用于方向盘触摸检测的设备和方法与流程

1.本发明涉及方向盘触摸检测，并且更具体地，涉及一种用于方向盘触摸检测的设备和方法。


背景技术：

2.当前，自动驾驶技术还不成熟，诸如高级驾驶辅助系统(advanced driving assistance system，adas)的辅助驾驶技术仅允许车辆在短暂时间内处于自动驾驶状态，因此，出于安全的目的，越来越多的车辆厂商为车辆配置方向盘离手检测(hands off detection，hod)功能。例如，通过在方向盘内集成电容传感器来检测驾驶员是否双手离开方向盘。然而，目前车辆所配置的hod功能采用的是单频率参考信号，当频率受干扰(例如，emc(electro magnetic compatibility，电磁兼容性))时，得到的感测结果不准确，从而导致hod功能无法达到预期的效果。


技术实现要素：

3.鉴于此，本公开提供一种用于方向盘触摸检测的方法和设备，该方法和设备采用分时跳频的原理，使用具有不同频率的多个参考信号对车辆实施离手检测，避免由于单频率信号受到干扰而造成检测结果不准确或无法检测。
4.根据本发明的一方面，提供了一种用于方向盘触摸检测的方法，其中方向盘包括多个触摸检测传感器。该方法包括：生成与多个预选频率一一对应的多个参考信号，其中多个触摸检测传感器的数量与多个参考信号的数量相同；对于多个参考信号中的每个参考信号，在时间上不重叠地将其施加到多个触摸检测传感器中的各个触摸检测传感器，其中每个触摸检测传感器对其被施加的参考信号进行调制，以产生对应的调制信号；以及检测多个触摸检测传感器中的各个触摸检测传感器产生的调制信号并对调制信号进行解调，以得到在该参考信号下多个触摸检测传感器中的各个触摸检测传感器的触摸检测信号；以及基于在多个参考信号中的各个参考信号下多个触摸检测传感器中的各个触摸检测传感器的触摸检测信号，确定方向盘的触摸检测状态。
5.根据本发明的另一方面，提供了一种用于方向盘触摸检测的设备，方向盘包括多个触摸检测传感器。该设备包括：信号生成器，被配置为生成与多个预选频率一一对应的多个参考信号，并且对于多个参考信号中的每个参考信号，在时间上不重叠地将其施加到多个触摸检测传感器中的各个触摸检测传感器，其中每个触摸检测传感器对其被施加的参考信号进行调制，以产生对应的调制信号，其中多个触摸检测传感器的数量与多个参考信号的数量相同；信号检测器，被配置为检测多个触摸检测传感器中的各个触摸检测传感器产生的调制信号并对调制信号进行解调，以得到在该参考信号下多个触摸检测传感器中的各个触摸检测传感器的触摸检测信号；以及信号处理器，被配置为基于在多个参考信号中的各个参考信号下多个触摸检测传感器中的各个触摸检测传感器的触摸检测信号，确定方向盘的触摸检测状态。
附图说明
6.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些示例性实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
7.图1示意性示出根据本公开实施例的方向盘；
8.图2示意性示出根据本公开实施例的方向盘触摸检测设备；
9.图3示意性示出图2中的信号生成器的结构；
10.图4a示意性示出图2中的信号生成器向方向盘中的各个触摸检测传感器施加参考信号的一种方式；
11.图4b示意性示出图2中的信号生成器向方向盘中的各个触摸检测传感器施加参考信号的另一种方式；
12.图5示意性示出图2中的信号检测器的结构；
13.图6示意性示出图2中的信号处理器基于各个触摸检测传感器在多个参考信号中的各个参考信号下的触摸检测信号确定方向盘的触摸检测状态的过程；
14.图7示意性示出根据本公开实施例的方向盘触摸检测方法；
15.图8示意性示出图7中的步骤740的流程图；以及
16.图9示意性示出根据本公开实施例的方向盘触摸检测方法。
具体实施方式
17.下面将参考本发明的示例性实施例对本发明进行详细描述。然而，本发明不限于这里所描述的实施例，其可以以许多不同的形式来实施。所描述的实施例仅用于使本公开彻底和完整，并全面地向本领域的技术人员传递本发明的构思。所描述的各个实施例的特征可以互相组合或替换，除非明确排除或根据上下文应当排除。
18.图1示意性示出根据本公开实施例的方向盘。
19.参考图1，方向盘100为任意车辆(尤其是汽车)的方向盘，在车辆行驶过程中，驾驶员可能由于使用高级驾驶辅助系统adas或其他原因(诸如打瞌睡、醉酒等)而使双手离开方向盘100，此时方向盘100处于离手(hand-off，ho)状态。
