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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024033463
(43)【公開日】2024-03-13
(54)【発明の名称】タイヤ接地形状解析装置およびタイヤ接地形状解析方法
(51)【国際特許分類】
G01M 17/02 20060101AFI20240306BHJP
B60C 19/00 20060101ALI20240306BHJP
【ＦＩ】
G01M17/02
B60C19/00 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022137047
(22)【出願日】2022-08-30
(71)【出願人】
【識別番号】000006714
【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】宮澤 昌志
【テーマコード（参考）】
3D131
【Ｆターム（参考）】
3D131LA22
(57)【要約】
【課題】水しぶきが発生するような高速走行の場合についてタイヤの接地形状を解析する。
【解決手段】湿潤路面における接地面について、評価対象画像およびその前後に連続する時系列の画像である連続画像を取得する。取得した連続画像から、複数の画像を含む第１および第２の画像セットを構築する。構築した第１および第２の画像セットにそれぞれ含まれている複数の画像の輝度を演算処理し、画像セットそれぞれの演算処理結果である第１および第２の結果画像を得る。得られた第１および第２の結果画像について、所定閾値を基準とする二値化処理を行って、第１および第２の二値画像を得る。得られた第１の二値画像と第２の二値画像とを重ね合わせて、接地形状を求める。第１の画像セットは評価対象画像とその前の時系列の画像とからなり、第２の画像セットは評価対象画像とその後の時系列の画像とからなる。
【選択図】図４
【解決手段】湿潤路面における接地面について、評価対象画像およびその前後に連続する時系列の画像である連続画像を取得する。取得した連続画像から、複数の画像を含む第１および第２の画像セットを構築する。構築した第１および第２の画像セットにそれぞれ含まれている複数の画像の輝度を演算処理し、画像セットそれぞれの演算処理結果である第１および第２の結果画像を得る。得られた第１および第２の結果画像について、所定閾値を基準とする二値化処理を行って、第１および第２の二値画像を得る。得られた第１の二値画像と第２の二値画像とを重ね合わせて、接地形状を求める。第１の画像セットは評価対象画像とその前の時系列の画像とからなり、第２の画像セットは評価対象画像とその後の時系列の画像とからなる。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
湿潤路面におけるタイヤの接地面について、評価対象画像およびその前後に連続する時系列の画像である連続画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部が取得した連続画像から、複数の画像を含む第１および第２の画像セットを構築する画像セット構築部と、
前記画像セット構築部が構築した第１および第２の画像セットにそれぞれ含まれている複数の画像の輝度を演算処理し、前記第１および第２の画像セットそれぞれの演算処理結果である第１および第２の結果画像を得る輝度演算処理部と、
前記輝度演算処理部の演算処理によって得られた第１および第２の結果画像について、それぞれ、所定閾値を基準とする二値化処理を行って、第１および第２の二値画像を得る二値化処理部と、
前記二値化処理部の二値化処理によって得られた第１の二値画像と第２の二値画像とを重ね合わせて、接地形状を求める接地形状算出部と、
を含み、
前記第１の画像セットは、前記評価対象画像とその前の時系列の画像とからなるセットであり、
前記第２の画像セットは、前記評価対象画像とその後の時系列の画像とからなるセットである、タイヤ接地形状解析装置。
前記画像取得部が取得した連続画像から、複数の画像を含む第１および第２の画像セットを構築する画像セット構築部と、
前記画像セット構築部が構築した第１および第２の画像セットにそれぞれ含まれている複数の画像の輝度を演算処理し、前記第１および第２の画像セットそれぞれの演算処理結果である第１および第２の結果画像を得る輝度演算処理部と、
前記輝度演算処理部の演算処理によって得られた第１および第２の結果画像について、それぞれ、所定閾値を基準とする二値化処理を行って、第１および第２の二値画像を得る二値化処理部と、
前記二値化処理部の二値化処理によって得られた第１の二値画像と第２の二値画像とを重ね合わせて、接地形状を求める接地形状算出部と、
を含み、
前記第１の画像セットは、前記評価対象画像とその前の時系列の画像とからなるセットであり、
前記第２の画像セットは、前記評価対象画像とその後の時系列の画像とからなるセットである、タイヤ接地形状解析装置。
【請求項2】
解析対象である前記タイヤが接地する湿潤路面となる路面板と、前記路面板を、前記タイヤに対して相対的に移動するように駆動する路面駆動部と、前記タイヤの接地面を撮影するカメラとを含み、
前記画像取得部は、前記カメラによって前記連続画像を取得する、
請求項１に記載のタイヤ接地形状解析装置。
前記画像取得部は、前記カメラによって前記連続画像を取得する、
請求項１に記載のタイヤ接地形状解析装置。
【請求項3】
前記輝度演算処理部は、
前記第１および第２の画像セットそれぞれに対して、画素位置ごとに最大輝度を採用し、その採用結果を前記第１および第２の結果画像とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ接地形状解析装置。
前記第１および第２の画像セットそれぞれに対して、画素位置ごとに最大輝度を採用し、その採用結果を前記第１および第２の結果画像とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ接地形状解析装置。
【請求項4】
前記画像セット構築部は、
前記第１の画像セットおよび前記第２の画像セットについて前記輝度演算処理部による輝度演算処理と同様の輝度演算処理を行い、接地形状が消失するときの画像セットの最小枚数を求めて、最大接地長を式（１）で定義し、
前記評価対象画像の接地中心を基準接地中心、前記評価対象画像以外の画像の接地中心を対比接地中心とし、基準接地中心から対比接地中心までのタイヤ周方向距離をラッピング量と定義し、前記ラッピング量が式（２）を満たすように前記第１および第２の画像セットを定義する請求項３に記載のタイヤ接地形状解析装置。
最大接地長＝（タイヤ速度／フレームレート）×（最小枚数－１）…（１）
０＜ラッピング量≦（最大接地長／２）…（２）
前記第１の画像セットおよび前記第２の画像セットについて前記輝度演算処理部による輝度演算処理と同様の輝度演算処理を行い、接地形状が消失するときの画像セットの最小枚数を求めて、最大接地長を式（１）で定義し、
前記評価対象画像の接地中心を基準接地中心、前記評価対象画像以外の画像の接地中心を対比接地中心とし、基準接地中心から対比接地中心までのタイヤ周方向距離をラッピング量と定義し、前記ラッピング量が式（２）を満たすように前記第１および第２の画像セットを定義する請求項３に記載のタイヤ接地形状解析装置。
最大接地長＝（タイヤ速度／フレームレート）×（最小枚数－１）…（１）
０＜ラッピング量≦（最大接地長／２）…（２）
【請求項5】
前記接地形状算出部は、
前記タイヤが映らない画像を背景画像として採用し、前記二値化処理部の二値化処理によって得られた二値画像の重ね合わせ結果画像から前記背景画像の二値画像を差し引く、請求項１に記載のタイヤ接地形状解析装置。
前記タイヤが映らない画像を背景画像として採用し、前記二値化処理部の二値化処理によって得られた二値画像の重ね合わせ結果画像から前記背景画像の二値画像を差し引く、請求項１に記載のタイヤ接地形状解析装置。
【請求項6】
湿潤路面におけるタイヤの接地面について、評価対象画像およびその前後に連続する時系列の画像である連続画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップにおいて取得した連続画像から、複数の画像を含む第１および第２の画像セットを構築する画像セット構築ステップと、
