本發(fā)明涉及一種用于檢查輪胎生產線上的輪胎的裝置，特別是借助于輪胎表面的圖像獲取及其例如用于檢查在輪胎表面上可見的缺陷的可能存在的后續(xù)處理的裝置。

背景技術：

“輪胎”通常指成品輪胎，即在建造步驟之后的造型和硫化步驟之后的輪胎，但也可能是在建造步驟之后和造型和/或硫化之前的生輪胎。

通常，輪胎在操作期間具有圍繞其旋轉軸線的基本上環(huán)形的結構，并且具有與旋轉軸線正交的軸向中心線平面，所述平面通常為(基本上)幾何對稱的平面(例如忽略可能的次要不對稱性，諸如胎面和/或內部結構的設計)。

輪胎的外表面或內表面分別指在輪胎與其安裝邊緣聯(lián)接之后仍然可見的表面和在所述聯(lián)接之后不再可見的表面。

術語“光學”、“光”等是指電磁輻射，其具有至少一部分光譜落在光帶的擴大范圍內，不一定嚴格地落在光學帶(即400-700nm)內；例如這種擴大的光帶范圍可以從紫外線延伸到紅外線(例如波長包括在約100nm和約1μm之間)。

在本申請中，采用光輻射的射線模型，即假設入射在表面的點上并由非點源產生的光輻射(在這種情況下只有一條射線)對應于入射在該點上并且具有將源的每一個點與表面的所述點相連接的直線傳播方向的一組光線，其中每條這樣的射線具有與其相關聯(lián)的入射在該點上的整體光功率的一部分。

入射在表面的點處的“定向光輻射”指這樣的光輻射：對其具有立體角，該立體角具有作為頂點的點和小于或等于π/8的球面度的振幅，其中整體光功率的至少75％，優(yōu)選至少90％，更優(yōu)選所有光功率，位于該球面度內。

“漫射光輻射”指非定向光輻射。

入射在表面的一點處的“掠射光輻射”指這樣的光輻射：其中入射在表面的點上的同一光的整體光功率的至少75％與在所述每一個點處相切于該表面的平面形成小于或等于60°的入射角。

“圖像”或同義詞“數字圖像”通常指數據集合，通常包含在計算機文件中，其中空間坐標(每一個通常對應于一個像素)的完成集合(通常為二維和矩陣，即n行×m列)的每一個坐標(通常為二維)與對應的數值(其可以代表不同類型的大小)集合相關聯(lián)。例如在單色圖像(例如“灰度”圖像)中，這樣的值集合與完成尺度(通常具有256個級別或色調)中的單個值重合，這樣的值在被顯示式例如代表相應空間坐標的亮度(或強度)級別，而在彩色圖像中，該值集合表示通常為原色(例如在代碼rgb中為紅色、綠色和藍色中，而在代碼cmyk中為青色、品紅色、黃色和黑色)的多種彩色或通道的亮度級別。術語“圖像”并不一定意味著該圖像的實際顯示。

在本說明書和權利要求書中，對于特定“數字圖像”(例如最初在輪胎上獲取的二維數字圖像)的每一個參考更一般地包括可通過所述特定數字圖像的一種或多種數字處理(諸如過濾、均衡、閾值化、形態(tài)變換——開口等、梯度計算、平滑等)獲得的任何一種數字圖像。

“線性表面部分”指具有比與其正交的其他尺寸大得多的尺寸的表面部分，通常大于至少兩個數量級。線性表面部分的較小尺寸通常小于或等于0.1mm。

“線性圖像”指具有比行數多的像素列數的數字圖像，通常大于至少兩個數量級。通常，行數介于1到4之間，而列數大于1000。術語“行”和“列”常規(guī)地被使用并且是可互換的。

在下文中，對光源和/或相應子源的參考指像從物鏡線(objectiveline)可見那樣地對相應發(fā)射表面的參考。

在車輪輪胎生產和建造過程領域中，需要對制造的產品進行質量檢查，目的是防止有缺陷的輪胎或在任何情況下防止將不符合設計規(guī)范的輪胎放置到市場上，和/或逐漸調整所采用的設備和機器以便改進和優(yōu)化在生產過程中執(zhí)行的操作的執(zhí)行。

