方向控制机构、离手检测方法、系统及车辆

技术领域

本申请涉及离手检测技术领域，具体涉及一种方向控制机构、离手检测方法、系统及车辆。

背景技术

相关技术中，方向盘离手检测，通常是将作为检测电极的金属织物布置于方向盘内饰表皮之下，并采用专门措施减少方向盘毂造成的耦合电容(增加屏蔽层)。

然而，由于方向盘离手检测采用金属织物作为检测电极，必须被布置在方向盘内饰表皮之下，所以在方向盘内饰表皮的阻碍之下，金属织物对人手耦合的目标电容值较低，容易受到方向盘毂造成的耦合电容的影响而发生误判断，即使设置屏蔽层能够减少方向盘毂造成的耦合电容影响，但由于手部接触方向盘时产生的耦合电容值仍旧较低，依旧容易导致离手检测灵敏度较低。

发明内容

本申请的目的在于提供一种方向控制机构、离手检测方法、系统及车辆，可以避免离手检测时的误判，提高检测灵敏度。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种离手检测方法，应用于方向控制机构，用于检测手部和所述方向控制机构的接触状态；所述方法，包括：

向位于所述方向控制机构表面的第二导电层加载第一激励信号，其中，所述第二导电层用于与手部直接或间接接触并与人体形成导电关系；

获取所述第二导电层上的采样信号，其中，所述采样信号会由于手部和所述方向控制机构的接触状态不同而发生变化；

根据所述采样信号与所述第一激励信号计算目标电容值；

根据所述目标电容值与指定电容值的比较结果确定手部和所述方向控制机构的接触状态。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种离手检测系统，包括：方向控制机构、第一信号生成单元、采样单元、计算单元以及处理单元；

所述方向控制机构包括：方向控制本体、绝缘层与第二导电层，所述绝缘层位于所述方向控制本体上，所述第二导电层位于所述绝缘层远离所述方向控制本体的一侧，其中，所述第二导电层用于与手部直接或间接接触并与人体形成导电关系；

所述第一信号生成单元，用于生成第一激励信号，并向所述第二导电层输出所述第一激励信号；

所述采样单元，用于对所述第二导电层上的信号进行采样，获得采样信号，其中，所述采样信号会由于手部和所述方向控制机构的接触状态不同而发生变化；

所述计算单元，用于根据所述采样信号与所述第一激励信号计算目标电容值；

所述处理单元，用于根据所述目标电容值与指定电容值的比较结果确定手部和所述方向控制机构的接触状态。

根据本申请实施例的第三方面，提供一种方向控制机构，包括方向控制本体与感应结构，所述感应结构位于所述方向控制本体的表面；

所述感应结构包括：绝缘层与第二导电层，所述绝缘层位于所述方向控制本体上，所述第二导电层位于所述绝缘层远离所述方向控制本体的一侧，其中，所述第二导电层用于与手部直接或间接接触并与人体形成导电关系；

所述方向控制机构采用上述的离手检测方法进行离手检测。

根据本申请实施例的第四方面，提供一种车辆，包括上述的离手检测系统或上述的方向控制机构。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：由于第二导电层位于方向控制本体的表面，而且，第二导电层在直接或间接接触手时与手形成导电关系。通过向第二导电层加载第一激励信号，然后，获取第二导电层上的采样信号，其中，采样信号会由于手部和方向控制机构的接触状态不同而发生变化，然后，根据采样信号与第一激励信号计算目标电容值，根据目标电容值与指定电容值的比较结果确定手和方向控制机构的接触状态。由于第二导电层位于方向控制机构的表面，手可以直接接触到第二导电层，即便手间接接触第二导电层，手与第二导电层之间的距离也比较小，这样，可以提高方向控制机构与手之间的感应电容，进而避免离手检测时的误判，提高检测灵敏度。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种感应结构的结构示意图。

图2A是根据另一示例性实施例示出的一种感应结构的结构示意图。

图2B是根据另一示例性实施例示出的一种感应结构的结构示意图。

图2C是根据另一示例性实施例示出的一种感应结构的结构示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种触摸检测系统的结构示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种第二激励信号与第一激励信号的关系示意图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种第三激励信号与第一激励信号的关系示意图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种驾驶员的手握方向盘的示意图。

图7是根据一示例性实施例示出的一种离手检测方法的流程图。

图8是根据另一示例性实施例示出的一种离手检测方法的流程图。

图9是根据另一示例性实施例示出的一种离手检测方法的流程图。

图10是根据一示例性实施例示出的一种离手检测系统的结构框图。

图11是根据另一示例性实施例示出的一种离手检测系统的结构框图。

图12是根据另一示例性实施例示出的一种离手检测系统的结构框图。

具体实施方式

除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。以下将结合附图描述本申请的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。在不偏离本申请的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对本申请的实施方式进行修改和替换，所得实施方式也在本申请的保护范围之内。

