輪胎花紋噪聲解析預(yù)報方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輪胎花紋噪聲解析預(yù)報方法及系統(tǒng)，其中方法包括以下步驟：獲取輪胎參數(shù)；對原始花紋圖進行處理以得到多張單節(jié)距的花紋圖片；識別多張單節(jié)距的花紋圖片的花紋信息；對原始印痕圖進行擬合以得到印痕邊緣曲線方程；通過輪胎參數(shù)、花紋信息和印痕邊緣曲線方程進行花紋拼接得到輪胎花紋，并根據(jù)輪胎花紋獲取輪胎花紋的花紋溝的發(fā)聲特性；以及利用發(fā)聲特性計算泵浦噪聲。該方法通過識別對原始花紋圖處理得到的多張單節(jié)距的花紋圖片的花紋信息，從而進行花紋拼接得到輪胎花紋，以獲取花紋溝的發(fā)聲特性計算泵浦噪聲，評價花紋優(yōu)劣，提供花紋修改依據(jù)，提高工作效率，縮短開發(fā)周期，大大節(jié)省人力財力。
【專利說明】輪胎花紋噪聲解析預(yù)報方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及車輛【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種輪胎花紋噪聲解析預(yù)報方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 相關(guān)技術(shù)中，考慮輪胎花紋塊進入接地面時對地面的敲擊，花紋溝的泵浦噪聲，光 面輪胎在地面上滾動時的隨機沙沙聲，以及花紋溝內(nèi)的氣柱共鳴聲，有的輪胎花紋噪聲解 析預(yù)報方法將胎面（限輪胎接地印痕寬度內(nèi)）花紋分m * η個小塊，將幾何圖形轉(zhuǎn)換成二 進制胎面矩陣。具體地，分離出花紋塊矩陣和花紋溝矩陣，對每條花紋中的塊和溝進行時域 波（準正弦波）生成，再進行合成疊加。進一步地，將花紋塊和花紋溝噪聲計權(quán)合成，得到 胎面花紋塊和花紋溝合成噪聲時域波，對時域波進行一個周期的離散采樣，再進行離散傅 里葉變換得到花紋噪聲頻譜。
[0003] 然而，相關(guān)技術(shù)中在將花紋塊和花紋溝進行離散時，離散的太粗糙，經(jīng)過大量的等 效操作后，花紋溝變形嚴重，且中間有部分花紋溝丟失，影響計算結(jié)果的準確性，并且在進 行泵浦噪聲計算的時候，用準正弦波來模擬花紋溝的發(fā)聲特性，其實輪胎花紋溝在進入接 地面時并不是規(guī)則的正弦波函數(shù)，用準正弦波來進行時域合成時，合成出來的結(jié)果與實際 差別較大，以及計算出來的花紋噪聲頻譜無法與室外實驗進行匹配。另外，該方法未考慮花 紋縱溝在輪胎發(fā)聲中的作用，且雖然有考慮花紋橫溝的角度，但將彎曲的橫溝等效成為直 的橫溝，角度失真太多，與實際的花紋溝角度不符，以及未考慮輪胎接地印痕形狀的影響， 而實際的輪胎在進入接地面時，花紋橫溝角度與印痕接地前后沿的關(guān)系起著至關(guān)重要的作 用，所以不考慮接地印痕形狀，也會影響計算結(jié)果的準確性，導(dǎo)致計算出現(xiàn)誤差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0005] 為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種能計算花紋噪聲，并能提高計算的準確性 的輪胎花紋噪聲解析預(yù)報方法。
[0006] 本發(fā)明的另一個目的在于提出一種輪胎花紋噪聲解析預(yù)報系統(tǒng)。
[0007] 為達到上述目的，本發(fā)明一方面實施例提出了一種輪胎花紋噪聲解析預(yù)報方法， 包括以下步驟：獲取輪胎參數(shù)；對原始花紋圖進行處理以得到多張單節(jié)距的花紋圖片；識 別所述多張單節(jié)距的花紋圖片的花紋信息；對所述原始印痕圖進行擬合以得到印痕邊緣曲 線方程；通過所述輪胎參數(shù)、所述花紋信息和所述印痕邊緣曲線方程進行花紋拼接得到輪 胎花紋，并根據(jù)所述輪胎花紋獲取所述輪胎花紋的花紋溝的發(fā)聲特性；以及利用所述發(fā)聲 特性計算泵浦噪聲。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明實施例提出的輪胎花紋噪聲解析預(yù)報方法，通過識別對原始花紋圖處 理得到的多張單節(jié)距的花紋圖片的花紋信息，并對原始印痕圖擬合得到印痕邊緣曲線方 程，從而通過輪胎參數(shù)、花紋信息和印痕邊緣曲線方程進行花紋拼接得到輪胎花紋，以獲取 輪胎花紋的花紋溝的發(fā)聲特性，并利用發(fā)聲特性計算泵浦噪聲，評價花紋優(yōu)劣，提供花紋修 改依據(jù)，提高工作效率，縮短開發(fā)周期，大大節(jié)省人力財力。
[0009] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的輪胎花紋噪聲解析預(yù)報方法還可以具有如下附加 的技術(shù)特征：
[0010] 在本發(fā)明的一個實施例中，在所述對所述原始印痕圖進行擬合以得到印痕邊緣曲 線方程之后，進一步包括：檢驗所述輪胎參數(shù)、所述花紋信息和所述印痕邊緣曲線方程是否 均滿足花紋拼接條件；如果未能均滿足所述花紋拼接條件，則停止計算所述泵浦噪聲。
