CN112215469A - 一种汽车按键类开关声音设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车按键类开关声音设计方法，包括：确定主观评分稳定性相对高的开关声品质感知维度形成开关声音主观评价量表终版，截取开关声音样本进行心理声学客观参量分析选定客观评价参量初版；按照开关声品质感知维度对开关声音样本进行评价，选择开关声音设计参考样本；对参考样本对应开关声品质感知维度下的客观评价参量量化处理，将初步客观量化参数与相应开关声品质感知维度主观评价分值进行关联性分析及关联性可信度判定，获得开关声音设计心理声学客观评价参量终版；确定开关声音设计的主观评价及客观评价参量要求。本发明通过建立汽车开关声音的主客观评价参量设计目标体系设计汽车开关声音，实现汽车按键类开关声品质开发。
Description
技术领域
本发明属于汽车零部件设计开发技术领域，具体涉及一种汽车按键类开关声音设计方法。
背景技术
汽车按键类开关作为控制车辆部分工作状态的重要汽车配件，其性能的好坏将直接影响车内人员的驾乘体验，其中，汽车按键类开关主要包括：仪表板上按键类开关、副仪表板上按键类开关、方向盘上按键类开关以及车门内饰板上按键开关。
现有技术中，技术人员对于汽车开关的设计均体现在开关的形式、开关的结构或开关的外形方面，例如：针对驾驶员夜间行车操作开关不便情况，设计了硅胶按键替代传统金属回位弹簧的一种汽车玻璃升降器开关总成，以解决夜间难以辨别开关工作状态的问题；或者为了节省生产成本，设计一种左右驾车型均适用的组合开关。
但是，随着人们对汽车更高品质的要求，以及对声学的认识不断完善，声品质已被人们重点关注，声品质在极大程度上反映了人的主观感受。顾客在购车时，汽车按键开关声音是否好听能够反应出车辆的工艺性、舒适性及可靠性高低，进而影响消费者的选择心理。众所周知，汽车开发必须基于用户需求，用户的整车体验是至关重要的。因此，作为经常操作部件的汽车按键类开关声品质的开发对于汽车整体品质的开发就发显得格外重要，开关声音的设计需要结合目标群体，进行针对性的开发，但是，现有技术中还没有关于汽车按键类开关声的开发设计方法。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明公开了一种汽车按键类开关声音设计方法，本发明通过主观评价及客观试验数据，建立汽车开关声音的主客观评价参量设计目标体系，进行汽车开关声音的设计，实现汽车按键类开关声品质的开发，给用户可带来更愉悦的按键开关操作体验。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：
一种汽车按键类开关声音设计方法，所述方法步骤为：
步骤S1：通过主观评分及信度分析确定主观评分稳定性相对高的开关声品质感知维度形成开关声音主观评价量表终版，截取通过开关声音测试获得的开关声音样本进行心理声学客观参量分析选定客观评价参量初版；
步骤S2：按照所述开关声品质感知维度分别对截取到的开关声音样本进行评价，选择一致性系数小于预设值的评价结果作为开关声音设计参考样本；
步骤S3：对所述开关声音设计参考样本对应的开关声品质感知维度下的客观评价参量进行量化处理，并将获得的初步客观量化参数与相对应的开关声品质感知维度主观评价分值进行关联性分析及关联性可信度判定，获得开关声音设计心理声学客观评价参量终版；
步骤S4：确定开关声音设计的主观评价要求及相应的客观评价参量要求。
进一步地，所述步骤S1中，开关声音主观评价量表终版的形成过程如下：
首先，对样本车辆进行开关声音主观评价，根据所获得包括：清脆感、低沉感、紧凑感、昂贵感、舒适感、精致感和轻柔感在内的开关声品质感知维度建立开关声音主观评价量表初版，并按照所述开关声音主观评价量表初版进行主观评分；
然后，针对完成主观评分的开关声音主观评价量表初版进行信度分析，信度要求为克伦巴赫系数α大于预设值，具体公式如下：