例如這種質量檢查包括由在輪胎的視覺和觸覺檢查方面投入預先確定的時間的人類操作者執(zhí)行的那些檢查；如果根據操作人員的經驗和敏感性，他/她應該懷疑輪胎不符合某些質量標準，則輪胎本身將接受借助于更詳細的人類檢查和/或適當的設備進行的進一步檢查，以便對可能的結構和/或定性缺陷進行深入評估。

us2010/0002244a1描述了一種用于檢查輪胎表面的技術，其能夠確定地區(qū)分結合在輪胎表面中的不同質量的小橡膠片。第一照明單元包括一對第一投光器，其分別從相對側朝向物鏡線投射光。第二照明單元包括一對第二投光器，其沿與第一照明單元的方向不同的方向分別從相對側朝向物鏡線投射光。第一和第二照明單元交替照射。線性相機與第一和第二照明單元的相應照明操作同步地形成與物鏡線對應的輪胎的表面部分的圖像。

us2004/0212795a1描述了一種用于測量物體的邊界和/或變形的方法。為了提高圖像的質量，利用相機和/或適于圖像的第一區(qū)域的輻射源的第一配置來創(chuàng)建第一圖像。另外，利用相機和/或適于圖像的第二區(qū)域的輻射源的第二配置來創(chuàng)建第二圖像。兩個圖像組合在一起。us6680471b2描述了能夠借助于led和ccd均勻地照射輪胎的彎曲內表面的裝置。

us2012/0134656a1描述了一種用于輪胎的照明裝置和檢查裝置，其可以容易地檢測所生產的輪胎中的形狀異常。

在輪胎檢查領域中，申請人已經設定了借助于輪胎的數字圖像的光學獲取及其后續(xù)處理來分析輪胎的內部和/或外部表面例如以便檢測在表面上可見的缺陷的可能存在的問題。所追尋的缺陷例如可以是輪胎表面上的凹凸性(非硫化化合物、形狀變化等)、結構不均勻性、切口、表面上異物的存在等。

申請人已經觀察到，對于在制造輪胎的車間內“在線”使用檢查，需要在有限的時間內以降低的成本執(zhí)行檢查本身。

申請人還觀察到，在“三維”圖像(即，其每一個像素與表面高度信息相關聯(lián)，例如用激光三角測量獲得的圖像)中，借助于圖像處理難以檢測或根本不能檢測到某些二維缺陷(即不涉及表面的高度變化的缺陷，諸如具有配合邊緣的切口)。

此外，三維圖像的大小分辨率，特別是在高度方向上的大小分辨率，有時不會產生足夠高的分辨率用于檢測不是非常明顯的缺陷。

因此，申請人想象到檢測和分析“二維”圖像(以及3d圖像或替代3d圖像)是有利的。

為了本說明書和權利要求書的目的，術語“二維圖像”表示諸如由普通數碼相機檢測到的圖像之類的數字圖像，其每一個像素與表示反射/擴散率和/或表面彩色的信息相關聯(lián)。

申請人已經認識到，在利用us2010/0002244a1中描述的類型的二維圖像的光學獲取檢查輪胎的裝置中，將相互正交的光源11a、b和12a、b的布置轉化為高整體體積的光源組。此外，物鏡線總是從相對側同時被照射，因此僅產生用漫射光獲取的二維圖像。

本申請人還認識到，利用在美國2004/0212795a1中描述的類型的二維圖像的光學獲取的檢查裝置(在其中使用矩陣相機獲取圖像)不適于有效地獲取輪胎的整個圓形延伸部分上的圖像。另外，相對于彼此并且相對于相機的光源的相對布置和結構使得源組和/或相機源組組件的整體體積非常高。

申請人還認識到，在us6680471b2中描述的類型的照明裝置(在其中相機在光源的一側與光源并排)不允許輪胎表面的照明的通用性。例如這不允許利用掠射光獲得圖像和利用漫射光獲得圖像。此外，相機和源的結構和布置使得整體結構復雜并且不是很通用。