[0011] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述利用所述發(fā)聲特性計算泵浦噪聲進一 步包括：通過聲學(xué)邊界元得到所述輪胎的聲傳遞函數(shù)；根據(jù)所述聲傳遞函數(shù)和所述發(fā)聲特 性輻射噪聲，并計算所述泵浦噪聲。
[0012] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述輪胎參數(shù)包括：行駛面寬度、外直徑尺 寸和節(jié)距長度。
[0013] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述花紋信息包括：花紋橫溝之間的相互位 置、角度、面積、離接地前后端曲線的距離。
[0014] 本發(fā)明另一方面實施例提出了一種輪胎花紋噪聲解析預(yù)報系統(tǒng)，包括：獲取模塊， 用于獲取輪胎參數(shù)；處理模塊，用于對原始花紋圖進行處理以得到多張單節(jié)距的花紋圖片； 識別模塊，用于識別所述多張單節(jié)距的花紋圖片的花紋信息；擬合模塊，用于對所述原始印 痕圖進行擬合以得到印痕邊緣曲線方程；拼接模塊，用于通過所述輪胎參數(shù)、所述花紋信息 和所述印痕邊緣曲線方程進行花紋拼接得到輪胎花紋，并根據(jù)所述輪胎花紋獲取所述輪胎 花紋的花紋溝的發(fā)聲特性；以及計算模塊，用于利用所述發(fā)聲特性計算泵浦噪聲。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明實施例提出的輪胎花紋噪聲解析預(yù)報系統(tǒng)，通過識別對原始花紋圖處 理得到的多張單節(jié)距的花紋圖片的花紋信息，并對原始印痕圖擬合得到印痕邊緣曲線方 程，從而通過輪胎參數(shù)、花紋信息和印痕邊緣曲線方程進行花紋拼接得到輪胎花紋，以獲取 輪胎花紋的花紋溝的發(fā)聲特性，并利用發(fā)聲特性計算泵浦噪聲，評價花紋優(yōu)劣，提供花紋修 改依據(jù)，提高工作效率，縮短開發(fā)周期，大大節(jié)省人力財力。
[0016] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的輪胎花紋噪聲解析預(yù)報系統(tǒng)還可以具有如下附加 的技術(shù)特征：
[0017] 在本發(fā)明的一個實施例中，上述預(yù)報系統(tǒng)還包括：檢驗?zāi)K，用于檢驗所述輪胎參 數(shù)、所述花紋信息和所述印痕邊緣曲線方程是否均滿足花紋拼接條件；如果未能均滿足所 述花紋拼接條件，則停止計算所述泵浦噪聲。
[0018] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述計算模塊還用于：通過聲學(xué)邊界元得到 所述輪胎的聲傳遞函數(shù)；根據(jù)所述聲傳遞函數(shù)和所述發(fā)聲特性輻射噪聲，并計算所述泵浦 噪聲。
[0019] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述輪胎參數(shù)包括：行駛面寬度、外直徑尺 寸和節(jié)距長度。
[0020] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述花紋信息包括：花紋橫溝之間的相互位 置、角度、面積、離接地前后端曲線的距離。
[0021] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中 ：
[0023] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的輪胎花紋噪聲解析預(yù)報方法的流程圖；
[0024] 圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的原始花紋圖的設(shè)計示意圖；
[0025] 圖3為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的處理完成的單節(jié)距的花紋圖片示意圖；
[0026] 圖4為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的手動擬合方法描畫印痕邊緣的印痕示意圖；
[0027] 圖5為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的手動擬合方法描畫印痕邊緣完成示的印痕意圖；
[0028] 圖6為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于自動擬合的實驗接地的印痕示意圖；
[0029] 圖7為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的手動描畫的印痕邊緣擬合多項式結(jié)果示意圖；
[0030] 圖8為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的自動擬合四次多項式結(jié)果示意圖；
[0031] 圖9為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的節(jié)距自動拼接成的花紋示意圖；
