用于輪胎內(nèi)表面的肉眼檢查的圖像采集裝置與相關(guān)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輪胎的肉眼檢查領(lǐng)域。
[0002]更具體而言，本發(fā)明涉及這樣的裝置:其用于獲取輪胎圖像以對(duì)其表面執(zhí)行肉眼檢查的操作。
【背景技術(shù)】
[0003]肉眼檢查在輪胎制造過(guò)程中被廣泛使用，并且甚至更普遍地依賴于負(fù)責(zé)檢驗(yàn)確保沒(méi)有輪胎表面的可見(jiàn)缺陷存在的操作者的技術(shù)，以確保輪胎的柔性。
[0004]然而，隨著基于計(jì)算機(jī)的裝置的計(jì)算機(jī)能力的進(jìn)步，輪胎制造商正在研發(fā)自動(dòng)檢查裝置來(lái)輔助負(fù)責(zé)肉眼檢查的操作者。為此，可以使用包括照明裝置與照相機(jī)的檢查裝置，所述照明裝置與照相機(jī)設(shè)置為掃描待檢查的輪胎胎面的橫向胎圈的內(nèi)外區(qū)域。每個(gè)照相機(jī)的視場(chǎng)有角度限制。為了獲得輪胎內(nèi)部和外部的完整圖像，輪胎必須相對(duì)于照明裝置并相對(duì)于照相機(jī)繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。然后對(duì)獲取的數(shù)字圖像進(jìn)行處理，并且與參考圖像進(jìn)行比較，以便確定輪胎中是否可能存在任何表面與外觀異常。為了更加詳情，可以參考例如專利申請(qǐng)EP-A2-1 959 227、EP_A1_2 023 078以及EP-A1-2 172 737。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)具有良好角度精確度的這種檢查，通常利用這樣的圖像采集裝置:其裝配有激光照明裝置和面陣照相機(jī)，所述激光照明裝置使得光線可以投射到輪胎上，所述面陣照相機(jī)可以捕捉從輪胎反射出光線，并且定向?yàn)槿切谓嵌取Ｋ鋈切谓嵌葹榧す庹彰餮b置的光軸與照相機(jī)的光軸之間所形成的角度。
[0006]為了可以檢測(cè)到輪胎表面的非常小的缺陷，三角形角度通常選擇為相對(duì)較大。從而使圖像采集裝置的總體尺寸較大。
[0007]現(xiàn)今，為了可以在輪胎的單次旋轉(zhuǎn)中獲取輪胎的至少一半的內(nèi)表面的完整圖像，必須安裝多個(gè)貫穿輪胎的內(nèi)部空間的圖像采集裝置。
[0008]考慮到每個(gè)圖像采集裝置的總體尺寸，即使不說(shuō)對(duì)于某一輪胎尺寸(例如，用于客車的當(dāng)前尺寸范圍的輪胎)完成該安裝是不可能的，這也因此是特別棘手的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明致力于克服所述缺點(diǎn)。
[0010]更具體而言，本發(fā)明致力于提供一種用于獲取輪胎內(nèi)表面的圖像的裝置，其尺寸受到限制并且適合于與不同尺寸的輪胎(特別地，直徑小于或等于15英寸的輪胎)一起使用。
[0011]在一個(gè)實(shí)施方案中，用于獲取輪胎內(nèi)表面的圖像的裝置包括至少一個(gè)圖像采集模塊，所述圖像采集模塊設(shè)置有至少一個(gè)照明裝置、至少一個(gè)圖像采集裝置和至少一個(gè)反射器;該照明裝置可以將光束投射至輪胎內(nèi)表面的預(yù)定區(qū)域上;該圖像采集裝置可以獲取從輪胎的所述區(qū)域反射出來(lái)并且源于投射光束的光束;所述反射器光學(xué)地設(shè)置在照明裝置與輪胎內(nèi)表面的預(yù)定區(qū)域之間和/或在輪胎的所述區(qū)域與圖像采集裝置之間，取決于光束的行進(jìn)方向。
[0012]與投射的光相關(guān)聯(lián)和/或與從輪胎反射出來(lái)的光束相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)反射器的使用意味著:用來(lái)貫穿待檢查的輪胎的內(nèi)部空間的裝置的該部分的尺寸可以通過(guò)折射所述光束而明顯地減少。因此，照明裝置和/或圖像采集裝置可以設(shè)置于該內(nèi)部空間的軸向外側(cè)。
[0013]因此，可以采用簡(jiǎn)單且迅速的方式將數(shù)個(gè)圖像采集模塊設(shè)置于輪胎的內(nèi)部空間之內(nèi)，從而即使對(duì)于小直徑輪胎，也可以對(duì)輪胎的內(nèi)表面進(jìn)行肉眼檢查。
[0014]根據(jù)第一設(shè)置選擇，至少一個(gè)反射器光學(xué)地設(shè)置在輪胎與圖像采集裝置之間，照明裝置設(shè)置并定向?yàn)槭沟猛渡涞墓馐苯诱丈漭喬ザ粫?huì)發(fā)生反射。
