Vision AI помогает выявлять износ внутренней поверхности шины

Каждый водитель и пассажир полагается на шины, чтобы безопасно передвигаться по дороге, но шины не вечны. С каждой поездкой трение между резиной и дорожным покрытием постепенно стирает протектор. По мере его истончения ухудшаются сцепление и устойчивость, а также топливная экономичность.

Шины не всегда изнашиваются равномерно. Ты можешь заметить, что внутренняя кромка стирается быстрее, центральная часть сглаживается или на протекторе появляются небольшие углубления. Это не случайные следы. Они указывают на возможную неисправность.

Причиной может быть низкое давление в шинах, неправильная регулировка углов установки колёс или изношенные детали подвески. Поскольку передние шины отвечают за большую часть рулевого управления и торможения, неравномерный износ часто сначала появляется именно на них.

Рис. 1. Разные стадии износа шин (Источник)

Обычно такие признаки выявляют при визуальном осмотре, но ранние проявления легко пропустить. Компьютерное зрение — область искусственного интеллекта, которая обрабатывает и интерпретирует изображения, — позволяет измерять глубину протектора и обнаруживать малозаметные признаки износа раньше и точнее, чем при ручном осмотре.

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

Что такое износ шин?#

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

Протектор — это рельефная часть шины, которая обеспечивает сцепление, особенно на мокрой дороге. Со временем по мере износа протектора сцепление ухудшается, а общие характеристики шины снижаются. Некоторый износ нормален, но необычные следы износа могут указывать на требующие внимания проблемы с автомобилем.

Вот самые распространённые виды износа шин:

• Износ от схождения: Протектор выглядит зазубренным или скошенным по поверхности. Часто это происходит, когда колёса установлены не прямо.
• Износ от развала: Одна кромка шины изнашивается быстрее другой. Причиной могут быть неправильные углы установки колёс или изношенные детали подвески.
• Износ центральной части: Середина шины изнашивается сильнее, чем края. Обычно это происходит из-за избыточного давления.
• Износ по краям: Оба края изнашиваются быстрее, чем середина. Это происходит при недостаточном давлении в шинах.
• Пятнистый износ: По всей поверхности протектора появляются отдельные стёртые участки. Часто это означает, что колесо разбалансировано.
• Чашеобразный износ: Появляются небольшие углубления или волнистые участки. Обычно это указывает на изношенные детали подвески, например амортизаторы или стойки.

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

Износ передних и задних шин#

Обычно новые шины на передней и задней осях автомобиля изнашиваются по-разному. Передние шины почти всегда изнашиваются быстрее, потому что на них приходится дополнительная нагрузка при рулении, торможении и прохождении поворотов. При каждом повороте руля передние шины испытывают дополнительное трение и нагрузку. Задние шины в основном следуют за передними, поэтому на них действует меньшее прямое давление.

Если передние колёса установлены неправильно, разница становится ещё заметнее. Даже небольшое изменение угла может создать чрезмерную нагрузку на внутреннюю кромку, что быстро приводит к неравномерному износу протектора. Многие водители замечают истончение передних шин задолго до того, как такие же признаки появляются на задних.

Чтобы уменьшить неравномерный износ шин, важно регулярно менять их местами. Перестановка шин между передней и задней осями помогает распределить износ и продлить срок службы. Не менее важны регулярные проверки углов установки колёс: они гарантируют, что все четыре шины правильно соприкасаются с дорогой, повышают безопасность и предотвращают преждевременный износ.

Распространённые причины износа шин#

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

Углы установки колёс#

Углы установки колёс определяют, как шины расположены относительно дороги. Если они отрегулированы 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 колёс, например неправильные развал или схождение, могут усугубить ситуацию. Поскольку передние шины отвечают за большую часть рулевого управления и торможения, они обычно 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 того, чтобы равномерно катиться. Часто на протекторе появляется чашеобразный износ, из-за которого езда становится менее комфортной, а срок службы шин сокращается.

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. Кроме того, мягкая шина увеличивает расход топлива и может ослабить боковины.

Избыточное давление создаёт противоположную проблему. Центральная часть шины выпирает, принимает на себя большую часть нагрузки и изнашивается быстрее краёв. Поездка становится жёстче, а риск разрыва шины возрастает. Решение простое: регулярно проверяй давление и поддерживай его на уровне, рекомендованном в руководстве к автомобилю или 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. Роль играют даже повседневные привычки, в конечном счёте влияя на безопасность дорожного движения.

Резкое торможение увеличивает нагрузку, а тяжёлый груз заставляет шины работать с перегрузкой. Отказ от перестановки шин — ещё одна ошибка, сокращающая срок их службы. Без перестановки передние шины обычно изнашиваются быстрее, поскольку на них приходится большая часть нагрузки при рулении и торможении.

Как предотвратить износ шин#

Уход за шинами — это не только их замена после износа. Правильное обслуживание позволяет замедлить чрезмерный износ, повысить безопасность и продлить срок службы шин.

