專利名稱:用于輪胎分析的非接觸方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開一般涉及利用非接觸數(shù)據(jù)收集和分析的車輛服務(wù)系統(tǒng)，尤其涉及將獨特分析方法應(yīng)用于通過非接觸測量系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)，以便通過創(chuàng)建和分析輪胎或車輪組件的輪廓確定輪胎或車輪組件的狀況。
背景技術(shù)：
以下術(shù)語可以自始至終用在這里展示的描述中，并且，一般說來，應(yīng)該具有下面含義，除非與這里給出的其它描述發(fā)生抵觸或通過其作了更詳細(xì)說明。
“車輪”指的是支承通常充氣的輪胎并且安裝在車軸上的一般圓柱形、通常金屬的盤狀機械支承件。車輪含有兩個軸向隔開輪緣(或環(huán)形緣)，每個輪緣被適配成牢固地接納安裝輪胎的兩個胎緣的各自一個。
“輪胎”是具有兩個胎緣、兩個側(cè)壁和一個踏面、由橡膠、化學(xué)制品、織物或鋼或其它材料制成、并且通常在壓力作用下充有氣體的一般環(huán)形(通常開環(huán))的層狀機械裝置。
輪胎的“側(cè)壁”指的是踏面與胎緣之間的輪胎部分。
術(shù)語“輪輞”指的是由金屬，尤其是鋁、鋼、或其它合金制成、并且通常由橡膠制成的充氣輪胎附在上面的車輪部分。輪輞包括輪胎附在上面的、沿外圍延伸的輪輞基，以及在沿外圍延伸的輪輞基內(nèi)的輪盤部分。那個輪盤部分可以有孔隙或根本沒有孔隙。輪盤也可以由輪輻形成。
“車輪組件”一般指的是輪胎、輪輞和附在上面的輪胎的組合物、或車輪。

發(fā)明內(nèi)容本公開展示了用于確定輪胎和/或車輪組件的狀況的非接觸方法和系統(tǒng)。輪胎基本上就是轉(zhuǎn)軸和位于兩個側(cè)壁之間的踏面。非接觸測量系統(tǒng)用于獲取和確定輪胎和/或車輪組件的幾何參數(shù)。一個示范性系統(tǒng)包括用于向輪胎發(fā)射輻射信號的發(fā)射源。還配備了檢測器，用于接收響應(yīng)于發(fā)射的輻射信號而從輪胎反射的信號。使反射信號饋入諸如計算機的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，以便確定輪胎和/或車輪組件的狀況。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)根據(jù)從檢測器接收的信號獲取輪胎上的多個點、輪胎/車輪組件上的多個點的幾何信息，例如，相對于參考基線的高度或深度。根據(jù)一個實施例，該多個點在沿著從側(cè)壁之一到另一個側(cè)壁的方向延伸的路徑上。這個路徑可以與輪胎的轉(zhuǎn)軸平行。根據(jù)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)獲得的高度信息，可以創(chuàng)建輪胎的橫截面輪廓(profile)。
為了確定輪胎的狀況，可以將輪胎的不同部分的磨損狀況相互比較，以確定輪胎是否存在不均勻磨損，以及輪胎是否在過充氣或欠充氣狀態(tài)下工作。在一個方面中，在位于輪胎的圓周表面(主要包括踏面)的中心線的一側(cè)上的點與在中心線的另一側(cè)上的點之間作出磨損狀況比較。如果存在明顯差異，則確定輪胎存在不均勻磨損。
根據(jù)另一個實施例，在從圓周表面的中心線向側(cè)壁延伸規(guī)定距離的區(qū)域內(nèi)的點與區(qū)域外的點之間作出磨損狀況比較。例如，這個區(qū)域可以是沿著輪胎的圓周中心線的帶狀區(qū)域。如果這個區(qū)域中的輪胎磨損比這個區(qū)域外的點嚴(yán)重，則確定輪胎在過充氣狀態(tài)下工作或運行。否則，輪胎在欠充氣狀態(tài)下工作或運行。根據(jù)又一個實施例，在相鄰胎面花紋塊之間作出比較，以確定是否存在鋸齒狀花紋。如果胎面花紋塊的高度明顯低于相鄰胎面花紋塊的高度，則表明輪胎存在鋸齒狀花紋。
輪胎的狀況可以通過生成示出輪胎表面上的各個高度或深度的表面輪廓來確定。例如，可以將輪胎附在上面的車輪組件旋轉(zhuǎn)360°掃描輪胎的表面。在旋轉(zhuǎn)期間，發(fā)射源不斷地將輻射線發(fā)射到車輪組件上，并且檢測器不斷地獲取從輪胎/車輪組件反射的信號。創(chuàng)建示出整個圓周表面的表面輪廓?？梢岳貌煌伾珜⒏叨?深度信息顯示在屏幕上，以便使輪胎表面上的高度信息易于觀察。該輪廓可以進一步包括側(cè)壁的高度信息。因此，可以根據(jù)建立的輪胎表面輪廓確定或觀察側(cè)壁上的鼓包。
通過利用非接觸測量系統(tǒng)進一步建立輪胎附在上面的輪輞的輪廓，還可以確定輪胎匹配狀況。獲取位于輪胎的踏面和輪輞上的多個點的幾何參數(shù)。例如，確定輪胎的寬度和輪輞的寬度并將它們相互比較。如果輪輞的寬度與輪胎的寬度之差超過閾值，表明輪胎和車輪不是匹配得很好。根據(jù)另一個實施例，生成至少一個側(cè)壁和輪輞的幾何參數(shù)。確定這個側(cè)壁與輪輞之間的角度。如果該角度的絕對值超過閾值，表明輪胎和車輪不是匹配得很好。
根據(jù)僅僅為了例示本發(fā)明而不起限制作用的下面詳細(xì)描述，所公開的方法和系統(tǒng)的其它優(yōu)點將更加清楚。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，這里例示的例子可以是其它不同實施例，并且它們的一些細(xì)節(jié)在各個明顯方面中都可以修改，所有這些都不偏離本公開。因而，附圖和描述應(yīng)該被認(rèn)為是例示性的，而不是限制性的。
包含在說明書中構(gòu)成其一部分的附圖例示了示范性實施例。
圖1a和1b示出了用于確定輪胎或車輪組件的狀況的示范性非接觸分析系統(tǒng)。
圖1c描繪了圖1a所示的示范性非接觸分析系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。
圖2示出了非接觸測量系統(tǒng)為其創(chuàng)建輪廓的車輪組件的部分表面。
圖3是輪胎的示范性條帶輪廓。
圖4是車輪組件的完整表面輪廓。
圖5描繪了車輪組件的測量輪廓與標(biāo)準(zhǔn)輪廓之間的比較的例子。
圖6a、7a、8a例示了與標(biāo)準(zhǔn)橫截面輪廓疊在一起的輪胎的測量橫截面輪廓。
圖6b、7b、8b分別示出了相對于圖6a、7a、8a所示的不同輪胎部分的、與標(biāo)準(zhǔn)橫截面輪廓的輪胎偏差。
圖9和10示出了帶有鋸齒狀胎面花紋的輪胎橫截面輪廓。
圖11a-11c描繪了輪胎附在輪輞上的匹配狀況。
圖12例示了基于輪胎上的不同點的各自高度的導(dǎo)數(shù)表。
圖13是用在非接觸分析系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的框圖。
具體實施方式在下面描述中，為了說明起見，給出了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對本公開的徹底理解。但是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說顯而易見的是，沒有這些具體細(xì)節(jié)也可以實施本方法和系統(tǒng)。在其它情況中，以框圖的形式示出了眾所周知的結(jié)構(gòu)和裝置，以免不必要地使本公開不清楚。
