CN110077249A - 电动汽车无线充电的生物监测系统及方法 - Google Patents

电动汽车无线充电的生物监测系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车无线充电的生物监测系统及方法，该监测系统包括生物雷达传感装置和旋转支撑机构，生物雷达传感装置的生物雷达信号发射组件用于产生并发射生物雷达监测信号，生物雷达传感装置的生物雷达信号接收组件用于收集反射的生物雷达回波信号，电动汽车的控制处理器能够根据生物雷达回波信号确定地面无线充电发射装置所在区域内是否存在生物；旋转支撑机构能够带动生物雷达传感装置相对于电动汽车的底盘进行旋转运动以使生物雷达传感装置依次运动至设定的多个监测位置。本发明的电动汽车无线充电的生物监测系统及方法可以实现全方位的监测，并能够准确地检测出地面无线充电发射装置所在区域的生物，确保无线充电的正常进行。

Description

电动汽车无线充电的生物监测系统及方法
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种电动汽车无线充电的生物监测系统及方法。
背景技术
随着技术进步和科技发展，人们的节能环保意识逐渐增强，特别是在交通出行工具的选择上，越来越多的家庭选择购买对大气环境没有污染与影响的新能源电动汽车。
现有电动汽车的充电方式包括传统的有线充电，以及新兴的无线充电。有线充电方式存在取电不灵活、易产生火花，需要反复插拔充电线缆等问题。而无线充电方式可以克服上述有线充电的问题，通常在地面上设置无线充电发射线圈，在电动汽车上设置无线充电接收线圈，利用地面无线充电发射线圈磁场耦合实现电能透过空气向无线充电接收线圈传输，采用无线充电方式可以降低电动汽车成本，使用方便，安全。
但是在无线充电过程中，地面无线充电发射线圈与无线充电接收线圈之间空隙中存在强大的电磁场，如果该空隙内进入动物或人(如婴儿)等，动物或人长时间处于高频交变的磁场中可能会受到一定的伤害，因此在无线充电前需要检测该空隙中是否存在动物或人，以及无线充电过程中实时监测是否有动物或人进入该空隙中，以便采取保护措施或驱逐动物或人离开的动作，保证无线充电的正常进行。
发明内容
本发明实施例提供一种电动汽车无线充电的生物监测系统及方法，以检测地面无线充电发射线圈与无线充电接收线圈之间空隙中是否存在生物，确保无线充电的正常进行。
一方面，本发明实施例提供了一种电动汽车无线充电的生物监测系统，所述监测系统包括生物雷达传感装置和旋转支撑机构，所述生物雷达传感装置设置于所述旋转支撑机构上，所述旋转支撑机构设置于电动汽车的底盘上，所述生物雷达传感装置和所述旋转支撑机构均与所述电动汽车的控制处理器连接；
所述生物雷达传感装置包括生物雷达信号发射组件和生物雷达信号接收组件，所述生物雷达信号发射组件用于产生并发射生物雷达监测信号，所述生物雷达信号接收组件用于收集反射的生物雷达回波信号，所述电动汽车的控制处理器能够根据所述生物雷达回波信号确定地面无线充电发射装置所在区域内是否存在生物；
所述旋转支撑机构能够带动所述生物雷达传感装置相对于所述电动汽车的底盘进行旋转运动以使所述生物雷达传感装置依次运动至设定的多个监测位置。
在一些实施例中，所述生物雷达信号发射组件包括相连接的生物雷达信号发射器和至少一个发射天线，所述生物雷达信号发射器用于产生生物雷达监测信号，所述发射天线用于向外发射所述生物雷达监测信号；
所述生物雷达信号接收组件包括相连接的生物雷达信号接收器以及至少一个接收天线，所述接收天线用于收集反射的生物雷达回波信号，所述生物雷达信号接收器用于接收所述接收天线收集到的生物雷达回波信号。
在一些实施例中，所述发射天线的数量为两个，所述接收天线的数量为四个。
在一些实施例中，所述生物雷达监测信号为超宽带短波信号或连续波信号。
在一些实施例中，所述旋转支撑机构包括：
旋转轴，设置于所述电动汽车的底盘上；
旋转支架，设置于所述旋转轴上，所述旋转支架包括一个连接臂，所述连接臂的远离所述旋转轴的一端面上连接有所述生物雷达传感装置；
旋转驱动部件，与所述旋转轴连接，旋转驱动部件用于驱动所述旋转轴转动以带动所述旋转支架上的所述生物雷达传感装置进行旋转运动。
在一些实施例中，所述监测系统还包括生物驱赶装置，设置于所述电动汽车的底盘上，并与所述电动汽车的控制处理器连接。
