(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が移動してタイヤが回転してベースの上の移動経路に沿って長手方向に移動している間に、前記車両が備えるホイールに装着されている前記タイヤの状態を評価する方法であって、前記タイヤの外面はトレッドギャップから分離されるトレッド部分を有しており、
前記タイヤが１回転のうちの少なくとも半回転を終える間に、前記タイヤの前記外面の複数の異なる部分の画像を取り込むために撮像デバイスを使用することを含み、光源が前記タイヤの前記外面の前記複数の異なる部分を照らすように作動されている間に前記画像が取り込まれ、前記トレッドギャップの深さを判定するために前記画像が分析される方法において、
一連の複数の光源が前記タイヤの前記移動経路の一方の側に配置され、各光源は、視準されていない光の点光源であり且つ、光を前記タイヤの前記移動経路に対して鋭角をなすように指向させ、
前記複数の光源は長手方向に互いに間隔が空けられており、
制御システムは、前記撮像デバイスによって前記タイヤの前記外面の少なくとも一部分の画像が取り込まれるときに前記一連の光源のうちのただ１つが前記タイヤの前記外面の少なくとも一部分を照らすように、前記タイヤが前記移動経路に沿って移動している間に前記複数の光源を順次作動させるように構成され、
１つの光源が前記タイヤの前記表面の一部を照らすように作動しているときに、この光源によってトレッド部分の間の前記トレッドギャップ内に影ができ、
前記撮像デバイスは、前記タイヤの前記外面の照らされている部分のうちの少なくとも一部分の画像を収集するように操作され、
トレッドギャップ内の前記影の広がりを判定するデータ処理装置によって、前記画像が前記トレッドギャップの深さの標示を提供するために分析される方法。
【請求項２】
前記撮像デバイスは、連続する一連の画像が前記タイヤの外表面の全体を含むように、前記タイヤが１回転を終える間に前記タイヤの前記外面に隣接する部分の複数の画像を取り込む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
各光源は照射領域をもたらし、前記タイヤの前記移動経路は、前記タイヤが１つの照射領域から次の照射領域へ連続して移動するように、複数の照射領域を貫いて延びており、前記複数の照射領域は重なっている、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
作動している光源による１つの照射領域内に前記タイヤがあり、
前記タイヤが、前記１つの照射領域と引き続く光源による引き続く照射領域との間の重複領域へ移動すると、
前記１つの光源が停止し２番目の光源が作動する、請求項３記載の方法。
【請求項５】
一連のセンサが配置され、各センサは前記光源の作動及び停止を制御するために前記制御システムと通信し、
前記一連のセンサの１番目のセンサは、前記一連の光源の１番目の光源による照射領域に入る前記タイヤの動きを検出し、
引き続く複数のセンサは、複数の光源による照射領域の間の重複領域に入る前記タイヤの動きを検出し、
一連のセンサの最後のセンサは、撮像が終了する位置に向かう前記タイヤの動きを検出する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
１番目のホイールから長手方向に間隔が空けられる、前記車両が備える２番目のホイールに装着されている２番目のタイヤに対しても繰り返され、
前記２番目のタイヤは、前記一連の光源の１番目の光源が作動している間に、前記１番目の光源による１番目の照射領域に入り、
前記１番目のタイヤは、前記一連の光源の引き続く光源が作動している間に、前記引き続く光源による引き続く照射領域であって前記１番目の照射領域とは重ならない引き続く照射領域に入る、請求項３から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記撮像デバイスは、前記タイヤの前記移動経路の一方の側に配置され、前記タイヤの前記移動経路に対して鋭角に向けられる、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記撮像デバイスは、前記タイヤの前記移動経路の一方の側に配置され、
前記複数の光源は、前記タイヤの前記移動経路の前記一方の側とは反対の側に配置される、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記撮像デバイスは、前記車両の一方の側から内側にずらされており、前記複数の光源は、前記車両の前記一方の側から外側にずらされている、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記車両が備える他のホイールに装着されている他のタイヤに対しても繰り返され、
１番目のタイヤは前記車両の一方の側に取り付けられており、前記他のタイヤは前記車両の他の側に取り付けられており、
前記他のタイヤは、前記車両の前記他の側用の第２の一連の光源によって照らされ、
前記他のタイヤの複数の画像は、前記車両の前記他の側用の第２の撮像デバイスによって取り込まれる、請求項１から９のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
車両タイヤが回転してベースの上の移動経路に沿って長手方向に移動している間に、ホイールに装着されている前記タイヤの状態を評価する装置であって、前記タイヤの外面はトレッドギャップから分離されるトレッド部分を有しており、
撮像デバイスと光源とデータ処理システムとを備え、
前記撮像デバイスは、前記タイヤが１回転のうちの少なくとも半回転を終える間に、前記タイヤの前記外面の複数の異なる部分の画像を取り込むように構成され、
前記複数の画像は、前記光源が前記タイヤの前記外面の前記複数の異なる部分を照らすように作動されている間に取り込まれ、
前記データ処理システムは、前記トレッドギャップの深さを判定することを可能に前記複数の画像を処理するよう構成される装置において、
一連の複数の光源が前記タイヤの前記移動経路の一方の側に配置され、各光源は、視準されていない光の点光源であり且つ、光を前記タイヤの前記移動経路に対して鋭角をなすように指向させ、
前記複数の光源は長手方向に互いに間隔が空けられており、
制御システムは、前記撮像デバイスによって前記タイヤの前記外面の少なくとも一部分の画像が取り込まれるときに前記一連の光源のうちのただ１つが前記タイヤの前記外面の少なくとも一部分を照らすように、前記タイヤが前記移動経路に沿って移動している間に前記複数の光源を順次作動させるように構成され、
１つの光源が前記タイヤの前記表面の一部を照らすように作動しているときに、この光源によってトレッド部分の間の前記トレッドギャップ内に影ができ、
前記撮像デバイスは、前記タイヤの前記外面の照らされている部分のうちの少なくとも一部分の画像を収集するように構成され、
前記データ処理システムは、トレッドギャップの深さの標示を提供するために前記トレッドギャップ内の前記影の広がりを判定するように、前記画像を分析するように構成される装置。
【請求項１２】
前記車両が移動して、第２のタイヤが回転してベースの上の第２の移動経路に沿って長手方向に移動している間に、前記車両の前記ホイールが備えられている側とは反対の側に備えられている第２のホイールに取り付けられている前記第２のタイヤの状態を評価する装置であって、前記第２のタイヤの外面はトレッドギャップから分離されるトレッド部分を有しており、
第２の撮像デバイスと第２の一連の複数の第２の光源とを備え、
前記第２の撮像デバイスは、前記第２のタイヤが１回転のうちの少なくとも半回転を終える間に、前記第２のタイヤの前記外面の複数の異なる部分の画像を取り込むように構成され、
前記複数の画像は、前記第２の光源が前記第２のタイヤの前記外面の前記複数の異なる部分を照らすように作動されている間に取り込まれ、
データ処理システムは、前記トレッドギャップの深さを判定することを可能に前記複数の画像を処理するよう構成され、
前記第２の一連の複数の第２の光源が前記第２のタイヤの前記第２の移動経路の一方の側に配置され、各光源は、視準されていない光の点光源であり且つ、光を前記第２のタイヤの前記第２の移動経路に対して鋭角をなすように指向させ、
前記複数の第２の光源は前記タイヤの前記第２の移動経路に略平行な方向に互いに間隔が空けられており、
第２の制御システムは、前記第２の撮像デバイスによって画像が取り込まれるときに前記複数の第２の光源のうちのただ１つが前記第２のタイヤを照らすように、前記第２のタイヤが前記第２の移動経路に沿って移動する間に前記複数の第２の光源を順次作動させるように構成され、
１つの第２の光源が前記第２のタイヤの前記表面の一部を照らすように作動しているときに、この第２の光源によって第２のタイヤのトレッド部分の間の前記トレッドギャップ内に影ができ、