圖1a和1b示出了示范性非接觸分析系統(tǒng)10，用于通過分析輪胎34或車輪組件14的輪廓，其包括與輪胎34或車輪組件14的各個點有關(guān)的幾何信息如高度和/或深度，確定輪胎34或車輪組件14的狀況。在如下的專利文獻中討論了各種類型的非接觸測量裝置的例子美國專利第6,535,281號，發(fā)明名稱為“METHOD AND APPARATUS FOR OPTICALLYSCANNING A VEHICLE WHEEL”；美國專利第6,069,966號，發(fā)明名稱為“APPARATUS AND METHOD FOR TIRE CONDITION ASSESSMENT”；2004年1月28日提交的共同未決的美國專利申請第______號，發(fā)明名稱為“METHOD AND APPARATUS FOR OPTICALLY SCANNING APNEUMATIC TIRE OF A VEHICLE WHEEL”；2004年1月28日提交的共同未決的專利申請第_______號，發(fā)明名稱為“METHOD ANDAPPARATUS FOR BALANCING A MOTOR VEHICLE WHEEL”；2004年1月28日提交的共同未決的專利申請第_______號，發(fā)明名稱為“METHODAND APPARATUS FOR OPTICALLY SCANNING A VEHICLE WHEEL”；和2004年1月28日提交的共同未決的專利申請第________號，發(fā)明名稱為“METHOD OF MATCHING A VEHICLE WHEEL”。上面列出的所有專利和申請共同轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人。在如下的專利文獻中描述了用于利用非接觸測量來獲取輪胎輪廓的方法和裝置美國專利第5,789,668號，發(fā)明名稱為“APPARATUS AND RELATED METHODS FOR OBTAININGTIRE PROFILES INCLUDING TREAD AND BOTH SIDEWALLS”；美國專利第5,245,867號，發(fā)明名稱為“METHOD AND APPARATUS FORMEASURING TIRE PARAMETERS”；和美國專利第5,987,978號，發(fā)明名稱為“APPARATUS FOR TESTING TIRE TREAD DEPTH”。所有上述專利和申請的全文通過引用而結(jié)合在這里。
圖2描繪了非接觸測量系統(tǒng)10為其創(chuàng)建輪廓的車輪組件14的部分表面。車輪組件14包括輪胎34和輪胎34安裝在上面的輪輞20(如圖1a所示)。正如前面定義的那樣，輪胎34包括兩個胎緣、兩個側(cè)壁和一個踏面35。踏面35包括胎面花紋36、38、40。
如圖1a和1b所示，非接觸分析系統(tǒng)10包括用驅(qū)動軸18將車輪組件14附在上面的旋轉(zhuǎn)支架12、諸如激光、平面光、超聲波等的發(fā)射源22、諸如攝像機、CCD(電荷耦接器件)或CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)檢測器等的檢測器24、和諸如計算機的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26。通過將諸如激光、光、超聲波等的無線信號發(fā)射到車輪組件14的表面，并且分析車輪組件14的表面反射的反射信號，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26創(chuàng)建車輪組件14的表面的輪廓，包括胎面花紋36、38、40、側(cè)壁、胎緣、輪輞20的形狀和/或深度，并且在顯示器30上輸出代表輪廓的圖像。發(fā)射源22可以包括圍繞車輪組件14排列在不同角度上的一個或多個發(fā)射元件，以實現(xiàn)更佳的信號檢測。
圖1c描繪了示范性非接觸分析系統(tǒng)10的細(xì)節(jié)。如圖1c所示，車輪組件14具有輪盤部分5和固定在輪盤部分5的外圍上的輪輞基4。輪胎34安裝在輪輞基4上。在輪輞基4的輪輞凸緣6處以公知方式支承著輪胎胎緣。輪輞基4和輪盤部分5形成輪輞20。車輪組件14以公知方式固定在測量桿18上，并且可繞測量桿18限定的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)地被支承。當(dāng)在中心位置夾住車輪時，測量桿18與輪軸3一致，這保證了輪軸3是靜止的。
與車輪組件14有關(guān)的參數(shù)通過一個或多個檢測器裝置118測量，并利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26確定。每個檢測器裝置118包括諸如激光的發(fā)射源116、和諸如CCD檢測器的、作為位置敏感接收元件的接收器12。發(fā)射源116和接收器12固定在載體114上，載體114可繞樞軸7轉(zhuǎn)動地被支承。載體114可以沿著箭頭19所指的方向或在與測量桿18有關(guān)的預(yù)定導(dǎo)向路徑上運動。樞軸運動和可選附加線性或?qū)蜻\動可以通過諸如一個或多個步進電機的驅(qū)動器(未示出)實現(xiàn)。在載體114上還配備了接收器光學(xué)系統(tǒng)13。接收器光學(xué)系統(tǒng)13和CCD檢測器11是接收器12的組成部分。
發(fā)射源116將諸如圖2所示的條狀束28的光束發(fā)射到包括例如輪胎胎面、輪胎側(cè)壁、輪輞等的輪胎34的表面上。然后，光束被反射，從而穿過接收器光學(xué)系統(tǒng)13至CCD檢測器11的檢測器元件上。CCD檢測器11可以相互獨立地檢測照明強度函數(shù)的多個局部極大值。反射束的方向取決于在輪胎34上掃描的位置相對于發(fā)射源116和相對于接收器12的距離。根據(jù)該距離，接收器光學(xué)系統(tǒng)13將反射束引到CCD檢測器11的給定位置并轉(zhuǎn)換成位置敏感或位置相關(guān)信號。將那個信號傳遞給進一步與位置檢測器15連接的電子測量裝置8。位置檢測器15將代表發(fā)射源116和CCD檢測器11的各自位置的位置信號供應(yīng)給電子測量裝置8。由于固定在公共載體114上，發(fā)射源116和接收器12能夠一起運動。位置信號與系統(tǒng)已知的參考位置有關(guān)，因此，與固定車輪組件14的測量桿18有關(guān)。電子測量裝置8產(chǎn)生用發(fā)射源116發(fā)射的光束掃描的車輪組件14的測量信號。
包括輪胎34、輪輞20、側(cè)壁等的車輪組件14的表面可以由與車輪組件14的內(nèi)表面(圖1中的左側(cè)檢測器裝置118)、外表面(圖1中的右側(cè)檢測器裝置118)、和踏面(圖1中的上側(cè)檢測器裝置118)相關(guān)聯(lián)的檢測器裝置118檢測。也可以只使用一個檢測器裝置118，其在到車輪組件14的內(nèi)表面，外表面，以及踏面的預(yù)定導(dǎo)向路徑上移動到適當(dāng)測量位置。
車輪組件14的各個轉(zhuǎn)角位置可以由與測量桿18連接的轉(zhuǎn)角檢測器17確定，并將指示車輪組件14的轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)角增量供應(yīng)給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26。轉(zhuǎn)角檢測器17檢測的數(shù)據(jù)包括與各自檢測器裝置118掃描的車輪組件14的各自轉(zhuǎn)角位置有關(guān)的信息。輪胎充氣閥21可以用作檢測器裝置118掃描車輪組件14時的掃描基準(zhǔn)，以確定車輪組件14的轉(zhuǎn)角位置。
如圖1a和2所示，發(fā)射源22將具有均勻強度的界限分明的光帶28發(fā)射到輪胎14的表面上。從車輪組件14的表面反射回來的光信號由檢測器24接收，檢測器24將接收的光信號發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26，以便分析車輪組件14的表面的輪廓(下面將詳細(xì)說明)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26為發(fā)射光28照射的車輪組件14的條狀部分生成條帶輪廓。條帶輪廓的例子示出在圖3中。示范性條帶輪廓包括輪胎34的兩個側(cè)壁301、302、外胎緣303、內(nèi)胎緣304、和胎面306。還示出了模制在輪胎34的外側(cè)壁301上的凸起字母305，例如輪胎34的商標(biāo)。胎面306的深度代表沿著與輪胎車輪組件14上的每個測量點的表面垂直的平面的深度，并且由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26計算。在一個實施例中，條帶輪廓還包括輪輞20的表面。
