JP6536230B2 - タイヤ形状解析装置、タイヤ形状解析方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ形状解析装置、タイヤ形状解析方法に関する。

タイヤの表面に貼付した模様パターンを撮影し、模様パターンを含む画像を解析してタイヤの三次元形状を測定する方法がある。特許文献１には、タイヤの表面に格子模様のパターンを貼付し、異なる場所からそれぞれ撮影して得た画像を解析して格子面の各点の位置を求め、タイヤの形状を測定する技術が開示されている。

特開平１０−３８５３３号公報

特許文献１では、画像を解析する際、模様パターンを含む領域全体を解析の単位としている。このため、模様パターンを含む領域にサイプなどの切れ目があり、貼付されている模様パターンにも切れ目がある。この切れ目を跨いで周辺画素の情報を参照して解析を行うと、切れ目の影響を受けて解析の精度が低下することがある。そのような場合、良好な解析結果が得られない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は模様パターンを含む領域にサイプなどの切れ目があっても良好な解析結果を得ることのできるタイヤ形状解析装置、タイヤ形状解析方法を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様によるタイヤ形状解析装置は、タイヤ表面に形成された模様パターンを含む領域を撮影した撮影画像に基づいて前記模様パターンの領域内の線である分割線を生成する分割線生成部と、前記分割線生成部が生成した前記分割線に基づいて、前記撮影画像の前記模様パターンの領域を分割する模様パターン領域分割部と、前記模様パターン領域分割部が分割した前記模様パターンの領域をそれぞれ解析し、解析結果を合成する解析部とを含み、前記分割線生成部は、前記模様パターンが切れ目を含む場合、前記切れ目に沿って分割線を生成し、前記模様パターンが切れ目を含まない場合、１つ以上の分割線を生成する。模様パターン領域を分割して解析し、解析結果を合成することにより、模様パターンを含む領域にサイプなどの切れ目があっても良好な解析結果が得られる。

前記分割線生成部は、タイヤ表面に形成された両端が開放している溝に対応する、前記模様パターンの切れ目については、前記溝に沿って分割線を生成することが好ましい。このように領域の分割を行うことにより、良好な解析結果が得られる。

前記撮影画像に含まれるタイヤ表面と前記模様パターンの切れ目との境目又は前記模様パターン間の継ぎ目を境界線として抽出する境界線抽出部をさらに含み、前記分割線生成部は、前記境界線抽出部によって抽出された前記境界線上の少なくとも１点を通る線を前記分割線として生成することが好ましい。このように領域の分割を行うことにより、良好な解析結果が得られる。

前記模様パターン領域分割部は、前記模様パターン間の継ぎ目を前記分割線として生成する場合を除き、分割した領域の全ての画像のうちの少なくとも２つに、同一の模様パターンが含まれる共通解析領域を前記分割線の近傍に付加して前記模様パターンの領域を分割し、前記解析部は、前記共通解析領域が付加された前記模様パターンの領域をそれぞれ解析し、解析結果を合成することが好ましい。このように領域の分割を行うことにより、良好な解析結果が得られる。

タイヤ表面に形成された両端が開放している溝に対応する、前記模様パターンの切れ目については、前記共通解析領域を付加せずに、前記切れ目に沿って分割を行うことが好ましい。このように領域の分割を行うことにより、良好な解析結果が得られる。

本発明の一態様によるタイヤ形状解析方法は、タイヤ表面に形成された模様パターンを含む領域を撮影した撮影画像に基づいて模様パターンが切れ目を含むか否か判定するステップと、前記模様パターンが切れ目を含むと判定した場合、前記切れ目に沿って前記模様パターンの領域内の線である分割線を生成し、前記模様パターンが切れ目を含まないと判定した場合、１つ以上の分割線を生成するステップと、生成された前記分割線に基づいて、前記撮影画像の前記模様パターンの領域を分割するステップと、分割された前記模様パターンの領域をそれぞれ解析し、解析結果を合成するステップとを含む。模様パターン領域を分割して解析し、解析結果を合成することにより、模様パターンを含む領域にサイプなどの切れ目があっても良好な解析結果が得られる。

タイヤ形状解析装置、タイヤ形状解析方法は、態様の１つにおいて、模様パターンを含む領域にサイプなどの切れ目があっても良好な解析結果を得ることができる。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかるタイヤ形状解析方法を示すフローチャートである。 図２は、解析処理の例を示すフローチャートである。 図３は、第１の実施形態によるタイヤ形状解析装置の機能の例を示すブロック図である。 図４は、模様パターンが形成されたタイヤを撮影した撮影画像の例を示す図である。 図５Ａは、境界線の抽出の一例を説明する図である。 図５Ｂは、分割線の生成を説明する図である。 図５Ｃは、分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図５Ｄは、分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図５Ｅは、分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図６Ａは、分割線に沿って分割した各領域についてそれぞれ解析処理を行った後、解析処理の結果を合成した例を示す図である。 図６Ｂは、タイヤ表面の変位の定義を示す図である。 図６Ｃは、領域を分割して解析処理を行った場合と分割せずに領域について一体として解析処理を行った場合とについてのタイヤ幅方向の変位を示す図である。 図７は、分割線の生成の他の例を説明する図である。 図８Ａは、図７に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図８Ｂは、図７に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図８Ｃは、図７に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図８Ｄは、図７に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図９は、分割線の生成の他の例を説明する図である。 図１０Ａは、図９に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図１０Ｂは、図９に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図１０Ｃは、図９に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図１０Ｄは、図９に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図１０Ｅは、図９に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図１０Ｆは、図９に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図１１は、分割線の生成の他の例を説明する図である。 図１２Ａは、図１１に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図１２Ｂは、図１１に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図１３は、分割線の生成の他の例を説明する図である。 図１４Ａは、図１３に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図１４Ｂは、図１３に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図１４Ｃは、図１３に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図１５は、分割線の生成の他の例を説明する図である。 図１６Ａは、図１５に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図１６Ｂは、図１５に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図１６Ｃは、図１５に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。 図１７は、タイヤ表面に切れ目が無い場合における分割線の生成の例を説明する図である。 図１８Ａは、生成した分割線に沿って画像を分割する処理を説明する図である。 図１８Ｂは、生成した分割線に沿って画像を分割する処理を説明する図である。 図１８Ｃは、生成した分割線に沿って画像を分割する処理を説明する図である。 図１９は、第２の実施形態における分割線の生成を説明する図である。 図２０Ａは、生成した分割線に沿って画像を分割する処理を説明する図である。 図２０Ｂは、生成した分割線に沿って画像を分割する処理を説明する図である。 図２０Ｃは、生成した分割線に沿って画像を分割する処理を説明する図である。 図２１Ａは、フーリエ変換法による位相解析において、共通解析領域とすべき領域を説明する図である。 図２１Ｂは、フーリエ変換法による位相解析において、共通解析領域とすべき領域を説明する図である。 図２１Ｃは、フーリエ変換法による位相解析において、共通解析領域とすべき領域を説明する図である。 図２２Ａは、フーリエ変換法による位相解析において、共通解析領域とすべき領域を説明する図である。 図２２Ｂは、フーリエ変換法による位相解析において、共通解析領域とすべき領域を説明する図である。 図２２Ｃは、フーリエ変換法による位相解析において、共通解析領域とすべき領域を説明する図である。 図２３Ａは、両端が主溝に貫通したサイプすなわち両側開放サイプを有する領域について分割線を生成する場合の処理の例を示す図である。 図２３Ｂは、両端が主溝に貫通したサイプすなわち両側開放サイプを有する領域について分割線を生成する場合の処理の例を示す図である。 図２３Ｃは、両端が主溝に貫通したサイプすなわち両側開放サイプを有する領域について分割線を生成する場合の処理の例を示す図である。 図２３Ｄは、両端が主溝に貫通したサイプすなわち両側開放サイプを有する領域について分割線を生成する場合の処理の例を示す図である。 図２４Ａは、両側開放サイプ以外のサイプを有する領域について分割線を生成する場合の処理の例を示す図である。 図２４Ｂは、両側開放サイプ以外のサイプを有する領域について分割線を生成する場合の処理の例を示す図である。 図２４Ｃは、両側開放サイプ以外のサイプを有する領域について分割線を生成する場合の処理の例を示す図である。 図２４Ｄは、両側開放サイプ以外のサイプを有する領域について分割線を生成する場合の処理の例を示す図である。 図２４Ｅは、両側開放サイプ以外のサイプを有する領域について分割線を生成する場合の処理の例を示す図である。 図２４Ｆは、両側開放サイプ以外のサイプを有する領域について分割線を生成する場合の処理の例を示す図である。 図２５は、タイヤ形状解析方法を採用したタイヤ解析システムの例を示す図である。 図２６は、図２５に示したタイヤ解析システムのタイヤ測定装置の機能を示すブロック図である。 図２７は、他のタイヤ形状解析方法を採用したタイヤ解析システムの構成図である。