20.为了检测方向盘100是否处于离手状态，将方向盘100划分为至少一个触摸检测区，每个触摸检测区中分别设置有至少一个触摸检测传感器。例如图1中示出方向盘100被划分为3个触摸检测区，分别是覆盖方向盘正面的触摸检测区z1、覆盖方向盘左部背面的触摸检测区z2和覆盖方向盘右部背面的触摸检测区z3，每个触摸检测区中可以设置一个触摸检测传感器s1、s2和s3。每个触摸检测传感器的感测范围是其所属的整个触摸检测区，如图1中阴影所示。每个触摸检测传感器的主体可以是集成在方向盘内部的梳型电极，其能够感测到当驾驶员触摸相应触摸检测区时所形成的电容和/或电阻，该电容和/电阻的预设阈值可以通过实验或计算而获得。这里的术语“触摸”包括驾驶员用手轻轻接触方向盘或用力握住方向盘。
21.需要注意的是，图1所示的方向盘100中的触摸检测区的数量和每个触摸检测区内触摸检测传感器的数量仅仅是示例，可以将方向盘100划分为任意数量的触摸检测区，并且
也可以在每个触摸检测区内冗余地设置多个触摸检测传感器，该多个触摸检测传感器并行地检测驾驶员触摸相应触摸检测区时所形成的电容和/或电阻，以提高检测可靠性。
22.为便于理解，下文以图1所示的三个触摸检测区z1、z2、z3和每个触摸检测区中布置有一个触摸检测传感器s1、s2、s3的示例进行说明。
23.图2示意性示出根据本公开实施例的方向盘触摸检测设备200的结构。
24.方向盘触摸检测设备200可以位于方向盘100外部，也可以位于方向盘100内部。如图2所示，方向盘触摸检测设备200包括信号生成器210、信号检测器220和信号处理器230。
25.信号生成器210可以采用专用的信号发生器芯片或经设置的寄存器。例如，使用专用的信号发生器芯片可以产生预定频率范围的参考信号，例如，可以产生频率范围在0.1hz～20mhz内的正弦波、矩形波和方波，可以产生从0.001hz～300khz的低失真正弦波、三角波、矩形波，或者可以产生频率高达37.5mhz的正弦波、三角波等。例如，在使用寄存器产生参考信号的情况下，可以通过软件控制其输出波形和频率。
26.信号生成器210分时地，即在不同时刻，生成与触摸检测传感器数量相同的多个参考信号(这是针对图1所示的每个触摸检测区中布置一个触摸检测传感器的情况，当每个触摸检测区包含多个触摸检测传感器时，对于每个触摸检测区，生成与该触摸检测区内的触摸检测传感器数量相同的多个参考信号)，其分别与多个预选频率一一对应。例如，生成频率分别为预选频率f1、f2、f3的参考信号w1、w2、w3，其波形包括但不限于正弦波、矩形波、三角波等。对于每个参考信号w1、w2、w3，信号生成器210在时间上不重叠地将其施加到触摸检测区z1、z2、z3中的三个触摸检测传感器s1、s2、s3。施加参考信号w1、w2、w3的方式包括但不限于图4所示的两种方式。
27.每个触摸检测传感器s1、s2、s3对其被施加的参考信号w1、w2、w3进行调制，以产生对应的调制信号m
siwj
，其中i为1至触摸检测传感器的数量之间的整数，j为1至预选频率/参考信号的数量之间的整数。对于每个触摸检测传感器s1、s2、s3，一旦感测到由于驾驶员触摸相应触摸检测区z1、z2、z3而形成的电容或电阻，就会生成触摸感测信号，此时，调制信号m
siwj
(i＝1-3，j＝1-3)相当于参考信号w1、w2、w3与触摸检测信号的叠加。反之，对于每个触摸检测传感器s1、s2、s3，若没有感测到由于驾驶员触摸触摸检测区z1、z2、z3而形成的电容或电阻，则其产生的调制信号m
siwj
不包含触摸感测信号。
28.由触摸检测传感器s1、s2、s3产生的调制信号m
siwj
将被信号检测器220检测到(例如经由无线或有线通信线路)，并且信号检测器220可以对调制信号m
siwj
解调，以得到在各个参考信号w1、w2、w3下由各个触摸检测传感器s1、s2、s3产生的触摸检测信号。若触摸检测传感器感测到了由于驾驶员触摸相应触摸检测区而形成的电容和/或电阻，则对调制信号m
siwj
解调所得的触摸检测信号将包括该电容和/或电阻。
29.由信号检测器220对调制信号m
siwj
解调所得的触摸检测信号将被信号处理器230处理。信号处理器230基于触摸检测信号所指示的电容和/或电阻来确定相应触摸检测传感器的触摸检测状态，进而确定方向盘100的触摸检测状态。触摸检测状态至少包括离手状态ho或未离手状态non-ho。
30.此外，方向盘触摸检测设备200还可以包括无线通信模块(图中未示出)，用于支持信号生成器210向各个触摸检测传感器发送参考信号以及支持信号检测器220从各个触摸检测传感器接收调制信号。
31.需要说明的是，虽然图2中将信号生成器210、信号检测器220和信号处理器230示出为方向盘触摸检测设备200内部的组件，但它们中的一个或多个也可以是具有等效功能的外部装置。例如，信号处理器230可以是通过方向盘触摸检测设备200的数据接口与信号生成器210和信号检测器220通信连接的外部装置，诸如具有计算和处理功能的微控制单元mcu、片上系统或中央处理单元cpu等。
