CN112684507B - 一种汽车方向盘离手检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种汽车方向盘离手检测系统及方法。该系统包括：基于IQ调制的电容传感器和微控制器，电容传感器包括多个检测通道，检测通道连接于方向盘加热丝，电容传感器的数据输出端连接于微控制器，其中：电容传感器通过检测通道检测方向盘加热丝的电容值并生成电容检测数据并由微控制器对其进行电容检测数据读取，微控制器根据电容检测数据和电容参考数据确定方向盘离手检测结果。通过上述技术手段，消除环境温度变化对离手检测精度的影响，提高检测的准确性和可靠性。

Description

一种汽车方向盘离手检测系统及方法

技术领域

本申请实施例涉及汽车技术领域，尤其涉及一种汽车方向盘离手检测系统及方法。

背景技术

随着科技的发展，作为汽车转向系统中的重要部件——方向盘，不仅仅是转向的部件，还兼具更多种功能，如音响控制、定速巡航、蓝牙、行车电脑等功能都能通过方向盘实现。

HOD(Hand Off Detection，离手检测)，是ADAS(Advanced Driving AssistanceSystem，高级驾驶辅助系统)的一种，也是L1～L4级汽车自动驾驶系统的要求。HOD正逐渐被越来越多的整车厂所重视。目前HOD系统主要采用IQ调制的电容传感器芯片，但电容传感器容易受到环境温度的影响，若数据处理算法不够合理，HOD系统对驾驶员当前的状态判断不够精准，容易产生误判。除此之外，目前市面上的HOD系统将上电后测量得到的HOD数据作为基准数据，但是如果驾驶员在车辆启动前已经将手放在方向盘上，那么上电后测量的HOD数据会比正常的基准数据高，因此会导致后续的测量出现偏差，HOD系统将无法准确识别当前驾驶员的状态。

发明内容

本申请实施例提供一种汽车方向盘离手检测系统及方法，能够检测车辆启动前的方向盘状态，降低环境影响，提高检测精度。

在第一方面，本申请实施例提供了一种汽车方向盘离手检测系统，包括：基于IQ调制的电容传感器和微控制器，所述电容传感器包括多个检测通道，所述检测通道连接于方向盘加热丝，所述电容传感器的数据输出端连接于所述微控制器，其中：

所述电容传感器通过检测通道检测方向盘加热丝的电容值并生成电容检测数据并由所述微控制器对其进行电容检测数据读取，微控制器根据所述电容检测数据和电容参考数据确定方向盘离手检测结果。

在第二方面，本申请实施例提供了一种汽车方向盘离手检测方法，该方法应用于第一方面所述的汽车方向盘离手检测系统，包括：

从电容传感器读取未处理的检测通道的一组电容检测数据；

根据所述电容检测数据组的均值相对于上一时刻对应的电容检测数据组的均值的变化情况，确定当前时刻的基准值；

根据所述电容检测数据组的均值与当前时刻的基准值的差值，确定所述电容检测数据对应的检测通道的通道状态；

判断已处理的检测通道的数量是否等于预设的检测通道，若所述已处理的检测通道的数量等于预设的检测通道，则根据所有检测通道的通道状态，确定方向盘离手检测结果，否则返回执行所述从电容传感器读取未处理的检测通道的一组电容检测数据的步骤。