發(fā)射光28對車輪組件14的表面的全面掃描通過相對于驅(qū)動軸18將車輪組件14旋轉(zhuǎn)360°來進行。車輪組件14的旋轉(zhuǎn)位置的刻度可以根據(jù)車輪旋轉(zhuǎn)位置上的特定標(biāo)記如輪胎充氣閥來確定。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26根據(jù)在車輪組件14的全面掃描期間接收的反射光信號，生成圖4所示的車輪組件14的完整輪廓400(下面將詳細(xì)說明)。車輪組件14的完整輪廓400包括兩個側(cè)壁401、402、胎面406、外胎緣403、和內(nèi)胎緣404。在一個實施例中，車輪組件14的完整輪廓400還包括輪輞20的完整輪廓。根據(jù)一個實施例，彩色地編碼車輪組件14的完整輪廓400的顯示。例如，用代表不同高度和深度的不同顏色顯示胎面406和側(cè)壁401、402。輪廓的彩色編碼顯示使用戶可以更容易地確定車輪組件14的潛在問題。例如，側(cè)壁401上的鼓包將用與側(cè)壁401上的其它部分不同的顏色示出，以便用戶可以容易地確定車輪組件14的變形。
數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26通過將所生成的車輪組件14的完整輪廓400與同一類型的車輪組件14的標(biāo)準(zhǔn)輪廓相比較，進行車輪組件14的診斷，其中該標(biāo)準(zhǔn)輪廓例如通過訪問存儲在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26的數(shù)據(jù)存儲裝置中的數(shù)據(jù)或通過網(wǎng)絡(luò)連接訪問遠程數(shù)據(jù)庫而獲得。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26根據(jù)測量輪廓相對于標(biāo)準(zhǔn)輪廓的偏差確定車輪組件14的可能問題。車輪組件14的測量輪廓500與標(biāo)準(zhǔn)輪廓之間的比較例子描繪在圖5中。標(biāo)準(zhǔn)胎面輪廓506和胎緣輪廓503用虛線示出。如圖5所示，測量胎面輪廓506′和測量胎緣輪廓503′偏離標(biāo)準(zhǔn)胎面輪廓506和標(biāo)準(zhǔn)胎緣輪廓503的位置。測量胎面輪廓506′的偏差表示車輪組件13可能存在彎曲輪輞20或扭曲輪胎34。測量胎緣輪廓503′的偏差表示車輪組件14可能存在未到位胎緣。測量輪廓500還示出了鼓包511，鼓包511具有偏離標(biāo)準(zhǔn)側(cè)壁輪廓的高度，并且如果使用彩色編碼顯示，用與側(cè)壁的其它部分不同的顏色示出。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26可以生成診斷報告。
除了車輪組件14的完整輪廓之外，非接觸分析系統(tǒng)100還利用車輪組件14的橫截面輪廓診斷車輪組件14的狀況。例如，輪胎狀況的確定可以通過獲取輪胎的橫截面輪廓并且確定相對于同一類型的輪胎的標(biāo)準(zhǔn)橫截面輪廓的偏差來作出。車輪組件14的橫截面可以與經(jīng)過車輪組件1的轉(zhuǎn)軸的徑向表面平行。
在一個實施例中，使用橫截面輪廓來確定輪胎的不同位置的輪胎磨損狀況。將輪胎的不同位置上的磨損狀況相互比較，以確定輪胎是否存在不均勻磨損，以及確定輪胎是否在過充氣或欠充氣狀態(tài)下工作。在一個方面中，在位于輪胎的圓周表面(主要包括踏面)的中心線的一側(cè)上的點與在中心線的另一側(cè)上的點之間作出磨損狀況比較。如果存在明顯差異，則確定輪胎存在不均勻磨損。在另一個方面中，在從圓周表面的中心線向側(cè)壁延伸規(guī)定距離的區(qū)域，例如，沿著輪胎的圓周中心線的帶狀區(qū)之內(nèi)的點與這個區(qū)域之外的點之間作出磨損狀況比較。如果該區(qū)域中的輪胎磨損比這個區(qū)域外的點嚴(yán)重，則確定輪胎在過充氣狀態(tài)下工作或運行。否則，輪胎在欠充氣狀態(tài)下工作或運行。根據(jù)又一個實施例，在相鄰胎面花紋塊之間作出輪胎磨損比較，以確定是否存在鋸齒狀花紋。如果胎面花紋塊的高度明顯低于相鄰胎面花紋塊的高度，則表明輪胎存在鋸齒狀花紋。
圖6a、7a、8a示出了與標(biāo)準(zhǔn)橫截面輪廓(用虛線示出)疊在一起的車輪組件14的輪胎34的測量橫截面輪廓。圖6b、7b、8b分別示出了相對于輪胎34的不同部分的、圖6a、7a、8a所示的測量橫截面輪廓與標(biāo)準(zhǔn)橫截面輪廓的輪胎34偏差(偏差表示輪胎磨損)。在一個實施例中，分析系統(tǒng)10通過將與車輪組件14的橫截面輪廓的選定部分有關(guān)的數(shù)據(jù)和/或從中導(dǎo)出的數(shù)據(jù)同與車輪組件14的橫截面輪廓的其它部分有關(guān)的數(shù)據(jù)和/或從中導(dǎo)出的數(shù)據(jù)相比較，確定輪胎34的狀況。
例如，如圖6b所示，在與輪胎的圓周表面的中心線左側(cè)上的輪胎磨損有關(guān)的偏差數(shù)據(jù)和與圓周中心線右側(cè)有關(guān)的數(shù)據(jù)之間作出比較。從圖6b可以看出，圓周中心線左側(cè)上的輪胎磨損比圓周中心線右側(cè)上的輪胎磨損嚴(yán)重。輪胎的不同部分的偏差之差表示在車輪組件1的輪胎34上出現(xiàn)不均勻磨損。
在圖7b中，將選定部分指定成從中心線開始延伸預(yù)定距離d的、11到12之間的區(qū)域。11和12的位置根據(jù)經(jīng)驗來選擇，使得與車輪組件14的選定部分和其它部分有關(guān)的數(shù)據(jù)之間的比較揭示輪胎在過充氣或欠充氣狀態(tài)下工作引起的輪胎34的中心附近和輪胎34的邊緣附近的輪胎磨損差異。圖7b示出了選定部分(11和12之間)中的輪胎磨損比輪胎34的邊緣附近的輪胎磨損嚴(yán)重，這表明輪胎34在過充氣狀態(tài)下工作。另一方面，圖8b示出了輪胎34的兩側(cè)附近的輪胎磨損大于輪胎34的選定部分(11和12之間)中的輪胎磨損，這表明輪胎34在欠充氣狀態(tài)下工作。因此，通過計算和比較與輪胎34的橫截面輪廓有關(guān)的數(shù)據(jù)和/或相對于輪胎3的不同部分如輪胎34的中心和兩個邊緣的、與標(biāo)準(zhǔn)輪胎的偏差，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26可以確定車輪組件14的輪胎34的狀況。
非接觸分析系統(tǒng)10能夠利用例如輪胎34的橫截面輪廓確定輪胎34是否包括鋸齒狀花紋。如圖9所示，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26通過推斷相同胎面花紋塊的表面并且測量公共點如胎面凹槽中點處的高度差，確定是否存在鋸齒狀花紋。如果一個胎面花紋塊的高度大于相鄰胎面花紋塊的高度，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26確定輪胎34包括鋸齒花紋。如果鋸齒花紋是由硬轉(zhuǎn)彎引起的，則在一側(cè)將形成一半徑(radius)，如圖10所示。該半徑將是輪胎的極端濫用量的表示，該半徑越大，濫用得越嚴(yán)重。通過將該半徑與閾值相比較可以生成指示輪胎是否經(jīng)受任何濫用的報告。
