。
【図２３】側壁磨耗インジケータの領域に亀裂損傷を有する側壁の例示的な画像を示す。
【図２４】タイヤビードの領域における亀裂の損傷を示す例示的な画像を示す。
【図２５】リトレッド故障による損傷を有するタイヤ側壁の例示的な画像を示す。
【図２６】ジッパー破裂を示すタイヤ側壁の画像例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０１１５】
ここで、本発明の態様を実施するための装置を示す図面を参照すると、図１は、システムの第１実施形態を図式的に示す。トラック１は、２で示される１０個の車輪を有し、矢印Ａで示す方向に走行している。トラックの高さより下に位置するのは、デジタルスチールカメラ３，４の形の２つの撮像装置であり、それぞれ、トラックの左手側の車輪とトラックの右手側の鋭角に向けられている。第１一連のフラッシュ装置Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４は、トラックの左手側の外側の、トラックの移動経路に略平行に走る線に沿って長手方向に間隔を置いて配置されている。第２一連のフラッシュ装置Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７及びＦ８は、トラックの右手側の外側の、トラックの移動経路に略平行に走る線に沿って長手方向に間隔を置いて配置されている。各フラッシュ装置は、以下でより詳細に説明する２つのキセノンフラッシュチューブからなり、効果的に単一の光源として動作する。
【０１１６】
図２を参照すると、矢印Ａで示すようにベース６上を長手方向に移動する間に、車輪２には空気入りゴムタイヤ５が取り付けられ、矢印Ｂ方向に回転する。両方のカメラは、トラック１の車体構造の下のタイヤの領域７を撮像する。図２では、車両の右手側が図式的に示されており、カメラ４が示されている。反対側は対応する。図３は、カメラ３が画像を取り込む間に、フラッシュ装置Ｆ４がタイヤの領域７を照明するためにどのように使用されるかを示す左手側を図式的に示す。図３に示すＦ４のようなフラッシュ装置及び図３に示すカメラ３のようなカメラの動作は、データ処理部８によって制御され、カメラからの画像データも受け取り、データを操作してトレッド深度を計算することができる。他の画像データを画面９に表示することができる。
【０１１７】
図４は、間隙１１によって分離されたトレッド１０のブロックを有するタイヤ５の一部を示している。図５は、タイヤ５の表面がＦ１のようなフラッシュ装置によって照明されたときに、どのように影が形成されるかを示している。トレッド間隙１１の側面を下方に延びる影部分１２と、ベースを横切って途中まで延びる影部分１３とがある。トレッド間隙１１の深度が小さくなるにつれて、タイヤの摩耗と共に、両方の影がより短くなる。
【０１１８】
車輪が回転すると、タイヤの表面の異なる部分が連続的に視野カメラ３，４に入る。フラッシュ装置は、データ処理部８の制御下で動作する。データ処理部は、本発明による方法によって必要とされる機能を実行するために、一緒にリンクされた多数の別個の装置を備えることが理解される。
【０１１９】
図６は、図２と同様の代替的な配置を示しており、カメラ４が表面６の下に窪んでいる。カメラは、強化ガラスなどの窓１４によって覆われ得ているので、頭上を通過する車輪又はタイヤによって損傷されることはない。
【０１２０】
図７は、対象物Ｏの距離を検出するためのシステムを示す。観測面ＯＰは、タイヤの移動経路Ｂに対して鋭角θで配置されている。観察面から画像の撮影がトリガされる開始点Ｐ１までの距離Ｄ１は、較正ステップから分かる。対象物Ｏが移動経路Ａに沿って点Ｐ２に移動したとき、対象物の観察面ＯＰからの距離Ｄ２は、以下の式、Ｄ２＝Ｄ１−Ｌ×ｃｏｔａｎθによる観察面ＯＰを横切る距離Ｌと関連する。
【０１２１】
したがって、距離Ｌを測定すると、距離Ｄ２を算出することができる。実際には、カメラは観察面上に配置され、真の距離Ｌは、ピクセル数などの画像の上に見える距離に関係する。カメラのレンズが向いている方向は、移動経路Ｂとの角度がθになる。対象物Ｏは、画像内で識別された車輪の中心などの任意の適切なものにすることができる。
【０１２２】