另一方面，本发明实施例还提供了一种电动汽车无线充电的生物监测方法，包括：
发送监测控制信号到生物雷达传感装置和旋转支撑机构；
驱动旋转轴以一定转速转动以带动所述生物雷达传感装置进行旋转运动；
控制生物雷达信号发射器产生生物雷达监测信号并通过发射天线向外发射，同时控制生物雷达信号接收器接收接收天线收集的生物雷达回波信号；
分析处理所述生物雷达回波信号得到所述生物雷达回波信号所包含的目标信息，所述目标信息包括目标的生理信息；
根据所述生物雷达回波信号所包含的目标信息确定无线充电发射装置所在区域内是否存在生物。
在一些实施例中，所述生物雷达回波信号所包含的目标信息还包括目标的位置信息、目标的个数信息以及目标的行动信息中的一种或多种。
在一些实施例中，所述根据所述生物雷达回波信号所包含的目标信息确定无线充电发射装置所在区域内是否存在生物的步骤还包括：
根据所述目标信息确定所述生物是否为人。
在一些实施例中，所述根据所述生物雷达回波信号所包含的目标信息确定无线充电发射装置所在区域内是否存在生物的步骤之后还包括：
当所述无线充电发射装置所在区域有人时，则发送报警信号给所述电动汽车的控制处理器以通知驾驶人员；
当所述无线充电发射装置所在区域有动物时，则发送驱赶控制信号到生物驱赶装置。
本发明的有益效果为：
本发明实施例的电动汽车无线充电的生物监测系统及方法，通过控制处理器向生物雷达传感装置和旋转支撑机构发送监测控制信号，驱动旋转支撑机构带动生物雷达传感装置进行旋转运动，依次使生物雷达传感装置位于设定的多个监测位置处，同时控制生物雷达信号发射器产生生物雷达监测信号并向外发射，同时启动生物雷达信号接收器接收反射的生物雷达回波信号，进而得到生物雷达传感装置分别处于多个监测位置上地面无线充电发射装置所在区域反射回的生物雷达回波信号，控制处理器对生物雷达回波信号进行处理分析，以得到生物雷达回波信号所包含的目标信息，进而确定无线充电发射装置所在区域内是否存在生物。本发明实施例的电动汽车无线充电的监测系统及方法可以实现全方位的监测，并能够准确地检测出地面无线充电发射装置所在区域的生物，确保无线充电的正常进行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的电动汽车无线充电的生物监测系统的一些实施例的结构框图；
图2是本发明的电动汽车无线充电的生物监测系统的一些实施例的结构示意图；
图3是本发明的电动汽车无线充电的生物监测系统的旋转支撑机构的一些实施例的结构示意图；
图4是本发明的电动汽车无线充电的生物监测系统的生物雷达传感装置的一些实施例的结构示意图；
图5是本发明的电动汽车无线充电的生物监测方法的一些实施例的流程示意图；
图6是本发明的电动汽车无线充电的生物监测方法的另一些实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面对本发明一些实施例提供的电动汽车无线充电的生物监测系统进行说明。
参见图1所示，图中示出了本发明实施例提供的一种电动汽车无线充电的生物监测系统100的结构框图。本实施例的电动汽车无线充电的生物监测系统100包括生物雷达传感装置1和旋转支撑机构2，生物雷达传感装置1设置于旋转支撑机构2上，旋转支撑机构2设置于电动汽车200的底盘201上，生物雷达传感装置1和旋转支撑机构2均与电动汽车200的控制处理器202连接；
生物雷达传感装置1包括生物雷达信号发射组件11和生物雷达信号接收组件12，生物雷达信号发射组件11用于产生并发射生物雷达监测信号，生物雷达信号接收组件12用于收集反射的生物雷达回波信号，电动汽车200的控制处理器201能够根据生物雷达回波信号确定地面无线充电发射装置300所在区域内是否存在生物400；
旋转支撑机构2能够带动生物雷达传感装置1相对于电动汽车200的底盘201进行旋转运动以使生物雷达传感装置1依次运动至设定的多个监测位置。
需要说明的是，生物雷达传感装置1的工作原理是发射一定频率的微波信号，通过检测回波信号的某些物理量，可以得到未知场景中生命体的地理信息和生命信息。生物雷达相较于红外线和超声波等具有穿透能力强、定位精确和不受天气温度影响等特点，应用面较广。