[0032] 圖10為根據(jù)本發(fā)明實施例的輪胎花紋噪聲解析預(yù)報系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0033] 圖11為根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例的輪胎花紋噪聲解析預(yù)報系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖。

【具體實施方式】
[0034] 下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0035] 下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡 化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且 目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重 復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此 夕卜，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到 其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之 "上"的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形 成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0036] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相連"、 "連接"應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可 以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù) 具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0037] 下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的輪胎花紋噪聲解析預(yù)報方法及系統(tǒng)， 首先將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的輪胎花紋噪聲解析預(yù)報方法。參照圖1所 示，該預(yù)報方法包括以下步驟：
[0038] S101，獲取輪胎參數(shù)。
[0039] 其中，在本發(fā)明的一個實施例中，輪胎參數(shù)包括：行駛面寬度、外直徑尺寸和節(jié)距 長度，即進行行駛面寬度輸入、輪胎外直徑尺寸輸入和節(jié)距排列輸入。
[0040] 具體地，在本發(fā)明的一個實施例中，在計算過程中，本發(fā)明實施例可以采用實際的 輪胎寬度進行計算，并且輸入輪胎外直徑，防止計算的結(jié)果出現(xiàn)誤差。另外，在計算噪聲過 程中，本發(fā)明實施例可以通過掃略即自動讀取輪胎花紋節(jié)距排列，以準確的輸入輪胎的節(jié) 距排列方式。其中，節(jié)距用1，2,3,…等連續(xù)的數(shù)字表示。數(shù)字越小，表示的節(jié)距長度越短； 數(shù)字越大，表示節(jié)距長度越長，且數(shù)字與數(shù)字之間用空格隔開。
[0041] S102,對原始花紋圖進行處理以得到多張單節(jié)距的花紋圖片。
[0042] 在本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明實施例進行花紋信息輸入，其中，在計算噪聲 時，本發(fā)明實施例按照要求對原始設(shè)計的花紋圖即原始花紋圖（例如圖2所示）進行處理， 且處理成為多張單節(jié)距的花紋圖片（例如圖3所示）。
[0043] S103,識別多張單節(jié)距的花紋圖片的花紋信息。
[0044] 其中，在本發(fā)明的一個實施例中，花紋信息包括：花紋橫溝之間的相互位置、角度、 面積、離接地前后端曲線的距離。
[0045] 具體地，在本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明實施例的花紋識別方法通過將設(shè)計的 二維AutoCAD圖即原始花紋圖導(dǎo)出為圖片格式，每個節(jié)距存儲為一個圖片文件，大小像素 均相同，否則無法識別或者識別出來的結(jié)果進行計算時，得到不準確的結(jié)果。進一步地，將 符合要求的節(jié)距圖片輸入程序，通過開發(fā)的程序內(nèi)部花紋識別程序，進行識別后可以得到 準確的花紋信息，包括花紋橫溝之間的相互位置，角度，面積，離接地前后端曲線的距離等。 其中，本發(fā)明實施例采用有限元離散單元的方法，對花紋橫溝進行精確離散，離散成尺寸合 適的小單元，兼顧了計算的要求和花紋溝尺寸信息的保留。另外，針對于花紋縱溝的問題， 本發(fā)明實施例更進一步的揭示了花紋橫溝與縱溝的幾何關(guān)系對噪聲發(fā)聲的影響，且揭示了 花紋縱溝在花紋發(fā)聲中的不可忽略的作用。