図８は、カメラ３とフラッシュ装置Ｆ１〜Ｆ４の配置をより詳細に示している。カメラ４及びフラッシュ装置ＦＳ〜Ｆ８の配置は対応する。撮像されているタイヤの移動経路はＣで示されている。カメラの視野はセグメント１５によって示されており、かなりの長さの経路又は走行にわたってタイヤがこの視野内にあるように配置されている。フラッシュ装置Ｆ１〜Ｆ２は、タイヤの走行線Ｃに平行であり、その走行線の左側に変位された線１６に沿って等しい間隔で配置されている。フラッシュ装置Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３及びＦ４は、それぞれ１７，１８，１９及び２０としてマークされたセグメントを照明する。照明のこれらのセグメントは重複し、タイヤの移動経路に対して鋭角に向けられる。それらの間で、照明のセグメントは、カメラの視野内に入るタイヤの全移動経路を覆う。
【０１２３】
また、タイヤの移動経路に平行な線に沿って離間した間隔で、車輪／タイヤの存在を検出するセンサＳ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４が設けられている。センサは全てデータ処理８と通信している。最初は、フラッシュ装置Ｆ１〜Ｆ４は起動されていない。タイヤがシステムに入ると、それはセンサＳ１をトリガする。これは、データ処理部と通信し、フラッシュ装置Ｆ１を起動させる。タイヤが前進すると、センサＳ２がトリガされ、フラッシュ装置Ｆ２が起動される。タイヤがさらに前進すると、センサＳ３がトリガされ、フラッシュ装置Ｆ３が起動される。タイヤがさらに前進すると、センサＳ４がトリガされ、フラッシュ装置Ｆ４が起動される。
【０１２４】
フラッシュ装置が起動されると、所定のフラッシュ速度で、例えば約０．１秒から約１秒の期間にわたってバーストを発生させて、毎秒約２５回のフラッシュ速度で、すなわち４０ｍｓ間隔で発射するフラッシュ速度で、所定の時間、一連のフラッシュ光を生成する。各フラッシュパルスの幅は、例えば、１３５μｓと１５０μｓの間である。その後、フラッシュ装置は、再充電のための時間を提供するために停止される。典型的には、これは約１秒かかることがあり、いくつかの実施形態では、フラッシュ装置は約１秒間起動され、その後再び起動される前に少なくとも約１秒間停止される。場合によっては、関連するセンサによって他のタイヤが検出されない限り、フラッシュ装置は再び起動されない。
【０１２５】
この配置は、フラッシュ装置Ｆ２によって生成されたフラッシュパルスが、フラッシュ装置Ｆ１及びＦ３によって生成された個々のパルスの間の空間に生成され、フラッシュ装置Ｆ３によって生成された個々のパルスの間の空間にフラッシュ装置Ｆ４によって生成されたフラッシュパルスが生成される。したがって、２つの隣接するフラッシュ装置は、同時に、個々のパルスを生成せず、タイヤの一部分は、同じ瞬間に２つのフラッシュ装置によって照明されない。このため、一連の次のフラッシュ装置が起動する前に、タイヤが２つのフラッシュ装置の被覆間の重複領域に移動するときに、１つのフラッシュ装置を停止させる必要はない。
【０１２６】
最後に、画像が取り込まれている領域を離れるにつれて車輪／タイヤの存在を検出する第５センサＳ５が設けられる。
【０１２７】
適切な場合、例えばトラックではなく自動車では、Ｗ０２０１５／０５９４５７の方法にしたがって代替モードでシステムを動作させることが可能であり、フラッシュ装置は、その文書に記載されているように、起動、停止され、同時に起動されると、１つのユニットによって生成されたフラッシュが、一連の隣接部によって生成されたフラッシュと位相がずれないように配置されない。
【０１２８】
図８に示すように、車両が主センサＳ１〜Ｓ５に遭遇する前に、近接して離間した道路に取り付けられた２つの圧力スイッチの形態とすることができる速度センサ２１の上を通過する。これは、速度情報をデータ処理部８に供給して、システムのパラメータを調整することができる。このセンサは、車軸の数及び車軸間の間隔に関する情報も提供することができる。さらに、車両のタイプを識別するためにデータ処理部８に供給することができる車両に関するデータを取り込む別の画像取り込み装置２２があってもよい。別の配置では、センサ２１とセンサＳ１との間の距離が分かっているので、これを用いて速度を検出することができる。全てのセンサＳ１〜Ｓ５の間の距離が分かっているので、車両が進むにつれて速度チェックを保つことができる。
【０１２９】