上述公式中：
k为开关声品质感知维度初版项数；
最后，根据开关声音主观评价量表初版的信度分析结果，确定评价稳定性相对高的清脆感、紧凑感和精致感三种开关声品质感知维度形成开关声音主观评价量表终版。
进一步地，所述步骤S1中，客观评价参量初版选定过程如下：
首先，在驾驶员位置布置声品质测试设备的人工头；
然后，按照开关种类，对每一种开关进行单独的开关声音测试，并利用人工头记录开关声音；
最后，对开关声音测试获得的开关声音样本进行后处理，取预设时长作为评价时间区间截取开关声音样本，对截取到的开关声音样本进行心理声学客观参量分析，并选定峰值响度、特征响度、峰值尖锐度、抖动度、特征粗糙度以及主冲击时间作为开关声音心理声学客观评价参量初版。
更进一步地，所述开关种类具体分为：
仪表板上按键类开关、副仪表板上按键类开关、方向盘上按键类开关以及车门内饰板上按键开关。
进一步地，所述开关声音测试过程中，每次测试均对开关反复操作三次。
进一步地，所述步骤S2的具体过程如下：
首先，将对截取到的开关声音样本进行编号，并组织目标用户群体作为评价人员；
然后，评价人员按照所述开关声品质感知维度，分别对截取到的开关声音样本采用成对比较法将所有编号样本两两进行比较评价，直至所有编号样本均比较一遍，评价结束；
最后，评价结果按照成对比较法校验进行信度分析，如果评价人员给出的评价结果的一致性系数小于预设值，则该评价人员的该评价结果无效，否则，则该评价人员的该评价结果有效，移除该评价人员的无效评价结果，并从有效评价结果中得到所述开关声品质感知维度下的开关声音设计参考样本。
进一步地，所述步骤S3的具体过程如下：
首先，记录选定的开关声音设计参考样本所对应的开关声品质感知维度的主观评价分值A1，筛选出与相应开关声品质感知维度相对应的客观评价参量，并对客观评价参量进行量化，获得初步客观量化参数；
然后，将获得的初步客观量化参数与相对应的开关声品质感知维度主观评价分值进行关联性分析，建立回归方程，筛选与相对应的开关声品质感知维度主观评价分值相关性大的初步客观量化参数作为准客观量化评价参量；
最后，对客观量化参数与相对应的开关声品质感知维度主观评价关联性进行可信度判定，将所述准客观量化评价参量带入所述回归方程，计算得出客观量化结果A2，并通过下述公式计算绝对误差：
若计算得到的绝对误差＞95％，则该准客观量化评价参量为确定的开关声音客观评价参量终版；
若计算得到的绝对误差≤95％，则重复前述初步客观量化参数与相对应的开关声品质感知维度主观评价分值关联性分析。
进一步地，所述开关声音设计的主观评价要求是指：所述开关声音在所述开关声品质感知维度下的主观评价分值均不低于预设分值；
开关声音设计的客观评价参量要求是指：每项开关声品质感知维度所对应的开关声音设计心理声学客观评价参量及其要求。
更进一步地，所述开关声品质感知维度包括：清脆感、紧凑感和精致感；
所述清脆感对应的开关声音设计心理声学客观评价参量为峰值尖锐度；
所述紧凑感对应的开关声音设计心理声学客观评价参量为主冲击时间；
所述精致感对应的开关声音设计心理声学客观评价参量为峰值响度、特征响度及特征粗糙度。
与现有技术相比，发明的有益效果在于：
本发明所述汽车按键类开关声音设计方法基于用户需求及开发需要，分析对比不同声学参数与人主观感受的关联影响，利用可信度高的声学参数及主观评价作为参量结果，制定出开关声音的主客观开发目标，通过试验数据与主观评价相结合，最终总结出包含开关声音的主、客观评价参量的设计目标体系。此外，作为现有产品开发的一种技术延伸，本发明所述汽车按键类开关声音设计方法实现了汽车按键类开关声品质的开发，完善了汽车按键类开关开发的全面性，提升了汽车按键类开关开发的系统性和专业性，给用户可带来更愉悦的按键开关操作体验。
附图说明
图1为本发明所述汽车按键类开关声音设计方法的流程框图。
具体实施方式
为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