进一步的，所述根据所述电容检测数据组的均值相对于上一时刻对应的电容检测数据组的均值的变化情况，确定当前时刻的基准值包括：

计算所述电容检测数据组的均值，并计算所述电容检测数据的均值与上一时刻对应的电容检测数据组的均值的差值绝对值；

若所述差值绝对值小于预设的变化阈值，则将上一时刻对应的基准值与两个均值的差值求和，得到当前时刻的基准值；

若所述差值绝对值大于预设的变化阈值，则将所述电容检测数据组的均值与上一时刻对应的基准值进行比较；

若所述电容检测数据组的均值小于上一时刻对应的基准值，则将所述电容检测数据组作为当前时刻的基准值；

若所述电容检测数据组的均值大于上一时刻对应的基准值，则前后时刻的基准值保持不变。

进一步的，所述根据所述电容检测数据组的均值与当前时刻的基准值的差值，确定所述电容检测数据对应的检测通道的通道状态包括：

将所述电容检测数据组的均值和当前时刻的基准值作差；

在两者的差值大于预设的接触阈值时，确定所述电容检测数据组对应的检测通道的通道状态为手在接触；

在两者的差值小于预设的释放阈值时，确定所述电容检测数据组对应的检测通道的通道状态为离手释放；

在两者的差值在所述接触阈值和所述释放阈值之间时，确定所述电容检测数据组对应的检测通道的通道状态为保持不变。

进一步的，所述根据所有检测通道的通道状态，确定方向盘离手检测结果包括：

若所有检测通道的通道状态中有两个手在接触的通道状态，则确定双手接触方向盘；

若所有检测通道的通道状态中有一个手在接触的通道状态，则确定单手接触方向盘；

若所有检测通道的通道状态中没有手在接触的通道状态，则确定双手离开方向盘。

在第三方面，本申请实施例提供了一种汽车方向盘离手检测系统，包括：基于IQ调制的电容传感器和微控制器，所述电容传感器包括多个检测通道和参考通道，所述检测通道连接于方向盘加热丝，参考通道连接于参考电路，所述电容传感器的数据输出端连接于所述微控制器，其中：

所述电容传感器通过检测通道检测方向盘加热丝的电容值并生成电容检测数据，以及通过参考通道检测参考电路的电容值并生成电容参考数据，并由所述微控制器对其进行电容检测数据和电容参考数据读取，微控制器根据所述电容检测数据和电容参考数据确定方向盘离手检测结果；其中，方向盘离手时，电容参考数据和电容检测数据相近。

在第四方面，本申请实施例提供了一种汽车方向盘离手检测方法，该方法应用于第三方面所述的汽车方向盘离手检测系统，包括：

从电容传感器读取未处理的检测通道的一组电容检测数据和参考通道的一组电容参考数据；

根据电容检测数据组的均值与当前时刻的基准值的差值，确定所述电容检测数据组对应的检测通道的通道状态，所述当前时刻的基准值为电容参考数据组的均值；

判断已处理的检测通道的数量是否等于全部检测通道的数量，若所述已处理的检测通道的数量等于全部检测通道的数量，则根据所有检测通道的通道状态，确定方向盘离手检测结果，否则返回执行所述从电容传感器读取未处理的检测通道的一组电容检测数据和参考通道的一组电容参考数据的步骤。

在第五方面，本申请实施例提供了一种汽车方向盘离手检测系统，包括：基于IQ调制的电容传感器和微控制器，所述电容传感器包括四个检测通道，每个检测通道分别连接于方向盘的上下左右四个方位的方向盘加热丝，所述电容传感器的数据输出端连接于所述微控制器，其中：

所述电容传感器通过检测通道检测对应的方向盘加热丝的电容值并生成电容检测数据，并由所述微控制器对其进行电容检测数据读取，微控制器根据所述电容检测数据确定方向盘离手检测结果。

在第六方面，本申请实施例提供了一种汽车方向盘离手检测方法，该方法应用于第五方面所述的汽车方向盘离手检测系统，包括：

从电容传感器读取每个检测通道的一组电容检测数据；

根据每个电容检测数据组的均值，确定方向盘离手检测结果。

进一步的，所述根据每个电容检测数据组的均值，确定方向盘离手检测结果包括：分别计算四个检测通道的电容检测数据的均值，将四个检测通道的电容检测数据的均值进行比较；

若存在两个均值与另外两个均值的差值大于预设的接触阈值，则确定双手接触方向盘；

若存在一个均值与另外三个均值的差值大于预设的接触阈值，则确定单手接触方向盘；

若任意两个均值的差值均小于预设的接触阈值，则确定双手离开方向盘。

本申请实施例根据不同的驾驶环境对电容检测数据的影响，通过前后时刻的均值差的绝对值来判断环境变化导致还是手的动作导致造成的前后时刻的电容检测数据变化，以及正常离手时基准值等于检测通道均值，通过实时更新基准值避免环境温度导致的基准值偏离，消除环境温度变化对离手检测精度的影响，提高了检测的准确性和可靠性。其次，根据参考通道的电容参考数据与方向盘离手时的电容检测数据相接近，且电容参考数据值只会随环境温度变化而变化，而电容检测数据会根据环境温度和手部动作发送变化。因此可将电容参考数据均值作为基准值，当驾驶员手握方向盘时，电容参考数据和电容检测数据会出现一个较大的差值，因此当驾驶员在启动汽车前已经将手放到方向盘上，仍能准确识别出方向盘的接触状态。除此之外，设置上下左右四组方向盘加热器，并设置四个检测通道对应连接方向盘加热器，方向盘离手时，四个检测通道的电容检测数据接近，通过对比四个检测通道的电容检测数据的差异，可以判断汽车启动前方向盘的接触状态。

