重疊量測量裝置和重疊量測量方法與流程

2024-03-25 05:15:05

本發明涉及用於測量構成輪胎的片狀構件的重疊量的裝置和方法。

背景技術：

通常，生輪胎是通過如下方式來形成的：將已經被模製成預定長度的片的諸如內襯套、胎體帘布層、帶以及胎面的片狀構件，依次繞輪胎成型滾筒進行卷繞，將已形成環形的胎圈連接到胎體帘布層。這些片狀構件中的每個都預先被模製為相對於滾筒圓周尺寸的預定長度，從而在繞成型滾筒進行卷繞時在卷繞起始端和卷繞完成端之間產生預定的重疊量。但是，這些均由未硫化橡膠材料製成的片狀構件在運送或者繞成型滾筒卷繞期間能夠從預定成型尺寸發生延展或收縮的變形。因此，可能存在著將片狀構件繞成型滾筒進行實際卷繞時重疊量過剩或不足的情況。

重疊量的設置隨著搭接(lap joint)和對接(butt joint)而變化，搭接即使在隨後的硫化過程之後也保持重疊狀態，而對接在硫化之後具有片的對接狀態。特別是在使用對接時，成型時的重疊量需要準確，因此進行重疊量的測量，從而確保在將片型構件繞成型滾筒進行卷繞之後實際具有預定的重疊量。

例如，利用多個二維雷射傳感器和用於檢測成型滾筒的旋轉的編碼器來測量重疊量。多個雷射傳感器被設置為使得投射的雷射的光軌跡相對於成型滾筒表面的寬度方向傾斜。而多個雷射傳感器以預定距離彼此分開進行布置以便從各個雷射傳感器投射的雷射覆蓋成型滾筒的整個寬度。

首先，將片狀構件繞成型滾筒進行卷繞，同時從雷射傳感器投射出雷射，隨著旋轉成型滾筒，對於穿過雷射的光軌跡的卷繞起始端的位置進行檢測。同時，通過編碼器來檢測所檢測到的卷繞起始端的移動距離。接著，通過在旋轉成型滾筒時檢測穿過雷射的光軌跡的卷繞完成端的位置來測量繞成型滾筒卷繞的片狀構件的長度。現在通過確定所測量的片狀構件的長度與成型滾筒的圓周長度之間的差異來確定重疊量。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本未審查專利申請公開No.2006-019070

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題

然而，雖然上述重疊量測量方法能夠測量片狀構件的長度，但是難以準確地測量重疊量以及確定重疊的合適狀態。而且，當卷繞完成端相對卷繞起始端升高或者回卷時，即使所測量的長度是足夠的，也不適當地執行重疊。因此，當最終製成該輪胎時，必須將其作為缺陷的輪胎進行處理。

因此，已經做出本發明來解決上述技術問題，本發明的一個目的是提供一種重疊量測量方法，該方法能夠確保片狀構件的各端的正確重疊，以及在連接構成輪胎的片狀構件的各個端時準確測量重疊量。

解決技術問題的方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種重疊測量裝置，該裝置用於在將片狀構件從其前端繞成型滾筒的外圍進行卷繞時，測量片狀構件的前端和後端的重疊量，其中片狀構件已經被模製成預定長度並且具有沿其寬度方向在表面延展的成型標記。該裝置包括檢測單元，該檢測單元用於由圖像捕獲單元，通過從上面捕獲包括重疊的整個區域的圖像，來檢測片狀構件的表面在後端側上所形成的第一成型標記和片狀構件的表面在前端側上所形成的第二成型標記；以及計算單元，用於通過從捕獲圖像的各個幀測量片狀構件的第一成型標記和第二成型標記之間的距離來計算重疊量。

此外，為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的一種方法的實施例：該方法用於在將片狀構件從其前端繞成型滾筒卷繞時，測量片狀構件的前端和後端的重疊，其中的片狀構件已經被模製為預定長度並且沿其寬度方向在表面上延展的成型標記。該方法包括由圖像捕獲單元，通過從上面捕獲包括重疊的整個區域的圖像，來檢測片狀構件的表面在後端側上所形成的第一成型標記和片狀構件的表面在前端側上所形成的第二成型標記；以及通過從捕獲圖像的各個幀測量片狀構件的第一成型標記和第二成型標記之間的距離來計算重疊量。

附圖說明

圖1是表示根據本發明的重疊測量裝置的配置的示意圖。

圖2是表示胎體帘布層的重疊的示意圖。

圖3是表示利用圖像捕獲單元捕獲重疊的圖像的示意圖。

圖4是表示檢測邊緣和脊部的步驟和計算重疊量的方法的示意圖。

圖5是表示通過處理單元測量重疊量的流程圖。

圖6是表示監視器上所顯示的測量結果的示意圖。

此後，將基於優選實施例來詳細描述本發明，其中的優選實施例不旨在限制本發明的權利要求的範圍而旨在說明本發明。並且各個實施例中所描述的所有特徵及其組合對於本發明不是必要的，它們也包括選擇性地使用的構造和設置。