以下、本発明について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者に自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかるタイヤ形状解析方法を示すフローチャートである。図１に示すように、第１の実施形態にかかるタイヤ形状解析方法は、最初に、所定の位置にタイヤをセットする（ステップＳ１）。次に、タイヤの表面に、模様パターンを形成する（ステップＳ２）。形成された模様パターンを含む領域を撮影する（ステップＳ３）。撮影した画像を解析する解析処理を行う（ステップＳ４）。

図２は、図１のステップＳ４の解析処理の例を示すフローチャートである。図２に示すように、解析処理は、まず、画像において、模様パターンの領域内に切れ目があるか否か判定する（ステップＳ４１）。ステップＳ４１の判定の結果、模様パターンが切れ目を含むと判定した場合（ステップＳ４１においてＹｅｓ）、その切れ目に沿った境界線を抽出する（ステップＳ４２）。そして、抽出した境界線上の点を通る分割線を生成する（ステップＳ４３）。

次に、生成した分割線に基づいて模様パターンの領域を分割する（ステップＳ４４）。そして、分割した各領域について、それぞれ解析を行う（ステップＳ４５）。解析は、形状解析手法であるフーリエ変換法、サンプリングモアレ法、デジタル画像相関法などによって行う。各領域についての解析結果を合成する（ステップＳ４６）。

なお、ステップＳ４１の判定の結果、模様パターンが切れ目を含まないと判定した場合（ステップＳ４１においてＮｏ）、分割線を少なくとも１つ生成する（ステップＳ４７）。そして、生成した分割線に基づいて模様パターンの領域を分割する（ステップＳ４４）。その後は、上記と同様に、分割した各領域についてそれぞれ解析を行い（ステップＳ４５）、各領域についての解析結果を合成する（ステップＳ４６）。

（画像の解析）
図３は、第１の実施形態によるタイヤ形状解析装置の機能の例を示すブロック図である。図３に示すように、第１の実施形態によるタイヤ形状解析装置４は、切れ目判定部４０と、境界線抽出部４１と、分割線生成部４２と、模様パターン領域分割部４３と、解析部４４とを含む。切れ目判定部４０は、模様パターンを含む領域を撮影した撮影画像に基づいて模様パターンが切れ目を含むか否か判定する。境界線抽出部４１は、タイヤ表面に形成された模様パターンを含む領域を撮影した撮影画像において、模様パターンの切れ目に沿った境界線を抽出する。分割線生成部４２は、境界線上の１点を通り、模様パターンの領域内の線である分割線を生成する。なお、撮影画像に含まれ、かつ、予め定められた長さ以上の切れ目に沿って分割線を生成してもよい。

模様パターン領域分割部４３は、分割線生成部４２が生成した分割線に基づいて、撮影画像の模様パターンの領域を分割する。なお、分割線を入力するための操作部を追加し、操作部の操作によって入力される分割線に基づいて、撮影画像の模様パターンの領域を分割してもよい。

解析部４４は、模様パターン領域分割部４３が分割した模様パターンの領域をそれぞれ解析し、解析結果を合成する。解析部４４による画像の解析は、形状解析手法であるフーリエ変換法、サンプリングモアレ法、デジタル画像相関法などによって行う。これらの解析手法を用いて変位の基準と対比となる三次元形状を求め、タイヤ表面の変位コンター図を出力する。変位コンター図は、模様パターン領域を分割した枚数だけ得られる。これらのコンター図を１つのコンター図に統合することによって、解析結果を合成する。具体的には、分割した領域の画像についてのそれぞれの解析の結果から変位データを読込み、統合化用コンター図に代入することによって、解析結果を合成する。２つのコンター図を合成する際、格子の周期位置を合わせつつ合成する。なお、分割した領域の画像での三次元形状を統合化用コンター図に代入し、変位の基準と対比の三次元形状を統合化する形で予め出力してから、変位コンター図を求めても良い。以下、同様の方法によって解析結果を合成して変位を算出する。

（処理の例）
図４は、模様パターンが形成されたタイヤを撮影した撮影画像の例を示す図である。図４に示す画像Ｇ１は、模様パターンを含む領域Ｒ１を撮影した画像である。領域Ｒ１は、切れ目Ｋ１及びＫ２を含む。切れ目Ｋ１及びＫ２は、例えば、サイプである。サイプは、タイヤの接地時に塞がる溝である。なお、図４において、破線Ｈ１及びＨ２は、主溝との境界を示す。主溝は、例えば周方向に連続して形成された溝である。

図５Ａは、境界線の抽出の一例を説明する図である。図５Ａは、一端が主溝に貫通し、かつ他端が主溝に貫通せずに閉塞されたサイプを有する領域を撮影した画像を示す。本例では、図５Ａに示すように、切れ目Ｋ１、Ｋ２が存在する。このため、図２のステップＳ４１の判定によってステップＳ４２に移行し、ステップＳ４２の境界線を抽出する処理が行われる。境界線を抽出する処理では、境界線抽出部４１が、切れ目Ｋ１、Ｋ２に沿った境界線ＫＹ１、ＫＹ２を抽出する。境界線ＫＹ１、ＫＹ２の抽出には、画像処理を利用することができる。例えば、サイプなどによる単純な切れ目については、撮影した画像について二値化処理し、エッジを抽出することによって境界線を抽出できる。その他、目視でマーカを複数設定し、そのマーカ間を直線で結ぶことで境界線を生成してもよい。目視でマーカを設定することにより、あらゆる形状や仕様のブロックについて、境界線を抽出することができる。ここで、境界線ＫＹ１は点ＰＴ１を含む。また、境界線ＫＹ２は点ＰＴ２を含む。

