【案例分享】3D传感器助力轮胎行业视觉检测

背景介绍

轮胎作为汽车重要的组成部分之一，中国每年大约要生产近3亿条轮胎，轮胎的质量将会直接影响到汽车的安全性。而轮胎表面的质量则是直观的评判轮胎质量的指标,对其检测是轮胎生产中极其重要的环节之一。人工检测精准性低、限制产量，同时需支付昂贵的劳动力成本，并可能发生召回问题。

检测轮胎表面给3D视觉传感器提出了挑战，由于其黑色的表面和复杂的花纹通常会加剧这一挑战。为了应对这一挑战，3D 激光传感器制造商优化了其传感器的设计，成功地为橡胶和轮胎制造过程以及产品检测应用提供扫描和质量把控。

目录
1.案例分享（一）轮胎DOT码测量
2.案例分享（二）检测轮胎尺寸和胎纹
3.3D传感器型号推荐
4.3D传感器解决方案优势

1.案例分享（一）轮胎DOT码测量

为什么需要检测汽车轮胎DOT码？
DOT表示此轮胎符合美国交通部（U.S. Department of Transportation, DOT)规定的安全标准。通常后面会带有一串的数字字母,其分别代表的是轮胎的产地信息和工厂代码,后面的四位数是轮胎的生产日期。前两位代表的是生产周,后两位代表的是生产年份。此外，大家可以见到轮胎上以及许多数字字母，一些是轮胎知名品牌，MS表明泥地和雪天适用的意思，有的轮胎会标记为MS、M。轮胎上的信息应与设计图纸一致，避免在后续量产中因为不一致而生产大量废胎，造成不可挽回的损失，这也就是汽车轮胎DOT码检测的重要性。

行业现状

采用传统的二维图像识解决方案无法用于轮胎DOT检测因为黑色的凹凸的字符在同样黑色的轮胎上，导致对比度为零，而且解决轮胎表面高吸光的特性也是有难度的。采用人工核对方式，存在耗时长、精准度差、易遗漏等问题，同时因疫情影响，人工检测很多时候无法有序开展。

但是对于3D检测来说，能够建立在2D检测的基础之上，提取出字符的三维信息，将自动采集轮胎信息，交由给软件处理，能够更加全面的做出分析与判断。

检测挑战

由于客户对质量的高要求，轮胎制造商需要将信息体现在产品上并进行验证。 此外，产品的版本也会不断更新，这就对内部检测提出了新的挑战。 需要对轮胎进行各种测试，直到完成。 轮胎的 ID 汇总在条形码中。 此 ID 表示在生产过程中收集的与流程相关的数据。 此外，还必须记录 QR 码和 DOT 码以及轮胎的所谓匹配点（色点）并输入数据库。 根据制造商的不同，这些信息印在轮胎的外侧和/或内侧。

解决方案
Gocator通过对凹凸字符生成高度图来解决这一挑战。它自有的驱动程序GenTL将高度图的数据发送到合适的三方软件来自动识别字符。Gocator支持编码器同步，这允许多个传感器的同步扫描，采集数据。

检测过程
使用不同的工业采集方法来进行检测—— 二维区域的传感器记录条形码；3D视觉传感器用于检测DOT码，二维码和色点。 轮胎水平运送期间，传感器上方或下方的两侧都能够检测到，3D视觉相机快速捕捉DOT码。不需要额外处理轮胎，例如转动或旋转轮胎，大大节约了时间。 后台软件能够实时在线识别相应的特征并非常快速地做出评估。

单面扫描仅需10s，并在线输出结果。用户能从后台获取信息，直观地看到正确的字符和异常字符。软件对于每个检测区块独立生成检测结果，可用于结果再编辑，不断提升软件的识别准确度。检测结果确认无误便可一键生成报告。

2.案例分享（二）检测轮胎尺寸和胎纹
随着轮胎规格变得更严格，对于供应商来说轮胎的生产、检测形成一种新的挑战。需要更快，更尖端的技术，在线和离线时都能够检测的系统。 在轮胎方面，要求更加多样化。 在轮胎生产、轮胎装配、物流和废旧轮胎处理过程，遇到处于不同的状态的轮胎，有必要进行自动检测和记录，比如：品牌名称、轮胎尺寸和胎面。

检测挑战
需要检测胎面花纹的凹槽尺寸，2D视觉解决方案无法对低对比度的黑色轮胎进行尺寸信息的测量，比如高度信息。

解决方案
3D激光三角测量传感器可以用于检测轮胎尺寸，胎纹等。 通过3D视觉传感器的捕捉，能够实现100%在线检测。 后台能够对制造商和轮胎尺寸进行精确分类。 由于轮胎制造商数量众多，因此可以建立一个数据库，这样一来，系统的识别性能随着时间的推移而不断提高，从而提高检测效率。 轮胎的胎面深度测量值需要在胎面的不同点处确定，也可与旧轮胎回收厂机械工程合作，开发为一个独立的测试系统。

3.3D传感器型号推荐
Gocator 2450
传感器类型：线激光轮廓传感器
特点：Goctaor2450专门针对橡胶和轮胎的应用， 以及扫描中等大小的物体，如电子元器件、汽车零部件和产品包装。采用全新200万像素成像技术和新的处理器，可实现更高的扫描速度和卓越的重复性。蓝色激光可在反光表面应用中提供更精确的数据，能以更高的速度、精度和灵敏度进行检测。
能轻松处理低对比度(黑色)和反光金属
200万像素成像，嵌入式处理器，优化光学设计
更快的描速度和更高的灵敏度
通过网页浏览器或SDK设置和控制
内置测量工具,无需任何编程
可扩展性，可用GDK和GOMAX

技术参数

Gocator 2350
传感器类型：线激光轮廓传感器
特点：Gocator 2350三维智能传感器专门为满足工厂车间恶劣运行环境而设计。其使用的便利性和设计的多样性为用户节约成本的同时并极大的提高了生产效率。
预先校准过可扫描微米级的细节
高速低延迟
通过网页浏览器设置和控制
内置测量工具, 无需用户编程
开源SDK

技术参数

4. 3D传感器解决方案优势
扫描速度高达5kHz
缓冲、实时处理信息确保没有数据丢失
出厂前预校准，开箱使用即可直接提供测量数据» 提供优化的曝光设置
够轻松设置执行阈值
易于集成使安装调试更迅速、系统成本更低