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视觉人工智能可用于检测轮胎内侧的磨损情况

阿比拉米-维纳

5 分钟阅读

2025 年 9 月 23 日

了解轮胎内侧磨损的原因、如何发现早期迹象,以及计算机视觉和人工智能如何检测问题以提高安全性和延长轮胎寿命。

每一位驾驶员和乘客都依靠轮胎来保证行车安全,但轮胎并非永远耐用。每次行驶,橡胶和路面之间的摩擦都会逐渐磨损胎面。随着胎面变薄,轮胎的抓地力、稳定性甚至燃油效率都会受到影响。

轮胎磨损也不总是均匀的。您可能会注意到内侧边缘磨损得更快,中心变平滑,或者胎面出现小凹陷。这些都不是随意留下的痕迹。它们是可能出现问题的线索。 

可能是轮胎气压过低、车轮定位不准确,也可能是悬挂部件开始磨损。由于前轮胎主要负责转向和制动,因此不均匀磨损往往首先出现在前轮胎上。

图 1.轮胎磨损的各个阶段(资料来源)

传统上,这种模式是通过目视检查来识别的,但早期迹象很容易被忽略。计算机视觉是人工智能的一个分支,用于处理和解释图像数据,可用于测量胎面深度,并比人工检查更早、更准确地检测出细微的磨损模式。

在本文中,我们将探讨轮胎磨损的原因、如何检测轮胎内部磨损以及计算机视觉和人工智能在早期检测中的作用。让我们开始吧!

什么是轮胎磨损?

当轮胎接触路面的表面慢慢变薄时,就会发生轮胎磨损。这个表面被称为胎面。 

胎面是轮胎的花纹部分,可提供抓地力,尤其是在潮湿路面行驶时。随着时间的推移,胎面逐渐磨损,轮胎会失去抓地力,整体性能也会下降。一般来说,有些磨损是正常的,但不正常的磨损模式可能表明您的汽车存在问题,需要引起注意。 

以下是最常见的轮胎磨损模式:

  • 脚趾磨损:胎面看起来像羽毛状或倾斜的表面。这种情况通常发生在车轮未对齐时。
  • 倾角磨损:轮胎的一侧边缘磨损得比另一侧快。这可能是由于定位问题或悬挂部件磨损造成的。
  • 中间磨损:轮胎中间比边缘磨损更严重。这通常是由于充气过度造成的。
  • 边缘磨损:两边磨损比中间快。这种情况发生在充气不足的轮胎上。
  • 补丁磨损:胎面出现分散的磨损点。这通常意味着轮胎失去平衡。
  • 杯磨损:出现小凹陷或扇形部分。这通常是悬挂部件磨损所致,如减震器或支柱。
图 2.轮胎磨损模式类型及其常见原因。(资料来源)

前轮胎磨损与后轮胎磨损

通常情况下,汽车前后轮的新轮胎磨损程度并不相同。前轮几乎总是磨损得更快,因为它们承受着转向、制动和转弯的额外负荷。每次转动方向盘时,前轮胎都要承受额外的摩擦和压力。后轮胎主要是跟随,因此直接承受的压力较小。

当前轮不对中时,这种差异会变得更大。角度的轻微变化就会对内侧边缘造成过大压力,从而迅速导致胎面磨损不均匀。许多驾驶员在后轮出现同样迹象之前,就会首先发现前轮轮胎变薄。

为了减少轮胎不均匀磨损,轮胎轮换至关重要。前后移动轮胎可以分散磨损,有助于延长轮胎的使用寿命。定期对齐检查也很重要,因为它们能确保所有四个轮胎以正确的角度与路面接触,从而提高安全性并防止过早损坏。

轮胎磨损的常见原因

胎面磨损的模式可以揭示汽车的许多状况。接下来,让我们来看看轮胎磨损不均匀的一些常见原因。

车轮定位

车轮定位的重点是轮胎与路面的接触情况。如果没有正确对齐,轮胎就不会直线滚动。这会使内侧或外侧边缘磨损得更快。您甚至可能会注意到汽车向一侧轻微偏移。 

小的定位问题,如外倾或趾尖问题,会使情况变得更糟。由于前轮胎主要负责转向和制动,因此通常会比后轮胎先磨损。

悬挂问题

汽车的悬挂系统能在颠簸路面上保持稳定平稳的行驶。当减震器、支柱或球节等部件磨损时,轮胎可能会反弹或倾斜,而不是均匀滚动。这通常会在胎面上形成凹陷图案,导致行驶更颠簸,轮胎寿命更短。

胎压

胎压对磨损也有很大影响。如果轮胎没有足够的空气,胎侧就会更用力地挤入路面,磨损得更快。软胎还会消耗更多燃料,并可能削弱胎侧。 

过多的空气会造成相反的问题。轮胎中间凸起,承受大部分重量,磨损速度比边缘快。它还会使行驶更加颠簸,增加爆胎的几率。简单的解决办法是定期检查轮胎,并将其保持在汽车使用手册或驾驶员车门内贴纸上建议的气压。