図５Ｂは、分割線の生成を説明する図である。分割線は、模様パターンの領域内の線である。

図５Ｂに示すように、分割線生成部４２は、本例では、２つの分割線Ｄ１、Ｄ２を生成する。分割線Ｄ１は点ＰＴ１を通る線である。分割線Ｄ２は点ＰＴ２を通る線である。２つの分割線Ｄ１、Ｄ２により、領域Ｒ１は３つの領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３に分割される。なお、分割線Ｄ１、Ｄ２は、直線に限らず、曲線や折れ線であってもよい。以降の説明においても同様である。

図５Ｃから図５Ｅは、分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。分割線に沿って分割する処理は、模様パターンの外の領域と切れ目との少なくとも一方と、分割線とで囲まれた領域をそれぞれ残すように領域を分ける処理である。

図５Ｃに示す画像Ｇ２Ａは、領域Ｒ１１を含む。画像Ｇ２Ａは、図５Ｂにおいて、領域Ｒ１１以外の模様パターンの部分を消去することによって得られる。領域Ｒ１１以外の模様パターンの部分の消去は、例えば、タイヤの色である黒色もしくはそれに近い輝度値に設定し、領域Ｒ１１以外の部分を塗りつぶすことによって行うことができる。

図５Ｄに示す画像Ｇ２Ｂは、領域Ｒ１２を含む。画像Ｇ２Ｂは、画像Ｇ２Ａの場合と同様に、図５Ｂにおいて、領域Ｒ１２以外の模様パターンの部分を消去することによって得られる。図５Ｅに示す画像Ｇ２Ｃは、領域Ｒ１３を含む。画像Ｇ２Ｃは、画像Ｇ２Ａの場合と同様に、図５Ｂにおいて、領域Ｒ１３以外の模様パターンの部分を消去することによって得られる。

図５Ｃから図５Ｅに示す、画像Ｇ２Ａの領域Ｒ１１、画像Ｇ２Ｂの領域Ｒ１２、画像Ｇ２Ｃの領域Ｒ１３を、解析処理の単位とする。このように、分割線に沿って分割された領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３について、解析部４４による解析処理を行い、処理の結果を合成する。図６Ａは、分割線に沿って分割した各領域Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３についてそれぞれ解析処理を行った後、解析処理の結果を合成した例を示す図である。図６Ａに示すように、タイヤ表面の変位の解析結果が得られる。

図６Ｂは、タイヤ表面の変位の定義を示す図である。図６Ｂに示すように、画像Ｇ１に含まれる領域Ｒ１の下から上に向かう方向がタイヤ幅方向の変位、左から右に向かう方向がタイヤ周方向の変位、図面奥から手前に向かう方向がタイヤ径方向の変位である。図６Ｂに示すように、領域Ｒ１には、サイプによる切れ目Ｋ１及びＫ２が存在する。切れ目Ｋ１及びＫ２は、共に、一端が主溝に貫通し、かつ他端が主溝に貫通せずに閉塞されたサイプである。ここで、領域Ｒ１において、切れ目Ｋ２の閉塞された他端の近傍を通るラインＬ１について解析処理を行うと、切れ目Ｋ２による不連続なデータを取り込む演算が行われ、解析処理の結果は切れ目Ｋ２の影響を受ける。

これに対し、図５Ａから図５Ｅを参照して説明したように、領域Ｒ１を分割線に沿って分割した各領域Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３について解析処理を行い、解析結果を合成することにより、解析処理の結果は切れ目Ｋ２の影響を受けることはない。

図６Ｃは、領域Ｒ１を分割して解析処理を行った場合と分割せずに領域Ｒ１について一体として解析処理を行った場合とについてのラインＬ１におけるタイヤ幅方向の変位の解析結果を示す図である。図６Ｃは、模様パターンの格子の周期位置［°］に対する、タイヤ幅方向の変位［ｍｍ］を示す。分割せずに領域Ｒ１について一体として解析処理を行った場合、図６Ｃに破線Ｃ１で示すように、タイヤ幅方向の変位に急激な変化が現われ、解析の精度が低下することがわかる。これに対し、領域Ｒ１を分割して解析処理を行い、解析結果を合成した場合、図６Ｃに実線で示すように、タイヤ幅方向の変位に急激な変化が現われることはなく、解析の精度を維持することができる。したがって、領域Ｒ１を分割した各領域Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３について解析処理を行い、解析結果を合成することにより、領域の切れ目の影響を受けないため、図６Ａに示すように良好な解析結果が得られる。

図７は、分割線の生成の他の例を説明する図である。図７は、両端が主溝に貫通したサイプを有する領域を撮影した画像を示す。本例では、図７に示すように、サイプによる切れ目が存在するため、図２のステップＳ４１の判定によってステップＳ４２に移行し、ステップＳ４２の境界線を抽出する処理が行われる。境界線を抽出する処理では、境界線抽出部４１が、図５Ａを参照して説明した処理と同様の処理により、境界線（図示せず）を抽出する。その後、図７に示すように、分割線生成部４２が、画像Ｇ３に含まれる領域Ｒ２について、点ＰＴ３を通る分割線Ｄ３、点ＰＴ４を通る分割線Ｄ４、点ＰＴ５を通る分割線Ｄ５を生成する。

図８Ａから図８Ｄは、図７に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。図８Ａに示す画像Ｇ４Ａは、領域Ｒ２１を含む。図８Ｂに示す画像Ｇ４Ｂは、領域Ｒ２２を含む。図８Ｃに示す画像Ｇ４Ｃは、領域Ｒ２３を含む。図８Ｄに示す画像Ｇ４Ｄは、領域Ｒ２４を含む。

領域Ｒ２を分割した各領域Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３及びＲ２４について解析処理を行い、解析結果を合成することにより、領域の切れ目の影響を受けないため、良好な解析結果が得られる。

図９は、分割線の生成の他の例を説明する図である。図９は、両端が貫通せずに閉塞されたサイプを有する領域を撮影した画像を示す。図９に示すように、撮影部が撮影した画像Ｇ５には領域Ｒ３が含まれる。本例では、図９に示すように、サイプによる切れ目が存在するため、図２のステップＳ４１の判定によってステップＳ４２に移行し、ステップＳ４２の境界線を抽出する処理が行われる。境界線を抽出する処理では、境界線抽出部４１が、図５Ａを参照して説明した処理と同様の処理により、境界線（図示せず）を抽出する。その後、図９に示すように分割線生成部４２が画像Ｇ５に含まれる領域Ｒ３について、点ＰＴ６１を通る分割線Ｄ６１、点ＰＴ６２を通る分割線Ｄ６２、点ＰＴ６３を通る分割線Ｄ６３、点ＰＴ６４を通る分割線Ｄ６４、点ＰＴ６５を通る分割線Ｄ６５、点ＰＴ６６を通る分割線Ｄ６６、点ＰＴ６７を通る分割線Ｄ６７、点ＰＴ６８を通る分割線Ｄ６８、点ＰＴ６９を通る分割線Ｄ６９、点ＰＴ７０を通る分割線Ｄ７０を生成する。領域Ｒ３は、これらの分割線Ｄ６１からＤ７０によって、６つの領域Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４、Ｒ３５、Ｒ３６に分割される。

