(57)【要約】【課題】タイヤの接地画像に画像処理を施してタイヤの接地解析を行う際、従来に比べて、安定した精度の良い解析結果を得る。【解決手段】タイヤの接地画像におけるタイヤ周方向を互いに直交する２つの画素配列方向のいずれか一方に一致させてデジタルのタイヤの接地画像を得、この接地画像に、２つの画素配列方向に均等にタイヤの接地画像の輪郭を膨脹させる等方性膨脹処理を行い、この後、２つの画素配列方向のうち一方向にタイヤの接地画像の輪郭を膨脹させる異方性膨脹処理を行い、この後、２つの画素配列方向に均等にタイヤの接地画像の輪郭を収縮させる等方性収縮処理、および一方向にタイヤの接地画像の輪郭を収縮させる異方性収縮処理を行った後、処理後の接地画像を用いて、タイヤの接地特性物理量を求める。【選択図】図１
2004294374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの接地画像に画像処理を施してタイヤの接地解析を行うタイヤ接地解析装置であって、
タイヤの接地画像から、タイヤの接地画像におけるタイヤ周方向を、互いに直交する２つの画素配列方向のいずれか一方に一致させて画素毎に画素値を有するデジタル画像を取得するデジタル画像取得部と、
取得したデジタル画像に画像処理を施す画像処理部と、を有し、
前記画像処理部は、前記２つの画素配列方向に均等にタイヤの接地画像の輪郭を膨脹させる等方性膨脹処理と、前記２つの画素配列方向のうちいずれかの一方向にタイヤの接地画像の輪郭を膨脹させる異方性膨脹処理と、前記２つの画素配列方向に均等にタイヤの接地画像の輪郭を収縮させる等方性収縮処理と、前記一方向にタイヤの接地画像の輪郭を収縮させる異方性収縮処理と、を行うことを特徴とするタイヤ接地解析装置。
【請求項２】
前記異方性膨脹処理は前記タイヤ周方向に膨脹させる処理であり、前記異方性収縮処理は前記タイヤ周方向に縮小させる処理である請求項１に記載のタイヤ接地解析装置。
【請求項３】
前記画像処理部は、前記等方性膨脹処理、前記異方性膨脹処理、前記等方性収縮処理および前記異方性収縮処理を少なくとも１回以上行い、前記等方性膨脹処理の処理回数と前記等方性収縮処理の処理回数は同じであり、前記異方性膨脹処理の処理回数と前記異方性収縮処理の処理回数は同じである請求項１または２に記載のタイヤ接地解析装置。
【請求項４】
前記画像処理部は、前記等方性膨脹処理を行った後、前記異方性膨脹処理を行う請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ接地解析装置。
【請求項５】
前記画像処理部は、前記異方性収縮処理を行った後、前記等方性収縮処理を行う請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ接地解析装置。
【請求項６】
前記タイヤの接地画像は、トレッドパターン付きタイヤのトレッドパターンの接地画像であり、
前記画像処理部は、前記等方性膨脹処理を行って得られたトレッドパターンの接地画像における接地領域の領域数が所定の数以下になるまで、繰返し前記等方性膨脹処理を行う請求項１〜５のいずれか１項に記載のタイヤ接地解析装置。
【請求項７】
前記画像処理部は、前記等方性膨脹処理、前記異方性膨脹処理、前記異方性収縮処理および前記等方性収縮処理を行った後のタイヤの接地画像におけるタイヤの幅方向に平行な接地画像の中心線を基準として、接地画像の輪郭が線対称となる線対称処理を行う請求項１〜６のいずれか１項に記載のタイヤ接地解析装置。
【請求項８】
前記画像処理部は、前記等方性膨脹処理、前記異方性膨脹処理、前記異方性収縮処理および前記等方性収縮処理を行った後のタイヤの接地画像におけるタイヤの接地画像の中心点を基準として、接地画像の輪郭が点対称となる点対称処理を行う請求項１〜７のいずれか１項に記載のタイヤ接地解析装置。
【請求項９】