驾驶条件和习惯

您行驶的道路和操控汽车的方式会迅速影响轮胎磨损。坑洼、路边和崎岖的道路会给轮胎带来额外的压力,并经常损坏轮胎边缘。即使是日常习惯也会发挥作用,并最终影响道路安全。 

猛烈制动会增加负荷,而负重则会使轮胎比正常情况下工作得更 费力。不更换轮胎是缩短轮胎寿命的另一个错误。如果不更换轮胎,前轮通常磨损得更快,因为大部分转向和制动都是由前轮完成的。

防止轮胎磨损

轮胎保养并不仅仅是在轮胎磨损后更换。只要保养得当,就能减缓过度磨损、提高安全性并延长使用寿命。 

以下是保养轮胎的关键步骤:

  • 日常维护:定期进行车轮定位和轮胎旋转,有助于前后轮之间的磨损均匀分布。检查悬挂部件,如支柱或控制臂,可以在问题损坏轮胎之前将其阻止。
  • 胎压护理:每周检查胎压简单而重要。气压太低会磨损轮胎边缘,而气压太高则会磨损轮胎中心。坚持使用汽车制造商推荐的胎压可以防止这两种情况的发生。
  • 安全驾驶习惯:避开坑洼路面、平稳转向、轻柔制动、不超载,这些都能减轻轮胎的压力。
  • 定期检查:查看胎面是否不平或边缘是否过薄。使用轮胎磨损计(一种测量胎面深度的小型工具)可以快速、准确地读取数据,让您知道轮胎何时需要注意。
图 3.显示轮胎花纹深度读数的轮胎磨损计。(资料来源)

人工检查轮胎面临的挑战

多年来,检查轮胎磨损一直依赖于快速目测和一些简单的工具。机械师或司机可能会使用胎面深度计或经典的硬币测试法,即把硬币滑入胎面,看看还剩多少。如果硬币太多,说明轮胎已经磨损。

这些方法虽然简单,但也有局限性。它们在很大程度上依赖于人的判断,这意味着结果可能因人而异。 

一些细微的花纹,如早期内缘磨损或凹陷的最初迹象,往往会被忽视,直到情况变得更糟。许多驾驶员也会延迟检查轮胎,直到轮胎已经严重磨损,这就增加了轮胎抓地力下降、燃油经济性差和爆胎的风险。

计算机视觉在轮胎护理中的作用

硬币测试或胎面深度计等人工检查往往会错过轮胎问题的早期迹象。内缘磨损、杯突造成的小凹陷或轻微偏差等细微问题很容易被忽视。当这些问题显露出来时,轮胎可能已经不安全了。

计算机视觉是人工智能的一个分支,它利用摄像头捕捉高分辨率胎面图像,并利用视觉人工智能模型对其进行分析,从而使轮胎检测更加精确。这样就能精确测量胎面深度,更早地发现可能无法通过肉眼识别的不均匀磨损模式或缺陷。其结果是更一致、更主动的轮胎护理,从而提高安全性、降低成本并延长轮胎寿命。

由视觉人工智能驱动的轮胎磨损检测

尖端的视觉人工智能模型(如Ultralytics YOLO11)可以让轮胎检查变得更加智能。YOLO11 支持广泛的计算机视觉任务,包括对象检测(识别和定位对象)、实例分割(在像素级分离对象)和图像分类(为整个图像分配标签)。

这些模型可以使用轮胎图像进行定制训练,使其能够学习与实际驾驶最相关的特定磨损模式和条件。有了这种能力,它们就能实时处理轮胎图像,检测多种磨损类型,并对其进行精确分类。 

图 4.使用 YOLO11 检测轮胎(资料来源)

通过使用 YOLO11,轮胎检测可以从被动式转变为预测式。可以更早地发现和解决问题,帮助驾驶员避免爆胎,提高燃油效率,并最大限度地延长轮胎的使用寿命。

除了胎面磨损,计算机视觉技术已广泛应用于汽车行业的轮胎检测和质量控制。先进的系统使用高分辨率摄像头,甚至三维激光扫描来检测轮胎内部和外部的气泡、裂纹和表面变形等缺陷。 

此外,光学字符识别 (OCR)和计算机视觉技术还可用于自动读取轮胎侧壁标记,包括交通部 (DOT) 代码、轮胎尺寸和生产日期。这些技术可帮助汽车制造商和服务提供商实现自动检测,确保符合法规要求,并提高整体安全性。

主要收获

轮胎磨损是自然现象,但它留下的痕迹却能告诉您很多关于汽车状况的信息。边缘薄、中心光滑或有斑点的凹陷都可能表明定位、胎压或悬挂系统有问题。 

定期检查、适当充气和轮换轮胎有助于延长轮胎寿命和保证驾驶安全。人工检查往往会错过这些早期迹象,但像 YOLO11 这样的计算机视觉模型可以精确地检测到这些迹象,使轮胎护理更智能、更安全、更可靠。

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