专利名称：轮胎检查装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对轮胎的外观进行检查的装置，例如涉及一种对轮胎的内表面或者外表面进行检查的轮胎检查装置。
背景技术：
轮胎的外观检查在检查作为产品而硫化成型的轮胎中是否产生缺陷方面很重要， 例如，关于轮胎内表面的缺陷，在安装到车轮之后无法视觉识别，因此需要进行详细的检查。以往，利用图14示出的轮胎检查装置对轮胎内表面Ts的成型缺陷等进行详细检查。使作为摄像单元的照相机11 13以及作为对轮胎内表面Ts照射狭缝光21a 23a的照明单元的激光发生器21 23位于沿周向旋转的轮胎T的内径部分中，使用照相机11 13对被狭缝光21a 23a照射的轮胎内表面Ts的光照射部进行拍摄，由此进行检查。例如，以使拍摄轮胎内表面Ts的三台照相机11 13具有摄像指向性的方式设定它们以对轮胎内表面Ts中的一个胎侧Tl、胎中心T2、另一个胎侧T3这三个不同部位进行拍摄。并且，在轮胎内径部分的有限的空间内配置照相机11 13，因此如图15所示，各照相机11 13进行拍摄的方向被配置成在周向上位置相对偏移，并且被设定为摄像位置在与轮胎内周面垂直的轮胎宽度方向上相互不同。例如，如果将照相机12的摄像方向设为周向的基准位置，则配置成照相机11的摄像方向沿周向逆时针偏移角度α、照相机13的摄像方向沿周向顺时针偏移角度β，由此将照相机11 13紧凑地聚集在一起。针对每个照相机11 13设置激光发生器21 23，激光发生器21 23与上述摄像指向性对应地照射狭缝光21a 23a。具体地说，激光发生器21所照射的狭缝光21a被设定为朝向轮胎径方向照射一个胎侧Tl，激光发生器22所照射的狭缝光2 被设定为朝向轮胎径方向照射胎中心T2，激光发生器23所照射的狭缝光23a被设定为朝向轮胎径方向照射另一个胎侧T 3。使用各照相机11 13对照射到该轮胎内表面Ts的狭缝光21a 23a 的各照射部进行拍摄，由此拍摄轮胎内表面Ts的伤痕、成型不均等凹凸形状。各照相机11 13所拍摄的摄像数据被输出到针对每个照相机连接的例如由计算机构成的预处理单元31 33，在预处理单元31 33中，在轮胎一周以上的摄像结束时进行作为摄像数据的处理动作的预处理，通过该预处理得到每个部位的摄像图像Pl P3。所得到的摄像图像Pl P3在每次预处理结束时被输出到与预处理单元31 33分别连接的由计算机构成的控制单元46。被输入摄像图像Pl P3的控制单元46控制全部检查，连接有作为输入单元的键盘35、作为显示单元的监视器36。对键盘35输入要检查的轮胎T的尺寸等信息、由照相机11 13的配置引起的作为位置偏移量的角度α、β。另外，在监视器36中显示由后述的控制单元46的图像合成单元40合成的图像、 由好坏判断单元47判断的轮胎T的好坏等判断结果。
控制单元46大致由图像合成单元40、照相机位置存储单元44以及好坏判断单元 47构成。控制单元46通过驱动信号线70与对马达52的驱动进行控制的马达驱动单元51 进行连接，对通过马达52的驱动进行旋转的旋转台53的旋转或者停止进行控制。并且，控制单元46通过摄像信号线71与对胎侧Tl进行拍摄的照相机11以及激光发生器21进行连接，通过摄像信号线72与对胎中心T2进行拍摄的照相机12以及激光发生器22进行连接，通过摄像信号线73与对胎侧T3进行拍摄的照相机13以及激光发生器23进行连接，通过各摄像信号线71 73输出开始进行拍摄的摄像开始信号、结束拍摄的摄像结束信号。照相机位置存储单元44存储各照相机11 13在周向上位置偏移地进行配置的相对位置偏移量，具体地说，存储照相机11与照相机12之间的位置偏移量α以及照相机 12与照相机13之间的位置偏移量β。图像合成单元40具有周向位置对准单元41、重叠部分合成单元42以及加工处理单元43，对由各照相机11 13拍摄到的摄像图像进行合成。周向位置对准单元41从照相机位置存储单元44读取由于照相机11 13的配置而产生的周向位置偏移的角度α、β，使各摄像图像的摄像开始位置Sl S3位置偏移以使与读取到的作为位置偏移量的角度α、β相抵消，这样进行位置对准使得如同照相机11 13同时开始进行拍摄。重叠部分合成单元42从由周向位置对准单元41进行了位置对准的摄像图像中相邻的摄像图像的重叠部分检测被称为凸脊的凸部15并进行图案匹配，由此进行各摄像图像的重叠。此外，凸脊是指在对轮胎T进行硫化成型时在用于按压轮胎内表面Ts的内胆的表面周期地形成的抽气用凹槽，该凹槽通过成型转印在轮胎内表面Ts上而形成为周期的凸部15。加工处理单元43将由重叠部分合成单元42进行图案匹配后的图像加工处理成轮胎一周的合成图像ΡΡ，之后输出到好坏判断单元47。在好坏判断单元47中，根据由加工处理单元43合成的合成图像ΡΡ，对轮胎内表面Ts的凹凸进行图像处理，由此判断在轮胎内表面Ts的硫化成型中是否存在成型缺陷、伤痕。如图16所示，以往，通过上述结构的检查装置来进行检查。对于首次检查的第一个轮胎，首先在时刻t0，根据由控制单元46输出的旋转开始信号而使旋转台53与轮胎T 一起旋转，同时输出摄像开始信号而从激光照射器21 23分别向胎侧T1、T3、胎中心Τ2照射狭缝光21a 23a，所有照相机11 13同时开始拍摄这些照射部。其中，如果以照相机12为基准，则照相机11从与照相机12的摄像位置相比向轮胎旋转方向G前进了角度α的位置(相位差)起进行拍摄，照相机13从与照相机12的摄像位置比向轮胎旋转方向G延迟角度β的位置(相位差)起进行拍摄。由各照相机11 13拍摄到的摄像图像被依次输出到预处理单元31 33。在时刻t0开始拍摄之后经过了拍摄轮胎一周以上的规定的摄像时间Al的时刻 tl，控制单元46对马达驱动单元51输出使轮胎T结束旋转的旋转停止信号，对所有照相机 11 13和所有激光照射部21 23输出结束拍摄的摄像结束信号。当由全部照相机11 13进行的拍摄结束时，在预处理单元31 33中立即开始作为摄像数据的处理动作的预处