前記デジタル画像取得部は、タイヤの接地画像の階調信号値の頻度分布から、タイヤ接地画像の輪郭を定める信号値の閾値を定め、この閾値により２値化処理した画像を前記デジタル画像とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のタイヤ接地解析装置。
【請求項１０】
タイヤの接地画像に画像処理を施してタイヤの接地解析を行うタイヤ接地解析方法であって、
タイヤの接地画像から、タイヤの接地画像におけるタイヤ周方向を互いに直交する２つの画素配列方向のいずれか一方に一致させて画素毎に画素値を有するデジタル画像を取得するステップと、
取得したデジタル画像に、前記２つの画素配列方向に均等にタイヤの接地画像の輪郭を膨脹させる等方性膨脹処理を行うステップと、
この等方性膨脹処理後、前記２つの画素配列方向のうち一方向にタイヤの接地画像の輪郭を膨脹させる異方性膨脹処理を行うステップと、
この異方性膨脹処理後、前記２つの画素配列方向に均等にタイヤの接地画像の輪郭を収縮させる等方性収縮処理、および前記一方向にタイヤの接地画像の輪郭を収縮させる異方性収縮処理を行うステップと、
前記等方性収縮処理および前記異方性収縮処理後のタイヤの接地画像を用いて、タイヤの接地特性物理量を求めるステップと、
を有するタイヤの接地解析方法。
【請求項１１】
前記等方性膨脹処理、前記異方性膨脹処理、前記等方性収縮処理および前記異方性収縮処理を少なくとも１回以上行い、前記等方性膨脹処理の処理回数と前記等方性収縮処理の処理回数は同じであり、前記異方性膨脹処理の処理回数と前記異方性収縮処理の処理回数は同じである請求項１０に記載のタイヤ接地解析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤの接地画像に画像処理を施してタイヤの接地解析を行うタイヤ接地解析装置およびタイヤ接地解析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤ（以降、単にタイヤという）における路面と接触する接地面は、タイヤと路面との力の伝達を行う唯一の部分であるため、タイヤの性能、さらには、車両の運動性能に大きな影響を与える重要な部分となっている。
この路面と接触するタイヤの接地面から、例えば、接地面の面積、負荷荷重を接地面の面積で除算した平均圧力、タイヤ周方向（タイヤの回転方向）の最大長さ（最大接地長さ）、接地面におけるタイヤ幅方向（タイヤ周方向と直交する方向）の最大長さ（最大接地幅）、さらにはタイヤの接地面の輪郭形状等の各種接地特性物理量を求めることによって、騒音性能、摩耗性能、操縦安定性能あるいは制動性能等のタイヤの特性を概略評価することができる。したがって、タイヤの接地面の各種接地特性物理量を算出すること、すなわち、タイヤの接地解析を行うことは、タイヤの特性を概略評価する上で、極めて重要である。
【０００３】
下記特許文献１では、タイヤの接地画像を朱肉、カメラ、接地圧センサ等を利用してデジタル画像を取り込み、下記に示すような方法で画像処理を行って、タイヤの接地解析を精度良く行うことが開示されている。
【０００４】
まず、タイヤの接地画像を朱肉、カメラ、接地圧センサ等を利用して取り込み、２値化したデジタル画像の接地画像を取得する。
この２値化したデジタル画像に対して、３画素×３画素の領域毎に処理を施す膨脹フィルタを用いて接地画像の輪郭を等方的に膨脹させる膨脹処理を、タイヤの接地画像の輪郭によって包囲された領域内の画素がすべて同一の値になるまで、繰返し行う。
この後、上記膨脹処理の繰返し回数に所定回数付加した回数分、３画素×３画素の領域毎に処理を施す浸食フィルタを用いて接地画像の輪郭を等方的に浸食（収縮）させる浸食処理（収縮処理）を、繰返し行う。
この後、前記所定回数分、前記膨脹フィルタを用いた膨脹処理を行う。
