離手檢測HoD提高駕駛安全性

汽車方向盤在大家的日常生活中隨處可見，絕大部分現(xiàn)有汽車的方向盤結(jié)構(gòu)基本都是類似于T字形。眾所周知，方向盤最基本的功能就是控制汽車行駛的方向。不管方向盤怎么改進(jìn)，其圓心部位一般都是喇叭以及安全氣囊。

方向盤功能的演進(jìn)

隨著現(xiàn)代汽車的發(fā)展，除了中心部位的喇叭以及安全氣囊這些基本配置以外，方向盤上能實現(xiàn)的功能越來越多，設(shè)計也越來越復(fù)雜。方向盤上增加了各種各樣的功能按鈕、旋鈕，甚至更還有換擋撥片等等。除了手握區(qū)域，在其他駕駛員方便觸及的區(qū)域，也配備了很多控制功能，如多媒體信息娛樂功能控制，包括手機接入、音量調(diào)控等等，如儀表盤顯示控制、巡航控制、輔助駕駛控制等等。這樣的配置現(xiàn)在在各種車型中隨處可見。

在汽車智能化發(fā)展的趨勢下，駕駛安全性被提到了首要位置，方向盤離手檢測HoD開始在許多高級駕駛輔助系統(tǒng)ADAS中得到應(yīng)用，這也是L1-L4級自動駕駛系統(tǒng)的要求，提供車道保持輔助系統(tǒng)（LKAS）的所有新車必須配備方向盤離手檢測HoD功能。

從L1到L4，不同等級的自動駕駛系統(tǒng)對于手握方向盤的狀態(tài)要求是不同。目前市場上大部分汽車產(chǎn)品都在L2水平，技術(shù)上依舊是處于自動駕駛過渡階段，在技術(shù)尚未完全成熟的情況下，解放雙手是完全不可取的行為，因此方向盤的離手檢測HoD功能是保證駕駛安全的關(guān)鍵技術(shù)。如果檢測到駕駛者的雙手離開方向盤，就必須發(fā)出警報或者強制靠邊停車，因此，離手檢測必須具備高精準(zhǔn)度、高可靠性，并適用于多種環(huán)境條件。

實現(xiàn)離手檢測的不同技術(shù)方案

目前主流的用于實現(xiàn)離手檢測的方案有三種。第一種是通過測量方向盤轉(zhuǎn)動扭矩來實現(xiàn)離手檢測功能，是很傳統(tǒng)的一類測量方法。測量方向盤的扭矩和方向來判斷是否離手，原理很簡單成本也很低，不過缺點也很明顯，在方向盤不轉(zhuǎn)動的情況下，這一辦法完全不能進(jìn)行檢測，基本上不會使用這種方案來設(shè)計。

第二種是利用圖像傳感設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，這是一種能夠達(dá)到較高識別精度但是設(shè)計起來相當(dāng)復(fù)雜而且成本很高的辦法。簡單一點可以理解為用一個攝像頭監(jiān)控方向盤，然后用軟件識別抓取到的畫面做離手判斷。

第三種是目前主流的研發(fā)方向，電容感應(yīng)離手檢測。駕駛員的手與包覆在轉(zhuǎn)向盤把圈上的感應(yīng)層形成電容回路，駕駛員手扶或離開轉(zhuǎn)向盤時，電容會發(fā)生相應(yīng)變化，如果電容傳感器足夠靈敏，也能準(zhǔn)確地測量不同的抓握姿勢和其他材料接觸方向盤所產(chǎn)生的電容值，對方向盤狀態(tài)做精準(zhǔn)的判斷。這種技術(shù)方案從成本上相對來說也比圖像傳感更容易控制。

離手檢測應(yīng)用實例

作為高等級自動駕駛必備的功能，離手檢測也受到了上游芯片廠和主機廠的重視。去年年末，紅旗研發(fā)總院就宣布了旗下新能源開發(fā)院底盤開發(fā)部紅旗轉(zhuǎn)向團(tuán)隊緊抓技術(shù)趨勢開發(fā)出了國內(nèi)首發(fā)的離手探測HoD轉(zhuǎn)向盤技術(shù)，并在紅旗E-HS9車型首次搭載。紅旗的HoD也是依據(jù)電容感應(yīng)原理，實現(xiàn)了26 種駕駛手勢的標(biāo)定及驗證工作。

紅旗的電容傳感采用分層傳感，傳感器層與加熱層分開，還額外加了屏蔽層。有些HoD設(shè)計會將傳感層與加熱層復(fù)用，不過傳感器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并無二致，相較于雙線式拓?fù)浜蛦尉€式拓?fù)?，分層式拓?fù)湓O(shè)計更復(fù)雜，但也更可靠。

離手檢測精準(zhǔn)度在硬件上還是很吃電容傳感芯片的性能，畢竟在汽車這種高EMC環(huán)境下，傳感芯片的分辨率、EMC性能以及偏差補償?shù)鹊榷紩绊懙綄嶋H應(yīng)用里的精度。在這一領(lǐng)域有深厚技術(shù)積累的ams針對HoD開發(fā)的電容傳感芯片在測量手握方向盤的電容值同時，還會測量人體對地的電阻值用以修正最終結(jié)果，這種測量就避免了結(jié)果出現(xiàn)較大偏差。

小結(jié)

技術(shù)的更迭總是有一個循序漸進(jìn)的過程，在真正實現(xiàn)全自動駕駛之前，過度依賴輔助駕駛將會是一個巨大的安全隱患。所以汽車實際應(yīng)用中離手檢測對駕駛員不同的抓握方向盤姿勢進(jìn)行離手檢測、識別，判斷目前是進(jìn)行主動駕駛還是自動駕駛，并采取相應(yīng)的反饋和措施能大大提高駕駛安全性。當(dāng)前，離手檢測也在向多區(qū)HoD以及更高靈敏度發(fā)展。

審核編輯 ：李倩