前記第２の撮像デバイスは、前記第２のタイヤの前記外面の照らされている部分のうちの少なくとも一部分の画像を収集するように構成され、
第２のデータ処理システムは、第２のタイヤのトレッドギャップの深さの標示を提供するために前記トレッドギャップ内の前記影の広がりを判定するように、前記画像を分析するように構成される、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記第２の制御システムと前記第２のデータ処理システムとは、前記第１のタイヤに関して使用されるものと同様である、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
車両が移動してタイヤが回転してベースの上の移動経路に沿って長手方向に移動している間に、前記車両が備えるホイールに装着されている前記タイヤの状態を評価する方法であって、前記タイヤの外面はトレッドギャップから分離されるトレッド部分を有しており、
前記タイヤが１回転のうちの少なくとも半回転を終える間に、前記タイヤの前記外面の複数の異なる部分の画像を取り込むために撮像デバイスを使用することを含み、
前記タイヤが移動するに連れて各々が前記タイヤの前記外面の複数の異なる部分を照らす、複数の光源が長手方向に間隔が空けられており、前記トレッドギャップの深さを判定するために前記画像が分析される方法において、
各光源は、光を前記タイヤの前記移動経路に対して鋭角をなすように指向させ、
１つの光源が前記タイヤの前記表面の一部を照らすように作動しているときに、この光源によってトレッド部分の間の前記トレッドギャップ内に影ができ、
前記撮像デバイスは、前記タイヤの前記外面の照らされている部分のうちの少なくとも一部分の画像を収集するように操作され、
トレッドギャップ内の前記影の広がりを判定するデータ処理装置によって、前記画像が前記トレッドギャップの深さの標示を提供するために分析され、
制御システムは、前記複数の光源が、トレッド部分の間の前記トレッドギャップ内にできた前記影を消す又は減らすような光源同士での邪魔をしないように、前記タイヤが前記移動経路に沿って移動する間に前記複数の光源を順次作動させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両が動いてホイールが回転している間に、ホイールに装着されている車両タイヤの状態を評価する方法及び装置に関する。本発明は、特に、タイヤのトレッドの深さを測定することに関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５９８７９７８号（特許文献１）は、タイヤのトレッドの深さを測定するシステムを開示する。１つの実施形態では、トレッドパターンの凹部内に影が形成されるように、タイヤを斜めに照らす光源が用いられる。他の方向からタイヤを照らす第２の光源が設けられる。第１及び第２の光源は、交互に動作するように構成されることができ、且つ、これらが照射する光が対向するように構成されることができる。光が照射されるタイヤの部分が十分に光を反射し、トレッドの底部分が影領域となる。タイヤがそれぞれの方向から照射されたときに反射される光のパターンを比較することによって、トレッドの深さを算定することができる。タイヤが摩耗するに連れて、トレッドの溝の深さが減り、やがて、光が溝の底から反射され得る程度までトレッドの溝が磨り減る、と言われている。これが発生すれば、影の幅はトレッドの深さに直接関係する、と言われている。反射された光はカメラに向けられ、そこで画像が取り込まれて、処理するためにデータプロセッサに送られる。
【０００３】
米国特許第５９８７９７８号の装置は、タイヤが回転して路面に沿って動いている間に、タイヤの外周上の複数の位置でタイヤのトレッドの深さを測定しない。その代わりに、タイヤはローリングロードのようなテストベッドの上を回転し得る。また、センサは、例えば道端検査（roadside inspection）中に、タイヤの外面の周りを移動し得る。
【０００４】
米国特許第８５４２８８１号（特許文献２）には、車両タイヤの移動中検査用画像認識自動タイヤ検査システム（a computer vision aided automated tyre inspection system for in-motion inspection of vehicle tyres）が開示されている。車両が検査ステーションを通過するときに、画像取得ステーションのカメラは、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り込む。画像取得ステーションには、画像取得ステーションとは物理的に分離し得る光源が備えられる。タイヤの回転運動の全体を含む十分な数の画像が取り込まれる。タイヤのトレッドの深さを確定するために画像が解析される、と述べられている。画像を用いてどのようにトレッドの深さを測定するのかの開示はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５９８７９７８号明細書
【特許文献２】米国特許第８５４２８８１号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明の１つの目的は、タイヤがベースの上を長手方向に回転して移動している間に、タイヤの外面上の複数の位置でタイヤのトレッドの深さを測定する有効なシステムを提供することにある。
【０００７】
本発明の１つの態様によると、車両が移動してタイヤが回転してベースの上の移動経路に沿って長手方向に移動している間に、前記車両が備えるホイールに装着されている前記タイヤの状態を評価する方法であって、前記タイヤの外面はトレッドギャップから分離されるトレッド部分を有しており、
前記タイヤが１回転のうちの少なくとも半回転を終える間に、前記タイヤの前記外面の複数の異なる部分の画像を取り込むために撮像デバイスを使用することを含み、光源が前記タイヤの前記外面の前記複数の異なる部分を照らすように作動されている間に前記画像が取り込まれ、前記トレッドギャップの深さを判定するために前記画像が分析される方法において、
一連の複数の光源が前記タイヤの前記移動経路の一方の側に配置され、各光源は、視準されていない光（non-collimated light）の点光源であり且つ、光を前記タイヤの前記移動経路に対して鋭角をなすように指向させ、
前記複数の光源は長手方向に互いに間隔が空けられており、
制御システムは、前記撮像デバイスによって前記タイヤの画像が取り込まれるときに前記一連の光源のうちのただ１つが前記タイヤを照らすように、前記タイヤが前記移動経路に沿って移動している間に前記複数の光源を順次作動させるように構成され、
１つの光源が前記タイヤの前記表面の一部を照らすように作動しているときに、この光源によってトレッド部分の間の前記トレッドギャップ内に影ができ、
前記撮像デバイスは、前記タイヤの前記外面の照らされている部分のうちの少なくとも一部分の画像を収集するように操作され、
トレッドギャップ内の前記影の広がりを判定するデータ処理装置によって、前記画像が前記トレッドギャップの深さの標示を提供するために分析される方法が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によると、車両タイヤが回転してベースの上の移動経路に沿って長手方向に移動している間に、ホイールに装着されている前記タイヤの状態を評価する装置であって、前記タイヤの外面はトレッドギャップから分離されるトレッド部分を有しており、
撮像デバイスと光源とデータ処理システムとを備え、
前記撮像デバイスは、前記タイヤが１回転のうちの少なくとも半回転を終える間に、前記タイヤの前記外面の複数の異なる部分の画像を取り込むように構成され、
前記複数の画像は、前記光源が前記タイヤの前記外面の前記複数の異なる部分を照らすように作動されている間に取り込まれ、
前記データ処理システムは、前記トレッドギャップの深さを判定することを可能に前記複数の画像を処理するよう構成される装置において、
一連の複数の光源が前記タイヤの前記移動経路の一方の側に配置され、各光源は、視準されていない光の点光源であり且つ、光を前記タイヤの前記移動経路に対して鋭角をなすように指向させ、
前記複数の光源は長手方向に互いに間隔が空けられており、
制御システムは、前記撮像デバイスによって前記タイヤの画像が取り込まれるときに前記一連の光源のうちのただ１つが前記タイヤを照らすように、前記タイヤが前記移動経路に沿って移動している間に前記複数の光源を順次作動させるように構成され、
１つの光源が前記タイヤの前記表面の一部を照らすように作動しているときに、この光源によってトレッド部分の間の前記トレッドギャップ内に影ができ、