利用由所有照相机11 13进行的拍摄结束的情况以及预处理单元31 33所进行的预处理在动作中的时间，在时刻t2将旋转台53上的第一个轮胎T替换为下一个要检查的第二个轮胎T，使照相机11 13以及激光照射器21 23位于轮胎内径部的规定位置使得能够立即开始拍摄，这样来进行准备。之后，在时刻t3，经过预处理时间Bl而第一个轮胎的胎侧Tl的预处理结束，接着， 在时刻t4，经过预处理时间B3而胎侧T3的预处理结束，最后，在时刻t5，经过预处理时间 B2而胎中心T2的预处理结束，当第一个轮胎T的所有预处理结束时，控制单元46进行控制以使第二个轮胎T旋转并且使所有照相机11 13同时开始拍摄。在时刻t5开始拍摄之后经过了拍摄轮胎一周以上的规定的摄像时间Al的时刻t6，控制单元46对马达驱动单元 51输出使轮胎T结束旋转的旋转停止信号，对所有照相机11 13和所有激光照射部21 23输出结束拍摄的摄像结束信号。当由所有照相机11 13进行的拍摄结束时，在预处理单元31 33中立即开始作为摄像数据的处理动作的预处理。利用由所有照相机11 13进行的拍摄结束的情况以及预处理单元31 33进行的预处理在动作中的时间，在时刻t7将旋转台53上的第二个轮胎T替换为下一个要检查的第三个轮胎T，使照相机11 13以及激光照射器21 23位于轮胎内径部的规定位置使得能够立即开始拍摄，这样来进行准备。之后，经过预处理时间Bl而第二个轮胎的胎侧Tl的预处理结束，接着，经过预处理时间B3而胎侧T3的预处理结束，最后，在时刻伪，经过预处理时间B2而胎中心T2的预处理结束，从而第二个轮胎T的所有预处理结束。通过反复进行上述过程来依次进行轮胎内表面的检查。此外，预处理时间B1、B2、B3的差根据摄像范围大小的不同而不同，位于载置面侧的胎侧Tl由于被载置而胎侧Tl的翘曲消失，因此所拍摄的范围成为平面，从而预处理时间 Bl最短，所拍摄的范围内存在圆角的胎侧T3的预处理时间B3第二短，所拍摄的范围最大的胎中心T2的预处理时间B2最长。通过上述过程被拍摄到并结束了预处理的摄像图像Pl P3在预处理结束时立即分别输出到控制单元46的图像处理单元40。在图像处理单元40中，当所有摄像图像Pl P3齐备时，如图17的(a) (d)所示那样进行合成处理。首先，如图17的(a)、(b)所示，关于摄像图像Pl P3，由周向位置对准单元41使各摄像图像Pl P3的摄像开始位置Sl S3分别位置偏移与照相机11 13的摄像方向的位置偏移角度α、β相抵消的位置偏移量(相位差)。具体地说，以摄像图像Ρ2的摄像开始位置S2为基准，使摄像图像Pl的摄像开始位置S 1位置偏移与角度α相抵消的量， 使摄像图像Ρ3的摄像开始位置S 3位置偏移与角度β相抵消的量，由此进行位置对准使得如同所有照相机11 13从周向的同一位置开始进行拍摄。接着，如图17的(c)所示，由重叠部分合成单元42通过图案匹配对由各照相机 11 13拍摄到的摄像图像Pl Ρ3的重复部分进行合成。具体地说，通过使摄像图像Pl 与摄像图像Ρ2的重叠部分Ql进行图案匹配，使摄像图像Ρ2与摄像图像Ρ3的重叠部分Q2 进行图案匹配，来对摄像图像Pl Ρ3进行合成。从各摄像图像Pl Ρ3中识别在各摄像图像Pl Ρ3中被拍摄到的周期性形成的凸部15，使凸部15之间重叠，由此进行图案匹配。
接着，如图17的(d)所示，由加工处理单元43以照相机13的摄像开始位置S3为基准，从合成后的图像中抽取轮胎的一周的量，删除其余不需要的部分，这样加工处理为轮胎一周量的轮胎内表面Ts的摄像图像PP，由好坏判断单元47对进行加工处理而得到的该摄像图像PP进行好坏判断，由此将轮胎内表面Ts的成型的好坏判断结果与摄像图像PP — 起向监视器36输出并显示在监视器36中。然而，根据上述结构，如图15以及图16所示，当设定为使三台照相机11 13同时进行拍摄时，即使各照相机11 13的摄像为相同的摄像时间Al，在由照相机12拍摄的胎中心T2的摄像区域大于其它摄像区域的情况下，针对所拍摄的每个部位而预处理所需时间也不同。因此，在所有照相机11 13的摄像结束之后，即使将下一个要检查的轮胎T 替换到旋转台53上来进行检查的准备，照相机11、13也必须等待胎中心T2的预处理结束， 因此产生无用的待机时间Cl、C2。例如，上述待机时间C1、C2大约为5秒钟至6秒钟左右，如果将一天进行检查的轮胎数量设为8000个来简单地进行计算，则每天需要耗费待机时间大约11小时左右，妨碍检查效率的提高，因此需要一种高效率地进行拍摄、处理的方法。另外，由预处理单元31 33进行预处理后的摄像图像Pl P3以大致相同的定时被输出到控制单元46，因此在连接控制单元46与预处理单元31 33的网络之间负载集中而摄像图像Pl P3的传输费时，根据情况不同有时产生传输等待等，因此妨碍顺利地进行下一个轮胎T的检查。另外，并不是在通过一次拍摄进行的检查就能很好地得到轮胎内表面Ts的图像， 进行拍摄的照相机11 13中的任一个产生异常等拍摄问题很多，很多时候还存在必须多次重新拍摄的情况。