附图说明

图1是本申请实施例一提供的一种汽车方向盘离手检测系统的装置示意图；

图2是本申请实施例一提供的一种汽车方向盘离手检测方法的流程示意图；

图3是当前时刻的基准值的一种可选的具体确定流程示意图；

图4是检测通道的通道状态的一种可选的具体确定流程示意图；

图5是离手检测结果的一种可选的具体确定流程示意图；

图6是本申请实施例二提供的一种汽车方向盘离手检测系统的装置示意图；

图7是本申请实施例二提供的另一种汽车方向盘离手检测系统的装置示意图；

图8是本申请实施例二提供的一种汽车方向盘离手检测方法的流程示意图；

图9是本申请实施例三提供的一种汽车方向盘离手检测系统的装置示意图；

图10是本申请实施例三提供的一种汽车方向盘离手检测方法的流程示意图；

图11是离手检测结果的另一种可选的具体确定流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

本申请提供的汽车方向盘离手检测系统及方法，旨在根据不同的驾驶环境对电容检测数据的影响，通过前后时刻的均值差的绝对值来判断环境变化导致还是手的动作导致造成的前后时刻的电容检测数据变化，以及正常离手时基准值等于检测通道均值，通过实时更新基准值避免环境温度导致的基准值偏离，消除环境温度变化对离手检测精度的影响，提高了检测的准确性和可靠性。其次，根据参考通道的电容参考数据与方向盘离手时的电容检测数据相接近，且电容参考数据值只会随环境温度变化而变化，而电容检测数据会根据环境温度和手部动作发送变化。因此可将电容参考数据均值作为基准值，当驾驶员手握方向盘时，电容参考数据和电容检测数据会出现一个较大的差值，因此当驾驶员在启动汽车前已经将手放到方向盘上，仍能准确识别出方向盘的接触状态。除此之外，设置上下左右四组方向盘加热器，并设置四个检测通道对应连接方向盘加热器，方向盘离手时，四个检测通道的电容检测数据接近，通过对比四个检测通道的电容检测数据的差异，可以判断汽车启动前方向盘的接触状态。相对于传统的离手检测系统和方法，其数据处理算法不够合理，不能排除环境温度变化对检测结果的影响，使得判断的方向盘接触状态不够精确，容易产生误判。而且目前市面上的离手检测系统将上电后测量得到的数据作为基准数据，但是如果驾驶员在车辆启动前已经将手放在方向盘上，那么上电后测量的数据会比正常的基准数据高，因此会导致后续的测量出现偏差，离手检测系统将无法准确识别当前驾驶员的状态。而且目前的离手检测算法的判断条件是，检测数据均值大于基准值和接触阈值的总和时，判断通道状态为手握状态，数据均值小于基准值和释放阈值的总和时，判断通道状态为离手状态，因为环境温度变化，离手时，基准值低于检测数据均值时会导致误判。基于此，本申请实施例提供的汽车方向盘离手检测系统及方法。以解决现有离手检测系统无法检测车辆启动前的方向盘状态的问题，提高检测准确性和可靠性。

实施例一：

图1是本申请实施例一提供的一种汽车方向盘离手检测系统的装置示意图。参考图1，一种汽车方向盘离手检测系统包括：基于IQ调制的电容传感器20和微控制器10，所述电容传感器20包括多个检测通道，所述检测通道连接于方向盘加热丝，所述电容传感器20的数据输出端连接于所述微控制器10；其中，所述电容传感器20通过检测通道检测方向盘加热丝的电容值并生成电容检测数据并由所述微控制器10对其进行电容检测数据读取，微控制器10根据所述电容检测数据和电容参考数据确定方向盘离手检测结果。

具体的，电容传感器20通过SPI接口连接于微控制器10，实现电容传感器20和微控制器10之间的数据传输。其中，电容传感器20电容测量的方式基于IQ调制原理，传感器的SEN引脚发送正弦波，并将反馈回来的信号经过放大器和乘法器处理，得到同相信号I向量和正交信号Q向量，其中I向量对应的是测量方向盘加热丝的电阻参量，Q向量对应的是测量方向盘加热丝的电容参量。通过该方式，分离出了阻抗值的电容值，有效消除电阻参量的影响，而只保留电容参量的变化。

电容传感器20通过多路模拟复用器可采集10路检测通道的测量参数。可理解的，当人体接触方向盘加热丝对应的检测区域时，电容传感器20采集I和Q，并根据I和Q计算得到对应的检测区域的方向盘加热丝的电容检测数据，并由微控制器10通过SPI对其进行电容检测数据读取，微控制器10根据电容检测数据确定方向盘离手检测结果。

由于电容传感器20容易受到环境温度的影响，电容传感器20生成电容检测数据时，电容检测数据是由于环境温度和方向盘的接触状态共同决定的。因此，需在微控制器10分析处理电容检测数据时，通过算法消除环境温度对方向盘离手检测结果的影响，提高离手检测的准确性和可靠性。具体的，参考图2，图2是本申请实施例一提供的一种汽车方向盘离手检测方法的流程示意图。如图2所示，该汽车方向盘离手检测方法包括：

