專利名稱：輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀及測繪方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輪胎斷面結(jié)構(gòu)的測繪技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀及測繪方法。
背景技術(shù)：
目前，為了測量輪胎斷面結(jié)構(gòu)，一般是通過有限元分析來預(yù)測充氣輪胎的形狀，從而為輪胎斷面結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供可靠依據(jù)。輪胎斷面結(jié)構(gòu)主要包括輪胎斷面輪廓圖、材料分布圖和鋼絲分布圖等，通常的做法是將輪胎斷面切割下來，采用人工方法測量輪胎斷面結(jié)構(gòu)，而輪胎斷面輪廓圖則是通過模具靠在輪胎輪廓上描得或用石膏獲得，其中材料分布圖和鋼絲分布圖通過量具測量獲得。傳統(tǒng)的這種測量方法測量速度慢，測量精度也不高，同時測量過程中必須保存大量輪胎斷面的實物，這就加大了其測量成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種測量速度較快且測量精度較高的輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀。本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過上述測繪儀實現(xiàn)的輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪方法， 該方法操作簡單方便，測量精度也高。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀，包括二維測量機構(gòu)和圖像處理及控制機構(gòu)，二維測量機構(gòu)包括機架、底座、透明掃描平臺、輪胎斷面夾具和掃描組件，機架固定于底座上，機架上方設(shè)置透明掃描平臺，掃描組件設(shè)于透明掃描平臺下方，輪胎斷面夾具設(shè)于透明掃描平臺上方，掃描組件與圖像處理及控制機構(gòu)電氣連接。所述二維測量機構(gòu)還包括測繪儀機殼和機蓋，測繪儀機殼為方狀結(jié)構(gòu)，機架、底座、透明掃描平臺、輪胎斷面夾具和掃描組件分別設(shè)于測繪儀機殼內(nèi)部，測繪儀機殼頂部設(shè)置密封用的機蓋。通過測繪儀機殼和機蓋可將二維測量機構(gòu)的其它組成部件密封在測繪儀機殼內(nèi)，可有效防止灰塵等對測量結(jié)果的影響，有效提高測量精度。所述輪胎斷面夾具包括導(dǎo)向固定組件和兩個夾持組件，兩個夾持組件分別設(shè)于導(dǎo)向固定組件的兩端，各夾持組件包括夾具頭、調(diào)節(jié)臂和支架，調(diào)節(jié)臂兩端分別設(shè)置夾具頭和支架，支架與導(dǎo)向固定組件固定連接。其中，所述各夾持組件中，夾具頭包括手柄、彈簧、調(diào)節(jié)螺母套、調(diào)節(jié)軸和磁鐵，調(diào)節(jié)螺母套外周與調(diào)節(jié)臂連接，彈簧設(shè)于調(diào)節(jié)螺母套內(nèi)并套于手柄末端，手柄末端與調(diào)節(jié)軸相接觸，調(diào)節(jié)軸底部設(shè)置磁鐵；所述導(dǎo)向固定組件包括調(diào)節(jié)螺桿、導(dǎo)向軸、轉(zhuǎn)輪手柄和固定座，固定座包括底板和設(shè)于底板兩端的兩個側(cè)板，調(diào)節(jié)螺桿兩端分別與兩側(cè)板連接，調(diào)節(jié)螺桿一端還設(shè)有轉(zhuǎn)輪手柄，導(dǎo)向軸設(shè)于調(diào)節(jié)螺桿下方且兩端分別與固定座的兩側(cè)板連接，固定座的底板上設(shè)有測量尺；所述各夾持組件中，支架包括支架底座和軸承，支架底座上方與調(diào)節(jié)臂連接，支架底座通過軸承與導(dǎo)向固定組件中的調(diào)節(jié)螺桿連接，支架底座下方與導(dǎo)向軸連接。
