Vision AI можно использовать для обнаружения износа внутренней стороны шины

Каждый водитель и пассажир полагается на шины, чтобы оставаться в безопасности на дороге, но шины не рассчитаны на вечную службу. С каждой поездкой трение между резиной и дорогой постепенно изнашивает протектор. По мере истончения протектора ухудшаются сцепление с дорогой, устойчивость и даже топливная экономичность.

Шины также не всегда изнашиваются равномерно. Ты можешь заметить, что внутренняя кромка истончается быстрее, центральная часть сглаживается или по протектору появляются небольшие углубления. Это не случайные отметины. Они указывают на возможную проблему.

Причиной может быть низкое давление в шинах, неправильная регулировка углов установки колёс или детали подвески, которые начинают изнашиваться. Поскольку передние шины в основном отвечают за рулевое управление и торможение, неравномерный износ часто сначала появляется именно на них.

Рис. 1. Различные стадии износа шин (Источник)

Традиционно такие закономерности выявляют при визуальном осмотре, но ранние признаки легко не заметить. Компьютерное зрение — это раздел искусственного интеллекта, который обрабатывает и интерпретирует данные изображений; его можно использовать для измерения глубины протектора и обнаружения незаметных закономерностей износа раньше и точнее, чем при ручном осмотре.

В этой статье мы рассмотрим причины износа шин, способы обнаружения износа внутренней стороны шины, а также роль компьютерного зрения и AI в раннем обнаружении проблем. Начнём!

Что такое износ шин?#

Износ шин происходит, когда поверхность шины, соприкасающаяся с дорогой, постепенно истончается. Эта поверхность называется протектором.

Протектор — это рельефная часть шины, которая обеспечивает сцепление с дорогой, особенно при движении по мокрой дороге. Со временем, по мере износа протектора, шины теряют сцепление с дорогой, а их общие характеристики ухудшаются. В целом некоторый износ является нормальным, но необычные закономерности износа могут указывать на проблемы с автомобилем, требующие внимания.

Вот наиболее распространённые виды износа шин:

• Износ из-за схождения: Протектор выглядит зазубренным или наклонённым по поверхности. Такое часто происходит, когда колёса установлены не прямо.
• Износ из-за развала: Один край шины изнашивается быстрее другого. Причиной могут быть проблемы с регулировкой углов установки колёс или изношенные детали подвески.
• Износ центральной части: Средняя часть шины изнашивается сильнее краёв. Обычно это вызвано избыточным давлением.
• Износ краёв: Оба края изнашиваются быстрее центральной части. Такое происходит при недостаточном давлении в шинах.
• Пятнистый износ: По протектору появляются отдельные изношенные участки. Часто это означает, что шина разбалансирована.
• Чашеобразный износ: Появляются небольшие углубления или волнообразные участки. Обычно это указывает на изношенные детали подвески, например амортизаторы или стойки.

Рис. 2. Типы износа шин и их распространённые причины. (Источник)

Износ передних и задних шин#

Как правило, новые шины на передней и задней осях автомобиля изнашиваются по-разному. Передние шины почти всегда изнашиваются быстрее, поскольку на них приходится дополнительная нагрузка при рулении, торможении и прохождении поворотов. При каждом повороте руля передние шины подвергаются дополнительному трению и нагрузке. Задние шины в основном следуют за автомобилем, поэтому испытывают меньше прямого давления.

Если передние колёса имеют неправильные углы установки, эта разница становится ещё заметнее. Небольшое изменение угла может создать чрезмерное давление на внутреннюю кромку, что быстро приводит к неравномерному износу протектора. Многие водители замечают истончение передних шин задолго до того, как аналогичные признаки появляются на задних.

Для уменьшения неравномерного износа шин необходима перестановка колёс. Перемещение шин между передней и задней осями распределяет износ и помогает им служить дольше. Регулярная проверка углов установки колёс также крайне важна: она гарантирует, что все четыре шины соприкасаются с дорогой под правильным углом, повышая безопасность и предотвращая преждевременные повреждения.