例如图18所示，在第一个轮胎T的检查中，在摄像开始后的时刻E 1，在胎侧Tl的拍摄产生异常(X标记)时，需要从时刻El起使用所有照相机11 13再次重新拍摄，与胎中心T2和胎侧T3的摄像时间H相应的摄像数据变得无用。并且，以往的图像合成方法在进行图案匹配的图形部分相对于进行合成的图像的大小具有足够大小的情况下有效，但是，例如在使用轮胎内表面Ts的凸部15作为进行图案匹配的图形的情况下，凸部15的间隔相对于轮胎T的周向的长度相对窄，因此照相机的摄像方向与拍摄到的图像的摄像开始位置Sl S3的关联容易产生偏移。因此，在摄像开始位置Sl S3与摄像方向产生偏移的情况下，如图19所示，在由重叠部分合成单元42对摄像图像Pl P3进行的合成中，有时凸部15在偏移一个凸部15的位置处进行图案匹配，在图像合成阶段有可能将合格品轮胎T合成为可能是次品那样的图像。另外，如图15所示，根据拍摄到的图像的摄像开始位置Sl S3与照相机11 13 的相对位置偏移角度α、β来合成图像，因此为了可靠地得到轮胎一周的摄像图像，在进行拍摄时需要进行轮胎一周以上的拍摄，因此在摄像时间、预处理时间中要耗费不需要的时间。例如，在专利文献1中公开了如下一种技术，如上所述将多个摄像单元配置成在周向上位置偏移，对轮胎内表面照射狭缝光，使用CCD照相机进行拍摄。但是，根据专利文献1的方法，通过对预先准备的轮胎内表面的主图像与由多个摄像单元拍摄得到的每个部位进行比较来检查轮胎内表面，需要准备进行检查的轮胎内表面的主图像，从而导致费时。另外，对于成型的轮胎内表面，根据每个轮胎不同而存在一些个体差，在与主图像之间的比较中无法进行基于个体差的准确的轮胎内表面检查。另外，在专利文献2中，作为对拍摄到的图像进行图案匹配来进行图像处理的技术而公开了如下一种技术，例如，使用照相机对轮胎硫化成型时形成于胎侧的凹凸字符进行拍摄，处理单元从拍摄到的图像中读取凹凸字符，预先与存储在处理单元中的主图像进行比较，来通过图案匹配判断凹凸字符的字符信息。专利文献1 日本特开2001-249012号公报专利文献2 日本特开平7_15观60号公报
发明内容
发明要解决的问题为了解决上述问题，本发明提供一种轮胎检查装置，该轮胎检查装置在轮胎的例如内表面、外表面的外观检查中，通过高效率地拍摄轮胎来缩短检查所需处理时间，并且能够高精确度地合成拍摄到的图像。用于解决问题的方案作为本发明的第一结构，是一种轮胎检查装置，具备多个摄像单元，该多个摄像单元被配置成在周向上位置相对偏移以拍摄被检查轮胎的周面，并且被设定为在上述被检查轮胎的宽度方向上摄像位置相互不同，该轮胎检查装置对由摄像单元得到的各摄像图像进行合成，该轮胎检查装置的构成为还具备标记插入单元，在轮胎相对于多个摄像单元沿周向旋转并且由所有摄像单元进行摄像动作时，该标记插入单元在同一时刻对所有摄像单元的摄像图像插入标记，该轮胎检查装置在对所有摄像单元的各摄像图像进行合成时，使改标记根据摄像单元之间的周向上的相对位置偏移量相应地偏移来进行合成。根据本发明，标记插入单元在同一时刻对所有摄像单元的摄像图像插入标记，由此即使不同时开始多个摄像单元的拍摄，也能够以标记为基准对所有摄像图像进行合成， 因此不需要同时进行多个摄像单元的拍摄，因此能够高效率地进行拍摄来进行检查。作为本发明的第二结构，构成为从摄像动作后的摄像数据处理动作结束的摄像单元起依次开始各摄像单元的摄像动作。根据本发明，摄像动作后的摄像数据处理动作结束起依次开始拍摄，因此能够连续地进行拍摄，能够高效率地进行检查。作为本发明的第三结构，构成为在针对各摄像单元分别不同的时刻开始各摄像单元的摄像动作。根据本发明，各摄像单元也可以不同时拍摄，因此不需要等待多个摄像单元中拍摄没有结束的摄像单元的拍摄结束而能够进行拍摄，因此摄像单元能够高效率地进行拍摄。作为本发明的第四结构，构成为在由所有摄像单元进行的摄像动作结束之后进行被检查轮胎的更换。根据本发明，在由所有摄像单元进行的摄像动作结束之后立即能够更换被检查轮胎，因此不需要等到摄像数据处理动作结束就能够更换被检查轮胎，因此摄像单元能够按照摄像数据的处理动作结束的顺序立即开始拍摄，因此能够高效率地进行检查。
作为本发明的第五结构，构成为标记插入单元包括使对各摄像单元的摄像位置进行照明的照明单元的亮度发生变化的结构。根据本发明，使照明单元的照明亮度发生变化而用作标记，因此不需要其它结构就能够容易地进行控制。例如，如果使亮度变化为零，则亮度与摄像图像明显不同，因此能够容易地检测标记的位置。作为本发明的第六结构，构成为标记插入单元包括使各摄像单元的摄像图像中产生噪声的结构。根据本发明，对摄像图像插入与进行其他拍摄得到的部分明显不同的图像，因此容易检测标记的位置。作为本发明的第七结构，构成为由标记插入单元插入的标记包括多个标记。根据本发明，通过在同一时刻插入多个标记，来对所有摄像图像插入相同图案的标记，因此容易检测标记的位置。作为本发明的第八结构，构成为摄像单元仅进行轮胎的周面的一周的拍摄和所插入的标记的拍摄。根据本发明，摄像单元不进行多于需要的拍摄，因此拍摄所需的时间、对拍摄到的摄像图像的摄像数据进行处理的处理动作所需的时间缩短。作为本发明的第九结构，构成为多个摄像单元被设定为分别拍摄轮胎的周面的不同区域，并且拍摄相邻区域的摄像单元彼此以在拍摄的区域中具有相互重叠的部分的方式进行拍摄，轮胎检查装置对拍摄到的图像的重叠部分进行图案匹配来进行合成。根据本发明，对相邻区域进行拍摄的摄像单元以具有重叠部分的方式进行拍摄， 由此在对由多个摄像单元拍摄到的摄像图像进行合成时能够通过图案匹配来合成，因此图像的合成变得容易。