32.图3示意性示出图2中的信号生成器210的结构。
33.参考图3，信号生成器210包括频率选择单元211、信号生成单元212和传感器选择单元213。频率选择单元211用于从一定频率范围中选择多个预选频率，如前述f1、f2、f3。信号生成单元212用于依序地生成与多个预选频率一一对应的多个参考信号，如前述参考信号w1、w2、w3。传感器选择单元213用于依序地选择要被施加参考信号的各个触摸检测传感器，如前述触摸检测传感器s1、s2、s3。
34.图4a示意性示出图2中的信号生成器向方向盘中的各个触摸检测传感器施加参考信号的一种方式。
35.设定方向盘触摸检测设备100完成一次对方向盘的触摸检测的时间为一个检测周期(例如，约为10ms)，在每个检测周期内，信号生成器210完成一次将各个参考信号在时间上不重叠地将其施加到触摸检测区中的各个触摸检测传感器。
36.参考图4a，由信号生成器210中的频率选择单元211依序地选择各个触摸检测传感器中的每一个，并且对于被选择的触摸检测传感器(例如s1)，由信号生成器210中的信号生成单元212依序地生成并施加与多个预选频率一一对应的多个参考信号。
37.如图4a所示，根据触摸检测传感器的数量，可以将一个检测周期划分为3个子周期。在子周期1，传感器选择单元213选择触摸检测传感器s1，并且对于s1，依序地施加频率分别为f1、f2和f3的w1、w2、w3。作为响应，触摸检测传感器s1将依序地生成对应于频率f1、f2和f3的调制信号m
s1w1
、m
s1w2
和m
s1w3
。在子周期2，传感器选择单元213选择触摸检测传感器s2，并且对于s2，依序地施加频率分别为f1、f2和f3的w1、w2、w3。作为响应，触摸检测传感器s2将依序地生成对应于频率f1、f2和f3的调制信号m
s2w1
、m
s2w2
和m
s2w3
。在子周期3，传感器选择单元213选择触摸检测传感器s3，并且对于s3，依序地施加频率分别为f1、f2和f3的w1、w2、w3。作为响应，触摸检测传感器s3将依序地生成对应于频率f1、f2和f3的调制信号m
s3w1
、m
s3w2
和m
s3w3
。
38.由此，在一个检测周期期间，各个触摸检测传感器s1、s2、s3总共生成9个调制信号，即m
siwj
(i＝1～3，j＝1～3)。
39.图4b示意性示出图2中的信号生成器210向方向盘中的各个触摸检测传感器施加参考信号的另一种方式。
40.参考图4b，信号生成器210中的频率选择单元211依序地选择多个预选频率中的每一个，并且对于被选择的预选频率(例如f1)，信号生成器210中的信号生成单元212生成与其对应的参考信号(例如w1)，并且对于所生成的参考信号(例如w1)，信号生成器210中的传感器选择单元213依序地将其施加到各个触摸检测传感器。
41.如图4b所示，根据预选频率的数量，同样可以将一个检测周期划分为3个子周期。在子周期1，频率选择单元211选择预选频率f1、信号生成单元212生成与预选频率f1对应的参考信号w1，并且对于所生成的w1，传感器选择单元213依序地将其施加到触摸检测传感器
s1、s2、s3。作为响应，触摸检测传感器s1、s2、s3将依序地生成对应于频率f1的调制信号m
s1w1
、m
s2w1
和m
s3w1
。在子周期2，频率选择单元211选择预选频率f2、信号生成单元212生成与预选频率f2对应的参考信号w2，并且对于所生成的w2，传感器选择单元213依序地将其施加到触摸检测传感器s1、s2、s3。作为响应，触摸检测传感器s1、s2、s3将依序地生成对应于频率f2的调制信号m
s1w2
、m
s2w2
和m
s3w2
。在子周期3，频率选择单元211选择预选频率f3，信号生成单元212生成与预选频率f2对应的参考信号w3，并且对于所生成的w3，传感器选择单元213依序地将其施加到触摸检测传感器s1、s2、s3。作为响应，触摸检测传感器s1、s2、s3将依序地生成对应于频率f3的调制信号m
s1w3
、m
s2w3
和m
s3w3
。
42.由此，与图4a相同的，在一个检测周期内，各个触摸检测传感器s1、s2、s3总共生成9个调制信号，即m
siwj
(i＝1～3，j＝1～3)。
43.图5示意性示出图2中的信号检测器的结构。
44.信号检测器220包括信号接收单元221和iq解调单元222。信号接收单元221可以接收由各个触摸检测传感器s1、s2、s3生成的调制信号m
siwj
(i＝1，j＝1～3)。
45.iq解调单元222对调制信号m
siwj
执行iq解调，以得到对触摸检测传感器si施加频率为fj的参考信号wj时，该触摸检测传感器si所感测到的电容值c
siwj
和/或电阻值r
siwj
，其中电容值c
siwj