図１０Ａから図１０Ｆは、図９に示す分割線に沿って分割された画像の例を示す図である。図１０Ａに示す画像Ｇ６Ａは領域Ｒ３１を含む。図１０Ｂに示す画像Ｇ６Ｂは領域Ｒ３２を含む。図１０Ｃに示す画像Ｇ６Ｃは領域Ｒ３３を含む。図１０Ｄに示す画像Ｇ６Ｄは領域Ｒ３４を含む。図１０Ｅに示す画像Ｇ６Ｅは領域Ｒ３５を含む。図１０Ｆに示す画像Ｇ６Ｆは領域Ｒ３６を含む。

領域Ｒ３を分割した各領域Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４、Ｒ３５及びＲ３６について解析処理を行い、解析結果を合成することにより、領域の切れ目の影響を受けないため、良好な解析結果が得られる。

図１１は、分割線の生成の他の例を説明する図である。図１１は、例えば、サブ溝を有する領域を解析の対象とする場合を示す。図１１に示すように、撮影部が撮影した画像Ｇ７には領域Ｒ４が含まれる。図１１に示す領域Ｒ４は、サブ溝ＳＭＺを有する。本例では、図１１に示すように、サブ溝ＳＭＺによる切れ目が存在するため、図２のステップＳ４１の判定によってステップＳ４２に移行し、ステップＳ４２の境界線を抽出する処理が行われる。

境界線を抽出する処理では、境界線抽出部４１が、図５Ａを参照して説明した処理と同様の処理により、境界線（図示せず）を抽出する。その後、図１１に示すように、分割線生成部４２が、画像Ｇ７に含まれる領域Ｒ４について、点ＰＴ６を通る分割線Ｄ６を生成する。分割線生成部４２は、点ＰＴ６から、画像の格子の延在方向に沿って線を延ばすことによって、分割線Ｄ６を生成する。領域Ｒ４は、この分割線Ｄ６によって、２つの領域Ｒ４１、Ｒ４２に分割される。

図１２Ａ及び図１２Ｂは、図１１に示す分割線Ｄ６に沿って分割された画像の例を示す図である。図１２Ａに示す画像Ｇ８Ａは領域Ｒ４１を含む。図１２Ｂに示す画像Ｇ８Ｂは領域Ｒ４２を含む。

領域Ｒ４を分割した各領域Ｒ４１及びＲ４２について解析処理を行い、解析結果を合成することにより、領域の切れ目の影響を受けないため、良好な解析結果が得られる。

図１３は、分割線の生成の他の例を説明する図である。図１３は、例えばタイヤのサイドウォールを切欠くことによって形成されたロゴを解析の対象とする場合を示す。図１３に示す領域Ｒ５は、ロゴＬＧを有する。本例では、ロゴＬＧは、アルファベットの「Ｎ」である。ロゴＬＧの「Ｎ」は、格子による略矩形の模様に、略三角形の切り欠き状の切れ目Ｋ３及びＫ４が存在することによって構成されていると考えることができる。切れ目Ｋ３、Ｋ４が存在するため、本例では、図２のステップＳ４１の判定によってステップＳ４２に移行し、ステップＳ４２の境界線を抽出する処理が行われる。

境界線を抽出する処理では、境界線抽出部４１が、図５Ａを参照して説明した処理と同様の処理により、境界線抽出部４１が切れ目Ｋ３、Ｋ４に沿った境界線（図示せず）を抽出する。その後、図１３に示すように、分割線生成部４２が、画像Ｇ９に含まれる領域Ｒ５について、切れ目Ｋ３に沿って抽出した境界線に含まれる点ＰＴ７及び切れ目Ｋ４に沿って抽出した境界線に含まれる点ＰＴ８を決定する。点ＰＴ７及び点ＰＴ８は、ロゴＬＧの「Ｎ」の折れ目の内側の角に位置する。点ＰＴ７は、切れ目Ｋ３の最大幅ＫＭ３を三角形の底辺とした場合の頂角の位置の点である。点ＰＴ８は、切れ目Ｋ４の最大幅ＫＭ４を三角形の底辺とした場合の頂角の位置の点である。

分割線生成部４２は、点ＰＴ７を通る分割線Ｄ７と、点ＰＴ８を通る分割線Ｄ８とを生成する。本例では、分割線生成部４２は、点ＰＴ７から、画像の格子の延在方向に沿って線を延ばすことによって、分割線Ｄ７を生成する。また、本例では、分割線生成部４２は、点ＰＴ８から、画像の格子の延在方向に沿って線を延ばすことによって、分割線Ｄ８を生成する。領域Ｒ５は、これらの分割線Ｄ７及びＤ８によって、３つの領域Ｒ５１、Ｒ５２及びＲ５３に分割される。

図１４Ａから図１４Ｃは、図１３に示す分割線Ｄ７及びＤ８に沿って分割された画像の例を示す図である。図１４Ａに示す画像Ｇ１０Ａは領域Ｒ５１を含む。図１４Ｂに示す画像Ｇ１０Ｂは領域Ｒ５２を含む。図１４Ｃに示す画像Ｇ１０Ｃは領域Ｒ５３を含む。

領域Ｒ５を分割した各領域Ｒ５１、Ｒ５２及びＲ５３について解析処理を行い、解析結果を合成することにより、領域の切れ目の影響を受けないため、良好な解析結果が得られる。

図１５は、分割線の生成の他の例を説明する図である。図１５に示すように、撮影部が撮影した画像Ｇ１１には領域Ｒ６が含まれる。本例では、図１５に示すように、模様パターンの継ぎ目による模様の切れ目が存在するため、図２のステップＳ４１の判定によってステップＳ４２に移行し、ステップＳ４２の境界線を抽出する処理が行われる。境界線を抽出する処理では、境界線抽出部４１が、図５Ａを参照して説明した処理と同様の処理により、境界線（図示せず）を抽出する。境界線抽出部４１は、模様パターン同士の境、すなわち模様パターンの継ぎ目が明確である場合、継ぎ目に沿って境界線を抽出する。その後、図１５に示すように、分割線生成部４２が、画像Ｇ１１に含まれる領域Ｒ６について、継ぎ目に沿って抽出した境界線に含まれる点ＰＴ９及び点ＰＴ１０を決定する。点ＰＴ９及び点ＰＴ１０は、模様パターンの継ぎ目の端部の点である。分割線生成部４２は、点ＰＴ９を通る分割線Ｄ９１と、点ＰＴ１０を通る分割線Ｄ９２とを生成する。本例では、分割線生成部４２は、点ＰＴ９から、模様パターンの継ぎ目に沿って線を延ばすことによって、分割線Ｄ９１を生成する。また、本例では、分割線生成部４２は、点ＰＴ１０から、模様パターンの継ぎ目に沿って線を延ばすことによって、分割線Ｄ９２を生成する。領域Ｒ６は、これらの分割線Ｄ９１及びＤ９２によって、３つの領域Ｒ６１、Ｒ６２及びＲ６３に分割される。分割線Ｄ９１及びＤ９２は、模様パターンの継ぎ目を通る。領域Ｒ６１、Ｒ６２及びＲ６３のように、模様パターンの継ぎ目が曲線になっている場合に、分割線Ｄ９１及びＤ９２を折れ線にしてもよい。