具體實施方式

圖1是表示根據本發明的重疊量測量方法和重疊測量裝置1的配置的示意圖。

如圖所示，用於使得片狀構件成型的成型滾筒裝置2粗略地包括：彼此分開預定距離向上安裝的一對支撐杆21，通過支撐杆21可轉動支撐的軸22、連接到軸22上的成型滾筒23、以及用於驅動軸22的驅動機構24。

該對支撐杆21具有位於其上端的軸承21a，軸承21a支撐使得成型滾筒23能夠旋轉的軸22。共軸固定於軸22的是具有圓柱形橫截面的成型滾筒23。連接到軸22的一端的是用於檢測成型滾筒23的旋轉角度的編碼器25。

成型滾筒23作為片狀構建在輪胎成型中進行卷繞的基礎。將在傳送帶20上已經帶來的片狀構件繞成型滾筒23的圓周進行卷繞。傳送帶20的最前方與成型滾筒23上部的卷繞起始位置對應地設置，而傳送帶20以與成型滾筒23的圓周速度相同的速度朝著成型滾筒23發送胎體帘布層10。在本發明的描述中，待繞著成型滾筒23的外圍進行卷繞的片狀構件由胎體帘布層10來表示，該胎體帘布層10具有如圖2所示的嵌入在其中的胎體簾線11。

胎體帘布層10由具有預定長度(成型滾筒23的周長)和預定寬度的合成橡膠製成。胎體帘布層10具有接近圍繞成型滾筒23的整個圓周的長度，並具有以預定間隔在其寬度方向上延展的嵌入在其中的胎體簾線11。胎體帘布層10的表面上所形成的是脊12，脊12是在成型滾筒23上成型時所形成的具有矩形橫截面的突起。胎體帘布層10通過將胎體簾線11夾在兩個各自具有粘附層的未硫化的橡膠層之間來併入胎體簾線11。成型模具的成型表面具有凹陷排氣槽，當繞滾筒進行卷繞的胎體帘布層10成型時，該凹陷排氣槽用於從成型模具與橡膠片表面之間排出空氣。因此，脊12是矩形槽留下的剩餘標記。在成型模具的表面上以預定間隔形成的排氣槽，在胎體帘布層10成型之後在其表面以預定的間隔留下在寬度方向上延展的排氣槽的標記。

在胎體帘布層10的重疊處，後端(卷繞完成端)Y搭接在位於其卷繞起始端的前端H上面。在前端H一側的端部形成的是面對後端Y的下側表面(內表面)的L形梯狀部分S1。此外，在胎體帘布層10的後端Y一側的端部所形成的是面對胎體帘布層10之外的L形梯狀部分S2。也就是，當該重疊形成有繞成型滾筒23卷繞的胎體帘布層10時，梯狀部分S2在重疊處朝向外，同時梯狀部分S2的表面一側變為邊緣10A。在本示例中，具有邊緣10A的梯狀部分S2被稱為第一成型標記。胎體帘布層10的表面上以預定間隔形成的脊12是在胎體帘布層10的寬度方向上延展的突起部分，這些脊12均被稱為第二成型標記。在距離矩形脊12的邊緣10A較近的作為第二成型標記的脊12m的拐角中，將邊緣10A一側的拐角稱為脊拐角12A。需要注意的是，將梯狀部分S1和S2形成梯狀，從而使得胎體帘布層10容易從上面的成型模具和下面的成型模具移開，其中上面和下面的成型模具通過將胎體簾線11夾在未硫化的橡膠片之間來使得胎體帘布層10成型。

在本實施例中，通過測量後端Y一側上所形成的作為拐角的邊緣10A與前端H一側的表面上所形成的脊12m的脊拐角12A之間的間距來確定重疊量L。需要注意的是，邊緣10Q是與邊緣10A一同形成的，而脊拐角12Q是與脊12上的邊緣拐角12A一同形成的。

使得成型滾筒23旋轉的驅動機構24包括作為驅動源的電機和用於將電機的旋轉力傳送到軸22的傳送機構。因此，電機的旋轉引起軸22和成型滾筒23的旋轉。並且通過編碼器25來檢測軸22的旋轉角度作為成型滾筒23的旋轉角度。當胎體帘布層10的卷繞從前端H到後端H完成時，當後端Y(卷繞完成端)搭接前端H(卷繞起始端)，成型滾筒23的一次旋轉完成時，編碼器25通過向處理裝置32輸出停止信號來使成型滾筒23停止。此時，執行成型滾筒23的停止控制，以便從具有重疊量L的重疊處到與後端Y最接近的脊12m的區域位於與CCD相機相對的位置，這些CCD相機作為圖像捕獲單元以等間隔沿寬度方向上設置。通過這樣的設置，邊緣10A(一個成型標記)和脊拐角12A(另一個成型標記)兩者的圖像被捕獲。

在支撐杆21的延展方向上向上延展的各個延展杆26連接到支撐成型滾筒23的支撐杆21。橋接構件27連接到延展杆26的上端，其中橋接構件27通過與成型滾筒23的軸中心平行地延展將延展杆26連接起來。三個CCD相機31、31、31作為上述的圖形捕獲單元連接到橋接構件27。相機31分別連接到它們各自的移動機構28，在橋接構件27上提供與相機21相同數量的移動機構28。移動機構28支持相機21沿著橋接構件27的延展方向(胎體帘布層10的寬度方向)移動。同時，移動機構28通過在寬度方向上移動相機來調整相機31相對於待卷繞的胎體帘布層10的寬度的位置。因此，無論胎體帘布層10採用何種寬度，都能夠捕獲胎體帘布層10的寬度端的圖像。也就是，在本實施例中，利用移動機構28來調整相機31、31、31的位置，以便無論胎體帘布層10關於成型滾筒23採用何種寬度，都能夠捕獲胎體帘布層10的寬度中心、左端和右端的圖像。

