陈晓伟 杨光照 袁春杰 沈荣 仇道钱

摘 要：视觉间隙质量是获得客户青睐的重要一环，这对于外饰件的匹配质量要求越来越高。尺寸工程评审需将工作重心放在断面评审上。本文通过一些关键位置的断面结构说明断面对于视觉间隙的影响，着重研究如何通过断面的合理设计来提升视觉间隙质量。以及对于间隙质量的评价方法，并提出一种新的评价方法，采用对比分析方法，通过Matlab软件对不同匹配断面匹配照片进行图像进行处理，包括对图像均匀分割，灰度处理、得到二值图等，对比所得结果噪点水平，客观评价不同断面对于视觉间隙的影响，并指导如何设计出品质感较高的匹配断面。

关键词：感知质量;视觉间隙;断面结构;间隙评价

1 引言

当前新车型开发的速度不断加快，当汽车产品同时具备良好的性能以及可靠性时，除此之外，能够给客户留下深刻印象就是感知质量，视觉间隙质量属于感知质量范畴，广义的感知质量主要是指客户对一项产品的情感化体验，好的感知质量使产品向客户传达这是经过深思熟虑的，严谨工程验证的。这是客户对产品的主观评价，这些评价往往是模糊的，非逻辑性的，非全面性的，抽象的。在尺寸工程实践上，需要明确视觉间隙与测量间隙的差别，然后对影响视觉间隙的工程因素进行定性评价，并针对各个因素总结了优化视觉间隙的方法。其中核心一条是从断面设计上来改善用户的主观评价，也即视觉间隙质量。

2 缝隙评价维度

在之前的尺寸工程工作中主要注重DTS定义的可实现性分析，对于缝隙的评价主要是采用尺寸链计算分析公差分配的合理性。近几年随着客户对汽车外观间隙面差精致度的诉求，尺寸工程评审需要将工作重心放在断面评审上，以使DTS定义合理。评价一条分缝的有多个维度，每个维度的结果不尽相同。

相互匹配的两个零件，在设计上，我们采用设计间隙进行评价，或者称做实际间隙，这决定了两个零件是沈阳的连接方式，比如尾灯配光镜是硬塑料件，其与钣金油漆面要保持间隙，以防止刮伤，这里的间隙指的就是工程间隙。

此外还有测量间隙，这是在零件装配后可测量得到数值，测量间隙用于评价零件与数模的符合性，以及是否达到DTS目标，通常有别于工程间隙。最重要的维度是感知间隙，也就是视觉上的间隙，如图1所示，反映了三者的关系。

3 断面的优化设计

3.1 缝隙形成形式的影响

根据一般经验，视觉间隙与匹配零件的搭接形式有关，与分缝位置有关。视觉间隙和观察者的视角方向角度有关，可以构建关于缝隙的视觉相关尺寸几何模型，如图2所示。

可以看出，视觉间隙与匹配零件的搭接形式有关，与分缝位置有关，与搭接关系有关，与翻遍角度有关，如图3所示。需要分析以上因素对于视觉间隙的影响，并以此就如何减小视觉间隙，提升整车的品质感给出方向。

一直以来，在尺寸工程匹配工作实践中，通行的间隙评价方式是用设计测量的间隙与设计间隙进行比较，在这之前用DTS（尺寸技术规范）来约束设计间隙，这里造成的困扰是，设计间隙的实现与实车上测量得到的间隙往往有较大的偏差，典型的例子是发盖与翼子板的间隙，如图4所示，视觉间隙与工程间隙数值之间显然存在较大的差异。

视觉感受的间隙又是一种比价主观直接的评价方式，满足视觉上高质量的间隙配合是断面设计的主要目标，所以，对于发盖与翼子板的间隙断面结构有必要根据视觉效果进行改动，在公司的某车型的发盖与翼子板断面结构设计如图5所示。实现了视觉间隙、测量间隙、工程间隙三者的统一。

此外，轮眉、门下饰板、裙板的匹配视觉间隙也是典型的跟设计断面有关的，它们的搭接关系直接影响间隙的视觉效果，轮眉、门下饰板、裙板等外饰件作为塑料件，其特性决定零件肯定变形。