非接觸分析系統(tǒng)10還根據(jù)通過非接觸測量裝置獲得的車輪組件14的幾何信息作出有關(guān)輪胎寬度與車輪寬度不適當(dāng)匹配的判斷。圖11a示出了適當(dāng)大小的輪胎34附在輪輞20上的適當(dāng)匹配。圖11b示出了對于輪胎34來說太寬的輪輞。圖11c示出了對于輪輞20來說太寬的輪胎34。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26可以采用輪胎和輪輞協(xié)會推薦的縱橫比，即，胎體和/或胎面的實際輪胎寬度。在一個實施例中，如果輪胎34和輪輞20的寬度之差大于閾值，分析系統(tǒng)10確定車輪組件14匹配得不好。
在另一個實施例中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26根據(jù)角度α確定匹配狀況，角度α被定義成輪胎34的側(cè)壁的表面與穿過輪胎34與輪輞20相遇的點的垂直軸之間的角度。對于適當(dāng)匹配的輪胎和輪輞，角度α基本上等于0°(如圖11a所示)。另一方面，如果角度α基本上大于或小于0°，那么，根據(jù)角度α的正負(fù)號的定義，角度α的正負(fù)號代表對于輪胎34來說太寬或太窄的輪輞。
用于創(chuàng)建車輪組件的輪廓并處理數(shù)據(jù)的詳細(xì)過程如下1.如圖2所示，細(xì)平面光沿著半徑方向投射在安裝的車輪組件14上并且產(chǎn)生光條帶28，以便獲取車輪組件14的條帶輪廓。
2.帶有至少1024×1024個像素的CCD陣列的攝像機拍攝車輪組件14的條帶輪廓的圖像。
3.使從CCD接收的信號饋入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26中，以便處理和分析。
4.系統(tǒng)10獲取忽略胎面、刻字等的車輪組件14的平均輪廓，并且根據(jù)例如胎面凹槽的底部建立諸如基線的基準(zhǔn)。根據(jù)車輪組件14的不同部分相對于所建立基線的各自高度，在基線之上繪制車輪組件14的輪廓。
5.為了分析條帶輪廓的圖像，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26根據(jù)接收圖像的數(shù)據(jù)生成導(dǎo)數(shù)表(參見圖12)。
a.導(dǎo)數(shù)表的關(guān)鍵點出現(xiàn)在圖像數(shù)據(jù)存在急劇值變化的位置上。
b.導(dǎo)數(shù)的峰值代表胎面的深度。
c.底值代表胎面的胎面齒的形狀。
d.導(dǎo)數(shù)的底部的斜率代表輪胎的磨損狀況；6.然后，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26生成如下代表條帶輪廓的一組數(shù)據(jù)data[j]＝{16，d2d3，…，dk}7.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26對將車輪組件14旋轉(zhuǎn)360°全面掃描車輪組件14獲得的圖像重復(fù)步驟1-5。其結(jié)果是，獲得代表N個條帶輪廓的N組數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)形成N×K矩陣。
data[i，j]＝{di1，di2di3，…，dik}，8.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過利用矩陣每列中的數(shù)據(jù)，例如通過將列數(shù)據(jù)與存儲在計算機數(shù)據(jù)庫中的車輪組件14的規(guī)格相比較，診斷車輪組件14的狀況。
data[j]=d1jd2jd3j...]]>9.對于每列，根據(jù)比較而得出結(jié)論。一個陣列的所有列的結(jié)論如下conclusion[j]＝{14，15，c3….，cp}
10.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過分析結(jié)論陣列生成和輸出分析結(jié)果。
用于處理與車輪組件14的輪廓有關(guān)的數(shù)據(jù)的過程的例子描述如下1.假設(shè)全面掃描車輪組件14之后獲得的矩陣如下 其中aj、bj和cj是從輪胎輪廓的邊界到圖像的邊界的測量值；ymn是胎面的深度；xj記錄胎面的位置；以及smn是輪胎胎面的胎齒的斜率。
由于圖像區(qū)是固定的，如下關(guān)系成立輪胎寬度＝25(ci-ai)，輪胎直徑＝26(bi)。
·胎面深度分析(a)在計算胎面深度時，獲得每列的平均值mean(yj)=(Σi=0qyi,j)/q]]>數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26將yj的平均數(shù)據(jù)與車輪組件14的規(guī)格相比較。根據(jù)比較結(jié)果生成與相對于規(guī)格的偏差有關(guān)的數(shù)據(jù)。正如前面討論過的那樣，通過分析車輪組件14的不同部分處相對于規(guī)格的偏差，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)確定車輪組件14的不均勻磨損狀況、過充氣狀況或欠充氣狀況。該偏差還提供了有關(guān)由于尖端(toe)問題而引起的錐形磨損的信息。
(b)對于每列，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)計算深度與每列的平均值的偏差dev(yj)=Σi=0q[yi,j-mean(yj)]2]]>{dev(yi)}的陣列提供了有關(guān)不均勻磨損的信息。它可以用在檢查肋狀磨損(rib wear)、平坦觀測(flat spotting)等中。
·胎齒斜率分析數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26為每列獲取斜率的平均值mean(sj)=(Σi=0qsi,j)/q]]>{mean(s1)，mean(s2)，mean(s3)，…，mean(sp)}的陣列提供了有關(guān)輪胎胎齒的信息。如果平均斜率都是正的或負(fù)的，則意味著車輪組件包括可能由于尖端問題引起的鋸齒。此外，還可以意味著橫跨輪胎胎面的錐形磨損。通過比較車輛不同側(cè)上車輪的胎齒斜率，可以確定外傾(camber)問題。
·有關(guān)輪胎形狀的信息(a){ai}和{ci}列的數(shù)據(jù)提供了有關(guān)輪胎側(cè)壁、輪胎寬度、輪胎尺寸等的信息。通過比較這些列中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)確定車輪組件14在側(cè)壁上是否存在鼓包，以及車輪組件是否具有相同尺寸。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26可以利用該數(shù)據(jù)來檢查修整(round off)的程度。例如，如果只有一個ai值大于其它值，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以確定車輪組件14存在鼓包問題。如果數(shù)據(jù){ai}呈現(xiàn)正弦分布，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26指出檢測到軸向修整。通過比較不同車輪組件上的(ci-ai)值，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26確定是否存在任何失配的車輪組件。
(b){bi}列的數(shù)據(jù)提供了有關(guān)半徑狀況的信息。{bi}列的分析可以用于解決直徑匹配、輪胎表面的鼓包、半徑修整等問題。用于{bi}列中的分析的技術(shù)基本上與上述相同。