胎斷面夾具中，夾具頭采用磁鐵吸住輪胎斷面，可有效避免夾具頭對斷面造成圖像的干擾；輪胎斷面的移動也方便，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動手柄和夾具頭的手柄即可實現(xiàn)；在磁鐵吸住輪胎斷面的情況下通過夾具頭的手柄和轉(zhuǎn)動手柄來調(diào)整輪胎斷面的位置，依靠測量尺來測量子口尺寸，其測量準(zhǔn)確。所述掃描組件包括光源、遠(yuǎn)心鏡頭、C⑶相機、橫向直線導(dǎo)軌、縱向直線導(dǎo)軌、橫向步進電機和縱向步進電機，縱向直線導(dǎo)軌固定于底座上，橫向直線導(dǎo)軌設(shè)于縱向直線導(dǎo)軌上方，縱向直線導(dǎo)軌與橫向直線導(dǎo)軌垂直設(shè)置，橫向步進電機設(shè)于橫向直線導(dǎo)軌一端，縱向步進電機設(shè)于縱向直線導(dǎo)軌一端，CCD相機設(shè)于橫向直線導(dǎo)軌上方，遠(yuǎn)心鏡頭設(shè)于CCD相機上方，光源設(shè)于遠(yuǎn)心鏡頭上方并照向透明掃描平臺；CCD相機、橫向步進電機和縱向步進電機分別與圖像處理及控制機構(gòu)電氣連接。所述圖像處理及控制機構(gòu)包括計算機、顯示器和控制器，顯示器和控制器分別與計算機連接，控制器還分別與CCD相機、橫向步進電機和縱向步進電機連接；計算機內(nèi)設(shè)有圖像處理模塊、自動控制模塊和CAD轉(zhuǎn)化模塊，圖像處理模塊的輸入端與CXD相機連接，圖像處理模塊的輸出端與CAD轉(zhuǎn)化模塊連接，自動控制模塊與控制器連接。所述透明掃描平臺的材料為掃描儀玻璃。上述結(jié)構(gòu)中，二維測量機構(gòu)各組成部件的尺寸大小可根據(jù)待測輪胎斷面的實際大小進行設(shè)計，尤其是透明掃描平臺，其尺寸一般可采用以下兩種尺寸當(dāng)輪胎斷面的高寬尺寸彡400X500mm，透明掃描平臺的長寬尺寸為400X500mm ；當(dāng)輪胎斷面的高寬尺寸 ^ 900X800mm，透明掃描平臺的長寬尺寸為900X800mm。本發(fā)明通過上述測繪儀可實現(xiàn)一種輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪方法，包括以下步驟(1)打開機蓋，按照待測輪胎的規(guī)格輪輞尺寸，采用輪胎斷面夾具將輪胎斷面夾好，并放置于透明掃描平臺上；(2)合上機蓋，打開光源，此時光源從下方照亮輪胎斷面，輪胎斷面圖像從遠(yuǎn)心鏡頭成像于CCD相機上，控制器根據(jù)CCD相機得到的輪胎斷面圖像設(shè)定攝像路徑，并將攝像路徑的數(shù)據(jù)輸送給計算機；(3)設(shè)定原點，將CCD相機調(diào)至原點處，根據(jù)攝像路徑，計算機中的自動控制模塊通過控制器分別驅(qū)動橫向步進電機或縱向步進電機，使CCD相機、遠(yuǎn)心鏡頭和光源沿著橫向直線導(dǎo)軌或縱向直線導(dǎo)軌移動至各個攝像路徑的各個軌跡點，然后對相應(yīng)軌跡點的輪胎斷面進行拍攝，并將得到的各幅圖像輸送至計算機；(4)計算機的圖像處理模塊將步驟(3)得到的各幅圖像進行拼接處理，形成整幅的輪胎斷面圖像，并輸送給CAD轉(zhuǎn)化模塊，經(jīng)CAD轉(zhuǎn)化模塊進行轉(zhuǎn)化處理后形成CAD格式輸出或保存；(5)拍攝完畢后，關(guān)閉光源，取出輪胎斷面即可。所述步驟( 中，攝像路徑的設(shè)定是控制器根據(jù)CCD相機得到的輪胎斷面圖像，通過查看輪胎斷面邊緣的像素灰度，從而確定輪胎斷面輪廓并根據(jù)輪胎斷面輪廓確定攝像路徑。所述步驟C3)中，自動控制模塊對CCD相機的控制過程是先檢測CCD相機是否處于原點位置，若不在，則將CXD相機調(diào)至原點處；若CXD相機已位于原點處，則從原點開始， CCD相機按照已設(shè)定的攝像路徑進行拍攝，直到拍攝路徑的拍攝完畢或中途人工停止拍攝。