前記画像セット構築ステップにおいて構築した第１および第２の画像セットにそれぞれ含まれている複数の画像の輝度を演算処理し、前記第１および第２の画像セットそれぞれの演算処理結果である第１および第２の結果画像を得る輝度演算処理ステップと、
前記輝度演算処理ステップの演算処理によって得られた第１および第２の結果画像について、それぞれ、所定閾値を基準とする二値化処理を行って、第１および第２の二値画像を得る二値化処理ステップと、
前記二値化処理ステップの二値化処理によって得られた第１の二値画像と第２の二値画像とを重ね合わせて、接地形状を求める接地形状算出ステップと、
を含み、
前記第１の画像セットは、前記評価対象画像とその前の時系列の画像とからなるセットであり、
前記第２の画像セットは、前記評価対象画像とその後の時系列の画像とからなるセットである、タイヤ接地形状解析方法。
前記画像取得ステップにおいて取得した連続画像から、複数の画像を含む第１および第２の画像セットを構築する画像セット構築ステップと、
前記画像セット構築ステップにおいて構築した第１および第２の画像セットにそれぞれ含まれている複数の画像の輝度を演算処理し、前記第１および第２の画像セットそれぞれの演算処理結果である第１および第２の結果画像を得る輝度演算処理ステップと、
前記輝度演算処理ステップの演算処理によって得られた第１および第２の結果画像について、それぞれ、所定閾値を基準とする二値化処理を行って、第１および第２の二値画像を得る二値化処理ステップと、
前記二値化処理ステップの二値化処理によって得られた第１の二値画像と第２の二値画像とを重ね合わせて、接地形状を求める接地形状算出ステップと、
を含み、
前記第１の画像セットは、前記評価対象画像とその前の時系列の画像とからなるセットであり、
前記第２の画像セットは、前記評価対象画像とその後の時系列の画像とからなるセットである、タイヤ接地形状解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タイヤ接地形状解析装置およびタイヤ接地形状解析方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、タイヤ接地形状解析するために、水膜を有する透明板上を走行している車両のタイヤの接地形状を透明板の下方から撮影する技術が知られている（特許文献１）。また、タイヤ接地形状解析装置の路面板の表面に水膜を設けてウエット路面を再現し、路面板の下方から撮影することによって、タイヤの接地形状を解析する技術が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００１－２０８６５３号公報
【特許文献2】特開２０２１－０８１２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１、特許文献２のいずれにおいても、低速走行時には、タイヤの接地形状を解析できる。しかしながら、水しぶきが発生するような高速走行の場合については、タイヤの接地形状を解析することが難しい。
【0005】
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、水しぶきが発生するような高速走行の場合についてタイヤの接地形状を解析できるタイヤ接地形状解析装置およびタイヤ接地形状解析方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のある態様によるタイヤ接地形状解析装置は、湿潤路面におけるタイヤの接地面について、評価対象画像およびその前後に連続する時系列の画像である連続画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部が取得した連続画像から、複数の画像を含む第１および第２の画像セットを構築する画像セット構築部と、前記画像セット構築部が構築した第１および第２の画像セットにそれぞれ含まれている複数の画像の輝度を演算処理し、前記第１および第２の画像セットそれぞれの演算処理結果である第１および第２の結果画像を得る輝度演算処理部と、前記輝度演算処理部の演算処理によって得られた第１および第２の結果画像について、それぞれ、所定閾値を基準とする二値化処理を行って、第１および第２の二値画像を得る二値化処理部と、前記二値化処理部の二値化処理によって得られた第１の二値画像と第２の二値画像とを重ね合わせて、接地形状を求める接地形状算出部と、を含み、前記第１の画像セットは、前記評価対象画像とその前の時系列の画像とからなるセットであり、前記第２の画像セットは、前記評価対象画像とその後の時系列の画像とからなるセットである。
【0007】
また、本発明のある態様によるタイヤ接地形状解析方法は、湿潤路面におけるタイヤの接地面について、評価対象画像およびその前後に連続する時系列の画像である連続画像を取得する画像取得ステップと、前記画像取得ステップにおいて取得した連続画像から、複数の画像を含む第１および第２の画像セットを構築する画像セット構築ステップと、前記画像セット構築ステップにおいて構築した第１および第２の画像セットにそれぞれ含まれている複数の画像の輝度を演算処理し、前記第１および第２の画像セットそれぞれの演算処理結果である第１および第２の結果画像を得る輝度演算処理ステップと、前記輝度演算処理ステップの演算処理によって得られた第１および第２の結果画像について、それぞれ、所定閾値を基準とする二値化処理を行って、第１および第２の二値画像を得る二値化処理ステップと、前記二値化処理ステップの二値化処理によって得られた第１の二値画像と第２の二値画像とを重ね合わせて、接地形状を求める接地形状算出ステップと、を含み、前記第１の画像セットは、前記評価対象画像とその前の時系列の画像とからなるセットであり、前記第２の画像セットは、前記評価対象画像とその後の時系列の画像とからなるセットである。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、水しぶきが発生するような高速走行の場合についてタイヤの接地形状を解析できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の各実施形態の説明において、他の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。各実施形態により本発明が限定されるものではない。また、各実施形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。なお、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の省略、置換又は変更を行うことができる。
【0011】
（実施形態）
図１は、実施形態に係るタイヤ接地形状解析装置１を模式的に示す構成図である。図２は、図１に示すタイヤ接地形状解析装置１の機能を示すブロック図である。これらの図において、図１は、タイヤ接地形状解析装置１の全体構成を模式的に示し、図２は、タイヤ接地形状解析装置１の主たる機能を示している。
図１は、実施形態に係るタイヤ接地形状解析装置１を模式的に示す構成図である。図２は、図１に示すタイヤ接地形状解析装置１の機能を示すブロック図である。これらの図において、図１は、タイヤ接地形状解析装置１の全体構成を模式的に示し、図２は、タイヤ接地形状解析装置１の主たる機能を示している。
【0012】
本実施形態に係るタイヤ接地形状解析装置１は、空気入りタイヤ６０の接地面６１の画像を取得することにより、接地面６１の解析を行うシステムに適用される。タイヤ接地形状解析装置１は、タイヤ試験機２と、撮影装置１０と、タイヤ接地面解析装置２０とを備える。
【0013】
タイヤ試験機２は、解析対象である空気入りタイヤ６０（以下、タイヤ６０と呼ぶ）に試験条件を付与する装置である。図１の構成では、タイヤ試験機２は、支持装置３と、駆動装置５と、路面板１１とを有する。支持装置３は、タイヤ６０を回転可能に支持する装置であり、タイヤ６０を装着するリム４を有する。駆動装置５はタイヤ６０および路面板１１に駆動力を付与する装置である。駆動装置５は、タイヤ６０および路面板１１を駆動するモータ６と、モータ６を制御するモータ制御装置７とから構成される。