最终体现在实车上，如果零件大面在Y向，那么变形累积在Y向，因此匹配间隙要避开Y向配合。在某车型上断面体现在Y向，如图6所示，最终实车视觉间隙就显得比较大，视觉就是与门板贴不贴合，由于饰板会变形，必然有间隙出现。

在之后的一款车型上，对裙板部位断面进行了更改，如图7所示，使断面结构不受Y向变形影响，改进后裙板部位体现出来的间隙在视觉是一条Z向的间隙，且宽度在3～4mm之间，很容易被忽略。即在视觉间隙质量通过断面的设计更改得到了改善。

3.2 匹配边缘圆角的影响

在匹配评审的实践中我们发现，两个零件匹配边缘圆角对于视觉间隙也存在较大影响，典型例子是后保险杠与侧围的匹配。在某车型上，后保匹配边圆角R2.0mm配合侧围R2.5mm，最终在视觉效果上就会显得间隙很大。图8所示为后保险杠的匹配断面。

通过实车评审，我们决定将R角收小，实际效果对比如图9所示。考虑到侧围R角的更改难度，以及后保蒙皮更改的风险性以及较长的周期，这里我们更希望能够着眼于设计初期，能够对R角的配合视觉效果进行及时评价并修正。

此外，后保圆弧直接分缝还是在分缝处做垂直于分缝的平面，以改善缝隙的视觉间隙典型的一些位置如前保翼子板的配合。

4 间隙评价方法

以上案例采用的间隙评价方法是几何构图方法，除此以外，对于某些视觉重点停留区域可以采用实物模型评审的方法。

4.1 实物模型方法

根据已有经验，后组合灯是视觉重点关注区域，所以可以制造1：1的实物模型来直观评审一些关键位置的断面结构是否达到预期的视觉间隙质量。如图10所示即为某车型后组合灯区域的实物模型。

此外，对于一些格外追求外观视觉良好的效果，还可以制造整车实物模型，如图11所示。

4.2 图像处理

视觉间隙质量的提升，其难点是视觉效果因人而异，并不能得到统一的评价结果。除了上述评价方以外，我们还尝试探讨其他的可行的技术方案来实现对间隙的客观评价，实现对视觉间隙的量化评价。

我们认为一个比较可行的技术路线是这样的：通过照相机，固定成像参数，放置于相对真车固定角度拍摄照片，将得到的照片通过matlab软件，进行图像处理，概括的说就是将拍到的照片获取阈值，转换成二值图，再做背景评估，用原图像减去背景评估图，最终获得背景均匀图的阈值，再进行连通域分析，可以得到缝隙区域的客观视觉间隙值。这样可以进行横向对比，就是对同一图像的不同分段间隙进行对比分析，也可以纵向对比，即多台车之间的缝隙对比，还可以同过对同一台车不同视角拍摄的图像进行对比，这样可以对视觉间隙进行客观量化，通过田口试验法，客观评价一些措施的有效性，可行性。比如对于后保与侧围的匹配来说，我们可以得到一张如图12所示的原始图像，通过Matlab軟件编程处理，可以得到图13所示的图像处理结果。

在图13-b中的第二列中间有得到间隙的清晰显示，通过计算像素点可以得到间隙的具体数值，在图像采样参数一致的情况先，可以直接对比一些可变因素对视觉间隙的影响。

当然这种方法因为目前尚未广泛使用，存在的一些具体的实施问题有待解决，比如图像获得的专业性，如果有较多的的光源干扰，就无法获得较为满意的结果，比如图像14所示的原始图像，经程序处理后，得到的结果如图15所示，并不能得到有效信息。

尽管如此，采用此技术方法对间隙进行评价，是比较客观、新颖的一种方式，上述问题可以通过技术手段加以避免，比如采用专用的图像获得场地，控制光源等。总而言之，此方案未来可期，值得推行。

5 总结

完美的质量源于质量前期策划或设计阶段，断面设计是重点。通过断面设计能够使外饰匹配间隙在视觉质量更高，在典型匹配关系上可以采用不同断面设计方法。此外，除了常规的间隙评价方法外，总结了一些实用的关键位置间隙预评审方法，并创新性的提出了采用Matlab软件，用软件程序对视觉间隙进行评价的方法。

参考文献：

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