相关技术中，由于方向盘离手检测采用金属织物作为检测电极，一般被布置在方向盘内饰表皮之下，所以在方向盘内饰表皮的阻碍之下，金属织物对人手耦合的目标电容值较低，容易受到方向盘毂造成的耦合电容的影响而发生误判断，导致离手检测灵敏度较低。

为了解决上述问题，采用了激励屏蔽的方法来减少方向盘毂造成的耦合电容，但激励屏蔽层导致作为检测电极的金属织物和方向盘毂隔离，虽然避免了盘毂造成的耦合电容影响，但手部与方向盘接触的耦合电容仍旧较小，离手检测的灵敏度仍旧不佳，同时，采用激励屏蔽层隔离方向盘毂盒检测电极还会带来不利于人体静电释放等可靠性问题。

另外，检测电极采用金属薄膜电极的成本较高，达到60RMB左右。传统的方向盘离手检测采用的电容检测芯片(AS8579)的电容检测范围最大仅有到2nF，无法满足人手直接接触检测电极时产生较大电容的检测需要。

为了解决上述技术问题，本申请提出一种方向控制机构、离手检测方法、系统及车辆，可以提高方向控制机构与手部之间的感应电容，进而避免离手检测时的误判，提高检测灵敏度。

本申请以人体与产品表面直接或间接接触时形成导电关系，且该导电关系的通断会引起产品输出的电信号的变化为技术构思，还提出了一种感应结构，该感应结构能够铺设在方向控制机构的表面，人体与感应结构接触时，感应结构生成的电信号相对于人体未接触感应结构接触时不同，解析产品输出的电信号便可检测出人体和产品的接触关系。

在介绍本申请提供的离手检测方法之前，先介绍一下上述的感应结构，以及方向控制机构。

如图1与图2A所示，本申请提供一种感应结构。该感应结构应用于方向控制本体14，包括：绝缘层12与第二导电层13。

其中，绝缘层12设置于方向控制本体14的表面，第二导电层13位于绝缘层12远离方向控制本体14的一侧，第二导电层13配置为在直接或间接接触人体(例如手)时与人体之间形成导电关系。也就是说，感应结构包覆于方向控制本体14的表面，感应结构裸露设置。具体地，绝缘层12包覆于方向控制本体14的表面，第二导电层13包覆于绝缘层12的表面，且第二导电层13裸露设置。

由于第二导电层13位于感应结构的表面，人体(例如手)可以直接接触到第二导电层13，即便人体间接接触第二导电层13，人体与感应结构之间的距离也比较小，这样，可以提高感应结构与人体之间的感应电容，进而避免离手检测时的误判，提高检测灵敏度。

在一个实施例中，如图2A所示，感应结构还包括第一导电层11、第一导线16与第二导线17。

其中，第一导电层11位于所述方向控制本体14与所述绝缘层12之间。

第一导线16与第一导电层11电连接，第一导线16接地。第一导线16可以为金属导线。

第二导线17与第二导电层13电连接，第二导线17用于连接电容检测装置。第二导线17可以为金属导线。

而且，第一导电层11通过第一导线16接地，第一导电层11和第二导电层13之间的阻抗小于外侧设置的第二导电层13与电路之间的阻抗，例如，第一导电层11和第二导电层13之间的阻抗约为300K欧姆，外侧设置的第二导电层13与电路之间的阻抗约为1M欧姆，所以人体释放的静电只能向内侧设置的第一导电层11移动，进而静电可以通过接地的第一导电层11释放，这样，当人体接触感应结构时，可以利用接地的第一导电层11释放人体静电，避免人体静电损坏感应结构，提高产品可靠性。

在一个实施例中，绝缘层12可以为柔性绝缘层，第一导电层11与第二导电层13可以为柔性导电层。

在一个实施例中，如图1所示，感应结构可以位于方向控制本体14表面，其中，方向控制本体14可以为车辆的方向盘，但不限于此。第一导电层11位于面向方向控制本体14的一侧，第二导电层13位于背离方向控制本体14的一侧，且裸露设置。绝缘层12可以为方向盘的装饰皮革。由于第二导电层13裸露设置于方向控制本体14的表面，这样，便可以检测人手与方向控制本体14的接触关系，例如，可以实现车辆方向盘的离手检测。

在一个实施例中，如图1所示，感应结构与方向控制本体14之间还设有间隔层15，具体地，间隔层15位于方向控制本体14与第一导电层11之间，间隔层15的材料可以为绝缘材料，例如，间隔层15的材料可以为泡棉或绝缘布。

在一个实施例中，感应结构还包括紧固结构和防击穿结构。

其中，紧固结构导电，能够将第一导线16与第一导电层11固定连接且电连接，将第二导线17与第二导电层13固定连接且电连接。也就是说，紧固结构是用来将第一导线16固定在第一导电层11上，将第二导线17固定在第二导电层13上，使第一导线16与第一导电层11之间、第二导线17与第二导电层13之间均能够导电。