需要注意的是，當胎體帘布層10以成型滾筒23的寬度端中的一端作為基準進行卷繞時，基準一側的相機可以直接固定於橋接構件27。

處理裝置32包括三個相機31、用於通過處理多個相機31所捕獲的圖像來計算重疊量的區域劃分單元34、邊緣檢測單元35、脊檢測單元36、以及重疊計算單元37。

三個相機31是能夠捕獲幀的預定區域的圖像的區域相機。因此，相機31捕獲預定區域的圖像，該預定區域包括胎體帘布層10繞成型滾筒23卷繞的重疊，在重疊處卷繞起始端和卷繞完成端彼此重疊。

例如，將左相機31和右相機31進行這樣的設置：它們的圖像聚焦設置在距離胎體帘布層10繞成型滾筒23卷繞的各個寬度端朝向其寬度中心預定距離的位置。也就是，它們的圖像聚焦設置在從各個寬度端朝向寬度中心50mm的位置。位於捕獲各端圖像的左相機21和右相機31之間的中心相機31設置在使左相機31和右相機31之間的間隔等分的位置。通過多個相機31所捕獲的圖像輸出到處理裝置32，該處理裝置32由用於計算本發明的重疊量的多個單元(過程)構成。左相機31、中心相機31以及右相機31構成本發明的檢測單元(過程)。

三個相機31可以是彩色相機或者黑白相機，並且所捕獲的彩色或黑白圖像可以由處理裝置進行處理並且轉換為灰度。需要注意的是，黑白圖像不限於白到黑的灰度，而可以是構成彩色圖像的色彩RGB中的一種。還需要注意的是，相機31都是同種類的，並且不用說相機31的數量限制為3。

處理裝置32(所謂的計算機)配備有作為用於處理相機31所捕獲的圖像並且計算重疊量L的裝置的CPU，作為用於存儲圖像處理和計算重疊量L的程序的存儲裝置的ROM和RAM，以及作為通信單元的I/O接口。未示出的操作面板和監視器與I/O接口連接，其中的操作面板作為用於輸入圖像處理的參數的輸入單元，監視器作為用於顯示相機31所捕獲的圖像以及作為處理結果的重疊量L的顯示輸出單元。

如圖6所示，處理裝置32包括：幀劃分單元33，其將各個相機31所捕獲的圖像的各個幀P1、P2、P3劃分為例如寬度方向的三塊Q1、Q2、Q3；區域劃分單元34，其將例如中心塊Q2劃分為上部區域R1和下部區域R2兩個區域；邊緣檢測單元35，其從被劃分的區域R1中的一個區域檢測後端Y的邊緣10A，脊檢測單元36，其檢測最靠近邊緣10A(最靠近後端Y)的脊12的脊拐角12A；以及重疊計算單元37，其基於檢測出的邊緣10A和脊12的脊拐角12A來計算重疊量L。

圖4A到圖4C表示幀P1的各個照片圖像。如圖所示，重疊由灰度階的黑色來表示。

如圖4A所示，邊緣檢測單元35通過掃描邊緣10A一側的區域R1並且檢測胎體帘布層10的後端Y的邊緣10來檢測邊緣線10L。更具體地，邊緣檢測單元35首先對於位於區域R1的左端的像素序列進行從區域的下端到上端地掃描。當完成對於像素序列的掃描時，邊緣檢測單元35對於右邊的相鄰像素序列進行從下端到上端地掃描。通過向右端重複該過程，邊緣檢測單元35檢測出假設代表邊緣10A的各個像素。通過這樣的掃描，基於構成所捕獲的圖像的像素的灰度值來進行檢測。也就是說，當像素的亮度值處於預定閾值或者高於預定閾值時，將像素檢測為邊緣10A的圖像的部分。因此，在檢測出的像素的邊緣10A一側的區域R1的坐標位置與它們的亮度值一起進行存儲。

至此所描述的是，當像素在區域R1的寬度區域線性連續時，亮度值處於閾值或者高於閾值的像素被檢測為直線。但是，也可以這樣設置：如果發現像素在線以上和以下的預定數量的像素的寬度範圍內連續，則亮度值處於閾值或者高於閾值的像素被檢測為直線。

接著，邊緣檢測單元35確定檢測到的像素的排列。也就是說，當發現像素從區域R1的左端到右端在寬度方向上連續地線性排成一列時，邊緣檢測單元35將上述過程中所檢測的像素檢測為直線。進一步，邊緣檢測單元35將區域R1中的垂直坐標位置位於檢測出的直線的最低位置的直線檢測為對應於邊緣10A的邊緣線10L，並且將該直線存儲在未示出的存儲器中。通過這種方式來設置邊緣10A的位置。