前記撮像デバイスは、前記タイヤの前記外面の照らされている部分のうちの少なくとも一部分の画像を収集するように構成され、
前記データ処理システムは、トレッドギャップの深さの標示を提供するために前記トレッドギャップ内の前記影の広がりを判定するように、前記画像を分析するように構成される装置が提供される。
【０００９】
このように、ホイール及びタイヤが移動経路に沿って移動している間にタイヤの表面の画像が取得され、この移動経路は、撮像装置及び光源に向かってもよくまたはこれらから離れてもよく、ホイールの外面の少なくとも大部分、すなわち少なくとも半分による移動経路である。撮像処理中は、撮像される面と撮像デバイスとの間の距離の変化を考慮すべきである。例えばタイヤの直径が約１メートルであるとすると、タイヤの外周の半分は１．５メートルを超えるはずである。撮像デバイスは、タイヤが撮像デバイスに向かうようにまたはこれから離れるように移動する間に、回転するタイヤの、ピントの合った、画像をタイヤと撮像デバイスとの距離応じて収集するように構成される。大型のタイヤのため及び／又はタイヤの広い部分にわたった画像を収集するためには、撮像デバイスは、タイヤが撮像デバイスに向かうようにまたはこれから離れるように長い距離を移動する間、画像を収集する。車両が移動中に複数の画像の収集を可能にすることは、タイヤの外面の全体を対象とする好ましい実施形態において、米国特許第５９８７９７８号と比較して、システムの便利さの観点から相当な有利な点がある。
【００１０】
ホイールが上述した移動経路に沿って移動する間に、画像が取り込まれるときにただ１つの光源がタイヤを照らすように順次作動され、且つ長手方向に間隔が空けられる複数の光源の使用は、質の良い画像が取得されるようにタイヤに対する十分な照射を常に得るための手段である。また、ただ１つの点光源の使用は、輪郭のはっきりとした影を得ることとトレッドの深さを判定するために分析することとを可能にする手段である。各光源は照射領域をもたらし、ホイールの移動経路は複数の照射領域を、１つの領域から次の領域に移るように、貫いて伸びている。好ましい実施形態においては、複数の照射領域は重なる。ホイールが完全に第１の領域内にあるときには、第１の光源は作動されて第２の光源は作動されない。ホイールが第２の領域と重なる場所に入ったときに、第１の光源が停止されて第２の光源が作動される。同様に、ホイールが第３の領域と重なる場所に入ったときに、第２の光源が停止されて第３の光源が作動される。これは一連の光源のうちの最後から２番目の光源が停止されて最後の光源が作動されるまで継続される。ホイールが重なる場所に入ったと言及されるとき、これは、ホイールがこの場所に入ろうとしているとき、ホイールがこの場所に入った直後、又はホイールがこの重なる領域にある他のどのような適当なとき、を含む。
【００１１】
もし複数の照射領域が重ならないとすると、タイヤがシステムを通過する間に明るく照らされないタイヤの外面の領域が発生することになることが理解されるであろう、そのため、目的がタイヤの外面全体にわたった画像を取り込むことであるならば画像内のギャップは高品質になる。
【００１２】
照射領域は一般に（２次元において）、光源の出力の主たる方向を中心に形成されるセグメントとなる。三次元の照射領域は円錐形状になり得るが、光源の出力の形状の断面が輪状ではなく、例えば楕円状となることが好ましい。
【００１３】
複数の光源が長手方向に間隔が空けられると言及されるときには、全ての光源がタイヤの移動経路に対して平行な線上に配置されるということを示唆するものではない、とはいえ、いくつかの実施形態においては複数の光源がそのような線上又はタイヤの移動経路に対して略平行な線上に配置される。しかしながら、複数の光源はその平行な方向に対してやや傾いた線上に配置されてもよく、また複数の光源は全く線上に配置されていなくてもよい。一連の複数の光源は、均等な間隔又は略均等な間隔が空けられていてもよく、またそれらの間隔に変量があってもよい。
【００１４】
本発明によると、タイヤを照らすためにレーザー又は他の視準された光（collimated light）の使用は含まない。その代わり、本システムは好適な方向に向けられる視準されていない照明（non-collimated illumination）を用い、これは、スキャンラインを提供するのではなく、タイヤの外面の大部分を照らす。好ましくは、背景の環境光を考慮して、トレッドを照らす主要な光源となるのに十分明るい光源が選択される。いくつかの実施形態において、実質的に点光源としてふるまう、メタルハライドランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、集められて実装された複数のＬＥＤ等の、数千ルーメンの明るさを発する光源が好ましい。一般に、「点光源」という表現の範囲には、互いに隣接するように配置されて、且つ、タイヤの照射及び輪郭のはっきりとした影を作り出すために点光源として好適に機能する、複数の光源が含まれる。
【００１５】
この複数の光源が主要な光源となるべきだが、多くの場合において、日光等の環境光が存在する。環境光が降り注ぐことは、画像でのコントラストの制御を助長し得る。このことは、十分な日光を確保すること、又は一般的な人工光によって十分な背景光を供給することによって達成され得る。特に、システムが室内にある等、覆われた状態にある場合、又はシステムが夜間又は日光が十分に得られない時間に使用される場合に、一般的な人工光によって十分な背景光を供給する。いくつかの場合において、一連の光源の各光の強度よりも弱い、補助的な光源が使用されることが望まれることがある。
【００１６】
撮像デバイスは、タイヤの表面が、タイヤが進むように回転するに連れて複数回撮像され得るように、十分な被写界深度及びフレームレートを有しているべきである。タイヤを撮像する能力は、タイヤの幾何学及びカメラの位置、また、車両の速度、撮像デバイスの解像度、撮像デバイスの視野、露光時間、光の状態、そして周りの環境に依存する。画像は、カラー又はグレースケールで取り込まれてもよい。いくつかの実施形態においては、カラー画像が取り込まれる場合、次のトレッドの深さの評価で、グレースケール画像が用いられてもよい。
【００１７】
撮像装置の操作は、通常は、ホイールがトリガポイントに到達するときに開始される。このトリガポイントは、機械的、光学的、磁力的、電気的又は他の形式等の公知の検出システムによって検出され得る。また、このトリガポイントは、複数の光源の連続的な作動を引き起こすためにも用いられてもよい。
【００１８】
車両の速度が決まっている場合には、複数の光源の連続的な作動及び停止のシーケンスは時間に基づくものであってもよい。しかしながら、好ましい実施形態においては、ある光源が停止されその次の光源が作動されるための、タイヤの好適な位置を検出するために、複数のセンサが用いられる。
【００１９】
いくつかの場合では、重なる照射領域を作り出すために、隣接された光源が一緒に作動されることが必要となることがある。このことは、例えば、車両が、複数の光源を作動／停止させる複数のセンサ間の距離とほぼ同じ間隔の車軸を有することによって、先行するホイールと従属するホイールとがほぼ同時に対応するセンサを起動させるような、重量物運搬トラクターユニット車等である場合に起こり得る。このことは、隣接する光源が同時に起動される結果生じるが、画像が取り込まれるときにタイヤが重なる照射領域に入らないような、制御方法でこれらの光源が操作される。例えば、第１の光源は、タイヤがこの重なる照射領域に入る前に、停止され得る。このことは、従属するホイールのタイヤの外面の撮像される範囲又は好適に撮像される範囲を制限することがある。
【００２０】
通常は、撮像デバイスは、一連の静止画を撮るために使用される従来的なカメラであり、好ましくはデジタルカメラである。しかしながら、ビデオカメラが用いられて個々のフレームが検査されてもよく、また専門的な撮像デバイスが用いられてもよい。
【００２１】
全体的な撮像の解像度は、撮像デバイスの解像度、撮像デバイスと撮像対象との間の距離、画角、歪曲又は湾曲及び動きブレ、に依存する。カメラを撮像対象に近づけることは、「最高」解像度（"best" resolution）を改善するが、「最低」解像度（"worst" resolution）を悪化させる。カメラを遠ざけることは、さらに整合された性能を達成させる。
【００２２】
動きブレは撮像対象が路面から離れてタイヤと一緒に動くに連れて増加するが、近距離分解能はタイヤの表面の角度に起因して改善する。
【００２３】
高解像度カメラでは画像毎の解像度が高まるが、一回の通過でタイヤの外面の全体が含まれるように十分に素早く複数の画像を撮ることが不可能になることがある。
【００２４】