在分析開始時所有加權(quán)值都是零。假設(shè)每個問題的加權(quán)值的范圍從0到1。
由于各種因素都可能影響車輪組件14的狀況，非接觸分析系統(tǒng)10提供了加權(quán)方法以確定來自各種因素的影響。例如，通過分析輪胎胎面的每個胎齒的斜率，將揭示尖端和外傾的問題。作為響應(yīng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26為這兩個問題分配加權(quán)值。例如，將0.2分配給尖端問題，而將0.15分配給外傾問題。這些值基于每個問題的嚴(yán)重性。如果進行附加胎面檢查以評估每個相鄰胎齒的高度，其結(jié)果將揭示是否存在有可能由于尖端問題引起的鋸齒狀花紋。根據(jù)這個確定，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26對尖端問題增加0.3。因此，尖端問題的權(quán)重增加到0.5。在應(yīng)用了所有評估之后，有可能引起輪胎問題的每個原因具有其分配的權(quán)重值。權(quán)重值提供了輪胎問題的原因的肯定性和可靠性的程度。
圖13示出了示范性數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26的框圖。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26包括用于傳遞信息的總線902或其它通信機構(gòu)，以及用于處理數(shù)據(jù)的、與總線902耦接的數(shù)據(jù)處理器904。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26還包括主存儲器906，例如隨機存取存儲器(RAM)或其它動態(tài)存儲裝置，其與總線902耦接，用于存儲由處理器904執(zhí)行的指令和信息。主存儲器906還可以用于在執(zhí)行由數(shù)據(jù)處理器904執(zhí)行的指令期間存儲臨時變量或其它中間信息。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26還包括只讀存儲器(ROM)908或其它靜態(tài)存儲裝置，其與總線902耦接，用于存儲用于處理器904的靜態(tài)信息和指令。配備了諸如磁盤或光盤的存儲裝置910，存儲裝置910與總線902耦接，用于存儲信息和指令。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26和/或任何檢測器和/或終端也可以具有用于將數(shù)據(jù)從一種格式轉(zhuǎn)換成另一種格式的適當(dāng)軟件和/或硬件。這種轉(zhuǎn)換操作的例子是將在系統(tǒng)26上可用的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成另一種格式，例如便于數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷健?br> 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26可以通過總線902與用于向操作者顯示信息的顯示器912如陰極射線管(CRT)或液晶顯示器(LCD)耦接。包括字母數(shù)字和其它鍵的輸入裝置914與總線902耦接，用于將信息和命令選擇傳遞到處理器904。另一種類型的用戶輸入裝置是用于將方向信息和命令選擇傳遞到處理器904并控制顯示器912上的光標(biāo)移動的光標(biāo)控制器(未示出)，例如，鼠標(biāo)、觸摸板、跟蹤球、或光標(biāo)方向鍵。
響應(yīng)于處理器904執(zhí)行包含在主存儲器906中的一條或多條指令的一個或多個序列，對數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26進行控制。這樣的指令可以從諸如存儲裝置910的另一個機器可讀介質(zhì)讀到主存儲器906中。包含在主存儲器906中的指令序列的執(zhí)行使處理器904執(zhí)行這里所述的處理步驟。在可替代實施例中，硬連線電路可以取代軟件指令或與軟件指令相結(jié)合使用。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26可以運行其它程序和/或寄宿大量的軟件應(yīng)用。
如這里使用的術(shù)語“機器可讀介質(zhì)”指的是參與將指令提供給處理器904加以執(zhí)行或?qū)?shù)據(jù)提供給處理器904加以處理的任何介質(zhì)。這樣的介質(zhì)可以采取許多形式，包括但不限于非易失性介質(zhì)、易失性介質(zhì)、和傳輸介質(zhì)。非易失性介質(zhì)例如包括像存儲裝置910那樣的光盤或磁盤。易失性介質(zhì)包括像主存儲器906那樣的動態(tài)存儲器。傳輸介質(zhì)包括同軸電纜、銅線和光纖，包括組成總線902或外部網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)線。傳輸介質(zhì)還可以采取可在總線或網(wǎng)絡(luò)的鏈路上傳送的聲信號或光信號的形式，例如，在無線電波和紅外數(shù)據(jù)通信期間生成的信號。
機器可讀介質(zhì)的常見形式例如包括軟盤、靈活盤、硬盤、磁帶、任何其它磁介質(zhì)、CD-ROM、任何其它光介質(zhì)、穿孔卡片、紙帶、帶有小孔圖案的任何其它物理介質(zhì)、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存儲芯片或盒、如下文所述的載波、或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以讀取的任何其它介質(zhì)。
將一條或多條指令的一個或多個序列傳送到處理器904加以執(zhí)行可能涉及各種形式的機器可讀介質(zhì)。例如，指令最初可以承載在諸如服務(wù)器的遠程數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的磁盤上。遠程數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以將指令裝入它的動態(tài)存儲器中并利用調(diào)制解調(diào)器在電話線上發(fā)送指令。對于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26是本地的調(diào)制解調(diào)器可以接收電話線上的數(shù)據(jù)并利用紅外發(fā)射器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成紅外信號。紅外檢測器可以接收在紅外信號中承載的數(shù)據(jù)，并且適當(dāng)?shù)碾娐房梢詫?shù)據(jù)放在總線902上。當(dāng)然，可以使用各種各樣的寬帶通信技術(shù)/設(shè)備。總線902將數(shù)據(jù)傳送到主存儲器906，處理器904從中檢索并且執(zhí)行指令和/或處理數(shù)據(jù)?？蛇x地，主存儲器906接收的指令和/或數(shù)據(jù)可以在由處理器904執(zhí)行或進行其它操作之前或之后存儲在存儲裝置910中。
數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26還包括與總線902耦接的通信接口918。通信接口918提供與連接到局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)鏈路920的雙向數(shù)據(jù)通信耦接。例如，通信接口918可以是綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)卡或調(diào)制解調(diào)器，以便提供與相應(yīng)類型的電話線的數(shù)據(jù)通信連接。作為另一個例子，通信接口918可以是有線或無線局域網(wǎng)(LAN)卡，以便提供與兼容LAN的數(shù)據(jù)通信連接。在任何這樣的實現(xiàn)中，通信接口918發(fā)送和接收承載代表各種類型信息的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的電、電磁或光信號。