本申請人還認識到，在us2012/0134656a1中描述的類型的照明裝置(除了別的之外還包括兩個相機)具有龐大的復雜結構，并且在漫射和/或掠射光下獲取圖像時不是很通用。

技術實現要素：

因此，申請人設定了實現用于檢查輪胎的裝置的問題，該裝置能夠獲取輪胎表面的二維圖像(特別用于檢測輪胎表面上的缺陷)，該輪胎適于插入到在生產車間的輪胎生產線內的一條生產線中，即適于以降低的操作時間和成本來使用，并且能夠提供可靠的結果。

申請人已經想象到，通過布置線性相機和至少三個光源，其中相應主延伸方向基本上平行于相機的物鏡線所在的光學平面，其中兩個光源被布置在光學平面的相對側上并且第三個介于它們之間，允許在漫射光和掠射光下獲取對于上述輪胎檢查的目的特別有用的圖像。

更準確地說，申請人最終發(fā)現一種裝置，其包括具有物鏡線和至少三個光源的線性相機，所述至少三個光源基本上平行于物鏡線并且在所述至少三個光源的相對側上延伸，被插入在頭兩個之間的所述第三光源特別緊湊并且易于操控；可以使得其適當地接近輪胎的表面和/或可以將其插入到輪胎本身內。此外，已經證明其在利用高功率和/或具有寬立體入射角獲取漫射光圖像和/或利用來自物鏡線的至少一側或兩側的掠射光獲取圖像時特別通用，還允許從二維圖像開始檢測三維缺陷。

根據第一方面，本發(fā)明涉及一種用于檢查輪胎生產線上的輪胎的裝置。

優(yōu)選地，包括用于輪胎的支撐件。

優(yōu)選地，包括檢測系統(tǒng)，其包括線性相機，該線性相機具有位于通過該線性相機的光學平面上的物鏡線。

優(yōu)選地，包括第一光源、第二光源和第三光源，適于分別發(fā)射第一、第二和第三光輻射，以便照射所述輪胎中與所述物鏡線重合或接近所述物鏡線的線性表面部分。

優(yōu)選地，所述第一光源和第二光源分別位于相對于所述光學平面的相對側上。

優(yōu)選地，包括命令與控制單元，其被配置成用于：

-選擇性地激活所述第一光源、第二光源和第三光源中的一個或多個，并且

-激活所述線性相機，以便與所述第一光源、第二光源和第三光源中的所述至少一個的激活同步地獲取所述線性表面部分的相應二維圖像。

優(yōu)選地，所述第一光源、第二光源和第三光源中的每一個包括一個或多個相應子源，每一個子源具有相應主延伸方向，所述主延伸方向與所述光學平面形成小于或等于45°的角度。

優(yōu)選地，所述第三光源的子源與所述光學平面的距離小于所述第一光源和所述第二光源的每一個與所述光學平面之間的距離。

申請人認為，為了檢查生產線上的輪胎的表面的目的，特別是為了檢測所述表面上的可能的缺陷的目的，借助于二維數字光學圖像的獲取和處理，具有基本上相對于相機的物鏡線所在的光學平面平行(即，小于45°)的相應主延伸方向的至少三個光源的布置，其中第一光源和第二光源分別位于光學平面的相對側上并且第三光源插入在第一和第二光源之間，它賦予設備特別的緊湊性和可管理性，和/或允許具有寬立體角的物鏡線的漫射照明和/或允許在漫射光下獲取圖像和利用來自物鏡線的一側或兩側的掠射光獲取圖像。

本發(fā)明還可以具有下面描述的一個或多個優(yōu)選特征。

優(yōu)選地，利用與所述光學平面正交并通過物鏡線的焦平面，在所述焦平面與通過所述物鏡線和分別為所述第一光源和第二光源的任何一個點的任何一個平面之間形成的相應角度小于或等于60°，更優(yōu)選小于或等于55°。以這種方式，在表面部分處獲得第一和第二掠射光輻射。

