CN108749592B - 基于uwb定位的大巴车快速充电精确定位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于UWB定位的大巴车快速充电精确定位装置，该定位装置基于UWB定位技术，在现有大巴车充电定位装置的基础上增加两个定位杆，并设置定位点，用于安装向定位基站发射超短时单周期脉冲的脉冲发射器，不会额外增加对车辆的改造，可实施性高，同时，该装置不需额外增加例如相机、激光之类的硬件设备，可适用于包括雨雪天气在内的各种恶劣气象条件，以及光照不足、强光等各种光照条件，环境适应性高。

Description

基于UWB定位的大巴车快速充电精确定位装置
技术领域
本发明涉及检测技术，尤其涉及一种基于超宽带(UWB)定位的大巴车快速充电精确定位装置。
背景技术
户外无人操作环境下的大巴车快速充电，需要提供电极的精确位置，以达到正常连接。由于停车动作为司机手动操作，每次停靠的位置总会有差别，这一点无法避免，且不可控，从而影响充电对准。要解决这一问题，就需要充电前的定位装置进行精确定位。现今应用于工业上的定位方式通常为CCD与激光两种方式。
CCD方式为利用相机拍摄照片与已有照片进行比对处理，并生成位置坐标数据。这种看似无问题的方案最大的弱点在于环境适应性差，在凝露、凝霜环境下需要加装加热装置，而且在0℃以下的环境下，相机能否正常进行工作，还有待验证，在光线不足的情况下则需要加装工业级照明系统进行补光，而在光线过强时，照片对比度又不够强，得到的数据又必然会有较大误差。
激光方式为利用线激光进行扫描，并伴随相机进行拍照取像，从而比对分析后生成位置坐标数据。这种方式可以解决暗光条件下的定位问题，还可以测出目标物的高度，但因为有相机的存在，环境温度同样不可太低，在强光条件下对激光线束的影响也不容忽视。
发明内容
本发明主要目的在于，提供一种基于UWB定位的大巴车快速充电精确定位装置，以解决传统大巴车充电定位方式对应用环境要求较高的问题，实现在各种恶劣环境下都能对大巴车电极进行精确定位。本发明是通过如下技术方案实现的：
一种基于UWB定位的大巴车快速充电精确定位装置，包括安装在充电桩上的控制器和充电板，以及安装在大巴车上的受电板，所述充电板上安装有定位杆和充电连接件，所述受电板上安装有充电柱和定位点，当所述定位杆的顶端与所述定位点沿第一方向对准时，所述充电连接件与所述充电柱也沿所述第一方向对准；
所述定位杆的顶端安装有用于向定位基站发射超短时单周期脉冲的第一脉冲发射器，所述定位点上安装有用于向所述定位基站发射超短时单周期脉冲的第二脉冲发射器，所述定位基站根据所述第一脉冲发射器和所述第二脉冲发射器发射的超短时单周期脉冲实时定位所述定位杆的顶端的实时位置和所述定位点的实时位置，并将所述定位杆的顶端的实时位置和所述定位点的实时位置发送到所述控制器；
所述控制器用于根据所述定位杆的顶端的实时位置和所述定位点的实时位置，控制所述充电板向所述受电板靠拢，并实时调整所述充电板的位置，使所述定位杆的顶端与所述定位点沿所述第一方向对准，并在所述定位杆的顶端与所述定位点沿所述第一方向对准后，控制所述充电连接件沿所述第一方向向所述充电柱靠拢并与所述充电柱电接触。
进一步地，所述充电板上还设置有与所述充电连接件对应的机械抓手，当所述定位杆的顶端与所述定位点沿所述第一方向对准时，所述机械抓手与所述充电柱也沿所述第一方向对准，所述机械抓手用于在所述控制器的控制下沿所述第一方向向所述充电柱靠拢并抓住所述充电柱，使所述充电连接件与所述充电柱之间的接触压力大于预设值。
进一步地，所述充电连接件的外表面包裹有绝缘子。
进一步地，所述充电板上安装有与所述控制器连接的散热风扇。
进一步地，所述充电柱为铜柱。
进一步地，所述定位杆能够沿所述第一方向弹性伸缩。
与现有技术相比，本发明提供的大巴车快速充电精确定位装置，基于UWB定位技术，只需在现有大巴车充电定位装置的基础上增加两个定位杆，并设置定位点，用于安装向定位基站发射超短时单周期脉冲的脉冲发射器即可，不会额外增加对车辆的改造，可实施性高，同时，该装置不需额外增加例如相机、激光之类的硬件设备，可适用于包括雨雪天气在内的各种恶劣气象条件，以及光照不足、强光等各种光照条件，环境适应性高。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于UWB定位的大巴车快速充电精确定位装置中充电板的立体结构示意图。
图2是本发明实施例提供的基于UWB定位的大巴车快速充电精确定位装置中受电板的立体结构示意图。
图3是本发明实施例提供的基于UWB定位的大巴车快速充电精确定位装置中充电板的侧视图。
图4是本发明实施例提供的基于UWB定位的大巴车快速充电精确定位装置中充电板的俯视图。
图5是本发明实施例提供的基于UWB定位的大巴车快速充电精确定位装置中受电板的俯视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步详细说明。
结合图1至图5所示，本发明实施例提供的基于UWB定位的大巴车快速充电精确定位装置，包括安装在充电桩上的控制器和充电板1，以及安装在大巴车上的受电板2，充电板1上安装有定位杆101和充电连接件104，受电板2上安装有充电柱201和定位点202，当定位杆101的顶端与定位点202沿第一方向对准时，充电连接件104与充电柱201也沿第一方向对准。