如圖4B所示，脊檢測單元36通過掃描脊12一側的區域R2來檢測與脊拐角12A對應的脊線12L，該脊線12L是與胎體帘布層10上的邊緣10A最靠近的脊12的邊緣。更具體地，脊檢測單元36首先對於位於區域R2的左端的像素序列進行從區域的下端到上端地掃描。當完成像素序列的掃描時，脊檢測單元36對於位於右側的相鄰像素序列進行從下端到上端地掃描。通過對於右端像素序列重複該過程，脊檢測單元36檢測假設表示脊拐角12A的各個像素。通過該掃描，基於構成捕獲到的圖像的像素的灰度值來做出檢測。也就是，當像素的亮度值處於預定閾值或者高於預定閾值時，該像素被檢測為脊拐角12A的部分圖像。因此，檢測到的像素在區域R2中的坐標位置與其亮度值一同進行存儲。

接著，脊檢測單元36確定檢測到的像素的排列。也就是說，當發現像素從區域R2的左端到右端在寬度方向上連續成行時，脊檢測單元36將上述過程中所檢測到的像素檢測為直線。進一步，脊檢測單元36將區域R2中的垂直坐標位置位於檢測到的直線的最低位置的直線檢測為與脊拐角12A對應的脊線12L，並且在未示出的存儲器中進行存儲。通過這種方式來設置脊拐角12A的位置。

重疊計算單元37基於在塊Q2內通過邊緣檢測單元35所檢測到的邊緣線10L與通過脊檢測單元36所檢測到的脊線12L之間的間隔的測量，來計算重疊量L。

各個相機31所捕獲的幀P1、P2、P3分別被劃分為多個塊Q1、Q2、Q3。這可以在幀P1、P2、P3中檢測不同的重疊量。也就是說，因為幀P1、P2、P3中的重疊量隨捕獲圖像的位置而變化，所以通過將幀P1、P2、P3沿著前端H和後端Y的重疊的延展方向劃分為多個塊Q1、Q2、Q3來測量塊Q1、Q2、Q3中的重疊量。因此，能夠準確地捕獲重疊狀態。

此外，劃分幀P1、P2、P3的塊Q1、Q2、Q3進一步被劃分為上部區域R1和下部區域R2。分別檢測位於區域R1和區域R2內的邊緣10A和脊拐角12A。這樣能夠簡化用於檢測邊緣10A和脊拐角12A的算法。

換言之，如圖4A和圖4B所示，圖像捕獲卷繞完成端Y和脊12m兩者。利用將塊Q1到Q3劃分為上部區域和下部區域，下部區域只顯示卷繞完成端Y的圖像，而上部區域R2隻顯示脊12m的圖像。邊緣10A和邊緣10Q保留在下部區域R1中，而脊拐角12A和脊拐角12Q保留在上部區域R2中。在本實施例中，邊緣10A和脊拐角12A位於區域R1和區域R2的每個區域的下側。因此，對於掃描區域R1和區域R2的每個區域的程序可以使用相同的算法。因此，能夠利用改進的處理速度來檢測邊緣10A和脊拐角12A。

例如，如圖4C所示，讓我們假設將幀P1、P2、P3的每個幀從上端到下端的距離設置為17mm的情況。在此情況下，當檢測到的脊線12L位於距離上端4mm的位置，邊緣線10L位於距離上端14mm的位置，邊緣10A與脊拐角12A之間的距離為14mm–4mm＝10mm。接著，根據邊緣10A與脊拐角12A之間的距離來計算重疊量L。如果在帘布層成型過程中所預先計算出的邊緣10A與脊拐角12A之間的理論距離是7.99mm，那麼重疊量L變短10mm–7.99mm＝1.81mm。通過這種方式，可以通過從先前存儲的邊緣10A與脊拐角12A之間的正確距離減去計算出的邊緣10A與脊拐角12A之間的距離，來計算出重疊量L的不足或者過剩。

如上所述，從上面2D或者平面的圖像中捕獲胎體簾線層10的前端H和後端Y的三維重疊。然後從這些圖像來計算從第一成型標記到第二成型標記的距離。因此，能夠在不受表面凹凸、捲曲或者重疊翹起或者片狀構件厚度的三維變化的影響的情況下，準確地測量重疊量。

此外，通過構成幀P的各個像素的亮度值的灰度值來檢測與邊緣10A對應的邊緣線10L和與脊拐角12A對應的脊線12L。因此，如果存在邊緣10A的翹起或者如果存在片狀構件的成型過程中在脊12上已經出現成型缺陷，脊拐角12A和邊緣10A的方向上可能未獲得清晰的灰度值。那麼灰度值低於閾值，脊線12L和邊緣線10L被檢測為「有缺陷」。在這樣的情況下，不計算重疊量L，將檢測確定為「測量失敗(測量錯誤)」或「缺陷連接」。

以下，參考優選實施例，將給出對於利用本發明的重疊測量方法來計算重疊量L的方法的描述。

在該實施例中，基於如下假設來給出描述：通過例如圖1和圖3所示的三個相機31來捕獲重疊量L。在通過各個相機31所捕獲的各個幀中，通過關於胎體帘布層10的傳送方向的左相機的31所捕獲的圖像幀表示為P1，通過中間相機31所捕獲的圖像幀表示為P2，並且通過右相機31所捕獲的圖像幀表示為P3。根據圖5所示的流程圖來處理幀P1到幀P3(見圖6)。