図１６Ａから図１６Ｃは、図１５に示す分割線Ｄ９１及びＤ９２に沿って分割された画像の例を示す図である。図１６Ａに示す画像Ｇ１２Ａは領域Ｒ６１を含む。図１６Ｂに示す画像Ｇ１２Ｂは領域Ｒ６２を含む。図１６Ｃに示す画像Ｇ１２Ｃは領域Ｒ６３を含む。

領域Ｒ６を分割した各領域Ｒ６１、Ｒ６２及びＲ６３について解析処理を行い、解析結果を合成することにより、領域の切れ目の影響を受けないため、良好な解析結果が得られる。

図１７は、タイヤ表面に切れ目が無い場合における分割線の生成の例を説明する図である。図１７に示すように、撮影部が撮影した画像Ｇ１３には領域Ｒ７が含まれる。領域Ｒ７には切れ目が無い。このため、本例では、図２のステップＳ４１の判定によってステップＳ４７に移行し、分割線生成部４２が、分割線を生成する。つまり、切れ目が無い場合、ステップＳ４２の境界線を抽出する処理は行わず、境界線を抽出せずに、分割線生成部４２は分割線を生成する。

図１８Ａから図１８Ｃは、生成した分割線に沿って画像を分割する処理を説明する図である。図１８Ａに示すように、分割線生成部４２が、領域Ｒ７に分割線Ｄ１０を生成する。分割線生成部４２は、分割後の各画像の模様又は格子の向きが揃うように分割線Ｄ１０を生成する。分割線Ｄ１０に沿って領域Ｒ７を領域Ｒ７１と領域Ｒ７２とに分割することにより、図１８Ｂに示す領域Ｒ７１の画像Ｇ１３Ａと図１８Ｃに示す領域Ｒ７２の画像Ｇ１３Ｂとが得られる。画像Ｇ１３Ａに含まれる領域Ｒ７１は、格子の配列が矢印ＹＡに沿った斜め方向に揃っている。画像Ｇ１３Ｂに含まれる領域Ｒ７２は、格子の配列が矢印ＹＢに沿った垂直方向に揃っている。

このため、分割線Ｄ１０に沿って領域Ｒ７を分割した領域Ｒ７１、Ｒ７２についてそれぞれ解析を行うことにより、解析の精度が低下することを回避できる。すなわち、分割せずに撮影した画像Ｇ１３全体について解析した場合、解析の精度が低下することがある。例えば、サンプリングモアレ法によって解析を行う場合、一律の画像回転角度で画像回転させても、斜め方向の格子部分が残ってしまい、その部分についての解析の精度が低下する。また、フーリエ変換法によって解析を行う場合、抽出すべき空間周波数の領域が広くなり、解析の精度が低下する。

領域Ｒ７を分割した領域Ｒ７１、Ｒ７２についてそれぞれ解析を行い、解析の結果を合成することにより、良好な解析結果を得ることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、領域を分割する際に共通解析領域を付加し、変位に不連続が生じないようにする。

図１９は、第２の実施形態における分割線の生成を説明する図である。本例では、図１９に示すように、切れ目Ｋ１、Ｋ２が存在する。このため、図２のステップＳ４１の判定によってステップＳ４２に移行し、ステップＳ４２の境界線を抽出する処理が行われる。境界線を抽出する処理では、図５Ａを参照して説明した処理と同様の処理により、境界線抽出部４１が境界線（図示せず）を抽出する。すなわち、分割線生成部４２は、画像Ｇ１に含まれる領域Ｒ１について、点ＰＴ１を通る分割線Ｄ１及び点ＰＴ２を通る分割線Ｄ２を生成する。

次に、模様パターン領域分割部４３は、分割線に基づいて撮影画像の模様パターンの領域を分割する際、分割線の近傍に共通解析部分を付加して分割する。すなわち、模様パターン領域分割部４３は、分割線Ｄ１及びＤ２に沿って領域Ｒ１を分割する際、共通解析領域を設ける。分割線を基準として格子を延長し、共通解析領域とする。

図２０Ａから図２０Ｃは、生成した分割線に沿って画像を分割する処理を説明する図である。図２０Ａに示すように、領域Ｒ１１に、分割線Ｄ２を挟んで共通解析領域ＫＲ１を付加して分割する。また、図２０Ｂに示すように、領域Ｒ１２に、分割線Ｄ２を挟んで共通解析領域ＫＲ２を付加すると共に、分割線Ｄ１を挟んで共通解析領域ＫＲ３を付加する。さらに、図２０Ｃに示すように、領域Ｒ１３に、分割線Ｄ１を挟んで共通解析領域ＫＲ４を付加する。

（共通解析領域）
共通解析領域は、分割した領域の全ての画像のうちの少なくとも２つに、同一の模様パターンが含まれている領域であり、分割線上で求めた変位の解析精度を保証するために必要な格子パターン領域である。

サンプリングモアレ法で解析する場合、共通解析領域は、少なくとも格子１周期だけ分割線から延長した領域とする。フーリエ変換法で解析する場合、共通解析領域は、格子０．５周期だけ延長した領域とする。分割線からの延長は、撮影部であるカメラによって撮影した画像を構成する画素の水平方向又は垂直方向の少なくとも１方向に適用する。

図２１Ａから図２１Ｃ及び図２２Ａから図２２Ｃは、フーリエ変換法による位相解析において、共通解析領域とすべき領域を説明する図である。

ここで、図２１Ａに示すように格子の延長が無い場合、フーリエ変換法による位相解析の結果は図２１Ｂに示すようになる。図２１Ｂの部分Ｗを拡大した図２１Ｃを参照すると、分割線Ｄ上の点ＰＴの位相値は正解の０．０ではなく、０．９となり、誤差が大きい。

これに対し、図２２Ａに示すように格子の延長が０．５周期である場合、フーリエ変換法による位相解析の結果は図２２Ｂに示すようになる。図２２Ｂの部分Ｗを拡大した図２２Ｃを参照すると、分割線Ｄ上の点ＰＴの位相値は正解の０．０ではなく、０．０２となり、誤差が小さい。

このように、延長する格子が０．５周期より小さいと、分割線の近傍に輝度情報の欠落した画素が存在するため、分割線上での誤差が増大し、精度が低下する。延長する格子が０．５周期以上であれば、分割線の近傍に輝度情報を含む画素が存在するため、分割線上での精度の低下を回避できる。このため、共通解析領域は、少なくとも格子０．５周期だけ分割線から延長した領域とする。