【0014】
駆動装置５は、図示せぬギヤなどを含み、路面板１１を水平に駆動する。駆動装置５は、解析対象であるタイヤ６０に対して相対的に移動するように路面板１１を駆動する。すなわち、駆動装置５は、モータ制御装置７によりモータ６を駆動して路面板１１を矢印Ｙ１の方向に移動させる。このとき、タイヤ６０とカメラ１５とを固定したまま、路面板１１を矢印Ｙ１の方向に移動させる。
【0015】
このタイヤ試験機２では、支持装置３がリム４に装着されたタイヤ６０を支持し、タイヤ６０が路面板１１の一主面である上面１１Ｕに押圧されてタイヤ６０に荷重を付与する。路面板１１は、フラットな路面を再現する。路面板１１に押圧されたタイヤ６０は、フラットな路面を走行している状態と同様に接地面６１が変形する。路面板１１を水平に駆動することにより、車両走行時におけるタイヤ６０の転動状態が、路面板１１の表面を路面として再現され、動的接地特性を解析できる。
【0016】
路面板１１は、光を透過する性質を有する光透過板である。路面板１１は光を１００％透過しなくてもよく、路面板１１を介してタイヤ６０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。路面板１１は、例えば、アクリル樹脂製の平面板又はガラス製の平面形状の板である。タイヤ６０と平面板との接触状態を撮影して画像解析するので、タイヤ６０の、より現実に近い接地状態を解析できる。駆動装置５の駆動によって路面板１１が移動することにより、路面板１１の主面にタイヤ６０が接地している状態において、タイヤ６０の接地特性を取得できる。なお、路面板１１について、板の厚み、屈折角などの仕様の指定はない。
【0017】
ここで、図１中の破線で示すように、路面板１１の上面１１Ｕには、液体膜である水膜１２が設けられている。水膜１２が設けられている路面板１１は、タイヤ６０が接地する湿潤路面として機能する。路面板１１の周囲には壁が設けられており（図示せず）、壁で囲まれた領域内に液体が入っている。例えば、路面板１１が矩形であれば、路面板１１の四辺に壁を作っておき、壁で囲まれた領域内に液体を入れておく。水膜１２の厚みは、路面板１１の上面１１Ｕから０．５［ｍｍ］以上とする。液体の明度を２５６階調（最低０、最大２５５）で表記する場合に、水膜１２を構成する液体の明度の数値範囲は、例えば、５９以上１８３以下とする。なお、水膜１２の厚みが０．５［ｍｍ］未満の場合、接地面画像の非接地領域にタイヤと同程度の階調を有する暗部が発生するため好ましくない。
【0018】
撮影装置１０は、タイヤ６０を撮影する撮影部であるカメラ１５を有する。カメラ１５は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラにより構成される。カメラ１５は、撮影装置１０内に固定されている。カメラ１５は、路面板１１を介してタイヤ６０を撮影することにより、路面板１１に押し付けられているタイヤ６０の接地面６１を撮影する。詳しくは、カメラ１５は、路面板１１の他主面である下面１１Ｄ側に、光軸が下面１１Ｄ側に対して直交する向きで配設され、下面１１Ｄ側から、路面板１１を介してタイヤ６０を撮影する。これにより、カメラ１５は、少なくとも接地面６１を含んでタイヤ６０を撮影し、接地面６１を含んだタイヤ６０のデジタル画像データを生成する。
【0019】
タイヤ接地面解析装置２０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１０から入力されるタイヤ６０の画像を処理してタイヤ６０の接地面６１を解析する処理を行う。タイヤ６０の接地面６１を解析する処理は、撮影したタイヤ６０の画像に基づき、接地面６１を算出する処理を含む。タイヤ接地面解析装置２０は、接地面６１の解析等の演算処理やデータの保存等を行う処理装置３０と、オペレータがタイヤ接地面解析装置２０への入力操作を行う入力部２１と、解析結果や各種情報を表示する表示部２２と、を有している。入力部２１には、キーボードや、マウス等のポインティングデバイスが用いられており、表示部２２には、液晶ディスプレイ等のディスプレイ装置が用いられている。入力部２１と表示部２２とは、処理装置３０に電気的に接続されており、これによりタイヤ接地面解析装置２０は、オペレータが表示部２２を視認しながら入力部２１で入力操作をすることが可能になっている。また、カメラ１５は、タイヤ接地面解析装置２０の処理装置３０に接続されており、これによりタイヤ接地面解析装置２０は、カメラ１５で撮影した画像を取得することが可能になっている。
【0020】
タイヤ接地面解析装置２０が有する処理装置３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を有する処理部３１や、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶部３２を備えて構成されている。このように構成される処理部３１と記憶部３２とは、同一筐体内に設けられていてもよく、異なる筐体内に設けられていてもよく、或いは、複数の記憶部３２が双方の形態で設けられていてもよい。
【0021】
処理装置３０が有する処理部３１は、路面駆動部３３と、画像取得部３４と、画像セット構築部３５と、輝度演算処理部３６と、二値化処理部３７と、接地形状算出部３８と、を機能的に有している。路面駆動部３３は、駆動装置５を制御し、路面板１１を移動させる。路面駆動部３３は、路面板１１を、タイヤ６０に対して相対的に移動するように駆動する。なお、路面板１１の移動速度によってはタイヤ６０の回転速度が速くなるため、露光時間を短くする必要がある。露光時間が短いと、撮影画像が暗くなりすぎて、解析精度が低下するおそれがある。そこで、解析精度の低下を防ぐため、接地面６１に光を照射するための照明を設けてもよい。この照明は、路面板１１の下面１１Ｄ側に設けることが好ましい。
【0022】
画像取得部３４は、湿潤路面における接地面について、連続画像を取得する。連続画像は、カメラ１５によって撮影した、時系列的に連続する画像である。連続画像は、評価対象画像およびその前後に連続する時系列の画像である。評価対象画像は、評価の対象として着目している画像である。
【0023】
画像セット構築部３５は、画像取得部３４が取得した連続画像から、複数の画像を含む第１および第２の画像セットを構築する。第１の画像セットは、評価対象画像とその前の時系列の画像とからなるセットであり、第２の画像セットは、評価対象画像とその後の時系列の画像とからなるセットである。輝度演算処理部３６は、画像セット構築部３５が構築した第１および第２の画像セットにそれぞれ含まれている複数の画像の輝度を演算処理し、画像セットそれぞれの演算処理結果である第１および第２の結果画像を得る。
【0024】
二値化処理部３７は、輝度演算処理部３６の演算処理によって得られた第１および第２の結果画像について、それぞれ、所定閾値を基準とする二値化処理を行って、第１および第２の二値画像を得る。接地形状算出部３８は、二値化処理部３７の二値化処理によって得られた第１の二値画像と第２の二値画像とを重ね合わせて、接地形状を求める。
【0025】
記憶部３２には、タイヤ接地面解析装置２０で用いられる解析プログラムが、予め記憶されている。タイヤ６０の接地面６１の接地特性を取得する際には、記憶部３２に記憶されているプログラムを処理部３１が呼び出し、プログラムに沿った動作を処理部３１で実行することにより、各機能を実行する。
【0026】
本実施形態に係るタイヤ接地形状解析装置１は、以上のような構成からなる。以下、タイヤ接地形状解析装置１の作用について説明する。タイヤ接地形状解析装置１によってタイヤ６０の接地面６１の解析を行う際には、タイヤ６０をタイヤ試験機２の支持装置３に装着し、タイヤ６０を路面板１１に押し付けた状態で回転させながら、カメラ１５によって接地面６１を撮影する。
【0027】
（タイヤ接地形状解析装置の動作）