首先，從左相機31所捕獲的幀P1來計算重疊量L。

通過幀劃分單元33，幀P1首先劃分為寬度方向上大小相等的三塊，也就是左塊Q1、中心塊Q2以及右塊Q3。

劃分的塊Q1到塊Q3進一步分別劃分為邊緣10A一側的區域R1和脊12m一側的區域R2。

當完成將每個幀P1/每個塊劃分為多個區域R1和區域R2時，從中心塊Q2來執行計算針對區域R1和區域R2的重疊量L的處理。

在步驟101中，調出中心塊R2中的邊緣10A一側的區域R1，通過邊緣檢測單元35，從區域R1檢測後端Y(胎體帘布層10的端部中的一端)的邊緣10A。在該邊緣檢測的步驟中，對於區域R1進行掃描，將構成區域R1的各個像素的亮度值與閾值α進行比較。將亮度值處於閾值α或者高於閾值α的像素檢測為代表邊緣10A。接著，將在寬度方向上線性連續橫穿區域R1的亮度值處於閾值α或者高於閾值α的像素檢測為直線，而將區域R1中檢測出的直線之中位於最低位置的直線檢測為邊緣線10L。另一方面，當不存在這樣的在寬度方向上線性連續橫穿區域R1的像素時，確定未檢測到邊緣線10L。

接著，在步驟102中，調出中心塊Q2中的脊12一側的區域R2，通過脊檢測單元36，從區域R2檢測暴露在最靠近前端H(胎體帘布層10的端部中的另一端)一側的表面上的脊12的脊拐角12A。在該脊檢測步驟中，對於區域R2進行掃描，將構成區域R2的各個像素的亮度值與閾值α進行比較。將亮度值處於閾值α或者高於閾值α的像素檢測為代表脊拐角12A。接著，將在寬度方向上線性連續橫穿區域R2的亮度值處於閾值α或者高於閾值α的像素檢測為直線，而將區域R2中檢測出的直線之中位於最低位置的直線檢測為脊線12L。另一方面，當不存在這樣的在寬度方向上線性連續橫穿該區域的像素時，確定未檢測到脊線12L。

接著，在步驟103中，確定步驟101中檢測邊緣線10L和步驟102中檢測脊線12L的成功或失敗。當只檢測出邊緣線10L和脊線12L的直線中的一個時，該流程以檢測「脊拐角12A和邊緣10A」失敗進行到步驟201。而當邊緣線10L和脊線12L都檢測出時，該流程以檢測「脊拐角12A和邊緣10A」成功進行到步驟104。

當在步驟103中確定檢測「脊拐角12A和邊緣10A」成功時，在步驟104中計算重疊量L。當在步驟104中完成計算重疊量L時，流程進行到步驟105，在該步驟中輸出正常測量完成信號。這將該流程返回到步驟101，現在執行中心幀P2中的重疊量L的計算。

此外，當在步驟103中確定檢測「脊拐角12A和邊緣10A」失敗時，該流程進行到步驟201，其中從左塊Q1執行重疊量L。

在步驟201中，調出左塊Q1中位於邊緣10A一側的區域R1，通過邊緣檢測單元35，從區域R1檢測後端Y(胎體帘布層10的端部中的一端)的邊緣10A。在該邊緣檢測的步驟中，對於區域R1進行掃描，將構成區域R1的各個像素的亮度值與閾值β進行比較。亮度值處於閾值β或者高於閾值β的像素檢測為代表邊緣10A。在此需要注意的是，閾值β被設置為使得用於亮度值的準則低於閾值α的亮度值。接著，在寬度方向上線性連續橫穿區域R1的亮度值處於閾值β或者高於閾值β的像素被檢測為直線，而區域R1中檢測出的直線之中位於最低位置的直線被檢測為邊緣線10L。另一方面，當不存在這樣的在寬度方向上線性連續橫穿區域R1的像素時，確定未檢測到直線或者邊緣線10L。

接著，在步驟202中，調出左塊Q1中的脊拐角12A一側的區域R2，通過脊檢測單元36，從區域R2檢測暴露在最靠近前端H(胎體帘布層10的端部中的另一端)一側的邊緣10A的表面上的脊拐角12A。在該脊檢測步驟中，對於區域R2進行掃描，將構成區域R2的各個像素的亮度值與閾值β進行比較。亮度值處於閾值β或者高於閾值β的像素被檢測為代表脊拐角12A。

接著，在寬度方向上線性連續橫穿區域R2的亮度值處於閾值β或者高於閾值β的像素檢測為直線，而區域R2中檢測出的直線之中位於最低位置的直線檢測為脊線12L。另一方面，當不存在這樣的在寬度方向上線性連續橫穿該區域的像素時，確定未檢測到直線或脊線12L。

接著，在步驟203中，確定步驟201中檢測邊緣線10L和步驟102中檢測脊線12L的成功或失敗。當只檢測出邊緣線10L和脊線12L的直線中的一個時，該流程以檢測「脊拐角12A和邊緣10A」失敗進行到步驟301。而當邊緣線10L和脊線12L都檢測出時，該流程以檢測「脊拐角12A和邊緣10A」成功進行到步驟204。

