CN104880611A - 电动汽车车外电磁辐射自动测量小车装置与测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车车外电磁辐射自动测量小车装置与测量方法，所述装置由位置信号接收器、电磁辐射测量部件、自动移动小车主体、控制单元、信息处理单元、一号伸缩旋转杆、二号伸缩旋转杆组成。本发明将位置信号接收器与电磁辐射测量部件分开，通过计算位置信号接收器的坐标得到电磁辐射测量部件的坐标。本发明中移动小车的方向由P点到定位起始点的连线的方向向量得到。本发明中只需在小车到达某一停车点时调整小车位置。调整时间大大减少，工作效率得到提高。使得在电磁辐射的测量工作中，测量结果符合实际工况、设备轻便、测量简单，实现自动化、全方位测量，而且彻底消除测量盲区、提高自动测量小车装置的控制精度和工作效率。

Description

电动汽车车外电磁辐射自动测量小车装置与测量方法

技术领域

本发明涉及电驱动汽车电磁兼容性测试的装置与测量方法，具体涉及电动汽车车外电磁辐射自动测量小车装置与测量方法。

背景技术

近年来，随着电动汽车保有量不断增加，人们对电动汽车也渐渐熟悉了起来。除了电动汽车的低能耗、低污染、低成本等诸多优势以外，电动汽车的安全性以及对人们健康的影响也渐渐成为热门话题。电动汽车的电磁辐射是影响健康的一个重要因素。要想知道电动汽车的电磁辐射是否会对人体造成伤害，就需要测量电动汽车的电磁辐射强度及确定不影响人体健康的最大允许电磁辐射强度。另一方面，车载的任何电子电器设备在运行时都会向周围发射电磁辐射，可能对其他设备的正常工作产生干扰，同时设备本身也可能受到周围电磁环境的干扰。由于电动汽车的电磁兼容问题可能导致重大的安全问题，如汽车安全气囊控制系统由于电磁辐射的干扰而突然触发打开气囊等事故。所以，电动汽车电磁兼容设计已经成为现代汽车设计中必须考虑的环节，进行电动汽车电磁兼容的研究就显得越来越重要。而电磁辐射的测量又是电磁兼容问题的关键。因此，电动汽车的电磁辐射测试是其安全性与电磁兼容性测试中至关重要的内容。

目前，在包括国家标准在内的各种标准法规中，汽车的电磁辐射测试方法绝大多数是针对传统的内燃机汽车，如汽油车和柴油车，针对电动汽车的还很少。在测量方法上完全依照内燃机汽车的工作特性而制定的测试方法已经不适用于电动汽车的电磁辐射的测量要求。在电动汽车的电磁辐射测量装置与方法方面，虽然有一些针对电磁兼容的测试装置与方法，但是电磁兼容包括电磁骚扰和电磁抗干扰两个方面没有针对性，测试环境要求苛刻，与汽车实际运行环境差异较大，其设备笨重，造价高昂，电磁辐射测试十分不便、工作量大。

针对上述缺陷，本发明人曾发明了一种“电动汽车车外电磁辐射的自动测量装置与方法”，其专利号为201410800155.3。该装置利用底盘测功机模拟实际道路工况，利用三点测距确定待测点坐标，然后测量待测点电磁辐射。利用这种测量装置及方法，使得测量结果符合实际工况、设备轻便、测量简单，实现了自动化、全方位测量，消除了位置测量的累积误差。本发明在继承上一发明的优势的基础上，在测量装置以及测量方法方面都做出了重大创新。这使得本发明不仅继承了原发明测量结果符合实际工况、设备轻便、测量简单，实现了自动化、全方位测量等优点，而且彻底消除了测量盲区、提高了自动测量小车装置的控制精度和工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电动汽车车外电磁辐射自动测量小车装置与测量方法，使得在电动汽车车外电磁辐射的测量工作中，测量结果符合实际工况、设备轻便、测量简单，实现自动化、全方位测量，而且彻底消除测量盲区、提高自动测量小车装置的控制精度和工作效率。