图1是本发明所涉及的实施方式1的对轮胎内表面进行检查的外观检查装置的框图。图2是本发明所涉及的实施方式1的对轮胎内表面进行检查的外观检查装置的装置放大图。图3是本发明所涉及的实施方式1的针对轮胎内表面的狭缝宽度和摄像次数的概念图。图4是本发明所涉及的实施方式1的轮胎内表面检查的时序处理图。图5是本发明所涉及的实施方式1的插入了黑线的摄像图像图。图6是本发明所涉及的实施方式1的使用黑线对摄像图像进行周向的位置对准的概念图。图7是本发明所涉及的实施方式1的通过图案匹配进行的摄像图像合成的概念图。图8是本发明所涉及的实施方式1的图像合成的加工处理图。图9是本发明所涉及的实施方式1的图像合成的加工处理图。图10是本发明所涉及的实施方式2的插入了黑线的摄像图像图。
图11是本发明所涉及的实施方式2的使用黑线对摄像图像进行周向的位置对准的概念图。图12是本发明所涉及的实施方式2的通过图案匹配进行的摄像图像合成的概念图。图13是基于本发明所涉及的实施方式2的在轮胎内表面检查的摄像中产生异常时的时序处理图。图14是以往的检查轮胎内表面的外观检查装置的概要结构图。图15是以往的照相机和激光发生器的配置图。图16是以往的轮胎内表面检查的时序处理图。图17是以往的针对每个区域拍摄到的图像的图像合成概念图。图18是以往的在轮胎内表面检查的拍摄中产生异常时的时序处理图。图19是由以往的图像合成引起的失配图。
具体实施例方式实施方式1图1是表示将本发明的轮胎检查装置应用于检查被检查轮胎的周面中的轮胎内表面Ts的一个实施方式的框图，图2是在图1中被替换为框图的检查装置的放大图。此外， 在图1、图2中，对与图14相同的结构要素附加了相同的附图标记。如图1、图2所示，以使通过马达52的驱动而沿箭头G方向旋转的旋转台53的中心轴与轮胎T的中心一致的方式横向载置作为被检查对象的轮胎。在该轮胎T的内径部中， 在从轮胎T的上方垂吊设置的图外的吊挂部件的前端安装设置有激光发生器21 23和多个照相机11 13，其中，该激光发生器21 23为对轮胎内表面Ts照射狭缝光21a 23a 的照明单元，该多个照相机11 13为对狭缝光21a 23a所照射的照射部进行拍摄的摄像单元，由CXD区域照相机构成。将被检查的轮胎内表面Ts分为下面的胎侧Tl、底面的胎中心T2、上面的胎侧T 3 这三个部位来进行拍摄。利用激光发生器21和照相机11拍摄胎侧Tl，利用激光发生器22 和照相机12拍摄胎中心T2，利用激光发生器23和照相机13拍摄胎侧T3。例如，如果以摄像方向相对于胎中心T2的内周面为朝向正面的照相机12为基准， 则使照相机11的摄像方向相对于照相机12的摄像方向朝向沿箭头G的轮胎旋转方向前进角度α的位置。另外，使照相机13的摄像方向相对于照相机12的摄像方向朝向沿箭头G 的轮胎旋转方向延迟角度β的位置。也就是说，各照相机11 13如图15所示那样被配置成在周向上相对位置偏移，并且被设定为在与轮胎内周面垂直方向的轮胎的宽度方向上摄像位置相互不同。并且，以与各照相机11 13所拍摄的方向对应的方式照射激光发生器21 23所照射的狭缝光21a 23a。此外，关于照相机11 13在周向上相对位置偏移地进行配置的角度α、角度β， 适当地决定即可，例如设定为能够位于轮胎T的内径部并且能够拍摄轮胎内表面Ts即可。由所有照相机11 13拍摄到的摄像数据被依次输出到预处理单元31 33，该预处理单元31 33针对每个照相机11 13进行连接，由计算机等构成，针对每个拍摄完成的部位(Τ1、Τ2、Τ3)，通过预处理单元31 33来实施滤波等预处理。预处理结束后的摄像图像Pl P3被分别输出到与预处理单元31 33进行连接的后述的控制单元46的图像合成单元40。被输出摄像图像Pl P3的控制单元46控制全部检查，该控制单元46大致包括图像合成单元40、照相机位置存储单元44、好坏判断单元47以及本发明所涉及的标记插入单元49，还连接有作为输入单元的键盘35以及作为显示单元的监视器36。控制单元46通过驱动信号线70与马达驱动单元51相连接，通过驱动信号线70 输出用于使马达52进行驱动来控制旋转台53的旋转或者停止的旋转开始信号、旋转结束信号。另外，控制单元46通过摄像信号线71与拍摄胎侧Tl的照相机11和激光发生器 21相连接，通过摄像信号线72与拍摄胎中心T2的照相机12和激光发生器22相连接，通过摄像信号线73与拍摄胎侧T3的照相机13和激光发生器23相连接，通过各摄像信号线 71 73输出摄像开始信号、摄像结束信号。也就是说，控制单元46分别控制照相机11的拍摄、照相机12的拍摄以及照相机 13的拍摄，对进行旋转的轮胎T，在任意的位置分别开始、结束拍摄。另外，控制单元46当对各照相机11 13输出摄像开始信号时，对每个照相机 11 13的摄像次数分别进行计数，在各照相机11 13的摄像次数达到轮胎一周的摄像次数加上插入黑线D的一次摄像而得到的摄像次数时分别输出摄像结束信号。在此，说明摄像次数。图3示出胎中心T2中的摄像图像的概念，在该图中，Is表示狭缝光21a 23a的狭缝宽度，如果以该狭缝宽度Is来拍摄轮胎T的一周，则连续地得到轮胎内表面Ts的周向的图像。于是，如果要拍摄的轮胎T为大轮胎，则摄像次数增加，如果要拍摄的轮胎为小轮胎，则摄像次数减少。另外，以下那样进行摄像次数的计数。从摄像开始起开始计数，当作为标记的黑线 D被输入时对计数进行一次复位，从黑线D的插入起再次进行计数，以轮胎一周的摄像次数加上一次摄像而结束计数。