所述步驟中，圖像處理模塊對各幅圖像進行拼接處理的具體過程為先將步驟C3)得到的各幅圖像拼接為整體輪廓圖，然后進行慮波，根據(jù)灰度閾值確定輪胎斷面與背景特征，分離出輪胎斷面的輪廓圖，再進行二值化，最后進行擬合，得到整幅的輪胎斷面圖像并輸送給CAD轉(zhuǎn)化模塊。CAD轉(zhuǎn)化模塊的工作過程具體為轉(zhuǎn)化時先判斷組成輪胎斷面圖像的各線段是直線段還是圓弧段，若為直線段則按照直線段的函數(shù)調(diào)用即可，若為圓弧段則按照以下順序進行1)以圓弧段的圓心為坐標(biāo)原點，采用十進制確定圓弧段的半徑、圓弧段起始點的半徑角度和圓弧段終止點的半徑角度；2)根據(jù)得到的圓心坐標(biāo)值、圓弧段半徑、圓弧段起始點的半徑角度和圓弧段終止點的半徑角度，將圓弧段進行CAD轉(zhuǎn)化。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果本輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀是輪胎測量領(lǐng)域的新設(shè)備，該設(shè)備適用于輪胎設(shè)計、研究和生產(chǎn)企業(yè)等的輪胎斷面檢測和斷面結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析，通過該測繪儀可較準(zhǔn)確地獲取輪胎斷面的輪廓圖、鋼絲分布圖和膠層分布圖，為輪胎斷面設(shè)計和檢測提供數(shù)據(jù)。本輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀中將CCD相機、遠(yuǎn)心鏡頭和光源集成為一體，并采用測繪儀機殼和機蓋進行密封，可有效防止灰塵等雜質(zhì)對測量過程的影響，使得測繪精度更高。


圖1為本輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀中輪胎斷面夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2中的A方向上單個夾持組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例本實施例一種輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括二維測量機構(gòu)和圖像處理及控制機構(gòu)，二維測量機構(gòu)包括機架1、底座2、透明掃描平臺3、輪胎斷面夾具4和掃描組件，機架1固定于底座2上，機架1上方設(shè)置透明掃描平臺3，掃描組件設(shè)于透明掃描平臺3下方，輪胎斷面夾具4設(shè)于透明掃描平臺3上方，掃描組件與圖像處理及控制機構(gòu)電氣連接。二維測量機構(gòu)還包括測繪儀機殼5和機蓋6，測繪儀機殼5為方狀結(jié)構(gòu)，機架1、底座2、透明掃描平臺3、輪胎斷面夾具4和掃描組件分別設(shè)于測繪儀機殼5內(nèi)部，測繪儀機殼 5頂部設(shè)置密封用的機蓋6。通過測繪儀機殼5和機蓋6可將二維測量機構(gòu)的其它組成部件密封在測繪儀機殼5內(nèi)，可有效防止灰塵等對測量結(jié)果的影響，有效提高測量精度。如圖2所示，輪胎斷面夾具包括導(dǎo)向固定組件和兩個夾持組件，兩個夾持組件分別設(shè)于導(dǎo)向固定組件的兩端，如圖3所示，各夾持組件包括夾具頭、調(diào)節(jié)臂7和支架，調(diào)節(jié)臂 7兩端分別設(shè)置夾具頭和支架，支架與導(dǎo)向固定組件固定連接。