其中，防击穿结构是用来防止第一导电层11和第二导电层13之间形成电连接。由于第二导电层13直接接触人体检测电信号，第一导电层11接地用于排出人体产生的静电，而且，由于紧固结构通常会贯穿第一导电层11和第二导电层13，容易造成第一导电层11和第二导电层13之间导电，进而造成电路短路。所以，采用防击穿结构避免紧固结构将第一导电层11和第二导电层13之间导电，进而，避免电路短路影响设备正常工作。

在一个实施例中，如图2A所示，紧固结构包括第一紧固件18与第二紧固件19。

其中，第一紧固件18将第一导线16与第一导电层11固定连接且电连接。第一紧固件导电。第一紧固件18为金属紧固件。

第二紧固件19将第二导线17与第二导电层13固定连接且电连接；第二紧固件导电。第二紧固件19为金属紧固件。

在一个实施例中，如图2A所示，防击穿结构包括第一避让孔111和第二避让孔131，第一导电层11上开设有第一避让孔111，第二导电层13上开设有第二避让孔131。

其中，第一紧固件18的一端将第一导线16压接在第一导电层11远离绝缘层12的表面上，另一端依次穿过第一导线16、第一导电层11与绝缘层12，且位于第二避让孔131中。第一紧固件18在绝缘层12上的投影位于第二避让孔131在绝缘层12上的投影中。第二避让孔131用于避免第一紧固件18与第二导电层13接触，进而避免第一紧固件18将第一导电层11和第二导电层13之间导通形成电连接。

第二紧固件19的一端将第二导线17压接在第二导电层13远离绝缘层12的表面上，另一端依次穿过第二导线17、第二导电层13与绝缘层13，且位于第一避让孔111中。第一避让孔111用于避免第二紧固件19与第一导电层11接触，进而避免第二紧固件19将第一导电层11和第二导电层13之间导通形成电连接。

第二紧固件19在绝缘层12上的投影位于第一避让孔111在绝缘层12上的投影中。第一避让孔111用于避免第二紧固件19与第一导电层11接触。

在一个实施例中，如图2A所示，第一紧固件18包括第一螺栓181与第一螺母182。

其中，第一螺栓181的头部1811将第一导线16压接在第一导电层11远离绝缘层12的表面上，第一螺栓181的螺杆1812贯穿第一导线16、第一导电层11与绝缘层12，第一螺栓181的螺杆1812远离头部1811的一端从绝缘层12中露出来，且位于第二避让孔131中。

第一螺母182位于第二避让孔131中，且拧在第一螺栓181的螺杆1812远离头部1811的一端，第一螺母182与第一螺栓181配合，实现将第一导线16压接在第一导电层11上。

在一个实施例中，如图2A所示，第二紧固件19包括第二螺栓191与第二螺母192。

第二螺栓191的头部1911将第二导线17压接在第二导电层13远离绝缘层12的表面上，第二螺栓191的螺杆191贯穿第二导线17、第二导电层13与绝缘层12，第二螺栓191的螺杆1911远离头部1911的一端从绝缘层12中露出来，且位于第一避让孔111中。

第二螺母192位于第一避让孔111中，且拧在第二螺栓191的螺杆1912远离头部1911的一端，第二螺母192与第二螺栓191配合，实现将第二导线17压接在第二导电层13上。

在一个实施例中，如图2B所示，防击穿结构包括第一绝缘套23与第二绝缘套24，第一绝缘套23包覆在第一紧固件18的侧表面，第二绝缘套24包覆在第二紧固件19的侧表面。在如图2B所示的实施例中，不存在第一避让孔111与第二避让孔131。

如图2B所示，第一螺栓181的头部1811将第一导线16压接在第一导电层11远离绝缘层12的表面上，第一螺栓181的螺杆1812贯穿第一导线16、第一导电层11、绝缘层12与第二导电层13，第一螺栓181的螺杆1812远离头部1811的一端从第二导电层13中露出来。

第一螺母182拧在第一螺栓181的螺杆1812远离头部1811的一端，与第一螺栓181配合，实现将第一导线16压接在第一导电层11上。

第一绝缘套23包覆在第一螺栓181的螺杆上，第一螺母182拧在第一绝缘套上23。由于第一螺母182与第一螺栓181之间存在第一绝缘套23，因此，即便第一螺母182接触第二导电层13，也可避免将第一导电层11和第二导电层13之间导通形成电连接。

第二螺栓191的头部1911将第二导线17压接在第二导电层13远离绝缘层12的表面上，第二螺栓191的螺杆1912贯穿第二导线17、第二导电层13、绝缘层12与第一导电层11，第二螺栓191的螺杆1912远离头部1911的一端从第一导电层11中露出来。

第二螺母192拧在第二螺栓191的螺杆1912远离头部1911的一端，与第二螺栓191配合，实现将第二导线17压接在第二导电层13上。

第二绝缘套24包覆在第二螺栓191的螺杆1912上，第二螺母192拧在第二绝缘套24上。由于第二螺母192与第二螺栓191之间存在第二绝缘套24，因此，即便第二螺母192接触第一导电层11，也可避免将第一导电层11和第二导电层13之间导通形成电连接。