另外，例如在拍摄中产生异常的情况下，对产生异常的照相机的摄像次数的计数进行一次复位，再重新计数，并且对后述的标记插入单元49输出黑线D的再插入信号。由此，黑线D再次被插入到所有摄像图像中，因此再次进行计数。也就是说，始终连续地拍摄轮胎一周的摄像次数加上一次摄像，由此得到轮胎一周的摄像图像。对控制单元46输入从预处理单元31 33分别输出的正在拍摄、预处理结束等报告信息，控制单元46与预处理单元31通过报告信号线81进行连接，控制单元46与预处理单元32通过报告信号线82进行连接，控制单元46与预处理单元33通过报告信号线83进行连接。标记插入单元49通过标记插入线74与激光发生器21 23进行连接，进行控制使得在从所有预处理单元31 33对上述控制单元46输出正在拍摄的报告信息时，使狭缝光21a 23a的亮度仅变化与一次摄像相应的时间。具体地说，进行控制使得通过标记插入线74将标记插入信号同时输出到激光发生器21 23，使狭缝光21a 23a熄灭与一次摄像相应的时间，以对照相机11 13所拍摄的图像插入作为标记的黑线D。照相机位置存储单元44将各照相机11 13的摄像方向的周向的相对位置偏移量以角度进行存储，在将照相机12的位置作为基准的情况下，将照相机11与照相机12之间的偏移量存储为角度α，将照相机12与照相机13之间的偏移量存储为角度β。图像合成单元40具备标记检测单元48、周向位置对准单元41Α、重叠部分合成单元42以及加工处理单元43。标记检测单元48从由预处理单元31 33输入的摄像图像Pl Ρ3中检测黑线 D的位置。周向位置对准单元41Α从照相机位置存储单元44读取由照相机11 13的配置而产生的周向的位置偏移角度α、β，将由标记检测单元48检测出的各摄像图像Pl Ρ3 的黑线D作为移动基准，使各摄像图像Pl Ρ3的黑线D分别进行位置偏移以与角度α、 β相抵消，由此进行位置对准如同照相机11 13同时开始进行拍摄。重叠部分合成单元42从由周向位置对准单元41Α进行位置对准后的摄像图像 Pl Ρ3中检测凸部15，使用该凸部15进行图案匹配来对摄像图像Pl Ρ3进行合成。加工处理单元43将由重叠部分合成单元42进行图案匹配后的图像加工处理为合成图像PP使其成为轮胎一周的摄像图像。该合成图像PP被输出到好坏判断单元47，在好坏判断单元47中根据合成图像PP对凹凸进行图像处理，由此判断是否存在对轮胎T进行硫化成型时在轮胎内表面Ts产生的成型缺陷、伤痕。此外，后面详细说明由图像合成单元 40进行的图像合成。根据上述结构，如图4所示那样进行轮胎内表面Ts的检查。图4示出轮胎内表面的检查的摄像以及预处理的时序处理，使用该图来说明通过上述结构进行的轮胎内表面Ts 的检查工序。此外，在图中，Α2表示轮胎一周摄像次数加上一次摄像的摄像时间。首先，作为检查前的准备，由检查担当者将作为首个检查的第一个被检查对象的轮胎τ载置到旋转台53，从键盘35输入该轮胎T的尺寸等信息以及作为照相机11 13的相对位置偏移量的角度α、β。由此，在控制单元46中，算出与轮胎T的尺寸相称的摄像次数。接着，检查担当者将照相机11 13和激光发生器21 23配置在轮胎T的内径部分的规定位置处，以使例如照相机12的摄像中心位于轮胎T的宽度方向的大致中心。此夕卜，也可以由控制单元46根据从上述键盘35输入的轮胎T的尺寸而自动对图外的吊挂部件的上升和下降进行控制以使照相机11 13和激光发生器21 23位于规定位置。当在照相机11 13的配置完成之后从键盘35输入检查开始时，对控制单元46 输入检查开始信号。在图4中，基于检查开始信号的输入，在时刻to，首个检查的第一个轮胎T旋转，并且由照相机11 13开始拍摄。这种情况下的摄像是首个检查的第一个轮胎的检查，因此同时开始拍摄胎侧Tl、胎中心T2、胎侧T3各自的部位。基于该摄像的开始，控制单元46开始对各照相机11 13的摄像次数分别进行计数。此外，在拍摄过程中，对旋转的轮胎内表面Ts连续地照射狭缝光21a 23a。由各照相机11 13拍摄到的摄像数据依次被输出到预处理单元31 33，当该摄像数据被输入到预处理单元31 33时，从预处理单元31 33分别向控制单元46输出照相机11 13正在拍摄的报告信息。接着，在时刻tl，当所有从预处理单元31 33分别输出的正在拍摄的报告信息都
11被输入到控制单元46中时，控制单元46的标记插入单元49将标记插入信号输出到激光发生器21 23，以使狭缝光21a 23a同时熄灭与一次摄像相应的时间。由此，在各照相机 11 13拍摄的图像中，被拍摄为在同一时刻为漆黑的标记的图像，即黑线D。当插入黑线D时，在控制单元46中，将计数得到的照相机11 13的摄像次数复位一次，再次重新开始对每个照相机11 13的摄像次数进行计数。此时，利用插入黑线D之后拍摄到的摄像数据对在时刻t0 时刻t 1期间拍摄到的与摄像时间Fl相应的摄像数据进行覆盖处理。接着，在时刻t2，在时刻tl插入黑线D之后各照相机11 13的摄像次数经过摄像时间A2而达到规定的轮胎一周的摄像次数加上一次摄像的摄像次数，因此所有照相机 11 13的摄像动作结束，并且在预处理单元31 33中开始摄像数据的处理动作(预处理)。接着，在时刻t3所有照相机11 13的摄像动作结束，因此将下一个进行检查的第二个轮胎T替换到旋转台53上，待机直到摄像开始为止。然后，在时刻t4，当由预处理单元31进行的第一个轮胎的胎侧T 1的预处理经过预处理时间Bl而结束时，预处理单元31向控制单元46输出预处理结束的报告信息，控制单元46基于该报告信息使第二个轮胎T旋转，并且由照相机11开始对第二个轮胎的胎侧 Tl进行拍摄，开始对摄像次数进行计数。