データ処理部は、フラッシュ装置Ｆ１〜Ｆ８及び撮像装置３，４に供給される信号を生成するモジュールを備える。これらの信号は、撮像装置が画像を取り込むとき、フラッシュ装置が起動され、停止されるとき、フラッシュ装置が起動されたときの個々のパルスのタイミングを制御する。フラッシュ装置が起動しているときには、画像取り込み装置は、個々のフラッシュ光の生成と同期しなければならない。
【０１３０】
図９は、時間に対するフラッシュ装置Ｆ１及びＦ２の起動及び停止のシーケンスを示す。フラッシュ装置Ｆ１は、１秒間持続する停止期間２４と交互に、１秒間持続する起動期間２３を有する。フラッシュ装置Ｆ２は、１秒間継続する停止期間２６と交互に、１秒間持続する起動期間２５を有する。Ｆ２の起動はＦ２の起動より遅れて開始されるため、フラッシュ装置Ｆ２の起動期間２５は、フラッシュ装置Ｆ１の起動期間２３から時間の経過と共に変位する。Ｆ１及びＦ２の起動期間は変位されるが、両方のフラッシュ装置が起動される２７と記されたゾーンがある。
【０１３１】
図１０は、重複ゾーンをより詳細に示している。フラッシュＦ１が起動されると、期間２３の間、フラッシュ装置Ｆ１は、間隔Ｇだけ分離された一連の光パルスＰを放射する。パルスが放射されないとき、次いで、停止期間２４が存在する。フラッシュ装置Ｆ１が起動された後、フラッシュ装置Ｆ２は停止期間２６に留まるが、フラッシュ装置Ｆ１は依然として起動期間２３にあり、両方のフラッシュ装置Ｆ１、Ｆ２が起動している状態である場合、フラッシュ装置Ｆ２は起動期間２５に入り、これにより重複領域２７が生じる。起動されると、フラッシュ装置Ｆ２はまた、間隔Ｇだけ分離された一連の光パルスＰを放射し、この一連のパルスのプロファイルは、フラッシュ装置Ｆ１のものと一致する。しかしながら、起動時にフラッシュ装置Ｆ２によって放射された一連のパルスは、起動時にフラッシュ装置Ｆ１によって放射された一連のパルスと位相がずれているので、フラッシュ装置Ｆ２によって放射されたパルスＰは、フラッシュ装置Ｆ１によって放射されたパルス間の間隔Ｇで放射され、逆もまた同様である。したがって、両方のフラッシュ装置Ｆ１及びＦ２が起動されているときに重複期間２７があるが、２つのフラッシュ装置のパルスは一致しない。このようにして、タイヤは２つのフラッシュ装置によって同時に照明されない。
【０１３２】
図１１は、重荷重車両（ＨＧＶ）と共に使用するためのシステムのレイアウトを示す。Ｖは移動中の車両の中心線Ｖを示す。撮像のための目標領域はＡ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４として示されている。これらは、中心線Ｖに沿って配置され、主に目標領域Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４をそれぞれ照明する４つの長手方向に離間した後面フラッシュ装置２８，２９，３０及び３１によって照明される。目標領域はまた、主に目標領域Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４をそれぞれ照明する４つの長手方向に間隔を置かれた前面フラッシュ装置３２，３３，３４及び３５によって照明される。フラッシュ装置は前述のように順番に動作され、それらは同時に起動されると必要に応じて位相がずれる。必要とされる他の位相差に加えて、後面フラッシュ装置は、前面フラッシュ装置と位相がずれて動作してもよく、その結果、各後面フラッシュ装置は、前面カメラ部に対して１／５０番目の遅延で開始される。画像は、後面カメラ３６，３７、前面カメラ３８，３９によって取り込まれる。
【０１３３】
後面フラッシュ装置４０及び前面フラッシュ装置４１ならびに後面カメラ４２及び前面カメラ４３が設けられている追加の目標領域ＡＳがある。それらは、困難な領域を撮像することができる車両の車輪の近くで緊密に結合されたシステムを提供する。通常、被覆の量は限られているが、少なくとも一部の画像を取り込むことができる。
【０１３４】
図１２は、図１１に示されたシステムを介して駆動されるＨＧＶ４４を示す。この配置は、図１１に示されている配置の鏡像によって、車両の他方の側に対して複製される。６つの外輪及びタイヤＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、ＴＳ及びＴ６が示される。タイヤＴ５は、タイヤＴ４及びＴ６によって閉塞されているので、撮像するのが困難な可能性が高い。下記の表１は、どのくらいの量の画像をカメラが撮像できるか、及び各タイヤの総被覆を示す。