タイヤの表面の解像度は、カメラがタイヤに最も近づくときに最も高くなる。しかしながら、カメラが近いときにピントが正確に合う場合には、離れるとピントは正確に合わない。平均の解像度を向上させるためには、最小焦点距離を短くする一方で被写界深度を深くすることが好ましい。
【００２５】
レンズの口径が小さくなることは被写界深度が深くなることをもたらし得る。しかしながら、そうすると、強い照明及び／又は長い露光時間が必要となり、このことは動きブレを増加させる。
【００２６】
特に、照明がストロボ又はフラッシュによるものであり、タイヤが撮像間で暗くなる場合に、撮像間でオートフォーカス及びズームをすることが容易でないカメラを使用しているときであることが判定される。したがって、いくつかの実施形態では、ホイールが少なくとも１回転するまで車両が移動する距離、又は画像が取り込まれる間の移動距離等の他の距離を覆う被写界深度を与えるような十分に口径が小さく、焦点距離が固定されたレンズを有することが好ましい。露光時間は動きブレを避けるために十分に短くなければならず、このことは非常に明るい光源の使用が必要とする。
【００２７】
いくつかの実施形態においては、撮像デバイスは、タイヤが１回転のうちの少なくとも約５０％を終える間に複数の画像を収集するように操作される。また、タイヤが１回転のうちの少なくとも約５５％を終える間であってもよく、タイヤが１回転のうちの少なくとも約６０％を終える間であってもよく、タイヤが１回転のうちの少なくとも約６５％を終える間であってもよく、タイヤが１回転のうちの少なくとも約７０％を終える間であってもよく、タイヤが１回転のうちの少なくとも約７５％を終える間であってもよく、タイヤが１回転のうちの少なくとも約８０％を終える間であってもよく、タイヤが１回転のうちの少なくとも約８５％を終える間であってもよく、タイヤが１回転のうちの少なくとも約９０％を終える間であってもよく、タイヤが１回転のうちの少なくとも約９５％を終える間であってもよく、タイヤが少なくとも１回転を終える間であってもよい。
【００２８】
タイヤの上述した外表面上の間隔が空けられた複数の部分の画像が収集されるというところは、タイヤの外表面の外周全体を含む連続的な一連の画像が必要であるということを示唆するものではない。しかしながら、タイヤの外表面の外周全体を含む連続的な一連の画像が必要であるということは、本発明の好ましい実施形態の特徴であり、この好ましい実施形態においては、タイヤの外表面の外周全体を含む十分な数の連続的な一連の画像がもたらされる。この複数の画像はタイヤの外表面において重複する部分のものとなることがある。代替的な実施形態においては、タイヤの外表面の外周上の連続的でない一連の画像となるように、複数の画像は、周方向において間隔が空けられたタイヤの外表面の複数の部分についてのものとなり得る。このような構成において、複数の画像はこれらの間で、好ましくは少なくともタイヤの外面の約５０％を含む。また、少なくともタイヤの外面の約５５％を含んでもよく、少なくともタイヤの外面の約６０％を含んでもよく、少なくともタイヤの外面の約６５％を含んでもよく、少なくともタイヤの外面の約７０％を含んでもよく、少なくともタイヤの外面の約７５％を含んでもよく、少なくともタイヤの外面の約８０％を含んでもよく、少なくともタイヤの外面の約８５％を含んでもよく、少なくともタイヤの外面の約９０％を含んでもよく、少なくともタイヤの外面の約９５％を含んでもよい。
【００２９】
本発明のいくつかの実施形態において、回転が完了するに至るまでに複数の画像が完全に収集されるわけでなく、最後の画像が収集されてから回転が完了するまでには時間差があってもよい。好ましい実施形態においては、タイヤの１回転のうちの少なくとも約５０％を含む連続的な期間の間に複数の画像が収集される。また、この連続的な期間は、タイヤの１回転のうちの少なくとも約５５％を含んでもよく、タイヤの１回転のうちの少なくとも約６０％を含んでもよく、タイヤの１回転のうちの少なくとも約６５％を含んでもよく、タイヤの１回転のうちの少なくとも約７０％を含んでもよく、タイヤの１回転のうちの少なくとも約７５％を含んでもよく、タイヤの１回転のうちの少なくとも約８０％を含んでもよく、タイヤの１回転のうちの少なくとも約８５％を含んでもよく、タイヤの１回転のうちの少なくとも約９０％を含んでもよく、タイヤの１回転のうちの少なくとも約９５％を含んでもよく、タイヤの少なくとも１回転を含んでもよい。
【００３０】
何かしらの事情で、例えば前又は横の他のタイヤによってタイヤが隠されるとき、及び／又はタイヤを隠す車両の構造物が存在するときには、タイヤの外面の５０％が撮像されないことが理解されるであろう。撮像できるタイヤの外周の範囲が１０％の低さ又はそれ以下となる場合がある。この場合には、本発明の方法は、同一車両上の隠されていない他のタイヤのみに適用可能となる。本発明の装置は、車両の１又はそれ以上のタイヤが十分に又は全く撮像されない場合であっても、また、特定の車両のタイヤが十分に又は全く撮像されない場合であっても、それでも、タイヤの画像を十分に収集することが可能である。
【００３１】
タイヤの１回転におよばない連続的な期間の間に複数の画像が収集される実施形態においては、それらの画像はタイヤの全体の外面のうちの一部分のみを含む。それらの画像が、タイヤのその部分の回転の間にタイヤの外面の全体の部分を含む場合もあり、それらの画像が重なる場合もある。代替的な構成において、タイヤの外表面の外周のその部分上の連続的でない一連の画像になるように、それらの画像は、タイヤの外周のその部分の外表面の周方向において間隔が空けられた部分についてのものとなり得る。そのような構成において、それらの画像はそれらの間で好ましくはタイヤの外面のその部分の少なくとも約５０％を含む。また、タイヤの外面のその部分の少なくとも約５５％を含んでもよく、タイヤの外面のその部分の少なくとも約６０％を含んでもよく、タイヤの外面のその部分の少なくとも約６５％を含んでもよく、タイヤの外面のその部分の少なくとも約７０％を含んでもよく、タイヤの外面のその部分の少なくとも約７５％を含んでもよく、タイヤの外面のその部分の少なくとも約８０％を含んでもよく、タイヤの外面のその部分の少なくとも約８５％を含んでもよく、タイヤの外面のその部分の少なくとも約９０％を含んでもよく、タイヤの外面のその部分の少なくとも約９５％を含んでもよい。
【００３２】
各画像がタイヤの外面の上の複数の異なる部分についてのものとなると言及されるところは、このことが、事実上、それらがタイヤの実質的に同一の部分についてのものとなるような、非常に素早く連続して２枚の画像が撮られる可能性を排除することはない。
【００３３】
タイヤの外表面の外面の一部分の画像と言及するところでは、このことは、タイヤの外表面の幅全体が撮像されることを示唆するものではなく、及び／又はトレッドの深さの標示がタイヤの外表面の幅全体について提供されることを示唆するものではない。しかしながら、それは、本発明の好ましい実施形態の特徴である。他の実施形態においては、タイヤの外表面の幅の一部分のみが撮像され、且つ／あるいはトレッドの深さの標示がタイヤの外表面の幅の一部分のみについて提供される。タイヤの底の外表面の幅のこの部分は、ベースと接触するタイヤの外表面の割合となり得る。これは、少なくともあらゆる関連する法令によって設けられている割合となり得る。例えば、英国においては、トレッド深さ最小値がトレッドの中央７５％を超えて測定されなければならない。したがって、例えば、撮像されて分析される幅は、ベースと接触するトレッドの中央少なくとも７５％となり得る。また、トレッドの中央少なくとも７５％でもよく、トレッドの中央少なくとも８０％でもよく、トレッドの中央少なくとも８５％でもよく、トレッドの中央少なくとも９０％でもよく、トレッドの中央少なくとも９５％でもよい。言い換えると、撮像されて分析される幅は、ベースと接触するために用いられるタイヤの外表面の中央少なくとも７５％となり得る。また、ベースと接触するために用いられるタイヤの外表面の中央少なくとも７５％でもよく、ベースと接触するために用いられるタイヤの外表面の中央少なくとも８０％でもよく、ベースと接触するために用いられるタイヤの外表面の中央少なくとも８５％でもよく、ベースと接触するために用いられるタイヤの外表面の中央少なくとも９０％でもよく、ベースと接触するために用いられるタイヤの外表面の中央少なくとも９５％でもよい。
【００３４】
いくつかの実施形態において、切り傷、フラットスポット及び膨張等の、タイヤの外表面上のトレッドでの欠陥を検出するために複数の画像が使用される。これは、マニュアル検査によって又はデータ処理装置を使用することによって実施され得る。加えて又は代わりに、複数の画像は、タイヤの２つの側壁の部分を含んでもよく、タイヤの外表面のいずれか一方の側部はベースと接触する。このように、切り傷又は膨張等の、タイヤの外表面上の側壁の欠陥を検出するために複数の画像が使用される。これにおいても、マニュアル検査によって又はデータ処理装置を使用することによって実施され得る。