作为iq解调的q分量，电阻值r
siwj
作为iq解调的i分量，由此可以去除寄生电阻所造成的影响，更准确地测量出由于触摸而造成的电容和/或电阻变化进而实现更准确的方向盘触摸检测。
46.如前所述，触摸检测传感器s1、s2、s3共生成9个调制信号m
siwj
(i＝1～3，j＝1～3)，iq解调单元222分别对这9个调制信号m
siwj
(i＝1～3，j＝1～3)执行iq解调，将得到9组电容值c
siwj
和/或电阻值r
siwj
(i＝1～3，j＝1～3)，包括：由触摸检测传感器s1在各个参考信号w1、w2、w3下感测到的电容值c
s1w1
、c
s1w2
、c
s1w3
和/或电阻值r
s1w1
、r
s1w2
、r
s1w3
，由触摸检测传感器s2在各个参考w1、w2、w3下感测到的电容值c
s2w1
、c
s2w2
、c
s2w3
和/或电阻值r
s2w1
、r
s2w2
、r
s2w3
以及由触摸检测传感器s3在参考信号w1、w2、w3下感测到的电容值c
s3w1
、c
s3w2
、c
s3w3
和/或电阻值r
s3w1
、r
s3w2
、r
s3w3
。
47.这些电容值c
siwj
和/或电阻值r
siwj
被信号处理器230处理，以确定各个触摸检测传感器所感测到的触摸检测状态，进而确定方向盘的触摸检测状态。
48.图6示意性示出图2中的信号处理器230基于各个触摸检测传感器在多个参考信号中的各个参考信号下的触摸检测信号确定方向盘的触摸检测状态的过程。
49.参考图6，在610处，针对多个触摸检测传感器中的每个触摸检测传感器s1、s2、s3，信号处理器230基于该触摸检测传感器在各个参考信号w1、w2、w3下的触摸检测信号确定该触摸检测传感器在各个参考信号w1、w2、w3下的触摸检测状态。具体来说，信号处理器230基于由信号检测器220解调得出的电容值c
siwj
和电阻值r
siwj
来确定触摸检测传感器在各个参考信号w1、w2、w3下的触摸检测状态。可以设定通过实验或计算已经确定当驾驶员触摸方向盘时所形成的电容和电阻的预设阈值分别为c和r。当驾驶员触摸方向盘时，驾驶员的手相当于是电容的一极，电容的平板电极面积增大，导致电容值增大，并且驾驶员相当于并联接入的电阻，导致电阻值减小。
50.在一个示例中，信号处理器230仅基于触摸检测信号中的电容值c
siwj
确定触摸检测传感器在各个参考信号w1、w2、w3下的触摸检测状态。
51.例如，对于触摸检测传感器s1，经信号检测器220解调所得，在参考信号w1下感测到电容值c
s1w1
。将电容值c
s1w1
与电容预设阈值c比较，若电容值c
s1w1
在大于等于c，即c
s1w1
≥c，则确定触摸检测传感器s1在参考信号w1下的触摸检测状态为未离手状态，反之，若电容值c
s1w1
小于c，即c
s1w1
＜c，则确定触摸检测传感器s1在参考信号w1下的触摸检测状态为离手状态。类似地，分别将触摸检测传感器s1在参考信号w2下的电容值c
s1w2
、在参考信号w3下的电容值c
s1w3
与电容预设阈值c进行比较，可以确定触摸检测传感器s1在参考信号w2、w3下的触摸检测状态为未离手状态或离手状态。同理，针对触摸检测传感器s2和s3，将在参考信号w1、w2、w3下感测到的电容值c
s2w1
、c
s2w2
、c
s2w3
、c
s3w1
、c
s3w2
、c
s3w3
与电容预设阈值c比较，可以确定触摸检测传感器s2和s3在参考信号w2、w3下的触摸检测状态为未离手状态或离手状态。
52.在另一示例中，信号处理器230仅基于触摸检测信号中的电阻值r
siwj
确定触摸检测传感器在各个参考信号w1、w2、w3下的触摸检测状态。
53.与采用电容值c
siwj
类似地，可以通过比较电阻值r
siwj
与电阻预设阈值r来确定各个触摸检测传感器在各个参考信号w1、w2、w3下的触摸检测状态。当r
siwj
≤r时，确定触摸检测传感器在相应参考信号下的触摸检测状态为未离手状态，当r
siwj
＞r时，确定触摸检测传感器在相应参考信号下的触摸检测状态为离手状态。
54.在又一示例中，信号处理器230基于触摸检测信号中的电容值c
siwj
和电阻值r
siwj
两者来确定触摸检测传感器在各个参考信号w1、w2、w3下的触摸检测状态。
55.例如，对于触摸检测传感器s1，将电容值c
s1w1
与电容预定阈值c以及电阻值r
s1w1
与预定电阻阈值r进行比较。当c
s1w1
≥c且r
s1w1
≤r时，确定触摸检测传感器s1在参考信号w1下的触摸检测状态为未离手状态；当c
s1w1
＜c且r
s1w1
＞r时，确定触摸检测传感器s2在参考信号w1下的触摸检测状态为离手状态；当c
s1w1
≥c且r
s1w1
＞r或者当c
s1w1
＜c且r
s1w1
