[發明專利]一種基于圖像識別的輪胎花紋二維海陸比計算的方法及其在輪胎花紋設計中應用

有效

• 申請號: 202010945217.5
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112115549B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 朱振華;王劍波;王建中;張敏;金基典;田穎;黃明新;郭磊磊
• 申請（專利權）人: 中策橡膠集團股份有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/17
• 代理公司: 杭州恒翌專利代理事務所(特殊普通合伙) 33298
• 代理人: 王從友

本發明涉及輪胎花紋設計領域，尤其涉及一種基于圖像識別的輪胎花紋二維海陸比計算的方法及其在輪胎花紋設計中應用。該方法先將輪胎花紋轉換成黑白的PNG格式圖片，通過識別PNG格式圖片的黑白像素，計算得到黑白像素的個數，從而計算得到總海陸比、在長度或則寬度方向上的等分海陸比等。該方法前處理只需對花紋塊進行填充，導出圖片即可，非常方便快捷，而且只需識別黑白像素，計算效率高，對于Python、VB等這類高級語言的程序也能進行快速計算，有效地提高了花紋開發人員的工作效率，縮短了新花紋的開發周期。

技術領域

本發明涉及輪胎花紋設計領域，尤其涉及一種基于圖像識別的輪胎花紋二維海陸比計算的方法及其在輪胎花紋設計中應用。

背景技術

海陸比是輪胎花紋最重要的設計參數之一，對輪胎花紋的舒適性、操控性、干濕地抓地力、雪地抓地力、使用壽命、花紋噪聲、滾阻、磨耗等性能都存在一定程度的相關性，是抓地力、花紋噪聲等性能仿真模型的計算參數之一。因此海陸比是花紋設計開發人員必須要考慮的參數。

傳統上在CAD軟件中計算海陸比參數，如果等分多份進行海陸比手工計算，勢必耗費大量的時間，影響開發效率，如果等分上百份甚至上千份，采用人工計算耗費時間是無法想象的。本發明提供了一種快速計算輪胎花紋海陸比的方法，前處理方便快捷，計算效率高，有效地提高了花紋開發人員的工作效率，縮短了新花紋的開發周期。

中國發明專利申請（公開號：CN108509673A?公開日：20180907）公開了一種基于圖像處理技術的胎面花紋分塊海陸比計算的方法，該方法首先將花紋圖處理成多個封閉塊，該封閉塊即為花紋塊，封閉快中只能包含直線段和圓弧，識別導出的DXF文件中由直線段和圓弧首尾連接而成的封閉區域，填充封閉區域再進行海陸比計算。前處理需要進行一定量裁切、延長等操作，而且不能包含直線段和圓弧以外的元素，例如多義線、合并后的線段等，需要進行仔細檢查，操作較為繁瑣，由于需要識別封閉區域，算法復雜，而且對于封閉區域內包含封閉的溝或鋼片無法識別，程序認為只要封閉區域就是花紋塊，導致這類花紋計算結果錯誤。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種基于圖像識別的輪胎花紋二維海陸比計算的方法，能夠對輪胎花紋海陸比進行快速計算。

為了實現上述的目的，本發明采用了以下的技術方案：

一種基于圖像識別的輪胎花紋二維海陸比計算的方法，該方法包括以下的步驟：

1）通過轉換獲得PNG格式輪胎花紋圖片；

2）PNG格式圖片除了花紋圖以外，四周留有空白，采用Matplotlib庫中的imread函數讀入該圖片，獲得圖片的像素矩陣，通過tolist函數將像素矩陣轉換成二維列表，該二維列表由0和1組成，四周全為1的像素為空白部分，通過程序去除空白部分，這樣用來計算的二維列表即為輪胎花紋的二維列表，其中0代表塊，1代表花紋溝或鋼片；

3）通過計算二維列表中值為0的個數總和與總像素個數的比值即為輪胎花紋的海陸比。

作為進一步改進，在DWG格式輪胎花紋圖，在AutoCAD中截取矩形的輪胎花紋，并對花紋塊進行黑色填充，對花紋溝或鋼片進行白色填充，導出BMP格式圖片，通過畫圖等軟件轉換為PNG格式圖片，或者直接截圖獲得。

作為進一步改進，該方法還包括在長度或則寬度方向上，對花紋進行等分，通過計算在每個等分塊中黑色值為0的像素個數與總像素個數比值即為每個分塊的海陸比。

作為進一步改進，該方法還包括以橫坐標為等分塊，縱坐標為海陸比，即可繪制得到局部等分塊海陸比的折線圖或柱狀圖。

作為進一步改進，由于二維列表以像素點個數為單位，等分數要求在長度或則寬度方向上等分數不能超過各自方向上的像素總數，等分數由分析人員選擇，或由性能計算模型確定。

作為進一步改進，每個分塊的海陸比按以下的方法進行計算：