在一个实施例中，如图2C所示，紧固结构包括第三紧固件20，第三紧固件20靠近第一导电层11的一端将第一导线16与第一导电层11固定连接且电连接，第三紧固件20靠近第二导电层13的一端将所述第二导线17与第二导电层13固定连接且电连接。具体地，本实施例中，紧固结构仅设置一个第三紧固件20，防击穿结构避免第一导电层11和第二导电层13之间导电。第三紧固件20的一端固定第一导线16与第一导电层11，使第一导线16与第一导电层11之间电连接，另一端固定第二导线17与第二导电层13，使第二导线17与第二导电层13之间电连接。这样，能够减少设置紧固件的数量，第一导电层11与第二导电层13之间只需击穿一个孔洞用于紧固件，即降低成本，又方便产品的制作。

如图2C所示，防击穿结构包括第三绝缘套25，第三绝缘套25包覆在所述第三紧固件20的侧表面。

第三紧固件20包括第三螺栓201、第三螺母202、导电件203。

其中，第三螺栓201的头部2011将第一导线16压接在第一导电层11远离绝缘层12的表面上，第三螺栓201的螺杆2012贯穿第一导线16、第一导电层11、绝缘层12与第二导电层13，第三螺栓201的螺杆远离头部的一端从第二导电层13中露出来。

第三螺母202拧在第三螺栓201的螺杆2012远离头部2011的一端，与第三螺栓201配合，实现将第一导线16压接在第一导电层11上。

第三绝缘套25包覆在第三螺栓201的螺杆2011上，第三螺母202拧在第三绝缘套25上。具体地，第三螺母202与第三螺栓201之间设置有第三绝缘套25，第三绝缘套25会保证第三螺栓201贯穿第二导电层13的螺杆端不会与第二导电层13接触，第一导电层11与第二导电层13之间不会形成电连接。

导电件203的一侧通过第三螺母202压接在第三绝缘套25和第二导电层13之间，导电件203的另一侧与第二导线17连接。也就是说，导电件203设在第三绝缘套25的外侧，第三绝缘套25将导电件203与第三螺栓201隔离开，导电件203不会与第三螺栓201贯穿第二导电层13的螺杆端接触，进而导电件203不会与第三螺栓201之间形成电连接。具体地，如图2C所示，导电件203不会与第三螺栓201贯穿第二导电层13的螺杆端接触。拧紧第三螺母202后导电件203的一端压紧在第三绝缘套25与第二导电层13之间，导电件203的另一端与第二导线17之间固定连接，进而，使第二导线17与第二导电层13之间电连接。同时，第三绝缘套25将导电件203与第三螺栓201之间隔绝，避免导电件203与第三螺栓201之间导电。这样，仅使用一个紧固件(第三紧固件20)，既实现了第一导电层11与第一导线16、第二导线17与第二导电层13之间的电连接，又避免将第一导电层11和第二导电层13之间导通形成电连接。

在一个实施例中，导电件203可以为条形、圆形或叉型等形状，能够设置在第三绝缘套25外侧，并连接在第二导线17与第二导电层13之间，使第二导线17与第二导电层13之间导电。

在又一个实施例中，参考图2C所示，将第三紧固件20翻转，第三螺母202、导电件203设置在第一导电层11一侧，第三螺栓201的头部2011设置在第二导电层13一侧，导电件203的一侧通过第三螺母202压接在第三绝缘套25和第一导电层11之间，导电件203的另一侧与第一导线16连接。第三螺栓201的头部2011将第一导线17压接在第二导电层13上。

在一个实施例中，如图2A、图2B与图2C所示，感应结构还包括第一导电垫片21与第二导电垫片22。

在图2A、图2B与图2C所示的实施例中，第一导电垫片21位于第一导线16与第一导电层11之间。第一螺栓181的头部1811在第一导电层11上的投影位于第一导电垫片21在第一导电层11上的投影内。第一导电垫片21具有导电性，可以是金属垫片，也可以是其他具有导电性的材料。由于第一导线16与第一导电层11之间设置第一导电垫片21，可以使安装稳定紧密。

在图2A与图2B所示的实施例中，第二导电垫片22位于第二导线17与第二导电层13之间。第二螺栓191的头部1911在第二导电层13上的投影位于第二导电垫片22在第二导电层13上的投影内。第二导电垫片22具有导电性，可以是金属垫片，也可以是其他具有导电性的材料。由于第二导线17与第二导电层13之间设置第二导电垫片22，可以使安装稳定紧密。

在图2C所示的实施例中，第二导电垫片22位于导电件203与第二导电层13之间。导电件203在第二导电层13上的投影位于第二导电垫片22在第二导电层13上的投影内。第二导电垫片22具有导电性，可以是金属垫片，也可以是其他具有导电性的材料。由于导电件203与第二导电层13之间设置第二导电垫片22，可以使安装稳定紧密。

第一导电垫片21位于第一导电层11和第三螺栓201的头部2011之间，用于紧固第一导线16。第一导线16具有导电性，可以是金属垫片，也可以是其他具有导电性的材料。可以使第一导线16安装稳定紧密。