其中，各夾持組件中，夾具頭包括手柄8、彈簧9、調(diào)節(jié)螺母套10、調(diào)節(jié)軸11和磁鐵 12，調(diào)節(jié)螺母套10外周與調(diào)節(jié)臂7連接，彈簧9設(shè)于調(diào)節(jié)螺母套10內(nèi)并套于手柄8末端， 手柄8末端與調(diào)節(jié)軸11相接觸，調(diào)節(jié)軸11底部設(shè)置磁鐵12 ；導(dǎo)向固定組件包括調(diào)節(jié)螺桿 13、導(dǎo)向軸14、轉(zhuǎn)輪手柄15和固定座16，固定座16包括底板17和設(shè)于底板兩端的兩個側(cè)板18，調(diào)節(jié)螺桿13兩端分別與兩側(cè)板18連接，調(diào)節(jié)螺桿13 —端還設(shè)有轉(zhuǎn)輪手柄15，導(dǎo)向軸14設(shè)于調(diào)節(jié)螺桿13下方且兩端分別與固定座的兩側(cè)板18連接，固定座的底板17上設(shè)有測量尺32 ；各夾持組件中，支架包括支架底座19和軸承20，支架底座19上方與調(diào)節(jié)臂7 連接，支架底座19通過軸承20與導(dǎo)向固定組件中的調(diào)節(jié)螺桿13連接，支架底座19下方與導(dǎo)向軸14連接。胎斷面夾具中，夾具頭采用磁鐵12吸住輪胎斷面，可有效避免夾具頭對斷面造成圖像的干擾；輪胎斷面的移動也方便，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動手柄15和夾具頭的手柄8即可實現(xiàn)； 在磁鐵吸住輪胎斷面的情況下通過夾具頭的手柄和轉(zhuǎn)動手柄來調(diào)整輪胎斷面的位置，依靠測量尺32來測量子口尺寸，其測量準(zhǔn)確。如圖1所示，掃描組件包括光源21、遠(yuǎn)心鏡頭22、CXD相機23、橫向直線導(dǎo)軌24、 縱向直線導(dǎo)軌25、橫向步進電機沈和縱向步進電機27，縱向直線導(dǎo)軌25固定于底座2上， 橫向直線導(dǎo)軌M設(shè)于縱向直線導(dǎo)軌25上方，縱向直線導(dǎo)軌25與橫向直線導(dǎo)軌M垂直設(shè)置，橫向步進電機26設(shè)于橫向直線導(dǎo)軌M —端，縱向步進電機27設(shè)于縱向直線導(dǎo)軌27 — 端，CXD相機23設(shè)于橫向直線導(dǎo)軌M上方，遠(yuǎn)心鏡頭22設(shè)于CXD相機23上方，光源21設(shè)于遠(yuǎn)心鏡頭22上方并照向透明掃描平臺3 ；CXD相機23、橫向步進電機沈和縱向步進電機 27分別與圖像處理及控制機構(gòu)電氣連接。圖像處理及控制機構(gòu)包括計算機觀、顯示器四和控制器30，顯示器四和控制器 30分別與計算機28連接，控制器30還分別與CCD相機23、橫向步進電機沈和縱向步進電機27連接；計算機28內(nèi)設(shè)有圖像處理模塊、自動控制模塊和CAD轉(zhuǎn)化模塊，圖像處理模塊的輸入端與CCD相機連接，圖像處理模塊的輸出端與CAD轉(zhuǎn)化模塊連接，自動控制模塊與控制器連接。透明掃描平臺3的材料為掃描儀玻璃。上述結(jié)構(gòu)中，二維測量機構(gòu)各組成部件的尺寸大小可根據(jù)待測輪胎斷面的實際大小進行設(shè)計，尤其是透明掃描平臺3，其尺寸一般可采用以下兩種尺寸當(dāng)輪胎斷面的高寬尺寸彡400X500mm，透明掃描平臺的長寬尺寸為400X500mm ；當(dāng)輪胎斷面的高寬尺寸 ^ 900X800mm，透明掃描平臺的長寬尺寸為900X800mm。