優(yōu)選地，在所述焦平面與通過所述物鏡線和分別為所述第一光源和第二光源的任何一個點的任何一個平面之間形成的相應角度大于或等于10°，更優(yōu)選大于或等于20°，還更優(yōu)選大于或等于30°。以這種方式，允許源組的定位靠近物鏡線。

優(yōu)選地，所述第三光源適于用漫射光照射所述物鏡線。

優(yōu)選地，對于物鏡線的每一個點，具有在該點處的頂點且位于與物鏡線正交的基準平面中并且由所述第三光源對著的相應角度大于或等于60°，更優(yōu)選大于或等于70°。以這種方式，獲得漫射光的寬立體角。

優(yōu)選地，在與所述物鏡線正交的基準平面中的相應角度大于或等于70°，更優(yōu)選大于或等于80°，其中該相應角度具有在所述物鏡線的每一個點中的頂點并且由所述第一光源、第二光源和第三光源的集合對著。以這種方式，也使用第一光源和第二光源連同第三光源來獲得漫射光的更寬立體角，以獲取漫射光下的圖像。

優(yōu)選地，所述第三光源包括分布在所述光學平面兩側上(更優(yōu)選相對于所述光學平面對稱地分布)的多個相應子源(更優(yōu)選至少四個子源)。以這種方式，利用漫射光獲得了物鏡線的均勻照明，并且附加地使得源組特別緊湊。

優(yōu)選地，所述第一光源、第二光源和第三光源中的每一個包括所述一個或多個相應子源。

優(yōu)選地，第一光源和第二光源每一個都僅包括一個子源。以這種方式，這些產生相應定向輻射和優(yōu)選掠射輻射。

優(yōu)選地，所述一個或多個相應子源中的每一個的所述相應主延伸方向與所述光學平面形成小于或等于30°的角度。

優(yōu)選地，所述一個或多個相應子源中的每一個的所述相應主延伸方向與所述光學平面形成小于或等于15°的角度。

更優(yōu)選地，所述一個或多個子源中的每一個的所述相應主延伸方向平行于所述光學平面。

以這種方式，優(yōu)化了物鏡線的照明和源組的整體體積。

優(yōu)選地，所述第一光源和第二光源與所述光學平面等距離。

優(yōu)選地，所述相應子源沿主延伸方向具有所述主延伸方向正交的尺寸的至少兩倍的一個尺寸，更優(yōu)選比與所述主延伸方向正交的尺寸大至少一個數量級。優(yōu)選地，每一個所述子源沿所述主延伸方向具有小于或等于20cm的尺寸，更優(yōu)選小于或等于15cm。

優(yōu)選地，每一個所述子源沿所述主延伸方向具有大于或等于5cm的尺寸。

優(yōu)選地，每一個所述子源具有與所述主延伸方向正交的小于或等于3cm的尺寸，更優(yōu)選小于或等于2cm。上述尺寸允許子源有效地成形為物鏡線并減少體積。

優(yōu)選地，所述相應子源在結構上和/或尺寸上彼此相等同。以這種方式，源組在結構、操作和維護上被簡化。

優(yōu)選地，所述相應子源沿主延伸方向具有直線延伸部。以這種方式，體積減小，同時保持高照明效率。

優(yōu)選地，布置第一光源、第二光源和第三光源的子源以使得對于它們的延伸部的至少一半，它們被重疊在與物鏡線正交的視野中。

優(yōu)選地，布置第一光源、第二光源和第三光源的子源以使得對于它們的整體延伸，它們被重疊在與物鏡線正交的視野中。以這種方式，源組的體積被減小。

優(yōu)選地，第一光源、第二光源和第三光源的子源沿與物鏡線正交的基準平面上的線布置，該基準平面具有朝向物鏡線的凹面。在一個實施例中，所述子源與所述物鏡線等距(即它們分布在圓弧上)。在替代實施例中，所述子源被布置為三角形，更優(yōu)選設置有在光學平面上的頂點。

