车身腰线缺陷及检测方法研究与应用
白云亮戴宏骏黄萃蔚
摘要：车身特征线在车身的分布走向及形状不仅能代表一个造车厂商的美学设计水平，同时也能体现其冲压工艺水准。车身腰线的的缺陷类型和检测手段主要分为以下三个方面：特征线的截面形状是否符合要求；匹配处特征线的位置是否符合设计要求；车身上逐渐消失的特征线消失位置判断。文章在以上三个方面分别对车身腰线缺陷检测方案及评价方法进行简单介绍。
关键词：车身腰线形状位置消失点检测评价
随着新能源汽车的问世和造车新势力的进场，汽车品類和销量越来越多，广大用户对汽车产品的需求和期望也越来越高，本已竞争极度激烈的市场环境也变得愈加残酷。同时，伴随汽车核心技术与造车工艺水准高度趋同，反而汽车的外观成了消费者是否选择该产品的重要因素之一。然而，决定车身外观的重要因素之一—车身腰线便成了各个厂商设计与制造车身外观美学的重要修饰手段。所以，各个主机厂商在设计、生产汽车白车身时，都会投入很大的精力在车身腰线的不断优化和监控中。
车身腰线（也称筋线或特征线）已经成了汽车外观设计不可或缺的特征。如图1线条所示，合理的腰线分布会让最终产品更立体，更具力量感。同时，车身腰线在车身的分布走向及形状不仅能代表一个造车厂商的美学设计水平，同时，腰线的截面形状，匹配情况等也能体现其冲压工艺和装配工艺水准。复杂多样的腰线能够给用户带来不一样的视觉体验和美学享受，但与此同时也给相关的检测人员带来巨大的挑战，即腰线哪里需要检测，如何检测等。文章主要基于长期从事车身尺寸检测的经验和理论积累，分别从车身腰线的截面形状，腰线匹配处错位和腰线端部消失位置三个方面进行论述和介绍。
2腰线截面形状
腰线的截面形状是指垂直于腰线走向方向做截面，所获取的截线形状。腰线的截面轮廓形状是否合格，决定了质检人员目视效果。用户的直观体验是与相邻匹配零件相比，腰线过于尖锐或平钝。例如在前后门匹配出，如果出现截面形状不合格，用户会发现前门处的腰线看过去明显比后门尖锐或平钝，这样就会造成车身整体性不强，用户体验感变差的情况。
根据腰线的截面轮廓形状进行区分，如图2所示，主要分为两类，规则圆弧类截面腰线和非圆弧类截面腰线。两种类型的腰线在视觉上差异并不是很明显，但在检测方面则需要完全不同的检测和评价方法。
2.1规则圆弧类截面腰线
规则圆弧类腰线是指截面上每一点的曲率值都相同，即具有相同曲率半径的截线。规则圆弧类腰线的截面曲率如图2a所示，该种截线的特点是在轮廓上任取三个点拟合一个圆，其他点也会落在此圆周上。主要检测方法是通过光学设备在特征线表面获取相应的点云数据，通过多点拟合圆计算出圆半径，根据实际半径和理论半径间的差异来评价其形状是否符合设计要求，若实际半径大于理论半径则判定特征线过于平钝，若实际半径小于理论半径则判定特征线过尖锐。此种方法局限性在于只能评价截面为规则圆弧或类似圆弧且宽度较宽的腰线，对于非规则圆弧截面的腰线则无法客观准确评价。
2.2非圆弧类截面腰线
非圆弧类截面腰线是指截面形状为非规则圆弧类，即截面上每一点的曲率值都不同，也俗称变半径截面。当前主流汽车厂商尤其是大型合资厂商的车型车身腰线截面形状大多为此类腰线，此类腰线截面形状复杂，并且设计上为了追求立体切割感，大多特征线变的窄而尖，其截面曲率图如图2b所示。此种非圆弧类截面的腰线，简单的拟合半径已经不能客观的反应其尖锐程度，通常需要多个参数进行组合多角度评价。如图3所示，例如圆弧起始点（Rep1＼Rep2）连线长度，起始点切线（Line1＼Line2）间的角度以及曲率最大点（Point2）的曲率圆半径等。其中，某个单一参数已经不能独立的表征该类型的腰线形状，所以在实际检测评价中，需要考量多个参数的组合，从而让评价结果更加接近目视检测结果。例如，如果起始点连线长度相对于理论值偏大，则目测腰线偏平钝的概率会大，反之则偏尖锐；如果起始点切线角度偏大，则目测腰线偏平钝的概率会大，反之则偏尖锐。如果曲率最大点的曲率圆半径偏大，则目测腰线偏平钝的概率会大，反之则偏尖锐。具体情况应根据多个参数的组合做出最终的判断或指导修模优化。
3腰线匹配处错位
腰线匹配处错位是指在车身相邻零件间，理论上对应腰线应该对齐或平滑过度的，但由于制造偏差或安装误差导致腰线实际错位的情况。如图4所示，腰线错位一搬会发生在红框匹配区域。
腰线错位情况是否符合设计要求，是检测和评价的重要因素，尤其在匹配处的位置，如翼子板和前门，前门和后门，后门和侧围匹配区域等。当匹配处的位置有偏差就会造成明显的视觉落差，对车身的整体性、连贯性及流畅性都会有一定的感官影响。同时，如出现大偏差错位，极有可能是制造或安装上的缺陷，会间接影响功能性，例如漏水，异响等功能性缺陷。
腰线截面几何角度是由无数个点构成的曲线，那么该曲线