为了达到上述目的，本发明提供了一种电动汽车车外电磁辐射自动测量小车装置，所述的自动测量小车装置主要由位置信号发射器、主机、自动测量小车装置本体及底盘测功机组成，    

进一步，所述自动测量小车装置本体由位置信号接收器、二号伸缩旋转杆、电磁辐射测量部件、信息处理单元、自动移动小车主体、控制单元及一号伸缩旋转杆组成，

进一步，所述位置信号接收器安装于一号伸缩旋转杆前端，电磁辐射测量部件安装于二号伸缩旋转杆前端，所述一号伸缩旋转杆、二号伸缩旋转杆、控制单元及信息处理单元分别安装在自动移动小车主体上，控制单元、位置信号接收器、电磁辐射测量部件分别与信息处理单元连接，

进一步，所述的位置信号接收器与一号伸缩旋转杆的轴线、电磁辐射测量部件与二号伸缩旋转杆的轴线均有一水平距离，

进一步，所述的二号伸缩旋转杆上的电磁辐射测量部件到伸缩旋转轴线的距离由控制单元控制，

再进一步，所述的自动移动小车主体的车轮为全向轮。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种与本装置相对应的电动汽车车外电磁辐射自动测量装置的测量方法，该方法中，电动汽车周围的待测区域被划分为两级点，一级为停车点，即自动测量小车装置停车的点；二级为待测点，即在每个停车点周围需要具体测出电磁辐射值的点，并且一个停车点处有至少一个待测点，所述的电动汽车车外电磁辐射自动测量方法，包括如下步骤：

S1、计算出自动测量小车装置本体的坐标并确定车身方向，控制单元控制自动测量小车装置本体到达预先存储在信息处理单元的一系列停车点坐标所对应的停车点；

S2、自动测量小车装置本体每到一停车点停车后，一号伸缩旋转杆收缩，二号伸缩旋转杆工作，电磁辐射测量部件由测量起始点开始工作；

S3、控制单元控制二号伸缩旋转杆，使电磁辐射测量部件到达待测点并测量待测点的电磁辐射值，然后将待测点坐标和该坐标处的电磁辐射值传入信息处理单元存储；

S4、测完停车点的待测点的电磁辐射值后，一号伸缩旋转杆伸长至设定高度，位置信号接收器回归至其定位起始点，二号伸缩旋转杆收缩，控制单元控制自动测量小车装置本体向下一停车点移动，重复步骤S1、S2、S3，直至完成预定的测量任务。

进一步，所述的自动测量小车装置本体的坐标由一号伸缩旋转杆的旋转轴的顶点P点坐标表示，所述的自动测量小车装置本体的坐标由位置信号接收器的至少三个坐标利用最小二乘法拟合一个圆心得到。

所述的自动测量小车装置本体的方向由P点到位置信号接收器的定位起始点的连线的方向向量与坐标系中                                                轴的夹角确定。

再进一步，所述的待测点坐标的计算方法为：

其中，O为测量坐标系的原点，坐标为（0，0，0）；

      P点坐标为；

      M为所求待测点；

L为一号伸缩旋转杆与二号伸缩旋转杆之间的距离；

为车身转角；

l为电磁辐射测量部件与二号伸缩旋转杆之间的距离；

h为二号伸缩旋转杆的高度；

H为一号伸缩旋转杆的高度。

在本发明中，将位置信号接收器与电磁辐射测量部件分开，通过计算由位置信号接收器的坐标得到电磁辐射测量部件的坐标。由于在本发明中位置信号接收器总能到达一个能确定其坐标的高度，即总能得到位置信号接收器的坐标，测量盲区便被消除。在本发明中移动小车的方向即车身转角是由P点到定位起始点的连线的方向向量得到，这种方法没有误差。在本发明中，待测区域的点被分为两级：一级是停车点，二级是待测点。这样，只需在小车要到达某一停车点时调整小车位置。调整时间大大减少，工作效率得到提高。

本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果：

（1）本发明的测量区域内无盲点。在本发明中，将位置信号接收器与电磁辐射测量部件分开，通过计算由位置信号接收器的坐标得到电磁辐射测量部件的坐标，由于在本发明中位置信号接收器总能到达一个能确定其坐标的高度，即总能得到位置信号接收器的坐标，消除了测量区域内的盲区。