この一連の処理によって得られた接地画像を用いることで、従来、ウィスカ（タイヤ製造時に発生するトレッド部の表面から僅かに凸状に突出した微小突出部分）によって微妙に変化する各種接地特性物理量を、精度良く安定した値として求めることができるとされている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３２９３６７０号特許公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記処理で得られる接地画像は、タイヤのウィスカによって変動する接地解析の結果をある程度、安定させ精度の高いものとするが、必ずしも十分とはいえなかった。例えば、乗用車タイヤのトレッドパターンのようにタイヤ周方向に対して横溝が多く、横溝が接地面内のタイヤの幅方向の縁部に伸びる場合、この横溝の接地面内での位置関係によって、タイヤの最大接地幅、総接地面積（接地画像内の溝部分および接地部分を含む１つの輪郭で覆われた接地面積）等が変動するといった問題があった。また、最大接地長さについても、横溝の接地面内での位置関係によって、タイヤの最大接地長さが変動するといった問題もあった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解消するために、タイヤの接地画像に画像処理を施してタイヤの接地解析を行う際、従来に比べて、安定した精度の良い解析結果を得ることができるタイヤ接地解析装置およびタイヤ接地解析方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、タイヤの接地画像に画像処理を施してタイヤの接地解析を行うタイヤ接地解析装置であって、タイヤの接地画像から、タイヤの接地画像におけるタイヤ周方向を、互いに直交する２つの画素配列方向のいずれか一方に一致させて画素毎に画素値を有するデジタル画像を取得するデジタル画像取得部と、取得したデジタル画像に画像処理を施す画像処理部と、を有し、前記画像処理部は、前記２つの画素配列方向に均等にタイヤの接地画像の輪郭を膨脹させる等方性膨脹処理と、前記２つの画素配列方向のうちいずれかの一方向にタイヤの接地画像の輪郭を膨脹させる異方性膨脹処理と、前記２つの画素配列方向に均等にタイヤの接地画像の輪郭を収縮させる等方性収縮処理と、前記一方向にタイヤの接地画像の輪郭を収縮させる異方性収縮処理と、を行うことを特徴とするタイヤ接地解析装置を提供する。
【０００９】
ここで、前記異方性膨脹処理は前記タイヤ周方向に膨脹させる処理であり、前記異方性収縮処理は前記タイヤ周方向に縮小させる処理であるのが好ましい。
また、前記画像処理部は、前記等方性膨脹処理、前記異方性膨脹処理、前記等方性収縮処理および前記異方性収縮処理を少なくとも１回以上行い、前記等方性膨脹処理の処理回数と前記等方性収縮処理の処理回数は同じであり、前記異方性膨脹処理の処理回数と前記異方性収縮処理の処理回数は同じであるのが好ましい。
また、前記画像処理部は、前記等方性膨脹処理を行った後、前記異方性膨脹処理を行うのが好ましい。また、前記画像処理部は、前記異方性収縮処理を行った後、前記等方性収縮処理を行うのも好ましい。
さらに、前記タイヤの接地画像は、トレッドパターン付きタイヤのトレッドパターンの接地画像であり、前記画像処理部は、前記等方性膨脹処理を行って得られたトレッドパターンの接地画像における、接地領域の領域数が所定の数以下になるまで、繰返し前記等方性膨脹処理を行うのが好ましい。
【００１０】
また、前記画像処理部は、前記等方性膨脹処理、前記異方性膨脹処理、前記異方性収縮処理および前記等方性収縮処理を行った後のタイヤの接地画像におけるタイヤの幅方向に平行な接地画像の中心線を基準として、接地画像の輪郭が線対称となる線対称処理を行うのが好ましい。
あるいは、前記画像処理部は、前記等方性膨脹処理、前記異方性膨脹処理、前記異方性収縮処理および前記等方性収縮処理を行った後のタイヤの接地画像におけるタイヤの接地画像の中心点を基準として、接地画像の輪郭が点対称となる点対称処理を行うのも、同様に好ましい。
【００１１】
また、前記デジタル画像取得部は、タイヤの接地画像の階調信号値の頻度分布から、タイヤ接地画像の輪郭を定める信号値の閾値を定め、この閾値により２値化処理した画像を前記デジタル画像とするのが好ましい。
