用于检测轮胎的印迹区域中的压力分布的方法和系统技术方案

一种用于检测轮胎(10)的印迹区域中的压力分布的方法和相关系统，其包括：布置透明材料的板(2)和摄像机(4)；将成束光线(6)输入到板中，光线通过全内反射传播；布置充气轮胎并将轮胎的胎面(11)抵靠板推压；获取印迹区域的图像；处理图像以检测压力分布；片材(9)，优选由弹性体热塑性聚氨酯制成，插入轮胎与板之间，其中，片材通过特定试验选择。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测轮胎的印迹区域中的压力分布的方法和系统
本专利技术涉及用于检测轮胎的印迹区域中的压力分布的方法和系统。
技术介绍
以下文章描述基于光的全内反射的抑制来检测轮胎的印迹区域中的压力分布的方法：“用于法向接触压力测量的光学方法及其于轮胎-道路相互作用的应用(AnOpticalMethodforNormalContactStressMeasurementwithApplicationstoTire-RoadInteraction)”，Roth、Moore、Turner，普利司通/费尔斯通北美轮胎，2004年SEMX实验与应用力学国际会议和博览会；“光学轮胎接触压力测试台(Anopticaltirecontactpressuretestbench)”，Castillo、PérezDeLaBlanca、Cabrera和Simón，机械工程系，马拉加大学，埃尔埃希多校区，29013，马拉加，西班牙-车辆系统动力学，2007年2月；和“用于轮胎印迹压力测量的受抑全内反射测试台的验证(Validationofafrustratedtotalinternalreflectiontestbenchfortirefootprintpressuremeasurement)”，Cheli、Zanoni、Sabato、米兰理工大学、倍耐力轮胎-阿克伦2014。所述方法包括：侧向照射透明板，使得光线在板内传播，与垂直于上表面的线形成大于板材料的临界角度的角度；抵靠表面推压充气轮胎的胎面；以及用放置在板下方的摄像机获取搁置表面的图像。鉴于光线在搁置表面上的全内反射的抑制的程度(以及因此局部亮度)是由搁置在板上的轮胎的印迹所施加的局部压力的函数，可以通过处理所获取的图像来获得压力分布。为了改善结果，在胎面与板之间插入薄的片材。本申请人已经观察到插入的片材的特性在压力分布检测方法的结果的质量中起重要作用，并且在现有技术中该片材没有以最佳方式选择。本申请人已经提出开发用于检测轮胎的印迹区域中的压力分布的方法的问题，所述方法能够以高灵敏度提供精确的结果。最后，本申请人已经发现，通过基于特定选择标准选择插入的片材，获得具有上述期望特性的检测方法。术语“最大允许压力”被理解为允许轮胎充气的最大压力(根据参考标准(例如ETRTO、NHTSA等)标记在轮胎上的值)。术语“载荷指数”被理解为轮胎可以承受的最大载荷值(根据参考标准(例如ETRTO、NHTSA等)标记在轮胎上的值)。表述“与由片材、板、成束光线和摄像机形成的组件相关联的特性曲线”被理解为一旦已经设置摄像机的操作条件(传感器灵敏度、曝光时间等)，就使施加在片材上的压力值与由摄像机获取的图像中的对应灰度级相互关联的曲线。下面描述用于确定特性曲线的示例性测量测试。应注意，具有用于确定特性曲线的上述操作条件的上述组件是用于执行压力分布检测测试的相同组件。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术涉及用于检测轮胎的印迹区域中的压力分布的方法。优选地，设想布置了安装在轮辋上并充气的轮胎。优选地，设想布置了具有搁置表面的透明材料的板和适于获取所述搁置表面的图像的摄像机。优选地，设想将成束光线输入到所述板中，所述光线相对于垂直于所述搁置表面的线以一角度传播，所述角度大于与所述搁置表面相关联的内部临界角度。优选地，设想用力将所述轮胎的胎面抵靠所述搁置表面推压，以在所述搁置表面上产生所述印迹区域，并且设想获取所述印迹区域的图像，所述图像具有满标度灰度级。优选地，设想处理所述图像以检测所述印迹区域中的所述压力分布。优选地，设想在获取所述图像期间，将片材插入所述胎面与所述搁置表面之间。在另一方面，本专利技术涉及用于检测轮胎的印迹区域中的压力分布的系统。所述系统包括：具有搁置表面的透明材料的板；适于获取所述搁置表面的数字图像的摄像机；以及光源，其被配置来将成束光线输入到所述板中，所述光线相对于垂直于所述搁置表面的线以一角度传播到所述板中，所述角度大于与所述搁置表面相关联的内部临界角度。所述系统包括与所述搁置表面接触地放置的片材。优选地，设想所述片材以满足以下条件的方式选择：1)在待检测的预定最大压力(包括在1巴与50巴之间)下，与由所述片材、所述板、所述成束光线和所述摄像机形成的组件相关联的特性曲线取得小于或等于所述满标度灰度级的90％的灰度级值。优选地，设想所述片材以满足以下其他条件的方式选择：2)所述特性曲线具有一阶导数，所述一阶导数至少在包括在所述最大压力的10％与70％之间的压力范围中大于或等于每巴2灰度级。