Распространённые причины износа шин#

Характер износа протектора может многое рассказать о состоянии автомобиля. Далее рассмотрим некоторые распространённые причины неравномерного износа шин.

Углы установки колёс#

Регулировка углов установки колёс связана с тем, как шины соприкасаются с дорогой. Если они установлены неправильно, шины катятся не прямо. Из-за этого внутренняя или внешняя кромка может изнашиваться быстрее. Ты даже можешь заметить, что автомобиль слегка уводит в сторону.

Небольшие проблемы с углами установки, например неправильные развал или схождение, могут усугубить ситуацию. Поскольку передние шины выполняют основную работу при рулении и торможении, обычно они изнашиваются раньше задних.

Проблемы с подвеской#

Подвеска автомобиля обеспечивает устойчивость и плавность хода на неровностях. Когда такие детали, как амортизаторы, стойки или шаровые опоры, изнашиваются, шины могут подпрыгивать или наклоняться вместо равномерного качения. Это часто создаёт чашеобразный рисунок на протекторе, ухудшая плавность хода и сокращая срок службы шин.

Давление в шинах#

Давление в шинах также существенно влияет на износ. Если в шине недостаточно воздуха, её боковины сильнее прижимаются к дороге и быстрее изнашиваются. Спущенная шина также увеличивает расход топлива и может ослабить боковины.

Избыточное давление создаёт противоположную проблему. Центральная часть шины выпячивается, принимает на себя большую часть веса и изнашивается быстрее краёв. Кроме того, поездка становится жёстче, а риск разрыва шины повышается. Простое решение — регулярно проверять шины и поддерживать давление, рекомендованное в руководстве по эксплуатации автомобиля или указанное на наклейке внутри водительской двери.

Условия и привычки вождения#

Дороги, по которым ты ездишь, и то, как ты управляешь автомобилем, могут быстро повлиять на износ шин. Ямы, бордюры и неровные дороги создают дополнительную нагрузку на шины и часто повреждают их края. Даже повседневные привычки играют роль и в конечном итоге влияют на безопасность на дороге.

Резкое торможение увеличивает нагрузку, а перевозка тяжёлых грузов заставляет шины работать интенсивнее, чем следует. Пропуск перестановки колёс — ещё одна ошибка, сокращающая срок службы шин. Без перестановки передние шины обычно изнашиваются быстрее, поскольку на них приходится основная работа при рулении и торможении.

Предотвращение износа шин#

Уход за шинами — это не только их замена после полного износа. При правильном обслуживании ты можешь замедлить чрезмерный износ, повысить безопасность и продлить срок их службы.

Вот основные шаги по обслуживанию шин:

• Регулярное обслуживание: Регулярная проверка углов установки колёс и перестановка шин помогают равномерно распределять износ между передней и задней осями. Проверка деталей подвески, например стоек или рычагов, позволяет устранить проблемы до того, как они повредят шины.
• Контроль давления в шинах: Еженедельная проверка давления — простая, но важная процедура. Слишком низкое давление изнашивает края, а слишком высокое — центральную часть. Соблюдение давления, рекомендованного производителем автомобиля, помогает предотвратить обе проблемы.
• Безопасные привычки вождения: Избегание ям и бордюров, плавное руление, мягкое торможение и отказ от перегрузки автомобиля снижают нагрузку на шины.
• Регулярные осмотры: Проверяй протектор на наличие неравномерного износа и следи за истончением краёв. Измеритель износа шин — небольшой инструмент для измерения глубины протектора — позволяет быстро и точно определить, когда шинам требуется внимание.

Рис. 3. Измеритель износа шин, показывающий глубину протектора. (Источник)

Проблемы ручного осмотра шин#

Многие годы проверка износа шин основывалась на быстром визуальном осмотре и использовании нескольких простых инструментов. Механик или водитель мог использовать измеритель глубины протектора или классический тест с монетой: монету вставляют в протектор, чтобы определить, сколько его ещё осталось. Если монета видна слишком сильно, шина изношена.