【００１２】
本発明は、タイヤの接地画像に画像処理を施してタイヤの接地解析を行うタイヤ接地解析方法であって、タイヤの接地画像から、タイヤの接地画像におけるタイヤ周方向を互いに直交する２つの画素配列方向のいずれか一方に一致させて画素毎に画素値を有するデジタル画像を取得するステップと、取得したデジタル画像に、前記２つの画素配列方向に均等にタイヤの接地画像の輪郭を膨脹させる等方性膨脹処理を行うステップと、この等方性膨脹処理後、前記２つの画素配列方向のうち一方向にタイヤの接地画像の輪郭を膨脹させる異方性膨脹処理を行うステップと、この異方性膨脹処理後、前記２つの画素配列方向に均等にタイヤの接地画像の輪郭を収縮させる等方性収縮処理、および前記一方向にタイヤの接地画像の輪郭を収縮させる異方性収縮処理を行うステップと、前記等方性収縮処理および前記異方性収縮処理後のタイヤの接地画像を用いて、タイヤの接地特性物理量を求めるステップと、を有するタイヤの接地解析方法を提供する。
【００１３】
その際、前記等方性膨脹処理、前記異方性膨脹処理、前記等方性収縮処理および前記異方性収縮処理を少なくとも１回以上行い、前記等方性膨脹処理の処理回数と前記等方性収縮処理の処理回数は同じであり、前記異方性膨脹処理の処理回数と前記異方性収縮処理の処理回数は同じであるのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のタイヤ接地解析装置およびタイヤ接地解析方法を、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のタイヤ接地解析方法を実行するタイヤ接地解析システム１０の概略構成を示す構成図である。
【００１５】
タイヤ接地解析システム１０は、タイヤの接地画像を撮影する撮影装置１２と、タイヤの接地画像をデジタル画像として取得し、取得したデジタル画像に画像処理を施して接地解析を行うタイヤ接地解析装置１４とを主に有して構成される。
【００１６】
撮影装置１２は、カメラ１６と、タイヤ１８を所定の負荷荷重で支持する透明性を有する強化ガラスからなる支持基板２０と、この支持基板２０上に載置した一定の厚紙、紙、その他の適切なシート状媒体２２とを有し、カメラ１６側から照明光を当てて、支持基板２０およびシート状媒体２２を介して、タイヤ１８の接地形状を撮影する。撮影された画像データは、タイヤ解析装置１４に供給される。
また、墨や朱肉等の転写材をトレッド部に予め塗布して、紙等の被転写材に転写して得られた接地形状をカメラ１６で撮影してもよい。
【００１７】
タイヤ接地解析装置１４は、画像取得部２４と、画像処理部２６と、物理量抽出部２８と、これらの各部位の動作を制御、調整するＣＰＵ３０と、メモリ３２とを有する。また、タイヤ接地解析装置１４は、モニタ３４およびプリンタ３６と接続されている。
【００１８】
画像取得部２４は、カメラ１６から供給されたアナログの画像データを８ビットの画像データにＡＤ変換し、さらに、この８ビットの画像データの統計処理を用いて、２値化処理を行うための閾値を設定して、２値化処理を行う部分である。
具体的には、カメラ１６から供給される画像データは、タイヤの接地圧力が高い部分ほど信号値が高くなった輝度データであり、ＡＤ変換により圧力の情報が２５６階調で量子化された輝度階調信号値からなる輝度データとなる。これにより、画素毎に８ビットの輝度データからなるデジタル画像が得られる。さらに、８ビットの輝度データは、階調を横軸とした輝度頻度分布にまとめられ、この輝度頻度分布を微分（差分）した分布から、タイヤの接地面の部分と背景の部分とを切りわける輝度値を設定し、この輝度値を閾値として２値化処理を行って、タイヤの接地画像の部分を例えば信号値１、他の背景部分を信号値０とするデジタル画像を得る。
【００１９】
画像取得部２４にてタイヤの接地画像を取得する場合、タイヤ１８のトレッド部の回転方向であるタイヤ周方向が、得られる接地画像の２つの画素配列方向のうち一方の画素配列方向に一致するように取得する。これは、後述するように、タイヤ周方向とこの方向と直交するタイヤ幅方向において、異なるフィルタリング処理を行うためである。