当照相机11开始摄像而摄像数据被输出到预处理单元31时，预处理单元31向控制单元46输出照相机11正在拍摄的报告信息。接着，在时刻t5，当由预处理单元33进行的第一个轮胎的胎侧T3的预处理经过预处理时间B 3而结束时，预处理单元33向控制单元46输出预处理结束的报告信息，控制单元46使照相机13从旋转的轮胎T的任意位置起开始对第二个轮胎的胎侧T3进行拍摄，开始对摄像次数进行计数。当照相机13开始摄像而摄像数据被输出到预处理单元33时，预处理单元33向控制单元46输出照相机11正在拍摄的报告信息。接着，在时刻t6，当由预处理单元32进行的第一个轮胎的胎中心T2的预处理经过预处理时间B2而结束时，预处理单元32向控制单元46输出预处理结束的报告信息，控制单元46使照相机12从旋转的轮胎T的任意位置起开始对第二个轮胎的胎中心T2进行拍摄，开始对摄像次数进行计数。当照相机12开始摄像而摄像数据被输出到预处理单元32 时，预处理单元32向控制单元46输出照相机12正在拍摄的报告信息。该预处理单元32 的报告信息被输入到控制单元46，由此向控制单元46报告已开始由所有照相机11 13对第二个轮胎T进行拍摄。接着，在时刻t7，基于上述报告信息，控制单元46的标记插入单元49将标记插入信号输出到激光发生器21 23，以使狭缝光21a 23a同时熄灭与一次摄像相应的时间。 由此，在各照相机11 13拍摄的图像中，在同一时刻拍摄作为标记的黑线D。当插入黑线D时，在控制单元46中，将计数得到的照相机11和照相机13的摄像次数复位一次，再次重新开始对照相机11和照相机13的摄像次数进行计数。此时，利用插入黑线D之后拍摄到的摄像数据对在时刻t4 时刻t7期间由照相机11拍摄到的与摄像时间F2相应的摄像数据进行覆盖处理，利用插入黑线D之后拍摄到的摄像数据对在时刻t5 时刻t7期间由照相机13拍摄到的与摄像时间F4相应的摄像数据进行覆盖处理，利用插入黑线D之后拍摄到的摄像数据对在时刻t6 时刻t7期间由照相机12拍摄到的与摄像时间F 3相应的摄像数据进行覆盖处理。通过反复进行上述工序，依次进行轮胎T的内表面检查。图5 图9示出由图像处理单元40对通过上述工序拍摄以及预处理过的摄像图像Pl P3进行合成的合成过程，使用该图说明由图像处理单元40进行的摄像图像Pl P3的合成过程。首先，如图5所示，预处理过的摄像图像Pl P3被输入到图像处理单元40的标记检测单元48，在标记检测单元48中，从摄像图像Pl P3中检测插入了黑线D的位置。 在周向位置对准单元41A中如图6所示，从照相机位置存储单元44中读取周向的位置偏移角度α、β，以摄像图像Ρ2的黑线D为基准来使摄像图像Pl和Ρ3的黑线D沿周向位置偏移与角度α、β相当的摄像次数，由此使用检测出的该黑线D的位置对周向的位置偏移进行位置对准，输出到重叠部分合成单元42。接着，在重叠部分合成单元42中如图7所示，使用包含在摄像图像Pl Ρ3的重叠部分Ql、Q2中的被称为凸脊的周期地形成的凸部15，来进行摄像图像Pl与摄像图像Ρ2 的图案匹配和摄像图像Ρ2与摄像图像Ρ3的图案匹配，对重叠部分Ql、Q2进行合成。接着，例如图8、图9所示，加工处理单元43从由重叠部分合成单元42合成的图像中例如消除黑线D，之后使胎中心Τ2、胎侧Tl的比胎侧Τ3突出的部分的图像移动至各自的另一端侧使得各图像的一端一致，由此加工处理成一个轮胎的合成图像ΡΡ。由该加工处理单元43进行加工处理而得到的合成图像PP被输出到好坏判断单元 47等，根据凹凸来判断是否存在通过轮胎T的成型而在轮胎内表面Ts产生的伤痕、成型不均等缺陷，在作为显示单元的监视器36中，在监视器上显示进行合成得到的合成图像ΡΡ， 并且将是否存在成型缺陷作为判断结果显示在监视器上。基于利用上述结构进行的检查，以由照相机11 13拍摄的图像中在同一时刻插入的作为标记的黑线D为基准，来对照相机11 13的周向的位置偏移进行位置对准，因此拍摄到的图像的合成精确度提高。实施方式2在实施方式1中，设为在由标记插入单元49插入作为标记的黑线D之后，将照相机11 13的摄像次数复位而再次对摄像次数进行重新计数，但是也可以设定为在插入黑线D时停止轮胎T的旋转。具体地说，设为以下结构即可标记插入单元49通过标记插入线74与激光发生器 21 23进行连接，并且通过临时停止信号线与马达驱动单元51进行连接，在激光发生器 21 23插入黑线D时，使轮胎T的旋转临时停止与一次摄像相应的时间。在这种情况下，关于各照相机11 13的摄像，只要在开始一次摄像之后摄像次数为轮胎一周的摄像次数加上一次摄像即可。此外，本方式中的摄像次数的计数以下那样进行。在拍摄中没有产生异常的情况下，以从摄像开始起的计数为轮胎一周的摄像次数加上一次摄像而结束计数。另外，在拍摄中产生异常的情况下，将产生异常的照相机的摄像次数的计数复位一次而再次重新计数，并且对后述的标记插入单元49输出黑线D的再次插入信号。由此，在摄像没有异常的照相机的摄像图像中，在一次拍摄过程中插入两条以上的黑线 D，因此将最后插入的黑线D的前一条被插入的黑线D之后的摄像次数设为有效，例如，在最后插入的黑线D的前一条被插入的黑线D之后的摄像次数到达轮胎一周的摄像次数加上一次摄像时结束拍摄。