【００３５】
本発明によると、タイヤのトレッドギャップ内に影の形成を可能にするように、光源は、上述した移動経路の一方の側に対して鋭角をなすようにずらされている。光源は移動経路のいずれの側に対してずらされていてもよい。撮像デバイスも、上述した移動経路の一方の側に対して鋭角をなすようにずらされていてもよい。このような場合において、撮像デバイスは、移動経路の光源と同じ側に対してずらされていてもよく、移動経路の他の側に対してずらされていてもよい。また、撮像デバイスは移動経路に沿うように向くことも可能である。この場合において、タイヤは撮像デバイスの上を通常走行し、撮像デバイスは、タイヤが真上を通過したときに損傷を受けないように、例えばばね懸架式であってもよく、透明な板の下又はプリズムの下に配置されてもよい。
【００３６】
撮像デバイスがタイヤの正面を向くことの１つの潜在的な有利な点は、１つの撮像デバイスでタイヤの両方の側壁の画像を取り込むことが可能になることである。しかしながら、両方の側壁を捉えるために複数の鏡を設置することが必要となる場合がある。
【００３７】
いくつかの実施形態において、タイヤの側壁の部分の画像を取り込む補足の撮像デバイスが使用される。この補足の撮像デバイス用の補足の光源が設置され得るが、補足の光源及び一連の複数の光源が順次操作される場合には、補足の光源及び一連の複数の光源同士が、本発明が実施されるために必要とされる影を消す又は減らす等の邪魔をすることがないように順次操作される必要がある。
【００３８】
いくつかの実施形態において、タイヤの外表面のいずれかの側に１つ設置される補足の撮像デバイスが、２つ使用される。そして、画像は、タイヤの両方の側壁の欠陥を検出するために使用され得る。これにおいても、マニュアル検査によって又はデータ処理装置を使用することによって実施され得る。
【００３９】
好ましい構成において、撮像デバイスはタイヤが移動するベースに隣接するタイヤの一部を捉えるように配置され、且つベースから離れるように上方に延びている。これによって、車体構造の部分又は泥除け等の他のアイテムによる障害を避けることとなる。
【００４０】
撮像デバイスは、タイヤが撮像デバイスに向かって移動するときにタイヤの前側の画像を取り込むように、又はタイヤが撮像デバイスから離れるように移動するときにタイヤの後ろ側の画像を取り込むように、操作されてもよい。いくつかの構成においては、２つの撮像デバイスを有して、１つをタイヤの後ろ側の画像を取り込むようにして、１つをタイヤの前側の画像を取り込むようにすることも可能である。例えばリアカメラによって取り込まれるタイヤ部分の画像の合間にフロントカメラによって取り込まれる部分の画像をはさむことによって、２セットの一連の画像が一緒に使用され、リアカメラによって取り込まれるタイヤの部分はフロントカメラによって取り込まれるタイヤの部分とは異なる。
【００４１】
車両は１つの側に複数のタイヤを有し、異なるタイヤの画像を順次取り込むことができる複数の撮像デバイスを有することも可能である。これは、重量物運搬車両等の間隔の狭い車軸の場合に有益になり得る。
【００４２】
好ましい構成において、車両の両側のタイヤは同時に検出されることができる。すなわち、好ましくは、車両の一方の側のホイールを撮像するための１又は複数の撮像デバイス及び光源の構成は、車両の他の側のそれらの複写であり、例えば左右対称になっている。
【００４３】
車両の一方の側のタイヤについて述べた全ての特徴は、反対側のタイヤについて同様に適用できる。
【００４４】
いくつかの場合において、１つの車軸が車両の一方の側に２つのホイールと車両の他の側に２つのホイールとを有することができる。この場合においては、１組のホイールのうち外側のホイールが１組のホイールのうち内側のホイールの障害物となる場合がある。このような構成で適切に処理するためには、外側のホイールの画像を取り込むための光源及び撮像デバイスの第１の構成と、内側のホイールの画像を取り込むための光源及び撮像デバイスの第２の構成と、を有することが望まれる。これにおいても車両の両側で全く同じであってよい。１つの車軸上に２つのタイヤが互いに隣り合って配置されている場合には、複数のタイヤの両側の側壁を少なくとも完璧に捉えて撮像することが不可能である場合がある。
【００４５】
１つの好ましい実施形態において、撮像デバイスと一連の光源とは、互いにホイール／タイヤの移動経路の反対側にある、すなわち、撮像デバイス及び一連の光源の一方がホイール／タイヤの移動経路の一方の側に位置し、撮像デバイス及び一連の光源の他方がホイール／タイヤの移動経路の他方の側に位置する。したがって、撮像デバイスが車両に則した位置に配置される一方で、一連の光源は車両から離れた一方の側に配置されることができ、またその逆の配置も可能である。車両の両側のタイヤが同時に分析される場合には、同様の構成が車両の他の側にも設置され得る。車両の両側のタイヤが分析される１つの好ましい実施形態において、２つの撮像デバイスは車両の輪郭の内側に配置され、その一方で光源は車両の輪郭の両方の外側に配置される。代替的に、撮像デバイスが車両の輪郭の両方の外側に配置され、その一方で光源が車両の輪郭の内側に配置されてもよい。
【００４６】
本発明の複数の実施形態において、光がタイヤに当たる角度は、影の量に影響する。照射経路がタイヤの表面の法線に近い場合には、影は小さく又は全くできず、トレッドギャップ全体が照射されてしまう。光がタイヤの表面を超えて照らす場合には、トレッドギャップは完全に暗くなってしまう。
【００４７】
光がトレッドギャップに対して好適な角度で拡がる場合には、影はトレッドギャップの側部を下方に延びるようにでき、トレッドギャップの底を横切る。トレッドギャップが深くなるに連れて、側壁のベースから離れて、トレッドギャップの側部を下がる影の範囲が長くなり、トレッドギャップの底を横切る影の範囲が長くなる。トレッドギャップの側部を下降する影の長さが分析され得る。それは、無条件で深さの測定がされてもよく、又は単に最短深さの要件を満たすか否かの標示だけであってもよい。加えて又は代わりに、トレッドギャップの底を横切る影の範囲が分析されてもよい。
【００４８】
本発明の好ましい実施形態において、画像の分析はホイールとタイヤの組み合わせの位置を判定し、そしてホイールの中心を判定する。そしてこれは距離と角度を算出するための基礎となり得る。本発明の実施においては、画像上の比率が変化し、このことは影の正確な長さを算出するときに考慮されなければならないため、撮像デバイスからタイヤまでの距離が連続的に変化することを注意しなければならない。これは、ホイールの直径又は半径、又はタイヤの直径又は半径等の、各画像の比率を定めるために評価され得る既知のサイズのアイテムが含まれることによって達成されることができ、ホイールの中心の位置はこれを補助する。タイヤ又はホイールのサイズが既知であってもよく、例えばアイテムのサイズをカメラから既知の距離に配置されたスケールと比較することによって判定してもよい、なおアイテム及びスケールは画像内に含まれている。このように、概して、スケール係数は、各画像に含まれる既知のサイズのアイテムを参照することによって適用される。そのアイテムはホイールの少なくとも一部分であってもよい。ホイールのサイズは既知であり、記録されていてもよい。代替的に、ホイールのサイズが測定されてもよい。ホイールとスケールとが撮像デバイスから同じ距離にあるときの画像において、ホイールと共にその画像に含まれるスケールと対象してホイールのサイズが測定されてもよい。
【００４９】
代替的な好ましい構成では、既知のサイズのアイテムが撮像デバイスから既知の距離に位置するときに、キャリブレーションステップが使用される。そのアイテムはマーキングされたチャート図であってもよい。このチャート図の画像又は他のアイテムをこの既知の距離から見ることによって、例えば、実際の距離に対する特定の方向での画像の画素の数に関連するスケール係数が適用され得る。実際には、撮像デバイスからのこの既知の距離は、撮像デバイスに一連の画像の撮像を開始させる距離と同一の距離となる。したがって、最初の画像が撮像されるタイミングとなる、撮像デバイスからタイヤまでの距離は既知である。
【００５０】
撮像デバイスが移動経路から横に位置がずれる場合には、引き続く画像のためにタイヤまでの距離を判定する幾何学的な算出が実施され得る。撮像デバイスの移動経路に対する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連れて、車両上の、タイヤ又はホイール等のアイテムの位置が撮像デバイスの視野の範囲外に移る。キャリブレーション又は他の手段によって、アイテムの撮像デバイスの視野の範囲外への移行量（例えば画素数によって算出される）は、移動経路に沿って移動した距離に関連させることが可能である。したがって、好適なキャリブレーションが提供されることによって、幾何学的な算出を使用して、画像を検査するだけでタイヤとの距離が算出することが可能になる。