網(wǎng)絡(luò)鏈路920典型地通過一個或多個網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)通信到其它數(shù)據(jù)裝置。例如，網(wǎng)絡(luò)鏈路920可以通過局域網(wǎng)提供連接到由因特網(wǎng)服務(wù)提供者(ISP)926操作的數(shù)據(jù)設(shè)備。ISP926又通過現(xiàn)在通常稱為因特網(wǎng)927的環(huán)球分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)。局域網(wǎng)和因特網(wǎng)927兩者都使用承載數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的電、電磁或光信號。通過各種網(wǎng)絡(luò)的信號、以及通過承載來往于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的的通信接口918且在網(wǎng)絡(luò)鏈路920上的信號是傳輸信息的載波的示范性形式。
數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26可以通過網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)鏈路920和通信接口918發(fā)送消息和接收數(shù)據(jù)，包括程序代碼。在因特網(wǎng)的例子中，服務(wù)器930可以通過因特網(wǎng)927、ISP 926、局域網(wǎng)和通信接口918發(fā)送所請求的應(yīng)用程序代碼。
數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26還具有各種信號輸入/輸出端口，用于與諸如打印機、顯示器等的外圍裝置連接和通信。輸入/輸出端口可以包括USB端口、PS/2端口、串行端口、并行端口、IEEE-1394端口、紅外通信端口等、和/或其它專有端口等。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)26可以通過這樣的信號輸入/輸出端口與其它數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通信。
盡管是當(dāng)前最常見的類型，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，PC只是用戶可以操作以便通過因特網(wǎng)通信的各種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的一個例子。其它終端用戶設(shè)備包括帶有適當(dāng)通信接口的個人數(shù)字助理(PDA)、具有萬維網(wǎng)或因特網(wǎng)訪問能力的蜂窩式或其它無線電話設(shè)備、萬維網(wǎng)電視設(shè)備等。
包含在上面描述中和示出在附圖中的所有內(nèi)容都意欲被解釋為例示性的，而不是限制性的。還應(yīng)該理解，所附權(quán)利要求
書旨在涵蓋這里所述的所有一般和特定特征和在語言上可以被說成落在其中的各種創(chuàng)造性概念的范圍的所有表述。
權(quán)利要求
1.一種用于確定具有轉(zhuǎn)軸和位于兩個側(cè)壁之間的踏面的輪胎的狀況的方法，該方法包括以下步驟獲取輪胎上多個點的高度信息，其中，該多個點是從踏面上選擇的；將該多個點的指定部分的高度信息與該多個點的至少一個其它部分的高度信息相比較；以及根據(jù)比較步驟的結(jié)果確定輪胎的狀況。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其中，該多個點在沿著從側(cè)壁之一到另一個側(cè)壁的方向延伸的路徑上。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的方法，其中，該路徑與輪胎的轉(zhuǎn)軸平行；該多個點的指定部分是從位于輪胎的圓周表面的中心線的一側(cè)上的點中選擇的；比較步驟將輪胎的圓周表面的中心線的一側(cè)上的點的高度信息與輪胎的圓周表面的中心線的另一側(cè)上的點的高度信息相比較；以及確定步驟根據(jù)輪胎的圓周表面的中心線的一側(cè)上的點的高度信息與輪胎的圓周表面的中心線的另一側(cè)上的點的高度信息之差，確定輪胎是否存在不均勻磨損。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的方法，其中，該路徑與輪胎的轉(zhuǎn)軸平行；該多個點的指定部分是從位于從輪胎的圓周表面的中心線向側(cè)壁延伸規(guī)定距離的區(qū)域內(nèi)的點中選擇的；比較步驟將位于該區(qū)域內(nèi)的點的高度信息與該區(qū)域外的點的高度信息相比較；以及確定步驟根據(jù)位于該區(qū)域內(nèi)的點的高度信息與該區(qū)域外的點的高度信息之差，確定輪胎是否在過充氣狀態(tài)或欠充氣狀態(tài)下工作。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的方法，其中高度信息包括與輪胎磨損有關(guān)的信息；以及確定步驟包括以下步驟響應(yīng)于指定區(qū)域的輪胎磨損比指定區(qū)域之外的輪胎磨損嚴(yán)重，指出輪胎在過充氣狀態(tài)下工作；而響應(yīng)于指定區(qū)域之外的輪胎磨損比指定區(qū)域的輪胎磨損嚴(yán)重，指出輪胎在欠充氣狀態(tài)下工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的方法，其中，指定部分被選為踏面的第一胎面花紋塊；比較步驟將第一胎面花紋塊的高度信息與相鄰于第一胎面花紋塊的第二胎面花紋塊的高度信息相比較；以及確定步驟根據(jù)第一胎面花紋塊的高度信息與相鄰于第一胎面花紋塊的第二胎面花紋塊的高度信息之差，確定輪胎是否存在鋸齒狀花紋。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的方法，還包括以下步驟確定具有較低高度的第一和第二胎面花紋塊之一的表面的半徑；以及根據(jù)該半徑的長度確定輪胎的濫用狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其中，通過將該多個點的各自高度與在輪胎的規(guī)格中規(guī)定的高度相比較來生成高度信息。
9.一種用于確定具有位于兩個側(cè)壁之間的踏面的輪胎的狀況的方法，該方法包括以下步驟獲取包括位于輪胎的踏面上的多個點的各自高度的高度信息；將不同顏色分配給不同高度；以及根據(jù)高度信息和所分配的顏色而生成輪胎的表面輪廓，其中，表面輪廓包括沿著輪胎的圓周并且在從側(cè)壁之一到另一個側(cè)壁的方向上擴展的區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的方法，其中高度信息還包括位于輪胎的至少一個側(cè)壁上的多個點的各自高度；以及表面輪廓還包括從輪胎的側(cè)壁中選擇的區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，還包括以下步驟響應(yīng)于與側(cè)壁之一的區(qū)域有關(guān)的高度信息偏離側(cè)壁的其它部分的高度信息，指出輪胎是否存在鼓包。
