[发明专利]一种基于几何形态测量学的汽车尾灯形状设计方法

权利要求书

1.一种基于几何形态测量学的汽车尾灯形状设计方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)按照地域和品牌选择现有的汽车尾灯图片作为汽车尾灯形状研究样本；

2)对汽车尾灯形状研究样本进行形状视觉参数几何形态测量：首先提取作为汽车尾灯形状特征的8个地标点，对地标点进行普氏变换，得到普氏坐标数据和各品牌尾灯的平均形状，对获得的普氏坐标数据进行质心距离比较、主成分分析、典型变量分析和加权组平均法聚类分析，获得不同汽车尾灯在地域或品牌间的相似性和差异性的规律；

3)对汽车尾灯形状进行情感特征分析：首先根据专家评价法获得若干具有代表性的感性词汇，然后以步骤2)中获得的各品牌尾灯的平均形状作为代表性样本，以此作为感性评价的代表性样本；基于语意差异法和李克特量表邀请用户对每个代表性样本进行感性评价打分；统计分析获得不同形状和感性认知之间的关系；

4)将步骤2)获得的相似性和差异性的规律以及步骤3)获得的形状和感性认知之间的关系，作为汽车尾灯形状设计知识供设计师或厂商参考。

2.根据权利要求1所述的基于几何形态测量学的汽车尾灯形状设计方法，其特征在于：所述的提取作为汽车尾灯形状特征的8个地标点，具体是：

采用四边形形状作为尾灯形状的主要闭合轮廓，提取尾灯的四个角点记为地标点1、3、5、7，取尾灯各相邻两角点间尾灯边缘上的转折点记为地标点2、4、6、8，若相邻两角点间的尾灯边缘上无转折点，则取该尾灯边缘的中心点作为地标点，通过以上标定方法，能够保证地标点更好地覆盖尾灯整体轮廓。

3.根据权利要求1所述的基于几何形态测量学的汽车尾灯形状设计方法，其特征在于：对地标点进行普氏变换，普氏变换具体步骤如下：

(1)移动，将带有地标点的尾灯形状平移到使得它们拥有共同的质心，该质心是整个坐标系统的原点位置；

(2)缩放，在保持质心不变的情况下缩放带有地标点的尾灯形状，使得它们大小相互类似，这个过程消除了样本大小对形态差异的影响；

(3)旋转，对两个尾灯形状进行叠加处理时，将其中一个置中并缩放了的尾灯轮廓沿着另一个尾灯轮廓旋转，直到同源地标点之间的欧式距离平方和达到最小；当尾灯样本超过2个时，首先对尾灯样本进行旋转调整，然后计算新的参考形，如果该参考形和上一个不同，则作为新的参考形进行下一次计算，直到找到两个一样的参考形为止，此参考形则为尾灯样本平均结果，即平均形态；

尾灯样本各个地标点经过普氏变换后产生的地标点为普氏坐标，两组普氏形状坐标之间的欧氏距离被称为普式距离，并以此反映两组地标点形态之间的差异性或相似性。

4.根据权利要求1所述的基于几何形态测量学的汽车尾灯形状设计方法，其特征在于：所述的质心距离如下：对每个尾灯形状，其质心距离取其所有地标点的普氏坐标的欧式距离平方和。

5.根据权利要求1所述的基于几何形态测量学的汽车尾灯形状设计方法，其特征在于：对普氏坐标进行主成分分析，提取出对形状变异贡献较大的变量，并且根据尾灯在坐标轴上的分布情况进一步确定品牌和地域分类下的尾灯形状之间的近缘程度。

6.根据权利要求1所述的基于几何形态测量学的汽车尾灯形状设计方法，其特征在于：在主成分分析的基础上，再对样本数据进行薄板样条法分析，该方法是通过叠加对应地标点，解析地标点差异，基于扭曲能量矩阵法，以变形网格直观展示形状发生的空间变化。

7.根据权利要求1所述的基于几何形态测量学的汽车尾灯形状设计方法，其特征在于：对普氏坐标进行典型变量分析，并计算地域之间和品牌之间的各样本之间的马氏距离，进而对比尾灯形状的差异性。

8.根据权利要求1所述的基于几何形态测量学的汽车尾灯形状设计方法，其特征在于：分别对地域和品牌范围内的尾灯的普氏坐标进行加权组平均法(UPGMA)聚类分析和欧式距离相似性计算，得到地域和品牌范围内，平均形状之间的树状关系图，可视化显示平均形状之间的关联，进而分析尾灯设计的变异性和遗传性。