(57)【要約】【課題】ばらつきが存在せず、正確なマスターデータを作成することができる凹凸図形検査のためのマスターデータの作成方法を提供する。【解決手段】タイヤＣＡＤ図面から図形を選択して図形毎の画像を切り出し、タイヤ中心からの半径方向の距離と、指定位置からのタイヤの円周方向の変位角度で図形の配置位置を設定し、切り出した画像の各領域の高さを設定する。次に、切り出した画像を、各領域の高さ情報を用いて高さに応じた濃淡の階調の画像に変換し、濃淡の階調となった画像を、図形の配置位置において、タイヤ中心から半径方向に所定の間隔でサンプリングし、タイヤの円周方向に所定の角度間隔でサンプリングし、交差する点と点の間が等間隔となるようにサイズ変形を行ってマスターデータを作成する。【選択図】図４
2007011462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤサイズ、およびタイヤ中心から半径方向の配置位置に合わせて扇形に変形された図形と、図形の各領域の高さ情報を有するタイヤＣＡＤ図面から、タイヤ表面に形成された凹凸図形を検査するために用いられるマスターデータを作成する方法であって、
前記タイヤＣＡＤ図面から図形を選択して図形を含む画像を切り出す工程と、
切り出した画像の各領域を、前記タイヤＣＡＤ図面から得られた前記各領域の高さ情報を用いて高さに応じた濃淡の階調に変換する工程と、
を有することを特徴とする凹凸図形検査のためのマスターデータの作成方法。
【請求項２】
切り出した画像に含まれる図形が前記扇型に変形される前の元の図形となるように、切り出した画像を、前記タイヤサイズ、およびタイヤ中心から半径方向の配置位置に合わせてサイズ変形する工程とを更に有することを特徴とする請求項1に記載の凹凸図形検査のためのマスターデータの作成方法。
【請求項３】
タイヤサイズ、およびタイヤ中心から半径方向の配置位置に合わせて扇形に変形された図形と、図形の各領域の高さ情報を有するタイヤＣＡＤ図面から、タイヤ表面に形成された凹凸図形を検査するために用いられるマスターデータを作成する方法であって、
前記タイヤＣＡＤ図面から図形を選択して図形を含む画像を切り出す工程と、
切り出した画像の各領域を、前記タイヤＣＡＤ図面から得られた前記各領域の高さ情報を用いて高さに応じた濃淡の階調に変換する工程と、
濃淡の階調に変換された画像に含まれる図形が前記扇型に変形される前の元の図形となるように、濃淡の階調に変換された画像を、前記タイヤサイズ、およびタイヤ中心から半径方向の配置位置に合わせてサイズ変形する工程と、
を有することを特徴とする凹凸図形検査のためのマスターデータの作成方法。
【請求項４】
タイヤサイズ、およびタイヤ中心から半径方向の配置位置に合わせて扇形に変形された図形と、図形の各領域の高さ情報を有するタイヤＣＡＤ図面から、タイヤ表面に形成された凹凸図形を検査するために用いられるマスターデータを作成する方法であって、
前記タイヤＣＡＤ図面から図形を選択して図形を含む画像を切り出す工程と、
切り出した画像に含まれる図形が前記扇型に変形される前の元の図形となるように、切り出した画像を、前記タイヤサイズ、およびタイヤ中心から半径方向の配置位置に合わせてサイズ変形する工程と
サイズ変形された画像の各領域を、前記タイヤＣＡＤ図面から得られた前記各領域の高さ情報を用いて高さに応じた濃淡の階調に変換する工程と、
を有することを特徴とする凹凸図形検査のためのマスターデータの作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ表面の、凹凸により形成された１以上の図形の形状を検査するために用いられる凹凸図形検査のためのマスターデータの作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ表面の、凹凸により形成された文字等の図形を自動的に検査する方法として、凹凸が形成されたタイヤのサイドウォールに光を照射し、光によって形成されたサイドウォール上の輝線を撮像カメラで撮影し、文字または文字列に相当する画像データを読み込んで画像処理を行い凹凸に応じた文字列に変換し、変換された文字列を、予めマスターデータとして記憶しておいた、あるべき文字列と比較する処理を行うことにより、凹凸が所定の位置に所定の文字列として適切に表示されているかを検査するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１１５５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の検査方法では、実際に外観を測定したタイヤの画像情報から図形部分を切り出してマスターデータとしていたため、マスターデータは、測定装置が元々持っている分解能、精度、視野、死角等の特性の影響を受け、また、測定のたびに生じる位置誤差も含んでおり、ばらつきが避けられなかった。