[0046] 本發(fā)明實施例對花紋溝進行精確離散，離散出來的花紋溝保持了原有設(shè)計形狀， 保留了不同位置的不同角度信息，不同位置的尺寸信息非常準確，未經(jīng)過大量的等效等處 理工作，比相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)更先進，更接近實際。換言之，本發(fā)明實施例的預(yù)報方法比相 關(guān)技術(shù)中的技術(shù)輸入更精確，且在程序內(nèi)部對花紋溝進行類似于有限元劃分網(wǎng)格形式的離 散化，得到準確的花紋溝角度，寬度，面積等詳細精確的信息，更加準確先進。
[0047] S104,對原始印痕圖進行擬合以得到印痕邊緣曲線方程。其中，在本發(fā)明的一個實 施例中，擬合方式可以為手動擬合和自動擬合。換言之，本發(fā)明實施例可以用手動擬合和自 動擬合的方式輸入接地印痕信息。
[0048] 具體地，在本發(fā)明的一個實施例中，手動擬合的輸入方法通過將靜態(tài)接地印痕試 驗得到的印痕圖（例如圖4所示）進行手動描畫接地印痕邊緣曲線，得到手動擬合方法輸 入的印痕圖（例如圖5所示）。其中，手動描畫出來的印痕邊緣圖片可以進行印痕邊緣曲線 擬合，得到印痕邊緣曲線（例如圖6所示）。其中，靜態(tài)接地印痕實驗指的是在輪胎靜態(tài)接 地壓力實驗機上進行的實驗，該實驗可以得到輪胎的靜態(tài)壓力分布，靜態(tài)接地印痕得到原 始印痕圖。
[0049] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，自動擬合的輸入方法通過對靜態(tài)接地印痕 實驗得到的印痕圖（例如圖7所示）進行自動擬合，其中擬合出來的曲線繪圖例如圖8所 示。其中，圖4和圖7指的是通過靜態(tài)接地印痕試驗得到的原始印痕圖中的一種印痕示意 圖，本發(fā)明實施例優(yōu)選采用自動擬合的輸入方法，如果自動擬合得不到預(yù)計效果時，則可以 采用手動擬合的輸入方式。
[0050] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明實施例優(yōu)選為采用接地印痕邊緣自 動擬合方法，可以直接將試驗得到的輪胎靜態(tài)接地印痕圖片（彩色圖和灰度圖均可），通過 特定的算子程序，可以較好的得到印痕邊緣曲線方程。
[0051] 本發(fā)明實施例揭示了輪胎接地印痕形狀對輪胎噪聲的影響，在進行噪聲仿真計算 時，必須考慮輪胎接地印痕的形狀，否則計算出來的結(jié)果是不準確的。然而，相關(guān)技術(shù)中對 此問題未進行考慮，導(dǎo)致計算易出現(xiàn)誤差。
[0052] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，在對原始印痕圖進行擬合以得到印痕邊緣 曲線方程之后，進一步包括：檢驗輪胎參數(shù)、花紋信息和印痕邊緣曲線方程是否均滿足花紋 拼接條件；如果未能均滿足花紋拼接條件，則停止計算所述泵浦噪聲。換言之，參數(shù)輸入 完成后，對輸入的參數(shù)進行檢查，以確定所有的輸入是否都符合要求，若有不符合要求的輸 入，會得不到計算結(jié)果。舉例而言，例如輸入的輪胎周長與內(nèi)部根據(jù)節(jié)距長度計算出來的 長度不同，則表示二者之間肯定有一個輸入是錯誤的，需要檢查輸入，又例如輸入的節(jié)距總 數(shù)與內(nèi)部掃略節(jié)距排列統(tǒng)計出來的節(jié)距總數(shù)不同，也表示二者之間肯定有一個輸入是錯誤 的，需要檢查輸入。
[0053] S105,通過輪胎參數(shù)、花紋信息和印痕邊緣曲線方程進行花紋拼接得到輪胎花紋， 并根據(jù)輪胎花紋獲取輪胎花紋的花紋溝的發(fā)聲特性。
[0054] 在本發(fā)明的一個實施例中，當所有的輸入均符合要求后，本發(fā)明實施例可以對輸 入的單個節(jié)距進行拼接，拼接完成的輪胎花紋例如圖9所示。
[0055] 其中，在本發(fā)明的一個實施例中，在進行花紋溝泵浦噪聲的計算時，從基礎(chǔ)實驗中 獲取花紋溝基礎(chǔ)單元的發(fā)聲特性，作為基礎(chǔ)聲源，而并非相關(guān)技術(shù)中的用準正弦函數(shù)來代 替。另外，用基礎(chǔ)實驗獲取的發(fā)聲特性作為聲源，計算出來的噪聲頻譜與實驗更接近，匹配 性更好。
[0056] S106,利用發(fā)聲特性計算泵浦噪聲。
[0057] 在本發(fā)明的一個實施例中，利用發(fā)聲特性計算泵浦噪聲進一步包括：通過聲學(xué)邊 界元得到輪胎的聲傳遞函數(shù)；根據(jù)聲傳遞函數(shù)和發(fā)聲特性輻射噪聲，并計算所述泵浦噪聲。 換言之，聲源通過聲傳遞函數(shù)輻射噪聲，本發(fā)明實施例可以通過麥克風(fēng)接收的方法進行計 算泵浦噪聲。本發(fā)明實施例的發(fā)聲特性參數(shù)來源于基礎(chǔ)噪聲實驗，所以計算出來的結(jié)果可 以與噪聲實驗結(jié)果進行很好的匹配。
[0058] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明實施例還可以進行模具錯動優(yōu)化，例 如對輪胎花紋以預(yù)設(shè)方式進行優(yōu)化，為花紋修改提供依據(jù)，對花紋設(shè)計提供指導(dǎo)和建議。其 中，優(yōu)化方式可以由技術(shù)人員進行設(shè)計，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解為通過實驗對輪胎花紋 的優(yōu)化方式，例如模具錯動時，可以向前，向后進行不同的方向的錯動優(yōu)化，每個方向上錯 動不同的距離，根據(jù)計算結(jié)果，篩選出最優(yōu)的錯動方向和錯動距離，以使花紋設(shè)計人員可以 根據(jù)該錯動優(yōu)化結(jié)果，修改相應(yīng)的花紋設(shè)計。