【００５１】
移動している車両の横にずらされるカメラの、構成の幾何学形状によって生じる歪みについても注意する必要がある。カメラはタイヤに対して上方に傾いているが、常にタイヤの表面を向いていてもよい。タイヤは曲線状の表面を有しており、その曲率はタイヤの半径に依存する。
【００５２】
いくつかの実施形態において、全般の手順は以下のステップを含む。
１）  タイヤと撮像デバイスとの間の距離を既知のジオメトリで測定すること。
２）  上述したように複数の光源が連続的に操作される間に、複数の画像を取り込むこと。
３）  光量の変化を取り除くために複数の画像をフィルタリングすること。
４）  他の暗い領域に対して有効な溝の影を検出するために複数の画像をフィルタリングすること。
５）  影の量を総和すること。
６）  実際の影のサイズに変換すること。
７）  影のサイズからトレッドの深さを算出すること。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態において、車両は最高で時速約２０マイル（３２ｋ／ｈ又はより一般に最高で時速約３０キロメートル）で移動してもよく、好ましい速度は、最高で時速約５マイル（８ｋ／ｈ又はより一般に最高で時速約１０キロメートル）又は最高で時速約１０マイル（１６ｋ／ｈ又はより一般に最高で時速約１５キロメートル）又は最高で時速約１５マイル（２４ｋ／ｈ又はより一般に最高で時速約２５キロメートル）である。いくつかの実施形態においては、車両は遅くとも時速約５マイル（８ｋ／ｈ又はより一般に最高で時速約１０キロメートル）で移動するべきである。
【００５４】
本発明のいくつかの実施形態において、センサは、車両の存在を検出し、１又は複数の撮像デバイス並びに１又は複数の光源の操作を開始させる。車両の速度を検出する１又は複数のセンサが備えられてもよく、また複数の画像が車両の速度を検出するために検査されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明を実施するためのシステムの実施形態の概略図である。
【図２】図１に示されたタイヤの側面図である。
【図３】図１に示されたタイヤの正面図である。
【図４】車両タイヤの一部を示す図である。
【図５】どのように影が形成されるのかを示す図である。
【図６】撮像デバイスを配置するための他の方法を示す図である。
【図７】距離測定の方法を示す概略図である。
【図８】光源、撮像デバイス及びセンサの詳細な配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
本発明は、添付の図面を参照して、例示的な実施形態に基づいて、以下に説明される。
【００５７】
以下、本発明の好適な態様を実現する装置を示す図面を参照する。図１は第１の実施形態のシステムを示す説明図である。トラック１は、符号２で示される１０のホイールを有し、矢印Ａで示される方向に移動している。トラックの車体より低い高さに、トラックの左側のホイールと右側のホイールとに対してそれぞれ鋭角に向けられたデジタルスチルカメラ３，４によって形成される２つの撮像デバイスが配置されている。第１系列の光源Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３及びＬ４は、トラックの左側の外側で、全体的にトラックの移動経路に対して略平行に延びる線に沿って、長手方向に間隔を空けて、配置される。第２系列の光源Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７及びＬ８は、トラックの右側の外側で、全体的にトラックの移動経路に対して略平行に延びる線に沿って、長手方向に間隔を空けて、配置される。各光源は、複数のＬＥＤ素子が集合して構成され、視準されていない光（non-collimated light）の点光源として効果的に動作する。
【００５８】
図２を参照する。ホイール２は空気入りゴムタイヤ５が取り付けられ、矢印Ａが示すベース６の長手方向に移動している間に矢印Ｂの方向に回転する。双方のカメラは、トラック１の車体の下のタイヤの領域７を撮像する。図２において、車両の右側が概略的に図示されており、カメラ４が示されているが、車両の右側についても同様である。図３は、左側を概略的に図示し、光源Ｌ４が、カメラ３が画像を取り込む間にどのようにタイヤの領域７を照射するのかを示している。図３に示されるＬ４等の光源及び、図３に示されるカメラ３等のカメラの動作は、データ処理ユニット８によって制御される。データ処理ユニット８は、カメラから画像データを受け取って画像データを処理することができ、トレッドの深さを算出する。画像データ及び他のデータはスクリーン９に表示され得る。
【００５９】
図４は、ギャップ１１から分離されているトレッド１０のブロックを有する、タイヤ５の一部を示す。図５は、Ｌ１等の光源によってタイヤ５の表面が照射されたときに、どのようにして影が形成されるのかを示す。トレッドギャップ１１の側に延びている影部１２と、トレッドギャップ１１の底を途中まで横切るように延びている影部１３とが示されている。タイヤがすり減って、トレッドギャップ１１の深さが減少すれば、両方の影部が短くなる。
【００６０】
ホイールが回転するに連れて、カメラ３，４の撮像範囲にタイヤ表面の異なる部分が連続的に入る。図８を参照して後述するように、データ処理ユニット８の制御によって複数の光源が順次作動する。
【００６１】
図６は、カメラ４がベース６の表面の下に入りこんでいる、図２と類似する他の配置を示す。カメラは、ホイール及びタイヤが真上を通過することによる損傷を受けることがないように、強化ガラス等のウィンドウ１４によって覆われてもよい。
【００６２】
図７は、対象Ｏの距離を検出する方法を示す。観測平面ＯＰは、対象Ｏの移動経路Ａに対して鋭角φをなして配置されている。観測平面から、撮像が開始される位置である起点Ｐ１までの距離Ｄは、キャリブレーションステップから得られる。対象Ｏが移動経路Ａに沿って移動するときの、観測平面ＯＰから対象Ｏまでの距離Ｄ２は、以下に示されるように、観測平面ＯＰを横切る距離Ｄと関係する。
Ｄ２ ＝ Ｄ１ − Ｌ × ｃｏｔａｎ φ
【００６３】
したがって、距離Ｌが測定されると、距離Ｄ２を算出することができる。実際には、カメラは観測平面上に設置され、厳密な距離Ｌは画素の数等の画像における見かけの距離に関連付けられる。カメラのレンズの方向は、移動経路Ａに対して角度φをなすように向けられる。対象Ｏは、ホイールの中心等の画像中で特定されるために適したものであればよい。
【００６４】
図８は、カメラ３及び光源Ｌ１からＬ４の配置をさらに詳細に示す。なお、カメラ４及び光源Ｌ５からＬ８についての配置は対応する。タイヤの移動経路はＣとして示されている。カメラの視野は、セグメント１５によって示されており、また、タイヤがこの視野内に乗しかかると考えられる長さ以上となるように配置される。光源Ｌ１からＬ２は、タイヤの移動経路Ｃの線に対して平行な線１６に沿って等しい間隔で配置され、移動経路の線に対して左側にずらされている。光源Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３及びＬ４は、１７，１８，１９及び２０として示されているセグメントを、それぞれ照らす。これらの照射セグメントは重なり、タイヤの移動経路に対して鋭角に向けられる。照射セグメントは、それらの間で、カメラの視野内に入るタイヤの移動経路の全体を含む。
【００６５】
また、ホイール／タイヤの存在を検出するセンサＳ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４も、タイヤの移動経路に平行な線に沿って、間隔を空けて設けられる。この全てのセンサは、データ処理ユニット８と通信することができる。光源Ｌ１からＬ４は、最初は作動していない。タイヤがシステムに入ることによって、これがセンサＳ１のトリガとなる。このことがデータ処理装置に入力され、光源Ｌ１が作動する。タイヤが前進することによって、これがセンサＳ２のトリガとなり、光源Ｌ１が停止されて光源Ｌ２が作動される。これは、光源Ｌ２の照射セグメント１８のうち光源Ｌ１の照射セグメント１７と重なる場所に、タイヤが入った瞬間又は直後に起こり得る。タイヤがさらに前進することによって、これがセンサＳ３のトリガとなり、光源Ｌ２が停止されて光源Ｌ３が作動される。これは、光源Ｌ３の照射セグメント１９のうち光源Ｌ２の照射セグメント１８と重なる場所に、タイヤが入った瞬間又は直後に起こり得る。タイヤがさらに前進することによって、これがセンサＳ４のトリガとなり、光源Ｌ３が停止されて光源Ｌ４が作動される。これは、光源Ｌ４の照射セグメント２０のうち光源Ｌ３の照射セグメント１９と重なる場所に、タイヤが入った瞬間又は直後に起こり得る。