図２０Ａから図２０Ｃに示す領域Ｒ１１からＲ１３について解析処理が完了し、解析結果を合成する際、共通解析領域ＫＲ１、ＫＲ２、ＫＲ３及びＫＲ４の部分についての解析結果を削除した後で解析結果を合成する。

第２の実施形態では、分割線の近傍に輝度情報を含む共通解析領域が存在するため、解析の精度を高く維持することができる。

なお、模様パターン間の継ぎ目については、共通解析領域を設ける必要はない。継ぎ目を越えた部分は、模様パターンが連続しておらず、その部分の情報を参照すると解析の精度を低下させる可能性があり、好ましくないからである。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、両端が主溝に貫通したサイプすなわち両側開放サイプを有する領域について、分割線生成部４２は、両側開放サイプに沿った分割線を生成する。この場合において、両側開放サイプについて分割線生成部４２が生成する分割線は１本である。なお、第３の実施形態では、共通解析領域を生成しない。

図２３Ａから図２３Ｄは、両端が主溝に貫通したサイプすなわち両側開放サイプを有する領域について分割線を生成する場合の処理の例を示す図である。

図２３Ａに示す画像Ｇ１４は、撮影部によって撮影されたものである。画像Ｇ１４には、領域Ｒ８が含まれている。領域Ｒ８には、破線の位置にサイプＳＳが存在する。つまり、サイプＳＳによる模様の切れ目が存在するため、図２のステップＳ４１の判定によってステップＳ４２に移行し、ステップＳ４２の境界線を抽出する処理が行われる。境界線を抽出する処理では、境界線抽出部４１が、図５Ａを参照して説明した処理と同様の処理により、境界線（図示せず）を抽出する。

次に、図２３Ｂに示すように、分割線生成部４２は、サイプＳＳに沿って分割線Ｄ１１を生成する。模様パターン領域分割部４３は、分割線生成部４２が生成した分割線Ｄ１１に沿って領域Ｒ８を２つの領域Ｒ８１及びＲ８２に分割する。図２３Ｃは、分割線Ｄ１１に沿って分割された領域Ｒ８１を示す。図２３Ｄは、分割線Ｄ１１に沿って分割された領域Ｒ８２を示す。

以上のように分割線に沿って分割された各領域Ｒ８１及びＲ８２について解析処理を行うことにより、隣接するブロックからの画素情報を取り込むことを回避でき、解析の精度が安定する。

（第４の実施形態）
第４の実施形態では、一端が主溝に貫通し、かつ他端が主溝に貫通せずに閉塞されたサイプなど、両側開放サイプ以外のサイプを有する領域について、分割線生成部４２は、境界線上の任意の１点を始点とする分割線を生成する。分割線生成部４２は、始点での境界線の進行方向に平行に延ばした直線、始点での境界線の進行方向に垂直に延ばした直線、撮影した画像を構成する画素を垂直方向に延ばした直線、又は、撮影した画像を構成する画素を水平方向に延ばした直線、のいずれか１つを分割線として生成する。分割線生成部４２は、画像において、解析不要な領域への到達点に、分割線の終点を設定する。分割線生成部４２は、例えば、模様パターンの切れ目など、模様パターンが形成されていない領域への到達点を、分割線の終点として設定する。

図２４Ａから図２４Ｆは、両側開放サイプ以外のサイプを有する領域について分割線を生成する場合の処理の例を示す図である。本例では、撮影部であるカメラによって撮影した画像を構成する画素の配列に沿って垂直方向に延ばした分割線を生成する場合の処理を示す。

図２４Ａに示す画像Ｇ１５は、模様パターンを含む領域Ｒ９を撮影した画像である。画像Ｇ１５は、切れ目Ｋ２を含む。切れ目Ｋ２は、例えば、サイプである。なお、図２４Ａにおいて、破線Ｈ３及びＨ４は、主溝との境界を示す。図２４Ｂに示すように、模様パターンの切れ目Ｋ２が存在するため、図２のステップＳ４１の判定によってステップＳ４２に移行し、ステップＳ４２の境界線を抽出する処理が行われる。境界線を抽出する処理では、境界線抽出部４１は、切れ目Ｋ２に沿った境界線ＫＹ２を抽出する。ここで、境界線ＫＹ２は点ＰＴＡ１及びＰＴＡ２を含む。

次に、図２４Ｃに示すように、分割線生成部４２は、本例では、２つの分割線Ｄ１２、Ｄ１３を生成する。分割線Ｄ１２は点ＰＴＡ１を通り、画素の配列に沿って垂直方向に延ばすことによって生成される線である。分割線Ｄ１２は点ＰＴＡ１を始点とし、点ＰＴＢ１を終点とする。分割線Ｄ１３は点ＰＴＡ２を通り、画素の配列に沿って垂直方向に延ばすことによって生成される線である。分割線Ｄ１３は点ＰＴＡ２を始点とし、点ＰＴＢ２を終点とする。終点である、点ＰＴＢ１及びＰＴＢ２は、いずれも模様パターンが形成されていない領域への到達点である。

図２４Ｃに示すように、２つの分割線Ｄ１２、Ｄ１３により、領域Ｒ９は３つの領域Ｒ９１、Ｒ９２、Ｒ９３に分割される。図２４Ｄは、分割線Ｄ１２に沿って分割された領域Ｒ９１を示す。図２４Ｅは、分割線Ｄ１２及びＤ１３に沿って分割された領域Ｒ９２を示す。図２４Ｆは、分割線Ｄ１３に沿って分割された領域Ｒ９３を示す。

上記のように、様々な切れ目を有するタイヤ表面に対して分割線を各々生成し、分割線に沿って分割した各領域について解析を行い、各解析結果を合成することにより、模様パターンの切れ目を跨いで周辺画素の情報を参照して解析を行うことがなくなる。このため、解析の精度が安定する。

なお、本実施形態において、模様パターン領域分割部４３が分割線に基づく分割を行う際に、第２の実施形態において説明した共通解析領域を設けてもよい。共通解析領域を設けて解析を行うことにより、解析の精度を高く維持することができる。

（タイヤ解析システムの例１）
以上のように形成した模様パターンを用いた、非接触による三次元形状の測定方法のより具体的な例について説明する。図２５は、タイヤ形状解析方法を採用したタイヤ解析システムの例を示す図である。図２６は、図２５に示したタイヤ解析システムのタイヤ測定装置の機能を示すブロック図である。これらの図において、図２５は、タイヤ解析システムの全体構成を模式的に示し、図２６は、タイヤ測定装置の主たる機能を示している。

本実施形態にかかるタイヤ解析システム１は、所定条件を入力したときのタイヤ形状の変化又はタイヤの表面の歪みの変化を測定することにより、タイヤの挙動解析（タイヤの応答性評価）を行うシステムに適用される。タイヤ解析システム１は、タイヤ試験機２と、撮影装置３と、タイヤ形状解析装置４とを備える（図２５参照）。