得られた２値化処理された接地画像を含むデジタル画像は、画像処理部２６に供給される。
【００２０】
画像処理部２６は、等方性膨脹処理部３８、異方性膨脹処理部４０、等方性・異方性収縮処理部４２、対称性処理部４４を有する部位である。
等方性膨脹処理部３８は、後述するように、等方性膨脹フィルタにより等方性膨脹処理を行い、異方性膨脹処理部４０は、後述するように、異方性膨脹フィルタにより異方性膨脹処理を行い、等方性・異方性収縮処理部４２は、後述するように等方性収縮フィルタおよび異方性収縮フィルタにより等方性収縮処理および異方性収縮処理を行い、対称性処理部４４は、後述する対称性処理を行う。
なお、上記各処理の詳細は後述する。処理後の接地画像は、物理量抽出部２８に供給される。
【００２１】
物理量抽出部２８は、画像取得部２４で得られた２値化処理された接地画像から、溝部分を除いた接地面の実接地面積を求め、画像処理部２６で処理されて得られた接地画像から溝部分を含めた接地面の総接地面積を求め、さらに、総接地面積から実接地面積を差し引いた溝面積、および溝面積を総接地面積で除算して百分率である溝面積比を求める他、画像処理部２６で処理されて得られた接地画像から、最大接地長さ、最大接地幅、中心接地長さおよび中心接地幅等を求める部分である。
物理量抽出部２８では、予め、１画素に対応する接地面における実際の長さおよび１画素に対する接地面における実際の面積等の校正値が予め求められて既知となっているので、接地面における画素の数をカウントすることで、面積や長さ等の寸法を求めることができる。
【００２２】
メモリ３２は、画像取得部２４で得られた接地画像や画像処理部２６で得られた各種処理後の接地画像や画像処理条件を記憶し、さらに、物理量抽出部２８で得られた各種接地特性物理量等を記憶する。
モニタ３４は、画像取得部２４、画像処理部２６、物理量抽出部２８で用いられる各種接地画像を表示し、また、必要に応じて、画像処理条件を図示されないマウスやキーボード等の操作系を用いて入力するための入力指示画面を表示する。
プリンタ３６は、モニタ３４に表示される各種接地画像をプリントとして記録する。
【００２３】
なお、タイヤ接地解析装置１４は、回路等で構成された専用装置の形態であってもよいし、コンピュータ上でプログラムを実行することによりソフトウェア処理する形態であってもよいし、一部を回路で処理し、残りをソフトウェア処理する形態であってもよい。
【００２４】
このようなタイヤ接地解析システム１０では、まず、所定の内圧のタイヤ１８がシート状媒体２２を介して支持基板２０に負荷荷重がかけられて、接地される。
その時、図示されない照明によりカメラ１６側から照明光を当てて、支持基板２０およびシート状媒体２２を介して、タイヤ１８の接地部分を撮影する。撮影された画像データは、タイヤ接地解析装置１４に供給される。
画像取得部２４では、まず、８ビットのＡＤ変換処理が施され、この後、閾値が設定されて、２値化処理が施され、接地部分が一定の画素値を有する接地画像が得られる。得られた接地画像は、タイヤ周方向を２方向の画素配列方向のうち一方向に一致させたものである。
この接地画像が画像処理部２６に供給される。
なお、２値化処理された画像内の接地部分外の背景部分等に接地部分の信号値と同等の信号値となるノイズ成分が混在する場合、後述する等方性収縮処理を１回行ってノイズ成分を除去するようにしてもよい。
【００２５】
図２（ａ）〜（ｅ）は、画像処理部２６で処理される各段階での接地画像の一例の様子を示した図である。
図２（ａ）は、等方性膨脹処理部３８に供給された時点における２値化処理された直後の接地画像の一例である。
等方性膨脹処理部３８では、まず、等方性膨脹フィルタにより等方性膨脹処理が行われる。