【００６６】
最後に、画像が取り込まれる領域からホイール／タイヤが出るときのホイール／タイヤの存在を検出する５番目のセンサＳ５が設けられている。センサＳ５は、光源Ｌ４を停止させ、また、カメラの動作も停止させてもよい。
【００６７】
車軸と車軸との間の距離は、フロントホイールの画像が取られている間に、画像が取り込まれる領域に次のホイールが入るような距離であることが理解されるであろう。この２番目のホイールが第１のセンサＳ１のトリガとなり、このことが第１の光源Ｌ１を作動させる。この時点で、光源Ｌ２が停止されるように、光源が配置されることが好ましい。光源Ｌ３は、フロントホイールの画像が取り込まれている間は作動され続け得るが、光源Ｌ３の照射セグメントが光源Ｌ１の照射セグメントと重ならないように、配置される。
【００６８】
したがって、車両の長手方向のホイールの間隔が通常であれば、従属するホイールが一連の光源において先行する光源の照射領域内に入っておりその先行する光源に照射されている間は、先導するホイールはある光源の照射領域内に残っておりその光源に照射され得る。その光源と先行する光源とは照射領域が重ならないように配置される。
【００６９】
タイヤのトレッドの深さを測定することに加えて、システムは、タイヤの画像上で異常をも点検する。このため、ある実施形態ではシステムは、タイヤの１回転に正確に相当する、タイヤの外面の「平たくした（flattened out）」長方形のグレースケールの画像（rectangular greyscale image）を生成する。決定論的方法を使用して、システムはトレッド上の異常を特定する。システムは、複数のタイプ（例えば１０の異なったタイプ）の異常のセットを使用してもよい。トレッド上の各異常を特定するために、異常のタイプの分類及び異常の範囲の境界が与えられる。
【００７０】
異常の分析及び解釈は、異常の分類を試みる、順次始動する複数の専用の検出部からなる。例えば、第１ステップとして、システムは、画素値の輝度がその周りよりも著しく高く示される、狭くて長い任意の異常を抽出することによって、ベアコード（bare cords）を検出してもよい。一度ベアコードが取り除かれると、システムは、何が「通常でない（abnormal）」と考えられるのかの異なる閾値を参照すること、及び、これが生じる接している領域を数えることによって、各異常の範囲の境界の検出を試みる。一例として、タイヤにおける切り傷を検出する検出部は、狭くて長い、且つ、原画像で周りよりも暗い画素値を有する全ての異常を抽出する。
【００７１】
ある実施形態では、アルゴリズムが２つの部分からなる。１つ目として、上述した長方形のグレースケールの画像からタイヤのトレッドパターンの合成画像が生成される。これは、異常検出画像を得るために、入力画像から差し引かれる。２つ目として、この画像で露呈された異常が、分析されて解釈されて、これらの異常が分類される。
【００７２】
上述したように、第１ステップにおいて、システムは、タイヤの１回転に正確に相当する、タイヤの外面の「平たくした」長方形のグレースケールの画像を生成する。すなわち、トレッドが効果的に帯状に展開される。タイヤのトレッドの合成画像を生成するために、ある実施形態では、原画像における異常の領域に含まれる画素の各縦の段Ａは、この原画像の異なる部分における画素の類似する段Ｂと置換される。この段Ｂはトラックパターンの同一部分を含むが異常を含まない部分である。このため、ＢはＡ（四角形の異常の画素値に関して）と最も類似する画素の段であり、それでもまだ、特定の閾値よりもＡから離れている。これの最適化は、タイヤの溝間のブロックの並びを個々に考慮することを含む。
【００７３】
この合成画像を原画像から差し引くことによって、トレッドパターンは、大幅にその画像から取り除かれ、異常だけが残る。そして、これらの残った異常は、それらの大きさ、形状及び、それらがトレッド溝にまで及ぶかどうかに基づいて、変更されないグループのセットに最終的に分類される。この強化は、異常の分類分けを自動的に決定するために、記録された異常タイプのデータを使用するニューラル・ネットワークアプローチが使用されることによってもたらされる。
【００７４】
この手順は、特定の説明されたトレッドの深さを測定するシステムなしで、且つ、タイヤの外面全体の画像を取得するために使用されるシステムと関係なく、独立して有益である。
【００７５】
本発明は、複数の異なる態様から捉えられ得る。本発明の他の態様によると、タイヤの外面にトレッドギャップから分離された部分であるトレッド部分が設けられた、車両タイヤの状態を評価する装置が提供される。この装置は、タイヤの外面の一部を照らすように、タイヤの側面からずらされている光源を備え、この光源によってトレッド部分の間のトレッドギャップ内に影ができる。また、この装置は、タイヤの外面の照らされた部分の少なくとも一部分の画像を収集するよう動作可能な撮像デバイスと、トレッドギャップの深さの標示を提供するためにトレッドギャップ内の影の広がりを判定するように、画像を分析するように構成されているデータ処理装置と、をさらに備える。また、この装置は、タイヤの外面の少なくとも他の一部分についてこの処理を繰り返すように構成されている。
タイヤは、回転して、ベースの上の移動経路に沿って長手方向に移動するように構成されており、光源及び撮像デバイスは固定されており、光源はタイヤの移動経路から鋭角をなしてずらされており、タイヤと撮像デバイスとの距離はタイヤが移動経路に沿って移動するに連れて変化する。また、タイヤが１回転のうちの少なくとも半回転を終える間に、タイヤの外面の複数の異なる部分についての画像が、撮像デバイスによって収集されるように、この装置は構成され、各画像はタイヤの外面の複数の異なる各部分が移動経路に沿った方向を向いている間に収集される。好ましくは、第２の光源が、光源同士で、本発明が実施されるために必要とされる影を消す又は減らす等の邪魔をすることがないように、配置されている。好ましくは、複数の光源が、タイヤの移動経路の一方の側に配置され、各光源は、視準されていない光の点光源であり且つ、光をタイヤの移動経路に対して鋭角をなすように指向する。光源は移動経路に対して略平行に延びる線に沿って間隔が空けられている。そして、制御システムは、タイヤが移動経路に沿って移動している間に、撮像デバイスによって画像が取り込まれるときにただ１つの光源がタイヤを照らすように、光源を順次作動させるように構成されている。
【００７６】
本発明の他の態様によると、ホイールが回転して、このホイールがベースの上の移動経路に沿って長手方向に移動する間に、ホイールに装着されている車両タイヤの状態を評価する装置が提供される。この装置は、タイヤの移動経路に沿った方向を向くタイヤの外表面の部分を照らすように、移動経路の一方の側に対して鋭角をなしてずらされている光源と、撮像デバイスと、タイヤが回転して１回転のうちの少なくとも半回転を終える間に、タイヤの外表面の部分の、実質的にピントの合った、複数の画像を収集するように撮像デバイスを制御する制御装置と、を備え、各画像は、タイヤの外表面上で間隔を空けた異なる複数の部分の画像であり、且つ、タイヤの外面の複数の異なる各部分が移動経路に沿った方向を向いている間に収集される。光源は、撮像デバイスが各画像を収集するように作動している間に、トレッド部分の間のトレッドギャップ内に影ができるように、制御装置の制御によって作動する。また、この装置は、複数の画像のうち、少なくとも影を含むいくつかの画像を分析するように制御されるデータ処理装置を含み、データ処理装置は、タイヤの外表面上で間隔を空けた複数の異なる部分のタイヤトレッドギャップの深さの標示を提供するために、トレッドギャップ内の影の広がりを判定する。好ましくは、第２の光源が、光源同士で、本発明が実施されるために必要とされる影を消す又は減らす等の邪魔をすることがないように、配置されている。好ましくは、複数の光源が、タイヤの移動経路の一方の側に配置され、各光源は、視準されていない光の点光源であり且つ、光をタイヤの移動経路に対して鋭角をなすように指向する。光源は移動経路に対して略平行に延びる線に沿って間隔が空けられている。そして、制御システムは、タイヤが移動経路に沿って移動している間に、撮像デバイスによって画像が取り込まれるときにただ１つの光源がタイヤを照らすように、光源を順次作動させるように構成されている。
【００７７】