図３は、タイヤ接地形状解析装置１の動作例を示すフロー図である。タイヤ接地形状解析装置１は、タイヤ６０の解析を行う場合、入力部２１への操作が行われると、路面駆動部３３によって駆動装置５を制御し、路面板１１の駆動を開始する（ステップＳＴ１１）。タイヤ接地形状解析装置１は、路面板１１が移動しているとき、タイヤ６０の接地面６１をカメラで撮影する（ステップＳＴ１２）。撮影された連続画像は、画像取得部３４により、記憶部３２に記憶される。その後、タイヤ接地形状解析装置１は、路面板１１の駆動を停止する（ステップＳＴ１３）。
図３は、タイヤ接地形状解析装置１の動作例を示すフロー図である。タイヤ接地形状解析装置１は、タイヤ６０の解析を行う場合、入力部２１への操作が行われると、路面駆動部３３によって駆動装置５を制御し、路面板１１の駆動を開始する（ステップＳＴ１１）。タイヤ接地形状解析装置１は、路面板１１が移動しているとき、タイヤ６０の接地面６１をカメラで撮影する（ステップＳＴ１２）。撮影された連続画像は、画像取得部３４により、記憶部３２に記憶される。その後、タイヤ接地形状解析装置１は、路面板１１の駆動を停止する（ステップＳＴ１３）。
【0028】
次に、タイヤ接地形状解析装置１は、画像セット構築部３５により、記憶部３２に記憶されている連続画像から、第１および第２の画像セットを構築する（ステップＳＴ１４）。タイヤ接地形状解析装置１は、輝度演算処理部３６により、画像セット構築部３５が構築した第１および第２の画像セットにそれぞれ含まれている複数の画像の輝度を演算処理する（ステップＳＴ１５）。
【0029】
さらに、タイヤ接地形状解析装置１は、二値化処理部３７により、輝度演算処理部３６の演算処理によって得られた第１および第２の結果画像について、それぞれ、所定閾値を基準とする二値化処理を行う（ステップＳＴ１６）。タイヤ接地形状解析装置１は、接地形状算出部３８により、二値化処理部３７の二値化処理によって得られた第１の二値画像と第２の二値画像とを重ね合わせて、接地形状を求める（ステップＳＴ１７）。以上の処理により、湿潤路面における接地面のデータを取得することができる。
【0030】
（タイヤ接地形状解析装置による処理）
図４は、タイヤ接地形状解析装置による処理の内容を示す図である。図４に示すように、タイヤ接地形状解析装置による処理は、画像セット構築部３５による画像セット構築処理Ｓ３５と、輝度演算処理部３６による輝度演算処理Ｓ３６と、二値化処理部３７による二値化処理Ｓ３７と、接地形状算出部３８による接地形状算出処理Ｓ３８と、を含む。
図４は、タイヤ接地形状解析装置による処理の内容を示す図である。図４に示すように、タイヤ接地形状解析装置による処理は、画像セット構築部３５による画像セット構築処理Ｓ３５と、輝度演算処理部３６による輝度演算処理Ｓ３６と、二値化処理部３７による二値化処理Ｓ３７と、接地形状算出部３８による接地形状算出処理Ｓ３８と、を含む。
【0031】
図４の画像セット構築処理Ｓ３５において、画像Ｐ１、…、Ｐ６１、…、Ｐ１２１は、画像取得部３４が取得した連続画像である。画像Ｐ１は、時系列的に最も前に撮影した画像（つまり、古い画像）である。画像Ｐ１２１は、時系列的に最も後に撮影した画像（つまり、新しい画像）である。
【0032】
本例では、この連続画像のうち、画像Ｐ６１を評価対象画像とする。画像セット構築処理Ｓ３５においては、評価対象画像Ｐ６１とその前の時系列の画像からなる第１の画像セットＧＳ１と、評価対象画像Ｐ６１とその後の時系列の画像からなる第２の画像セットＧＳ２とを構築する。評価対象画像Ｐ６１は、第１の画像セットＧＳ１に含まれており、かつ、第２の画像セットＧＳ２に含まれている。
【0033】
次に、輝度演算処理Ｓ３６においては、第１の画像セットＧＳ１および第２の画像セットＧＳ２それぞれに対して、画素位置ごとに最大輝度を採用し、その採用結果を第１および第２の結果画像とする。すなわち、輝度演算処理Ｓ３６においては、第１の画像セットＧＳ１について画素位置毎に最大輝度を採用し、第１の結果画像ＲＧ１とする。また、輝度演算処理Ｓ３６においては、第２の画像セットＧＳ２について画素位置毎に最大輝度を採用し、第２の結果画像ＲＧ２とする。輝度演算処理Ｓ３６は、図３のステップＳＴ１５の処理内容に相当する。輝度演算処理Ｓ３６については、さらに後述する。
【0034】
二値化処理Ｓ３７において、第１の結果画像ＲＧ１、第２の結果画像ＲＧ２について、それぞれ、所定閾値を基準とする二値化処理を行う。二値化処理は、例えば、画像を構成する画素を階調０から階調２５５までの２５６階調とし、階調０以上階調８０以下の画素を黒とし、階調８１以上階調２５５以下の画素を白とする。この二値化処理によって、第１の二値画像Ｇ１、第２の二値画像Ｇ２が得られる。
【0035】
第１の二値画像Ｇ１に着目し、評価対象画像Ｐ６１と比較すると、破線Ｄ１で示すように、接地形状が欠損している。また、第２の二値画像Ｇ２に着目し、評価対象画像Ｐ６１と比較すると、破線Ｄ２で示すように、接地形状が欠損している。
【0036】
次に、接地形状算出処理Ｓ３８において、第１の二値画像Ｇ１と、第２の二値画像Ｇ２とを重ね合わせて、接地形状画像ＫＧを求める。本例において、接地形状画像ＫＧは、背景画像Ｂ１およびＢ２を含む。そこで、接地形状画像ＫＧから背景画像Ｂ１およびＢ２を削除する。これにより、接地形状画像ＳＫが得られる。接地形状画像ＳＫにおいて、破線Ｈ１の範囲は白であるため、水しぶき部分を非接地部分であると正常に判定されている。
【0037】
（輝度演算処理）
図５は、輝度演算処理部３６による輝度演算処理Ｓ３６を説明する図である。図５に示す処理は、図３のステップＳＴ１５、図４の輝度演算処理Ｓ３６の処理内容に相当する。
第１および第２の画像セットそれぞれに対して、ある画素に着目する（ステップＳＴ２１）。着目した画素に関して、全画像について、最も大きい輝度の値を探し、その輝度の値をその画素の輝度とする（ステップＳＴ２２）。次に、全ての画素について処理を行ったか否かを判定する（ステップＳＴ２３）。
図５は、輝度演算処理部３６による輝度演算処理Ｓ３６を説明する図である。図５に示す処理は、図３のステップＳＴ１５、図４の輝度演算処理Ｓ３６の処理内容に相当する。
第１および第２の画像セットそれぞれに対して、ある画素に着目する（ステップＳＴ２１）。着目した画素に関して、全画像について、最も大きい輝度の値を探し、その輝度の値をその画素の輝度とする（ステップＳＴ２２）。次に、全ての画素について処理を行ったか否かを判定する（ステップＳＴ２３）。
【0038】
ステップＳＴ２３の判定の結果、全ての画素について処理が完了していなければ（ステップＳＴ２３においてＮｏ）、ステップＳＴ２１に戻り、処理を継続する。一方、ステップＳＴ２３の判定の結果、全ての画素について処理が完了していれば（ステップＳＴ２３においてＹｅｓ）、処理は終了となる。
【0039】
以上のように、輝度演算処理部３６による輝度演算処理は、第１および第２の画像セットそれぞれに対して、画素位置ごとに最大輝度を採用し、その採用結果を第１および第２の結果画像とする処理である。
【0040】
なお、他の輝度演算処理として、輝度を全画像で算術平均化し、結果画像として取得する方法も考えられる。例えば、ある画素に着目し、全画像について、輝度を足し合わせた値を全画像の枚数で割った値をその画素の輝度とする。以上の処理を全ての画素について行う方法も考えられる。しかしながら、この算術平均化では、接地形状の精度は十分でない。
【0041】
（接地形状算出処理）
図６は、接地形状算出部３８による接地形状算出処理を示すフロー図である。図６において、接地形状算出部３８は、第１の二値画像Ｇ１および第２の二値画像Ｇ２について、同じ位置の画素の値を取り出す（ステップＳＴ３１）。取り出した画素の値のいずれかが黒であるか否かを判定する（ステップＳＴ３２）。ステップＳＴ３２の判定の結果、いずれかが黒である場合（ステップＳＴ３２においてＹｅｓ）、その画素を黒とする（ステップＳＴ３３）。その後、ステップＳＴ３５に移行する。
図６は、接地形状算出部３８による接地形状算出処理を示すフロー図である。図６において、接地形状算出部３８は、第１の二値画像Ｇ１および第２の二値画像Ｇ２について、同じ位置の画素の値を取り出す（ステップＳＴ３１）。取り出した画素の値のいずれかが黒であるか否かを判定する（ステップＳＴ３２）。ステップＳＴ３２の判定の結果、いずれかが黒である場合（ステップＳＴ３２においてＹｅｓ）、その画素を黒とする（ステップＳＴ３３）。その後、ステップＳＴ３５に移行する。
【0042】
