Optimap PSD多维度外观参数体系与行业标准兼容性研究

一、技术演进：从K值体系到TAMS

1.1 传统K值曲率参数体系

Optimap PSD（Phase Stepped Deflectometry，相位步进偏折术）最初采用曲率（Curvature）参数体系，这是基于表面曲率标准差（SD of surface curvatures）的经典测量方法：

技术原理：通过滤波曲率数据，按照标准化波长范围计算各频带的曲率标准差（σ），反映表面不同尺度的波纹特征。

1.2 T值（纹理）参数体系

为实现与行业传统Wavescan（BYK-Gardner）的兼容，Optimap引入了纹理（Texture）参数T，通过将曲率数据转换为与Wavescan波段相关的纹理值：

转换公式：通过特定算法将无量纲的曲率值转换为与Wavescan兼容的纹理尺度，实现从单点扫描到全场测量的维度扩展。

1.3 TAMS（Total Appearance Measurement System）革命

TAMS是Rhopoint与大众集团（Volkswagen AG）和奥迪（AUDI AG）历时四年合作开发的突破性体系，代表了从物理测量向人类感知模拟的范式转变。

二、TAMS核心参数体系详解

2.1 四大基础感知参数

TAMS通过模拟人眼在展厅观察距离（1.5m）的视觉感知，提取四个关键子特征：

技术实现：采用双焦点相位测量偏折术（PMD），结合光学传递函数（OTF）和线变形分析，在10秒内完成65×54mm视场的全场测量。

2.2 综合质量指数

TAMS创新性地将多维度参数简化为两个易于沟通的感知指数：

Quality（品质度）

- 定义：表面整体外观质量的单一评级

- 计算公式：基于锐度（S）和波纹度（W）的特定算法

- 量程：0%（劣质）→ 100%（镜面级完美）

- 意义：直接预测客户对表面质量的视觉评价

Harmony（一致度）

- 定义：相邻部件表面纹理的可接受性差异

- 计算公式：基于波纹度（W）和主结构尺寸（D）

- 判定阈值：

  - < 1.0：超过50%观察者认为相邻部件视觉一致，可接受

  - > 1.0：超过50%观察者认为差异明显，不可接受

- 意义：解决汽车车身多部件装配的视觉协调性问题

三、行业标准兼容性分析

3.1 与ISO/GPS标准的兼容性

技术验证：TAMS生成的3D高度图符合ISO 16610标准，可通过Rhopoint Ondulo软件或第三方软件（如Digital Surf Mountains®）进行ISO GPS滤波分析。

3.2 与传统Wavescan体系的对比与兼容

关键研究：学术对比实验表明，Optimap与Wavescan在SW（短波）和LW（长波）范围内的波纹度读数具有可比性（comparable results），但Optimap可测量未喷涂的低光泽表面，而Wavescan受限。

3.3 汽车行业OEM标准适配

TAMS已针对主要汽车制造商的内部标准进行优化：

四、多维度参数体系的技术优势

4.1 全工艺链覆盖能力

TAMS/Optimap体系可贯穿汽车涂装全流程：

原材料(R-Mat) → 电泳(E-Coat) → 中涂(Primer) → 色漆(Base) → 清漆(C-Coat)

     ↓                           ↓                         ↓                      ↓                    ↓

Sa, RaX               Sa_A~Sa_E          过渡测量          过渡测量       TAMS-STD

粗糙度控制        膜厚填充评价        工艺优化          工艺优化      最终外观评价

独特能力：唯一可测量湿漆（Wet Paint）橘皮形成的设备，通过非接触式底座实现喷涂后未固化涂层的早期质量预警。

4.2 数据互操作性

五、结论与展望

5.1 技术演进总结

1. K值体系：基于物理曲率的多波段频谱分析，奠定全场测量基础

2. T值体系：实现与Wavescan等传统设备的数值兼容性，平滑过渡

3. TAMS体系：引入人类感知模型，将多维度参数简化为Quality和Harmony，解决"数据丰富、信息贫乏"的行业痛点

5.2 行业标准兼容性评价

- 高度兼容：ISO 16610、ISO 25178、DIN EN ISO 4287等几何产品规范

- 功能超越：相比ASTM E430 DOI和BYK Wavescan，提供更优的感知相关性

- OEM认可：已成为大众集团全球车身涂装外观质量管控的标准工具

5.3 未来发展方向

- RoboTAMS：自动化机器人测量系统，已完成功能验证

- AI缺陷识别：结合机器学习实现自动缺陷分类与预测

- 数字孪生：将TAMS数据集成到虚拟涂装工艺优化系统

TAMS代表了表面外观测量从仪器中心向人类感知中心的范式转变，其多维度参数体系不仅兼容现有工业标准，更通过简化沟通、提升预测准确性，为汽车及高端涂装行业建立了新的质量评价范式。