12.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的方法，還包括以下步驟將所生成的表面輪廓與輪胎的標(biāo)準(zhǔn)表面輪廓相比較；以及根據(jù)比較步驟的結(jié)果生成輪胎狀況報告。
13.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的方法，還包括以下步驟在顯示器上顯示所生成的表面輪廓。
14.一種用于確定具有位于兩個側(cè)壁之間的踏面的輪胎的狀況的方法，其中，輪胎附在輪輞上，該方法包括以下步驟獲取包括位于輪胎的踏面和輪輞上的多個點的各自幾何參數(shù)的幾何信息；根據(jù)幾何信息，確定輪胎的寬度和輪輞的寬度；根據(jù)基于幾何信息的輪胎寬度與輪輞寬度之差，生成輪胎匹配狀況；以及顯示所生成的輪胎匹配狀況。
15.一種用于確定具有位于兩個側(cè)壁之間的踏面的輪胎的狀況的方法，其中，輪胎附在輪輞上，該方法包括以下步驟獲取包括位于踏面、至少一個側(cè)壁和輪輞上的多個點的各自幾何參數(shù)的幾何信息；確定側(cè)壁之一與輪輞之間的角度；根據(jù)該角度生成輪胎匹配狀況；以及在顯示器上顯示所生成的輪胎匹配狀況。
16.一種用于分析具有轉(zhuǎn)軸和位于兩個側(cè)壁之間的踏面的輪胎的狀況的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)射源，用于向輪胎發(fā)射輻射信號；檢測器，用于接收響應(yīng)于所發(fā)射的輻射信號而從輪胎反射的信號；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，與發(fā)射源和檢測器耦接，用于處理數(shù)據(jù)，其中數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成執(zhí)行以下步驟根據(jù)從檢測器接收的信號，獲取輪胎上多個點的高度信息，其中該多個點是從踏面上選擇的；將輪胎上該多個點的指定部分的高度信息與該多個點的至少一個其它部分的高度信息相比較；以及根據(jù)比較步驟的結(jié)果確定輪胎的狀況。
17.根據(jù)權(quán)利要求
16所述的系統(tǒng)，其中，該多個點在沿著從側(cè)壁之一到另一個側(cè)壁的方向延伸的路徑上。
18.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的系統(tǒng)，其中該路徑與輪胎的轉(zhuǎn)軸平行；該多個點的指定部分是從位于輪胎的圓周表面的中心線的一側(cè)上的點中選擇的；比較步驟包括將輪胎的圓周表面的中心線的一側(cè)上的點的高度信息與輪胎的圓周表面的中心線的另一側(cè)上的點的高度信息相比較的步驟；以及確定步驟根據(jù)輪胎的圓周表面的中心線的一側(cè)上的點的高度信息與輪胎的圓周表面的中心線的另一側(cè)上的點的高度信息之差，確定輪胎是否存在不均勻磨損。
19.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的系統(tǒng)，其中該路徑與輪胎的轉(zhuǎn)軸平行；該多個點的指定部分是從位于從輪胎的圓周表面的中心線向側(cè)壁延伸規(guī)定距離的區(qū)域內(nèi)的點中選擇的；比較步驟包括將位于該區(qū)域內(nèi)的點的高度信息與該區(qū)域外的點的高度信息相比較的步驟；以及確定步驟根據(jù)位于該區(qū)域內(nèi)的點的高度信息與該區(qū)域外的點的高度信息之差，確定輪胎是否在過充氣狀態(tài)或欠充氣狀態(tài)下工作。
20.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的系統(tǒng)，其中，高度信息的指定部分被選為踏面的第一胎面花紋塊；比較步驟將第一胎面花紋塊的高度信息與相鄰于第一胎面花紋塊的第二胎面花紋塊的高度信息相比較；以及確定步驟根據(jù)第一胎面花紋塊的高度信息與相鄰于第一胎面花紋塊的第二胎面花紋塊的高度信息之差，確定輪胎是否存在鋸齒狀花紋。
21.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的系統(tǒng)，還包括以下步驟確定具有較低高度的第一和第二胎面花紋塊之一的表面的半徑；以及根據(jù)該半徑的長度確定輪胎的濫用狀態(tài)。
22.根據(jù)權(quán)利要求
16所述的系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過將該多個點的各自高度與在輪胎的規(guī)格中規(guī)定的與該多個點相對應(yīng)的各自高度相比較，生成高度信息。
23.一種用于確定具有位于兩個側(cè)壁之間的踏面的輪胎的狀況的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)射源，用于向輪胎發(fā)射輻射信號；檢測器，用于接收響應(yīng)于所發(fā)射的輻射信號而從輪胎反射的信號；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，與發(fā)射源和檢測器耦接，用于處理數(shù)據(jù)，其中數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成執(zhí)行以下步驟根據(jù)從檢測器接收的信號，獲取包括位于輪胎的踏面上的多個點的各自高度的高度信息；訪問與分配給不同高度的不同顏色有關(guān)的信息；以及根據(jù)高度信息和所分配的顏色，生成輪胎的表面輪廓，其中表面輪廓包括沿著輪胎的圓周和從側(cè)壁之一到另一個側(cè)壁的方向擴展的區(qū)域。
24.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的系統(tǒng)，其中高度信息還包括位于輪胎的至少一個側(cè)壁上的多個點的各自高度；以及表面輪廓還包括從輪胎的側(cè)壁中選擇的區(qū)域。
25.根據(jù)權(quán)利要求
24所述的系統(tǒng)，還包括以下步驟響應(yīng)于與側(cè)壁之一的區(qū)域有關(guān)的高度信息偏離側(cè)壁的其它部分的高度信息，指出輪胎存在鼓包。
26.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成還執(zhí)行以下步驟將所生成的表面輪廓與輪胎的標(biāo)準(zhǔn)表面輪廓相比較；以及根據(jù)比較步驟的結(jié)果生成輪胎狀況報告。
27.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成還執(zhí)行以下步驟顯示所生成的表面輪廓。
28.一種用于確定具有位于兩個側(cè)壁之間的踏面的輪胎的狀況的系統(tǒng)，其中，輪胎附在輪輞上，該系統(tǒng)包括發(fā)射源，用于向輪胎和輪輞發(fā)射輻射信號；檢測器，用于接收響應(yīng)于所發(fā)射的輻射信號而從輪胎和輪輞反射的信號；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，與發(fā)射源和檢測器耦接，用于處理數(shù)據(jù)，其中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成執(zhí)行以下步驟獲取包括位于輪胎的踏面和輪輞上的多個點的各自幾何參數(shù)的幾何信息；根據(jù)幾何信息確定輪胎的寬度和輪輞的寬度；根據(jù)輪胎寬度與輪輞寬度之差，生成輪胎匹配狀況；以及顯示所生成的輪胎匹配狀況。