由于生物雷达传感装置1的生物雷达监测信号以及反射的生物雷达回波信号具有较强的穿透能力，因此本实施例的生物雷达传感装置1可以设置于电动汽车200的底盘201上，还可以设置于电动汽车200内部，当然还可以设置于电动汽车200的其他位置，只要能够便于监测地面无线充电发射装置300所在区域内是否存在生物400即可，在此不一一举例说明。
本实施例中对生物雷达传感装置1与电动汽车上的无线接收装置之间的具体位置关系也不做具体限定，只要在无线充电过程中不影响生物雷达传感装置1的监测工作以及不破坏生物雷达传感装置1即可。
另外，本实施例中对监测位置的数量以及方位不做具体限定，可根据实际需要确定。
可选地，如图3所示，本实施例的电动汽车200的底盘201上还设置有安装槽2011，生物雷达传感装置1设置于安装槽2011内。
可选地，如图4所示，生物雷达传感装置1还包括壳体13，生物雷达信号发射组件11和所述生物雷达信号接收组件12均设置于壳体13内。
本发明实施例的电动汽车无线充电的监测系统100在底盘201上设置生物雷达传感装置1，生物雷达传感装置1的生物雷达信号发射组件11产生生物雷达监测信号，并向地面无线充电发射装置300所在区域发射，反射回来的生物雷达回波信号被生物雷达信号接收组件12接收，并发送给电动汽车200的控制处理器201，控制处理器201对生物雷达回波信号进行处理分析得到地面无线充电发射装置300所在区域内的生命体的地理信息和生命信息，进而确定是否存在生物400，同时通过旋转支撑机构2可以不断调整生物雷达传感装置1的位置，进而调整生物雷达传感装置1的监测方向，实现全方位的监测。本发明实施例的电动汽车无线充电的生物监测系统，能够准确地检测出地面无线充电发射装置所在区域的生物，确保无线充电的正常进行。
在一些实施例中，如图4所示，生物雷达信号发射组件11包括相连接的生物雷达信号发射器111和至少一个发射天线112，生物雷达信号发射器111用于产生生物雷达监测信号，发射天线112用于向外发射生物雷达监测信号；
生物雷达信号接收组件12包括相连接的生物雷达信号接收器121以及至少一个接收天线122，接收天线122用于收集反射的生物雷达回波信号，生物雷达信号接收器121用于接收接收天线122收集到的生物雷达回波信号。
需要说明的是，本实施例中发射天线112和接收天线122的数量可以相同也可以不同。本实施例中对发射天线112和接收天线122的具体数量和位置排布不做具体限定。另外，本实施例中对发射天线112和接收天线122可以为边射式螺旋天线或等角螺旋天线，当然还可以为其他类型的天线，在此不做具体限定。
可选地，为了能够准确地检测出地面无线充电发射装置所在区域的生物，确保无线充电的正常进行，如图4所示，本实施例中发射天线112的数量为两个，接收天线121的数量为四个。
优选地，如图4所示，本实施例中发射天线112与接收天线121呈一列间隔排列。当然，本实施例中接收天线121还可以围绕发射天线112设置，在此不一一举例说明。
在一些实施例中，生物雷达监测信号为超宽带短波信号或连续波信号。优选地，本实施例的生物雷达监测信号为超宽带短波信号，其波段为500MHZ-4000MHZ。本实施例的生物雷达监测信号采用微波中的超宽带短波波段，使得生物监测更加准确。
在一些实施例中，如图3所示，旋转支撑机构2包括：
旋转轴21，设置于电动汽车200的底盘201上；
旋转支架22，设置于旋转轴21上，旋转支架22包括一个连接臂221，连接臂221的远离旋转轴21的一端面上连接有生物雷达传感装置1；
旋转驱动部件23，与旋转轴21连接，旋转驱动部件23用于驱动旋转轴21转动以带动旋转支架22上的生物雷达传感装置1进行旋转运动。
可选地，如图3所示，本实施例中旋转支架22还包括套设件222，设置于连接臂221的另一端面上，用于连接旋转轴21。
需要说明的是，本实施例中旋转支撑机构2的旋转轴21可以为球形，旋转支架22套设置旋转轴21上，从而实现生物雷达传感装置1的360度旋转。
本实施例中旋转支撑机构2的具体结构存在多种，本文仅列举了其中的一种结构，还可以为其他结构，在此不一一举例说明。
在一些实施例中，如图2所示，监测系统还包括生物驱赶装置3，设置于电动汽车200的底盘201上，并与电动汽车200的控制处理器202连接。本实施例的生物监测系统还包括生物驱赶装置3，用于在检测到地面无线充电发射装置300所在区域内存在生物400时启动生物驱赶装置3驱赶生物400离开，以避免无线充电给生物造成伤害，并保证无线充电的正常进行。