等方性膨脹処理とは、図３（ａ）に示すように、注目する画素が信号値１（図３（ａ）中、黒色の部分）に対して、四方に隣接する画素を強制的に信号値１とすることで、信号値１の領域を等方的に膨脹させるフィルタリング処理である。このほか、注目する画素に隣接する４画素の替わりに、注目する画像の周囲を取り巻く８画素に等方的に膨脹させるフィルタリング処理を行ってもよい。
【００２６】
上記注目する画素を画像全面に移動して処理することで、１回の等方性膨脹処理が行われる。この等方性膨脹処理は、処理後における信号値が接地部分の信号値と同じになる領域が予め設定された領域数（領域数は１以上）、例えば領域数が１になるまで、複数回繰返し行われる。例えば、接地部分の信号値が１の場合、信号値１の領域数が１となるまで、等方性膨脹処理が繰返し行われる。図２（ｂ）は、領域数１となるまで等方性膨脹処理を行った処理後の接地画像である。なお、図２（ｂ）では、等方性膨脹処理により接地画像の膨脹した信号値１の領域が灰色で表されている。図２（ｂ）に示すように、溝部分が接地部分と同様に信号値１となるとともに接地画像の輪郭は図２（ａ）に示す接地画像の輪郭に比べて２つの画素配列方向に対して等方的に外側に膨脹した形状となる。図２（ｂ）の接地画像は、等方性膨脹処理を１０回繰返し行って溝部分が信号値１となったときの接地画像を示している。
【００２７】
この後、異方性膨脹処理部４０において、異方性膨脹フィルタにより異方性膨脹処理が行われる。
異方性膨脹処理は、図３（ｂ）に示すように、注目する画素が信号値１の場合、この画素に対してタイヤ周方向に隣接する２つの画素の信号値を強制的に１とすることで、信号値１の領域をタイヤ周方向に異方的に膨脹させるフィルタリング処理である。タイヤ周方向と直交するタイヤ幅方向の処理は行われない。上記注目する画素を画像全面に移動して処理することで、１回の異方性膨脹処理が行われる。この異方性膨脹処理を３０回を限度として複数回繰返し行って、図２（ｂ）から図２（ｃ）に示すように、接地画像の輪郭は図２（ｂ）の輪郭に比べてタイヤ周方向に膨脹した形状となる。タイヤ幅方向の輪郭は変化しない。図２（ｃ）の接地画像は、異方性膨脹処理を３０回繰返し行った結果である。
【００２８】
この後、等方性・異方性収縮処理部４２では、等方性収縮フィルタによる等方性収縮処理と異方性収縮フィルタによる異方性収縮処理が行われる。この場合、等方性収縮処理と異方性収縮処理の順番はどちらを先に行ってもよいが、異方性収縮処理、等方性収縮処理の順番で行うのが好ましい。
等方性収縮処理とは、図４（ａ）に示すように、注目する画素に対して隣接する四方の４つの画素の信号値がいずれも１の場合、四方の画素の信号値１を強制的に信号値０とし、注目する画素の信号値を強制的に１とすることで、信号値１の領域を等方的に収縮させるフィルタリング処理である。
上記注目する画素を画像全面に移動して処理することで、１回の等方性収縮処理が行われる。この等方性収縮処理を複数回繰返し行って、接地画像の輪郭は内側に収縮した形状となる。
【００２９】
異方性収縮処理とは、図４（ｂ）に示すように、注目する画素に対してタイヤ周方向に隣接する２つの画素の信号値がいずれも１の場合、この２つの画素の信号値１を強制的に信号値０とし、注目する画素の信号値を強制的に１とすることで、信号値１の領域をタイヤ周方向に異方的に収縮させるフィルタリング処理である。
【００３０】
上記注目する画素を画像全面に移動して処理することで、１回の異方性収縮処理が行われる。この異方性収縮処理を複数回繰返し行って、接地画像の輪郭は内側に収縮した形状となる。
この場合、等方性収縮処理は、上記等方性膨脹処理の処理回数と同じ回数処理し、異方性収縮処理は、上記異方性膨脹処理の処理回数と同じ回数処理する。
タイヤの接地画像の輪郭は、同じ回数分膨脹処理および収縮処理を行うので、処理後の接地画像の輪郭は、元々の接地画像の輪郭に回復するとともに、接地画像内の溝部分も信号値１となる。
図２（ｄ）は、等方性収縮処理および異方性収縮処理を所定回数行った後の接地画像である。
【００３１】
次に、対称性処理部４４において、対称性処理が行われる。