如图10 图12所示，对于通过上述结构由照相机11 13拍摄到的摄像图像 Pl P3进行如下处理即可，在以插入到各摄像图像Pl P3的黑线D为基准对周向的位置偏移进行位置对准之后，对摄像图像Pl P3进行图案匹配来对摄像图像进行合成，之后进行加工处理使其成为轮胎一周的合成图像PP。另外，根据本实施方式，在例如图13所示那样在拍摄过程中产生异常的情况下， 能够进行以下检查。此外，在该图中，A2表示轮胎一周的摄像次数加上一次摄像所需的摄像时间，Bl B3表示预处理时间。首先，在时刻t0，首个检查的第一个轮胎T旋转而由照相机11 13开始进行拍摄。这种情况下的摄像为首个检查的第一个轮胎的检查，因此同时开始对胎侧Tl、胎中心 T2、胎侧T3各自的部位进行拍摄。基于该摄像的开始，控制单元46开始对各照相机11 13各自的摄像次数分别进行计数。由各照相机11 13拍摄到的摄像数据依次被输出到预处理单元31 33，从预处理单元31 33向控制单元46输出各照相机11 13正在拍摄的报告信息。接着，在时刻tl，基于上述报告信息，标记插入单元49将标记插入信号输出到激光发生器21 23，以使狭缝光21a 23a同时熄灭与一次摄像相应的时间。由此，在各照相机11 13拍摄的图像中，拍摄为在同一时刻为漆黑的标记的图像，即黑线D。之后，例如在插入了黑线D的时刻tl之后的时刻El照相机11的拍摄产生异常的情况下，在本方式中照相机12与照相机13的摄像按照原样继续进行。在这种情况下，对于照相机11的摄像，需要从头开始拍摄，因此控制单元46进行计数使得拍摄产生异�：蟮纳阆翊问晌痔ヒ恢艿纳阆翊问由弦淮紊阆�。在时刻t2，由控制单元46进行的对照相机11的摄像次数的计数被重新计数，由此在控制单元46中，对标记插入单元49输出信号使得对照相机11 13进行拍摄得到的摄像图像Pl P3再次插入黑线D，标记插入单元49对激光发生器21 23输出标记插入信号，对照相机11 13的所有图像插入黑线D。基于再次插入该黑线D，对于照相机12与照相机13的摄像次数的计数，对摄像次数的计数进行修正使得在时刻tl插入黑线D以后的摄像次数为轮胎一周的摄像次数加上一次摄像。由此，利用第二次插入黑线D之后照相机12与照相机13拍摄到的摄像数据对各自在时刻to 时刻tl期间拍摄的与摄像时间F 5相应的摄像数据进行覆盖处理。然后， 当照相机12、13的摄像次数达到轮胎一周加上一次摄像的摄像次数时，由预处理单元32、 33分别进行摄像数据的预处理。接着，在时刻t3，当对胎侧Tl进行拍摄的照相机11的摄像次数达到轮胎一周加上一次摄像的摄像次数时，第一个轮胎T的摄像全部结束，由预处理单元31进行摄像数据的预处理。接着，在时刻t4，由于所有照相机11 13的摄像动作结束，因此将下一个进行检查的第二个轮胎T替换到旋转台53上，待机直到摄像开始为止。然后，在时刻t5，当由预处理单元31进行的第一个轮胎的胎侧T3的预处理经过预处理时间B3而结束时，预处理单元33向控制单元46输出预处理结束的报告信息，控制单元46基于该报告信息使第二个轮胎T旋转，并且使照相机13开始对第二个轮胎的胎侧T3进行拍摄，开始摄像次数的计数。当照相机13开始摄像而摄像数据被输出到预处理单元33 时，预处理单元33向控制单元46输出照相机13正在拍摄的报告信息。接着，当由预处理单元31进行的第一个轮胎的胎侧Tl的预处理经过预处理时间 Bl而结束时，预处理单元31向控制单元46输出预处理结束的报告信息，控制单元46使照相机11从旋转的轮胎T的任意位置起开始对第二个轮胎的胎侧Tl进行拍摄，开始摄像次数的计数。当照相机11开始摄像而摄像数据被输出到预处理单元31时，预处理单元31向控制单元46输出照相机11正在拍摄的报告信息。接着，当由预处理单元32进行的第一个轮胎的胎中心T2的预处理经过预处理时间B2而结束时，预处理单元32向控制单元46输出预处理结束的报告信息，控制单元46使照相机12从旋转的轮胎T的任意位置起开始对第二个轮胎的胎中心T2进行拍摄，开始摄像次数的计数。当照相机12开始摄像而摄像数据被输出到预处理单元32时，预处理单元 32向控制单元46输出照相机12正在拍摄的报告信息。该预处理单元32的报告信息被输入到控制单元46，由此向控制单元46报告已开始由所有照相机11 13对第二个轮胎T进行拍摄。接着，在时刻t6，基于上述报告信号，标记插入单元49将标记插入信号输出到激光发生器21 23，以使狭缝光21a 23a同时熄灭与一次摄像相应的时间。由此，在各照相机11 13拍摄的图像中，在同一时刻拍摄作为标记的黑线D。通过依次反复进行上述工序来进行检查，能够高效率地检查连续输送的轮胎T。通过设为上述结构，不存在以往在对胎侧Tl、T3进行拍摄的照相机11、13中存在的待机时间Cl、C2，通过使预处理的开始或者结束的时间产生时间差，胎侧Tl、T3、胎中心 T2各部位的进行预处理后的摄像图像的输出时刻逐渐偏移，因此能够避免从预处理单元 31 33向控制单元46输出的图像在传输时冲突，能够顺利地传输图像。另外，由于与实施方式1同样地以作为标记的黑线D为基准来在摄像图像之间进行位置对准，因此能够进行准确的位置对准。以上，如在实施方式1以及实施方式2中所说明的那样，根据本发明，在照相机 11 13所拍摄的摄像图像中在同一时刻插入作为标记的黑线D，由此能够分别控制照相机 11 13的摄像动作，因此例如能够减少由于摄像后的不同预处理时间的差而产生的摄像的待机时间C1、C2。另外，在对所有照相机11 13拍摄到的各摄像图像进行合成时，以摄像图像中的黑线D为基准对照相机的周向的位置偏移进行位置对准，以与照相机之间，即照相机11与照相机12之间、照相机12与照相机13之间的作为周向的相对位置偏移量的角度α、β相抵消，因此摄像图像Pl Ρ3的位置对准精确度提高。