在一个实施例中，如图2A所示，方向控制本体14与间隔层15上均设置有避让空间，用于容纳第一导线16、第一导电垫片21、第一紧固件18与第二紧固件19。

在本申请实施例中，由于第二导电层13位于感应结构的表面，人体可以直接接触到第二导电层13，即便人体间接接触第二导电层13，人体与感应结构之间的距离也比较小，这样，可以提高感应结构与人体之间的感应电容，进而避免离手检测时的误判，提高检测灵敏度，而且，由于第一导电层11接地，可以利于释放人体静电，提高可靠性。

本申请实施例还提供一种方向控制机构。如图2所示，该方向控制机构包括方向控制本体14与上述任一实施例的感应结构。

其中，方向控制本体14用于接受施加的作用力以控制方向。例如，方向控制本体14用于接受人体(例如人手)施加的作用力以控制方向。

感应结构位于方向控制本体14的表面，感应结构裸露设置。

在一个实施例中，感应结构包括：绝缘层12与第二导电层13，绝缘层12位于方向控制本体14上，第二导电层13位于绝缘层12远离方向控制本体14的一侧，其中，第二导电层13用于与手部直接或间接接触并与人体形成导电关系。

由于第二导电层13裸露设置于方向控制本体14的表面，这样，便可以检测人体与方向控制本体14的接触关系，例如，可以实现车辆方向盘的离手检测。

在一个实施例中，感应结构还包括第一导电层11。第一导电层设置于方向控制本体与所述绝缘层之间。第一导电层11接地，用于排出人体静电。

在一个实施例中，方向控制本体14为方向盘，方向控制本体14可以包括车辆的方向盘毂，第二导电层13包覆于方向盘毂的表面。其中，方向盘毂接地。即整块的第二导电层13包覆于方向盘毂的表面。这样，方向盘的所有区域均可用于检测人体与方向控制本体14的接触关系。

在另一个实施例中，方向盘毂可包括第一操作区与第二操作区，第一操作区与第二操作区位置相对，感应结构的数目为两个，其中，一个感应结构位于第一操作区，另一个感应结构位于第二操作区。这样，两个感应结构中的一个感应结构可以用于检测驾驶员的左侧人体区域(如左手)与方向盘的接触关系，另一个感应结构可以用于检测驾驶员的右侧人体区域(如右手)与方向盘的接触关系。

当然，在其他实施例中，方向盘毂可包括三个或三个以上的操作区。每个操作区中设置有一个感应结构。这样，每个感应结构均可以用于检测人体与方向盘的接触关系，兼容不同驾驶员使用方向盘的不同习惯，以及不同情景下使用方向盘的不同区域的不同情况。

在一个实施例中，如图2A所示，方向控制机构还包括间隔层15。间隔层15设置于感应结构和方向控制本体14之间，具体地，间隔层15位于方向控制本体14与第一导电层11之间，间隔层15的材料为绝缘材料。例如，间隔层15的材料可以为泡棉或绝缘布。方向控制本体14与第一导电层11之间设置间隔层15，可以保证第一导电层11接地稳定，提高产品可靠性。

在本申请中，感应结构位于方向盘的表面，可以直接与驾驶员手部接触，使感应结构与驾驶员的手部之间没有任何阻隔，增大了人体与感应结构接触时产生的耦合电容，使驾驶员手部接触感应结构的耦合电容值和不接触感应结构的耦合电容值差距变大，进而方便离手检测的判断，提高离手检测的灵敏程度，灵敏度可以达到单一根拇指和一根其他手指钩住方向盘时即可感应到手接触了方向盘，提高了离手检测的灵敏度。

在本申请中，感应结构简单，成本远低于传统离手检测采用的金属薄膜电极。

在本申请中，由于采用可以让手直接接触的感应结构，所以，可以和人体导通，直接感应的坐姿的人体电容值高达4nF，为传统离手检测时不直接接触状态的人体电容感应值200pF的20倍，大大高于方向盘毂和线束等造成的干扰耦合电容(150pF左右)，方便比较，不容易误判，因此，不必担心误判的情况，不需要激励屏蔽的措施，简化了结构，降低了成本。

在本申请中，由于采用双面导电的感应结构，第一导电层11可直接接地，人体产生的静电可以通过第一导电层11排出，大大改善了手直接接触第二导电层13时由于无爬静电的绝缘距离而造成的静电破坏问题。相对于传统方向盘离手检测采用激励屏蔽层隔绝方向盘毂耦合电容干扰，激励屏蔽层的存在却也阻碍了人体静电的排出，因此，相较于传统方向盘离手检测的，本申请提高了方向盘离手检测的可靠性。

本申请中的方向控制机构可以采用下文中的离手检测方法进行离手检测。

本申请实施例还提供一种触摸检测系统。如图3所示，该触摸检测系统包括：上述任意实施例的方向控制机构31、电容检测装置32与处理器33。

其中，电容检测装置32包括正输入端IN1、负输入端IN2与输出端OUT，正输入端IN1通过第二导线17与第二导电层13电连接，负输入端IN2接地，输出端OUT与处理器33连接。