優(yōu)選地，位于所述光學平面的一側上的所有子源彼此等距分布。以這種方式，更簡單地調整入射在物鏡線上的光強度。

優(yōu)選地，對于物鏡線的每一個點，具有在所述每一個點中的頂點且位于與物鏡線正交的基準平面中并且由所述子源的每一個對著的相應角度小于或等于10°。以這種方式，有利地，每一個子源在物鏡線上產生定向光，并且可以激活源組以便以通用方式產生具有期望的方向性(例如第一和第二光輻射)或具有合適的漫射光特性(例如第三光輻射)的光輻射。

在一個實施例中，檢測系統(tǒng)包括反射鏡，該反射鏡具有反射表面，該反射表面垂直于光學平面地被布置在第三光源處并且與光學平面(通常在反射鏡的中線上)相交以便將在光學平面中的所述物鏡線反射大于或等于30°(優(yōu)選大于或等于45°)和/或小于或等于135°(優(yōu)選小于或等于120°)的角度。以這種方式，有利地在檢查輪胎的內表面期間，線性相機保持定位在輪胎的中心區(qū)域中，同時源組在輪胎的內表面附近操作。

優(yōu)選地，命令與控制單元被配置成用于：

-以交替順序激活所述第一光源、第二光源和第三光源；

-驅動所述線性相機以便分別與所述第一光源、第二光源和第三光源的激活同步地分別獲取第一、第二和第三圖像。以這種方式，可以獲取在漫射光下的圖像和在掠射光下的兩個圖像。

優(yōu)選地，包括處理單元，其被配置成用于以下功能：

-從所述線性相機接收所述相應圖像或所述第一、第二和第三圖像；

-處理所述相應圖像或所述第一、第二和第三圖像，以便檢查所述表面部分。

優(yōu)選地，處理單元被配置成用于計算所述第一和第二圖像之間的差異，以便獲得關于所述線性表面部分的高度測量分布的信息(例如浮雕和/或凹陷的可能存在或不存在)。

優(yōu)選地，計算所述第一和第二圖像之間的差異包括計算差分圖像，在該差分圖像中每一個像素與表示與所述第一和第二圖像中的相應像素相關聯(lián)的值之間的差異的值相關聯(lián)。以這種方式，可以使用從第一和第二圖像之間的差異獲得的圖像，以便指示三維元素(例如在輪胎的內表面上的浮雕式凹痕或浮雕式筆跡)，并在處理漫反射光下的圖像時考慮這些信息以尋找缺陷。

優(yōu)選地，該裝置包括機器臂，所述第一光源、第二光源和第三光源和/或所述檢測系統(tǒng)安裝在所述機器臂上。

優(yōu)選地，該裝置包括適于使所述支撐件并且進而使輪胎圍繞其旋轉軸線旋轉的移動構件，所述命令與控制單元被配置成用于驅動所述移動構件。

優(yōu)選地，該裝置包括用于檢測所述支撐件的角位置的系統(tǒng)(例如編碼器)，所述命令與控制單元被配置成用于激活所述第一光源、第二光源和第三光源，并且根據由所述角位置檢測系統(tǒng)發(fā)送的支撐件的角位置的信號來驅動所述檢測系統(tǒng)。以這樣的方式，在輪胎旋轉期間，可以與輪胎的轉速無關地正確地獲取線性部分的連續(xù)圖像。

附圖說明

其它特征和優(yōu)點將從根據本發(fā)明的、用于檢測輪胎生產線上的輪胎的方法和裝置的若干非排他性示例性實施例的詳細描述變得更清楚。下面將參考僅作為非限制性示例提供的附圖給出這樣的描述，在附圖中：