（2）本发明的测量精度较高。在本发明中移动小车的方向是由圆心到初始点的连线的方向向量得到，这种方法是没有误差的，测量精度进而大大提高。

（3）本发明的测量效率较高。在本发明中，待测区域的点被分为两级：一级是停车点，二级是待测点，这样只需在小车将到达某一停车点时调整小车位置，工作量大大减少，工作效率显著提高。

（4）本发明中小车的移动灵活，操控性好。由于本发明中自动移动小车主体的车轮选用的是全向轮，因此，小车移动非常灵活，易于控制，进而缩短小车位置调整时间。

（5）本发明能够实现自动测量。在每次测量之前，实验人员只需将根据仿真结果得到的停车点以及每一停车点的待测点密度导入信息处理单元，然后由自动测量小车装置自动进行电磁辐射强度的测量。测量过程中无需人工干预。

附图说明

图1为应用本发明提供的自动测量小车装置的测量系统的组成示意图；

图2为电动汽车车外的电磁辐射自动测量小车装置的组成示意图；

图3为自动测量小车装置的坐标测量示意图；

图4为由P点坐标计算电磁辐射测量部件坐标示意图；

图5为自动测量小车装置测某停车点处待测点的测量示意图。

其中，1为位置信号发射器，2为主机，3为自动测量小车装置本体，4为电动汽车，5为底盘测功机，11为一号位置信号发射器，12为二号位置信号发射器，13为三号位置信号发射器，31为位置信号接收器，32为二号伸缩旋转杆，33为电磁辐射测量部件，34为信息处理单元，35为自动移动小车主体，36为控制单元，37为一号伸缩旋转杆。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提供的结构特征、具体实施方式及其功效，详细说明如下：

本发明提供了一种电动汽车车外电磁辐射的自动测量小车装置与测量方法。应用所述自动测量小车装置的电动汽车车外电磁辐射的自动测量系统，如图1所示，由位置信号发射部件1，主机2，自动测量小车装置本体3和底盘测功机5组成，

所述的底盘测功机5置于开阔场地，并且与位置信号发射部件1的相对位置固定。

所述的位置信号发射部件为超声波发射器件，共有三个，分别为一号位置信号发射器11、二号位置信号发射器12、三号位置信号发射器13，均布在底盘测功机5周围。

所述的自动测量小车装置本体3，如图2所示，由位置信号接收器31、二号伸缩旋转杆32、电磁辐射测量部件33、信息处理单元34、自动移动小车主体35、控制单元36、一号伸缩旋转杆37组成。

所述位置信号接收器31安装于一号伸缩旋转杆37前端，电磁辐射测量部件33安装于二号伸缩旋转杆32前端，一号伸缩旋转杆37、二号伸缩旋转杆32、控制单元36、信息处理单元34分别安装在自动移动小车主体35上，控制单元36、位置信号接收器31、电磁辐射测量部件33分别与信息处理单元34连接。

所述的位置信号接收器31为超声波接收器件，通过其与三个位置信号发射器之间的距离可以解出位置信号接收器31的坐标。

位置信号接收器31与一号伸缩旋转杆37用于确定自动测量小车装置3的位置与方向。本实施例中以P点到定位起始点的向量与测量系统坐标系中轴的夹角为车身转角，用以确定自动测量小车装置的方向。其中P点为一号伸缩旋转杆37的旋转轴的顶点。电磁辐射测量部件33与二号伸缩旋转杆32用于测量各个待测点的电磁辐射强度。控制单元36控制着自动测量小车装置本体3的运动、一号伸缩旋转杆37的高度H与旋转角度、二号伸缩旋转杆32的高度h与旋转角度以及电磁辐射测量部件33到二号伸缩旋转杆32的轴线的水平距离。信息处理单元34通过运算得到P点坐标与角，并将P点坐标作为自动测量小车装置3的坐标与设定的坐标相比较，得出运动命令，传给控制单元36；通过运算得到待测点坐标并存储该点坐标及该点的电磁辐射强度以备后续分析使用。