ステップＳＴ３２の判定の結果、いずれかが黒でない場合（ステップＳＴ３２においてＮｏ）、その画素を白とする（ステップＳＴ３４）。その後、ステップＳＴ３５に移行する。ステップＳＴ３５においては、全ての画素について処理を行ったか否かを判定する（ステップＳＴ３５）。
【0043】
ステップＳＴ３５の判定の結果、全ての画素について処理が完了していなければ（ステップＳＴ３５においてＮｏ）、ステップＳＴ３１に戻り、処理を継続する。一方、ステップＳＴ３５の判定の結果、全ての画素について処理が完了していれば（ステップＳＴ３５においてＹｅｓ）、処理は終了となる。
【0044】
（比較例による処理）
ここで、比較例による処理との差異を説明し、本実施形態によるタイヤ接地形状解析装置による処理が有効な処理であること明らかにする。図７は、比較例による処理を説明する図である。図７に示す比較例においては、第１および第２の画像セットを構築せずに、連続画像をまとめて１組の画像セットＧＳ０とする。すなわち、図７において、画像Ｐ１、…、Ｐ６１、…、Ｐ１２１をまとめて１組の画像セットＧＳ０とする。画像セットＧＳ０について、輝度演算処理を行う。すなわち、全画像の中から、画素位置ごとに最大輝度を採用し、その採用結果を結果画像ＲＧ０とする。結果画像ＲＧ０について、所定閾値を基準とする二値化処理を行うことにより、接地形状画像ＫＧ０が得られる。この接地形状画像ＫＧ０は、画像Ｐ６１とは大きく異なる。このため、図７に示す比較例による処理では、正しい接地形状画像が得られない。
ここで、比較例による処理との差異を説明し、本実施形態によるタイヤ接地形状解析装置による処理が有効な処理であること明らかにする。図７は、比較例による処理を説明する図である。図７に示す比較例においては、第１および第２の画像セットを構築せずに、連続画像をまとめて１組の画像セットＧＳ０とする。すなわち、図７において、画像Ｐ１、…、Ｐ６１、…、Ｐ１２１をまとめて１組の画像セットＧＳ０とする。画像セットＧＳ０について、輝度演算処理を行う。すなわち、全画像の中から、画素位置ごとに最大輝度を採用し、その採用結果を結果画像ＲＧ０とする。結果画像ＲＧ０について、所定閾値を基準とする二値化処理を行うことにより、接地形状画像ＫＧ０が得られる。この接地形状画像ＫＧ０は、画像Ｐ６１とは大きく異なる。このため、図７に示す比較例による処理では、正しい接地形状画像が得られない。
【0045】
【0046】
図８に示す矢印は、タイヤの進行方向を示す。図８に示すように、本実施形態では、画像Ｐ１から画像Ｐ６１までを１組目の画像セット（第１の画像セット）ＧＳ１とし、画像Ｐ６１から画像Ｐ１２１までを２組目の画像セット（第２の画像セット）ＧＳ２としている。つまり、本実施形態では、評価対象画像Ｐ６１が１組目の画像セット（第１の画像セット）ＧＳ１に含まれ、かつ、評価対象画像Ｐ６１が２組目の画像セット（第２の画像セット）ＧＳ２に含まれる。
【0047】
画像Ｐ１は、タイヤの接地形状部分ＣＡ１と、それ以外の水膜部分とを含む。接地形状部分ＣＡ１は輝度の値が小さく、それ以外の水膜部分は接地形状部分ＣＡ１よりも輝度の値が大きい。画像Ｐ１以外の他の画像Ｐ６０、Ｐ６１、Ｐ６２、…、Ｐ１２１についても同様であり、接地形状部分ＣＡ６０、ＣＡ６１、ＣＡ６２、…、ＣＡ１２１は輝度の値が小さく、それ以外の水膜部分は各接地形状部分よりも輝度の値が大きい。
【0048】
ここで、１組目の画像セットＧＳ１について輝度演算処理を行って得られる結果画像ＰＡおよび２組目の画像セットＧＳ２について輝度演算処理を行って得られる結果画像ＰＢを、評価対象画像Ｐ６１と比較する。評価対象画像Ｐ６１の接地形状部分ＣＡ６１の端部に沿ったラインＬ１およびラインＬ２を想定すると、ラインＬ１の周辺で接地形状が合っており、かつ、ラインＬ２の周辺で接地形状が合っている。輝度演算処理Ｓ３６によって、接地形状部分の破線Ｈ３の部分が消えて、評価対象画像Ｐ６１の破線Ｈ２の部分と一致する。このため、結果画像ＰＡおよび結果画像ＰＢについて黒画素領域を重ね合わせた接地形状画像ＫＧは、ラインＬ１の周辺で接地部分が正しく評価され、破線Ｈ４の位置に接地形状部分が生じていない。
【0049】
図９を参照すると、画像セット構築処理Ｓ３５において、評価対象画像Ｐ６１が１組目の画像セット（第１の画像セット）ＧＳ１に含まれ、かつ、評価対象画像Ｐ６１が２組目の画像セット（第２の画像セット）ＧＳ２に含まれる。このため、接地形状算出処理Ｓ３８によって得られる接地形状は、正しい接地形状画像となる。特に、破線Ｈ５で示すように、接地面積が正しく評価され、実接地面積（Ａｃｔｕａｌ Ｃｏｎｔａｃｔ Ａｒｅａ、以下ＡＣＡ）は、例えば、１７１.６ｃｍ２となる。
【0050】
【0051】
図１０に示す矢印は、タイヤの進行方向を示す。図１０に示すように、比較例では、画像Ｐ１から画像Ｐ６０までを１組目の画像セット（第１の画像セット）ＧＳ１ｂとし、画像Ｐ６１から画像Ｐ１２１までを２組目の画像セット（第２の画像セット）ＧＳ２としている。つまり、本比較例では、評価対象画像Ｐ６１が１組目の画像セット（第１の画像セット）ＧＳ１ｂに含まれず、評価対象画像Ｐ６１が２組目の画像セット（第２の画像セット）ＧＳ２に含まれる。
【0052】
本比較例において、１組目の画像セットＧＳ１ｂについて輝度演算処理を行って得られる結果画像ＰＡａおよび２組目の画像セットＧＳ２について輝度演算処理を行って得られる結果画像ＰＢを、評価対象画像Ｐ６１と比較する。評価対象画像Ｐ６１の接地形状部分ＣＡ６１の端部に沿ったラインＬ１およびラインＬ２を想定すると、ラインＬ２の周辺では接地形状が合っている。これに対し、ラインＬ１の周辺で接地形状が合っていない。輝度演算処理Ｓ３６によって、接地形状部分の破線Ｈ６の部分が消えずに残り、評価対象画像Ｐ６１の破線Ｈ２の部分と一致しない。このため、結果画像ＰＡａおよび結果画像ＰＢについて黒画素領域を重ね合わせた接地形状画像ＫＧａは、ラインＬ１の周辺で接地部分が正しく評価されず、破線Ｈ７の位置に接地形状部分が生じている。
【0053】
図１１を参照すると、画像セット構築処理Ｓ３５において、評価対象画像Ｐ６１が１組目の画像セット（第１の画像セット）ＧＳ１ｂに含まれておらず、評価対象画像Ｐ６１が２組目の画像セット（第２の画像セット）ＧＳ２に含まれている。このため、接地形状算出処理Ｓ３８によって得られる接地形状は、正しい接地形状画像にならない。特に、破線Ｈ８で示すように、接地面積が過大に評価され、ＡＣＡは、例えば、１７２.５ｃｍ２となる。ここで、図９における接地形状画像のＡＣＡを指数１００（基準）とすると、図１１における接地形状画像のＡＣＡは指数１０１となる。
【0054】
図１２は、他の比較例による処理を示す図である。図１２の画像セット構築処理Ｓ３５において、評価対象画像Ｐ６１とその前後の時系列の画像からなる第１の画像セットＧＳ１ａと、評価対象画像Ｐ６１とその後の時系列の画像からなる第２の画像セットＧＳ２とを構築する。評価対象画像Ｐ６１は、第１の画像セットＧＳ１ａに含まれており、かつ、第２の画像セットＧＳ２に含まれている。
【0055】
次に、輝度演算処理Ｓ３６においては、第１の画像セットＧＳ１ａおよび第２の画像セットＧＳ２それぞれに対して、画素位置ごとに最大輝度を採用し、その採用結果を結果画像ＲＧ１ａおよび結果画像ＲＧ２とする。結果画像ＲＧ２は、図４の場合と同じである。これに対し、結果画像ＲＧ１ａは、図４の結果画像ＲＧ１とは異なる。この結果、二値化処理Ｓ３７による、結果画像ＲＧ２は図４の場合と同じであるのに対し、結果画像ＲＧ１ａは図４の場合と異なる。
【0056】
接地形状算出処理Ｓ３８において、第１の二値画像Ｇ１ａと、第２の二値画像Ｇ２とを重ね合わせて、接地形状画像ＫＧａを求める。本例において、接地形状画像ＫＧａは、背景画像Ｂ１およびＢ２を含む。そこで、接地形状画像ＫＧａから背景画像Ｂ１およびＢ２を削除する。これにより、接地形状画像ＳＫａが得られる。接地形状画像ＳＫａは、破線Ｄ３で示すように接地形状が欠損し、正常に判定されていない。
【0057】
（画像セットの最小画像枚数）
画像セット構築部３５は、画像セット構築処理Ｓ３５において第１の画像セットＧＳ１と第２の画像セットＧＳ２とを構築する際、輝度演算処理部３６と同じ輝度演算処理を行い、接地形状が消失するときの画像セットの最小枚数を求めることが好ましい。