圖1示出了根據本發(fā)明的第一實施例的用于檢查輪胎的裝置的部分橫截面并且部分功能塊的部分和示意性透視圖；

圖2示出了圖1的細節(jié)的部分和示意性透視圖；

圖2a示出了圖2的放大細節(jié)；

圖3示出了根據本發(fā)明的第二實施例的用于檢查輪胎的裝置的部分和示意性透視圖；

圖4a和4b示意性地示出了分別用右和左掠射光照射的輪胎表面部分的圖像；以及

圖4c示意性地示出了通過圖像4a和4b的比較獲得的圖像。

具體實施方式

參考附圖，附圖標記1通常表示根據本發(fā)明的用于檢查輪胎生產線上的輪胎的裝置。通常，相同的附圖標記將用于類似元件的可能的實施例變型。

裝置1包括適于將輪胎200支撐在一個側壁上并且圍繞其旋轉軸線201旋轉輪胎200的支撐件102，其通常根據垂直方向布置。支撐件102通常由未被進一步描述和圖示的移動構件致動，因為作為示例其可以是已知類型的。輪胎的支撐件可能被配置成用于阻擋輪胎，例如相應鄰接胎圈。

該裝置包括檢測系統(tǒng)104，該檢測系統(tǒng)104包括具有位于通過線性相機的光學平面107上的物鏡線106的線性相機105。

該裝置包括：第一光源108、第二光源109和第三光源110，其適于分別發(fā)射第一、第二和第三光輻射，用于照射與所述物鏡線重合(例如當表面部分是平面的)或靠近物鏡線(由于輪胎的表面的曲線進展)的所述輪胎的線性表面部分202，如圖1和圖2、2a所示。

檢測系統(tǒng)適于獲取由第一、第二和第三光輻射中的至少一個照射的線性表面部分的相應二維數字圖像。

通常，該裝置包括其上安裝有所述第一光源、第二光源和第三光源以及檢測系統(tǒng)的機器臂(未示出)。

優(yōu)選地，第一光源108和第二光源109各自由單個相應子源111和112構成。

優(yōu)選地，第三光源110由分布在光學平面107的兩側上并且相對于這種平面對稱的四個相應子源113構成。

每一個子源111-113具有平行于光學平面107并且因此平行于物鏡線106延伸的相應主延伸方向(作為示例在圖2a中用虛線114表示)。

每一個子源通常包括沿主延伸方向對準地布置的多個led源。

在附圖中，子源將參考其相應發(fā)射表面(在附圖中，作為示例，具有矩形形狀)示意性地被示出，其相應發(fā)射表面例如可以與透明保護玻璃和/或擴散器重合。

作為示例，對于圖2所示的實施例，子源沿主延伸方向114具有等于10cm的大小，對于圖3所示的實施例，子源沿主延伸方向114具有等于6cm的大小，并且沿與主延伸方向正交的方向具有等于約1cm的大小。

優(yōu)選地，子源111和112分別位于相對于光學平面的相對側上并且與其等距離。

優(yōu)選地，第三光源的子源113與光學平面107的距離小于所述第一光源和第二光源的每一個子源與光學平面之間的距離。

優(yōu)選地，布置第一光源、第二光源和第三光源的子源以使得對于它們的整體延伸，它們被重疊在與物鏡線正交的視野中。作為示例，相對于主延伸方向的所有第一和第二端都位于與物鏡線正交的相應平面上。

在一個實施例中，如在圖1和圖2、2a中作為示例所示，第一光源、第二光源和第三光源的子源沿與物鏡線正交的基準平面116上的線(在圖2中用數字115表示)布置，線115被成形為具有中心在物鏡線上的圓弧(即，子源與物鏡線等距)。

在如圖3所示的替代實施例中，子源沿基準平面116上的角度線(在圖3中用數字116表示)布置，頂點在光學平面107上。

作為示例，對于物鏡線的每一個點p(在圖2和2a中作為示例，表示在一端部處)，具有在點p處的頂點且位于與物鏡線正交的平面中并且由每一個子源對著的相應角度120(在圖2a中參考子源113示出)等于6°。

作為示例，利用與光學平面正交并通過物鏡線106的焦平面121，在焦平面與通過物鏡線以及第一光源108和第二光源109(分別為子源111和112)各自的所有點的平面之間形成的所有角度之中的相應最大角度122和123分別等于48°。