対称性処理として、予め選択された線対称処理、点対称処理、あるいは線対称処理および点対称処理が行われる。
【００３２】
線対称処理は、タイヤ幅方向に平行な接地画像の中心線を基準として、接地画像の輪郭が線対称となるように、上記中心線を基準としてタイヤ周方向に折り返した時の接地画像の重なりを揃える処理をいう。なお、タイヤ幅方向に平行な接地画像の中心線とは、タイヤ最大接地長を有する接地部分の中点を通る、タイヤ幅方向に平行な直線をいう。
具体的には、図５（ａ）〜（ｃ）に示されるように、中心線ＣＬを基準として一方の側の半接地画像を折り返して、他方の側の半接地画像に重ねたとき、注目する画素の信号値０（図５（ａ）中、白色の部分）に対して、他方の側の信号値が１の場合、注目する画素の信号値を強制的に信号値１に変更する処理である。注目する画素の信号値０（図５（ａ）中、白色の部分）に対して、他方の側の信号値も０の場合、注目する画素の信号値は変更されない。これにより、接地画像は、図５（ｃ）に示すように、タイヤ幅方向に平行な接地画像の中心線ＣＬに対して線対称形状となる。
図２（ｅ）は、線対称処理後のタイヤの接地画像の一例である。
【００３３】
このように、線対称処理を行うのは、例えば、トレッドパターンの溝部分がタイヤ周方向の接地面のエッジにかかり、接地画像の輪郭が大きく変動して、適切な接地画像を得ることができない場合、接地画像の線対称形状の性質を利用することで適切な接地画像を得ることができるからである。元来タイヤの接地画像の輪郭はクラウン部の曲線形状により、上記中心線を基準とした略線対称形状となっていることを利用したものである。
【００３４】
点対称処理は、タイヤの接地画像における接地画像の中心点を基準として接地画像の輪郭が点対称となるように、上記中心点を基準として１８０度回転させた時の接地画像の重なりを揃える処理をいう。なお、接地画像の中心点とは、上記中心線ＣＬの接地画像の部分の中点をいう。
具体的には、図６（ａ）〜（ｃ）に示されるように、中心点Ｏを基準として接地画像を１８０度回転して元の接地画像に重ねたとき、一方の接地画像の注目する画素の信号値０（図６（ａ）中、白色の部分）に対して、他方の接地画像の信号値が１の場合、注目する画素の信号値を強制的に信号値１に変更する処理である。注目する画素の信号値０に対して、他方の信号値も０の場合、注目する画素の信号値は変更されない。これにより、接地画像は、図６（ｃ）に示すように、中心点Ｏを基準として点対称形状となる。
【００３５】
このように、点対称処理を行うのは、例えば、トレッドパターンの溝部分がタイヤ周方向の接地面のエッジにかかり、接地画像の輪郭が大きく変動して、適切な接地画像を得ることができない場合、接地画像の点対称形状の性質を利用することで、適切な接地画像を得ることができるからである。元来タイヤの構造およびトレッドパターンの形状は点対称構造、形状となっている場合が多く、これに対応して接地画像の輪郭も点対称形状となっていることを利用したものである。なお、対称性処理は、本発明において必ず必要とするものではないが、適切な接地画像を効率よく得、安定した接地特性物理量を得る点で対称性処理を行うのが好ましい。
【００３６】
最後に、等方性膨脹処理を行う前の接地画像から溝部分を除いた接地面の実接地面積が求められ、対称性処理後の接地画像から溝部分を含めた総接地面積が求められ、さらに、総接地面積から実接地面積を差し引いた溝面積、および溝面積を総接地面積で除算した百分率の溝面積比が求められる。また、対称性処理後の接地画像から最大接地長さ、最大接地幅、中心接地長さおよび中心接地幅が求められる。
接地特性物理量は、予め１画素に対応する接地面における実際の長さおよび１画素に対する接地面における実際の面積等の校正値が所定の方法で予め求められており、接地面における画素の数をカウントすることで、実際の面積や長さを知ることができる。
【００３７】