画像セット構築部３５は、画像セット構築処理Ｓ３５において第１の画像セットＧＳ１と第２の画像セットＧＳ２とを構築する際、輝度演算処理部３６と同じ輝度演算処理を行い、接地形状が消失するときの画像セットの最小枚数を求めることが好ましい。
【0058】
この場合、画像セット構築部３５は、評価対象画像とその前の時系列の画像からなるセットおよび前記評価対象画像とその後の時系列の画像からなるセットに対して輝度演算処理を行う。そして、画像セット構築部３５は、接地形状が消失するときの画像セットの最小枚数を求め、次の式（１）によって定義された最大接地長を求める。次の式（１）は、画像１枚あたりに移動する接地長に、（最小枚数－１）を乗じることによって最大接地長を求める。
最大接地長［ｍｍ］＝（タイヤ速度［ｍｍ／秒］／フレームレート［枚／秒］）×（最小枚数－１）［枚］…（１）
なお、フレームレートは、連続画像の１秒当たりの画像の枚数である。
最大接地長［ｍｍ］＝（タイヤ速度［ｍｍ／秒］／フレームレート［枚／秒］）×（最小枚数－１）［枚］…（１）
なお、フレームレートは、連続画像の１秒当たりの画像の枚数である。
【0059】
画像セット構築処理Ｓ３５において接地形状が消失しない場合と消失する場合とについて説明する。図１３は、画像セット構築処理Ｓ３５において接地形状が消失しない例を示す図である。図１３において、画像Ｐ１および画像Ｐ６１は、接地面の連続画像の例である。画像Ｐ１の接地形状部分ＣＡ１、画像Ｐ６１の接地形状部分ＣＡ６１の接地中心Ｃｅに着目すると、接地形状部分ＣＡ１の接地中心Ｃｅの位置は、接地形状部分ＣＡ６１の接地長Ｗｒの範囲内である。
【0060】
画像Ｐ１および画像Ｐ６１の２枚の画像による画像セットＧＳについて輝度演算処理部３６と同じ輝度演算処理を行う。すなわち、これらの画像Ｐ１および画像Ｐ６１について、画素位置ごとに最大輝度を採用する処理を行う。輝度演算処理の結果画像ＰＡは、接地形状部分ＣＡを含む。つまり、接地形状が消失しない。
【0061】
一方、図１４は、画像セット構築処理Ｓ３５において接地形状が消失する例を示す図である。図１４において、画像Ｐ１、画像Ｐ３０および画像Ｐ６１は、接地面の連続画像の他の例である。各画像Ｐ１、画像Ｐ３０および画像Ｐ６１の接地中心Ｃｅに着目すると、接地形状部分ＣＡ１、ＣＡ３０、ＣＡ６１の位置は、接地長Ｗｒの半分（Ｗｒ／２）だけずれている。このため、画像Ｐ３０の接地形状部分ＣＡ３０の接地中心Ｃｅの位置は、画像Ｐ１の接地形状部分ＣＡ１の接地長Ｗｒの範囲内である。しかしながら、画像Ｐ６１の接地形状部分ＣＡ６１の接地中心Ｃｅの位置は、画像Ｐ１の接地形状部分ＣＡ１の接地長Ｗｒの範囲外である。
【0062】
画像Ｐ１、画像Ｐ３０および画像Ｐ６１の３枚の画像による画像セットＧＳ’について輝度演算処理部３６と同じ輝度演算処理を行う。すなわち、これらの画像Ｐ１、画像Ｐ３０および画像Ｐ６１について、画素位置ごとに最大輝度を採用する処理を行う。輝度演算処理の結果画像ＰＡ’は、接地形状部分を含まない。つまり、接地形状が消失する。
【0063】
本例では、３枚の画像による画像セットＧＳ’の場合に接地形状が消失するので、接地形状が消失するときの画像セットの最小枚数は「３」である。そこで、この最小枚数「３」から「１」を減じた枚数「２」に基づき、上記の式（１）によって最大接地長を求める。
【0064】
図１３および図１４を参照して説明した処理では、画像１枚ごとに接地形状が消失しているか否かを判定し、それを繰り返すことによって、最小画像枚数を求める。図１５は、画像セット構築部３５において画像セットの最小画像枚数を求める処理を示すフロー図である。図１５において、最初に、初期値の枚数を設定する（ステップＳＴ４１）。
【0065】
設定した初期値の枚数の画像セットについて輝度演算処理部３６による輝度演算処理を行う（ステップＳＴ４２）。輝度演算処理部３６による輝度演算処理の結果について、接地形状が消失したか否かを判定する（ステップＳＴ４３）。
【0066】
ステップＳＴ４３の判定の結果、接地形状が消失しなかった場合（ステップＳＴ４３においてＮｏ）、枚数を１枚増加し（ステップＳＴ４４）、１枚増加した枚数の画像セットについて輝度演算処理部３６による輝度演算処理を行う（ステップＳＴ４２）。以後、同様に枚数を１枚増加しつつ、輝度演算処理を行う。
【0067】
ステップＳＴ４３の判定の結果、接地形状が消失した場合（ステップＳＴ４３においてＹｅｓ）、現在の枚数から１枚を減じた枚数に基づき、上記の式（１）によって最大接地長を決定する（ステップＳＴ４５）。
【0068】
（ラッピング量）
ここで、画像セットを構築する際の適切なラッピング量について説明する。図１６は、ラッピング量の定義を説明する図である。評価対象画像Ｐ６１の接地形状部分ＣＡ６１の接地中心を基準接地中心ＣｅＳとする。また、評価対象画像Ｐ６１以外の画像の接地形状部分の接地中心を対比接地中心ＣｅＣとする。そして、基準接地中心ＣｅＳから対比接地中心ＣｅＣまでのタイヤ周方向距離をラッピング量と定義する。図１６において、評価対象画像Ｐ６１と画像Ｐ６０とのラッピング量はＬＰ１、評価対象画像Ｐ６１と画像Ｐ１とのラッピング量はＬＰ２である。
ここで、画像セットを構築する際の適切なラッピング量について説明する。図１６は、ラッピング量の定義を説明する図である。評価対象画像Ｐ６１の接地形状部分ＣＡ６１の接地中心を基準接地中心ＣｅＳとする。また、評価対象画像Ｐ６１以外の画像の接地形状部分の接地中心を対比接地中心ＣｅＣとする。そして、基準接地中心ＣｅＳから対比接地中心ＣｅＣまでのタイヤ周方向距離をラッピング量と定義する。図１６において、評価対象画像Ｐ６１と画像Ｐ６０とのラッピング量はＬＰ１、評価対象画像Ｐ６１と画像Ｐ１とのラッピング量はＬＰ２である。
【0069】
画像セット構築部３５は、ラッピング量ＬＰ１、ＬＰ２が次の式（２）を満たすように、画像セットＧＳ３を構築する。
０［ｍｍ］＜ラッピング量≦（最大接地長／２）［ｍｍ］…（２）
０［ｍｍ］＜ラッピング量≦（最大接地長／２）［ｍｍ］…（２）
【0070】
上記の式（２）において、ラッピング量が０［ｍｍ］である場合は、ワンショットの接地面画像について解析することに相当し、解析の精度を高めることは難しい。また、ラッピング量が（最大接地長／２）、すなわち最大接地長の半分を超える場合は、接地形状の中心部分を非接地と誤判定する。このことについて、図１７および図１８を参照して説明する。
【0071】
図１７は、ラッピング量が最大接地長の半分以内である場合を説明する図である。ラッピング量が最大接地長の半分以内である場合、評価対象画像Ｐ６１の基準接地中心ＣｅＳを中心とすると、タイヤ周方向に接地長Ｗｒの範囲内に、すべての画像の対比接地中心ＣｅＣが位置している。このため、第１の画像セットである１組目の画像セットＧＳ１について、全画像の中から画素位置ごとに最大輝度を採用すると、結果画像ＰＡは、最大接地長の半分の接地形状となる。すなわち、少なくとも最大接地長の半分の接地形状を取得できる。また、第２の画像セットである２組目の画像セットＧＳ２について、全画像の中から画素位置ごとに最大輝度を採用すると、結果画像ＰＢは、最大接地長の半分の接地形状となる。すなわち、少なくとも最大接地長の半分の接地形状を取得できる。結果画像ＰＡと結果画像ＰＢとを重ね合わせることによって、適切な正しい接地形状画像ＫＧが得られる。
【0072】
図１８は、ラッピング量が最大接地長の半分を超える場合を説明する図である。ラッピング量が最大接地長の半分を超える場合、評価対象画像Ｐ６１の基準接地中心ＣｅＳを中心とすると、画像Ｐ１については、タイヤ周方向に接地長Ｗｒの範囲外に、対比接地中心ＣｅＣが位置している。基準接地中心ＣｅＳと画像Ｐ１の対比接地中心ＣｅＣとの距離は、最大接地長の半分（Ｗｒ／２）に距離α（αは正の実数、以下同じ）を加えた距離である。このため、第１の画像セットである１組目の画像セットＧＳ１について、全画像の中から画素位置ごとに最大輝度を採用すると、結果画像ＰＡ’は、接地中心Ｃｅから距離αだけ離れた位置において、最大接地長の半分の接地形状となる。
【0073】
第２の画像セットである２組目の画像セットＧＳ２について、全画像の中から画素位置ごとに最大輝度を採用すると、図１７の場合と同様に、結果画像ＰＢは、最大接地長の半分の接地形状となる。すなわち、少なくとも最大接地長の半分の接地形状を取得できる。