本発明の他の態様によると、タイヤの外面にトレッドギャップから分離された部分であるトレッド部分が設けられた、車両タイヤの状態を評価するプロセスが提供される。このプロセスにおいて、タイヤの外面の一部を照らすように、光源がタイヤの側面からずらされており、この光源によってトレッド部分の間のトレッドギャップ内に影ができる。タイヤの外面の照らされた部分の少なくとも一部分の画像を収集するように撮像デバイスが作動される。トレッドギャップの深さの標示を提供するためにトレッドギャップ内の影の広がりを判定するデータ処理装置によって、画像が分析される。また、このプロセスは、タイヤの表面の少なくとも他の一部分に対して繰り返される。このプロセスにおいて、タイヤは、回転して、ベースの上の移動経路に沿って長手方向に移動し、光源及び撮像デバイスが固定され、光源はタイヤの移動経路に対して鋭角をなしてずらされており、タイヤと撮像デバイスとの距離はタイヤが移動経路に沿って移動するに連れて変化する。また、タイヤが１回転のうちの少なくとも約半分を終える間に、タイヤの外面の複数の異なる部分について、撮像デバイスによって画像が収集され、各画像はタイヤの外面の複数の異なる各部分が移動経路に沿った方向を向いている間に収集される。好ましくは、第２の光源が、光源同士で、本発明が実施されるために必要とされる影を消す又は減らす等の邪魔をすることがないように、配置されている。好ましくは、複数の光源が、タイヤの移動経路の一方の側に配置され、各光源は、視準されていない光の点光源であり且つ、光をタイヤの移動経路に対して鋭角をなすように指向する。光源は移動経路に対して略平行に延びる線に沿って間隔が空けられている。そして、制御システムは、タイヤが移動経路に沿って移動している間に、撮像デバイスによって画像が取り込まれるときにただ１つの光源がタイヤを照らすように、光源を順次作動させるように構成されている。
【００７８】
本発明の他の態様によると、ホイールが回転して、このホイールがベースの上の移動経路に沿って長手方向に移動する間に、ホイールに装着されている車両タイヤの状態を評価する方法が提供される。タイヤはベースと接触する外表面を有し、この外表面はトレッド部分を含む。この方法において、タイヤの移動経路に沿った方向を向くタイヤの外表面の部分を照らすように、光源が移動経路の一方の側に対して鋭角をなしてずらされている。タイヤが回転して１回転のうちの少なくとも半回転を終える間に、タイヤの外表面の部分の、実質的にピントの合った、複数の画像を収集するように撮像デバイスが作動し、各画像は、タイヤの外表面上で間隔を空けた異なる複数の部分の画像であり、且つ、タイヤの外面の複数の異なる各部分が移動経路に沿った方向を向いている間に収集される。光源は、撮像デバイスが各画像を収集するように作動している間に、トレッド部分の間のトレッドギャップ内に影ができるように作動する。また、タイヤの外表面上で間隔を空けた複数の異なる部分のタイヤトレッドギャップの深さの標示を提供するためにトレッドギャップ内の影の広がりを判定するデータ処理装置によって、複数の画像のうち、少なくとも影を含むいくつかの画像が分析される。好ましくは、第２の光源が、光源同士で、本発明が実施されるために必要とされる影を消す又は減らす等の邪魔をすることがないように、配置されている。好ましくは、複数の光源が、タイヤの移動経路の一方の側に配置され、各光源は、視準されていない光の点光源であり且つ、光をタイヤの移動経路に対して鋭角をなすように指向する。光源は移動経路に対して略平行に延びる線に沿って間隔が空けられている。そして、制御システムは、タイヤが移動経路に沿って移動している間に、撮像デバイスによって画像が取り込まれるときにただ１つの光源がタイヤを照らすように、光源を順次作動させるように構成されている。
【００７９】
本発明の他の態様によると、車両に備えられるホイールに装着されているタイヤの状態を評価する方法であって、車両が移動して、タイヤが回転してベースの上の移動経路に沿って長手方向に移動している間に、タイヤの外面にトレッドギャップから分離された部分であるトレッド部分が設けられたタイヤの状態を評価する方法が提供される。この方法は、タイヤが少なくとも１回転のうちの少なくとも半回転を終える間に、タイヤの外面の複数の異なる部分の画像を取り込む撮像デバイスの使用を含む。タイヤが移動するに連れて各々がタイヤの外面の複数の異なる部分を照らす、複数の光源が長手方向に間隔が空けられている。トレッドギャップの深さを判定するために画像が分析される。各光源は、光をタイヤの移動経路に対して鋭角をなすように指向させる。ある光源がタイヤの外面のある部分を照らすために作動されるときに、この光源によってトレッド部分の間のトレッドギャップ内に影ができる。タイヤの外面の少なくとも照らされている部分の画像を収集するように撮像デバイスが作動される。トレッドギャップの深さの標示を提供するためにトレッドギャップ内の影の広がりを判定するデータ処理装置によって、画像が分析される。複数の光源がトレッド部分の間のトレッドギャップ内にできた影を消す又は減らす等の邪魔をすることがないように、タイヤが移動経路に沿って移動する間に、制御システムが光源を順次作動させる。
【００８０】
本発明の他の態様によると、車両に備えられるホイールに装着されているタイヤの状態を評価する方法であって、車両が移動して、タイヤが回転してベースの上の移動経路に沿って長手方向に移動している間に、タイヤの外面にトレッドギャップから分離された部分であるトレッド部分が設けられたタイヤの状態を評価する方法が提供される。この方法は、タイヤが少なくとも１回転のうちの少なくとも半回転を終える間に、タイヤの外面の複数の異なる部分の画像を取り込む撮像デバイスの使用を含み、タイヤの外面の複数の異なる部分の部分を照らすようにある光源が作動している間に画像が取り込まれる。画像は、トレッドギャップの深さを判定するために分析される。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、各光源は光をタイヤの移動経路に対して鋭角をなすように指向させる。光源は長手方向に互いに間隔が空けられる。制御システムは、タイヤが移動経路に沿って移動する間に、撮像デバイスによって画像が取り込まれるときに一連の光源のうちのただ１つがタイヤを照らすように、光源を順次作動するように構成されている。ある光源がタイヤの外面のある部分を照らすために作動されるときに、この光源によって、トレッド部分の間のトレッドギャップ内に影ができる。タイヤの外面の少なくとも照らされている部分の画像を収集するように撮像デバイスが作動される。トレッドギャップの深さの標示を提供するためにトレッドギャップ内の影の広がりを判定するデータ処理装置によって、画像が分析される。
【００８１】
好ましくは、各光源は、視準されていない光の光源である。好ましくは、各光源は点光源である。本発明の本実施態様のいくつかの実施形態においては、各点光源は、点光源として機能するように一緒に集められた複数の発光源によってもたらされる。
【００８２】
本発明の好ましい実施形態において、タイヤが回転して路面に沿って移動している間に、車両のホイールに装着されたタイヤのトレッドの深さを測定するシステムが提供される。カメラ等の撮像デバイスが、タイヤが回転する間にタイヤの外面の少なくとも半分以上の部分の画像を取り込む。光源は、長手方向に間隔が空けられて、タイヤの移動経路に対して鋭角をなすように向けられており、画像が取り込まれている間にタイヤを照らす。画像はデータ処理装置によって分析され、トレッドブロックの間のギャップ内の影の長さからトレッドの深さが判定される。この複数の光源は、例えば、タイヤの存在を検出する長手方向に間隔が空けられる複数のセンサからの信号に従って、タイヤトレッドの一部分の画像が取り込まれるときにただ１つの光源がタイヤトレッドのその部分を照らすように作動されるように、順次作動及び停止される。
【００８３】
本発明の一般的な態様に従えば、撮像デバイスによって画像が取り込まれるときに一連の光源のうちのただ１つの光源がタイヤを照らす、といわれるときには、一般的に、トレッドの深さを分析することに使用するために、タイヤトレッドの一部分の画像が取り込まれるときにただ１つの光源がタイヤトレッドのその部分を照らすために作動される、ということを意味し得ることが、理解されるであろう。また、タイヤの他の部分またはタイヤトレッドの他の部分を照らす他の光源であって、タイヤトレッドの深さを分析するときに用いられる部分の画像が取り込まれる間に、タイヤのトレッドの同一部分を照らさない、配置位置が異なる２つの光源によってもたらされる他の光源が用いられてもよい。これらの光源は、画像が取り込まれる間に、トレッド部分の間のトレッドギャップ内にできた影を消す又は減らす等の光源同士での邪魔をしない。
【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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