Хотя эти методы просты, у них есть ограничения. Они во многом зависят от человеческой оценки, поэтому результаты могут различаться у разных людей.

Незаметные закономерности, например ранний износ внутренней кромки или первые признаки чашеобразного износа, часто остаются без внимания, пока проблема не усугубится. Многие водители также откладывают проверку шин до момента, когда они уже сильно изношены, что повышает риск снижения сцепления с дорогой, ухудшения топливной экономичности и разрывов шин.

Роль компьютерного зрения в уходе за шинами#

При ручном осмотре, например с помощью теста с монетой или измерителя глубины протектора, ранние признаки проблем с шинами часто остаются незамеченными. Незначительные проблемы, такие как износ внутренней кромки, небольшие углубления из-за чашеобразного износа или лёгкое нарушение углов установки колёс, легко пропустить. К тому времени, когда они становятся заметными, шина уже может быть небезопасной.

Компьютерное зрение — это раздел искусственного интеллекта, который делает проверку шин более точной: камеры фиксируют изображения протектора высокого разрешения, а модели Vision AI анализируют их. Это позволяет точно измерять глубину протектора и раньше обнаруживать неравномерный износ или дефекты, которые могут ускользнуть от человеческого глаза. В результате уход за шинами становится более последовательным и проактивным, повышает безопасность, снижает расходы и продлевает срок службы шин.

Обнаружение износа шин с помощью Vision AI#

Передовые модели Vision AI, такие как Ultralytics YOLO11, могут сделать проверку шин более интеллектуальной. YOLO11 поддерживает широкий спектр задач компьютерного зрения, включая обнаружение объектов (определение и локализацию объектов), сегментацию экземпляров (разделение объектов на уровне пикселей) и классификацию изображений (присвоение меток целым изображениям).

Эти модели можно дообучать на изображениях шин, чтобы они изучали конкретные закономерности и условия износа, наиболее важные для реального вождения. Благодаря этой возможности они могут обрабатывать изображения шин в реальном времени, обнаруживать несколько типов износа и точно классифицировать их.

Рис. 4. Обнаружение шин с помощью Ultralytics YOLO11. (Источник)

С помощью Ultralytics YOLO11 проверка шин может перейти от реактивного подхода к прогнозированию. Проблемы можно выявлять и устранять гораздо раньше, помогая водителям избегать разрывов шин, повышать топливную экономичность и максимально продлевать срок службы шин.

Помимо износа протектора, компьютерное зрение уже широко применяется в автомобильной промышленности для проверки шин и контроля качества. Передовые системы используют камеры высокого разрешения и даже трёхмерное лазерное сканирование для обнаружения таких дефектов, как пузыри, трещины и деформации поверхности на внутренних и внешних частях шины.

Кроме того, оптическое распознавание символов (OCR) и компьютерное зрение используются для автоматического считывания маркировки на боковинах шин, включая коды Министерства транспорта (DOT), размеры шин и даты производства. Эти технологии помогают производителям автомобилей и поставщикам услуг автоматизировать проверки, обеспечивать соответствие нормативным требованиям и повышать общий уровень безопасности.

Основные выводы#

Износ шин естественен, но оставляемые им закономерности могут многое рассказать о состоянии автомобиля. Истончённые края, сглаженная центральная часть или неравномерные углубления могут указывать на проблемы с углами установки колёс, давлением или подвеской.

Регулярные проверки, правильное давление и перестановка шин помогают продлить срок их службы и сделать вождение безопаснее. Ручные осмотры часто пропускают эти ранние признаки, но модели компьютерного зрения, такие как Ultralytics YOLO11, могут точно их обнаруживать, делая уход за шинами более интеллектуальным, безопасным и надёжным.

Узнай больше об AI, присоединившись к нашему сообществу и посетив наш репозиторий на GitHub. Ознакомься с нашими страницами решений, чтобы узнать об AI в сельском хозяйстве и компьютерном зрении в розничной торговле. Изучи наши варианты лицензирования и начни создавать решения с Vision AI уже сегодня!