所述的自动移动小车主体35的车轮为全向轮，以达到灵活移动的目的。

所述的一号伸缩旋转杆37既可沿轴线伸缩又可绕轴线旋转。

所述的二号伸缩旋转杆32既可沿轴线伸缩又可绕轴线旋转，其上的电磁辐射测量部件33到伸缩旋转轴线的距离可调整且受控制单元36控制。

再进一步，所述的位置信号接收器31与一号伸缩旋转杆37的轴线、电磁辐射测量部件33与二号伸缩旋转杆32的轴线均有一水平距离；这两个水平距离的限制条件是：使自动测量小车装置本体3不倾覆。在此限制条件下，根据自动测量小车装置本体3上承载的部件的重量、结构尺寸计算这两个水平距离。

本实施例中一号伸缩旋转杆37和二号伸缩旋转杆32的形状为L形，当然也可以为其他形状。

本发明还提供了一种与本装置相对应的电动汽车车外电磁辐射自动测量小车装置的控制方法，该方法中，电动汽车周围的待测区域被划分为两级点，一级为停车点，即自动测量小车装置本体3停车的点；二级为待测点，即在每个停车点周围需要具体测出电磁辐射值的点，并且一个停车点处有至少一个待测点。

如图1所示，在自动测量小车装置开始工作之前，预先将电动汽车4置于底盘测功机5上，并使电动汽车以预定的状态在底盘测功机5上模拟道路工况运转。

该方法包括如下步骤：

S1、计算出自动测量小车装置本体3的坐标并确定车身方向，控制单元36控制自动测量小车装置本体3到达预先存储在信息处理单元34的一系列停车点坐标所对应的停车点，如图3所示；

S2、每到一停车点自动测量小车装置3停车后，一号伸缩旋转杆37收缩，二号伸缩旋转杆32开始工作，电磁辐射测量部件33由测量起始点开始工作，如图5所示；

S3、控制单元36控制二号伸缩旋转杆32使电磁辐射测量部件33到达该停车点处的待测点进行测量，如图5所示，然后将待测点坐标和该坐标处的电磁辐射值传入信息处理单元34并存储；

S4、测完该停车点的待测点之后，一号伸缩旋转杆37伸长至设定高度，位置信号接收器31回归至其定位起始点，二号伸缩旋转杆32收缩，控制单元36控制自动测量小车装置本体3向下一停车点移动，如图2所示，重复步骤S1、S2、S3，直至完成预定的测量任务，最后将数据导入主机进行分析。

步骤S1中自动测量小车装置的坐标由一号伸缩旋转杆37的旋转轴的顶点P点坐标表示，其计算方法为：由位置信号接收器31的至少三个坐标利用最小二乘法拟合一个圆心得到。

步骤S1自动测量小车装置本体3的方向由P点到位置信号接收器31的定位起始点的连线的方向向量与测量系统坐标系中轴的夹角确定。

步骤S3所述的待测点坐标的计算方法为：

其中，O为测量坐标系的原点，坐标为（0，0，0）；

      P点坐标为；

      M为所求待测点；

L为一号伸缩旋转杆37与二号伸缩旋转杆32之间的距离；

为车身转角；

l为电磁辐射测量部件33与二号伸缩旋转杆32之间的距离；

h为二号伸缩旋转杆32的高度；

H为一号伸缩旋转杆37的高度。

本发明的特点是：

（1）本发明的测量区域内无盲点。在本发明中，将位置信号接收器与电磁辐射测量部件分开，通过计算由位置信号接收器的坐标得到电磁辐射测量部件的坐标，由于在本发明中位置信号接收器总能到达一个能确定其坐标的高度，即总能得到位置信号接收器的坐标，消除了测量区域内的盲区。

（2）本发明的测量精度较高。在本发明中移动小车的方向是由圆心到初始点的连线的方向向量得到，这种方法是没有误差的，测量精度进而大大提高。

（3）本发明的测量效率较高。在本发明中，待测区域的点被分为两级：一级是停车点，二级是待测点，这样只需在小车将到达某一停车点时调整小车位置，工作量大大减少，工作效率显著提高。

（4）本发明中小车的移动灵活，操控性好。由于本发明中自动移动小车主体的车轮选用的是全向轮，因此，小车移动非常灵活，易于控制，进而缩短小车位置调整时间。

（5）本发明能够实现自动测量。在每次测量之前，实验人员只需将根据仿真结果得到的停车点以及每一停车点的待测点密度导入信息处理单元，然后由自动测量小车装置自动进行电磁辐射强度的测量。测量过程中无需人工干预。

