提升視覺間隙質(zhì)量的斷面設(shè)計

陳曉偉 楊光照 袁春杰 沈榮 仇道錢

摘 要：視覺間隙質(zhì)量是獲得客戶青睞的重要一環(huán)，這對于外飾件的匹配質(zhì)量要求越來越高。尺寸工程評審需將工作重心放在斷面評審上。本文通過一些關(guān)鍵位置的斷面結(jié)構(gòu)說明斷面對于視覺間隙的影響，著重研究如何通過斷面的合理設(shè)計來提升視覺間隙質(zhì)量。以及對于間隙質(zhì)量的評價方法，并提出一種新的評價方法，采用對比分析方法，通過Matlab軟件對不同匹配斷面匹配照片進行圖像進行處理，包括對圖像均勻分割，灰度處理、得到二值圖等，對比所得結(jié)果噪點水平，客觀評價不同斷面對于視覺間隙的影響，并指導(dǎo)如何設(shè)計出品質(zhì)感較高的匹配斷面。

關(guān)鍵詞：感知質(zhì)量;視覺間隙;斷面結(jié)構(gòu);間隙評價

1 引言

當前新車型開發(fā)的速度不斷加快，當汽車產(chǎn)品同時具備良好的性能以及可靠性時，除此之外，能夠給客戶留下深刻印象就是感知質(zhì)量，視覺間隙質(zhì)量屬于感知質(zhì)量范疇，廣義的感知質(zhì)量主要是指客戶對一項產(chǎn)品的情感化體驗，好的感知質(zhì)量使產(chǎn)品向客戶傳達這是經(jīng)過深思熟慮的，嚴謹工程驗證的。這是客戶對產(chǎn)品的主觀評價，這些評價往往是模糊的，非邏輯性的，非全面性的，抽象的。在尺寸工程實踐上，需要明確視覺間隙與測量間隙的差別，然后對影響視覺間隙的工程因素進行定性評價，并針對各個因素總結(jié)了優(yōu)化視覺間隙的方法。其中核心一條是從斷面設(shè)計上來改善用戶的主觀評價，也即視覺間隙質(zhì)量。

2 縫隙評價維度

在之前的尺寸工程工作中主要注重DTS定義的可實現(xiàn)性分析，對于縫隙的評價主要是采用尺寸鏈計算分析公差分配的合理性。近幾年隨著客戶對汽車外觀間隙面差精致度的訴求，尺寸工程評審需要將工作重心放在斷面評審上，以使DTS定義合理。評價一條分縫的有多個維度，每個維度的結(jié)果不盡相同。

相互匹配的兩個零件，在設(shè)計上，我們采用設(shè)計間隙進行評價，或者稱做實際間隙，這決定了兩個零件是沈陽的連接方式，比如尾燈配光鏡是硬塑料件，其與鈑金油漆面要保持間隙，以防止刮傷，這里的間隙指的就是工程間隙。

此外還有測量間隙，這是在零件裝配后可測量得到數(shù)值，測量間隙用于評價零件與數(shù)模的符合性，以及是否達到DTS目標，通常有別于工程間隙。最重要的維度是感知間隙，也就是視覺上的間隙，如圖1所示，反映了三者的關(guān)系。

3 斷面的優(yōu)化設(shè)計

3.1 縫隙形成形式的影響

根據(jù)一般經(jīng)驗，視覺間隙與匹配零件的搭接形式有關(guān)，與分縫位置有關(guān)。視覺間隙和觀察者的視角方向角度有關(guān)，可以構(gòu)建關(guān)于縫隙的視覺相關(guān)尺寸幾何模型，如圖2所示。

可以看出，視覺間隙與匹配零件的搭接形式有關(guān)，與分縫位置有關(guān)，與搭接關(guān)系有關(guān)，與翻遍角度有關(guān)，如圖3所示。需要分析以上因素對于視覺間隙的影響，并以此就如何減小視覺間隙，提升整車的品質(zhì)感給出方向。

一直以來，在尺寸工程匹配工作實踐中，通行的間隙評價方式是用設(shè)計測量的間隙與設(shè)計間隙進行比較，在這之前用DTS（尺寸技術(shù)規(guī)范）來約束設(shè)計間隙，這里造成的困擾是，設(shè)計間隙的實現(xiàn)與實車上測量得到的間隙往往有較大的偏差，典型的例子是發(fā)蓋與翼子板的間隙，如圖4所示，視覺間隙與工程間隙數(shù)值之間顯然存在較大的差異。

視覺感受的間隙又是一種比價主觀直接的評價方式，滿足視覺上高質(zhì)量的間隙配合是斷面設(shè)計的主要目標，所以，對于發(fā)蓋與翼子板的間隙斷面結(jié)構(gòu)有必要根據(jù)視覺效果進行改動，在公司的某車型的發(fā)蓋與翼子板斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖5所示。實現(xiàn)了視覺間隙、測量間隙、工程間隙三者的統(tǒng)一。

此外，輪眉、門下飾板、裙板的匹配視覺間隙也是典型的跟設(shè)計斷面有關(guān)的，它們的搭接關(guān)系直接影響間隙的視覺效果，輪眉、門下飾板、裙板等外飾件作為塑料件，其特性決定零件肯定變形。

