[發明專利]基于線激光和單臺相機的輪胎檢測裝置及其檢測方法

無效

• 申請號: 200910266592.0
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN101762241A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 韓毅;吳海偉;張瓊;李玲潔;毛英慧;李山虎;施曉芬;晏國強;趙晨
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明涉及一種輪胎檢測裝置，特別是一種基于線激光和單臺相機的輪胎檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

據統計，大約有6％的交通事故是由輪胎引起的，而其中又有85％是由于輪胎氣壓不足造成的。21世紀汽車輪胎的發展主題將是人性化，其內涵包括智能便利、綠色安全。輪胎生產商正要求其輪胎檢測系統具備更高的測試精度和速度及更強大的數據處理能力。對于高品質和高安全性輪胎，則要求檢測其高速轉動時表面細小的缺陷。

對輪胎的檢測的傳統方法是進行接觸式的檢測，但是檢測精度受到限制，高精密的檢測都受到檢測設備成本的限制，同時檢測速度慢，數據處理能力差。隨著計算機、光學和光電子技術的發展，新的三維檢測方法不斷涌現，采用光學技術獲取被檢測物體三維信息的方法是當前發展極為迅速的一個領域。光學三維輪廓檢測由于其非接觸性、高精度與高分辨率、檢測速度快、自動化程度高，在CAD/CAE、在線檢測與質量保證、多媒體技術、醫療診斷、機器視覺、反求工程等領域得到日益廣泛的應用，被公認為是最有前途的三維輪廓測量方法，更是現在研究的熱點之一。

發明內容

為了避免現有技術的缺陷或不足，本發明的目的在于提供一種基于線激光和單臺相機的輪胎檢測裝置，本發明利用線激光在一定的角度照射輪胎表面，并用相機對它進行拍攝，將所得圖像傳到計算機，再利用步進電機控制輪胎的旋轉，得到輪胎不同位置的圖像和每幅圖像所處的位置角度等，計算機根據上述圖像和角度數據進行輪胎的三維圖像重建，得到輪胎的輪廓圖形和相關數據，克服了現有技術存在的檢測精度低、監測速度慢、數據處理能力差的問題，投資費用少、檢測精度較高、體積小、能夠實時處理。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案予以實現：

一種基于線激光和單臺相機的輪胎檢測裝置，其特征在于，由以下單元組成：

線激光器，用來產生照射輪胎表面的線激光；

相機，用來實時拍攝被線激光照射的輪胎表面，將拍攝到的圖像傳給計算機；

單片機，用來輸出控制信號給驅動電路，利用驅動電路來驅動控制步進電機的轉動；接收驅動電路發送的步進電機的角度、轉速數據，接收計算機輸出的控制指令，根據控制指令將角度、轉速數據傳給計算機；

驅動電路，用來接收單片機傳來的控制信號，根據控制信號驅動步進電機轉動；將步進電機傳來的角度、轉速數據傳給單片機；

步進電機，用來接收驅動電路傳來的驅動控制信號，根據驅動控制信號控制輪胎的轉動，并將角度、轉速數據傳給驅動電路；

計算機，用來接收并存儲從相機得到的輪胎圖像，并與單片機通信；向單片機發送控制指令，接收單片機傳送的步進電機的角度、轉速數據，根據角度、轉速數據，利用三維重建軟件對輪胎進行三維重建。

上述單元中，相機與計算機相連接；步進電機和單片機通過驅動電路連接；單片機與計算機相連接；

本發明的基于線激光和相機的輪胎檢測裝置還包括如下其他特征：

所述的相機采用攝像機、數碼相機或CMOS攝像頭；

所述的步進電機采用閉環回路控制，該閉環回路中的步進電機通過位置傳感器與單片機相連接；

所述的線激光器采用小型線激光器；

所述步進電機采用兩相混合式步進電機；

所述的計算機和單片機之間的通信采用MAX232串口通信電路；

所述的驅動電路采用2803A芯片。

上述基于線激光和相機的輪胎檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟：

步驟1，對相機參數、OpenGL、串口通信初始化；

步驟2，打開線激光器照射輪胎，相機采集輪胎圖像，單片機從驅動電路得到步進電機的角度和轉速；相機將圖像傳送到計算機，單片機將角度、轉速數據傳送到計算機；

步驟3，單片機向驅動電路發出控制信號，驅動電路驅動步進電機轉動一個角度；

步驟4，相機采集另外一幀圖像，將該圖像和角度、速度信息傳到計算機；

步驟5，計算機利用基于OpenGL技術的三維重構軟件對采集到的角度、轉速數據和圖像信息計算三維信息并保存；

步驟6，計算機判斷所采集到得圖像是否達到指定的幀數，若不夠，則返回步驟3，若幀數已足夠，則執行步驟7；

步驟7，計算機利用OpenGL進行三維重構，顯示最終結果，測試結束。

上述方法還包括如下特征：步驟2中線激光器照射輪胎是從水平方向上對輪胎進行照射；步驟7)中進行三維重構包括采用三角測量法對輪胎圖像進行處理。

本發明具有以下優點：