S110、从电容传感器读取未处理的检测通道的一组电容检测数据。

具体的，电容传感器20每秒钟产生约500次有效数据，每产生一次有效数据，微控制器10将新的数据移进数据缓冲区，当微控制器10采集够一组数据(约40个)时，针对该组数据进行离手检测状态分析。可理解的，微控制器10针对一个检测通道设置对应的数据缓冲区，微控制器10可同时读取多个检测通道的数据组。进一步的，电容传感器20设置有多个检测通道，每个检测通道对应检测方向盘的检测区域，为获取检测区域的方向盘接触状态，需对该检测区域的检测通道采集的数据进行分析处理，生成该检测区域的离手检测结果。因此，依次处理当前时刻的每一检测通道的一组电容检测数据，确定该检测通道对应的检测区域的方向盘接触状态。

S120、根据所述电容检测数据组的均值相对于上一时刻对应的电容检测数据组的均值的变化情况，确定当前时刻的基准值。

当前时刻的方向盘接触状态可根据上一时刻的数据与当前时刻的检测数据差值，以及上一时刻的方向盘接触状态得到。具体的，当环境温度引起的检测数据波动时，前后时刻的检测数据均值变化较小，并且有可能是持续存在的。而当手握或离手动作时，检测数据均值变化很大，并且是瞬时的。示例性的，参考图3，图3是当前时刻的基准值的一种可选的具体确定流程示意图。如图3所示，当前时刻的基准值确定流程包括：

S1201、计算所述电容检测数据组的均值，并计算所述电容检测数据的均值与上一时刻对应的电容检测数据组的均值的差值绝对值；

S1201、若所述差值绝对值小于预设的变化阈值，则将上一时刻对应的基准值与两个均值的差值求和，得到当前时刻的基准值；

S1203、若所述差值绝对值大于预设的变化阈值，则将所述电容检测数据组的均值与上一时刻对应的基准值进行比较；

S1204、若所述电容检测数据组的均值小于上一时刻对应的基准值，则将所述电容检测数据组作为当前时刻的基准值；

S1205、若所述电容检测数据组的均值大于上一时刻对应的基准值，则前后时刻的基准值保持不变。

具体的，计算未处理的检测通道的检测通道的检测数据均值，将当前时刻的检测数据均值和上一时刻的检测数据均值作差，可以得到两者的差值，以差值来表示前后时刻的检测数据的变化情况。为判断是环境温度变化还是手握或离手动作导致的检测数据波动，将均值差值的绝对值和预设的变化阈值进行比较，当均值差值的绝对值大于变化阈值时，表明当前时刻的检测数据波动是由手握或离手动作导致的，当均值差值的绝对值小于变化阈值时，表明当前时刻的检测数据波动是由环境温度导致的。可理解的，由于手握状态和离手状态，或者温度增加和温度降低导致的检测数据波动方向不同，而此时只需要判断当前时刻数据波动的大小来确定是环境温度还是手部动作导致的，因此将均值差值的绝对值和变化阈值进行比较。可选的，变化阈值可通过离手检测实验确定，离手检测实验是改变环境温度，获取不同环境温度下的手握时的实验数据和离手时的实验数据，通过实验数据的曲线特性，总结变化阈值、接触阈值和释放阈值的数值。

进一步的，若当前时刻的检测数据波动是由环境温度导致的，为保证下一时刻的检测数据波动是准确的，需在上一时刻的基准值的基础上，根据环境温度导致的检测数据波动更新当前时刻的基准值，即上一时刻的基准值和均值差值求和，得到当前时刻的基准值。可理解的，由于当前时刻的基准值和上一时刻的基准值的变化是由于环境温度或手部动作引起的，前后时刻的基准值变化涵盖了变化的数值和方向，即当前时刻的基准值相对于上一时刻的基准值是增大还是减小，因此，此处代入计算的是均值差值。若当前时刻的检测数据波动是由手部动作导致的，则需要进一步确认是由手握动作还是离手动作导致的。具体的，手握动作会使得电容值大幅度增加，离手动作会使电容值大幅度减小，由于基准值可以看作是当前环境温度下方向盘离手时的检测数据均值，可根据检测数据均值和基准值的差值确定该检测通道对应的检测区域的状态。但是正常情况下，基准值应该等于检测数据均值，将当前时刻的检测数据均值和上一时刻的基准值进行比较，若检测数据均值小于上一时刻的基准值，则表明环境温度的影响导致基准和检测数据均值存在偏差，需要重新更新，因此将当前时刻的检测数据均值作为当前时刻的基准值。可理解的，基准值只会大于离手状态下的检测数据均值，在基准值大于检测数据均值时，已经表明当前时刻的检测区域状态为离手状态，而基准值又可以看作是方向盘离手时的检测数据均值，因此在将当前时刻的检测数据均值作为当前时刻的基准值不会影响当前时刻的状态判断和下一时刻的状态判断。

