提升視覺間隙質量的斷面設計

陳曉偉 楊光照 袁春杰 沈榮 仇道錢

摘 要：視覺間隙質量是獲得客戶青睞的重要一環，這對于外飾件的匹配質量要求越來越高。尺寸工程評審需將工作重心放在斷面評審上。本文通過一些關鍵位置的斷面結構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計來提升視覺間隙質量。以及對于間隙質量的評價方法，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，并指導如何設計出品質感較高的匹配斷面。

關鍵詞：感知質量;視覺間隙;斷面結構;間隙評價

1 引言

當前新車型開發的速度不斷加快，當汽車產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量，視覺間隙質量屬于感知質量范疇，廣義的感知質量主要是指客戶對一項產品的情感化體驗，好的感知質量使產品向客戶傳達這是經過深思熟慮的，嚴謹工程驗證的。這是客戶對產品的主觀評價，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了優化視覺間隙的方法。其中核心一條是從斷面設計上來改善用戶的主觀評價，也即視覺間隙質量。

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，每個維度的結果不盡相同。

相互匹配的兩個零件，在設計上，我們采用設計間隙進行評價，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值，測量間隙用于評價零件與數模的符合性，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，反映了三者的關系。

3 斷面的優化設計

3.1 縫隙形成形式的影響

根據一般經驗，視覺間隙與匹配零件的搭接形式有關，與分縫位置有關。視覺間隙和觀察者的視角方向角度有關，可以構建關于縫隙的視覺相關尺寸幾何模型，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，與分縫位置有關，與搭接關系有關，與翻遍角度有關，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計測量的間隙與設計間隙進行比較，在這之前用DTS（尺寸技術規范）來約束設計間隙，這里造成的困擾是，設計間隙的實現與實車上測量得到的間隙往往有較大的偏差，典型的例子是發蓋與翼子板的間隙，如圖4所示，視覺間隙與工程間隙數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，滿足視覺上高質量的間隙配合是斷面設計的主要目標，所以，對于發蓋與翼子板的間隙斷面結構有必要根據視覺效果進行改動，在公司的某車型的發蓋與翼子板斷面結構設計如圖5所示。實現了視覺間隙、測量間隙、工程間隙三者的統一。

此外，輪眉、門下飾板、裙板的匹配視覺間隙也是典型的跟設計斷面有關的，它們的搭接關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。

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，使斷面結構不受Y向變形影響，改進后裙板部位體現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。即在視覺間隙質量通過斷面的設計更改得到了改善。

3.2 匹配邊緣圓角的影響

在匹配評審的實踐中我們發現，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圍的匹配。在某車型上，后保匹配邊圓角R2.0mm配合側圍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。考慮到側圍R角的更改難度，以及后保蒙皮更改的風險性以及較長的周期，這里我們更希望能夠著眼于設計初期，能夠對R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圖方法，除此以外，對于某些視覺重點停留區域可以采用實物模型評審的方法。

4.1 實物模型方法

根據已有經驗，后組合燈是視覺重點關注區域，所以可以制造1：1的實物模型來直觀評審一些關鍵位置的斷面結構是否達到預期的視覺間隙質量。如圖10所示即為某車型后組合燈區域的實物模型。

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

視覺間隙質量的提升，其難點是視覺效果因人而異，并不能得到統一的評價結果。除了上述評價方以外，我們還嘗試探討其他的可行的技術方案來實現對間隙的客觀評價，實現對視覺間隙的量化評價。

我們認為一個比較可行的技術路線是這樣的：通過照相機，固定成像參數，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，可以得到縫隙區域的客觀視覺間隙值。這樣可以進行橫向對比，就是對同一圖像的不同分段間隙進行對比分析，也可以縱向對比，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值，在圖像采樣參數一致的情況先，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性，如果有較多的的光源干擾，就無法獲得較為滿意的結果，比如圖像14所示的原始圖像，經程序處理后，得到的結果如圖15所示，并不能得到有效信息。

盡管如此，采用此技術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手段加以避免，比如采用專用的圖像獲得場地，控制光源等。總而言之，此方案未來可期，值得推行。

5 總結

完美的質量源于質量前期策劃或設計階段，斷面設計是重點。通過斷面設計能夠使外飾匹配間隙在視覺質量更高，在典型匹配關系上可以采用不同斷面設計方法。此外，除了常規的間隙評價方法外，總結了一些實用的關鍵位置間隙預評審方法，并創新性的提出了采用Matlab軟件，用軟件程序對視覺間隙進行評價的方法。

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