随着智能制造的快速发展，工业部件的测量、建模、质量检测等技术受到重视。
行业研究成果，针对汽车轮胎的测量和3D建模技术，提出一种基于几何坐标变换的轮胎三维图像构建方法。首先利用轮廓仪采集轮胎3D点云数据，读取轮胎三维矩形图像，然后采用几何坐标变换方法将三维矩形图像转换为圆形图像，最后将上胎侧、胎冠和下胎侧的三维圆形图像拼接，实现轮胎三维图像重构。
基于几何坐标变换的轮胎三维图像构建方法总体框图
一、采集轮胎3D点云数据
轮胎在传送带上到达指定位置时，机械臂根据轮胎二维码中提供的参数首先将轮胎固定，并移动到检测区。轮胎定位后，轴承带动轮胎以圆心为中心进行旋转，支架上固定的3个轮廓仪分别获取上胎侧、胎冠及下胎侧的3D点云数据。
轮胎3D点云数据采集装置
轮胎3D点云数据图像和矩阵
二、几何坐标变换
轮廓仪采集到的原始轮胎3D点云数据图像是矩形的，然而，轮胎三维图像要求显示为圆形图像。利用几何坐标变换的方法，将轮胎的矩形图像转换为圆形图像。
矩形转换圆形原理图
三、图像拼接
经过几何坐标变换，上胎侧、胎冠、下胎侧的3D点云数据矩阵Au、 Ag、 Ad所描述的三维图像，会由矩形变为圆形。为了实现图像拼接，需要寻找拼接边界。将三维数据矩阵中全零区域的边界作为拼接边界，同时切割全零区域保留轮胎图像区域，实现图像去噪，从而上胎侧、胎冠、下胎侧切割后的三维圆形图像数据矩阵。最终，将该三种数据矩阵按列的顺序串行排列，即可实现轮胎三维图像拼接。
三维矩形图
轮胎三维圆形图像
可以显示轮胎花纹的不同高度，便于测量轮胎纹路宽度、深度等尺寸参数信息。
整体轮胎三维图像
对轮胎的三维重构，能够通过准确估计工艺参数，确保产品的尺寸质量，并可以进一步通过深度学习等算法实现轮胎缺陷检测等功能，提高轮胎生产质量。