S130、根据所述电容检测数据组的均值与当前时刻的基准值的差值，确定所述电容检测数据对应的检测通道的通道状态。

在确定当前时刻的基准值后，可根据检测数据均值和基准值的差值确定该检测通道对应的检测区域的状态。具体的，参考图4，图4是检测通道的通道状态的一种可选的具体确定流程示意图。如图4所示，检测通道的通道状态确定流程包括：

S1301、将所述电容检测数据组的均值和当前时刻的基准值作差；

S1302、在两者的差值大于预设的接触阈值时，确定所述电容检测数据组对应的检测通道的通道状态为手在接触；

S1303、在两者的差值小于预设的释放阈值时，确定所述电容检测数据组对应的检测通道的通道状态为离手释放；

S1304、在两者的差值在所述接触阈值和所述释放阈值之间时，确定所述电容检测数据组对应的检测通道的通道状态为保持不变。

具体的，将检测数据均值与当前时刻的基准值作差，得到两者的差值。当检测数据均值与当前时刻的基准值的差值大于接触阈值时，表明当前时刻的检测数据均值远远大于基准值，符合手握状态时电容值很大的情况，因此可确定该检测通道的检测区域为手握状态。当检测数据均值与当前时刻的基准值的差值小于释放阈值时，表明当前时刻的检测数据均值接近基准值，符合当前离手状态时电容值很小的情况，因此可确定该检测通道的检测区域为离手状态。当检测数据均值与当前时刻的基准值的差值小于接触阈值大于释放阈值时，表明前后时刻的数据波动较小，因此，可确定该检测通道的检测区域的状态和上一时刻的状态一致。

S140、判断已处理的检测通道的数量是否等于预设的检测通道，若所述已处理的检测通道的数量等于预设的检测通道，则根据所有检测通道的通道状态，确定方向盘离手检测结果，否则返回执行所述从电容传感器20读取未处理的检测通道的一组电容检测数据的步骤。

具体的，为判断整个方向盘的接触状态，需确定所有检测通道的检测区域状态，因此判断已确定检测区域状态的检测通道数量是否等于全部检测通道的数量，若已确定检测区域状态的检测通道数量小于全部检测通道的数量，则返回执行步骤S110。若已确定检测区域状态的检测通道数量等于全部检测通道的数量，则可根据所有检测区域状态确定方向盘的接触状态。具体的，参考图5，图5是离手检测结果的一种可选的具体确定流程示意图。如图5所示，离手检测结果的确定流程包括：

S1401、若所有检测通道的通道状态中有两个手在接触的通道状态，则确定双手接触方向盘；

S1402、若所有检测通道的通道状态中有一个手在接触的通道状态，则确定单手接触方向盘；

S1403、若所有检测通道的通道状态中没有手在接触的通道状态，则确定双手离开方向盘。

在确定所有检测区域状态后，根据所有检测区域状态，确定方向盘的接触状态。若所有检测区域中存在两个检测区域状态为手握状态，则可确定当前驾驶员双手握住方向盘。若所有检测区域中存在一个检测区域状态为手握状态，则可确定当前驾驶员单手握住方向盘。若所有检测区域中没有检测区域状态为手握状态，则可确定当前驾驶员没有握住方向盘。

综上，本申请实施例根据根据不同的驾驶环境对电容检测数据的影响，通过前后时刻的均值差的绝对值来判断环境变化导致还是手的动作导致造成的前后时刻的电容检测数据变化，以及正常离手时基准值等于检测通道均值，通过实时更新基准值避免环境温度导致的基准值偏离，消除环境温度变化对离手检测精度的影响，提高了检测的准确性和可靠性。

实施例二：

图6是本申请实施例二提供的一种汽车方向盘离手检测系统的装置示意图。参考图6，一种汽车方向盘离手检测系统包括：基于IQ调制的电容传感器20和微控制器10，所述电容传感器20包括多个检测通道和参考通道，所述检测通道连接于方向盘加热丝，参考通道连接于参考电路，所述电容传感器20的数据输出端连接于所述微控制器10，其中：所述电容传感器20通过检测通道检测方向盘加热丝的电容值并生成电容检测数据，以及通过参考通道检测参考电路的电容值并生成电容参考数据，并由所述微控制器10对其进行电容检测数据和电容参考数据读取，微控制器10根据所述电容检测数据和电容参考数据确定方向盘离手检测结果；其中，方向盘离手时，电容参考数据和电容检测数据相近。