作為示例，在焦平面與通過物鏡線以及第一光源和第二光源各自的所有點的平面之間形成的所有角度之中的相應最小角度124和125等于42°。

優(yōu)選地，第三光源110適于用漫射光照射物鏡線。

作為示例，具有在物鏡線的每一個點p處的頂點且位于與物鏡線正交的平面中并且由第三光源對著的相應角度126等于大約80°。以這種方式，獲得漫射光的寬立體角。

作為示例，具有在物鏡線的每一個點p處的頂點且位于上述正交平面中并且由第一光源、第二光源和第三光源的集合對著的相應角度等于96°。在特別適合于用于檢查輪胎的內表面的裝置的一個實施例中，如在圖3中作為示例所示，檢測系統(tǒng)包括反射鏡150(通常也安裝在機器臂上)，該反射鏡150具有平坦反射表面，其垂直于光學平面地被布置在第三光源處并且與光學平面相交(通常在反射鏡的中線上)以便將光學平面中的物鏡線反射以作為示例的等于90°的角度。

優(yōu)選地，包括命令與控制單元140，其被配置成用于：

-選擇性地激活所述第一光源、第二光源和第三光源中的一個或多個；

-激活線性相機以便與所述第一光源、第二光源和第三光源中的一個或多個的激活同步地獲取線性表面部分的相應二維數字圖像(彩色或單色)。

命令與控制單元通常被配置成也驅動支撐件102的移動構件。以這種方式，在線性相機的物鏡線處具有連續(xù)的線性表面部分，其可以保持固定。

優(yōu)選地，該裝置包括用于檢測支撐件的角位置的編碼器(未示出)，命令與控制單元被配置成用于激活所述第一光源、第二光源以及優(yōu)選的第三光源并且根據由編碼器發(fā)送的支撐的角度位置的信號來驅動檢測系統(tǒng)。

優(yōu)選地，命令與控制單元140被配置成用于：

-以交替順序激活所述第一光源、第二光源和第三光源；

-驅動線性相機以分別與第一光源、第二光源和第三光源的激活同步地獲取第一、第二和第三圖像。以這種方式，可以獲取漫射光下的圖像和掠射光下的兩個圖像。

優(yōu)選地，包括處理單元(例如集成在命令與控制單元140中)，被配置成用于以下功能：

-從線性相機接收所獲取的圖像；

-處理圖像以檢查表面部分。

優(yōu)選地，處理單元被配置成用于計算第一和第二圖像之間的差異，以便獲得關于直線表面部分的高度測量分布(例如浮雕和/或凹陷的可能存在或不存在)的信息。

優(yōu)選地，計算第一和第二圖像之間的差異包括計算差分圖像，在其中每一個像素與表示與第一和第二圖像中的相應像素相關聯(lián)的值之間的差異的值相關聯(lián)。以這種方式，可以使用從第一和第二圖像之間的差異獲得的圖像，以便指示三維元素(例如在輪胎的內表面上的浮雕式凹痕或浮雕式筆跡)，并在處理漫反射光下的圖像時考慮這些信息以尋找缺陷。

下面描述使用上述裝置的用于檢查輪胎生產線上的輪胎表面的方法。

首先，布置要檢查的輪胎200，例如抵靠在支撐件102上方的側壁。

命令與控制單元140驅動機器臂以便移動光源靠近輪胎的(外部或內部)表面，以使得直線表面部分至少部分地重合或接近物鏡線。

然后，命令與控制單元驅動支撐件102的移動構件以便旋轉輪胎。

根據由編碼器接收的角位置的信號，利用進行中的輪胎旋轉，命令與控制單元以快速交替的順序循環(huán)地激活所述第一光源、第二光源和第三光源，并激活線性相機，以分別與第一光源、第二光源和第三光源的激活同步地獲取相應線性表面部分的相應二維數字圖像(彩色或單色)。作為示例，線性部分的每一個單個數字圖像在單色相機的情況下包括1×2048個像素，或者在雙線性或rgb彩色相機的情況下包括2x2048個像素。