[0015]根據(jù)第二設(shè)置選擇，至少一個(gè)反射器光學(xué)地設(shè)置在照明裝置與輪胎之間，圖像采集裝置設(shè)置并定向?yàn)橹苯硬蹲綇妮喬シ瓷涑鰜?lái)的光束。
[0016]在另一種布置中，至少一個(gè)反射器光學(xué)地插置在照明裝置與輪胎之間，并且至少一個(gè)不同的反射器光學(xué)地插置在所述輪胎與圖像采集裝置之間。
[0017]根據(jù)另一種布置，在考慮到光束的行進(jìn)方向的情況下，至少一個(gè)反射器光學(xué)地設(shè)置在照明裝置與輪胎之間并且光學(xué)地設(shè)置在所述輪胎與圖像采集裝置之間。
[0018]優(yōu)選地，所述采集模塊包括至少一個(gè)第一反射器和至少一個(gè)第二反射器，所述第一反射器光學(xué)地設(shè)置在照明裝置與輪胎內(nèi)表面的預(yù)定區(qū)域之間，以將投射的光束反射向輪胎的所述區(qū)域;所述第二反射器光學(xué)地設(shè)置在輪胎的所述區(qū)域與圖像采集裝置之間，以將從輪胎反射出來(lái)的光束反射向所述采集裝置。所述反射器旨在軸向地適合于輪胎的內(nèi)部空間內(nèi)側(cè)，并且圖像采集裝置和/或照明裝置旨在軸向地適合于所述空間外側(cè)。
[0019]有利地，所述采集模塊進(jìn)一步包括第三反射器，所述第三反射器光學(xué)地設(shè)置在輪胎的所述區(qū)域與第二反射器之間，以將從輪胎反射出來(lái)的光束反射向所述第二反射器。
[0020]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述裝置至少包括第一圖像采集模塊、第二圖像采集模塊以及第三圖像采集模塊。所述第一圖像采集模塊和所述第二圖像采集模塊可以分別至少包括第一反射器、第二反射器以及第三反射器，并且所述第三圖像采集模塊至少包括第一反射器和第二反射器，所述模塊可以拍攝輪胎的半個(gè)內(nèi)表面。
[0021]優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)采集模塊分別包括支撐部，相關(guān)的照明裝置、相關(guān)的圖像采集裝置以及所述相關(guān)的反射器安裝于所述支撐部。相關(guān)的照明裝置和圖像采集裝置可以安裝于所述支撐部的相對(duì)面。
[0022]優(yōu)選地，支撐部沿著大致平行于圖像采集裝置的光軸的伸長(zhǎng)軸線而延伸。
[0023]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述照明裝置包括激光器，該激光器可以將光線投射至輪胎內(nèi)表面的預(yù)定區(qū)域，并且所述圖像采集裝置包括面陣照相機(jī)。一個(gè)或多個(gè)反射器可以分別由光折射鏡組成，優(yōu)選為平面反光鏡。
[0024]本發(fā)明還涉及一種用于檢查包括胎面和橫向胎圈類型的輪胎的方法，該方法包括以下步驟:在所述步驟期間，輪胎借助橫向胎圈中的一個(gè)而繞該輪胎的軸線旋轉(zhuǎn)，輪胎的其他橫向胎圈在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)期間至少軸向地保持在原位，利用如上文所限定的圖像采集裝置來(lái)獲取輪胎內(nèi)表面的圖像。有利地，圖像采集裝置設(shè)置于在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)期間軸向地保持的輪胎的橫向胎圈側(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0025]通過(guò)閱讀由完全非限制性的示例呈現(xiàn)并且由以下附圖所表示的一個(gè)實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明，將更好地理解本發(fā)明，其中:
[0026]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的用于獲取輪胎內(nèi)表面圖像的圖像采集裝置的立體圖，
[0027]圖2和圖3為圖1的裝置的第一采集模塊的立體圖，
[0028]圖4和圖5為圖1的裝置的第二采集模塊的立體圖，以及
[0029]圖6和圖7為圖1的裝置的第三采集模塊的立體圖。
具體實(shí)施方案
[0030]圖1描繪了總體由附圖標(biāo)記10表示的裝置的一個(gè)實(shí)施方案，裝置10用來(lái)獲取輪胎12的內(nèi)表面的一半的圖像并且包括三個(gè)采集模塊14至18。