需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形均落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种电动汽车车外电磁辐射自动测量小车装置，其特征在于，所述的自动测量小车装置主要由位置信号发射器（1）、主机（2）、自动测量小车装置本体（3）及底盘测功机（5）组成，

所述自动测量小车装置本体（3）由位置信号接收器（31）、二号伸缩旋转杆(32)、电磁辐射测量部件（33）、信息处理单元（34）、自动移动小车主体（35）、控制单元（36）及一号伸缩旋转杆（37）组成，

所述位置信号接收器（31）安装于一号伸缩旋转杆（37）前端，电磁辐射测量部件（33）安装于二号伸缩旋转杆（32）前端，所述一号伸缩旋转杆（37）、二号伸缩旋转杆（32）、控制单元（36）及信息处理单元（34）分别安装在自动移动小车主体（35）上，控制单元（36）、位置信号接收器（31）、电磁辐射测量部件（33）分别与信息处理单元（34）连接。

2.根据权利要求1所述的电动汽车车外电磁辐射自动测量小车装置，其特征在于，所述的位置信号接收器（31）与一号伸缩旋转杆（37）的轴线、电磁辐射测量部件（33）与二号伸缩旋转杆（32）的轴线均有一水平距离。

3.根据权利要求2所述的电动汽车车外电磁辐射自动测量小车装置，其特征在于，所述的二号伸缩旋转杆（32）上的电磁辐射测量部件（33）到伸缩旋转轴线的距离由控制单元（36）控制。

4.根据权利要求3所述的电动汽车车外电磁辐射自动测量小车装置，其特征在于，所述的自动移动小车主体（35）的车轮为全向轮。

5.一种电动汽车车外电磁辐射自动测量方法，其特征在于，将电动汽车周围的待测区域划分为停车点和待测点，所述停车点为自动测量小车装置本体（3）停车的点；所述待测点为在停车点周围需要具体测出电磁辐射值的点，每个停车点处有至少一个待测点，所述的电动汽车车外电磁辐射自动测量方法，包括如下步骤：

S1、计算出自动测量小车装置本体（3）的坐标并确定车身方向，控制单元（36）控制自动测量小车装置本体（3）到达预先存储在信息处理单元（34）的停车点坐标所对应的停车点；

S2、自动测量小车装置本体（3）每到一停车点停车后，一号伸缩旋转杆（37）收缩，二号伸缩旋转杆（32）工作，电磁辐射测量部件（33）由测量起始点开始工作；

S3、控制单元（36）控制二号伸缩旋转杆（32），使电磁辐射测量部件（33）到达待测点并测量待测点的电磁辐射值，然后将待测点坐标和该坐标处的电磁辐射值传入信息处理单元（34）存储；

S4、测完停车点的待测点的电磁辐射值后，一号伸缩旋转杆（37）伸长至设定高度，位置信号接收器（31）回归至其定位起始点，二号伸缩旋转杆（32）收缩，控制单元（36）控制自动测量小车装置本体（3）向下一停车点移动，重复步骤S1、S2、S3，直至完成预定的测量任务。

6.根据权利要求5所述的电动汽车车外电磁辐射自动测量方法，其特征在于，所述的自动测量小车装置本体（3）的坐标由一号伸缩旋转杆（37）的旋转轴的顶点P点坐标表示，所述的自动测量小车装置本体（3）的坐标由位置信号接收器（31）的至少三个坐标利用最小二乘法拟合一个圆心得到。

7.根据权利要求6所述的电动汽车车外电磁辐射自动测量方法，其特征在于，所述的自动测量小车装置本体（3）的方向由P点到位置信号接收器（31）的定位起始点的连线的方向向量与坐标系中                                                轴的夹角确定。

8.根据权利要求7所述的电动汽车车外电磁辐射自动测量方法，其特征在于，所述的待测点坐标的计算方法为：

其中，O为测量坐标系的原点，坐标为（0，0，0）；

      P点坐标为；

      M为所求待测点；

L为一号伸缩旋转杆（37）与二号伸缩旋转杆（32）之间的距离；

为车身转角；

l为电磁辐射测量部件（33）与二号伸缩旋转杆（32）之间的距离；

h为二号伸缩旋转杆（32）的高度；

H为一号伸缩旋转杆（37）的高度。