≥r时，无法确定触摸检测传感器s1在参考信号w1下的触摸检测状态。类似地，对于触摸检测传感器s2、s3，通过比较在参考信号w1、w2、w3下感测到的电容值c
siwj
(i＝2～3,j＝1～3)与电容预设阈值c，并且比较在参考信号w1、w2、w3下感测到的电阻值r
siwj
(i＝2～3,j＝1～3)与电阻预设阈值r，可以确定触摸检测传感器s2、s3在各个参考信号w2、w3下的触摸检测状态。
56.在620处，针对触摸检测传感器s1、s2、s3中的每一个，信号处理器230基于该触摸检测传感器在各个参考信号w1、w2、w3下的触摸检测状态，确定触摸检测传感器s1、s2、s3的触摸检测状态。
57.信号处理器230按照以下规则确定触摸检测传感器在各个参考信号下的触摸检测状态：(1)在触摸检测传感器在各个参考信号w1、w2、w3下的触摸检测状态均为离手状态的情况下，确定触摸检测传感器的触摸检测状态为离手状态；(2)在触摸检测传感器在各个参考信号w1、w2、w3下的触摸检测状态均为未离手状态的情况下，确定触摸检测传感器的触摸检测状态为未离手状态；以及(3)在触摸检测传感器在各个参考信号w1、w2、w3下的触摸检测状态不一致的情况下，将该各个参考信号中至少一部分参考信号的频率标记为受干扰频率。附带地，还可以根据少数服从多数的原则，将所述触摸检测传感器的触摸检测状态设置为所述多个参考信号中的大多数参考信号所反映的触摸检测状态。
58.例如，在610处获得的各个触摸检测传感器s1、s2和s3在各个w1、w2、w3下的触摸检测状态可能如表1所示。
59.【表1】
[0060][0061]
根据表1，各个触摸检测传感器s1、s2和s3在各个参考信号w1、w2、w3下的触摸检测状态均为离手状态ho，这说明触摸检测传感器s1、s2和s3均没有感测到由于驾驶员触摸相应触摸检测区而形成的电容和/或电阻。
[0062]
在这种情况下，确定触摸检测传感器s1、s2和s3的触摸检测状态均为离手状态。
[0063]
又例如，在610处获得的各个触摸检测传感器s1、s2、s3在各个w1、w2、w3下的触摸检测状态可能如表2所示。
[0064]
【表2】
[0065][0066]
根据表2，触摸检测传感器s1、s3在各个参考信号w1、w2、w3下的触摸检测状态均为离手状态ho，这表明触摸检测传感器s1、s3无论在哪一个预选频率的参考信号下均没有感测到驾驶员触摸相应触摸检测区z1、z3而形成的电容和/或电阻。而触摸检测传感器s2在各个参考信号w1、w2、w3下的触摸检测状态均为未离手状态non-ho，这表明触摸检测传感器s2无论在哪一个预选频率的参考信号下均感测到了驾驶员触摸相应触摸检测区z2而形成的电容和/或电阻。
[0067]
在这种情况下，确定触摸检测传感器s1、s3的触摸检测状态为离手状态，且确定触摸检测传感器s2的触摸检测状态为未离手状态。
[0068]
再例如，在610处获得的各个触摸检测传感器s1、s2、s3在各个w1、w2、w3下的触摸检测状态可能如表3所示。
[0069]
【表3】
[0070][0071]
根据表3，触摸检测传感器s1在参考信号w1、w2、w3下的触摸检测状态均为离手状态ho，则确定触摸检测传感器s1的触摸检测状态为离手状态ho。触摸检测传感器s3在参考信号w1、w2、w3下的触摸检测状态均为离手状态non-ho，则确定触摸检测传感器s3的触摸检
测状态为未离手状态non-ho。触摸检测传感器s2在参考信号w1、w3下的触摸检测状态为离手状态ho，而在参考信号w2下的触摸检测状态为未离手状态non-ho，这表明触摸检测传感器s2对于不同频率参考信号的感测结果不一致，则无法确定触摸检测传感器s2的触摸检测状态，这是因为：由于在同一时刻或极短时间段(例如，一个检测周期，大约10ms)内，驾驶员的手相对于方向盘100的位置几乎不变，那么对于同一个触摸检测传感器，无论对其施加哪个预选频率的参考信号，得到的触摸检测状态应该是相同的。如果在施加某个预选频率时得到的触摸检测状态与施加其它预选频率时得到的触摸检测状态不同，则可能是由于该预选频率或其它预选频率受到了干扰。
[0072]
在这种情况下，可以根据少数服从多数的原则，将多个参考信号中的反映出与大多数参考信号所反映的触摸检测状态不同的一部分参考信号的频率标记为受干扰频率。对于表3，参考信号w2反映出的触摸检测状态与w1和w3不同，可以将参考信号w2的频率f2标记为受干扰频率。附带地，还可以根据少数服从多数的原则，将所述触摸检测传感器的触摸检测状态设置为所述多个参考信号中的大多数参考信号所反映的触摸检测状态。
[0073]
需要说明的是，表3的情况仅仅是示例，更可能出现的情况是一旦某个预选频率受到了干扰，则无论针对哪一个触摸检测传感器，经由该受干扰频率的参考信号所确定的触摸检测状态都可能反映出与经由其它频率的参考信号所确定的触摸检测状态不同的触摸检测状态。