本實施例通過上述測繪儀可實現(xiàn)一種輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪方法，包括以下步驟(1)打開機蓋6，按照待測輪胎的規(guī)格輪輞尺寸，采用輪胎斷面夾具將輪胎斷面31 夾好，并放置于透明掃描平臺3上；(2)合上機蓋6，打開光源21，此時光源21從下方照亮輪胎斷面31，輪胎斷面圖像從遠(yuǎn)心鏡頭22成像于CXD相機23上，控制器30根據(jù)CXD相機23得到的輪胎斷面圖像設(shè)定攝像路徑，并將攝像路徑的數(shù)據(jù)輸送給計算機28 ；(3)設(shè)定原點，將CCD相機23調(diào)至原點處，根據(jù)攝像路徑，計算機中的自動控制模塊通過控制器30分別驅(qū)動橫向步進電機沈或縱向步進電機27，使CCD相機23、遠(yuǎn)心鏡頭 22和光源21沿著橫向直線導(dǎo)軌M或縱向直線導(dǎo)軌25移動至各個攝像路徑的各個軌跡點，然后對相應(yīng)軌跡點的輪胎斷面進行拍攝，并將得到的各幅圖像輸送至計算機；(4)計算機的圖像處理模塊將步驟(3)得到的各幅圖像進行拼接處理，形成整幅的輪胎斷面圖像，并輸送給CAD轉(zhuǎn)化模塊，經(jīng)CAD轉(zhuǎn)化模塊進行轉(zhuǎn)化處理后形成CAD格式輸出或保存；(5)拍攝完畢后，關(guān)閉光源21，取出輪胎斷面31即可。所述步驟(2)中，攝像路徑的設(shè)定是控制器根據(jù)CCD相機得到的輪胎斷面圖像，通過查看輪胎斷面邊緣的像素灰度，從而確定輪胎斷面輪廓并根據(jù)輪胎斷面輪廓確定攝像路徑。所述步驟(3)中，自動控制模塊對CCD相機的控制過程是先檢測CCD相機是否處于原點位置，若不在，則將CXD相機調(diào)至原點處；若CXD相機已位于原點處，則從原點開始， CCD相機按照已設(shè)定的攝像路徑進行拍攝，直到拍攝路徑的拍攝完畢或中途人工停止拍攝。所述步驟中，圖像處理模塊對各幅圖像進行拼接處理的具體過程為先將步驟C3)得到的各幅圖像拼接為整體輪廓圖，然后進行慮波，根據(jù)灰度閾值確定輪胎斷面與背景特征，分離出輪胎斷面的輪廓圖，再進行二值化，最后進行擬合，得到整幅的輪胎斷面圖像并輸送給CAD轉(zhuǎn)化模塊。CAD轉(zhuǎn)化模塊的工作過程具體為轉(zhuǎn)化時先判斷組成輪胎斷面圖像的各線段是直線段還是圓弧段，若為直線段則按照直線段的函數(shù)調(diào)用即可，若為圓弧段則按照以下順序進行1)以圓弧段的圓心為坐標(biāo)原點，采用十進制確定圓弧段的半徑、圓弧段起始點的半徑角度和圓弧段終止點的半徑角度；2)根據(jù)得到的圓心坐標(biāo)值、圓弧段半徑、圓弧段起始點的半徑角度和圓弧段終止點的半徑角度，將圓弧段進行CAD轉(zhuǎn)化。如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明，上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；即凡依本發(fā)明內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀，其特征在于，包括二維測量機構(gòu)和圖像處理及控制機構(gòu)，二維測量機構(gòu)包括機架、底座、透明掃描平臺、輪胎斷面夾具和掃描組件，機架固定于底座上，機架上方設(shè)置透明掃描平臺，掃描組件設(shè)于透明掃描平臺下方，輪胎斷面夾具設(shè)于透明掃描平臺上方，掃描組件與圖像處理及控制機構(gòu)電氣連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀，其特征在于，所述二維測量機構(gòu)還包括測繪儀機殼和機蓋，測繪儀機殼為方狀結(jié)構(gòu)，機架、底座、透明掃描平臺、輪胎斷面夾具和掃描組件分別設(shè)于測繪儀機殼內(nèi)部，測繪儀機殼頂部設(shè)置密封用的機蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀，其特征在于，所述輪胎斷面夾具包括導(dǎo)向固定組件和兩個夾持組件，兩個夾持組件分別設(shè)于導(dǎo)向固定組件的兩端，各夾持組件包括夾具頭、調(diào)節(jié)臂和支架，調(diào)節(jié)臂兩端分別設(shè)置夾具頭和支架，支架與導(dǎo)向固定組件固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀，其特征在于，所述各夾持組件中，夾具頭包括手柄、彈簧、調(diào)節(jié)螺母套、調(diào)節(jié)軸和磁鐵，調(diào)節(jié)螺母套外周與調(diào)節(jié)臂連接，彈簧設(shè)于調(diào)節(jié)螺母套內(nèi)并套于手柄末端，手柄末端與調(diào)節(jié)軸相接觸，調(diào)節(jié)軸底部設(shè)置磁鐵；所述導(dǎo)向固定組件包括調(diào)節(jié)螺桿、導(dǎo)向軸、轉(zhuǎn)輪手柄和固定座，固定座包括底板和設(shè)于底板兩端的兩個側(cè)板，調(diào)節(jié)螺桿兩端分別與兩側(cè)板連接，調(diào)節(jié)螺桿一端還設(shè)有轉(zhuǎn)輪手柄，導(dǎo)向軸設(shè)于調(diào)節(jié)螺桿下方且兩端分別與固定座的兩側(cè)板連接，固定座的底板上設(shè)有測量尺；所述各夾持組件中，支架包括支架底座和軸承，支架底座上方與調(diào)節(jié)臂連接，支架底座通過軸承與導(dǎo)向固定組件中的調(diào)節(jié)螺桿連接，支架底座下方與導(dǎo)向軸連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀，其特征在于，所述掃描組件包括光源、 遠(yuǎn)心鏡頭、CCD相機、橫向直線導(dǎo)軌、縱向直線導(dǎo)軌、橫向步進電機和縱向步進電機，縱向直線導(dǎo)軌固定于底座上，橫向直線導(dǎo)軌設(shè)于縱向直線導(dǎo)軌上方，縱向直線導(dǎo)軌與橫向直線導(dǎo)軌垂直設(shè)置，橫向步進電機設(shè)于橫向直線導(dǎo)軌一端，縱向步進電機設(shè)于縱向直線導(dǎo)軌一端， CXD相機設(shè)于橫向直線導(dǎo)軌上方，遠(yuǎn)心鏡頭設(shè)于CXD相機上方，光源設(shè)于遠(yuǎn)心鏡頭上方并照向透明掃描平臺；CCD相機、橫向步進電機和縱向步進電機分別與圖像處理及控制機構(gòu)電氣連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀，其特征在于，所述圖像處理及控制機構(gòu)包括計算機、顯示器和控制器，顯示器和控制器分別與計算機連接，控制器還分別與CXD 相機、橫向步進電機和縱向步進電機連接；計算機內(nèi)設(shè)有圖像處理模塊、自動控制模塊和 CAD轉(zhuǎn)化模塊，圖像處理模塊的輸入端與CCD相機連接，圖像處理模塊的輸出端與CAD轉(zhuǎn)化模塊連接，自動控制模塊與控制器連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀，其特征在于，所述透明掃描平臺的材料為掃描儀玻璃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7任一項所述測繪儀實現(xiàn)一種輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪方法，其特征在于，包括以下步驟(1)打開機蓋，按照待測輪胎的規(guī)格輪輞尺寸，采用輪胎斷面夾具將輪胎斷面夾好，并放置于透明掃描平臺上；(2)合上機蓋，打開光源，此時光源從下方照亮輪胎斷面，輪胎斷面圖像從遠(yuǎn)心鏡頭成像于CCD相機上，控制器根據(jù)CCD相機得到的輪胎斷面圖像設(shè)定攝像路徑