基于激光测距传感器的轮胎花纹深度测量方法技术

本发明专利技术提供了一种基于激光测距传感器的轮胎花纹深度测量方法，包括以下步骤：将轮胎驶入第一滚筒和第二滚筒之间，伺服机构带动激光测距传感器向轮胎靠近至胎面和花纹槽到达测量范围；伺服机构带动激光测距传感器沿轮胎的轴向移动扫描，获取激光测距传感器与胎面、花纹槽底之间的距离，从而获得轮胎的花纹深度检测值；以两个距离值、滚筒的半径、激光测距传感器的位置坐标、激光测距传感器的检测光线与水平线的夹角、第一滚筒和第二滚筒的轴心坐标位已知量,获取修正系数；通过修正系数对花纹深度检测值进行修正，获取轮胎的花纹深度实际值。本发明专利技术提供的基于激光测距传感器的轮胎花纹深度测量方法，测量精度好、检测效率高。

【技术实现步骤摘要】
基于激光测距传感器的轮胎花纹深度测量方法
本专利技术属于机动车检测
，更具体地说，是涉及一种基于激光测距传感器的轮胎花纹深度测量方法。
技术介绍
汽车轮胎的花纹作用是增加胎面与路面间的摩擦力，排除积水以防止车轮打滑，轮胎花纹提高了胎面接地弹性，在胎面和路面间切向力(如驱动力、制动力)和横向力的作用下，花纹能产生较大的弹性变形，而弹性变形越大，接触面的磨擦作用力也会相应提高，进而抑制胎面与路面之间的打滑趋势，使得相关汽车性能(如动力性、制动性、转向操纵性和行驶安全性)得到可靠保障。目前我国的机动车年检对机动车轮胎花纹深度的检测通常还是采用手动检测的方式，检测人员采用轮胎花纹深度尺进行接触式测量，由于检验人员的操作水平以及轮胎花纹深度尺自身的误差会导致测量数据误差较大，而且人工测量效率低，严重制约了汽车检测线的工作效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于激光测距传感器的轮胎花纹深度测量方法，旨在解决现有技术中采用人工检测轮胎花纹深度的方式误差大、效率低的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种基于激光测距传感器的轮胎花纹深度测量方法，包括以下步骤：步骤S1.将车辆待测量的轮胎驶入第一滚筒和第二滚筒之间，伺服机构带动激光测距传感器向轮胎靠近，直至轮胎的胎面和花纹槽底到达激光测距传感器的测量范围；步骤S2.伺服机构带动激光测距传感器沿轮胎的轴向移动，对轮胎的胎面进行扫描，获取激光测距传感器与胎面之间的第一距离L1，以及激光测距传感器与轮胎的花纹槽底之间的第二距离L2，从而获得轮胎的花纹深度检测值H1；步骤S3.通过第一距离L1、第一滚筒和第二滚筒的半径值r、激光测距传感器的坐标A(XA，YA)、激光测距传感器的检测光线与水平线的夹角α3、第一滚筒的轴心坐标B(XB，YB)、第二滚筒的轴心坐标C(XC，YC)，获取激光测距传感器的检测光线与花纹槽底的垂线的夹角α，从而获得修正系数cosα；步骤S4.根据花纹深度检测值H1、修正系数cosα，获取轮胎的花纹深度实际值H。作为本申请另一实施例，在步骤S3中，XA＝0，YA＝0；在步骤S2中，H1＝L2-L1；在步骤S4中，H＝H1*cosα。作为本申请另一实施例，步骤S3包括：根据第一距离L1、夹角α3获取激光测距传感器射至胎面位置的坐标E(XE，YE)，其中，XE＝L1*cosα3，YE＝L1*sinα3；将坐标E(XE，YE)沿检测光线向远离胎面的方向移动，移动距离等于半径值r，获得虚拟坐标F(XF，YF)，其中，XF＝(L1-r)*cosα3，YF＝(L1-r)*sinα3；根据第一距离L1、半径值r、夹角α3、坐标B(XB，YB)、坐标C(XC，YC)、坐标E(XE，YE)、虚拟坐标F(XF，YF)，建立方程组并求解，获取轮胎的半径R、轮胎的轴心坐标D(XD，YD)、激光测距传感器与轮胎轴心的连线和水平线之间的夹角α2；获取修正系数cosα。作为本申请另一实施例，方程组为：求解得出：根据轴心坐标D(XD，YD)，获得夹角α2，作为本申请另一实施例，获取修正系数cosα包括：根据夹角α2、夹角α3，获取激光测距传感器与轮胎轴心的连线和检测光线之间的夹角α1，其中，α1＝α2-α3；若α1＝0，则检测光线垂直于花纹槽底，修正系数cosα＝1；若α1≠0，则检测光线偏离花纹槽底的垂线，修正系数作为本申请另一实施例，若α1≠0，则检测光线偏离花纹槽底的垂线，修正系数包括：结合坐标A(XA，YA)、轴心坐标D(XD，YD)、坐标E(XE，YE)以及夹角α1，获取修正系数cosα；其中，作为本申请另一实施例，伺服机构包括：纵向伺服单元，输出端垂直于第一滚筒和第二滚筒的轴向向远离或靠近轮胎的方向伸缩；横向伺服单元，设于纵向伺服单元的输出端，横向伺服单元的输出端沿第一滚筒和第二滚筒的轴向运动，激光测距传感器设于横向伺服单元的输出端。作为本申请另一实施例，伺服单元及激光测距传感器的上方设有防护盖板。作为本申请另一实施例，第一滚筒、第二滚筒间隔设于台架上，且第一滚筒和第二滚筒的轴向平行，第一滚筒和/或第二滚筒为电动滚筒，用于带动轮胎转动。作为本申请另一实施例，台架上设有垂直于第一滚筒和第二滚筒的轴向水平延伸的光栅，光栅用于检测轮胎是否停靠到位。本专利技术提供的基于激光测距传感器的轮胎花纹深度测量方法的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术基于激光测距传感器的轮胎花纹深度测量方法，通过开动车辆使待测量的轮胎落入第一滚筒和第二滚筒之间，然后伺服机构带动激光测距传感器靠近轮胎，当轮胎的胎面和花纹槽底到达激光测距传感器的测量范围时，伺服机构停止向轮胎靠近，开始带动激光测距传感器沿轮胎轴向扫描，从而获得激光测距传感器与轮胎的台面和花纹槽底之间的检测距离值，两个检测距离值的差值即花纹深度检测值，然后结合激光测距传感器的位置坐标、第一滚筒和第二滚筒的轴心坐标、第一滚筒和第二滚筒的半径值、激光测距传感器的检测光线与水平线之间的夹角α3作为已知量，通过三角函数计算获得检测光线与花纹槽底的垂线之间的夹角α，从而获得修正系数cosα，将花纹深度检测值乘以修正系数，即可得到最终的花纹深度实际值，由于引入了修正系数，能够确保最终获得花纹深度实际值等于检测光线绝对垂直于花纹槽底时的检测值，从而提高了测量精度；另外，由于夹角α3是一定的，而第一滚筒和第二滚筒的轴心坐标均能够通过激光测距传感器的坐标结合夹角α3计算得到，因此，针对不同直径大小的轮胎，均能够获得与其相应的修正系数cosα，从而确保对于不同类型车辆、不同大小轮胎的测量，适用范围广、测量精度高；检测过程无需人工操作，只需将激光测距传感器检测的相关数据输入计算机中的计算公式，即可获得最终花纹深度实际值，检测效率高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的基于激光测距传感器的轮胎花纹深度测量方法的流程框图；图2为本专利技术实施例所采用的伺服机构、激光测距传感器及台架的布局结构示意图一；图3为本专利技术实施例所采用的伺服机构、激光测距传感器及台架的布局结构示意图二；图4为本专利技术实施例提供的基于激光测距传感器的轮胎花纹深度测量方法的工作原理示意图一；图5为本专利技术实施例提供的基于激光测距传感器的轮胎花纹深度测量方法的工作原理示意图二。图中：100、轮胎；101、胎面；102、花纹槽底；200、台架；201、第一滚筒；202、第二滚筒；300、伺服机构；301、纵向伺服单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于激光测距传感器的轮胎花纹深度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1.将车辆待测量的轮胎驶入第一滚筒和第二滚筒之间，伺服机构带动激光测距传感器向所述轮胎靠近，直至所述轮胎的胎面和花纹槽底进入所述激光测距传感器的测量范围；/n步骤S2.所述伺服机构带动所述激光测距传感器沿所述轮胎的轴向移动，对所述轮胎的胎面进行扫描，获取所述激光测距传感器与所述胎面之间的第一距离L