进一步，由于位置对准精确度提高， 而在摄像图像之间进行图案匹配时的匹配精确度也提高，因此结果是所合成的摄像图像的合成精确度提高，因此能够防止由图像合成引起的将合格品错误判断为次品的情况。此外，在上述说明中，设为控制单元46所具有的标记插入单元49使狭缝光2Ia 23a的照射临时停止与一次摄像相应的时间作为黑线D，来对由照相机11 13拍摄的摄像图像插入作为标记的黑线D，但是也可以不是黑线D而相反地提高亮度来进行照射以使与进行其它摄像的部分相比足够明亮。另外，也可以构成为不是实际上改变狭缝光21a 23a的亮度，而是通过预处理单元的处理来对照相机11 13输出到预处理单元31 33的图像插入同步的标记，进一步， 也可以通过追加其它结构来对图像插入作为噪声的标记。具体地说，也可以通过超声波发生器、紫外线发生器、高压发生器等来插入标记。进一步，标记也可以插入多个。另外，设为在摄像的同时旋转作为被检体的轮胎T，但是也可以设为在旋转台53 上替换轮胎T的同时使轮胎T旋转，在旋转的轮胎T的任意位置处开始拍摄。另外，在上述检查的摄像中，说明了以狭缝光的狭缝宽度Sl为基准来对轮胎一周的摄像次数进行计数的情况，但是也可以求出轮胎一周的长度，使用照相机的像素数来得到摄像次数。以上，说明了轮胎内表面检查，但是也可以是轮胎外表面检查，并且，也可以在其它检查中在对使用多个照相机拍摄到的图像进行合成处理的情况下应用本发明的方法。根据本发明，能够准确地对图像之间的位置对准进行合成，并且使多个作为摄像单元的照相机分别进行动作，因此能够高效率地进行检查。附图标记说明11、12、13 照相机；21,22,23 激光发生器；21a,22a,23a 狭缝光；31,32,33 预
处理单元；40 图像处理单元；41、41A 周向位置对准单元；42 重叠部分合成单元；43 力口工处理单元；44 照相机位置存储单元；46 控制单元；47 好坏判断单元；48 标记检测单元；49 标记插入单元；51 马达驱动单元；D 黑线；Pl P3 图像；T 轮胎；Tl、T3 胎侧； T2 胎中心；Ts 轮胎内表面。
权利要求
1.一种轮胎检查装置，具备多个摄像单元，该多个摄像单元被配置成在周向上位置相对偏移以拍摄被检查轮胎的周面，并且被设定为在上述被检查轮胎的宽度方向上摄像位置相互不同，该轮胎检查装置对由上述摄像单元得到的各摄像图像进行合成，该轮胎检查装置的特征在于，还具备标记插入单元，在上述轮胎相对于上述多个摄像单元沿周向旋转并且由所有摄像单元进行摄像动作时，该标记插入单元在同一时刻对所有摄像单元的摄像图像插入标记，上述轮胎检查装置在对所有摄像单元的各摄像图像进行合成时，使上述标记根据摄像单元之间的周向上的相对位置偏移量相应地偏移来进行合成。
2.根据权利要求1所述的轮胎检查装置，其特征在于，从摄像动作后的摄像数据处理动作结束的摄像单元起依次开始各摄像单元的摄像动作。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎检查装置，其特征在于，在针对各摄像单元分别不同的时刻开始各摄像单元的摄像动作。
4.根据权利要求1 3中的任一项所述的轮胎检查装置，其特征在于， 在由所有摄像单元进行的摄像动作结束之后进行被检查轮胎的更换。
5.根据权利要求1 4中的任一项所述的轮胎检查装置，其特征在于，上述标记插入单元包括使对各摄像单元的摄像位置进行照明的照明单元的亮度发生变化的结构。
6.根据权利要求1 4中的任一项所述的轮胎检查装置，其特征在于， 上述标记插入单元包括使各摄像单元的摄像图像中产生噪声的结构。
7.根据权利要求1 6中的任一项所述的轮胎检查装置，其特征在于， 由上述标记插入单元插入的标记包括多个标记。
8.根据权利要求1 7中的任一项所述的轮胎检查装置，其特征在于，上述摄像单元仅进行上述轮胎的周面的一周的拍摄和所插入的上述标记的拍摄。
9.根据权利要求1 8中的任一项所述的轮胎检查装置，其特征在于，上述多个摄像单元被设定为分别拍摄轮胎的周面的不同区域，并且拍摄相邻区域的摄像单元彼此以在拍摄的区域中具有相互重叠的部分的方式进行拍摄，上述轮胎检查装置对拍摄到的图像的重叠部分进行图案匹配来进行合成。
全文摘要
本发明为了提供一种能够在轮胎的例如内表面、外表面的外观检查中通过高效率地拍摄轮胎来缩短检查所需的处理时间并且高精确度地合成拍摄到的图像的轮胎检测装置，在对使用被配置成在周向上位置相对偏移并且被设定为在轮胎的宽度方向上摄像位置相互不同的多个照相机(11～13)拍摄得到的轮胎内周面的各摄像图像进行合成来进行检查的轮胎检查装置中，在轮胎相对于多个照相机(11～13)沿周向旋转并且所有照相机(11～13)进行摄像动作时，在同一时刻对所有照相机(11～13)的摄像图像插入标记，在对由所有照相机(11～13)拍摄到的摄像图像进行合成时，使用该标记作为各摄像图像的基准位置来对摄像图像进行位置对准使得与照相机(11～13)之间的周向上的相对位置偏移量相抵消后进行合成。
文档编号G01N21/952GK102460132SQ201080031750
公开日2012年5月16日 申请日期2010年5月13日 优先权日2009年5月13日
发明者藤泽佳孝 申请人:株式会社普利司通
专业数控铣床产品供应商
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