一文了解新能源汽车的离手检测功能

**前言:**最近笔者接触了一下主要是应用在乘用车的离手检测功能,作为一个汽车的众多安全功能中的其中一个,其对于驾驶员驾驶安全的作用具有重要的意义。见了很多乘用车的安全相关的功能,深感现代乘用车的设计者对于驾乘人员的安全的用心,本篇博客就介绍一下关于现代乘用车中的离手检测功能,文章并不对描述具体的技术细节,只是综合网上的资料对于这个技术做一个概述。


1,什么是离手检测?

离手检测(Hands-Off Detection, HOD), 顾名思义,是指在车辆具备驾驶辅助或自动驾驶功能 时,实时判断驾驶员是否仍然接触并控制方向盘,从而确认驾驶员是否处于"可接管状态"的一项安全功能。确保驾驶员始终参与驾驶闭环,防止系统被误认为"无人监管"状态。

简单来讲就是确保车辆在行驶的时候驾驶员的手不离开方向盘,如果离开一定时间的时候就会发出报警提示。

随着高阶辅助驾驶逐渐普及,车辆的驾驶方式逐渐从驾驶员驾驶过渡到人机共驾最终到自动驾驶。而目前阶段受限于技术以及法规等,主要还是人机共驾,由于车辆是辅助人来进行驾驶,因此驾驶员还需要起到主要的监测作用,此时对驾驶员的监控变得更为重要,因为要保证驾驶员不会分心,这样遇到系统退出时驾驶员可以随时接管。需要对驾驶员进行脱手检测。这个时候HOD的作用就之至关重要了。

2,离手检测方案有哪些?

主流的HOD方案技术包括扭矩检测、光学检测电容检测

2.1 扭矩检测

工作原理是通过方向盘控制状态进行检测的,也就是说在使用带有扭矩方向盘的辅助驾驶功能时,驾驶员的手需要轻微的转动方向盘才会被系统感知你的手没有离开方向盘。

因此在使用搭载扭矩方向盘的辅助驾驶时,当我们的手对方向盘转动不足时,系统就会检测到你已经"脱手",所以这个时候系统就会发出接管提醒。但其实你的手可能是在方向盘上的,只是转动不足而产生的接管提醒。

这个方案的缺点很明显,比如说直接在方向盘挂载一个有重量的物体,那么扭矩检测无法识别这种情况,无法做到防欺骗感应。

采用扭矩感应式方向盘的优势是成本低廉,方向盘可以做的比较细。而劣势就是用户体验不好,需要频繁的扭动方向盘

2.2 光学检测

光学测量借助光学传感设备对驾驶员进行状态监测,具有较高的测量精度,但是实施的成本也较高,通常需要有多个设备组件支持,例如摄像头等。而且由于拍摄角度等条件的限制,驾驶员手握方向盘的状态,例如是紧握还是虚接触也难以得到辨认。

另外此种光学检测的方式极度依赖于摄像设备,由于是涉及到图像识别,所以对于计算性能也有了较高的要求。

2.3 电容式传感器检测

电容式传感器测量是根据驾驶员对方向盘的抓握状态来进行测量和判断,包括抓握的方式、左右手分辨等。测量不受手套、衣物等影响,并且无需转动方向盘。这种测量方式利用单芯片即可实现,是当前主流的一种解决方案。并且电容方向盘对于手指的识别更精准。

电容感应式方向盘的结构由外包裹层、双区电容感应衬垫、绝缘层、 PU 加热层、内部发泡材料和骨架组成。它通过探测指尖的微电流就可以感知驾驶员的操作意图。

由于电容检测的方法逐渐成为HOD离手检测的主流方法,并且相较于前两者的检测方式,电容检测开发离手检测功能需要兼顾的点还是比较多的。

首先,离手检测需要适配多种不同的人,包括女人,男人,身高高和身高矮的人。对于电容检测的方法来说,不同的人本质上是由于手与方向盘的接触面积决定了电容的大小。

其次,HOD离手检测需要采集大量的数据和测试。其中数据包括实验台架环境的人手电容检测数据和实际装车环境的人手检测数据。

3,离手检测法规现状与应用程度

3.1 法规现状

中、美、欧三大法规体系已形成一致共识:在 L2 / L2+ 驾驶辅助阶段,必须具备驾驶员对方向盘的持续控制确认机制,单纯基于扭矩的"推断式 HOD"正在被逐步限制,真实接触类 HOD(电容 / 光学)成为明确趋势。

总结来看,HOD并没有被强制配套,而是仅仅对于驾驶员对方向盘的持续控制确认机制有了一个要求。这虽然没有直接点明,但是HOD也是相当于对于这个机制而言较优的一种选择了。随着人们对于乘用车的安全的重视越来越大,估计未来人们评估车辆的安全性能的时候,是否有HOD也会成为一个判断标准。

3.2 应用程度

下面选取了一些主机厂的关于HOD方案选择,仅供参考。

OEM 技术路线
特斯拉(早期) 扭矩
特斯拉(新) 扭矩 + 摄像头
大众 / 奥迪 电容
奔驰 电容 + DMS
蔚来 / 理想 电容为主

参考文章:

艾迈斯欧司朗引领HOD技术创新,提升驾驶安全

HOD技术详解:从芯片方案到市场应用

直观的HMI和增强的安全性(离手检测) | Renesas 瑞萨电子

方向盘"离手检测"功能介绍_汽车测试技术__汽车测试网

方向盘脱手检测原理及主流方案_方向盘离手检测原理-CSDN博客

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