CN103223924A - 电动巴士及电动巴士电池更换系统 - Google Patents

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Abstract

一种电动巴士及电动巴士电池更换系统。电动巴士包括：电池更换口，设置在电动巴士的顶部，与电池更换站的电池更换单元连接以将放电后电池更换为充电后电池；前部摄像头单元，拍摄在驶入电池更换站以更换电池的过程中的前方图像；通信单元，从电池更换站接收电池更换单元的位置信息；路线输出单元，基于前部摄像头单元拍摄的前方图像及电池更换单元的位置信息输出用以抵达位于电池更换单元下方的更换点的预测驾驶路线；显示单元，在由前部摄像头单元拍摄的前方图像上附加显示路线输出单元输出的预测驾驶路线。该电动巴士能当驶入电池更换站时通过拍摄前方图像精确地抵达电池更换点，基于前方图像提供将电动巴士导引到电池更换点的预测驾驶路线。

Description

电动巴士及电动巴士电池更换系统
相关申请
本申请根据35U.S.C.§119要求2012年1月31日递交的韩国专利申请10-2012-0010005的韩国专利申请的优先权，其内容结合在此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种电动巴士及电动巴士电池更换系统，并且特别地，涉及一种具有可充电电池的电动巴士，以及能够将放电后的电池更换为充满电的电池的电动巴士电池更换系统。
背景技术
电动巴士是指由电能提供动力的巴士。相对于现有的使用石化燃料的汽车而言，电动巴士具有对生态环境友好的特性，其不排放有害气体。因此，对于电动巴士的研究和商品化正进一步加速。
例如，自2010年开始首尔市已经启动世界上第一辆电动巴士，并且正计划推广电动巴士直到2014年。
目前正在商品化的电动巴士一次充电具有很少的续航里程，所以不可避免地这些巴士需要多次停靠电池更换站以获得电能。但是，停靠电池更换站给乘客带来不便，因为以目前的技术而言需要花30分钟来对电池充电。因此，电动巴士被迫于执行短途，从而不需要停靠电池更换站，或者仅执行平坦的路线。
为了解决上述问题，本申请人已经提出了一种电池更换系统，其以预充电的电池来更换放电后的电池。例如，韩国专利申请2011-32024、2011-34994、2011-52913等目前正在韩国专利局待审批。根据所提出的技术，电池通过设置在电动巴士顶部的开口而被迅速地更换，从而电池更换能够在登车的停留时间期间完成。因此，不需要等待电池更换，并且电动巴士能够更有效地运行而不需要考虑路线的长度。
如前所述，当电池被通过设置在电动巴士顶部的用于更换电池的开口而更换时，有必要使得电动巴士定位于与位于上方的更换点相匹配的精确位置，从而能够在很短时间更换电池。
因此，本申请人提出一种电动巴士以及电池更换系统，其能引导电动巴士以使得电动巴士精确地定位在与更换点相匹配的位置，而不需要任何装置干扰路线。
发明内容
本发明是基于上面的描述而发明的，并且本发明的一个实施方式是提供一种电动巴士以及电动巴士电池更换系统，该系统引导电动巴士使得电动巴士精确地定位在与更换点匹配的位置，而不需要任何装置干扰路线。
为了实现本发明的实施方式，提供一种电动巴士，包括：电池更换口，设置在电动巴士的顶部，用于与电池更换站的电池更换单元相连接以将放电后的电池更换为充电后的电池；前部摄像头单元，用于拍摄在驶入电池更换站以更换电池的过程中的前方图像；通信单元，用于从所述电池更换站接收电池更换单元的位置信息；路线输出单元，用于基于前部摄像头单元所拍摄的前方图像以及电池更换单元的位置信息而输出用以抵达位于电池更换单元下方的更换点的预测驾驶路线；以及显示单元，用于在由前部摄像头单元拍摄的前方图像上附加显示由路线输出单元所输出的所述预测驾驶路线。
所述前部摄像头单元可以仅当存在电池更换预订时拍摄前方图像，从而降低功率消耗。
为了实现本发明的实施方式，提供一种电动巴士电池更换系统，包括：电池更换站，用于将放电后的电池更换为充电后的电池，并且包括电池更换单元和位置信息提供单元，其中所述电池更换单元被设计成与设置在电动巴士的顶部的电池更换口相连接，所述位置信息提供单元向所述电动巴士提供电池更换单元的位置信息；以及电动巴士，用于拍摄在驶入电池更换站以更换电池的过程中的前方图像，并基于该前方图像以及电池更换单元的位置信息而输出用以抵达位于电池更换单元下方的更换点的预测驾驶路线。
所述电池更换站可以包括多个电池更换单元，并且所述电池更换站还可以包括更换位置分配单元，用于在所述多个电池更换单元中选择一个并将所选择的电池更换单元分配给电动巴士以作为更换电池的位置，并且所述电动巴士输出所述预测驾驶路线，用以精确定位于由更换位置分配单元所分配的电池更换单元下方。
在由于其他电动巴士正位于所分配的电池更换单元的下方而对于该电动巴士而言不可能抵达所分配的电池更换单元的下方的情况下，所述更换位置分配单元可以通过自主选择或者由电动巴士选择的方式而重新分配多个电池更换单元中的一个电池更换单元，从而提高效率。
所述电池更换站还可以包括移动请求单元，并且在由于其他电动巴士正位于所分配的电池更换单元下方的原因而使得该电动巴士不可能抵达所分配的电池更换单元下方的情况下，该移动请求单元传送一用于请求其他电动巴士驶离该电池更换单元的信号。
根据本发明，当电动巴士驶入电池更换站时拍摄前方图像，并提供预测驾驶路线，用于基于前方图像将电动巴士导引到电池更换点。因此，电动巴士能够精确地抵达电池更换点。
附图说明
图1和图2是显示根据本发明的示例实施方式的电动巴士电池更换系统的示意图；
图3是显示根据示例实施方式的电动巴士电池更换系统的方框图；
图4是显示根据示例实施方式的电动巴士的方框图；以及
图5是显示在根据本发明的示例实施方式的电动巴士的显示单元上的显示屏的示例。
具体实施方式
如所附附图所示，从对本发明原理的优选实施方式的更为详细的描述中，本发明前面提到的以及其他特征和优点将更为明显，在不同的视图中相似的标记指代相同的部件。附图并不必须按照比例，而是为了强调说明本发明的原理。在附图中：
图1和图2是显示根据本发明的示例实施方式的电动巴士电池更换系统的示意图。
如图1和图2所示，根据本发明的电动巴士电池更换系统包括电池更换站100和电动巴士200。
所述电池更换站100为其中执行更换操作的结构。当电动巴士200驶入电池更换站100中时，电池更换站100将放电后的电池更换成充电后的电池。该电池更换站100提供关于电池更换点的信息，从而电动巴士200可以抵达电池更换点。
对该电池更换站100的具体结构或形状并不限制。该电池更换站100可以具有各种结构或形状，只要电池更换站100能够使得电动巴士200方便地驶入或驶出并且能够执行电池更换操作。根据该示例实施方式，如图1和图2所示，所述电池更换站100被配置成具有与路面垂直的垂直主体以及从该垂直主体的顶部延伸到路面的水平主体。因此，即使在恶劣天气下，该电池更换站100也能够更换电池。
所述电动巴士200拍摄驶入电池更换站100过程中的前方图像以用于电池更换，并且基于该前方图像和传输自电池更换站100的位置信息而输出用于抵达电池更换点的预测驾驶路线。
下面，参考图3和图4，将详细描述电池更换站100和电动巴士200。
图3是显示根据示例实施方式的电动巴士电池更换系统的方框图。
如图3所示，该电池更换站100包括电池更换单元110、更换位置分配单元120和位置信息提供单元130。
所述电池更换单元110为实际执行电池更换的区域。该电池更换单元110与位于电动巴士200顶部的电池更换口相连接，并且通过该更换口将放电后的电池更换为充电后的电池。为了实现此点，电池更换单元110被设计成能与位于电动巴士顶部的口连接，并且包括用于电池的移除或安装的电池更换机械手（未示出）。该电池更换站100可以包括多个电池更换单元11，通过同时为若干电动巴士200提供充电后的电池从而有助于节约时间。
在电池更换站100包括多个电池更换单元110的情况下，所述更换位置分配单元120从多个电池更换单元110中选择一个并分配给电动巴士200。为了实现此点，更换位置分配单元120存储关于每个电池更换单元110的电池更换状态的信息，其有助于减少电池更换的等待时间，并通过相对来说简单地抵达分配电池更换单元110而使得电池更换站100被有效地管理。
在电动巴士200不能抵达预先分配的电池更换单元110的情况下，所述更换位置分配单元120可以重新分配电池更换单元110。例如，当所分配的电池更换单元110下方有未被分配的其他电动巴士200或者有人、或者所分配的电池更换单元110需要维修的情况下，需要重新分配。在这种情况下，更换位置分配单元120可以通过自主地从多个电池更换单元110中选择来重新分配。在分析了所选择的电池更换单元110是否能够抵达之后，更换位置分配单元120也可以重新分配由电动巴士200所选择的电池更换单元110。为了实现此点，所述电池更换站100可以包括用于检测电池更换单元110下方电动巴士200或者人的存在性的传感器，诸如图像传感器或红外传感器。
所述位置信息提供单元130将电池更换单元110的位置信息传送给电动巴士200。在电池更换站100包括多个电池更换单元110的情况下，所述位置信息提供单元130传送更换位置分配单元120所分配的电池更换单元110的位置信息。该位置信息提供单元130包括用于与电动巴士200通信的通信装置并且存储电池更换单元110的位置信息。
根据本发明的示例实施方式的电动巴士电池更换站100还可以包括移动请求单元140，用于传送一用于请求其他电动巴士200驶离电池更换单元110（当前位置）的信号。在由于其他电动巴士200正位于所分配的电池更换单元110下方的原因而使得该电动巴士200不可能到达所分配的电池更换单元110的情况下，所述移动请求单元140传送所述信号到其他电动巴士200。当其他电动巴士200响应于所述移动请求单元140的请求而驶离所分配的电池更换单元110时，该电动巴士200能够到达所分配的电池更换单元110。另一方面，在其他电动巴士200无法驶离到其他地方，所述更换位置分配单元120则重新分配电池更换单元110。
图4是显示根据示例实施方式的电动巴士200的方框图。
如图4所示，根据示例实施方式的电动巴士200包括电池更换口210、前部摄像头单元220、通信单元230、路线输出单元240、显示单元250以及预订管理单元260。
设置在电动巴士200顶部的电池更换口210为一开口，通过该开口移除放电后的电池并提供充电后的电池。
为了更换电池，所述前部摄像头单元220拍摄驶入电池更换站100过程中的前方图像。该前部摄像头单元220可以包括用于拍摄前方图像的单个摄像头或者多个摄像头。所述摄像头安置在电动巴士200的前方，从而摄像头可以拍摄电动车200行驶中的前方路面以及附近物体的图像。各种类型的摄像头均可以用作前部摄像头单元220，例如，CCD摄像头或CMOS摄像头。
所述通信单元230用于与电池更换站100通信。各种通信方法包括CDMA可以被应用到通信单元230。该通信单元230接收关于由电池更换站100的更换位置分配单元120所分配的电池更换单元110的信息、以及传送自位置信息提供单元130的关于所分配的电池更换单元110的信息。通过通信单元230接收到的信息被用作输出用以精确抵达电池更换点下方的预测驾驶路线的基础。
所述路线输出单元240基于前部摄像头单元220拍摄的前方图像以及通过通信单元230接收到的电池更换单元110的位置信息而输出用于抵达执行电池更换的电池更换单元110下方的精确点的预测驾驶路线。也就是说，路线输出单元240输出预测驾驶路线，其用于将电动巴士200引导到能够执行电池更换的位置，电池更换口210与电池更换单元110连接。所述路线输出单元240基于关于周围和附近物体（其对电动巴士200有潜在影响）的信息以及从电池更换单元110的位置信息中获得的距电池更换单元110的位置而输出预测驾驶路线，所述关于周围和附近物体的信息通过分析前方图像得到。与此同时，路线输出单元240还可以考虑关于传动装置的状态、传动装置的角度、车速、车辆高度等等的信息。
在电池更换站100包括多个电池更换单元110的情况下，所述路线输出单元240输出预测驾驶路线，其用于将电动巴士200导引到由更换位置分配单元120所分配的电池更换单元110处。
所述显示单元250显示所述路线输出单元240所输出的预测驾驶路线。预测驾驶路线附加地显示在前部摄像头单元220所拍摄的前方图像上。
图5是显示在根据本发明的示例实施方式的电动巴士200的显示单元250上的显示屏的示例。
如图5所示，在显示单元250上附加地显示电动巴士200的前方图像以及用于导引电动车200到执行电池更换的电池更换单元110下方的位置的预测驾驶路线。与此同时，显示单元250还可以显示距执行电池更换的电池更换单元110的剩余距离以及预测驾驶路线的每个区段的车辆的推荐速度，该推荐速度是基于剩余距离得到的。
根据本发明的示例实施方式的电动巴士200还可以包括预订管理单元260。该预订管理单元260存储预订信息，如电池更换的预订是否存在、预订时间等等。该预订管理单元260检查是否存在电池更换的预订。仅当存在预订时，及仅当该电动巴士200驶入电池更换站100用以更换电池时，预订管理单元260控制前部摄像头单元220以拍摄前方图像。因此，在电池更换站100也同样用作巴士停靠站时，仅当电动巴士驶入以为了更换电池时，路线输出单元240才预测驾驶路线，从而减少了由于输出预测驾驶路线等所引起的通信负荷以及功率消耗。
前面介绍的仅是实现根据本发明的电动巴士200和电动巴士电池更换系统的示例性实施方式。本发明并不限制于上述示例实施方式。例如，在电动巴士200行驶偏离路线输出单元240输出的预测驾驶路线超过预定误差区域的情况下，电动巴士200可以发起对驾驶员的警报。然后，驾驶员可以根据预测驾驶路线来修正驾驶路线。
对于本领域普通技术人员而言，可以很容易做出各种改变和修改，而不脱离如所附权利要求中限定的本发明的基本原理和范围。

Claims (6)

1.一种电动巴士，包括：
电池更换口，设置在所述电动巴士的顶部，用于与电池更换站的电池更换单元相连接以将放电后的电池更换为充电后的电池；
前部摄像头单元，用于拍摄在驶入所述电池更换站以更换电池的过程中的前方图像；
通信单元，用于从所述电池更换站接收所述电池更换单元的位置信息；
路线输出单元，用于基于所述前部摄像头单元所拍摄的前方图像以及所述电池更换单元的位置信息而输出用以抵达位于所述电池更换单元下方的更换点的预测驾驶路线；以及
显示单元，用于在由所述前部摄像头单元拍摄的前方图像上附加显示由所述路线输出单元所输出的所述预测驾驶路线。
2.根据权利要求1所述的电动巴士，其中所述前部摄像头单元仅当存在电池更换预订时拍摄所述前方图像。
3.一种电动巴士电池更换系统，包括：
电池更换站，用于将放电后的电池更换为充电后的电池，并且包括电池更换单元和位置信息提供单元，其中所述电池更换单元被设计成与设置在所述电动巴士的顶部的电池更换口相连接，所述位置信息提供单元向所述电动巴士提供所述电池更换单元的位置信息；以及
所述电动巴士，用于拍摄在驶入所述电池更换站以更换电池的过程中的前方图像，并基于该前方图像以及所述电池更换单元的位置信息而输出用以抵达位于所述电池更换单元下方的更换点的预测驾驶路线。
4.根据权利要求3所述的电动巴士电池更换系统，
其中所述电池更换站包括多个电池更换单元，并且所述电池更换站还包括更换位置分配单元，用于在所述多个电池更换单元中选择一个并将所选择的电池更换单元分配给所述电动巴士以作为更换电池的位置，并且
其中所述电动巴士输出所述预测驾驶路线，用以精确定位于由更换位置分配单元所分配的电池更换单元下方。
5.根据权利要求4所述的电动巴士电池更换系统，
其中在由于其他电动巴士正位于所分配的电池更换单元的下方而该电动巴士不可能抵达所分配的电池更换单元的下方的情况下，所述更换位置分配单元通过自主选择或者由电动巴士选择的方式而重新分配多个电池更换单元中的一个电池更换单元。
6.根据权利要求4所述的电动巴士电池更换系统，
其中所述电池更换站还包括移动请求单元，并且在由于其他电动巴士正位于所分配的电池更换单元下方的原因而使得该电动巴士不可能抵达所分配的电池更换单元下方的情况下，该移动请求单元传送一用于请求其他电动巴士驶离该电池更换单元的信号。
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