如图1所示，本发明公开了一种汽车按键类开关声音设计方法，所述方法通过主观评价及客观试验数据，建立汽车开关声音主客观评价参量设计目标体系，进而实现汽车按键类开关声音设计，具体包括以下步骤：
步骤S1：通过主观评分及信度分析确定主观评分稳定性相对高的开关声品质感知维度形成开关声音主观评价量表终版，截取通过开关声音测试获得的开关声音样本进行心理声学客观参量分析选定客观评价参量初版；
本步骤S1中，确定开关声音主观评价量表终版的过程如下：
首先，通过评价人员对样本车辆进行开关声音主观评价，并获得开关声品质感知维度，所述开关声品质感知维度包括：清脆感、低沉感、紧凑感、昂贵感、舒适感、精致感和轻柔感等，并根据所述开关声品质感知维度建立开关声音主观评价量表初版，评价人员按照开关声音主观评价量表初版进行主观评分，获得开关声音主观评价分值，所述主观评分方式为10分制，评分精度为0.25分；
然后，针对完成主观评分的开关声音主观评价量表初版进行信度分析，信度要求为克伦巴赫系数α大于0.7，具体公式如下：
上述公式中：
k为开关声品质感知维度初版项数；
最后，根据开关声音主观评价量表初版的信度分析结果，确定评价稳定性较高的三种开关声品质感知维度，分别为：清脆感、紧凑感和精致感，进而形成开关声音主观评价量表终版；
本步骤S1中，选定开关声音客观评价参量初版的过程如下：
首先，将专业声品质测试设备的人工头布置在驾驶员位置；
然后，按照开关种类，对每一种开关进行单独的开关声音测试，每次测试均对开关反复操作三次，并利用人工头记录开关声音；
所述开关种类具体分为：
(1)仪表板上按键类开关，如：点火开关等；
(2)副仪表板上按键类开关，如：双闪开关、多媒体开关等；
(3)方向盘上按键类开关，如语音、音量开关等
(4)车门内饰板上按键开关，如：车窗升降开关、电动门锁开关等；
最后，对开关声音测试获得的开关声音样本进行后处理，取1s长时间作为评价时间区间截取开关声音样本，对截取到的开关声音样本进行峰值响度、特征响度、尖锐度、抖动度、特征粗糙度以及小波分析等心理声学客观参量分析，并选定峰值响度、特征响度、峰值尖锐度、抖动度、特征粗糙度以及在小波分析图中获得的主冲击时间作为开关声音心理声学客观评价参量初版；
步骤S2：按照所述开关声品质感知维度分别对截取到的开关声音样本进行评价，选择一致性系数小于预设值的评价结果作为开关声音设计参考样本；
首先，将对前述步骤S1中截取到的开关声音样本进行编号，并组织目标用户群体作为评价人员；
然后，评价人员按照前述步骤S1中确定的主观评价量表终版中的三个开关声品质感知维度，即：清脆感、紧凑感和精致感，分别对截取到的开关声音样本进行评价，在每个开关声品质感知维度下，均采用成对比较法将所有编号样本两两进行比较，即采用a＞b或者a＜b的评价分析方法，直至所有编号样本均比较一遍，评价结束；
最后，评价结果按照成对比较法校验进行信度分析，如果评价人员给出的评价结果的一致性系数C＜0.7，则该评价人员的该评价结果无效，否则，则该评价人员的该评价结果有效，移除该评价人员的无效评价结果，并从有效评价结果中得到主观评价量表终版中的三个开关声品质感知维度下的开关声音设计参考样本；
步骤S3：对所述开关声音设计参考样本对应的开关声品质感知维度下的客观评价参量进行量化处理，并将获得的初步客观量化参数与相对应的开关声品质感知维度主观评价分值进行关联性分析及关联性可信度判定，获得开关声音设计心理声学客观评价参量终版；
首先，记录前述步骤S2中选定的开关声音设计参考样本所对应的主观评价量表终版中三个开关声品质感知维度下相应维度的主观评价分值为A1，筛选出与相应开关声品质感知维度相对应的客观评价参量，并进行分析处理，对客观评价参量进行量化，获得初步客观量化参数；
然后，将获得的初步客观量化参数与相对应的开关声品质感知维度主观评价分值进行关联性分析，建立回归方程F，筛选与相对应的开关声品质感知维度主观评价分值相关性大的初步客观量化参数作为准客观量化评价参量；