需要说明的是，本实施例的生物驱赶装置3可以为机械驱动部件，也可以为声音驱动部件，当然还可以为其他类型的驱动部件，在此不一一举例说明。
可选地，本实施例中生物驱赶装置3包括至少一个声波发生器，声波发生器用来发射声波信号以驱赶地面无线充电发射装置300所在区域内的生物400。通过声音驱赶生物不增加额外的机械部件，结构简单。
优选地，本实施例的生物驱赶装置3可以包括超声波发生器和语音提示器，对于动物采用超声波发生器驱赶动物，不会对人不造成影响，采用语音提示可以提示人离开。
另一方面，如图5所示，本发明实施例还提供了一种电动汽车无线充电的生物监测方法，包括：
步骤S10：发送监测控制信号到生物雷达传感装置1和旋转支撑机构2；
本步骤中驾驶员在驾驶电动汽车200驶入充电停车位时，可以通过电动汽车200上的显示屏幕向控制处理器202输入监测启动信号，控制处理器202根据该监测启动信号生成监测控制信号，并发送给生物雷达传感装置1和旋转支撑机构2。
步骤S20：驱动旋转轴21以一定转速转动以带动生物雷达传感装置1进行旋转运动；
本步骤中旋转支撑机构2在接收到监测控制信号后，驱动旋转轴21转动以一定转速转动以带动生物雷达传感装置1进行旋转运动，可以依次使生物雷达传感装置1位于设定的多个监测位置处，当然还可以设定位于设定的每个监测位置处的停留时间。
步骤S30：控制生物雷达信号发射器111产生生物雷达监测信号并通过发射天线112向外发射，同时控制生物雷达信号接收器121接收接收天线122收集的生物雷达回波信号；
本步骤中，生物雷达传感装置1在接收到监测控制信号后，启动生物雷达信号发射器111产生生物雷达监测信号并向外发射，同时启动生物雷达信号接收器121接收反射的生物雷达回波信号，进而得到生物雷达传感装置1分别处于多个监测位置上地面无线充电发射装置300所在区域反射回的生物雷达回波信号。
步骤S40：分析处理生物雷达回波信号得到生物雷达回波信号所包含的目标信息，该目标信息包括目标的生理信息；
本步骤中控制处理器202对得到的多个监测位置上地面无线充电发射装置300所在区域反射回的生物雷达回波信号进行处理分析，以得到生物雷达回波信号所包含的目标信息，该目标信息为目标生理信息，其中生理信息包括生物的心跳信息或呼吸信息等。
步骤S50：根据生物雷达回波信号所包含的目标信息确定无线充电发射装置300所在区域内是否存在生物。
本发明实施例的电动汽车无线充电的生物监测方法首先控制处理器202向生物雷达传感装置1和旋转支撑机构2发送监测控制信号，驱动旋转支撑机构2带动生物雷达传感装置1进行旋转运动，依次使生物雷达传感装置1位于设定的多个监测位置处，同时控制生物雷达信号发射器111产生生物雷达监测信号并向外发射，同时启动生物雷达信号接收器121接收反射的生物雷达回波信号，进而得到生物雷达传感装置1分别处于多个监测位置上地面无线充电发射装置300所在区域反射回的生物雷达回波信号，控制处理器202对生物雷达回波信号进行处理分析，以得到生物雷达回波信号所包含的目标信息，进而确定无线充电发射装置300所在区域内是否存在生物400。本发明实施例的电动汽车无线充电的生物监测方法可以实现全方位的监测，并能够准确地检测出地面无线充电发射装置所在区域的生物，确保无线充电的正常进行。
在一些实施例中，生物雷达回波信号所包含的目标信息还包括目标的位置信息、目标的个数信息以及目标的行动信息的一种或多种。本实施例中可以从生物雷达回波信号中选取相应的物理量，采用对应的处理算法进行处理得到目标的位置信息、目标的个数信息以及目标的行动信息的一种或多种。例如，采用成像算法处理生物雷达回波信号得到目标的个数和位置信息，以及基于动作的检测算法得到目标的行动信息。
在一些实施例中，根据生物雷达回波信号所包含的目标信息确定无线充电发射装置所在区域内是否存在生物的步骤还包括：根据目标信息确定生物是否为人。本实施例中根据目标的生理信息如心跳信息或呼吸信息等可以确定该生物是否为人，从而进一步提示驾驶员注意，避免造成减少人员损伤。
在一些实施例中，如图6所示，根据生物雷达回波信号所包含的目标信息确定无线充电发射装置所在区域内是否存在生物的步骤S50之后还包括：
步骤S60：