當在步驟203中確定檢測「脊拐角12A和邊緣10A」成功時，在步驟204中計算重疊量L。當在步驟204中完成計算重疊量L時，該流程進行到步驟105，在該步驟中輸出正常測量完成信號。這將該流程返回到步驟101，現在執行中心幀P2中的重疊量L的計算。

此外，當在步驟103中確定檢測「脊拐角12A和邊緣10A」失敗時，該流程進行到步驟301，其中從右塊Q3執行重疊量L。

在步驟301中，調出右塊Q3中位於邊緣10A一側的區域R1，通過邊緣檢測單元35，從區域R1檢測後端Y(胎體帘布層10的端部中的一端)的邊緣10A。在該邊緣檢測的步驟中，對於區域R1進行掃描，將構成區域R1的各個像素的亮度值與閾值γ進行比較。將亮度值處於閾值γ或者高於閾值γ的像素檢測為代表邊緣10A。在此需要注意的是，這樣地選擇閾值γ使得用於亮度值的準則嚴於閾值α的亮度值。接著，在寬度方向上線性連續橫穿區域R1的亮度值處於閾值γ或者高於閾值γ的像素檢測為直線，而區域R1中檢測出的直線之中位於最低位置的直線檢測為邊緣線10L。另一方面，當不存在這樣的在寬度方向上線性連續橫穿該區域的像素時，確定未檢測到直線或者邊緣線10L。

接著，在步驟302中，調出右塊Q3中的脊12一側的區域R2，並且通過脊檢測單元36，從區域R2檢測暴露在最靠近後端Y(胎體帘布層10的端部中的另一端)一側的邊緣10A的表面上的脊拐角12A。在該脊檢測步驟中，對於區域R2進行掃描，將構成區域R2的各個像素的亮度值與閾值γ進行比較。亮度值處於閾值γ或者高於閾值γ的像素檢測為代表脊拐角12A。接著，在寬度方向上線性連續橫穿區域R2的亮度值處於閾值γ或者高於閾值γ以上的像素檢測為直線，而區域R2中檢測出的直線之中位於最低位置的直線檢測為脊線12L。另一方面，當不存在這樣的在寬度方向上線性連續橫穿該區域的像素時，確定未檢測到直線或脊線12L。

接著，在步驟303中，確定步驟301中檢測邊緣線10L和步驟302中檢測脊線12L的成功或失敗。當只檢測出邊緣線10L和脊線12L的直線中的一個時，該流程以檢測「脊拐角12A和邊緣10A」失敗進行到步驟401。而當邊緣線10L和脊線12L都檢測出時，該流程以檢測「脊拐角12A和邊緣10A」成功進行到步驟304。

當在步驟303中確定檢測「脊拐角12A和邊緣10A」成功時，在步驟304中計算重疊量L。當在步驟304中完成計算重疊量L時，該流程進行到步驟105，在該步驟中輸出正常測量完成信號。這將流程返回到步驟101，現在執行中心幀P2中的重疊量L的計算。

此外，當在步驟303中確定檢測「脊拐角12A和邊緣10A」失敗時，該流程進行到步驟305，其中以異常的檢測完成來結束該流程，並且執行在中心幀P2中的重疊量的計算。需要注意的是，在異常的檢測完成中，輸入異常檢測完成信號。

當完成從步驟101到步驟305的處理時，根據上述步驟來執行計算中心幀P2中的重疊量L的處理。並且當結束計算中心幀P2中的重疊量L時，執行右幀P3中的重疊量L的計算從而完成針對計算重疊量的流程。

在上述實施例中，分別針對幀P1到幀P3中的每個幀的塊Q1到塊Q3來設置不同的閾值α、β以及γ。並且在塊Q1到塊Q3的每個塊中設置區域R1和區域R2來檢測邊緣10A和脊拐角12A的各個圖像。因此，可以在不受到胎體帘布層10的表麵條件或者圖像捕獲的條件影響的情況下，在所捕獲的幀P1到幀P3的每個幀中確定邊緣10A和脊拐角12A存在與不存在。因此，不僅可以檢測重疊量而且能夠檢測重疊狀態。

圖6表示分別從幀P1、P2和P3計算重疊量L的監控器上所顯示的結果的示例。利用上述流程圖中所示的算法已經進行了這些計算。在屏幕上所顯示的是幀P1、P2或者P3的捕獲圖像、邊緣10A與脊拐角12A之間的測量距離、以及重疊量L的增加或減少。

如上述所構成的重疊測量裝置1使得能夠可視化確定對於各個圖像的重疊量L。同時，從測量結果能夠獲知重疊的狀態。因此，在隨後重疊的判斷中能夠易於確定接受或拒絕重疊量L。

需要注意的是，圖6中所示的測量結果代表所期望的重疊量L處於邊緣10A與脊拐角12A之間的距離為7.99mm的情況。

首先，在左幀P1的重疊量L的測量中，存在著在塊Q2中檢測「脊拐角12A和邊緣10A」失敗，以及在塊Q1中檢測「脊拐角12A和邊緣10A」成功。並且脊拐角12A與邊緣10A之間的距離被測量為7.81mm。也就是說，測量示出比脊拐角12A與邊緣10A之間的期望距離短的值0.18mm，指示超出期望重疊值L增加0.18mm。