[0059] 在本發(fā)明的實施例中，利用本發(fā)明實施例計算的結(jié)果，不但可以通過本發(fā)明實施 例對設(shè)計完花紋樣式快速的計算花紋噪聲，評價花紋優(yōu)劣，還可以對花紋設(shè)計提供指導(dǎo)和 建議，為花紋修改提供依據(jù)，改變了傳統(tǒng)花紋設(shè)計流程，例如設(shè)計，刻花，實驗，再設(shè)計，重復(fù) 多次實驗才能達到相對滿意的結(jié)果，以及經(jīng)過對花紋設(shè)計初圖進行計算，優(yōu)化工作，可以得 到更好的結(jié)果。
[0060] 根據(jù)本發(fā)明實施例提出的輪胎花紋噪聲解析預(yù)報方法，通過識別對原始花紋圖處 理得到的多張單節(jié)距的花紋圖片的花紋信息，并對原始印痕圖擬合得到印痕邊緣曲線方 程，從而通過輪胎參數(shù)、花紋信息和印痕邊緣曲線方程進行花紋拼接得到輪胎花紋，以獲取 輪胎花紋的花紋溝的發(fā)聲特性，并利用發(fā)聲特性計算泵浦噪聲，評價花紋優(yōu)劣，提供花紋修 改依據(jù)，提高工作效率，縮短開發(fā)周期，大大節(jié)省人力財力。
[0061] 其次將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的輪胎花紋噪聲解析預(yù)報系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)示意圖。參照圖10所示，該預(yù)報系統(tǒng)100包括：獲取模塊10、處理模塊20、識別模塊30、 擬合模塊40、拼接模塊50和計算模塊60。
[0062] 其中，獲取模塊10用于獲取輪胎參數(shù)。處理模塊20用于對原始花紋圖進行處理 以得到多張單節(jié)距的花紋圖片。識別模塊30用于識別多張單節(jié)距的花紋圖片的花紋信息。 擬合模塊40用于對原始印痕圖進行擬合以得到印痕邊緣曲線方程。拼接模塊50用于通過 輪胎參數(shù)、花紋信息和印痕邊緣曲線方程進行花紋拼接得到輪胎花紋，并根據(jù)輪胎花紋獲 取輪胎花紋的花紋溝的發(fā)聲特性。計算模塊60用于利用發(fā)聲特性計算泵浦噪聲。
[0063] 在本發(fā)明的一個實施例中，輪胎參數(shù)包括：行駛面寬度、外直徑尺寸和節(jié)距長度， 即進行行駛面寬度輸入、輪胎外直徑尺寸輸入和節(jié)距排列輸入。
[0064] 具體地，在本發(fā)明的一個實施例中，在計算過程中，本發(fā)明實施例可以采用實際的 輪胎寬度進行計算，并且輸入輪胎外直徑，防止計算的結(jié)果出現(xiàn)誤差。另外，在計算噪聲過 程中，本發(fā)明實施例可以通過掃略即自動讀取輪胎花紋節(jié)距排列，以準確的輸入輪胎的節(jié) 距排列方式。其中，節(jié)距用1，2,3,…等連續(xù)的數(shù)字表示。數(shù)字越小，表示的節(jié)距長度越短； 數(shù)字越大，表示節(jié)距長度越長，且數(shù)字與數(shù)字之間用空格隔開。
[0065] 在本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明實施例進行花紋信息輸入，其中，在計算噪聲 時，本發(fā)明實施例按照要求對原始設(shè)計的花紋圖即原始花紋圖（例如圖2所示）進行處理， 且處理成為多張單節(jié)距的花紋圖片（例如圖3所示）。在本發(fā)明的一個實施例中，花紋信息 包括：花紋橫溝之間的相互位置、角度、面積、離接地前后端曲線的距離。
[0066] 具體地，在本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明實施例的花紋識別方法通過將設(shè)計的 二維AutoCAD圖即原始花紋圖導(dǎo)出為圖片格式，每個節(jié)距存儲為一個圖片文件，大小像素 均相同，否則無法識別或者識別出來的結(jié)果進行計算時，得到不準確的結(jié)果。進一步地，將 符合要求的節(jié)距圖片輸入程序，通過開發(fā)的程序內(nèi)部花紋識別程序，進行識別后可以得到 準確的花紋信息，包括花紋橫溝之間的相互位置，角度，面積，離接地前后端曲線的距離等。 其中，本發(fā)明實施例采用有限元離散單元的方法，對花紋橫溝進行精確離散，離散成尺寸合 適的小單元，兼顧了計算的要求和花紋溝尺寸信息的保留。另外，針對于花紋縱溝的問題， 本發(fā)明實施例更進一步的揭示了花紋橫溝與縱溝的幾何關(guān)系對噪聲發(fā)聲的影響，且揭示了 花紋縱溝在花紋發(fā)聲中的不可忽略的作用。
[0067] 本發(fā)明實施例對花紋溝進行精確離散，離散出來的花紋溝保持了原有設(shè)計形狀， 保留了不同位置的不同角度信息，不同位置的尺寸信息非常準確，未經(jīng)過大量的等效等處 理工作，比相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)更先進，更接近實際。換言之，本發(fā)明實施例的預(yù)報方法比相 關(guān)技術(shù)中的技術(shù)輸入更精確，且在程序內(nèi)部對花紋溝進行類似于有限元劃分網(wǎng)格形式的離 散化，得到準確的花紋溝角度，寬度，面積等詳細精確的信息，更加準確先進。