図７（ａ）は、本発明の一実施形態であるタイヤ接地解析システム１０で得られるタイヤの接地画像の一例であり、図７（ｂ）は、同一のタイヤを従来のタイヤ接地解析で得られる接地画像の一例である。
図７（ａ）および（ｂ）に示されるタイヤの接地画像を比較すると、図７（ａ）に示す接地画像のタイヤ幅方向の縁部Ａ，Ａ’  は横溝部分に影響されず直線状を成しており、接地幅が一定となっている。これに対し、図７（ｂ）に示す接地画像のタイヤ幅方向の縁部Ｂ、Ｂ’  は、横溝部分に影響されて曲線状に変動する。このため、図７（ｂ）の接地画像では、総接地面積、最大接地幅、中心接地幅、溝面積、および溝面積比等の接地特性物理量が、横溝部分の接地画像における位置によって変動する。しかし、図７（ａ）に示す本発明のタイヤ接地解析装置で得られる接地画像は、横溝の位置によって縁部が変動しないので、接地特性物理量は横溝部分の接地画像における位置によって変動することは無く、安定して得ることができる。
【００３８】
このように、タイヤ接地解析システム１０によって得られる接地画像の縁部が横溝部分の位置によって変動しないのは、等方性膨脹処理および等方性収縮処理に加えて、タイヤ周方向に接地画像の輪郭を異方的に膨脹、収縮させる異方性膨脹処理、異方性収縮処理を行うからである。
【００３９】
なお、本発明のタイヤ接地解析装置およびタイヤ接地解析方法は、上記実施例に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
例えば、タイヤ周方向の替わりに、タイヤ幅方向に接地画像の輪郭を異方的に膨脹、収縮させる異方性膨脹処理、異方性収縮処理を行ってもよい。また、トレッドパターン付きタイヤの替わりにスリックタイヤのようなトレッドパターンのないタイヤをタイヤ接地解析に用いることもできる。
【００４０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、タイヤの接地画像に画像処理を施してタイヤの接地解析を行う際、接地画像の輪郭を異方的に膨脹、収縮させる異方性膨脹処理、異方性収縮処理を行うことで、従来に比べて、安定した精度の良い解析結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤ接地解析方法を実行するタイヤ接地解析システムの概略構成を示す構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明のタイヤ接地解析装置の画像処理部で処理される各段階での接地画像の一例の様子を示した図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、本発明のタイヤ接地解析方法で行われる等方性膨脹処理および異方性膨脹処理を説明する図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明のタイヤ接地解析方法で行われる等方性収縮処理および異方性収縮処理を説明する図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明のタイヤ接地解析方法で行われる線対称性処理を説明する図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明のタイヤ接地解析方法で行われる点対称性処理を説明する図である。
【図７】（ａ）は本発明のタイヤ接地解析方法で得られる接地画像の一例を示す図であり、（ｂ）は従来のタイヤ接地解析方法で得られる接地画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０  タイヤ接地解析システム
１２  撮影装置
１４  タイヤ接地解析装置
１６  カメラ
１８  タイヤ
２０  支持基板
２２  シート状媒体
２６  画像処理部
【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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