优选地，设想所述片材以满足以下其他条件的方式选择：3)在试运行中，在范围在20°与30°之间的温度下，包括以下八个操作：a)在大于或等于1巴并且优选小于或等于所述轮胎的最大允许压力的压力下使所述轮胎充气；b)将所述胎面搁置在所述搁置表面上，其中，所述片材插入所述胎面与所述搁置表面之间；c)将所述成束光线输入所述板中；d)用力将所述胎面抵靠所述搁置表面推压，所述力垂直于所述搁置表面并且具有经由一分钟线性地增加直到等于所述轮胎的载荷指数的一半的预定值的值；e)在垂直力的所述预定值下获取所述印迹区域的第一图像；f)随后使垂直力的所述值经由一分钟线性地增加直到等于所述载荷指数的最大值，并且随后用等于所述最大值的所述力在等于5分钟的时间间隔内保持所述轮胎抵靠所述搁置表面推压；g)随后使垂直力的所述值经由一分钟从所述最大值线性地减小到所述预定值并且在所述预定值下获取所述印迹区域的第二图像；h)通过所述特性曲线将对应的压力值与所述第一图像和所述第二图像的每个像素相关联；由所述第一图像的像素占据的第一区域与由所述第二图像的像素占据的第二区域之间的差值作为绝对值小于或等于所述第一区域的5％，在所述第一区域处，所述对应的压力值大于或等于0.5巴，在所述第二区域处，所述对应的压力值大于或等于0.5巴。根据本申请人，上述特性使压力分布检测方法特别精确且灵敏。实际上，在待检测的预定最大压力下特性曲线取得小于或等于所述满标度灰度级的90％的灰度级值的事实使得可以测量感兴趣范围内的所有压力值，从而避免大量像素取得饱和或接近饱和的灰度级。在这种情况下，实际上难以区分将产生相同饱和灰度级或非常接近的灰度级的不同压力值。此外，特性曲线的一阶导数至少在包括在最大压力的10％与70％之间的压力范围内大于或等于每巴2灰度级的事实确保对应于略微不同的压力水平的像素的亮度响应的充分区分，并且因此确保足够的灵敏度。此外，根据本申请人，关于上述试运行的上述要求确保插入的片材不会粘附到板上，或者其粘附力足够轻。事实上，在与板过度粘附的情况下，片材留下源自先前测量的伪亮度区域，这导致超过测量的压力值的变化。上述试运行由本申请人开发，以验证这些伪亮度区域不超过可接受性的阈值。此外，根据本申请人，该要求确保插入的片材不会不可接受地产生记忆效应，因为记忆效应，由于在去除变形原因之后材料的过度松弛时间，材料保留在先前的测试中受到的变形的至少一部分，从而产生高于实际值的测量压力值。需注意，本专利技术在上述测量方法中包括使用满足上述关于特性曲线和试运行的要求的任何片材，而不管为了选择片材而实际确定该特性曲线和/或实际进行试运行的事实。本专利技术可以提供以下优选特性中的一个或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测轮胎(10)的印迹区域中的压力分布的方法，其包括：‑布置安装在轮辋上并充气的所述轮胎；‑布置具有搁置表面(3)的透明材料的板(2)和适于获取所述搁置表面的图像的摄像机(4)；‑将成束光线(6)输入到所述板中，所述光线(6)相对于垂直于所述搁置表面的线以一角度(7)传播，所述角度(7)大于与所述搁置表面相关联的内部临界角度；‑用力将所述轮胎的胎面(11)抵靠所述搁置表面推压，以在所述搁置表面上产生所述印迹区域；‑获取所述印迹区域的图像，所述图像具有满标度灰度级；‑处理所述图像以检测所述印迹区域中的所述压力分布，其中，在获取所述图像期间，将片材(9)插入所述胎面(11)与所述搁置表面(3)之间，所述片材以满足以下三个条件的方式选择：1)在包括在1巴与50巴之间的待检测的预定最大压力下，与由所述片材、所述板、所述成束光线和所述摄像机形成的组件相关联的特性曲线取得小于或等于所述满标度灰度级的90％的灰度级值，2)所述特性曲线具有一阶导数，所述一阶导数至少在包括在所述最大压力的10％与70％之间的压力范围中大于或等于每巴2灰度级，并且3)在范围在20°与30°之间的温度下，在包括以下八个操作的试运行中：a)在大于或等于1巴的压力下使所述轮胎(10)充气；b)将所述胎面搁置在所述搁置表面(3)上，其中，所述片材(9)插入所述胎面与所述搁置表面之间；c)将所述成束光线输入所述板中；d)用力将所述胎面抵靠所述搁置表面推压，所述力垂直于所述搁置表面并且具有经由一分钟线性地增加直到等于所述轮胎的载荷指数的一半的预定值的值，e)在垂直力的所述预定值下获取所述印迹区域的第一图像；f)随后使垂直力的所述值经由一分钟线性地增加直到等于所述载荷指数的最大值，并且随后用等于所述最大值的所述力在等于5分钟的时间间隔内保持所述轮胎抵靠所述搁置表面推压；g)随后使垂直力的所述值经由一分钟从所述最大值线性地减小到所述预定值并且在所述预定值下获取所述印迹区域的第二图像，h)通过所述特性曲线将对应的压力值与所述第一图像和所述第二图像的每个像素相关联，由所述第一图像的像素占据的第一区域与由所述第二图像的像素占据的第二区域之间的差值作为绝对值小于或等于所述第一区域的5％，在所述第一区域处，所述对应的压力值大于或等于0.5巴，在所述第二区域处，所述对应的压力值大于或等于0.5巴。