[0068] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，擬合方式可以為手動擬合和自動擬合。換言 之，本發(fā)明實施例可以用手動擬合和自動擬合的方式輸入接地印痕信息。
[0069] 具體地，在本發(fā)明的一個實施例中，手動擬合的輸入方法通過將靜態(tài)接地印痕試 驗得到的印痕圖（例如圖4所示）進行手動描畫接地印痕邊緣曲線，得到手動擬合方法輸 入的印痕圖（例如圖5所示）。其中，手動描畫出來的印痕邊緣圖片可以進行印痕邊緣曲線 擬合，得到印痕邊緣曲線（例如圖6所示）。其中，靜態(tài)接地印痕實驗指的是在輪胎靜態(tài)接 地壓力實驗機上進行的實驗，該實驗可以得到輪胎的靜態(tài)壓力分布，靜態(tài)接地印痕得到原 始印痕圖。
[0070] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，自動擬合的輸入方法通過對靜態(tài)接地印痕 實驗得到的印痕圖（例如圖7所示）進行自動擬合，其中擬合出來的曲線繪圖例如圖8所 示。其中，圖4和圖7指的是通過靜態(tài)接地印痕試驗得到的原始印痕圖中的一種印痕示意 圖，本發(fā)明實施例優(yōu)選采用自動擬合的輸入方法，如果自動擬合得不到預(yù)計效果時，則可以 采用手動擬合的輸入方式。
[0071] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明實施例優(yōu)選為采用接地印痕邊緣自 動擬合方法，可以直接將試驗得到的輪胎靜態(tài)接地印痕圖片（彩色圖和灰度圖均可），通過 特定的算子程序，可以較好的得到印痕邊緣曲線方程。
[0072] 本發(fā)明實施例揭示了輪胎接地印痕形狀對輪胎噪聲的影響，在進行噪聲仿真計算 時，必須考慮輪胎接地印痕的形狀，否則計算出來的結(jié)果是不準確的。然而，相關(guān)技術(shù)中對 此問題未進行考慮，導(dǎo)致計算易出現(xiàn)誤差。
[0073] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，參照圖11所示，上述預(yù)報系統(tǒng)100還包括： 檢驗?zāi)K70。檢驗?zāi)K70用于檢驗輪胎參數(shù)、花紋信息和印痕邊緣曲線方程是否均滿足 花紋拼接條件；如果未能均滿足花紋拼接條件，則停止計算所述泵浦噪聲。換言之，參數(shù)輸 入完成后，對輸入的參數(shù)進行檢查，以確定所有的輸入是否都符合要求，若有不符合要求的 輸入，會得不到計算結(jié)果。舉例而言，例如輸入的輪胎周長與內(nèi)部根據(jù)節(jié)距長度計算出來的 長度不同，則表示二者之間肯定有一個輸入是錯誤的，需要檢查輸入，又例如輸入的節(jié)距總 數(shù)與內(nèi)部掃略節(jié)距排列統(tǒng)計出來的節(jié)距總數(shù)不同，也表示二者之間肯定有一個輸入是錯誤 的，需要檢查輸入。
[0074] 在本發(fā)明的一個實施例中，當所有的輸入均符合要求后，本發(fā)明實施例可以對輸 入的單個節(jié)距進行拼接，拼接完成的輪胎花紋例如圖9所示。
[0075] 其中，在本發(fā)明的一個實施例中，在進行花紋溝泵浦噪聲的計算時，從基礎(chǔ)實驗中 獲取花紋溝基礎(chǔ)單元的發(fā)聲特性，作為基礎(chǔ)聲源，而并非相關(guān)技術(shù)中的用準正弦函數(shù)來代 替。另外，用基礎(chǔ)實驗獲取的發(fā)聲特性作為聲源，計算出來的噪聲頻譜與實驗更接近，匹配 性更好。
[0076] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，計算模塊60還用于：通過聲學(xué)邊界元得到 輪胎的聲傳遞函數(shù)；根據(jù)聲傳遞函數(shù)和發(fā)聲特性輻射噪聲，并計算所述泵浦噪聲。換言之， 聲源通過聲傳遞函數(shù)輻射噪聲，本發(fā)明實施例可以通過麥克風(fēng)接收的方法進行計算泵浦噪 聲。本發(fā)明實施例的發(fā)聲特性參數(shù)來源于基礎(chǔ)噪聲實驗，所以計算出來的結(jié)果可以與噪聲 實驗結(jié)果進行很好的匹配。
[0077] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明實施例還可以進行模具錯動優(yōu)化，例 如對輪胎花紋以預(yù)設(shè)方式進行優(yōu)化，為花紋修改提供依據(jù)，對花紋設(shè)計提供指導(dǎo)和建議。其 中，優(yōu)化方式可以由技術(shù)人員進行設(shè)計，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解為通過實驗對輪胎花紋 的優(yōu)化方式，例如模具錯動時，可以向前，向后進行不同的方向的錯動優(yōu)化，每個方向上錯 動不同的距離，根據(jù)計算結(jié)果，篩選出最優(yōu)的錯動方向和錯動距離，以使花紋設(shè)計人員可以 根據(jù)該錯動優(yōu)化結(jié)果，修改相應(yīng)的花紋設(shè)計。
