KR101108250B1 - 타이어 마모 측정 장치 - Google Patents

Abstract

주행 전후의 타이어 마모 상태를 정략적으로 손쉽게 측정하기 위한 타이어 마모 측정 장치가 개시된다. 본 발명에 따르면, 렌즈 내부에 구비된 코사인 그레이팅을 이용하여 주행 전후의 타이어 표면에 빛을 조사하는 광원 수단, 및 상기 타이어 표면에 조사된 빛의 세기를 측정하여 타이어 표면의 마모량을 싱글 이미지 형태의 정략적인 데이터로 나타내는 디지털 카메라 수단을 포함하는 타이어 마모 측정 장치가 제공된다.

이로써, 기존 측정 시간 대비 매우 빠르게 타이어의 마모 상태를 측정할 수 있고, 공간적인 제약을 없이 손쉽게 측정할 수 있으며, 싱글 이미지 형태로 정략적인 데이터화가 가능하여 주행 전후의 마모 상태를 정확하게 분석할 수 있는 효과가 달성된다.

타이어, 마모, 빛의 세기, 코사인 그레이팅, 싱글 이미지, 마모량

Description

타이어 마모 측정 장치{MEASURING APPARATUS FOR TIRE WEAR}

본 발명은 타이어 마모 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 주행 전후의 타이어 마모 상태를 정략적으로 손쉽게 측정하기 위한 타이어 마모 측정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차를 주행함에 따라, 타이어는 도로 표면과의 접촉으로 인하여 마모되어 간다. 이러한 타이어의 마모 상태는 운전자의 안전과 직결되고, 타이어 평가에 있어 주요한 요소로 인식되고 있다. 따라서, 타이어의 마모 상태를 측정하기 위한 다양한 장치가 개발되어 왔다.

대표적인, 종래의 타이어 마모 측정 장치는 타이어의 마모 상태를 측정하기 위하여 표면 스캔 방식을 이용하여 왔으나, 이 방식은 타이어 마모 상태를 한번 측정하는데 많은 시간이 소요되고, 정략적인 분석에 많은 오차를 드러내는 문제점이 있었다.

또 다른 예로, 금호 타이어에 의해 출원된 한국특허공개공보 특1998-0027012호에서 타이어 트레드의 마모 평가 방법이 개시되고 있다. 상기 타이어 트레드의 마모 평가 방법은 타이어 트레드의 마모를 평가하기 위하여, 타이어 표면의 색상과 빛의 반사도에 있어서 차이가 많이 나는 색상의 페인트를 타이어의 표면에 바른 다음 주행 후의 빛의 반사도의 차이를 측정함으로써, 시험 시간을 단축하고 타이어 트레드의 마모에 대한 고해상의 정량적 평가를 수행할 수 있고 있으나, 이 또한 정략적 분석에 많은 오차가 존재하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 표면 스캔 방식이 아닌 싱글 이미지(single image)와 코사인 그레이팅(cosine grating)을 이용하여 타이어의 주행 전후의 마모 상태를 정략적으로 매우 빠르고 정확하게 측정할 수 있는 타이어 마모 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징적 구성은 다음과 같다.

본 발명의 일 태양(실시예, 양태, 형태 등의 의미..)에 따르면, 렌즈 내부에 구비된 코사인 그레이팅을 이용하여 주행 전후의 타이어 표면에 빛을 조사하는 광원 수단, 및 상기 타이어 표면에 조사된 빛의 세기를 측정하여 타이어 표면의 마모량을 싱글 이미지 형태의 정략적인 데이터로 나타내는 디지털 카메라 수단을 포함하는 타이어 마모 측정 장치가 제공된다.

여기서, 상기 디지털 카메라 수단은, 측정된 빛의 세기를 하기의 식 (1), 식 (2), 및 식 (3)에 의해 퓨리에 변환(Fourier Transform) 후 변위 정보 및 위상 정보를 구하여 타이어 표면의 마모량을 정략적으로 테이터화 함으로써, 마모 상태를 정확하게 파악할 수 있게 된다.

상기 A는 빛의 세기이고, x,y는 공간상의 타이어 위치를 나타낸다.

본 발명에 의하면, 시뮬레이션을 통해 살펴본 결과, 기존 측정 시간 대비 매우 빠르게 타이어의 마모 상태를 측정할 수 있고, 공간적인 제약을 없이 손쉽게 측정할 수 있으며, 싱글 이미지 형태로 정략적인 데이터화가 가능하여 주행 전후의 마모 상태를 정확하게 분석할 수 있는 효과를 달성된다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설 명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 마모 측정 장치를 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 타이어 마모 측정 장치는 광원 수단(100) 및 타이어(200), 및 디지털 카메라 수단(300)을 포함한다.

광원 수단에 대하여 설명하면, 본 발명의 광원 수단(100)은 렌즈를 구비하고, 상기 렌즈 내부에 구비된 코사인 그레이팅(cosine gration)를 통해 주행 전후의 타이어 표면(200)에 빛을 조사하는 역할을 수행한다.

본 발명의 디지털 카메라 수단(300)은 먼저 광원 수단(100)에 의해 타이어 표면에 조사된 빛의 세기를 측정한다. 이때, 측정되는 빛의 세기는 하기의 식 (1)과 같이 나타낼 수 있다.

A는 빛의 세기이고, x,y는 공간상의 타이어 위치를 나타낸다.

이어서, 본 발명의 디지털 카메라 수단(300)은 측정된 빛을 이용하여 타이어 표면의 마모량을 싱글 이미지 형태의 정략적인 데이터로 나타낼 수 있게 되는데, 이는 위의 식 (1)을 퓨리에 변환(Fourier Transform)을 하게되면 하기의 식 (2) 및 식 (3)과 같이 나타낼 수 있게 된다.

이어서, 본 발명의 디지털 카메라 수단(300)은 실제 필요한 위상 정보(변위 정보)을 구하기 위하여 상기 식 (3)을 하기의 식 (4)와 같이 표현하게 되면 위상 정보(변위 정보, iφ)를 구할 수 있게 된다. 이로써, 타이어 마모 전후의 차를 구하여 타이어 표면의 마모량을 싱글 이미지(single image) 형태의 정략적인 데이터로 나타낼 수 있게 된다.

도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 마모 측정 장치에 의해 시뮬레이션한 싱글 이미지 결과를 나타낸 도면이다.

먼저, 도 2 및 도 3을 살펴보면, 도 2는 주행 전, 타이어 마모가 발생하기 전에 시뮬레이션 한 타이어 표면의 블럭 높이를 나타낸 것이고, 도 3은 주행 후, 타이어 마모가 발생된 후에 시뮬레이션한 타이어 표면의 블럭 높이를 나타낸 것이다. 이를 통해, 타이어 마모 상태를 충분히 비교할 수 있다.

이어서, 도 4 및 도 5를 살펴보면, 도 4는 타이어 마모 전 위의 식 (1), 식 (2), 식 (3) 및 식 (4)를 통해 퓨리에 변환 한 후에 타이어 표면의 마모 상태를 나타낸 것이고, 도 5는 타이어 마모 후 위의 식 (1), 식 (2), 식 (3) 및 식 (4)를 통해 퓨리에 변환 한 후에 타이어 표면의 마모 상태를 나타낸 것이다. 도 4 및 도 5의 비교에서와 같이 알 수 있듯이, 퓨리에 변환을 통해 획득된 타이어 마모 상태를 충분히 알 수 있게 된다.

마지막으로, 도 6을 살펴보면, 도 6은 타이어 표면에 조사된 빛의 세기를 퓨리에 변환한 마모 전 후의 절대값 차를 구하여 정략적 마모량의 상태를 나타낸 것이다. 이때, 도시된 X,Y 축은 타이어 블럭의 크기를 나타내고, 오른쪽의 수치는 색깔에 따른 그루부(Groove) 높이를 나타낸다. 예를 들면, 도시된 오른쪽의 수치상에서 0 의 값은 검점색으로 마모 양이 0 을 의미하며, 흰색 부분은 대략 0.25mm 정도의 마모 양을 나타냄을 의미한다.

이에 따라, 도 6을 통해 알 수 있듯이, 본 실싱예에서는 타이어 표면에 조사된 빛의 세기를 퓨리에 변환한 마모 전 후의 절대값 차를 구함으로써, 타이어 표면의 마모량을 싱글 이미지 형태의 정략적인 데이터로 나타낼 수 있게 된다. 이로써, 사용자에게 싱글 이미지 형태로 충분히 마모 상태를 확인 가능하도록 본 발명의 타이어 마모 측정 장치는 제공하고 있음을 알 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 마모 측정 장치를 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 마모 측정 장치에 의해 시뮬레이션한 싱글 이미지 결과를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 광원 수단 200 : 타이어

300 : 디지털 카메라 수단

Claims (2)

1. 렌즈 내부에 구비된 코사인 그레이팅을 이용하여 주행 전후의 타이어 표면에 빛을 조사하는 광원 수단과, 상기 타이어 표면에 조사된 빛의 세기를 측정하여 타이어 표면의 마모량을 싱글 이미지 형태의 정략적인 데이터로 나타내는 디지털 카메라 수단을 포함하는 타이어 마모 측정 장치에 있어서,

   디지털 카메라 수단은,

   측정된 빛의 세기를 하기의 식 (1), 식 (2), 및 식 (3)에 의해 퓨리에 변환 후 변위 정보 및 위상 정보를 구하여 타이어 표면의 마모량을 정략적인 테이터화 하는 것을 특징으로 하는 타이어 마모 측정 장치.

   

   

   

   상기 A는 빛의 세기이고, x,y는 공간상의 타이어 위치를 나타냄.
2. 삭제

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