タイヤ試験機２は、試験タイヤ１０に試験条件を付与する装置である。図２５の構成では、タイヤ試験機２は、支持装置２１と、駆動装置２２とを有する。支持装置２１は、試験タイヤ１０を回転可能に支持する装置であり、試験タイヤ１０を装着するリム２１１を有する。駆動装置２２は、試験タイヤ１０に駆動力を付与する装置であり、試験タイヤ１０を駆動するモータ２２２と、モータ２２２を駆動制御するモータ制御装置２２３とから構成される。なお、以下の説明では、試験タイヤ１０を単に「タイヤ１０」と呼ぶことがある。

このタイヤ試験機２では、支持装置２１が、試験タイヤ１０をリム２１１に装着して支持し、試験タイヤ１０を駆動装置２２の透明板２２１の一主面である上面２２１Ｕに押圧して試験タイヤ１０に荷重を付与する。また、支持装置２１が、リム２１１を変位させて試験タイヤ１０と透明板２２１との位置関係を調整することにより、試験タイヤ１０にスリップ角又はアングル角を付与する。また、駆動装置２２は、モータ制御装置２２３によりモータ２２２を駆動してリム２１１を所定角度回転させることができる。これにより、車両走行時におけるタイヤの転動状態が、透明板２２１の表面を路面として再現される。また、支持装置２１及び駆動装置２２が、荷重、回転速度、スリップ角、アングル角などを調整することにより、試験条件を変更できる。

透明板２２１は、光を透過する性質を有する光透過板である。透明板２２１は光を１００％透過しなくてもよく、透明板２２１を介してタイヤの表面を撮影することができる光透過率を有していればよい。透明板２２１は、例えば、アクリル樹脂製の平面板又はガラス製の平面板である。タイヤ１０と平面板との接触状態を撮影して画像解析するので、より現実に近いタイヤの接地状態を解析することができる。

撮影装置３は、一対のカメラ３１ａ及び３１ｂと、光源である照明用ランプ３２を有する。カメラ３１ａ及び３１ｂは、タイヤ１０を撮影する撮影部であり、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラにより構成される。カメラ３１ａ及び３１ｂは、透明板２２１を介してタイヤ１０を撮影する。カメラ３１ａ及び３１ｂは、透明板２２１の他主面である下面２２１Ｄから、透明板２２１を介して試験タイヤ１０を撮影する。また、一対のカメラ３１ａ及び３１ｂは、試験タイヤ１０を相互に異なる方向から撮影できる位置に配置される。これらのカメラ３１ａ及び３１ｂは、試験タイヤ１０を左右方向から同時に撮影して、タイヤ画像（試験タイヤ１０のデジタル画像データ）を生成する。カメラ３１ａの撮影方向である視線３１１ａと、カメラ３１ｂの撮影方向である視線３１１ｂとがなす角度θは、例えば２８．６度以上６８．２度以下である。複数のカメラの撮影方向同士がなす角度θをこの範囲に設定することにより、精度の高い三次元形状を得ることができる。照明用ランプ３２は、カメラ３１ａ及び３１ｂの撮影範囲を照らすランプであり、例えば、ハロゲンランプにより構成される。これらの照明用ランプ３２は、常時点灯タイプであってもよいし、フラッシュ点灯タイプであってもよい。

タイヤ形状解析装置４は、例えば、所定の解析プログラムをインストールしたＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）であり、撮影装置３から入力されるタイヤ１０の画像を処理してタイヤ１０の三次元形状を解析する処理を行う（図２６参照）。タイヤ１０の三次元形状を解析する処理は、タイヤ１０の画像に基づき、タイヤ１０の三次元形状を算出する処理を含む。撮影装置３によって撮影した画像は格子パターンＭ１を含んでおり、その画像を分割線に基づいて分割した各領域についてタイヤ形状解析装置４は解析を行う。分割線に基づく分割は、上述した各実施形態のように行われる。

図２６に示すように、本実施形態にかかるタイヤ形状解析装置４は、切れ目判定部４０と、境界線抽出部４１と、分割線生成部４２と、模様パターン領域分割部４３と、解析部４４と、角度算出部４５とを有している。解析部４４は、撮影装置３によって撮影した画像について解析処理を行って三次元形状を得ることができる。解析部４４は、画像平滑部４１１と、輝度分布取得部４１２と、間引き処理部４１３と、モアレ縞作成部４１４と、位相分布算出部４１５と、アンラッピング処理部４１６と、三次元形状算出部４１７と、合成部４１８を備えている。角度算出部４５は、透明板２２１の傾斜角度を算出する。

画像平滑部４１１は、撮影装置３によって撮影した画像を分割線に基づいて分割した領域について平滑化する。画像平滑部４１１は、縦方向及び横方向にそれぞれ平滑化処理する。

輝度分布取得部４１２は、画像平滑部４１１が平滑化した画像から、輝度分布を示す画像を得る。間引き処理部４１３は、輝度分布を示す画像について一定画素数で間引き処理を行う。モアレ縞作成部４１４は、間引かれていない画素の輝度情報を用いて、間引かれている画素の輝度について線形補間を行ってモアレ縞を作成する。位相分布算出部４１５は、モアレ縞に基づいて第１の模様パターンの位相分布を算出する。アンラッピング処理部４１６は、アンラッピング処理した位相分布を作成する。三次元形状算出部４１７は、各カメラによる撮影画像の位相分布と各カメラの視線（撮影方向）とに基づいて、タイヤ１０の第１の模様パターンが形成された部分の三次元形状を算出する。三次元形状算出部４１７は、カメラの視線、つまりカメラ３１ａとカメラ３１ｂとタイヤ１０（透明板２２１）との相対位置に基づいてカメラ３１ａ、３１ｂのそれぞれで取得した撮影画像の位相分布を視線データとして利用することで三次元形状を得る。合成部４１８は、画像平滑部４１１から三次元形状算出部４１７までの処理によって得られる、分割した各領域についての三次元形状の変位コンター図を合成する。

解析部４４は、格子パターンＭ１を撮影した画像から、三次元形状の測定結果を得るために、解析処理を行う。解析部４４では、撮影した画像に基づいて測定を行う非接触形状測定手法として、例えば、サンプリングモアレ法を用いる。サンプリングモアレ法は、二次元格子を形成した物体の撮影画像を所定画素おき（Ｘ画素おき）にサンプリングし、形状を測定する手法である。本実施形態では、サンプリングモアレ法のうち、間引き選択型サンプリングモアレ法を用いる場合について説明する。間引き選択型サンプリングモアレ法は、サンプリングモアレ法において、撮影画像の画素ごとに、解析に最適な間引き数の位相分布を参照する方法である。

サンプリングモアレ法では、例えば、撮影した画像を分割線に基づいて分割した各領域について、一定方向（例えば、垂直方向）に平滑化し、平滑化した画像の間引き処理及び線形補間処理を行ってモアレ縞画像を取得し、その画像を基にして得られる位相分布を利用して２つのカメラ間の画面内の対応する点を探索する。