具体的，参考电路为RC串联电路30，电容传感器20的SEN引脚连接电阻R1一端，电阻R1另一端连接电容C1,电容C1另一端接地，RC串联电路30设置在驾驶员平时接触不到的地方，可选的，可设置在PCB内部。通过微调RC串联电路30的RC参数，以使方向盘在离手时，检测数据和参考数据接近。并且针对RC串联电路30，通过实验验证检测通道和参考通道是否具有温度相关性，经实验数据表明，检测通道和参考通道采集的Q数据在正常温度条件下具备线性相关性，因此，可忽略环境温度对RC串联电路30的影响，可认为无论环境温度如何变化，参考数据和检测数据是一致的。

可选的，参考电路可设置为RL并联电路40，参考图7，图7是本申请实施例二提供的另一种汽车方向盘离手检测系统的装置示意图。如图7所示，汽车方向盘离手检测系统的参考电路为RL并联电路40，其中，电感L1和电阻C1一端连接电容传感器20的SEN0引脚，另一端连接电容C2、电容C3和电阻R3的一端，电容C2另一端接地，电容C3和电阻R3另一端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接电容C4和电阻R5的一端，电容C4和电阻R5的另一端连接电容C6、电感L3和电容R6的一端，电容C6的另一端接地，电感L3和电容R6的另一端连接电容传感器20的SEN1引脚。RL并联电路40设置在驾驶员接触不到的地方。通过微调RL并联电路40的RL参数，以使方向盘在离手时，检测数据和参考数据接近。并且针对RL并联电路40，通过实验验证检测通道和参考通道是否具有温度相关性，经实验数据表明，检测通道和参考通道采集在正常温度条件下具备线性相关性，且相关性比RC电路的相关性高，甚至在双参考通道形成回路时，检测数据和参考数据一致。因此，可优选RL并联电路40作为参考电路。

电容传感器20设置有检测通道和参考通道，可理解的，电容传感器20的检测通道和参考通道都是从SEN引脚引出，但因为连接的电路不同，因此分别称作检测通道和参考通道。

微控制器10从电容传感器20中读取参考数据和检测数据，并根据检测数据和参考数据的差值，确定方向盘的接触状态。具体的，参考图8，图8是本申请实施例二提供的一种汽车方向盘离手检测方法的流程示意图。如图8所示，汽车方向盘离手检测方法包括：

S210、从电容传感器读取未处理的检测通道的一组电容检测数据和参考通道的一组电容参考数据。

由参考通道的特性可知，参考通道的参考数据与方向盘离手时的检测数据相接近，即参考数据均值的概念与基准值的概念一致，因此将当前时刻的参考数据均值作为当前时刻的基准值。具体的，对于一个参考通道，该参考通道的参考数据均值为基准值，对于多个参考通道，所有参考通道的参考数据的均值为基准值。

S220、根据电容检测数据组的均值与当前时刻的基准值的差值，确定所述电容检测数据组对应的检测通道的通道状态，所述当前时刻的基准值为电容参考数据组的均值。

S230、判断已处理的检测通道的数量是否等于预设的检测通道，若所述已处理的检测通道的数量等于预设的检测通道，则根据所有检测通道的通道状态，确定方向盘离手检测结果，否则返回执行所述从电容传感器20读取未处理的检测通道的一组电容检测数据和参考通道的一组电容参考数据的步骤。

步骤S220和步骤S23O具体实现过程可以参考步骤S130和步骤S140。

综上，根据参考通道的电容参考数据与方向盘离手时的电容检测数据相接近，且电容参考数据值只会随环境温度变化而变化，而电容检测数据会根据环境温度和手部动作发送变化。因此可将电容参考数据均值作为基准值，当驾驶员手握方向盘时，电容参考数据和电容检测数据会出现一个较大的差值，因此当驾驶员在启动汽车前已经将手放到方向盘上，仍能准确识别出方向盘的接触状态。

实施例三：

图9是本申请实施例三提供的一种汽车方向盘离手检测系统的装置示意图。参考图9，一种汽车方向盘离手检测系统包括：基于IQ调制的电容传感器20和微控制器10，所述电容传感器20包括四个检测通道，每个检测通道分别连接于方向盘的上下左右四个方位的方向盘加热丝，所述电容传感器20的数据输出端连接于所述微控制器10，其中：所述电容传感器20通过检测通道检测对应的方向盘加热丝的电容值并生成电容检测数据，并由所述微控制器10对其进行电容检测数据读取，微控制器10根据所述电容检测数据确定方向盘离手检测结果。