[0078] 在本發(fā)明的實施例中，利用本發(fā)明實施例計算的結(jié)果，不但可以通過本發(fā)明實施 例對設(shè)計完花紋樣式快速的計算花紋噪聲，評價花紋優(yōu)劣，還可以對花紋設(shè)計提供指導(dǎo)和 建議，為花紋修改提供依據(jù)，改變了傳統(tǒng)花紋設(shè)計流程，例如設(shè)計，刻花，實驗，再設(shè)計，重復(fù) 多次實驗才能達到相對滿意的結(jié)果，以及經(jīng)過對花紋設(shè)計初圖進行計算，優(yōu)化工作，可以得 到更好的結(jié)果。
[0079] 根據(jù)本發(fā)明實施例提出的輪胎花紋噪聲解析預(yù)報系統(tǒng)，通過識別對原始花紋圖處 理得到的多張單節(jié)距的花紋圖片的花紋信息，并對原始印痕圖擬合得到印痕邊緣曲線方 程，從而通過輪胎參數(shù)、花紋信息和印痕邊緣曲線方程進行花紋拼接得到輪胎花紋，以獲取 輪胎花紋的花紋溝的發(fā)聲特性，并利用發(fā)聲特性計算泵浦噪聲，評價花紋優(yōu)劣，提供花紋修 改依據(jù)，提高工作效率，縮短開發(fā)周期，大大節(jié)省人力財力。
[0080] 流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括 一個或更多個用于實現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部 分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的范圍包括另外的實現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順 序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明 的實施例所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員所理解。
[0081] 在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認為是 用于實現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表，可以具體實現(xiàn)在任何計算機可讀介質(zhì)中，以 供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備（如基于計算機的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可以從指 令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng)）使用，或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置 或設(shè)備而使用。就本說明書而言，"計算機可讀介質(zhì)"可以是任何可以包含、存儲、通信、傳 播或傳輸程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使 用的裝置。計算機可讀介質(zhì)的更具體的示例（非窮盡性列表）包括以下：具有一個或多個 布線的電連接部（電子裝置），便攜式計算機盤盒（磁裝置），隨機存取存儲器（RAM)，只讀 存儲器（R0M)，可擦除可編輯只讀存儲器（EPROM或閃速存儲器），光纖裝置，以及便攜式光 盤只讀存儲器（⑶ROM)。另外，計算機可讀介質(zhì)甚至可以是可在其上打印所述程序的紙或其 他合適的介質(zhì)，因為可以例如通過對紙或其他介質(zhì)進行光學(xué)掃描，接著進行編輯、解譯或必 要時以其他合適方式進行處理來以電子方式獲得所述程序，然后將其存儲在計算機存儲器 中。
[0082] 應(yīng)當理解，本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現(xiàn)。在上述 實施方式中，多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件 或固件來實現(xiàn)。例如，如果用硬件來實現(xiàn)，和在另一實施方式中一樣，可用本領(lǐng)域公知的下 列技術(shù)中的任一項或他們的組合來實現(xiàn)：具有用于對數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路 的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列（PGA)，現(xiàn)場 可編程門陣列（FPGA)等。
[0083] 本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法攜帶的全部或部分步 驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介 質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。