接著，在中心幀P2中的重疊量L的測量中，存在著在塊Q2中檢測脊拐角12A和邊緣10A成功，並且脊拐角12A與邊緣10A之間的距離被測量為8.27mm。也就是說，該測量示出比脊拐角12A與邊緣10A之間的期望距離長的值0.28mm，指示從期望重疊量L減少0.28mm。

接著，在右幀P3的重疊量L的測量中，存在著塊Q2中檢測脊拐角12A和邊緣10A失敗、在塊Q1中檢測脊拐角12A和邊緣10A失敗，以及在塊Q3中檢測脊拐角12A和邊緣10A成功。而此時，脊拐角12A與邊緣10A之間的距離被測量為8.57mm。也就是，測量示出比脊拐角12A與邊緣10A之間的期望距離長的值0.58mm，指示從期望重疊量L減少0.58mm。

換言之，後端Y在前端H之上的重疊是這樣的：重疊量L從左幀P1到右幀P3以傾斜的方式遞減。

當將片狀構件從前端繞成型滾筒的外圍進行卷繞時，實施本發明的上述實施例的重疊測量裝置對於片狀構件的前端與後端的重疊進行測量，其中的片狀構件已經被模製成預定長度並且在其寬度方向上延展的表面上具有成型標記。在該裝置中，檢測單元檢測通過圖像捕獲單元從上方捕獲重疊附加的整個區域的圖像，來檢測後端側的片狀構件的表面上所形成的第一成型標記，以及在前端側的片狀構件的表面上所形成的第二成型標記。而計算單元通過從捕獲圖像的各個幀，通過測量片狀構件上第一成型標記與第二成型標記之間的距離來計算重疊量。

根據該設置，在包括重疊的預定區域的圖像中，檢測片狀構件的前端側的第一成型標記和後端側的第二成型標記。然後，根據第一成型標記與第二成型標記之間的距離來計算重疊量。這允許準確測量重疊量。在各個圖像中所將要尋找的第一成型標記和第二成型標記來源於片狀構件的成型。因此，它們之間的距離必須正常是恆定的。此外，先前片狀構件是通過在繞成型滾筒進行卷繞時產生最佳重疊量的方式進行成型的。因此，當片狀構件在卷繞過程之前的傳送期間發生變形時，或者當片狀構件未繞成型滾筒進行正確地卷繞時，存在著第一成型標記與第二成型標記之間關係的變化。為了解決該技術問題，當將片狀構件繞成型滾筒進行卷繞時，針對第一成型標記與第二成型標記之間的距離預先設置一個值。並且當將片狀構件繞成型滾筒進行卷繞時，測量第一成型標記與第二成型標記之間的距離。接著，通過將測量值與已知的第一成型標記與第二成型標記之間的距離進行比較來檢查重疊量的增加或減少。通過這種方式，能夠高準確度地測量重疊量。

而且，從上面的2D或平面的圖像來捕獲重疊，並且從該圖像計算第一成型標記與第二成型標記之間的距離。因此，能夠在不受表面凹凸、捲曲或者重疊翹起或者片狀構厚度的三維變化的影響的情況下，準確地測量重疊量。

此外，本發明的另一個實施例涉及用於當將片狀構件從前端繞成型滾筒進行卷繞時，對於片狀構件的前端和後端的重疊進行測量的方法，其中的片狀構件已經被模製成預定長度，並且具有在片狀構件的寬度方向上延展的表面上的成型標記。該方法包括：檢測步驟，通過圖像捕獲單元從上方捕獲重疊周圍的整個區域的圖像，檢測後端側的片狀構件的表面上所形成的第一成型標記，以及前端側的片狀構件的表面上形成的第二成型標記；以及計算步驟，通過從捕獲圖像的各個幀，通過測量第一成型模塊與第二成型模塊之間的距離來計算重疊。因此，從捕獲包括重疊的預定區域的圖像內，檢測片狀構件的前端側的第一成型標記和後端側的第二成型標記，並且從第一成型標記與第二成型標記之間的距離來計算重疊量。這能夠完成重疊量的準確測量。

此外，在重疊量測量方法的另一個實施例中，檢測步驟如下進行：將圖像劃分為其寬度比幀的寬度較窄的多個塊，將每個塊的圖像劃分為位於片狀構件的第一成型標記側的第一區，以及位於片狀構件的第二成型標記側的第二區，並且對於第一成型標記和第二成型標記進行彼此獨立地檢測，其中每個塊中進行每個檢測。這能夠更高準確度地完成重疊量的測量。也就是說，將圖像幀劃分為其寬度窄於幀的寬度的多個塊，並且從各個塊的圖像來計算片狀構件的重疊量。因此，可以在幀內檢測重疊量的變化。此外，將每個塊的圖像劃分為包括第一成型標記的第一區域和包括第二成型標記的第二區域，並且對於第一成型標記和第二成型標記進行檢測，這使得能夠檢測重疊的狀態。例如，當從第一區域未檢測到位於後端側的第一成型標記時，能夠確定在重疊處存在翹起、捲曲等。