【表１】
0006765728.tif 000002
【０１３５】
システムは、密結合システムが２０°の被覆を提供し、他のカメラがタイヤをまったく撮像することができないＴ５を除く全てのタイヤについて、周辺部に被覆を提供することが分かる。
【０１３６】
図１３は、本発明の態様による側壁撮像システム４５の一実施形態の概略上面図を示す。撮像システム４５は、車両４８が通って走行する際に車両４８上の車輪を撮像するための第１撮像部４６と、第２撮像部４７と、を備える。第１撮像部４６は、第１カメラ４９と、第１及び第２フラッシュ装置５０，５１と、を備える。
【０１３７】
第１カメラ４９は、車両４８が通って走行するとき、車両タイヤ５３の上半分５２がカメラの視野５４を通過するように配置される。
【０１３８】
第１及び第２フラッシュ装置５０，５１は、車両タイヤ５３の側壁５５を照明するように配置されている。第１フラッシュ装置５０は、タイヤ５３の近端部５６を照明するように配置され、一方、フラッシュ装置５１は、タイヤ５３の遠方側５７を照明するように配置される。同時に両方の側部フラッシュ装置５０，５１を起動させることによって、車両４８が通って走行する間に、したがって、タイヤ５３を横切る照明を達成することができる。
【０１３９】
第１及び第２フラッシュ装置５０，５１は、車両の移動方向（矢印６０で示す）に対して約４０°の角度で側壁５５面にフラッシュ光を向けるように配置されている。この実施形態の変形形態では、光の移動方向への入射角は３０°〜５０°の範囲にあるが、他の角度も可能である。
【０１４０】
フラッシュからの照明は、側壁５５の表面にエンボスマークによって、側壁５５の亀裂や膨らみなどの任意の損傷によって影が投射される。
【０１４１】
第１センサ５８は、車両が第１カメラ４９の視野５４に接近したときを検出し、次いで、車両がセンサ５８を通過する際に、フラッシュ装置５０，５１及びカメラ４９を起動させて撮像プロセスを開始する。第２センサ５９は、車両が第１カメラ４９の視野５４から出たときを検出し、第１カメラ４９及び第１及び第２フラッシュ装置５０，５１を停止させる。
【０１４２】
第１カメラは、システムが使用されているときに車両タイヤ５３の位置から約１．８メートルのところに配置される。この距離では、カメラの視野は約０．５メートルである。第１及び第２フラッシュ装置は、システムが使用されているときにタイヤからそれぞれ約０．５メートル及び０．２メートルのところに配置される。一方の側部フラッシュ装置を他方の側部フラッシュ装置よりもタイヤに近づけることは、より近いフラッシュ装置が、より小さくて遠くのタイヤを照明できるという利点をもたらす。
【０１４３】
車両４８が矢印６０で示す移動方向を継続するため、車両４８は第２撮像部４７に移動する。第２撮像部４７は、第２カメラ６１と、第３及び第４フラッシュ装置６２，６３と、を備える。これらの構成要素は、第１撮像部４６の第１カメラ４９及び第１及び第２フラッシュ装置５０，５１と同様に配置されているが、約１ｍだけ移動方向に横方向に変位している。車両が第１撮像部４６を離脱したことを検出する第２センサ５９は、車両が第２撮像部４７に進入したと判断する機能も果たす。このとき、第２カメラ６１、第３及び第４フラッシュ装置６２，６３は、第１撮像部４６を参照して前に説明したのと同様に起動される。
【０１４４】
車両が第１カメラの視野と第２カメラの視野との間の距離を走行するとき、タイヤ５３は回転し、側壁５５の異なる部分がタイヤの上部に位置するようになる。したがって、第２カメラ６１の視野にある側壁５５の部分は、第１カメラ４９の視野にあった部分とは異なる。このようにして、第２カメラ６１は、側壁５５の異なる部分を、第１カメラ４９によって撮像されたものから撮像できる。
【０１４５】
第３センサ６４は、車両が第２カメラ６１の視野から外れたときを検出し、車両が第２撮像部４７を出たときに第２カメラ６１、第３及び第４フラッシュ装置６２，６３を停止させる。
【０１４６】
カメラ４９，６１は、５メガピクセルで２００マイクロ秒のカメラ露出で、毎秒２３フレームで記録するＪＡＩＧｉｇＥ ＧＯ−５０００Ｍ−ＰＧＥカメラであり、５０ｍｍレンズ（例えば、１”センサを備えたＫｏｗａ ＬＭＳＯＨＣ−ＳＷ １４．５０の水平視野）を使用する。他の仕様を有する異なるカメラをこの実施形態又は他の実施形態で使用できることを理解されたい。