フーリエ変換法を用いてタイヤのトレッドの接地形状を得てもよい。その場合、格子パターンＭ１の画像を分割線に基づいて分割した各領域についてフーリエ変換を行う。

デジタル画像相関法を用いてタイヤのトレッドの接地形状を得てもよい。その場合、格子パターンＭ１をランダムパターンとする。ランダムパターンは、規則性を有しない模様からなるパターンである。

上記のように格子パターンＭ１を撮影した画像に切れ目が含まれている場合、分割線に基づいて分割して解析し、解析結果を合成することにより、タイヤ１０の形状を高い精度で解析できる。

（タイヤ解析システムの例２）
図２７は他のタイヤ形状解析方法を採用したタイヤ解析システムの構成図である。図２７に示すように、タイヤ解析システム１は、回転ドラム１２、モータ２２２、モータ制御装置２２３、照明用ランプ３２、一対のカメラ３１ａ及び３１ｂ、トリガセンサ２２４、所定の解析プログラムをインストールしたＰＣなどによるタイヤ形状解析装置４などを含んで構成されている。タイヤ１０のトレッド部２ａの外周面２０２には、格子パターンＭ１、Ｍ２が形成されている。

回転ドラム１２は測定対象となるタイヤ１０を回転させるためのものである。回転ドラム１２は、円筒状の外周面１２ａを有する筒状を呈し、その中心軸を中心に不図示の軸受け機構により回転可能に支持されており、モータ２２２の駆動力によって上記中心軸を中心にして回転される。

測定対象となるタイヤ１０は、その中心軸を回転ドラム１２の中心軸と平行させた状態で不図示の軸受け機構により回転可能に支持されており、タイヤ１０のトレッド部２ａが接地する外周面２０２が回転ドラム１２の外周面１２ａに当接された状態で回転ドラム１２が回転されることにより、タイヤ１０が回転ドラム１２の回転に追従して回転されるように構成されている。

モータ制御装置２２３は、モータ２２２の回転速度を調整するものである。照明用ランプ３２は、タイヤ１０のトレッド部２ａに対して撮影用の光を照射するものである。

カメラ３１ａ、３１ｂは、タイヤ形状解析装置４の制御により、タイヤ１０のトレッド部２ａの外周面２０２に形成された格子パターンＭ１、Ｍ２を撮影すると共に、撮影した画像データをタイヤ形状解析装置４に供給するものである。

カメラ３１ａ、３１ｂは互いに異なる位置に設けられている。これらカメラ３１ａ、３１ｂとしては、ＣＣＤカメラなどのさまざまな撮像装置が採用可能である。

トリガセンサ２２４は、格子パターンＭ１、Ｍ２の回転位置がカメラ３１ａ、３１ｂによって撮影可能な箇所に到達したことをタイヤ形状解析装置４に知らせるためのものである。

トリガセンサ２２４は、予めタイヤ１０のリム部２ｂに形成されたマークＭＭを検出することで生成したトリガ信号をカメラ３１ａ、３１ｂに供給することでトレッド部２ａの回転位置をカメラ３１ａ、３１ｂを介してタイヤ形状解析装置４に知らせる。

上記のように格子パターンＭ１、Ｍ２を撮影した画像に切れ目が含まれている場合、分割線に基づいて分割して解析し、解析した結果を合成することにより、タイヤ１０の形状を高い精度で解析することができる。

１ タイヤ解析システム
２ タイヤ試験機
２ａ トレッド部
２ｂ リム部
３ 撮影装置
４ タイヤ形状解析装置
１０ 試験タイヤ
１２ 回転ドラム
１２ａ 外周面
２１ 支持装置
２２ 駆動装置
３１ａ、３１ｂ カメラ
３２ 照明用ランプ
４０ 切れ目判定部
４１ 境界線抽出部
４２ 分割線生成部
４３ 模様パターン領域分割部
４４ 解析部
４５ 角度算出部
２０２ 外周面
２１１ リム
２２１ 透明板
２２２ モータ
２２３ モータ制御装置
２２４ トリガセンサ
３１１ａ、３１１ｂ 視線
４１１ 画像平滑部
４１２ 輝度分布取得部
４１３ 間引き処理部
４１４ モアレ縞作成部
４１５ 位相分布算出部
４１６ アンラッピング処理部
４１７ 三次元形状算出部
４１８ 合成部
Ｋ１、Ｋ２ 切れ目
ＫＲ１、ＫＲ２、ＫＲ３、ＫＲ４ 共通解析領域
ＫＹ１、ＫＹ２ 境界線
Ｌ１ ライン
ＬＧ ロゴ
Ｍ１、Ｍ２ 格子パターン

Claims (6)

1. タイヤ表面に形成された模様パターンを含む領域を撮影した撮影画像に基づいて前記模様パターンの領域内の線である分割線を生成する分割線生成部と、
   前記分割線生成部が生成した前記分割線に基づいて、前記撮影画像の前記模様パターンの領域を分割する模様パターン領域分割部と、
   前記模様パターン領域分割部が分割した前記模様パターンの領域をそれぞれ解析し、解析結果を合成する解析部と、を含み、
   前記分割線生成部は、前記模様パターンが切れ目を含む場合、前記切れ目に沿って分割線を生成し、前記模様パターンが切れ目を含まない場合、１つ以上の分割線を生成するタイヤ形状解析装置。
2. 前記分割線生成部は、タイヤ表面に形成された両端が開放している溝に対応する、前記模様パターンの切れ目については、前記溝に沿って分割線を生成する請求項１に記載のタイヤ形状解析装置。
3. 前記撮影画像に含まれるタイヤ表面と前記模様パターンの切れ目との境目又は前記模様パターン間の継ぎ目を境界線として抽出する境界線抽出部をさらに含み、
   前記分割線生成部は、前記境界線抽出部によって抽出された前記境界線上の少なくとも１点を通る線を前記分割線として生成する請求項１又は２に記載のタイヤ形状解析装置。
4. 前記模様パターン領域分割部は、前記模様パターン間の継ぎ目を前記分割線として生成する場合を除き、分割した領域の全ての画像のうちの少なくとも２つに、同一の模様パターンが含まれる共通解析領域を前記分割線の近傍に付加して前記模様パターンの領域を分割し、
   前記解析部は、前記共通解析領域が付加された前記模様パターンの領域をそれぞれ解析し、解析結果を合成する請求項３に記載のタイヤ形状解析装置。
5. タイヤ表面に形成された両端が開放している溝に対応する、前記模様パターンの切れ目については、前記共通解析領域を付加せずに、前記切れ目に沿って分割を行う請求項４に記載のタイヤ形状解析装置。
6. タイヤ表面に形成された模様パターンを含む領域を撮影した撮影画像に基づいて模様パターンが切れ目を含むか否か判定するステップと、前記模様パターンが切れ目を含むと判定した場合、前記切れ目に沿って前記模様パターンの領域内の線である分割線を生成し、前記模様パターンが切れ目を含まないと判定した場合、１つ以上の分割線を生成するステップと、生成された前記分割線に基づいて、前記撮影画像の前記模様パターンの領域を分割するステップと、分割された前記模様パターンの領域をそれぞれ解析し、解析結果を合成するステップと、を含むタイヤ形状解析方法。