【０００４】
また、マスターデータを作るために選んだタイヤにはばらつきがあり、タイヤは規格内であっても必ずしも規格の中心ではないため、比較の中心となるマスターデータを作成することができなかった。
【０００５】
さらに、タイヤのサイズが複数種類存在した場合、その全てにおいて測定を行わなければならないため、マスターデータによるデータベースの構築に膨大な手間がかかった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ばらつきが存在せず、正確なマスターデータを作成することができ、また、マスターデータのデータベース構築が容易である凹凸図形検査のためのマスターデータの作成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、タイヤサイズ、およびタイヤ中心から半径方向の配置位置に合わせて扇形に変形された図形と、図形の各領域の高さ情報を有するタイヤＣＡＤ図面から、タイヤ表面に形成された凹凸図形を検査するために用いられるマスターデータを作成する方法であって、前記タイヤＣＡＤ図面から図形を選択して図形を含む画像を切り出す工程と、切り出した画像の各領域を、前記タイヤＣＡＤ図面から得られた前記各領域の高さ情報を用いて高さに応じた濃淡の階調に変換する工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明は、切り出した画像に含まれる図形が前記扇型に変形される前の元の図形となるように、切り出した画像を、前記タイヤサイズ、およびタイヤ中心から半径方向の配置位置に合わせてサイズ変形する工程とを更に有することが好ましい。
【０００９】
また、本発明は、タイヤサイズ、およびタイヤ中心から半径方向の配置位置に合わせて扇形に変形された図形と、図形の各領域の高さ情報を有するタイヤＣＡＤ図面から、タイヤ表面に形成された凹凸図形を検査するために用いられるマスターデータを作成する方法であって、前記タイヤＣＡＤ図面から図形を選択して図形を含む画像を切り出す工程と、切り出した画像の各領域を、前記タイヤＣＡＤ図面から得られた前記各領域の高さ情報を用いて高さに応じた濃淡の階調に変換する工程と、濃淡の階調に変換された画像に含まれる図形が前記扇型に変形される前の元の図形となるように、濃淡の階調に変換された画像を、前記タイヤサイズ、およびタイヤ中心から半径方向の配置位置に合わせてサイズ変形する工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明は、タイヤサイズ、およびタイヤ中心から半径方向の配置位置に合わせて扇形に変形された図形と、図形の各領域の高さ情報を有するタイヤＣＡＤ図面から、タイヤ表面に形成された凹凸図形を検査するために用いられるマスターデータを作成する方法であって、前記タイヤＣＡＤ図面から図形を選択して図形を含む画像を切り出す工程と、切り出した画像に含まれる図形が前記扇型に変形される前の元の図形となるように、切り出した画像を、前記タイヤサイズ、およびタイヤ中心から半径方向の配置位置に合わせてサイズ変形する工程と、サイズ変形された画像の各領域を、前記タイヤＣＡＤ図面から得られた前記各領域の高さ情報を用いて高さに応じた濃淡の階調に変換する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、タイヤ表面の凹凸図形との比較に用いられるマスターデータを、タイヤＣＡＤ図面を元にして作成するため、ばらつきが存在せず、正確なマスターデータを作成することができる。また、ばらつき無く正確なマスターデータを作成することができるため、タイヤ表面の凹凸図形と比較するときに、比較精度を向上させることができる。
【００１２】
さらに、従来は、タイヤのサイズが複数種類存在した場合、１つの図形についてタイヤサイズ毎にマスターデータを作成する必要があったが、本発明は、タイヤサイズに依存しないマスターデータを作成することができ、１つの図形について１つのマスターデータを作成すればよいので、マスターデータのデータベース構築のための労力を最小限にとどめることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のマスターデータの作成方法について説明する前に、本発明の方法によって作成されたマスターデータが用いられるタイヤ凹凸図形検査装置についてまず説明する。
【００１４】