电容检测装置32用于检测电容值，以及将检测到的目标电容值与指定电容值进行比较，得到比较结果，处理器33用于根据比较结果确定人体是否接触方向控制机构31。

在一个实施例中，电容检测装置32可以为型号为AFE102Q的电容检测芯片，检测的电容范围可达到10nF，可以满足在检测坐姿状态的高达4nF的人体电容值。在其他实施例中，电容检测装置32可以为与型号为AFE102Q的电容检测芯片有类似功能的电容检测芯片，也就是可以检测4nF甚至更高的电容值的电容检测芯片。

在一个实施例中，如图3所示，电容检测装置32包括：预放大器321、信号发生器322、信号转换器323、第一乘法器324、第二乘法器325、除法器326、数据处理单元327以及比较单元328。

预放大器321的正极为电容检测装置32的正输入端IN1，负极为电容检测装置32的负输入端IN2，预放大器321的输出端与第一乘法器324、第二乘法器325分别连接，第一乘法器324、第二乘法器325分别与除法器326连接，除法器326经数据处理单元327与比较单元328连接，比较单元328的输出端为电容检测装置的输出端OUT。

信号发生器322的输出端分别与第二导电层13、第一乘法器324、信号转换器323电连接，信号转换器323还与第二乘法器325电连接。

信号发生器322用于生成第一激励信号，并将第一激励信号输出至第二导电层13、第一乘法器324与信号转换器323。第一激励信号可以是125Hz～16KHz的正弦信号，也可以是余弦信号，但不限于此。

信号转换器323用于将第一激励信号转换为第一激励信号的正交信号，并输出至第二乘法器325。第一激励信号可以是正弦信号时，第一激励信号的正交信号为余弦信号。第一激励信号可以是余弦信号时，第一激励信号的正交信号为正弦信号。

当人体不接触第二导电层13时，第一导电层11与第二导电层13之间、以及方向控制本体14与第二导电层13之间共同形成第一耦合电容，在第一耦合电容的作用下，如图4所示，第一激励信号41衰减为第二激励信号42，第二激励信号42的振幅为第一激励信号41的振幅的1/k1，且第二激励信号42相对于第一激励信号41滞后的相位为第一相位θ1。其中，1/k1为振幅衰减系数。

当人体接触第二导电层13时，第二导电层11与人体之间、第二导电层11与第一导电层11之间、以及方向控制本体14与第二导电层13之间共同形成第二耦合电容，在第二耦合电容的作用下，如图5所示，第一激励信号41衰减为第三激励信号43，第三激励信号43的振幅为第一激励信号41的振幅的1/k2，且第三激励信号43相对于第一激励信号滞后的相位为第二相位θ2。其中，1/k2为振幅衰减系数。

预放大器321的正极输入采样信号。其中，当人体不接触第二导电层13时，采样信号为第二激励信号，当人体接触第二导电层13时，采样信号为第三激励信号。预放大器将采样信号输出至第一乘法器324与第二乘法器325。

第一乘法器324用于将采样信号与第一激励信号相乘，得到第一乘积，第二乘法器325用于将采样信号与第一激励信号的正交信号相乘，得到第二乘积，除法器326用于获取第二乘积与第一乘积的比值。

数据处理单元327用于将比值转换为目标电容值，比较单元328用于对目标电容值与指定电容值进行比较，得到比较结果。指定电容值是预先设定的一个比较阈值，用于比较目标电容值的大小。处理器33用于根据比较结果确定人体是否接触方向控制机构。

在一个实施例中，电容检测装置32还包括滤波器329。滤波器329一端与预放大器321的输出端连接，另一端与第一乘法器324、第二乘法器325分别连接，用于滤除采样信号中的干扰信号。

在本申请中，当驾驶员的手不握方向盘时，即当手不接触第二导电层13时，第一导电层11与第二导电层13之间、以及方向控制本体14与第二导电层13之间共同形成第一耦合电容，导致预放大器321的正极输入的第二激励信号42的振幅相对于第一激励信号41衰减为第一激励信号41的振幅的1/k1，且第二激励信号42相对于第一激励信号滞后的相位为第一相位θ1。预放大器321的正极上的第二激励信号42经过滤波器329滤除除第二激励信号42以外的噪音后，第一乘法器324将第一激励信号41(A*COS(wt))与第二激励信号42(1/k1*A*COS(wt-θ1))相乘，得到第一乘积(A

当驾驶员的手握方向盘时，即当手接触第二导电层13时，如图6所示，在方向盘61的第二导电层13连通的人体62和接地的座椅63的骨架之间以及方向盘61的第二导电层13和接地的方向盘毂之间共同形成的更大的第二耦合电容的作用下，导致预放大器321的正极输入的第三激励信号43的振幅相对于第一激励信号41衰减为第一激励信号41的振幅的1/k2，且第三激励信号43相对于第一激励信号滞后的相位为第二相位θ2。预放大器321的正极上的第三激励信号43经过滤波器329滤除除第二激励信号42以外的噪音后，第一乘法器324将第一激励信号41(A*COS(wt))与第三激励信号43(1/k2*A*COS(wt-θ2))相乘，得到第二乘积(A