作為示例，在第一和第二線性圖像的獲取之間以及在第二和第三線性圖像的獲取之間然后循環(huán)地在第一和第三線性圖像的獲取之間的時間差小于0.2毫秒。

在已經執(zhí)行了用于探測期望的表面部分的期望的輪胎旋轉(優(yōu)選為至少一個完整的旋轉)以獲得整個圓形延伸之后，獲得利用線性部分序列的所有數字圖像來實現的單個數字圖像，每一個線性部分用相應光源照射。處理單元從檢測系統(tǒng)接收這樣的圖像，并分開整個所期望的表面部分的相應第一、第二和第三圖像。

即使由于同時發(fā)生的輪胎旋轉的緣故，與單個線性圖像相關聯(lián)的實際線性表面部分對于三個圖像都不精確地重合，這樣的圖像也基本上是可逐像素重疊的。然而，圖像的獲取頻率和旋轉速度的選擇使得三個圖像彼此隔行掃描，因此可以逐個像素地進行比較。有利地，除了與像素相關聯(lián)的線性表面尺寸之外，第一(或第二或第三)圖像的每一個像素示出了一微表面部分，其與由與所述每一個像素對應的第二(或分別為第三或第一)圖像的像素所示出的微表面部分分開，作為示例，空間間隙等于像素的大約三分之一。以這種方式，三個圖像彼此隔行掃描，并且三個線性圖像的獲取在那期間輪胎已經旋轉了等于一個像素的扇區(qū)(作為示例，等于0.1mm)的時間間隔中發(fā)生。

作為示例，對于每一個線性表面部分的每一個點，進而對于所探測的表面部分的每一個點，入射在該點處的第一和第二光輻射的所有相應整體光功率分別來自相對于光學平面107而相對的兩個半空間。

對于每一個線性表面部分的每一個點，入射在該點上的第一和第二光輻射的所有相應整體光功率與在該點處與該表面相切于的平面(即，焦平面121)形成等于約48°(掠射光)的入射最大角122和123。

優(yōu)選地，入射在表面部分(或物鏡線)的每一個點上的第一、第二和第三光輻射的所有相應整體光功率與正交于光學平面并且通過在該點處該表面的垂直線的基準平面116形成小于或等于45°(絕對值)的入射角。例如，具有在物鏡線的任何點(在圖2a中，作為示例，用p'表示)處的頂點、位于通過物鏡線并且通過第一光源和第二光源或第三光源的任何一個平面中并且分別由第一光源、第二光源或第三光源對著的角度127等于60°。以這種方式，有利地，每一個子源發(fā)射入射在物鏡線上的定向光輻射。

優(yōu)選地，處理單元處理第一和第二圖像，將它們彼此進行比較，以獲得關于表面部分的高度分布的信息。優(yōu)選地，第一和第二圖像之間的比較包括計算差分圖像，在該差分圖像中每一個像素與表示與第一和第二圖像中的對應像素相關聯(lián)的值之間的差異的值相關聯(lián)。

優(yōu)選地，在將第一和第二圖像彼此比較之前，例如通過整體或局部地均衡其平均亮度來均衡第一和第二圖像。

優(yōu)選地，處理單元使用從上述第一和第二圖像之間的比較獲得的信息來處理漫射光下的第三圖像，以便檢測表面部分上的缺陷的可能存在。

圖4a和4b分別示意性地示出了輪胎200的表面部分的第一和第二圖像的實施例，這些圖像包括浮雕元素203和無浮雕元素或二維元素204(諸如脫模劑污點)。

在圖4a中，在用來自圖中右側的掠射光獲得圖像的情況下，該圖像包括由元素203向左投射的陰影區(qū)域205；在圖4b中，在用來自圖中左側的掠射光獲得圖像的情況下，該圖像包括由同一元素203向右投射的陰影區(qū)域206?？梢杂^察到，作為替代，在這兩幅圖像都以基本上相同的方式獲取元素204，因為它同樣滿足右和左掠射照明。

圖4c示意性地示出了通過將每一個像素與在圖4a和4b的兩幅圖像的值之間的差值絕對值相關聯(lián)而獲得的差分圖像。可以看出，在二維污點204處，差分圖像不具有任何亮度變化，而在浮雕元素203(在圖4c中用陰影標記)處存在相當大的亮度變化，從標記浮雕元素203存在。