図１は、凹凸を施すことによって形成された複数の図形を配置するタイヤＴのサイドウォール表面を模式的に示す正面図であり、以下の説明は、図中“ａ”部中に示された図形２０の三次元形状を検査する場合を例にとって行う。なお、“ａ”部以外の図形、例えば、図中、“ｂ”、や“ｃ”の部分に示された図形も、“ａ”部と同様にして検査を行うことができる。
【００１５】
図２は、この図形の三次元形状を検査するのに用いるタイヤ凹凸図形検査装置を示す構成図である。タイヤ凹凸図形検査装置１０は、図形２０を含む、所定のタイヤ表面領域の凹凸分布データを取得する凹凸データ取得手段１、図形２０を含む各図形に対して、図形の雛形となる図形モデルのデータ（マスターデータ）と、図形配置情報を含む付帯情報データテーブルとからなるデータベースを格納する図形データ格納手段２、凹凸データ取得手段１より入力した凹凸分布データと図形データ格納手段２より入力した図形モデルのデータとに基づいてこの図形モデルに対応するタイヤ表面部分を特定し、特定されたタイヤ表面部分の凹凸分布データと図形モデルのデータとの一致度に基づいて前記図形の三次元形状の合否を判定する演算処理手段３、合否の判定結果を出力する結果表示手段４、および、これらの手段を制御する装置全体制御手段５を具える。
【００１６】
凹凸データ取得手段１は、扇状に広がる平面ビーム（シート光）１２を放射する半導体レーザ６と、シート光１２がタイヤＴのサイドウォール表面に形成する輝線１３を撮影する二次元カメラ７と、タイヤを所定の回転速度で回転させ、もしくは、所定のピッチで周方向にピッチ送りするタイヤ回転駆動装置８と、タイヤ周方向所定間隔毎に撮影されたカメラ７からの画像データを入力し、それぞれの画像から輝線１３だけを抽出して、これらの輝線１３を基に、環状のタイヤ表面領域の全域にわたって、三次元凹凸分布データを作成する形状データ作成装置９とを具えて構成される。
【００１７】
ワークを送りながらにシート光を照射して、ワーク上にできる輝線の像を集めてワークのプロファイル（三次元形状データ）を作成する方法は、一般的に、光切断法と呼ばれる。この実施形態の凹凸データ取得手段１は、光切断法を用いることにより、撮影画像から直接的に、三次元形状データを精度よく得ることができる。
【００１８】
また、図形データ格納手段２は、図形モデルのデータ（マスターデータ）を格納する。図３は、図形と、図形モデルとの違いを説明する概念図であり、図３（ａ）は、図形２０を示す図であり、図３（ｂ）は、図形２０に対応する図形モデルを示す図である。図形２０は、この例では「Ａ」なる文字を表わすものであるが、図形とは、このように検査の対象となる部分であって、輪郭線２０ｂと輪郭線２０ｂで区切られた内側部分２０ａとを合わせた部分を指すのに対して、図形モデルは、図形の雛形として凹凸分布データと照合される道具である。図３（ｂ）に示す例は、図形２０とその周辺とを含む矩形の領域を図形モデル２２とするものである。
【００１９】
カメラ７からの画像データを基に作成される凹凸分布データは、実際のタイヤ表面のプロファイルをそのまま表わすものである。したがって、凹凸分布データとして取得されるタイヤ上に形成された実際の凹凸図形は、図形モデル２２に現れる図形２０に対して、そのタイヤ半径方向外側となる部分を半径方向内側となる部分より伸ばした形状となっているので、図形モデル２２を用いて、これに対応する表面部分をサーチする際、あるいは、図形の合否判定を行う際には、図形モデルを、タイヤのサイズに合わせて、対応させようとする表面部分に応じて、扇形に変形して大きさを調整する必要があり、この目的のため、図形モデル２２に対して、タイヤ中心を原点とする極座標変換およびサイズ変形の処理を行った変形後図形モデルを用いて、前記サーチや合否判定を行う。図３（ｃ）に例示したものは、図形モデル２２に極座標変換およびサイズ変形を施した変形後図形モデル２２Ａである。
【００２０】
したがって、図形データ格納手段２には、複数サイズのタイヤに合った合否判定の図形モデルが作成できるように、上述した極座標変換およびサイズ変形の処理を行う前の図形モデルである、交差する点を等間隔で配置した直交座標系で表した図形モデル２２のデータ（マスターデータ）を格納している。
【００２１】
また、図形データ格納手段２は、検査対象となるタイヤについて、図形モデル２２のデータの他に、その図形モデルの配置位置情報を含む付帯情報データテーブルを格納する。この配置位置情報は、図１において示される環状のタイヤ表面領域における、図形モデルの中心位置に関するスペックを集めたものである。例えば、図形モデル２２の配置位置情報は、図形モデル２２の、あるべき中心位置を、タイヤ中心からの距離Ｒと、タイヤ表面上の設けた所定のマーク等を基準にした周方向の角度θで表わしたデータとして格納される。
【００２２】