[0031]在所示出的實(shí)施方案中，描繪了輪胎12的軸線X-X’的位置，其中假設(shè)軸線X-X’是豎直的。環(huán)形的輪胎12包括延伸至第一和第二相對(duì)橫向胎肩12b、12c的圓柱形胎面12a，第一和第二相對(duì)橫向胎肩12b、12c自身延伸至側(cè)壁12d、12e，然后延伸至橫向胎圈12f、12g。如圖所示，裝置10使得可以檢查位于輪胎的對(duì)稱面與下胎圈12g之間的一半輪胎內(nèi)表面。
[0032]如圖2和圖3中更明顯地示出，第一圖像采集模塊14包括照明裝置20、照相機(jī)22以及共同支撐部24;照明裝置20用于將入射光束投射至輪胎12的內(nèi)表面；照相機(jī)22用于獲取從所述內(nèi)表面反射出來(lái)的光束；照明裝置20和照相機(jī)22固定至共同支撐部24。照明裝置20優(yōu)選地為激光類型或者縫隙燈類型，形成這樣的光平面:所述光平面與輪胎12的內(nèi)表面的交叉形成直線。照相機(jī)22優(yōu)選地為面陣照相機(jī)。
[0033]支撐部24包括主體部分24a，主體部分24a沿著輪胎的軸線X-X’延伸，并且在上端延伸至橫向端部24b。端部24b軸向地設(shè)置于輪胎12的內(nèi)部空間內(nèi)側(cè)。照明裝置20固定至端部24b，并且照相機(jī)22固定至支撐部的主體部分24a。照明裝置20和照相機(jī)22固定至支撐部24的相對(duì)面。
[0034]模塊14還包括第一安裝基座26和第二安裝基座28，第一安裝基座26和第二安裝基座28設(shè)置于支撐部24并且反光鏡30至34固定至第一安裝基座26和第二安裝基座28。安裝基座26固定至支撐部的端部24b的自由端，并且延伸至輪胎12的內(nèi)部空間，同時(shí)在徑向與輪胎12保持距離?；?6在基座28側(cè)和照相機(jī)22側(cè)橫向地延伸。安裝基座28固定在端部24b會(huì)合支撐部的主體部分24a的區(qū)域中。
[0035]反光鏡30固定至基座26，并且軸向地位于輪胎12的內(nèi)部空間內(nèi)側(cè)，并且徑向地位于照明裝置20與輪胎的內(nèi)表面之間。反光鏡30設(shè)置在由照明裝置20沿著行進(jìn)的大致徑向方向而投射的光束的光路中。反光鏡30相對(duì)于照明裝置20的光軸傾斜，以將投射的光束反射向輪胎12的內(nèi)表面的預(yù)定區(qū)域，該區(qū)域位于輪胎的側(cè)壁12e和橫向胎圈12g上。投射的光束在輪胎12上形成線36。在支撐部的端部24b的厚度層中形成有通孔38，以使得傾斜的光束可以朝向反光鏡30行進(jìn)，反光鏡30橫向地設(shè)置于支撐部24相對(duì)于照明裝置20的相對(duì)側(cè)。
[0036]反光鏡32固定至安裝基座26，以使得其在支撐部24的相對(duì)側(cè)上毗鄰反光鏡30。反光鏡32軸向地位于輪胎12的內(nèi)部空間。從照明裝置20發(fā)出并且從輪胎12的內(nèi)表面反射出的光束照射反光鏡32，反光鏡32沿著行進(jìn)的大致徑向方向而朝向反光鏡34向內(nèi)反射光束。固定至基座28的反光鏡34設(shè)置在從反光鏡32反射出的光束的光路中，并且傾斜為沿著行進(jìn)的大致軸向方向而將所述光束反射向照相機(jī)22。反光鏡34軸向地位于輪胎12的內(nèi)部空間內(nèi)側(cè)，并且相對(duì)于反光鏡30、32而徑向地向內(nèi)偏移。
[0037]在所示出的示例性實(shí)施方案中，當(dāng)考慮輪胎的X-X’軸線時(shí)，照明裝置20的光軸大致徑向地定向。照明裝置20軸向地位于輪胎12的內(nèi)部空間內(nèi)側(cè)。反光鏡30相對(duì)于照明裝置20的光軸傾斜，以將發(fā)出的光束反射至側(cè)壁12e，并且反射至輪胎的胎圈12g上。接下來(lái)，從輪胎12反射出來(lái)的光束朝向反光鏡32行進(jìn)，反光鏡32定向?yàn)閷⑺龉馐瓷湎蚍垂忡R34，反光鏡34將光束反射向照相機(jī)22。照相機(jī)22的目標(biāo)的光軸大致軸向地延伸。照相機(jī)22軸向地位于輪胎12的內(nèi)部空間之外。在此情況下，照相機(jī)22相對(duì)于輪胎12而軸向地向下偏移。在圖2和圖3中，投射的光束和反射的光束用虛線來(lái)表示。為了表示在光束從輪胎12反射出之前和反射之后的光束，示出了兩種不同類型的虛線。
[0038]裝置的第二圖像采集模塊16具有類似于第一模塊14的結(jié)構(gòu)。模塊16用來(lái)檢查位于胎肩12c上和位于輪胎的側(cè)壁12e上的區(qū)域。
[0039]如圖4和圖5中所示，模塊16包括照明裝置40、照相機(jī)42、共同支撐部44、第一安裝基