[0074]
在630处，基于多个触摸检测传感器中的各个触摸检测传感器的触摸检测状态，确定方向盘的触摸检测状态。
[0075]
信号处理器230按照以下规则确定方向盘100的触摸检测状态：(1)当在620处确定各个触摸检测传感器的触摸检测状态均为离手状态的情况下，确定方向盘的触摸检测状态为离手状态；(2)当在620处确定各个触摸检测传感器的触摸检测状态均为未离手状态的情况下，或者当在620处确定至少一个触摸检测传感器的触摸检测状态为未离手状态且其它触摸检测传感器的触摸检测状态为离手状态的情况下，确定方向盘100的触摸检测状态为未离手状态；(3)当在620处标记了至少一个受干扰频率，则无法确定方向盘的触摸检测状态，同时将所标记的受干扰频率反馈给信号生成器。作为此处的(3)的一种替代方式，也可以考虑(4)：当在620处标记了至少一个受干扰频率时，则按照少数服从多数的原则，对于每个触摸检测传感器，选择该触摸检测传感器所呈现的数量最多的触摸检测状态作为该触摸检测传感器的触摸检测状态。此外，在此情况下，当每个触摸检测区中布置有多个触摸检测传感器时，可以根据所述多个触摸检测传感器的触摸检测状态确定其所在的触摸检测区的状态，然后可以再根据每个触摸检测区的触摸检测状态最终确定方向盘的触摸检测状态。
[0076]
由此，在一个检测周期结束时，方向盘触摸检测设备200可以确定方向盘的触摸检测状态为离手状态、未离手状态、或者无法确定方向盘的触摸检测状态。
[0077]
在此基础上，方向盘触摸检测设备200可以对方向盘连续实施多个检测周期，如果检测到方向盘处于离手状态的时间超过预设离手阈值，例如在500个检测周期(每个检测周期10ms，即5秒钟)内均检测到方向盘处于离手状态，则发出警报消息以提醒驾驶员离手时间已经过长，可能导致发生安全事故。
[0078]
如前所述，信号处理器230将所标记的受干扰频率反馈给信号生成器210，一旦信号生成器210被反馈了受干扰频率，则在新的检测周期，信号生成器210中的频率选择单元
211就可以使用在预定时段(例如，一定数量的检测周期，例如最近的3、5、10个检测周期等，本公开对此不作限制)中未使用过的新频率替代受干扰率，以更新预选频率。例如，对于表3，一旦信号处理器在620处将频率f2标记为受干扰频率，则在新的检测周期，频率选择单元211就选择在预定时段中未使用过的新频率f4来代替受干扰率f2，信号生成单元212生成与更新后的预选频率f1、f4、f3一一对应的更新后的参考信号w1、w4、w3。然后，信号处理器230基于各个触摸检测传感器在各个更新后的参考信号w1、w4、w3所生成的触摸检测信号来确定方向盘100的触摸检测状态。
[0079]
此外，作为另一种示例，即使在上一检测周期内没有频率被标记为受干扰频率，在新的检测周期也可以用在预定时段内未使用过的一个或多个新频率替代预选频率f1、f2和f3中的一个或多个，例如在新的检测周期将预选频率f1、f2和f3更新为f1、f4和f5，其中f4和f5是与f1、f2和f3不同的频率。以这种方式，可以提高触摸检测状态的可靠性。
[0080]
根据本公开实施例的方向盘触摸检测设备，采用分时跳频原理，通过将不同频率的参考信号施加到方向盘中的各个触摸检测传感器，并基于各个触摸检测传感器在各个频率的各个参考信号下所感测到的触摸检测状态来确定方向盘的触摸检测状态，提高了方向盘触摸检测的可靠性，有利于增强车辆驾驶过程中的安全性。同时，通过标记受干扰频率、以预定时段内未使用的新频率代替受干扰频率，可以降低例如由电磁兼容性emc而引起的对触摸检测传感器的检测所造成的干扰。
[0081]
以上结合图2至图6描述了根据本公开实施例的方向盘触摸检测设备200，下面结合图7-图9描述由方向盘触摸检测设备执行的方向盘触摸检测方法。由于一些步骤或过程已经上文详细阐述了，因此为了避免的重复，下文将省略相同或相似的内容。
[0082]
图7示意性示出根据本公开实施例的方向盘触摸检测方法700的流程图，该方法可以由上文描述的方向盘触摸检测设备200在一个检测周期内执行。
[0083]
参考图7，根据本公开实施例的用于方向盘触摸检测的方法700包括步骤710～740，其中所述方向盘包括多个触摸检测传感器。其中，所述多个触摸检测传感器可以同时位于一个触摸检测区内，或者可以分别位于不同的触摸检测区内
[0084]
在步骤710中，生成与多个预选频率一一对应的多个参考信号，其中多个触摸检测传感器的数量与多个参考信号的数量相同。例如，生成具有频率f1、f2和f3的参考信号，参考信号的波形可以是正弦波、矩形波、三角波等。
[0085]