[0084] 此外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以 是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模 塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。所述集成的模塊如 果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機 可讀取存儲介質(zhì)中。另外，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示 相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征 可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，"多個"的含義是至少兩個， 例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
[0085] 上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。
[0086] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不 一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何 的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[〇〇87] 盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以 理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換 和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種輪胎花紋噪聲解析預(yù)報方法，其特征在于，包括以下步驟： 獲取輪胎參數(shù)； 對原始花紋圖進行處理以得到多張單節(jié)距的花紋圖片； 識別所述多張單節(jié)距的花紋圖片的花紋信息； 對所述原始印痕圖進行擬合以得到印痕邊緣曲線方程； 通過所述輪胎參數(shù)、所述花紋信息和所述印痕邊緣曲線方程進行花紋拼接得到輪胎花 紋，并根據(jù)所述輪胎花紋獲取所述輪胎花紋的花紋溝的發(fā)聲特性；以及 利用所述發(fā)聲特性計算泵浦噪聲。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述對所述原始印痕圖進行擬合以得 到印痕邊緣曲線方程之后，進一步包括： 檢驗所述輪胎參數(shù)、所述花紋信息和所述印痕邊緣曲線方程是否均滿足花紋拼接條 件； 如果未能均滿足所述花紋拼接條件，則停止計算所述泵浦噪聲。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述發(fā)聲特性計算泵浦噪聲進 一步包括： 通過聲學(xué)邊界元得到所述輪胎的聲傳遞函數(shù)； 根據(jù)所述聲傳遞函數(shù)和所述發(fā)聲特性輻射噪聲，并計算所述泵浦噪聲。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輪胎參數(shù)包括：行駛面寬度、外直徑 尺寸和節(jié)距長度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述花紋信息包括：花紋橫溝之間的相互 位置、角度、面積、離接地前后端曲線的距離。
6. -種輪胎花紋噪聲解析預(yù)報系統(tǒng)，其特征在于，包括： 獲取模塊，用于獲取輪胎參數(shù)； 處理模塊，用于對原始花紋圖進行處理以得到多張單節(jié)距的花紋圖片； 識別模塊，用于識別所述多張單節(jié)距的花紋圖片的花紋信息； 擬合模塊，用于對所述原始印痕圖進行擬合以得到印痕邊緣曲線方程； 拼接模塊，用于通過所述輪胎參數(shù)、所述花紋信息和所述印痕邊緣曲線方程進行花紋 拼接得到輪胎花紋，并根據(jù)所述輪胎花紋獲取所述輪胎花紋的花紋溝的發(fā)聲特性；以及 計算模塊，用于利用所述發(fā)聲特性計算泵浦噪聲。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括： 檢驗?zāi)K，用于檢驗所述輪胎參數(shù)、所述花紋信息和所述印痕邊緣曲線方程是否均滿 足花紋拼接條件；如果未能均滿足所述花紋拼接條件，則停止計算所述泵浦噪聲。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計算模塊還用于： 通過聲學(xué)邊界元得到所述輪胎的聲傳遞函數(shù)； 根據(jù)所述聲傳遞函數(shù)和所述發(fā)聲特性輻射噪聲，并計算所述泵浦噪聲。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輪胎參數(shù)包括：行駛面寬度、外直徑 尺寸和節(jié)距長度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述花紋信息包括：花紋橫溝之間的相 互位置、角度、面積、離接地前后端曲線的距離。
【文檔編號】G06F19/00GK104102820SQ201410303021
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】危銀濤, 馮啟章, 馮希金 申請人:清華大學(xué)