电容传感器20设置四个检测通道，每个检测通道分别连接方向盘的上下左右四个方位的方向盘加热丝。可选的，以方向盘缝皮交接处，分成上下左右四个检测区域。

方向盘离手时，四个检测通道的检测参数接近。从实际应用场合分析，四个区域同时被握住的概率极小，因此可以通过算法对比四个检测区域的检测数据的差异，确定当前方向盘的接触状态以及具体的手握位置。具体的，参考图10，图10是本申请实施例三提供的一种汽车方向盘离手检测方法的流程示意图。如图10所示，一种汽车方向盘离手检测方法包括：

S310、从电容传感器读取每个检测通道的一组电容检测数据。

具体的，为比较四个检测区域的检测数据差异，需获取四个检测通道的检测数据。

S320、根据每个电容检测数据组的均值，确定方向盘离手检测结果。

具体的，参考图11，图11是离手检测结果的另一种可选的具体确定流程示意图。如图11所示，离手检测结果的确定流程包括：

S3201分别计算四个检测通道的电容检测数据的均值，将四个检测通道的电容检测数据的均值进行比较；

S3202、若存在两个均值与另外两个均值的差值大于预设的接触阈值，则确定双手接触方向盘；

S3203、若存在一个均值与另外三个均值的差值大于预设的接触阈值，则确定单手接触方向盘；

S3204、若任意两个均值的差值均小于预设的接触阈值，则确定双手离开方向盘。

在获取四个检测区域的检测数据后，求取四个检测区域的检测数据均值，将四个检测数据均值进行比较，可根据均值的差值确定检测区域的手部状态。具体的，根据手握时检测区域的电容值远远大于离手时检测区域的电容值，因此若有两个检测数据均值远远大于另外两个检测数据均值，可确定均值大的两个检测区域为手握状态，并根据该检测区域的方位，确定手握的位置，此时驾驶员双手握住方向盘。若有一个检测数据均值远远大于另外三个检测数据均值，可确定均值大的检测区域为手握状态，并根据该检测区域的方位，确定手握的位置，此时驾驶员单手握住方向盘。若四个检测数据均值相差不大，可确定此时驾驶员双手离开方向盘。

综上，本申请实施例设置上下左右四组方向盘加热器，并设置四个检测通道对应连接方向盘加热器，方向盘离手时，四个检测通道的电容检测数据接近，从实际应用场合分析，驾驶员在点火时，至少会有一只手离开方向盘，四个区域同时被握住的概率极小，通过对比四个检测通道的电容检测数据的差异，可以判断汽车启动前方向盘的接触状态。

上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由权利要求的范围决定。

Claims (8)

1.一种汽车方向盘离手检测系统，其特征在于，包括：基于IQ调制的电容传感器和微控制器，所述电容传感器包括多个检测通道和参考通道，所述检测通道连接于方向盘加热丝，所述方向盘加热丝设置为上下左右四组，每个检测通道连接一组加热组，所述参考通道连接参考电路，所述参考电路设置为串联电路或并联电路，所述电容传感器的数据输出端连接于所述微控制器，其中：

所述电容传感器通过检测通道检测方向盘加热丝的电容值并生成电容检测数据并由所述微控制器对其进行电容检测数据读取，微控制器根据所述电容检测数据和电容参考数据确定方向盘离手检测结果。

2.一种汽车方向盘离手检测方法，应用于如权利要求1所述的汽车方向盘离手检测系统，其特征在于，包括：

从电容传感器读取未处理的检测通道的一组电容检测数据；

根据所述电容检测数据组的均值相对于上一时刻对应的电容检测数据组的均值的变化情况，确定当前时刻的基准值，其中包括：计算所述电容检测数据组的均值，并计算所述电容检测数据的均值与上一时刻对应的电容检测数据组的均值的差值绝对值；若所述差值绝对值小于预设的变化阈值，则将上一时刻对应的基准值与两个均值的差值求和，得到当前时刻的基准值；

根据所述电容检测数据组的均值与当前时刻的基准值的差值，确定所述电容检测数据对应的检测通道的通道状态，其中包括：将所述电容检测数据组的均值和当前时刻的基准值作差，在两者的差值大于预设的接触阈值时，确定所述电容检测数据组对应的检测通道的通道状态为手在接触，在两者的差值小于预设的释放阈值时，确定所述电容检测数据组对应的检测通道的通道状态为离手释放，在两者的差值在所述接触阈值和所述释放阈值之间时，确定所述电容检测数据组对应的检测通道的通道状态为保持不变；