【０１４７】
図１４は、側壁撮像システム６５の別の実施形態を示している。システム６５は、第１撮像部６６と、第２撮像部６７と、を備える。第１及び第２撮像部６６，６７はそれぞれ第１及び第２カメラ６８，６９を備え、図１３の実施形態における第１及び第２カメラと同様に配置されている。撮像システム６５はまた、図１３のセンサと同様に配置され、機能する第１、第２及び第３センサ７０，７１，７２を備える。撮像システム６５は、図１３の撮像システム４５と同様に機能し、車両７５上のタイヤ７４の側壁７３を撮像するが、但し、１つのフラッシュ装置のみが各撮像部に設けられて、即ち、カメラ毎に１つのフラッシュ装置があることを除く。
【０１４８】
第１撮像部６６の第１フラッシュ装置７６には、第１放物面リフレクタ７７が設けられており矢印７８で示される車両の移動方向に対して約３５°の入射角で光ビームをタイヤ７４に向けるように配置され、角度を付けられる。放物面リフレクタを使用するいくつかの他の実施形態では、入射角は２０°〜５０°であるが、他の角度も可能である。
【０１４９】
第１フラッシュ装置７６によって生成された光ビームは、第１放物面リフレクタ７７によってタイヤ７４の遠端７９に向けて導かれる。これは、光ビームの最も明るい部分がタイヤの最も遠い部分に向けられるように、側壁面にわたってより均一な光強度を生成するのに役立つ。放物面リフレクタ７７の使用は、単一のフラッシュ装置７６によって提供される照明が、側壁全体を照明するのに十分であることを意味する。これは、図１３の実施形態とは対照的であり、放物面リフレクタのない２つのフラッシュ装置を使用して、カメラによって撮像された側壁の部分を完全に照明する。放物面リフレクタ７７はまた、タイヤにつき２つの側部フラッシュ装置を必要とせずに、より小さい及び／又は遠方のタイヤを照明することを可能にする。他の実施形態では、例えば、図１３の実施形態では、側部フラッシュ装置を車両のより近くに配置することによってこれを達成することができる。
【０１５０】
第２撮像部６７には、対応する第２放物面リフレクタ８１を備える第２フラッシュ装置８０が設けられている。第２フラッシュ装置８０と第２リフレクタ８１は、第１フラッシュ装置７６と第１リフレクタ７７と同じ位置に配置されており、それらが移動方向７８に約１メートル横方向に変位することを除く。したがって、第２撮像部６７は、第１撮像部６６と同様に動作するが、車両が前進するために（先に説明したように）タイヤが回転すると、側壁７３の異なる部分が第２カメラ６９によって撮像される。
【０１５１】
図１３及び１４に示すシステムは、トレッド深度測定システム及び／又はタイヤ圧力測定システムと組み合わせることができるが、明確にするためにこれらの図から他のシステムを省略している。
【０１５２】
図１５は、図１４に示す実施形態において第１カメラを用いて得られた一連の画像を示す。図１５に示す連続画像の各々は、第１カメラの記録のフレームに対応する。第１カメラが毎秒２３フレームで記録するので、カメラによって取り込まれた画像の全てが図１５に示されているわけではないことが理解される。選択された画像は、タイヤがカメラの視野に入る時点からそれが残る時間までの画像取り込み時間の範囲を表す。
【０１５３】
図１５の各画像は、車両車輪アーチ８４の下のタイヤ８３を有する車輪８２の上部を示す。中間画像では、テキスト８５「ＵＮＩＲＯＹＡＬ」が可視であり、タイヤがユニローヤル（商標）ブランドであることを示す。図１５の左端の画像には、画像解析ソフトウェアを使用して画像から読み取ることができる付加的なエンボスマークも見える。このテキストから抽出されたデータは、タイヤの仕様を識別するために使用できる。
【０１５４】
図１６は、図１４の実施形態における第２カメラを使用して撮影された同様の一連の画像を示す。第１及び第２カメラの間で、車両が前方に移動するにつれて車輪が回転するため、図１６の画像は、図１５の画像では見えない側壁の部分を示している。
【０１５５】
図１７は、図１５及び図１６で撮像された車輪８２の２つの画像を示す。左側の画像において、点線は、図１５に示すように、第１カメラによって撮像された主要セクタを示す。右側の画像では、点線は、図１６に示すように、第２カメラによって撮像された主要セクタを示している。これらの画像から、第１及び第２カメラの画像が一緒になって、タイヤの側壁全体を覆い、いくらか重複していることが分かる。
【０１５６】