在步骤720中，对于多个参考信号中的每一个，在时间上不重叠地将其施加到多个触摸检测传感器中的各个触摸检测传感器。这意味着分时地将具有不同频率的参考信号施加到各个触摸检测传感器，施加参考信号的方式包括但不限于前面已经结合图4a和图4b所描述的两种方式。每个触摸检测传感器对其被施加的参考信号进行调制，以产生对应的调制信号。
[0086]
在步骤730中，对于多个参考信号中的每一个，检测多个触摸检测传感器中的各个触摸检测传感器产生的调制信号并对调制信号进行解调，以得到在该参考信号下多个触摸检测传感器中的各个触摸检测传感器的触摸检测信号。作为该步骤的一个示例，可以使用iq解调技术对调制信号进行iq解调，得到的每个触摸检测信号包括触摸检测传感器所感测到的电容值和/或电阻值，其中电容值作为iq解调的q分量，电阻值作为iq解调的i分量，由此可以去除寄生电阻所造成的影响，更准确地测量出由于触摸而造成的电容和/或电阻变
化进而实现更准确的方向盘触摸检测。
[0087]
在步骤740中，基于在多个参考信号中的各个参考信号下多个触摸检测传感器中的各个触摸检测传感器的触摸检测信号，确定方向盘的触摸检测状态。作为该步骤的一个示例，可以基于在步骤730中iq解调所得到的电容值和/或电阻值来确定方向盘的触摸检测状态，这将在图8中详细描述。
[0088]
图8示意性示出图7中的步骤740的流程图。
[0089]
参考图8，步骤740包括三个子步骤810～830。
[0090]
在子步骤810中，对于多个触摸检测传感器中的每个触摸检测传感器，基于该触摸检测传感器在多个参考信号中的各个参考信号下的触摸检测信号，确定该触摸检测传感器在各个参考信号下的触摸检测状态。作为该子步骤的一个示例，可以将触摸检测传感器在各个参考信号下的触摸检测信号所指示的电容值和/或电阻值之一或两者与对应的预定电容阈值c和/或电阻阈值r分别比较，以确定触摸检测传感器在各个参考信号下的触摸检测状态。
[0091]
在子步骤820中，对于多个触摸检测传感器中的每个触摸检测传感器，基于该触摸检测传感器在各个参考信号下的触摸检测状态确定触摸检测传感器的触摸检测状态。在此子步骤中，按照以下规则确定触摸检测传感器的触摸检测状态：(1)在触摸检测传感器在各个参考信号下的触摸检测状态均为离手状态的情况下，确定触摸检测传感器的触摸检测状态为离手状态；(2)在触摸检测传感器在各个参考信号下的触摸检测状态均为未离手状态的情况下，确定触摸检测传感器的触摸检测状态为未离手状态；以及(3)在触摸检测传感器在各个参考信号下的触摸检测状态不一致的情况下，无法确定该触摸检测传感器的触摸检测状态，同时按照少数服从多数的原则，将多个参考信号中的反映出与大多数参考信号所反映的触摸检测状态不同的一部分参考信号的频率标记为受干扰频率。附带地，还可以根据少数服从多数的原则，将所述触摸检测传感器的触摸检测状态设置为所述多个参考信号中的大多数参考信号所反映的触摸检测状态。
[0092]
在子步骤830中，基于多个触摸检测传感器中的各个触摸检测传感器的触摸检测状态，确定方向盘的触摸检测状态。在此子步骤中，按照以下规则确定方向盘100的触摸检测状态：(1)当在子步骤820中确定各个触摸检测传感器的触摸检测状态均为离手状态的情况下，确定方向盘的触摸检测状态为离手状态；(2)当在子步骤820中确定各个触摸检测传感器的触摸检测状态均为未离手状态的情况下，或者当在子步骤820中确定至少一个触摸检测传感器的触摸检测状态为未离手状态且其它触摸检测传感器的触摸检测状态为离手状态的情况下，确定方向盘100的触摸检测状态为未离手状态；(3)当在子步骤820中标记了至少一个受干扰频率的情况下，无法确定方向盘的触摸检测状态。作为此处的(3)的一种替代方式，也可以考虑(4)：当在子步骤820中标记了至少一个受干扰频率时，则按照少数服从多数的原则，对于每个触摸检测传感器，选择该触摸检测传感器所呈现的数量最多的触摸检测状态作为该触摸检测传感器的触摸检测状态。此外，在此情况下，当每个触摸检测区中布置有多个触摸检测传感器时，可以根据所述多个触摸检测传感器的触摸检测状态确定其所在的触摸检测区的状态，然后可以再根据每个触摸检测区的触摸检测状态最终确定方向盘的触摸检测状态。
[0093]
以上子步骤810-830与图6所示的方向盘触摸检测设备200中的信号处理器230基
于各个触摸检测传感器在多个参考信号中的各个参考信号下的触摸检测信号确定方向盘的触摸检测状态的过程610-630类似，由于前面已经以表1、表2、表3为例详细描述了此过程，因此，此处不再赘述。
[0094]
图9是示意性示出根据本公开实施例的方向盘触摸检测方法900的示意流程图，该方法由上文描述的方向盘触摸检测设备200在多个检测周期内执行。
[0095]
在步骤910中，设定检测周期数为k，该方法900以k＝1开始。
[0096]