最后，对客观量化参数与相对应的开关声品质感知维度主观评价关联性进行可信度判定，将所述准客观量化评价参量带入所述回归方程，计算得出客观量化结果A2，并通过下述公式计算绝对误差：
若计算得到的绝对误差＞95％，则该准客观量化评价参量为确定的开关声音客观评价参量终版；
若计算得到的绝对误差≤95％，则重复前述初步客观量化参数与相对应的开关声品质感知维度主观评价分值关联性分析；
步骤S4：确定开关声音设计的主观评价要求及相应的客观评价参量要求；
本步骤S4中，所述开关声音设计的主观评价要求：所述开关声音在包括：清脆感、紧凑感和精致感在内的三个开关声品质感知维度主观评价分值均不低于7分；
本步骤S4中，每项开关声品质感知维度所对应的开关声音设计心理声学客观评价参量及其要求如下：
清脆感：对应的开关声音设计心理声学客观评价参量为峰值尖锐度，按照开关种类，对应的峰值尖锐度要求具体为：
方向盘上按键类开关和副仪表板上按键类开关：按下时的峰值尖锐度保证在1.5acum-1.7acum区间范围内，回弹时的峰值尖锐度保证在1.7acum-2.0acum区间范围内；
仪表板上按键类开关和车门内饰板上按键类开关：按下或回弹时的峰值尖锐度均保证在2.0acum-2.3acum区间范围内；
紧凑感：对应的开关声音设计心理声学客观评价参量为主冲击时间，所述主冲击时间从小波分析图中获取，具体是指：小波分析图中500Hz以上及30dB以上区域的时间间隔，主冲击时间要求为：方向盘上按键类开关、副仪表板上按键类开关、仪表板上按键类开关以及车门内饰板上按键类开关，在按下和回弹时的主冲击持续时间≤40ms；
精致感：对应的开关声音设计心理声学客观评价参量为峰值响度、特征响度及特征粗糙度；其中：
峰值响度代表开关声音大小，峰值响度适中，且没有某个频率上的特征粗糙度特别突出，则有悦耳精致感的体现，故要求：
方向盘上按键类开关、副仪表板上按键类开关在按下及回弹时峰值响度≤4.5sone，声音主频率峰值响度≤0.4soneGD/Bark，按下与回弹两个声音相同频率对应的特征响度差值≤0.05soneGD/Bark，主频率特征粗糙度≤6masper/Bark；
仪表板上按键类开关、车门内饰板上按键类开关按下及回弹时峰值响度≤5sone，声音主频率峰值响度≤0.5soneGD/Bark，按下与回位两个声音相同频率对应的特征响度差值≤0.1soneGD/Bark，主频率特征粗糙度≤6masper/Bark；
上述要求中的特征响度均是由特征响度包络线中获取，所述特征响度包络线是频域的响度分布曲线，频域依据人耳特性分成24个bark域。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种汽车按键类开关声音设计方法，其特征在于：
所述方法步骤为：
步骤S1：通过主观评分及信度分析确定主观评分稳定性相对高的开关声品质感知维度形成开关声音主观评价量表终版，截取通过开关声音测试获得的开关声音样本进行心理声学客观参量分析选定客观评价参量初版；
步骤S2：按照所述开关声品质感知维度分别对截取到的开关声音样本进行评价，选择一致性系数小于预设值的评价结果作为开关声音设计参考样本；
步骤S3：对所述开关声音设计参考样本对应的开关声品质感知维度下的客观评价参量进行量化处理，并将获得的初步客观量化参数与相对应的开关声品质感知维度主观评价分值进行关联性分析及关联性可信度判定，获得开关声音设计心理声学客观评价参量终版；
步骤S4：确定开关声音设计的主观评价要求及相应的客观评价参量要求。
2.如权利要求1所述一种汽车按键类开关声音设计方法，其特征在于：
所述步骤S1中，开关声音主观评价量表终版的形成过程如下：
首先，对样本车辆进行开关声音主观评价，根据所获得包括：清脆感、低沉感、紧凑感、昂贵感、舒适感、精致感和轻柔感在内的开关声品质感知维度建立开关声音主观评价量表初版，并按照所述开关声音主观评价量表初版进行主观评分；