演算処理手段３は、装置全体制御装置５からの指令に基づいて、図形２０を含む、所定のタイヤ表面領域内の各面積要素についての凹凸分布データを凹凸データ取得手段１から取得し、図形の雛形として予め準備された図形モデルのデータと図形配置情報とを図形データ格納手段２から取得し、タイヤ表面領域内に、図形２０に対して予め準備された図形配置情報に基づいてサーチエリアを設定し、このサーチエリア内で、図形モデルに対応付けようとするタイヤ表面部分の位置を変化させ、それぞれの位置ごとに算出された、タイヤ表面部分の凹凸分布データと図形モデルのデータとの一致度がもっとも高くなる位置のタイヤ表面部分を、その図形モデルに対応するものとして特定し、図形２０に対して、特定されたタイヤ表面部分の凹凸分布データと図形モデルのデータとの一致度を求め、この一致度に基づいて図形２０の三次元形状の合否を判定する
【００２３】
本発明の凹凸図形検査のためのマスターデータの作成方法は、以上に説明した図形モデルのデータ（マスターデータ）を、タイヤを形成する金型の設計ＣＡＤ図面データに基づいて作成するものである。ＣＡＤ図面データにはばらつきがないために、本発明のマスターデータの作成方法は、ばらつきが存在せず、正確なマスターデータを作成することができる。
【００２４】
以下、本発明の凹凸図形検査のためのマスターデータの作成方法について詳細に説明する。
【００２５】
図２において、１１は、本発明の凹凸図形検査のためのマスターデータの作成方法に用いられる図形モデル作成装置であり、図形モデル作成装置１１は、ソフトウエアプログラムを実行させることにより実現される。図４は、図形モデル作成装置１１の行う処理を示すフローチャートである。
【００２６】
マスターデータを作成する工程は、タイヤＣＡＤ図面から図形を含む画像を切り出し、図形の位置・図形の高さを付加して図形詳細情報を作成するＣＡＤデータ加工処理工程と、切り出した画像を、図形詳細情報内の図形の高さ情報を用いて高さに応じた濃淡に変換する濃淡変換処理工程と、図形詳細情報内の図形の位置情報を用いて形状変換する形状変換処理工程とから成る。
【００２７】
まず、ＣＡＤデータ加工処理について説明する。図形モデル作成装置１１は、タイヤを形成する金型の設計ＣＡＤ図面ファイル（例えば、ＤＸＦファイル）からＣＡＤデータを呼び出し、ディスプレイ上にタイヤＣＡＤ図面を表示させる（ステップ１）。次に、タイヤＣＡＤ図面からタイヤの中心の位置を算出する（ステップ２）。オペレータによる手動でタイヤの中心の位置を指示させるようにすることも可能である。
【００２８】
次に、タイヤＣＡＤ図面から図形を選択する（ステップ３）。オペレータによる手動で図形を選択させるようにすることも可能である。タイヤＣＡＤ図面から図形が選択されると、図形の外接四角形をタイヤの半径方向と周の接線方向の辺で作成して、図形を含む画像を切り出し、データとして登録する（ステップ４）。
【００２９】
次に、図形の配置位置を、外接四角形のタイヤ中心からの半径方向の距離（配置半径）Ｒと、指定位置からのタイヤの円周方向の変位角度（配置角度）θで設定・登録する（ステップ５）。図５は、タイヤＣＡＤ図面上の図形の配置位置を示す図である。
【００３０】
次に、タイヤＣＡＤ図面から取り出した図形の高さ情報を用いて、切り出した図形上の線で囲まれた範囲を一定の高さを持つ領域と認識して各領域の高さ（Ｄｅｐｔｈ）を設定・登録する（ステップ６）。数値入力ウインドウを開いて、図形の各領域の高さを外側から順次入力して、高さを設定・登録するようにすることも可能である。さらに、数値入力ウインドウを開いて、図形の種類である図形属性フラグを入力させる。
【００３１】
上述のようにして得られた情報から図形詳細情報を作成する（ステップ７）。図６に図形詳細情報の一例を示す。図形詳細情報には、切り出した個々の図形についての、少なくとも画像データ、図形の番号、図形の配置位置情報、図形の高さ情報、図形属性フラグが含まれる。
【００３２】
次に、濃淡変換処理について説明する。図形モデル作成装置１１は、ＣＡＤデータ加工処理で切り出した画像を、図形詳細情報内の図形の高さ情報を用いて、高さに応じた濃淡の階調の画像に変換する（ステップ８）。濃淡は、画像化パラメータとして予め設定された「高さ範囲」の値により定まる、例えば０〜２５５（黒〜白）の２５６階調の値とする。「高さ範囲」の設定値は、変更できるようにする。
【００３３】
図７は、濃淡変換処理の一例を示す図である。図７は、高さ範囲を０〜２ｍｍとし、図形詳細情報である、図形の輪郭線領域の高さ１．０ｍｍ、輪郭線領域の内側の高さ０．４ｍｍ、輪郭線領域の外側の高さ０ｍｍの情報を用いて、濃淡変換処理を行った場合を示している。高さ範囲０〜２ｍｍを２５６階調とすると、１．０ｍｍの高さ部分は濃淡１２８となり、０．４ｍｍの高さ部分は濃淡５１となり、０ｍｍの部分は濃淡０（黒）となる。