需要强调的是，由于振幅衰减系数(1/k1与1/k2)是由电阻性负载造成的，这和电容检测无关，属于干扰因子，通过除法器326将第二乘积与第一乘积相除，可直接将干扰因子(1/k1与1/k2)抵消掉，排除了干扰值。而第二乘积与第一乘积的比值(TANθ1与TANθ2)由电容性负载决定，可以直接转化为对应的电容值。

本申请还提供一种触摸检测系统。在本实施例中，触摸检测系统还包括心电检测装置，用于进行心电捕捉。

在本实施例中，方向控制本体包括方向盘毂，方向盘毂包括第一操作区与第二操作区，第一操作区与第二操作区位置相对，感应结构的数目为两个，其中，一个感应结构位于第一操作区，另一个感应结构位于第二操作区。

在本实施例中，电容检测装置32可以为型号为AFE102Q的电容检测芯片，可以提供两个正输入端IN1，其中一个与第一操作区中的感应结构的第二导电层连接，另一个与第二操作区中的感应结构的第二导电层连接。这样，可以把方向盘的感应结构分为两个互不连通的分区进行分别独立检测，进而实现单双手姿态判断，例如，可以实现判断哪只手离开了方向盘，哪只手接触了方向盘。当然，第一操作区和第二操作区也可以同时接入电容检测装置32的同一个正输入端IN1，进行不区分走右手的离手检测，仅是基于驾驶员的驾驶习惯，在方向盘表面容易被手部频繁接触到的部分设置第二导电层13，节省第二导电层13的用料。

心电检测装置包括第一输入端与第二输入端，第一输入端与第二输入端中一个为正极，另一个为负极。第一输入端与两个感应结构中的一个感应结构的第二导电层电连接，用于采集第一电位值，第二输入端与两个感应结构中的另一个感应结构的第二导电层电连接，用于采集第二电位值，心电检测装置用于根据第一电位值与第二电位值获取电位差的变化，并根据电位差的变化进行心电捕捉。

如图3所示，在本实施例中，每个电容检测装置32还包括限流恒流单元320，限流恒流单元320串联在第二导电层13与信号发生器322之间，用于将第二导电层13上的第一激励信号41的电流限制在指定范围内。例如，限流恒流单元320用于将信号发生器322发出的第一激励信号41的电流限制在1～200μA，防止第一激励信号41干扰其他生理检测功能(如心电检测)。

本申请还提供一种车辆，包括上述任一实施例的方向控制机构或上述任一实施例的触摸检测系统。

车辆的方向控制机构可以包括方向盘或车把手。车辆的车轮数量不限，三轮车、四轮车(比如汽车)以及其他车轮数量的车辆均可；车辆的动力源不限，汽油、柴油、电动以及混合动力均可；车辆的应用场景不限，载人和载货均可。

当车辆为汽车时，车辆的方向控制机构可以包括方向盘。

当车辆为三轮车时，车辆的方向控制机构可以包括两个车把手。每个车把手上设置有感应结构。

本申请还提供一种离手检测方法，应用于上述任一实施例所述的方向控制机构，用于检测手部和方向控制机构的接触状态。如图7所示，该离手检测方法可以包括以下步骤：

步骤701，向位于方向控制机构表面的第二导电层加载第一激励信号，其中，第二导电层用于与手部直接或间接接触并与人体形成导电关系。

具体地，第二导电层包覆于方向控制机构的表面，用于与手部直接或间接接触并与人体形成导电关系，且第二导电层裸露设置。

步骤702，获取第二导电层上的采样信号，其中，采样信号会由于手部和方向控制机构的接触状态不同而发生变化。

步骤703，根据采样信号与第一激励信号计算目标电容值。

步骤704，根据目标电容值与指定电容值的比较结果确定手部和方向控制机构的接触状态。

在本实施例中，通过向第二导电层13加载第一激励信号41，然后，对第二导电层13上的信号进行采样，获得采样信号，其中，手部和方向控制机构的接触状态不同时采样信号不同，然后，根据采样信号与第一激励信号41计算目标电容值，根据目标电容值与指定电容值的比较结果确定手部和方向控制机构的接触状态。由于第二导电层13位于方向控制机构的表面，手部可以直接接触到第二导电层13，即便手部间接接触第二导电层13，手部与第二导电层13之间的距离也比较小，这样，可以提高方向控制机构与手部之间的感应电容，进而避免离手检测时的误判，提高检测灵敏度。

当手部不接触方向控制机构时，在第一耦合电容的作用下，第一激励信号41衰减为第二激励信号42，第二激励信号42为采样信号。

第二导电层13与第一接地导电结构之间形成第一耦合电容，第一接地导电结构包括方向控制本体。具体地，第二导电层13对任何直接和间接接地的导电结构形成耦合电容，因此，方向控制本体14与第二导电层13之间形成第一耦合电容，第一接地导电结构为方向控制本体14。

