Inspection System for Benchmarking of Perceived and Technical Characteristics of Surfaces

Système d’inspection pour benchmarking des caractéristiques perçues et techniques de surfaces

Chair for Metrology and Quality Management, RWTH Aachen University, Steinbachstr. 19, 52074 Aachen, Germany

^a Corresponding author: d.frank@wzl.rwth-aachen.de

Abstract

Haptic perception of texture is an important tool in the evaluation of products such as smartphones, automobiles, kitchen appliances etc. Successful companies thus aim at actively designing the haptic impression of their products to the haptic preferences of their customers. However doing so requires information as to how comparable product surfaces are perceived by the customer and how these surfaces can be characterized technically. The perceived haptic impression of an object can be estimated using human studies, whereas its technical characteristics can be measured. However, direct correlation between perceived and standard measurements often shows poor significance, thus perceived haptic impression can not be simply derived from standard measurements. It remains to be analysed, if alternative measurements can provide a more significant characterization of surfaces in terms of their perceived haptic impression. To allow a more efficient estimation of the perceived impression of an object, an automatic inspection system is presented. This system consists of a force controlled robot driving a biomimetic sensor by the company Syntouch, providing a vibration signal during traverse over a surface. The paper presents results of a study to correlate the sensor signals to the perceived roughness of different surfaces evaluated by human subjects and set this in comparison to a correlation between standard roughness values and the perceived roughness.

Résumé

La perception haptique des textures est un outil important dans l’évaluation des produits tels que les smartphones, les automobiles, les appareils de cuisine, etc. Les entreprises qui réussissent visent donc à concevoir activement l’impression haptique de leurs produits aux préférences haptiques de leurs clients. Pour cela il faut des informations quant à la façon le client perçoit des surfaces de produits et comment ces surfaces peuvent être caractérisés techniquement. L’impression haptique perçue d’un objet peut être estimée à l’aide des études humaines; les caractéristiques techniques, quant à elles, peuvent être mesurées. Cependant, dans la plupart des cas, la corrélation directe entre la perception humaine et les mesures techniques n’est pas statistiquement significative. Par conséquence l’impression haptique perçu ne peut pas être simplement dérivée des mesures bien connus. Il reste à analyser, si des mesures alternatives peuvent fournir une caractérisation plus adéquate de surfaces en termes de leur impression haptique perçue. Pour permettre une estimation plus efficace de l’impression perçue d’un objet, un système d’inspection automatique est présenté. Ce système est constitué d’un robot qui conduit un capteur biomimétique de la société Syntouch. Le sensor fournit un signal de vibration au cours du déplacement sur une surface. Cette publication présente les résultats d’une étude pour mettre en corrélation les signaux du capteur avec les perceptions humaines de la rugosité de surfaces différentes. Les résultats sont mis en comparaison à une corrélation entre des valeurs de rugosité standardisées et la rugosité perçue.