29.一種用于確定具有位于兩個側(cè)壁之間的踏面的輪胎的狀況的系統(tǒng)，其中，輪胎附在輪輞上，該系統(tǒng)包括發(fā)射源，用于向輪胎和輪輞發(fā)射輻射信號；檢測器，用于接收響應(yīng)于所發(fā)射的輻射信號而從輪胎和輪輞反射的信號；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，與發(fā)射源和檢測器耦接，用于處理數(shù)據(jù)，其中，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成執(zhí)行以下步驟獲取包括位于踏面、至少一個側(cè)壁和輪輞上的多個點的各自幾何參數(shù)的幾何信息；確定側(cè)壁之一與輪輞之間的角度；根據(jù)該角度生成輪胎匹配狀況；以及顯示所生成的輪胎匹配狀況。
30.一種用于分析具有轉(zhuǎn)軸和位于兩個側(cè)壁之間的踏面的輪胎的狀況的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)射裝置，用于向輪胎發(fā)射輻射信號；檢測裝置，用于接收響應(yīng)于所發(fā)射的輻射信號而從輪胎反射的信號；數(shù)據(jù)處理裝置，與發(fā)射裝置和檢測裝置耦接，用于處理數(shù)據(jù)，其中數(shù)據(jù)處理裝置被配置成執(zhí)行以下步驟根據(jù)從檢測裝置接收的信號獲取輪胎上多個點的高度信息，其中該多個點是從踏面上選擇的；將輪胎上該多個點的指定部分的高度信息與該多個點的至少一個其它部分的高度信息相比較；以及根據(jù)比較步驟的結(jié)果確定輪胎的狀況。
31.根據(jù)權(quán)利要求
30所述的系統(tǒng)，其中，該多個點在沿著從側(cè)壁之一到另一個側(cè)壁的方向延伸的路徑上。
32.根據(jù)權(quán)利要求
31所述的系統(tǒng)，其中該路徑與輪胎的轉(zhuǎn)軸平行；該多個點的指定部分是從位于輪胎的圓周表面的中心線的一側(cè)上的點中選擇的；比較步驟包括將輪胎的圓周表面的中心線的一側(cè)上的點的高度信息與輪胎的圓周表面的中心線的另一側(cè)上的點的高度信息相比較的步驟；以及確定步驟根據(jù)輪胎的圓周表面的中心線的一側(cè)上的點的高度信息與輪胎的圓周表面的中心線的另一側(cè)上的點的高度信息之差，確定輪胎是否存在不均勻磨損。
33.根據(jù)權(quán)利要求
31所述的系統(tǒng)，其中該路徑與輪胎的轉(zhuǎn)軸平行；該多個點的指定部分是從位于從輪胎的圓周表面的中心線向側(cè)壁延伸規(guī)定距離的區(qū)域內(nèi)的點中選擇的；比較步驟包括將位于該區(qū)域內(nèi)的點的高度信息與該區(qū)域外的點的高度信息相比較的步驟；以及確定步驟根據(jù)位于該區(qū)域內(nèi)的點的高度信息與該區(qū)域外的點的高度信息之差，確定輪胎是否在過充氣狀態(tài)或欠充氣狀態(tài)下工作。
34.根據(jù)權(quán)利要求
31所述的系統(tǒng)，其中，高度信息的指定部分被選為踏面的第一胎面花紋塊；比較步驟將第一胎面花紋塊的高度信息與相鄰于第一胎面花紋塊的第二胎面花紋塊的高度信息相比較；以及確定步驟根據(jù)第一胎面花紋塊的高度信息與相鄰于第一胎面花紋塊的第二胎面花紋塊的高度信息之差，確定輪胎是否存在鋸齒狀花紋。
35.一種用于確定具有位于兩個側(cè)壁之間的踏面的輪胎的狀況的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)射裝置，用于向輪胎發(fā)射輻射信號；檢測裝置，用于接收響應(yīng)于所發(fā)射的輻射信號而從輪胎反射的信號；數(shù)據(jù)處理裝置，與發(fā)射裝置和檢測裝置耦接，用于處理數(shù)據(jù)，其中數(shù)據(jù)處理裝置被配置成執(zhí)行以下步驟根據(jù)從檢測裝置接收的信號，獲取包括位于輪胎的踏面上的多個點的各自高度的高度信息；訪問與分配給不同高度的不同顏色有關(guān)的信息；以及根據(jù)高度信息和所分配的顏色生成輪胎的表面輪廓，其中表面輪廓包括沿著輪胎的圓周和從側(cè)壁之一到另一個側(cè)壁的方向擴展的區(qū)域。
36.根據(jù)權(quán)利要求
35所述的系統(tǒng)，其中高度信息還包括位于輪胎的至少一個側(cè)壁上的多個點的各自高度；以及表面輪廓還包括從輪胎的側(cè)壁中選擇的區(qū)域。
37.根據(jù)權(quán)利要求
36所述的系統(tǒng)，還包括以下步驟響應(yīng)于與側(cè)壁之一的區(qū)域有關(guān)的高度信息偏離側(cè)壁的其它部分的高度信息，指出輪胎存在鼓包。
38.根據(jù)權(quán)利要求
35所述的系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)處理裝置被配置成還執(zhí)行以下步驟將所生成的表面輪廓與輪胎的標(biāo)準(zhǔn)表面輪廓相比較；以及根據(jù)比較步驟的結(jié)果生成輪胎狀況報告。
39.根據(jù)權(quán)利要求
35所述的系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)處理裝置被配置成還執(zhí)行以下步驟顯示所生成的表面輪廓。
40.一種用于確定具有位于兩個側(cè)壁之間的踏面的輪胎的狀況的系統(tǒng)，其中，輪胎附在輪輞上，該系統(tǒng)包括發(fā)射裝置，用于向輪胎和輪輞發(fā)射輻射信號；檢測裝置，用于接收響應(yīng)于所發(fā)射的輻射信號而從輪胎和輪輞反射的信號；數(shù)據(jù)處理裝置，與發(fā)射裝置和檢測裝置耦接，用于處理數(shù)據(jù)，其中數(shù)據(jù)處理裝置被配置成執(zhí)行以下步驟獲取包括位于輪胎的踏面和輪輞上的多個點的各自幾何參數(shù)的幾何信息；根據(jù)幾何信息確定輪胎的寬度和輪輞的寬度；根據(jù)輪胎的寬度與輪輞的寬度之差，生成輪胎匹配狀況；以及顯示所生成的輪胎匹配狀況。
41.一種用于確定具有位于兩個側(cè)壁之間的踏面的輪胎的狀況的系統(tǒng)，其中，輪胎附在輪輞上，該系統(tǒng)包括發(fā)射裝置，用于向輪胎和輪輞發(fā)射輻射信號；檢測裝置，用于接收響應(yīng)于所發(fā)射的輻射信號而從輪胎和輪輞反射的信號；數(shù)據(jù)處理裝置，與發(fā)射裝置和檢測裝置耦接，用于處理數(shù)據(jù)，其中，數(shù)據(jù)處理裝置被配置成執(zhí)行以下步驟獲取包括位于踏面、至少一個側(cè)壁和輪輞上的多個點的各自幾何參數(shù)的幾何信息；確定側(cè)壁之一與輪輞之間的角度；根據(jù)該角度生成輪胎匹配狀況；以及顯示所生成的輪胎匹配狀況。
專利摘要
一種用于分析輪胎狀況的非接觸方法和系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括發(fā)射源，其用于向在兩個側(cè)壁之間具有踏面的輪胎發(fā)射輻射信號。配備了檢測器，用于接收響應(yīng)于所發(fā)射的輻射信號而被輪胎反射的信號。與發(fā)射源和檢測器耦接的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)根據(jù)從檢測器接收的信號，獲取輪胎上多個點的幾何信息如高度。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過將該多個點的指定部分的幾何信息與輪胎上其它部分的點相比較，確定輪胎的狀況。還生成示出輪胎的高度分布的彩色編碼表面輪廓，以幫助輪胎診斷。
文檔編號G01M17/02GK1997870SQ20058001794
公開日2007年7月11日 申請日期2005年4月18日
發(fā)明者小詹姆士·L·代爾, 周文鈺, 弗雷德里克·J·羅杰斯 申請人:斯耐普昂公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan