前言
方向盘扭矩传感器是传统的驾驶员状态检测手段，通过检测驾驶员施加的转向力矩，判断驾驶员是否手握方向盘（Hands-off Detection, HOD）。在 DMS 摄像头方案成熟之前，这是主要的驾驶员状态检测手段。
一、HOD 检测原理
1.1 传统方案
| 检测方式 |
原理 |
| 扭矩检测 |
检测驾驶员施加的转向力矩 |
| 电容检测 |
检测驾驶员手握方向盘的电容变化 |
1.2 问题
| 问题 |
说明 |
| 误判 |
路面颠簸可能导致误判 |
| 驾驶员技巧 |
有经验的驾驶员可能学会欺骗系统 |
| 仅检测手离方向盘 |
无法检测分心、疲劳 |
二、SAE 2025 论文：改进的 HOD 方案
2.1 论文内容
SAE 2025 论文”Development and Validation of Hands-off Detection Function for Steering Wheel for the CEPS System with a Torque Sensor”提出了改进方案。
2.2 核心创新
| 创新 |
说明 |
| 惯性效应补偿 |
消除方向盘和转向柱惯性影响 |
| 阻尼效应补偿 |
消除阻尼影响 |
| 状态观测器 |
两种观测器精确估计驾驶员扭矩 |
| 路面条件估计 |
根据路面条件调整扭矩阈值 |
2.3 检测流程
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
| 测量转向扭矩
↓
惯性/阻尼补偿
↓
状态观测器估计驾驶员扭矩
↓
路面条件等级估计
↓
动态扭矩阈值
↓
HOD 判断
|
三、扭矩传感器类型
3.1 传感器对比
| 类型 |
原理 |
优点 |
缺点 |
| 接触式扭矩传感器 |
应变片 |
精度高 |
成本高 |
| 非接触式扭矩传感器 |
磁电 |
寿命长 |
精度中等 |
| 电容式传感器 |
电容变化 |
成本低 |
易受干扰 |
3.2 Valeo 第三代传感器
| 特性 |
说明 |
| 功能 |
扭矩 + 角度测量 |
| 应用 |
电子助力转向、线控转向 |
| 优势 |
集成度高、可靠性好 |
四、与 DMS 摄像头的对比
4.1 检测能力对比
| 检测能力 |
扭矩传感器 |
DMS 摄像头 |
| 手离方向盘检测 |
✅ 直接检测 |
✅ 视觉检测 |
| 疲劳检测 |
❌ 无法检测 |
✅ 检测眼睑下垂 |
| 分心检测 |
❌ 无法检测 |
✅ 检测视线方向 |
| 驾驶员身份 |
❌ 无法识别 |
✅ 人脸识别 |
4.2 优势对比
| 维度 |
扭矩传感器 |
DMS 摄像头 |
| 成本 |
低 |
中高 |
| 可靠性 |
高 |
中（受光照影响） |
| 隐私 |
无隐私问题 |
有隐私问题 |
| 功能覆盖 |
仅 HOD |
全面状态检测 |
五、融合方案
5.1 为什么融合
| 原因 |
说明 |
| 互补性 |
摄像头检测分心，扭矩传感器检测手离 |
| 冗余性 |
一个传感器失效时另一个备份 |
| 法规要求 |
Euro NCAP 鼓励多模态融合 |
5.2 融合架构
1
2
3
4
5
| DMS 摄像头 → 眼动追踪、疲劳检测
↘
融合决策 → 驾驶员状态
↗
扭矩传感器 → 手离检测、转向行为
|
5.3 融合策略
| 场景 |
融合策略 |
| 摄像头检测到分心 |
直接报警 |
| 扭矩传感器检测到 HOD |
检查摄像头确认 |
| 两者都报警 |
紧急警告 |
| 一个传感器故障 |
另一个继续工作 |
六、对 IMS 开发的启示
6.1 传感器配置
| 配置 |
适用场景 |
| 仅 DMS 摄像头 |
满足 Euro NCAP 2026 要求 |
| 摄像头 + 扭矩传感器 |
更高可靠性，冗余设计 |
| 多传感器融合 |
Level 2+ 场景 |
6.2 融合算法
| 功能 |
数据来源 |
| 手离检测 |
扭矩传感器为主，摄像头辅助 |
| 分心检测 |
摄像头为主 |
| 疲劳检测 |
摄像头为主 |
| 综合状态 |
多传感器融合 |
6.3 成本考虑
| 方案 |
成本增量 |
| 仅 DMS 摄像头 |
基准 |
| + 扭矩传感器 |
+$10-30 |
| + 电容方向盘 |
+$20-50 |
七、法规视角
7.1 Euro NCAP 要求
| 要求 |
说明 |
| HOD 检测 |
Level 2 场景必须 |
| 检测延迟 |
< 15 秒 |
| 报警方式 |
视觉 + 听觉 |
7.2 检测标准
| 标准 |
说明 |
| UN R157 |
ALKS 法规 |
| Euro NCAP |
Safe Driving 评分 |
总结
方向盘扭矩传感器是 DMS 的重要补充：
- 核心功能：手离方向盘检测
- 改进方向：惯性/阻尼补偿、动态阈值
- 与 DMS 融合：互补、冗余
- 成本优势：低成本方案
- 法规合规：满足 Level 2+ HOD 要求
对于 IMS 开发，扭矩传感器是 DMS 摄像头的有益补充。
参考来源：
发布日期： 2026-04-10