【００３４】
次に、形状変換処理について説明する。図形モデル作成装置１１は、図形の画像データを、図形詳細情報内の図形の配置位置（Ｒ，θ）の情報を用いて以下のように形状変換を行う。
【００３５】
まず、図８（ａ）に示す図形２４の画像データを、図８（ｂ）に示すように、タイヤ中心から距離Ｒの位置において、画像化パラメータとして予め設定された、タイヤ中心からの半径方向のサンプリング間隔ΔＲおよびタイヤの円周方向のサンプリング間隔Δθに応じてサンプリングする（ステップ９）。サンプリング間隔の設定値は、変更できるようにする。
【００３６】
次に、交差する点と点の間が等間隔となるようにサイズ変形および極座標−直交座標変換を行って、図８（ｃ）に示す図形２６の画像データを得る（ステップ１０）。図９は、サイズ変形および極座標−直交座標変換を説明する図である。このように、交差する点と点の間が等間隔となるようにサイズ変形を行うのは、タイヤのサイズに影響されないようにして、種々のタイヤサイズにおいてマスターデータとして用いることができるようにするためである。本発明は、タイヤサイズ毎にマスターデータを作成する必要がないので、マスターデータのデータベース構築のための労力を最小限にとどめることができる。
【００３７】
図形の画像サイズは、変換後の領域を囲む外接四角形の大きさとする。図１０に示すように、画像サイズは、外枠の横寸法（ｐｘ）×外枠の縦寸法（ｐｙ）の大きさとなる。図形を配置する際の基準位置である配置基準位置（Ｘ，Ｙ）は、外枠の左下隅を基準として定義する。このようにして得られた画像データを、例えばビットマップ形式でマスターデータとして登録する。
【００３８】
次に、画像番号、配置角度、配置半径、配置基準位置、画像サイズ、図形属性フラグ、表裏区別フラグ、ファイル名からなる付帯情報データテーブルを作成する（ステップ１１）。図１１に、付帯情報データテーブルの一例を示す。図形属性フラグは、モールドナンバー、週セリアルプレート上の文字、Ｍａｄｅ  ｉｎ  Ｊａｐａｎ等の図形の種類を表す。表裏区別フラグは、図形がタイヤの一方の側に存在する場合、タイヤの両側に存在する場合等の区別を表す。
【００３９】
次に、上述のようにして形状変換された図形のマスターデータと付帯情報データテーブルとからデータベースを構築する（ステップ１２）。
【００４０】
なお、上述の実施の形態では、濃淡変換処理の後に形状変換処理を行ったが、形状変換処理の後に濃淡変換処理を行うようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】複数の図形を配置するタイヤのサイドウォール表面を模式的に示す正面図である。
【図２】タイヤ凹凸図形検査装置を示す構成図である。
【図３】図形と、図形モデルとの違いを説明する概念図である。
【図４】図形モデル作成装置の行う処理を示すフローチャートである。
【図５】ＣＡＤ図面上の図形の配置位置を示す図である。
【図６】図形詳細情報の一例を示す図である。
【図７】濃淡変換処理の一例を示す図である。
【図８】形状変換処理を説明する図である。
【図９】サイズ変形および極座標−直交座標変換を説明する図である。
【図１０】画像サイズと配置基準位置を説明する図である。
【図１１】付帯情報データテーブルの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  凹凸データ取得手段
２  図形データ格納手段
３  演算処理手段
４  結果表示手段
５  装置全体制御手段
６  半導体レーザ
７  二次元カメラ
８  タイヤ回転駆動装置
９  形状データ作成装置
１０  タイヤ凹凸図形検査装置
１１  図形モデル作成装置
１２  シート光
１３  輝線
２０  図形
２０ａ  内側部分
２０ｂ  輪郭線
２２  図形モデル
２２Ａ  変形後図形モデル
【図１】
2007011462.tif 000003
【図２】
2007011462.tif 000004
【図３】
2007011462.tif 000005
【図４】
2007011462.tif 000006
【図５】
2007011462.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007011462.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007011462.tif 000011
【図１０】
2007011462.tif 000012
【図１１】
2007011462.tif 000013