最終體現(xiàn)在實車上，如果零件大面在Y向，那么變形累積在Y向，因此匹配間隙要避開Y向配合。在某車型上斷面體現(xiàn)在Y向，如圖6所示，最終實車視覺間隙就顯得比較大，視覺就是與門板貼不貼合，由于飾板會變形，必然有間隙出現(xiàn)。

在之后的一款車型上，對裙板部位斷面進行了更改，如圖7所示，使斷面結(jié)構(gòu)不受Y向變形影響，改進后裙板部位體現(xiàn)出來的間隙在視覺是一條Z向的間隙，且寬度在3～4mm之間，很容易被忽略。即在視覺間隙質(zhì)量通過斷面的設(shè)計更改得到了改善。

3.2 匹配邊緣圓角的影響

在匹配評審的實踐中我們發(fā)現(xiàn)，兩個零件匹配邊緣圓角對于視覺間隙也存在較大影響，典型例子是后保險杠與側(cè)圍的匹配。在某車型上，后保匹配邊圓角R2.0mm配合側(cè)圍R2.5mm，最終在視覺效果上就會顯得間隙很大。圖8所示為后保險杠的匹配斷面。

通過實車評審，我們決定將R角收小，實際效果對比如圖9所示?？紤]到側(cè)圍R角的更改難度，以及后保蒙皮更改的風(fēng)險性以及較長的周期，這里我們更希望能夠著眼于設(shè)計初期，能夠?qū)角的配合視覺效果進行及時評價并修正。

此外，后保圓弧直接分縫還是在分縫處做垂直于分縫的平面，以改善縫隙的視覺間隙典型的一些位置如前保翼子板的配合。

4 間隙評價方法

以上案例采用的間隙評價方法是幾何構(gòu)圖方法，除此以外，對于某些視覺重點停留區(qū)域可以采用實物模型評審的方法。

4.1 實物模型方法

根據(jù)已有經(jīng)驗，后組合燈是視覺重點關(guān)注區(qū)域，所以可以制造1：1的實物模型來直觀評審一些關(guān)鍵位置的斷面結(jié)構(gòu)是否達到預(yù)期的視覺間隙質(zhì)量。如圖10所示即為某車型后組合燈區(qū)域的實物模型。

此外，對于一些格外追求外觀視覺良好的效果，還可以制造整車實物模型，如圖11所示。

4.2 圖像處理

視覺間隙質(zhì)量的提升，其難點是視覺效果因人而異，并不能得到統(tǒng)一的評價結(jié)果。除了上述評價方以外，我們還嘗試探討其他的可行的技術(shù)方案來實現(xiàn)對間隙的客觀評價，實現(xiàn)對視覺間隙的量化評價。

我們認為一個比較可行的技術(shù)路線是這樣的：通過照相機，固定成像參數(shù)，放置于相對真車固定角度拍攝照片，將得到的照片通過matlab軟件，進行圖像處理，概括的說就是將拍到的照片獲取閾值，轉(zhuǎn)換成二值圖，再做背景評估，用原圖像減去背景評估圖，最終獲得背景均勻圖的閾值，再進行連通域分析，可以得到縫隙區(qū)域的客觀視覺間隙值。這樣可以進行橫向?qū)Ρ龋褪菍ν粓D像的不同分段間隙進行對比分析，也可以縱向?qū)Ρ?，即多臺車之間的縫隙對比，還可以同過對同一臺車不同視角拍攝的圖像進行對比，這樣可以對視覺間隙進行客觀量化，通過田口試驗法，客觀評價一些措施的有效性，可行性。比如對于后保與側(cè)圍的匹配來說，我們可以得到一張如圖12所示的原始圖像，通過Matlab軟件編程處理，可以得到圖13所示的圖像處理結(jié)果。

在圖13-b中的第二列中間有得到間隙的清晰顯示，通過計算像素點可以得到間隙的具體數(shù)值，在圖像采樣參數(shù)一致的情況先，可以直接對比一些可變因素對視覺間隙的影響。

當然這種方法因為目前尚未廣泛使用，存在的一些具體的實施問題有待解決，比如圖像獲得的專業(yè)性，如果有較多的的光源干擾，就無法獲得較為滿意的結(jié)果，比如圖像14所示的原始圖像，經(jīng)程序處理后，得到的結(jié)果如圖15所示，并不能得到有效信息。

盡管如此，采用此技術(shù)方法對間隙進行評價，是比較客觀、新穎的一種方式，上述問題可以通過技術(shù)手段加以避免，比如采用專用的圖像獲得場地，控制光源等?？偠灾朔桨肝磥砜善?，值得推行。

5 總結(jié)

完美的質(zhì)量源于質(zhì)量前期策劃或設(shè)計階段，斷面設(shè)計是重點。通過斷面設(shè)計能夠使外飾匹配間隙在視覺質(zhì)量更高，在典型匹配關(guān)系上可以采用不同斷面設(shè)計方法。此外，除了常規(guī)的間隙評價方法外，總結(jié)了一些實用的關(guān)鍵位置間隙預(yù)評審方法，并創(chuàng)新性的提出了采用Matlab軟件，用軟件程序?qū)σ曈X間隙進行評價的方法。

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