在另一实施例中，在方向控制本体14与绝缘层12之间设置第一导电层11，并且第一导电层11接地用于排出人体静电，那么，第一耦合电容就是由第一导电层11与第二导电层13之间、方向控制本体14与第二导电层13之间共同形成的，第一接地导电结构为方向控制本体14和第一导电层11。

第二激励信号42的振幅为第一激励信号41的振幅的1/k1，且第二激励信号42相对于第一激励信号41滞后的相位为第一相位。

当手接触方向控制机构时，在第二耦合电容的作用下，第一激励信号41衰减为第三激励信号43，第三激励信号43为采样信号。

第二导电层13与第二接地导电结构之间形成第二耦合电容，第二接地导电结构包括方向控制本体与人体。具体地，第二导电层13对任何直接和间接接地的导电结构形成耦合电容，因此，第二导电层13与方向控制本体14之间、第二导电层13与人体之间共同形成第二耦合电容，第二接地导电结构包括方向控制本体14和人体。也就是说，第二耦合电容大于第一耦合电容。

在另一实施例中，在方向控制本体14与绝缘层12之间设置第一导电层11，并且第一导电层11接地用于排出人体静电，那么，第二耦合电容就是由第一导电层11与第二导电层13之间、方向控制本体14与第二导电层13之间、第二导电层13与人体之间共同形成的，第二接地导电结构包括方向控制本体14、第一导电层11和人体。

第三激励信号43的振幅为第一激励信号41的振幅1/k2，且第三激励信号43相对于第一激励信号41滞后的相位为第二相位。

在一个实施例中，第一激励信号41为正弦信号。在另一个实施例中，第一激励信号41为余弦信号。

在一个实施例中，步骤703之前，还包括：

对采样信号进行滤波，滤除采样信号中的干扰信号。

在一个实施例中，如图8所示，步骤703可以包括以下步骤：

步骤801，获取采样信号与第一激励信号的乘积，得到第一乘积值。

步骤802，生成第一激励信号的正交信号。

步骤803，获取采样信号与第一激励信号的正交信号的乘积，得到第二乘积值。

步骤804，获取第二乘积值与第一乘积值的比值。

步骤805，将比值转换为目标电容值。

其中，步骤802可以位于步骤801之前，步骤801与步骤803可同时进行。

在一个实施例中，步骤805包括：根据比值查询映射表，获得目标电容值，其中，映射表存储比值与电容值的对应关系。

在一个实施例中，如图9所示，步骤704可以包括以下步骤：

步骤901，对目标电容值与指定电容值进行比较。

步骤902，若比较结果为目标电容值小于指定电容值，则确定手不接触方向控制机构；若比较结果为目标电容值大于指定电容值，则确定手接触方向控制机构。

在本申请中，方法实施例的内容与装置实施例的内容可以相互补充，在此不再赘述。

本申请还提供一种离手检测系统。如图10所示，该离手检测系统，包括：方向控制机构31、第一信号生成单元35、采样单元36、计算单元37以及处理单元38；

所述方向控制机构31包括：方向控制本体14、绝缘层12与第二导电层13，所述绝缘层12位于方向控制本体14上，所述第二导电层13位于所述绝缘层12远离所述方向控制本体14的一侧，所述第二导电层13用于与手部直接或间接接触并与人体形成导电关系；

所述第一信号生成单元35，用于生成第一激励信号，并向所述第二导电层输出所述第一激励信号；

所述采样单元36，用于对所述第二导电层上的信号进行采样，获得采样信号，其中，所述采样信号会由于手部和所述方向控制机构的接触状态不同而发生变化；

所述计算单元37，用于根据所述采样信号与所述第一激励信号计算目标电容值；

所述处理单元38，用于根据所述目标电容值与指定电容值的比较结果确定手部和所述方向控制机构的接触状态。

其中，处理单元38与上述的处理器33，功能相同。

在一个实施例中，所述方向控制机构31还包括第一导电层11。第一导电层设置于方向控制本体与所述绝缘层之间。第一导电层11接地，用于排出人体静电。

在一个实施例中，如图11所示，离手检测系统，还包括滤波器329，所述滤波器329串联在所述采样单元36与所述计算单元37之间，用于对所述采样信号进行滤波，滤除所述采样信号中的干扰信号。

在一个实施例中，如图12所示，所述计算单元37，包括：

第一计算子单元371，用于获取所述采样信号与所述第一激励信号的乘积，得到第一乘积值；

第二信号生成单元372，用于生成所述第一激励信号的正交信号；

第二计算子单元373，用于获取所述第一激励信号的采样信号与所述正交信号的乘积，得到第二乘积值；

第三计算子单元374，用于获取所述第二乘积值与所述第一乘积值的比值；

转换子单元375，用于将所述比值转换为所述目标电容值。

在本申请中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都本申请的范围之内。