此外，在重疊量測量方法另一個實施例中，檢測步驟還包括：從第一區域的灰度值中檢測亮度值處於閾值或者高於閾值的像素，並且將線性範圍的檢測出的像素的直線確定為第一成型標記，並且從第二區域的灰度值中檢測亮度值處於閾值或者高於閾值的像素，並且將線性範圍內的檢測出的像素的直線確定為第二成型標記。因此，不僅可以測量重疊值，而且可以檢測重疊狀態。也就是說，在所捕獲圖像中引起陰影等的第一成型標記和第二成型標記片形構件上具有3D變化。這將導致圖像中重疊部分與其他部分之間的灰度值的差異。因此，能夠通過將圖像中的灰度值與閾值進行比較，將第一成型標記和第二成型標記與其他部分分開，通過這種方式能夠確定地檢測圖像中的第一成型標記和第二成型標記。

此外，在重疊量測量方法的另一實施例中，計算步驟包括基於如下多個距離之間的關係來計算重疊量：在重疊中，片狀構件的第一成型標記與第二成型標記之間的距離、片狀構件的前端到第一成型標記的距離、以及片狀構件的後端到第二成型標記的距離。這將保證重疊量的準確測量。

此外，在重疊量測量方法的另一實施例中，通過圖像捕獲單元所捕獲的片狀構件上的第一成型標記是L型梯狀部分的表面上的拐角部分，而第二成型標記是片狀構件的表面上所形成的矩形突起的拐角中的一個拐角。因此，能夠高準確度地測量重疊量。

在前述說明中，已經參考本發明的具體實施例對於本發明進行描述。但是，並不認為本發明的技術範圍限於這些實施例。對於本領域技術人員清楚的是，在不背離本發明的更寬廣的精神和範圍的情況下，可以對其進行各種修改和改變。

例如，在上述實施例中，已經假設將通過相機所捕獲的圖像幀分別劃分為三塊來給出描述。但是，可以進行這樣的設置：將各個幀分別劃分為左右兩塊，並且利用不同的閾值來檢測構成直線的像素。而且，各個幀可以分別被劃分為四塊或者更多塊，並且可以通過針對各個塊設置不同的閾值來檢測像素的與直線對應的邊緣和脊。

在上述實施例中，假設將長度與成型滾筒23的正圓相等的胎面簾線層10繞成型滾筒23進行卷繞來給出描述，並且測量胎面簾線層10的卷繞起始端和卷繞完成端的重疊量L。但是，根據本發明的重疊測量裝置即使當各自短於成型滾筒23的整圓的多個胎體簾線層在頂部相互重疊並且繞成型滾筒23的外圍進行卷繞時，也能夠測量胎體簾線層的重疊量。

此外，至此已經給出的描述基於片狀構件是胎體簾線層的假設。但是，作為待測量對象的片狀構件不限於胎體簾線層。可以是諸如帶、線強化的任何片狀構件，或者諸如未硫化的橡膠片的片狀構件。這些片狀構件是通過成型磨具，以將成型標記(諸如上述實施例中所述的線性脊)保留在片狀構件表面的方式來進行模製的。因此，這些成型標記可以用作測量片狀構件本身之間的距離的特徵點。

此外，在假設檢測脊12的脊拐角12A的情況下，已經給出至此的描述。但是，即使在檢測如圖2所示的脊12的後部拐角12Q時，也能夠通過考慮脊的已知寬度尺寸來計算重疊量。此外，通過相同的方式，即使當檢測邊緣10Q而不是邊緣10A時，也可以計算重疊量L。或者，可以檢測邊緣10A與邊緣10Q中的任一個與脊拐角12A和脊拐角12Q中的任一個之間的間距尺寸。

此外，當胎體簾線層10是在寬度方向將後端Y進行簡單地切斷並且因此不存在梯狀部分S的類型時，能夠通過檢測胎體簾線層10的表面上的卷繞完成端的邊緣來檢測重疊量L。

此外，對於後端Y而言，可以不檢測邊緣10A或邊緣10Q，而是檢測如圖3所示的後側表面上形成的脊12m，並且可以計算到位於卷繞起始端的完成端一側的表面上形成的脊12m的間隔。這將允許即使在後端Y一側存在一些翹起時也能夠檢測重疊量L。

此外，相機31的數量不限於三個，而可以是任何實際的數量。例如，相機可以移動到左邊和右邊，並且可以停在用於圖像捕獲的預定位置(例如，左端、中心、右端)。或者當邊緣10的寬度窄的情況下可以使用兩個相機。此外，已經將圖像捕獲幀P1到P3描述為用於捕獲包括邊緣10A和脊拐角12A的整體的範圍。但是，它們可以是單獨用於捕獲邊緣10A和脊拐角12A的區域。

附圖標記說明

10 胎體帘布層

10A 邊緣

12 脊

12A 脊拐角

23 成型滾筒

31 圖像捕獲單元

32 處理裝置

33 幀劃分單元

34 區域劃分單元

35 邊緣檢測單元

36 脊檢測單元

37 重疊計算單元

H 前端

P：P1到P3 幀

Q：Q1到Q3 塊

R1、R2 區域

Y 後端

α、β、γ 閾值。