【技术特征摘要】
1.基于激光测距传感器的轮胎花纹深度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1.将车辆待测量的轮胎驶入第一滚筒和第二滚筒之间，伺服机构带动激光测距传感器向所述轮胎靠近，直至所述轮胎的胎面和花纹槽底进入所述激光测距传感器的测量范围；
步骤S2.所述伺服机构带动所述激光测距传感器沿所述轮胎的轴向移动，对所述轮胎的胎面进行扫描，获取所述激光测距传感器与所述胎面之间的第一距离L1，以及所述激光测距传感器与所述轮胎的花纹槽底之间的第二距离L2，从而获得所述轮胎的花纹深度检测值H1；
步骤S3.通过所述第一距离L1、所述第一滚筒和所述第二滚筒的半径值r、所述激光测距传感器的坐标A(XA，YA)、所述激光测距传感器的检测光线与水平线的夹角α3、所述第一滚筒的轴心坐标B(XB，YB)、所述第二滚筒的轴心坐标C(XC，YC)，获取所述激光测距传感器的检测光线与所述花纹槽底的垂线的夹角α，从而获得修正系数cosα；
步骤S4.根据所述花纹深度检测值H1、所述修正系数cosα，获取所述轮胎的花纹深度实际值H。


2.如权利要求1所述的基于激光测距传感器的轮胎花纹深度测量方法，其特征在于，步骤S3中，XA＝0，YA＝0；步骤S2中，H1＝L2-L1；步骤S4中，H＝H1*cosα。


3.如权利要求2所述的基于激光测距传感器的轮胎花纹深度测量方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
根据所述第一距离L1、所述夹角α3获取所述激光测距传感器射至所述胎面位置的坐标E(XE，YE)，其中，XE＝L1*cosα3，YE＝L1*sinα3；
将所述坐标E(XE，YE)沿所述检测光线向远离所述胎面的方向移动，移动距离等于所述半径值r，获得虚拟坐标F(XF，YF)，其中，XF＝(L1-r)*cosα3，YF＝(L1-r)*sinα3；
根据所述第一距离L1、半径值r、所述夹角α3、所述坐标B(XB，YB)、所述坐标C(XC，YC)、所述坐标E(XE，YE)、所述虚拟坐标F(XF，YF)，建立方程组并求解，获取所述轮胎的半径R、所述轮胎的轴心坐标D(XD，YD)、所述激光测距传感器与所述轮胎轴心的连线和水平线之间的夹角α2；
获取所述修正系数cosα。


4.如权利要求3所述的基于激光测距传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：邸建辉，夏凌侠，杨少栋，韩升，祁国库，周建刚，王宏，
申请(专利权)人：石家庄华燕交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13