判断已处理的检测通道的数量是否等于全部检测通道的数量，若所述已处理的检测通道的数量等于全部检测通道的数量，则根据所有检测通道的通道状态，确定方向盘离手检测结果，否则返回执行所述从电容传感器读取未处理的检测通道的一组电容检测数据的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述电容检测数据组的均值相对于上一时刻对应的电容检测数据组的均值的变化情况，确定当前时刻的基准值包括：

若所述差值绝对值大于预设的变化阈值，则将所述电容检测数据组的均值与上一时刻对应的基准值进行比较；

若所述电容检测数据组的均值小于上一时刻对应的基准值，则将所述电容检测数据组作为当前时刻的基准值；

若所述电容检测数据组的均值大于上一时刻对应的基准值，则前后时刻的基准值保持不变。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所有检测通道的通道状态，确定方向盘离手检测结果包括：

若所有检测通道的通道状态中有两个手在接触的通道状态，则确定双手接触方向盘；

若所有检测通道的通道状态中有一个手在接触的通道状态，则确定单手接触方向盘；

若所有检测通道的通道状态中没有手在接触的通道状态，则确定双手离开方向盘。

5.一种汽车方向盘离手检测系统，其特征在于，包括：基于IQ调制的电容传感器和微控制器，所述电容传感器包括多个检测通道和参考通道，所述检测通道连接于方向盘加热丝，所述方向盘加热丝设置为上下左右四组，每个检测通道连接一组加热组，参考通道连接于参考电路，所述参考电路设置为串联电路或并联电路，所述电容传感器的数据输出端连接于所述微控制器，其中：

所述电容传感器通过检测通道检测方向盘加热丝的电容值并生成电容检测数据，以及通过参考通道检测参考电路的电容值并生成电容参考数据，并由所述微控制器对其进行电容检测数据和电容参考数据读取，微控制器根据所述电容检测数据和电容参考数据确定方向盘离手检测结果；其中，方向盘离手时，电容参考数据和电容检测数据相近。

6.一种汽车方向盘离手检测方法，应用于如权利要求5所述的汽车方向盘离手检测系统，其特征在于，包括：

从电容传感器读取未处理的检测通道的一组电容检测数据和参考通道的一组电容参考数据；

根据电容检测数据组的均值与当前时刻的基准值的差值，确定所述电容检测数据组对应的检测通道的通道状态，其中包括：将所述电容检测数据组的均值和当前时刻的基准值作差，在两者的差值大于预设的接触阈值时，确定所述电容检测数据组对应的检测通道的通道状态为手在接触，在两者的差值小于预设的释放阈值时，确定所述电容检测数据组对应的检测通道的通道状态为离手释放，在两者的差值在所述接触阈值和所述释放阈值之间时，确定所述电容检测数据组对应的检测通道的通道状态为保持不变，所述当前时刻的基准值为电容参考数据组的均值；

判断已处理的检测通道的数量是否等于全部检测通道的数量，若所述已处理的检测通道的数量等于全部检测通道的数量，则根据所有检测通道的通道状态，确定方向盘离手检测结果，否则返回执行所述从电容传感器读取未处理的检测通道的一组电容检测数据和参考通道的一组电容参考数据的步骤。

7.一种汽车方向盘离手检测系统，其特征在于，包括：基于IQ调制的电容传感器和微控制器，所述电容传感器包括四个检测通道和参考通道，每个检测通道分别连接于方向盘的上下左右四个方位的方向盘加热丝，所述参考通道连接参考电路，所述参考电路设置为串联电路或并联电路，所述电容传感器的数据输出端连接于所述微控制器，其中：

所述电容传感器通过检测通道检测对应的方向盘加热丝的电容值并生成电容检测数据，以及通过参考通道检测参考电路的电容值并生成电容参考数据，并由所述微控制器对其进行电容检测数据和电容参考数据读取，微控制器根据所述电容检测数据和电容参考数据确定方向盘离手检测结果。

8.一种汽车方向盘的离手检测方法，应用于如权利要求7所述的汽车方向盘离手检测系统，其特征在于，包括：

从电容传感器读取每个检测通道的一组电容检测数据；

根据每个电容检测数据组的均值，确定方向盘离手检测结果，其中包括：分别计算四个检测通道的电容检测数据的均值，将四个检测通道的电容检测数据的均值进行比较，若存在两个均值与另外两个均值的差值大于预设的接触阈值，则确定双手接触方向盘，若存在一个均值与另外三个均值的差值大于预设的接触阈值，则确定单手接触方向盘，若任意两个均值的差值均小于预设的接触阈值，则确定双手离开方向盘。