，并將攝像路徑的數(shù)據(jù)輸送給計算機；(3)設(shè)定原點，將CCD相機調(diào)至原點處，根據(jù)攝像路徑，計算機中的自動控制模塊通過控制器分別驅(qū)動橫向步進電機或縱向步進電機，使CCD相機、遠(yuǎn)心鏡頭和光源沿著橫向直線導(dǎo)軌或縱向直線導(dǎo)軌移動至各個攝像路徑的各個軌跡點，然后對相應(yīng)軌跡點的輪胎斷面進行拍攝，并將得到的各幅圖像輸送至計算機；(4)計算機的圖像處理模塊將步驟C3)得到的各幅圖像進行拼接處理，形成整幅的輪胎斷面圖像，并輸送給CAD轉(zhuǎn)化模塊，經(jīng)CAD轉(zhuǎn)化模塊進行轉(zhuǎn)化處理后形成CAD格式輸出或保存；(5)拍攝完畢后，關(guān)閉光源，取出輪胎斷面即可。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪方法，其特征在于，所述步驟⑵中，攝像路徑的設(shè)定是控制器根據(jù)CCD相機得到的輪胎斷面圖像，通過查看輪胎斷面邊緣的像素灰度，從而確定輪胎斷面輪廓并根據(jù)輪胎斷面輪廓確定攝像路徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪方法，其特征在于，所述步驟(3)中，自動控制模塊對CXD相機的控制過程是先檢測CXD相機是否處于原點位置，若不在，則將CXD 相機調(diào)至原點處；若CCD相機已位于原點處，則從原點開始，CCD相機按照已設(shè)定的攝像路徑進行拍攝，直到拍攝路徑的拍攝完畢或中途人工停止拍攝；步驟(4)中，圖像處理模塊對各幅圖像進行拼接處理的具體過程為先將步驟(；3)得到的各幅圖像拼接為整體輪廓圖，然后進行慮波，根據(jù)灰度閾值確定輪胎斷面與背景特征，分離出輪胎斷面的輪廓圖，再進行二值化，最后進行擬合，得到整幅的輪胎斷面圖像并輸送給 CAD轉(zhuǎn)化模塊；CAD轉(zhuǎn)化模塊的工作過程為轉(zhuǎn)化時先判斷組成輪胎斷面圖像的各線段是直線段還是圓弧段，若為直線段則按照直線段的函數(shù)調(diào)用即可，若為圓弧段則按照以下順序進行1)以圓弧段的圓心為坐標(biāo)原點，采用十進制確定圓弧段的半徑、圓弧段起始點的半徑角度和圓弧段終止點的半徑角度；2)根據(jù)得到的圓心坐標(biāo)值、圓弧段半徑、圓弧段起始點的半徑角度和圓弧段終止點的半徑角度，將圓弧段進行CAD轉(zhuǎn)化。
全文摘要
本發(fā)明公開一種輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀及測繪方法，測繪儀包括二維測量機構(gòu)和圖像處理及控制機構(gòu)，二維測量機構(gòu)包括機架、底座、透明掃描平臺、輪胎斷面夾具和掃描組件，機架設(shè)于底座上，機架上方設(shè)置透明掃描平臺，掃描組件設(shè)于透明掃描平臺下方，輪胎斷面夾具設(shè)于透明掃描平臺上方，掃描組件與圖像處理及控制機構(gòu)電氣連接；測繪方法是掃描組件按照攝像路徑對置于透明掃描平臺上的輪胎斷面進行拍攝，通過圖像處理及控制機構(gòu)對得到的各幅圖像進行拼接并進行CAD轉(zhuǎn)化。本輪胎斷面結(jié)構(gòu)測繪儀是輪胎測量領(lǐng)域的新設(shè)備，適用于輪胎斷面檢測和斷面結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析，可較準(zhǔn)確地獲取輪胎斷面的輪廓圖、鋼絲分布圖和膠層分布圖，為輪胎斷面設(shè)計和檢測提供數(shù)據(jù)。
文檔編號G01B11/24GK102305599SQ20111013068
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者曾啟林, 洪金華, 謝雷, 黃偉彬, 黃勇章 申請人:廣州華工百川科技股份有限公司