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.30 IT 1020160000982471.一种用于检测轮胎(10)的印迹区域中的压力分布的方法，其包括：-布置安装在轮辋上并充气的所述轮胎；-布置具有搁置表面(3)的透明材料的板(2)和适于获取所述搁置表面的图像的摄像机(4)；-将成束光线(6)输入到所述板中，所述光线(6)相对于垂直于所述搁置表面的线以一角度(7)传播，所述角度(7)大于与所述搁置表面相关联的内部临界角度；-用力将所述轮胎的胎面(11)抵靠所述搁置表面推压，以在所述搁置表面上产生所述印迹区域；-获取所述印迹区域的图像，所述图像具有满标度灰度级；-处理所述图像以检测所述印迹区域中的所述压力分布，其中，在获取所述图像期间，将片材(9)插入所述胎面(11)与所述搁置表面(3)之间，所述片材以满足以下三个条件的方式选择：1)在包括在1巴与50巴之间的待检测的预定最大压力下，与由所述片材、所述板、所述成束光线和所述摄像机形成的组件相关联的特性曲线取得小于或等于所述满标度灰度级的90％的灰度级值，2)所述特性曲线具有一阶导数，所述一阶导数至少在包括在所述最大压力的10％与70％之间的压力范围中大于或等于每巴2灰度级，并且3)在范围在20°与30°之间的温度下，在包括以下八个操作的试运行中：a)在大于或等于1巴的压力下使所述轮胎(10)充气；b)将所述胎面搁置在所述搁置表面(3)上，其中，所述片材(9)插入所述胎面与所述搁置表面之间；c)将所述成束光线输入所述板中；d)用力将所述胎面抵靠所述搁置表面推压，所述力垂直于所述搁置表面并且具有经由一分钟线性地增加直到等于所述轮胎的载荷指数的一半的预定值的值，e)在垂直力的所述预定值下获取所述印迹区域的第一图像；f)随后使垂直力的所述值经由一分钟线性地增加直到等于所述载荷指数的最大值，并且随后用等于所述最大值的所述力在等于5分钟的时间间隔内保持所述轮胎抵靠所述搁置表面推压；g)随后使垂直力的所述值经由一分钟从所述最大值线性地减小到所述预定值并且在所述预定值下获取所述印迹区域的第二图像，h)通过所述特性曲线将对应的压力值与所述第一图像和所述第二图像的每个像素相关联，由所述第一图像的像素占据的第一区域与由所述第二图像的像素占据的第二区域之间的差值作为绝对值小于或等于所述第一区域的5％，在所述第一区域处，所述对应的压力值大于或等于0.5巴，在所述第二区域处，所述对应的压力值大于或等于0.5巴。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在待检测的所述预定最大压力下，所述特性曲线取得小于或等于所述满标度灰度级的80％、优选小于或等于所述满标度灰度级的70％的灰度级值。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述特性曲线具有一阶导数，所述一阶导数至少在包括在所述最大压力的10％与70％、优选在所述最大压力的10％与90％的压力范围中大于或等于每巴3灰度级，更优选大于或等于每巴5灰度级。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述特性曲线具有一阶导数，所述一阶导数至少在包括在所述最大压力的10％与70％的压力范围中小于或等于每巴50灰度级，更优选小于或等于每巴30灰度级。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述片材由弹性体热塑性聚氨酯制成。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述片材由弹性体聚氨酯聚醚或弹性体聚氨酯聚酯制成。7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述弹性体热塑性聚氨酯通过芳族异氰酸酯的聚合获得，优选通过选自以下的芳族二异氰酸酯的聚合获得：萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。8.根据权利要求5或6或7所述的方法，其中，所述弹性体热塑性聚氨酯选自以以下商品名称销售的弹性体热塑性聚氨酯(TPU)的组：(Argotec)；(Argotec)；Epurex产品线，优选为U(Covestro)；(Covestro)；(Covestro)；PearlthaneTM(Lubrizol)；(Lubrizol)；(Lubrizol)；(BASF)；和(Merylithe)。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述片材的厚度小于或等于150微米且大于或等于10微米。10.一种用于检测轮胎(10)的印迹区域中的压力分布的方法，其包括：-布置安装在轮辋上并充气的所述轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·萨巴托，A·M·马洛西奥，
申请(专利权)人：倍耐力轮胎股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT