[发明专利]一种基于图像处理技术的胎面花纹分块海陆比计算的方法

说明书

本发明涉及一种基于图像处理技术的轮胎胎面海陆比计算的方法，利用该方法进行轮胎胎面设计的方法，以及设计得到的轮胎。该方法是基于图像处理技术的海陆比计算方法，本技术的输入数据为胎面花纹DXF文件，输出数据为胎面花纹分块海陆比计算结果，适合采用计算机编程的方式实现对轮胎接分块海陆比参数的快速计算，成倍提高工作效率并使分析结果满足用户的需要，缩短设计周期。

技术领域

本发明涉及一种轮胎胎面花纹分块海陆比的计算方法，可用于快速计算轮胎胎面花纹海陆比参数，满足轮胎花纹设计人员的需要。

背景技术

轮胎胎面花纹作为车辆等交通工具与路面的直接接触部件，其性能的好坏直接影响车辆的安全性和舒适性。在轮胎胎面花纹的形状和沟槽对车辆的力学性能带来很大的影响，在胎面花纹的关键参数中一个很重要的参数是海陆比，其定义为轮胎胎面花纹块的面积与胎面总面积的比值，海陆比越大轮胎的抓地力越强，海陆比越小轮胎的排水性能越好。因此，在轮胎胎面花纹的设计之初，胎面花纹的海陆比是一个很重要的因素。

传统上对轮胎胎面花纹进行海陆比分析，通常的方法都是直接考虑胎面花纹的几何形状，利用计算机CAD软件中的功能，针对胎面花纹中的所有花纹块，依次计算其面积，最终统计出花纹块总面积和节距面积。随着花纹块数量的增多，计算量不断增大；每一次改变分块数目，都必须重新计算，计算量也不断增大。这无疑会耗费大量的时间和精力，且计算过程繁琐，极易使人产生厌烦情绪。随着轮胎花纹几何形状愈复杂，其给计算带来的误差也越大。

由于胎面花纹的海陆比分布对轮胎的排水性能和抓地力具有极为重要的影响，因此有必要发明一种新的计算方法实现胎面花纹海陆比的快速计算，自动完成轮胎胎面花纹海陆比的计算，在达到有效分析的目的的前提下，成倍提高工作效率并使分析结果满足用户的需要，指导轮胎花纹设计工作者改进设计方案，缩短设计周期。

发明内容

本发明提供了一种基于图像处理技术的轮胎胎面海陆比计算的方法，利用该方法进行轮胎胎面设计的方法，以及设计得到的轮胎，适合采用计算机编程的方式实现对轮胎接分块海陆比参数的快速计算。

本发明的前提条件：本发明是基于图像处理技术的海陆比计算方法，本技术的输入数据为胎面花纹DXF文件，输出数据为胎面花纹分块海陆比计算结果。

本发明采用计算机编程语言C++实现对数据的提取和结果的绘制，采用C++标准模板库STL中的map和vector存储数据信息。

本发明提供一种胎面花纹海陆比计算方法，包括以下步骤：

(1)清理胎面花纹数据：在AutoCAD软件中，去除非花纹块元素，仅保留花纹块的数据文件，最终导出DXF数据文件；

(2)获取胎面花纹块元素的坐信息：读取上一步导出的DXF数据文件，获取到胎面花纹所有的直线段和圆弧信息，将所有的数据信息存储到map中；

(3)提取花纹图中构成花纹块的边界元素：定义一个vectorElement向量容器用来存储花纹块的边界信息，选取map中的任意一个元素，将该元素压入vectorElement中，同时获取到flag标志，最终找出所有的花纹块边界元素信息；定义一个容器mapint num:vectorElement，其中的num是一个整数，用来记录花纹块个数，vectorElement是一个向量容器，存储单个花纹块中的组成元素；

(4)生成分析用图像：在上一步的mapint num:vectorElement中，已经获取到了所有的花纹块的边界信息，循环绘制出花纹块，并将花纹块填充为黑色，其RGB值为(0，0，0)，绘制完成之后，以图像的格式保存到文件，生成分析用图；

(5)获取花纹海陆比信息：读取上一步保存的图像，获取图像的长度和宽度方向的像素大小，遍历图像上每一个像素点的颜色值，即可获取到花纹块的像素个数，胎面花纹海陆比参数可以表示为花纹块像素个数与花纹总像素个数的比值。