Вот основные этапы обслуживания шин:

• Регулярное обслуживание: Регулировка углов установки колёс и перестановка шин помогают равномерно распределить износ между передними и задними колёсами. Проверка деталей подвески, например стоек или рычагов, позволяет предотвратить проблемы до того, как они повредят шины.
• Контроль давления в шинах: Еженедельно проверять давление просто, но важно. Недостаточное давление ускоряет износ краёв, а избыточное — центральной части. Соблюдение рекомендаций автопроизводителя помогает избежать обеих проблем.
• Безопасный стиль вождения: Если объезжать ямы и бордюры, плавно рулить и тормозить, а также не перегружать автомобиль, нагрузка на шины уменьшится.
• Регулярные осмотры: Проверяй, нет ли неравномерно изношенных участков протектора или истончённых краёв. Индикатор износа шин — небольшой инструмент для измерения глубины протектора — позволяет быстро и точно определить, когда шинам требуется внимание.

Рис. 3. Измеритель износа шин показывает глубину протектора. (Источник)

Проблемы ручной проверки шин#

Долгие годы износ шин проверяли беглым визуальным осмотром и с помощью нескольких простых инструментов. Механик или водитель мог использовать измеритель глубины протектора или классический тест с монетой: монету вставляют в протектор, чтобы проверить, сколько его осталось. Если монета видна слишком сильно, шина изношена.

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

Малозаметные признаки, например ранний износ внутренней кромки или первые проявления чашеобразного износа, часто остаются незамеченными, пока проблема не усугубится. Многие водители также откладывают проверку шин до тех пор, пока те уже не износятся сильно, что повышает риск ухудшения сцепления, увеличения расхода топлива и разрыва шин.

Роль компьютерного зрения в уходе за шинами#

При ручной проверке — например, с помощью теста с монетой или измерителя глубины протектора — ранние признаки проблем с шинами часто остаются незамеченными. Такие малозаметные дефекты, как износ внутренней кромки, небольшие углубления из-за чашеобразного износа или незначительное нарушение развала-схождения, легко пропустить. К тому времени, когда они становятся видны, шина может быть уже небезопасной.

Компьютерное зрение, область искусственного интеллекта, повышает точность проверки шин: камеры снимают протектор в высоком разрешении, а модели визуального ИИ анализируют изображения. Это позволяет точно измерять глубину протектора и раньше обнаруживать неравномерный износ или дефекты, которые могут быть незаметны человеческому глазу. В результате уход за шинами становится последовательнее и позволяет заблаговременно принимать меры, повышая безопасность, снижая затраты и продлевая срок службы шин.

Обнаружение износа шин с помощью визуального ИИ#

Передовые модели визуального ИИ, такие как Ultralytics YOLO11, позволяют сделать проверку шин более интеллектуальной. YOLO11 поддерживает широкий спектр задач компьютерного зрения, включая обнаружение объектов (распознавание объектов и определение их местоположения), сегментацию экземпляров (разделение объектов на уровне пикселей) и классификацию изображений (присвоение меток целым изображениям).

Эти модели можно дообучить на изображениях шин, чтобы они распознавали характерные для реальных условий вождения типы и признаки износа. Благодаря этой возможности модели могут обрабатывать изображения шин в реальном времени, выявлять различные виды износа и точно их классифицировать.

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

Благодаря Ultralytics YOLO11 проверки шин можно перевести из реактивного режима в профилактический. Проблемы удаётся выявлять и устранять гораздо раньше, помогая водителям избегать разрывов шин, повышать топливную эффективность и максимально продлевать срок службы шин.

Помимо контроля износа протектора, компьютерное зрение уже широко применяется в автомобильной промышленности для осмотра шин и контроля качества. В современных системах используются камеры высокого разрешения и даже 3D-лазерное сканирование, чтобы обнаруживать дефекты — например, вздутия, трещины и деформации поверхности — как на внутренней, так и на внешней стороне шины.

Кроме того, для автоматического считывания маркировки на боковинах шин, включая коды Департамента транспорта (DOT), размеры шин и даты производства, применяются оптическое распознавание символов (OCR) и компьютерное зрение. Эти технологии помогают автопроизводителям и поставщикам услуг автоматизировать проверки, обеспечивать соблюдение нормативных требований и повышать общую безопасность.

Главные выводы#

Износ шин — естественный процесс, но оставляемые им следы многое говорят о состоянии автомобиля. Истончённые края, гладкая центральная часть или неравномерные углубления могут указывать на проблемы с развал-схождением, давлением или подвеской.

Регулярные проверки, правильное давление и перестановка шин помогают продлить срок их службы и сделать вождение безопаснее. При ручных осмотрах ранние признаки часто остаются незамеченными, но модели компьютерного зрения, такие как Ultralytics YOLO11, способны точно их обнаруживать, делая уход за шинами более продуманным, безопасным и надёжным.

Узнай больше об ИИ: присоединяйся к нашему сообществу и загляни в наш репозиторий на GitHub. Посети страницы наших решений, чтобы узнать об ИИ в сельском хозяйстве и компьютерном зрении в розничной торговле. Ознакомься с нашими вариантами лицензирования и начинай создавать решения на основе компьютерного зрения уже сегодня!