【0074】
結果画像ＰＡ’と結果画像ＰＢとを重ね合わせることによって得られる接地形状画像ＫＧｂは、接地中心を非接地と誤判定され、接地中心Ｃｅから距離αだけ接地形状が消失する。このため、正しい接地形状画像が得られない。したがって、上記の式（２）を満たすラッピング量になるように画像セットを構築する必要がある。
【0075】
上記のラッピング量を画像の枚数に換算すると、次の式（３）のようになる。
１＜画像の枚数≦（最大接地長／２）［ｍｍ］／（タイヤ速度［ｍｍ／秒］／フレームレート［枚／秒］）…（３）
１＜画像の枚数≦（最大接地長／２）［ｍｍ］／（タイヤ速度［ｍｍ／秒］／フレームレート［枚／秒］）…（３）
【0076】
式（３）によると、画像の枚数が１枚の場合、ワンショットの接地面画像について解析することに相当し、解析の精度を高めることは難しい。また、画像の枚数が式（３）右辺の値を超える場合、接地中心を非接地と誤判定され、解析の精度が低下する。
【0077】
画像の枚数が式（３）の範囲内であれば、水（すなわち明度が高い部分）が非接地領域の所々に流れ込む接地面画像を取得できる。このような画像セットを構築し、輝度演算処理Ｓ３６、二値化処理Ｓ３７の順に行うことによって、水しぶきを非接地と確実に判定できる。このため、接地形状の解析精度を高めることができる。
【0078】
（背景画像の削除）
図１９は、接地形状算出部３８において背景画像を削除する処理を説明する図である。図１９に示す接地形状画像ＫＧは、上述したように接地形状算出処理Ｓ３８において、第１の二値画像Ｇ１と、第２の二値画像Ｇ２とを重ね合わせて求めた画像である。接地形状画像ＫＧは、背景画像Ｂ１およびＢ２を含む。そこで、以下の処理によって、背景画像Ｂ１およびＢ２を削除する。
図１９は、接地形状算出部３８において背景画像を削除する処理を説明する図である。図１９に示す接地形状画像ＫＧは、上述したように接地形状算出処理Ｓ３８において、第１の二値画像Ｇ１と、第２の二値画像Ｇ２とを重ね合わせて求めた画像である。接地形状画像ＫＧは、背景画像Ｂ１およびＢ２を含む。そこで、以下の処理によって、背景画像Ｂ１およびＢ２を削除する。
【0079】
すなわち、図１において、タイヤが撮影領域を通過する前に路面板１１をカメラ１５で撮影し、背景画像ＢＧ１とする。つまり、タイヤが映らない画像を背景画像ＢＧ１として採用する。背景画像ＢＧ１について、二値化処理部３７による二値化処理Ｓ３７と同様に二値化処理を行って二値画像ＢＧ２を得る。すなわち、この二値化処理においては、画像を構成する画素を階調０から階調２５５までの２５６階調とし、階調０以上階調８０以下の画素を黒とし、階調８１以上階調２５５以下の画素を白とする。
【0080】
二値画像ＢＧ２を接地形状画像ＫＧから差し引くことにより、背景画像Ｂ１およびＢ２に相当する部分を除去する。このとき、ノイズ処理を行うことが好ましい。ノイズ処理とは、黒画素の塊をノイズとして削除する処理である。黒画素の占有面積に閾値を設けておき、その閾値以下の占有面積の黒画素の塊をノイズと判定して削除する。以上により、接地形状画像ＳＫが得られる。
【0081】
（タイヤ接地形状解析装置のまとめ）
図２０は、比較例と実施形態とを対比して説明する図である。図２０において、比較例では、カメラ１５で撮影したワンショットの接地面画像、すなわち連続画像ではなく、１枚の画像Ｐ１３８を解析対象とする。この比較例では、接地形状の蹴出側の破線Ｈ１０の部分に水しぶきが発生すると、接地形状の算出結果の画像ＳＫａの破線Ｈ１０の部分において水しぶきが接地部分と判定される。
図２０は、比較例と実施形態とを対比して説明する図である。図２０において、比較例では、カメラ１５で撮影したワンショットの接地面画像、すなわち連続画像ではなく、１枚の画像Ｐ１３８を解析対象とする。この比較例では、接地形状の蹴出側の破線Ｈ１０の部分に水しぶきが発生すると、接地形状の算出結果の画像ＳＫａの破線Ｈ１０の部分において水しぶきが接地部分と判定される。
【0082】
これに対し、実施形態では、画像Ｐ１から画像Ｐ２５２までの２５２枚の画像による連続画像を解析対象とし、連続画像のうち、画像Ｐ１３８を接地形状の評価対象画像とする。実施形態では、接地形状の蹴出側の破線Ｈ１の部分に水しぶきが発生しても、接地形状の算出結果の接地形状画像ＳＫの破線Ｈ１の部分には何もない。このため、水しぶきは、非接地部分であると正常に判定される。以上のように、実施形態によれば、連続画像を解析対象とすることによって、水しぶきが発生するような高速走行の場合についてタイヤの接地形状を解析できる。
【0083】
（タイヤ接地形状解析方法）
上述したタイヤ接地形状解析装置においては、以下のタイヤ接地形状解析方法を実現できる。すなわち、湿潤路面における接地面について、評価対象画像およびその前後に連続する時系列の画像である連続画像を取得する画像取得ステップと、前記画像取得ステップにおいて取得した連続画像から、複数の画像を含む第１および第２の画像セットを構築する画像セット構築ステップと、前記画像セット構築ステップにおいて構築した第１および第２の画像セットにそれぞれ含まれている複数の画像の輝度を演算処理し、前記画像セットそれぞれの演算処理結果である第１および第２の結果画像を得る輝度演算処理ステップと、前記輝度演算処理ステップの演算処理によって得られた第１および第２の結果画像について、それぞれ、所定閾値を基準とする二値化処理を行って、第１および第２の二値画像を得る二値化処理ステップと、前記二値化処理ステップの二値化処理によって得られた第１の二値画像と第２の二値画像とを重ね合わせて、接地形状を求める接地形状算出ステップと、を含み、前記第１の画像セットは、前記評価対象画像とその前の時系列の画像とからなるセットであり、前記第２の画像セットは、前記評価対象画像とその後の時系列の画像とからなるセットである。このタイヤ接地形状解析方法によれば、水しぶきが発生するような高速走行の場合についてタイヤの接地形状を解析できる。
上述したタイヤ接地形状解析装置においては、以下のタイヤ接地形状解析方法を実現できる。すなわち、湿潤路面における接地面について、評価対象画像およびその前後に連続する時系列の画像である連続画像を取得する画像取得ステップと、前記画像取得ステップにおいて取得した連続画像から、複数の画像を含む第１および第２の画像セットを構築する画像セット構築ステップと、前記画像セット構築ステップにおいて構築した第１および第２の画像セットにそれぞれ含まれている複数の画像の輝度を演算処理し、前記画像セットそれぞれの演算処理結果である第１および第２の結果画像を得る輝度演算処理ステップと、前記輝度演算処理ステップの演算処理によって得られた第１および第２の結果画像について、それぞれ、所定閾値を基準とする二値化処理を行って、第１および第２の二値画像を得る二値化処理ステップと、前記二値化処理ステップの二値化処理によって得られた第１の二値画像と第２の二値画像とを重ね合わせて、接地形状を求める接地形状算出ステップと、を含み、前記第１の画像セットは、前記評価対象画像とその前の時系列の画像とからなるセットであり、前記第２の画像セットは、前記評価対象画像とその後の時系列の画像とからなるセットである。このタイヤ接地形状解析方法によれば、水しぶきが発生するような高速走行の場合についてタイヤの接地形状を解析できる。
【0084】
本開示は、以下の発明を包含する。
発明［１］
湿潤路面におけるタイヤの接地面について、評価対象画像およびその前後に連続する時系列の画像である連続画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部が取得した連続画像から、複数の画像を含む第１および第２の画像セットを構築する画像セット構築部と、
前記画像セット構築部が構築した第１および第２の画像セットにそれぞれ含まれている複数の画像の輝度を演算処理し、前記第１および第２の画像セットそれぞれの演算処理結果である第１および第２の結果画像を得る輝度演算処理部と、
前記輝度演算処理部の演算処理によって得られた第１および第２の結果画像について、それぞれ、所定閾値を基準とする二値化処理を行って、第１および第２の二値画像を得る二値化処理部と、
前記二値化処理部の二値化処理によって得られた第１の二値画像と第２の二値画像とを重ね合わせて、接地形状を求める接地形状算出部と、