定位杆101的顶端安装有用于向定位基站发射超短时单周期脉冲的第一脉冲发射器，定位点202上安装有用于向定位基站发射超短时单周期脉冲的第二脉冲发射器，定位基站根据第一脉冲发射器和第二脉冲发射器发射的超短时单周期脉冲实时定位定位杆101的顶端的实时位置和定位点202的实时位置，并将定位杆101的顶端的实时位置和定位点202的实时位置发送到控制器。具体来说，定位基站接收到第一脉冲发射器和第二脉冲发射器发射的超短时单周期脉冲后，首先绘制出定位点202的坐标，并将其实时坐标信息发送到控制器，同时，也将定位杆101的顶端的实时坐标信息发送到控制器。
控制器用于根据定位杆101的顶端的实时位置和定位点202的实时位置，控制充电板1向受电板2靠拢，并实时调整充电板1的位置，使定位杆101的顶端与定位点202沿第一方向对准，并在定位杆101的顶端与定位点202沿第一方向对准后，控制充电连接件104沿第一方向向充电柱201靠拢并与充电柱201电接触。具体来说，控制器根据定位杆101顶端的实时坐标信息和定位点202的实时坐标信息，控制充电板1沿第一方向朝受电板2移动，在充电板1朝受电板2移动的过程中，实时对定位杆101顶端的实时坐标与定位点202的实时坐标进行比对，并调节充电板1的位置，使定位杆101的顶端与定位点202沿第一方向对准，当使定位杆101的顶端与定位点202沿第一方向对准后，即完成了充电对准。完成充电对准后，控制器通过控制充电连接件104沿第一方向向充电柱201靠拢，即可实现与充电柱201电接触。本实施例中，第一方向可以是充电时充电板1与受电板2相对的方向，例如与充电板1和受电板2所在面垂直的方向。
充电板1上还设置有与充电连接件104对应的机械抓手102，当定位杆101的顶端与定位点202沿第一方向对准时，机械抓手102与充电柱201也沿第一方向对准，机械抓手102用于在控制器的控制下沿第一方向向充电柱201靠拢并抓住充电柱201，使充电连接件104与充电柱201之间的接触压力大于预设值，以确保充电连接件104与充电柱201之间的紧密电接触。
本装置利用UWB(Ultra-Wideband，超宽带)定位技术，UWB定位技术是一种无载波通信技术，发送和接收脉冲间隔严格受控的高斯单周期超短时脉冲，超短时单周期脉冲决定了信号的带宽很宽，定位基站直接用一级前端交叉相关器就把脉冲序列转换成基带信号，省去了传统通信设备中的中频级，极大地降低了设备复杂性。
充电连接件104的外表面包裹有绝缘子103，起到绝缘和固定充电连接件104的作用。充电板1上安装有与控制器连接的散热风扇105，在充电过程中，散热风扇105能够在控制器的控制下对充电板1进行散热。充电柱201为铜柱，从而保证良好导电性。定位杆101能够沿第一方向弹性伸缩，是一种可弹性伸缩定位杆101，确保定位过程中充电板1与受电板2之间的安全对准。充电板1后安装有防护罩3，可以对与充电板1连接的机械、电气组件起到很好的保护作用。
上述实施例仅为优选实施例，并不用以限制本发明的保护范围，在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于UWB定位的大巴车快速充电精确定位装置，其特征在于，包括安装在充电桩上的控制器和充电板，以及安装在大巴车上的受电板，所述充电板上安装有定位杆和充电连接件，所述受电板上安装有充电柱和定位点，当所述定位杆的顶端与所述定位点沿第一方向对准时，所述充电连接件与所述充电柱也沿所述第一方向对准；
所述定位杆的顶端安装有用于向定位基站发射超短时单周期脉冲的第一脉冲发射器，所述定位点上安装有用于向所述定位基站发射超短时单周期脉冲的第二脉冲发射器，所述定位基站根据所述第一脉冲发射器和所述第二脉冲发射器发射的超短时单周期脉冲实时定位所述定位杆的顶端的实时位置和所述定位点的实时位置，并将所述定位杆的顶端的实时位置和所述定位点的实时位置发送到所述控制器；
所述控制器用于根据所述定位杆的顶端的实时位置和所述定位点的实时位置，控制所述充电板向所述受电板靠拢，并实时调整所述充电板的位置，使所述定位杆的顶端与所述定位点沿所述第一方向对准，并在所述定位杆的顶端与所述定位点沿所述第一方向对准后，控制所述充电连接件沿所述第一方向向所述充电柱靠拢并与所述充电柱电接触；所述充电板上安装有与所述控制器连接的散热风扇；所述定位杆能够沿所述第一方向弹性伸缩。
2.如权利要求1所述的基于UWB定位的大巴车快速充电精确定位装置，其特征在于，所述充电板上还设置有与所述充电连接件对应的机械抓手，当所述定位杆的顶端与所述定位点沿所述第一方向对准时，所述机械抓手与所述充电柱也沿所述第一方向对准，所述机械抓手用于在所述控制器的控制下沿所述第一方向向所述充电柱靠拢并抓住所述充电柱，使所述充电连接件与所述充电柱之间的接触压力大于预设值。
3.如权利要求1所述的基于UWB定位的大巴车快速充电精确定位装置，其特征在于，所述充电连接件的外表面包裹有绝缘子。
4.如权利要求1所述的基于UWB定位的大巴车快速充电精确定位装置，其特征在于，所述充电柱为铜柱。
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