図１８は、図１４に示すシステムを使用して得られた異なるタイヤ８６，８７，８８，８９の４つの例示的な画像を示す。画像解析ソフトウェアを使用して、画像内のタイヤを識別し、タイヤ全体の位置を推定する。推定された位置は、タイヤの内側エッジ及び外周を示す白丸９０を用いて各画像に示される。
【０１５７】
タイヤの位置が特定されると、画像ソフトウェアを使用してタイヤを巻き戻して、側壁全体を単一の細長い画像として示すことができる。これは図１９に示されている。図１８に示されているように、４つの画像はそれぞれのタイヤに対応している。側壁の巻き戻し画像があると、側壁全体が単一の画像内に見えるので、側壁の損傷の評価を助けることができる。巻き戻された画像のように、側壁上のエンボスマークからのデータの抽出を支援することもでき、テキストを直線的なフォーマットで直立して見ることができ、例えばデータを読み取るための光学的文字認識に役立つ。
【０１５８】
図２０から図２６は、本発明によるシステムを用いて得られた例示的な側壁画像を示す。
【０１５９】
図２０では、側壁９１の上半分が撮像されている。画像においてエンボステキスト９２が見える。テキストは、フラッシュ装置からのフラッシュ光によって照明され、エンボステキストが影を投射し、コントラストのある影と光の領域を作り、テキストが画像内にはっきりと見えるようにする。フラッシュ光の反射９３は車の車体構造に見える。
【０１６０】
図２１は、本発明にしたがって撮像された側壁９４の別の例を示す。再度、エンボステキスト９５が側壁９４に見える。
【０１６１】
図２２は、エンボステキスト９７を用いて撮像された側壁９６のさらなる例を示している。側壁のいくつかには、ロゴ、例えば図２２に見えるロゴ９８もある。ロゴ、絵文字及び同様のマークの画像解析は、画像解析ソフトウェアによって実行されて、タイヤを識別し、又はそれに関連する情報を得ることができる。
【０１６２】
図２３は、側壁が損傷したタイヤの側壁９９の画像の例を示す。この損傷は、側壁摩耗インジケータ１０１の領域内の亀裂１００として目に見える。摩耗インジケータがタイヤに供給され、側壁の厚さが減少し、タイヤはすぐに置き換える必要があるという早期の指示を提供する。
【０１６３】
図２４は、タイヤの側壁１０２の損傷の別の例を示す。タイヤビード１０４の領域において、亀裂１０３が見える。
【０１６４】
図２５は、タイヤの側壁１０５の画像を示しており、これは、リトレッドの故障に起因する損傷１０６、すなわち交換用トレッドを摩耗したタイヤに適用して修復するが、新しいトレッドがタイヤの本体から取り外された場合の損傷１０６を示している。
【０１６５】
図２６は、タイヤジッパー破裂、すなわちタイヤの中間側壁の円周方向破裂を示すタイヤ側壁１０７のさらなる画像を示す。
【図１】
0006765728.tif 000003
【図２】
0006765728.tif 000004
【図３】
0006765728.tif 000005
【図４】
0006765728.tif 000006
【図５】
0006765728.tif 000007
【図６】
0006765728.tif 000008
【図７】
0006765728.tif 000009
【図８】
0006765728.tif 000010
【図９】
0006765728.tif 000011
【図１０】
0006765728.tif 000012
【図１１】
0006765728.tif 000013
【図１２】
0006765728.tif 000014
【図１３】
0006765728.tif 000015
【図１４】
0006765728.tif 000016
【図１５】
0006765728.tif 000017
【図１６】
0006765728.tif 000018
【図１７】
0006765728.tif 000019
【図１８】
0006765728.tif 000020
【図１９】
0006765728.tif 000021
【図２０】
0006765728.tif 000022
【図２１】
0006765728.tif 000023
【図２２】
0006765728.tif 000024
【図２３】
0006765728.tif 000025
【図２４】
0006765728.tif 000026
【図２５】
0006765728.tif 000027
【図２６】
0006765728.tif 000028