然后，针对完成主观评分的开关声音主观评价量表初版进行信度分析，信度要求为克伦巴赫系数α大于预设值，具体公式如下：
上述公式中：
k为开关声品质感知维度初版项数；
最后，根据开关声音主观评价量表初版的信度分析结果，确定评价稳定性相对高的清脆感、紧凑感和精致感三种开关声品质感知维度形成开关声音主观评价量表终版。
3.如权利要求1所述一种汽车按键类开关声音设计方法，其特征在于：
所述步骤S1中，客观评价参量初版选定过程如下：
首先，在驾驶员位置布置声品质测试设备的人工头；
然后，按照开关种类，对每一种开关进行单独的开关声音测试，并利用人工头记录开关声音；
最后，对开关声音测试获得的开关声音样本进行后处理，取预设时长作为评价时间区间截取开关声音样本，对截取到的开关声音样本进行心理声学客观参量分析，并选定峰值响度、特征响度、峰值尖锐度、抖动度、特征粗糙度以及主冲击时间作为开关声音心理声学客观评价参量初版。
4.如权利要求3所述一种汽车按键类开关声音设计方法，其特征在于：
所述开关种类具体分为：
仪表板上按键类开关、副仪表板上按键类开关、方向盘上按键类开关以及车门内饰板上按键开关。
5.如权利要求3所述一种汽车按键类开关声音设计方法，其特征在于：
所述开关声音测试过程中，每次测试均对开关反复操作三次。
6.如权利要求1所述一种汽车按键类开关声音设计方法，其特征在于：
所述步骤S2的具体过程如下：
首先，将对截取到的开关声音样本进行编号，并组织目标用户群体作为评价人员；
然后，评价人员按照所述开关声品质感知维度，分别对截取到的开关声音样本采用成对比较法将所有编号样本两两进行比较评价，直至所有编号样本均比较一遍，评价结束；
最后，评价结果按照成对比较法校验进行信度分析，如果评价人员给出的评价结果的一致性系数小于预设值，则该评价人员的该评价结果无效，否则，则该评价人员的该评价结果有效，移除该评价人员的无效评价结果，并从有效评价结果中得到所述开关声品质感知维度下的开关声音设计参考样本。
7.如权利要求1所述一种汽车按键类开关声音设计方法，其特征在于：
所述步骤S3的具体过程如下：
首先，记录选定的开关声音设计参考样本所对应的开关声品质感知维度的主观评价分值A1，筛选出与相应开关声品质感知维度相对应的客观评价参量，并对客观评价参量进行量化，获得初步客观量化参数；
然后，将获得的初步客观量化参数与相对应的开关声品质感知维度主观评价分值进行关联性分析，建立回归方程，筛选与相对应的开关声品质感知维度主观评价分值相关性大的初步客观量化参数作为准客观量化评价参量；
最后，对客观量化参数与相对应的开关声品质感知维度主观评价关联性进行可信度判定，将所述准客观量化评价参量带入所述回归方程，计算得出客观量化结果A2，并通过下述公式计算绝对误差：
若计算得到的绝对误差＞95％，则该准客观量化评价参量为确定的开关声音客观评价参量终版；
若计算得到的绝对误差≤95％，则重复前述初步客观量化参数与相对应的开关声品质感知维度主观评价分值关联性分析。
8.如权利要求1所述一种汽车按键类开关声音设计方法，其特征在于：
所述开关声音设计的主观评价要求是指：所述开关声音在所述开关声品质感知维度下的主观评价分值均不低于预设分值；
开关声音设计的客观评价参量要求是指：每项开关声品质感知维度所对应的开关声音设计心理声学客观评价参量及其要求。
9.如权利要求8所述一种汽车按键类开关声音设计方法，其特征在于：
所述开关声品质感知维度包括：清脆感、紧凑感和精致感；
所述清脆感对应的开关声音设计心理声学客观评价参量为峰值尖锐度；
所述紧凑感对应的开关声音设计心理声学客观评价参量为主冲击时间；
所述精致感对应的开关声音设计心理声学客观评价参量为峰值响度、特征响度及特征粗糙度。
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