を含み、
前記第１の画像セットは、前記評価対象画像とその前の時系列の画像とからなるセットであり、
前記第２の画像セットは、前記評価対象画像とその後の時系列の画像とからなるセットである、タイヤ接地形状解析装置。
発明［２］
解析対象である前記タイヤが接地する湿潤路面となる路面板と、前記路面板を、前記タイヤに対して相対的に移動するように駆動する路面駆動部と、前記タイヤの接地面を撮影するカメラとを含み、
前記画像取得部は、前記カメラによって前記連続画像を取得する、
発明［１］に記載のタイヤ接地形状解析装置。
発明［３］
前記輝度演算処理部は、
前記第１および第２の画像セットそれぞれに対して、画素位置ごとに最大輝度を採用し、その採用結果を前記第１および第２の結果画像とする発明［１］または発明［２］に記載のタイヤ接地形状解析装置。
発明［４］
前記画像セット構築部は、
前記第１の画像セットおよび前記第２の画像セットについて前記輝度演算処理部による輝度演算処理と同様の輝度演算処理を行い、接地形状が消失するときの画像セットの最小枚数を求めて、最大接地長を式（１）で定義し、
前記評価対象画像の接地中心を基準接地中心、前記評価対象画像以外の画像の接地中心を対比接地中心とし、基準接地中心から対比接地中心までのタイヤ周方向距離をラッピング量と定義し、前記ラッピング量が式（２）を満たすように前記第１および第２の画像セットを定義する発明［１］から発明［３］のいずれか１つに記載のタイヤ接地形状解析装置。
最大接地長＝（タイヤ速度／フレームレート）×（最小枚数－１）…（１）
０＜ラッピング量≦（最大接地長／２）…（２）
発明［５］
前記接地形状算出部は、
前記タイヤが映らない画像を背景画像として採用し、前記二値化処理部の二値化処理によって得られた二値画像の重ね合わせ結果画像から前記背景画像の二値画像を差し引く、発明［１］から発明［４］のいずれか１つに記載のタイヤ接地形状解析装置。
発明［６］
湿潤路面におけるタイヤの接地面について、評価対象画像およびその前後に連続する時系列の画像である連続画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップにおいて取得した連続画像から、複数の画像を含む第１および第２の画像セットを構築する画像セット構築ステップと、
前記画像セット構築ステップにおいて構築した第１および第２の画像セットにそれぞれ含まれている複数の画像の輝度を演算処理し、前記第１および第２の画像セットそれぞれの演算処理結果である第１および第２の結果画像を得る輝度演算処理ステップと、
前記輝度演算処理ステップの演算処理によって得られた第１および第２の結果画像について、それぞれ、所定閾値を基準とする二値化処理を行って、第１および第２の二値画像を得る二値化処理ステップと、
前記二値化処理ステップの二値化処理によって得られた第１の二値画像と第２の二値画像とを重ね合わせて、接地形状を求める接地形状算出ステップと、
を含み、
前記第１の画像セットは、前記評価対象画像とその前の時系列の画像とからなるセットであり、
前記第２の画像セットは、前記評価対象画像とその後の時系列の画像とからなるセットである、タイヤ接地形状解析方法。
発明［１］
湿潤路面におけるタイヤの接地面について、評価対象画像およびその前後に連続する時系列の画像である連続画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部が取得した連続画像から、複数の画像を含む第１および第２の画像セットを構築する画像セット構築部と、
前記画像セット構築部が構築した第１および第２の画像セットにそれぞれ含まれている複数の画像の輝度を演算処理し、前記第１および第２の画像セットそれぞれの演算処理結果である第１および第２の結果画像を得る輝度演算処理部と、
前記輝度演算処理部の演算処理によって得られた第１および第２の結果画像について、それぞれ、所定閾値を基準とする二値化処理を行って、第１および第２の二値画像を得る二値化処理部と、
前記二値化処理部の二値化処理によって得られた第１の二値画像と第２の二値画像とを重ね合わせて、接地形状を求める接地形状算出部と、
を含み、
前記第１の画像セットは、前記評価対象画像とその前の時系列の画像とからなるセットであり、
前記第２の画像セットは、前記評価対象画像とその後の時系列の画像とからなるセットである、タイヤ接地形状解析装置。
発明［２］
解析対象である前記タイヤが接地する湿潤路面となる路面板と、前記路面板を、前記タイヤに対して相対的に移動するように駆動する路面駆動部と、前記タイヤの接地面を撮影するカメラとを含み、
前記画像取得部は、前記カメラによって前記連続画像を取得する、
発明［１］に記載のタイヤ接地形状解析装置。
発明［３］
前記輝度演算処理部は、
前記第１および第２の画像セットそれぞれに対して、画素位置ごとに最大輝度を採用し、その採用結果を前記第１および第２の結果画像とする発明［１］または発明［２］に記載のタイヤ接地形状解析装置。
発明［４］
前記画像セット構築部は、
前記第１の画像セットおよび前記第２の画像セットについて前記輝度演算処理部による輝度演算処理と同様の輝度演算処理を行い、接地形状が消失するときの画像セットの最小枚数を求めて、最大接地長を式（１）で定義し、
前記評価対象画像の接地中心を基準接地中心、前記評価対象画像以外の画像の接地中心を対比接地中心とし、基準接地中心から対比接地中心までのタイヤ周方向距離をラッピング量と定義し、前記ラッピング量が式（２）を満たすように前記第１および第２の画像セットを定義する発明［１］から発明［３］のいずれか１つに記載のタイヤ接地形状解析装置。
最大接地長＝（タイヤ速度／フレームレート）×（最小枚数－１）…（１）
０＜ラッピング量≦（最大接地長／２）…（２）
発明［５］
前記接地形状算出部は、
前記タイヤが映らない画像を背景画像として採用し、前記二値化処理部の二値化処理によって得られた二値画像の重ね合わせ結果画像から前記背景画像の二値画像を差し引く、発明［１］から発明［４］のいずれか１つに記載のタイヤ接地形状解析装置。
発明［６］
湿潤路面におけるタイヤの接地面について、評価対象画像およびその前後に連続する時系列の画像である連続画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップにおいて取得した連続画像から、複数の画像を含む第１および第２の画像セットを構築する画像セット構築ステップと、
前記画像セット構築ステップにおいて構築した第１および第２の画像セットにそれぞれ含まれている複数の画像の輝度を演算処理し、前記第１および第２の画像セットそれぞれの演算処理結果である第１および第２の結果画像を得る輝度演算処理ステップと、
前記輝度演算処理ステップの演算処理によって得られた第１および第２の結果画像について、それぞれ、所定閾値を基準とする二値化処理を行って、第１および第２の二値画像を得る二値化処理ステップと、
前記二値化処理ステップの二値化処理によって得られた第１の二値画像と第２の二値画像とを重ね合わせて、接地形状を求める接地形状算出ステップと、
を含み、
前記第１の画像セットは、前記評価対象画像とその前の時系列の画像とからなるセットであり、
前記第２の画像セットは、前記評価対象画像とその後の時系列の画像とからなるセットである、タイヤ接地形状解析方法。
【符号の説明】
【0085】
６ モータ
７ モータ制御装置
１０ 撮影装置
１１ 路面板
１２ 水膜
１５ カメラ
２０ タイヤ接地面解析装置
２１ 入力部
２２ 表示部
３０ 処理装置
３１ 処理部
３２ 記憶部
３３ 路面駆動部
３４ 画像取得部
３５ 画像セット構築部
３６ 輝度演算処理部
３７ 二値化処理部
３８ 接地形状算出部
６０ タイヤ
６１ 接地面
７ モータ制御装置
１０ 撮影装置
１１ 路面板
１２ 水膜
１５ カメラ
２０ タイヤ接地面解析装置
２１ 入力部
２２ 表示部
３０ 処理装置
３１ 処理部
３２ 記憶部
３３ 路面駆動部
３４ 画像取得部
３５ 画像セット構築部
３６ 輝度演算処理部
３７ 二値化処理部
３８ 接地形状算出部
６０ タイヤ
６１ 接地面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