在步骤920中，在第一个检测周期内执行以上所述的方法700，确定方向盘在本检测周期内的触摸检测状态。
[0097]
在步骤930中，判断步骤920中是否有至少一个频率被标记为受干扰频率。作为一种情况，若步骤920中有至少一个频率被标记为受干扰频率，则前进到步骤940。
[0098]
在步骤940中，通过利用在预定时段(例如，一定数量的检测周期)内未使用过的新频率替代受干扰频率来更新该多个预选频率。例如，当在步骤920中将频率f2标记为受干扰频率时，使用在预定时段内未使用过的新频率f4来代替f2，更新后的预选频率为f1、f2和f4。然后，前进到步骤950。
[0099]
在步骤950中，检测周期数为k增加1，即进入下一个检测周期。
[0100]
回到步骤930，作为另一种情况，若步骤920中没有频率被标记为受干扰频率，则前进到步骤960。
[0101]
在步骤960中，判断方向盘处于离手状态的时间是否超过预设离手阈值，例如5秒钟，若每个检测周期为10ms，则对应于500个检测周期。例如，在连续500个检测周期内步骤920的结果均为离手状态，则判断方向盘处于离手状态的时间已达预设离手阈值。在这种情况下，则发出警报消息。若判断方向盘处于离手状态的时间尚未超过预设离手阈值，则前进到步骤950，检测周期数为k增加1，进入下一个检测周期。
[0102]
如此重复步骤920至960，直至方向盘处于离手状态的时间是否超过预设离手阈值时发出警报消息，以提醒驾驶员离手时间已经过长，可能导致发生安全事故。
[0103]
尽管上面以方向盘包括三个触摸检测区且每个检测区包括一个触摸检测传感器进行说明，然而应了解，本公开实施例的方向盘触摸检测方法不限于此。
[0104]
本公开实施例的方向盘触摸检测方法可以应用于对方向盘包括至少一个触摸检测区且每个检测区包括多个触摸检测传感器的情况，在此情况下，对于每个触摸检测区内的多个触摸检测传感器，可以利用本公开实施例的方向盘触摸检测方法确定该触摸检测区的触摸检测状态，即该触摸检测区处于离手还是未离手状态。即，对该触摸检测区内的多个触摸检测传感器分别施加与该触摸检测区内的触摸检测传感器数量相同的、分别具有不同的预选频率的多个参考信号；然后，基于在多个参考信号中的各个参考信号下该触摸检测区内的多个触摸检测传感器中的各个触摸检测传感器的触摸检测信号确定该触摸检测区的触摸检测状态；然后，基于各个触摸检测区的检测结果确定方向盘的触摸检测状态，这可以按照以下规则进行：(1)当所有触摸检测区的触摸检测状态都为离手状态时，确定方向盘的触摸检测状态为离手状态；(2)当所有触摸检测区的状态都为未离手状态，或者当至少有一个触摸检测区的状态为未离手状态且其它触摸检测区的触摸检测状态为离手状态时，确定方向盘的触摸检测状态为未离手状态；(3)当由于至少一个频率被标记为受干扰频率而导致至少一个触摸检测区的触摸检测状态无法确定时，认为方向盘的触摸检测状态也无法
确定，在此情况下，可以如前所述地使用在预定时段内未使用过的新频率更新被标记的受干扰频率，并使用更新后的预选频率进行执行下一个检测周期；作为此处(3)的一种替代方式，也可以考虑(4)当至少一个频率被标记为受干扰频率时，可以按照少数服从多数的原则，对于每个触摸检测传感器，选择该触摸检测传感器所呈现的数量最多的触摸检测状态作为该触摸检测传感器的触摸检测状态。此外，在此情况下，当每个触摸检测区中布置有多个触摸检测传感器时，可以根据所述多个触摸检测传感器的触摸检测状态确定其所在的触摸检测区的状态，然后可以再根据每个触摸检测区的触摸检测状态最终确定方向盘的触摸检测状态。
[0105]
此外，对于多个触摸检测区且每个触摸检测区中包含多个触摸检测传感器的情况，每个触摸检测区中的触摸检测传感器的数量可以相同也可以不同。在每个触摸检测区中的触摸检测传感器的数量相同的情况下，可以对每个触摸检测区应用相同的预选频率。在每个触摸检测区中的触摸检测传感器的数量不同的情况下，可以对每个触摸检测区应用不同的频率。
[0106]
如上所示，根据本公开实施例的方向盘触摸检测方法，通过采用分时跳频技术，在时间不重叠地将不同频率的参考信号施加到方向盘中的各个触摸检测传感器，并基于各个触摸检测传感器在各个频率的各个参考信号下所感测到的触摸检测状态来确定方向盘的触摸检测状态，提高了方向盘触摸检测的可靠性。同时，通过标记受干扰频率，并在检测过程中排除受干扰频率，可以降低例如emc对触摸检测结果的不利影响。再者，通过在判断出离手状态的时间超过预设离手阈值时发出警报消息，有利地避免安全事故，使hod功能发挥预期的效果。
[0107]
在上面详细描述的本公开的示例实施例仅仅是说明性的，而不是限制性的。本领域技术人员应该理解，在不脱离本公开的原理和精神的情况下，可对这些实施例或其特征进行各种修改和组合，这样的修改应落入本公开的范围内。