当无线充电发射装置所在区域有人时，则发送报警信号给电动汽车的控制处理器以通知驾驶人员，并发送第一驱赶控制信号到生物驱赶装置；
当无线充电发射装置所在区域有动物时，则发送第二驱赶控制信号到生物驱赶装置。
本实施例中在控制处理器202根据生物雷达回波信号所包含的目标信息确定无线充电发射装置300所在区域内存在动物或人时，发送相应的驱赶控制信号给生物驱赶装置3以驱赶动物或人离开无线充电发射装置300所在区域。
进一步的，为了确保动物离开无线充电发射装置所在区域，本实施例的步骤S70之后还可以进行复检，即重复上述实施例的步骤S10-S50，当检测到无线充电发射装置300所在区域无生物400时整个监测过程结束，可以开始电动汽车的无线充电过程。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车无线充电的生物监测系统，其特征在于，所述监测系统包括生物雷达传感装置和旋转支撑机构，所述生物雷达传感装置设置于所述旋转支撑机构上，所述旋转支撑机构设置于电动汽车的底盘上，所述生物雷达传感装置和所述旋转支撑机构均与所述电动汽车的控制处理器连接；
所述生物雷达传感装置包括生物雷达信号发射组件和生物雷达信号接收组件，所述生物雷达信号发射组件用于产生并发射生物雷达监测信号，所述生物雷达信号接收组件用于收集反射的生物雷达回波信号，所述电动汽车的控制处理器能够根据所述生物雷达回波信号确定地面无线充电发射装置所在区域内是否存在生物；
所述旋转支撑机构能够带动所述生物雷达传感装置相对于所述电动汽车的底盘进行旋转运动以使所述生物雷达传感装置依次运动至设定的多个监测位置。
2.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电的生物监测系统，其特征在于，所述生物雷达信号发射组件包括相连接的生物雷达信号发射器和至少一个发射天线，所述生物雷达信号发射器用于产生生物雷达监测信号，所述发射天线用于向外发射所述生物雷达监测信号；
所述生物雷达信号接收组件包括相连接的生物雷达信号接收器以及至少一个接收天线，所述接收天线用于收集反射的生物雷达回波信号，所述生物雷达信号接收器用于接收所述接收天线收集到的生物雷达回波信号。
3.根据权利要求2所述的电动汽车无线充电的生物监测系统，其特征在于，所述发射天线的数量为两个，所述接收天线的数量为四个。
4.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电的生物监测系统，其特征在于，所述生物雷达监测信号为超宽带短波信号或连续波信号。
5.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电的生物监测系统，其特征在于，所述旋转支撑机构包括：
旋转轴，设置于所述电动汽车的底盘上；
旋转支架，设置于所述旋转轴上，所述旋转支架包括一个连接臂，所述连接臂的远离所述旋转轴的一端面上连接有所述生物雷达传感装置；
旋转驱动部件，与所述旋转轴连接，旋转驱动部件用于驱动所述旋转轴转动以带动所述生物雷达传感装置进行旋转运动。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电动汽车无线充电的生物监测系统，其特征在于，所述监测系统还包括生物驱赶装置，设置于所述电动汽车的底盘上，并与所述电动汽车的控制处理器连接。
7.一种电动汽车无线充电的生物监测方法，其特征在于，包括：
发送监测控制信号到生物雷达传感装置和旋转支撑机构；
驱动旋转轴以一定转速转动以带动所述生物雷达传感装置进行旋转运动；
控制生物雷达信号发射器产生生物雷达监测信号并通过发射天线向外发射，同时控制生物雷达信号接收器接收接收天线收集的生物雷达回波信号；
分析处理所述生物雷达回波信号得到所述生物雷达回波信号所包含的目标信息，所述目标信息包括目标的生理信息；
根据所述生物雷达回波信号所包含的目标信息确定无线充电发射装置所在区域内是否存在生物。
8.根据权利要求7所述的一种电动汽车无线充电的生物监测方法，其特征在于，所述生物雷达回波信号所包含的目标信息还包括目标的位置信息、目标的个数信息以及目标的行动信息中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的一种电动汽车无线充电的生物监测方法，其特征在于，所述根据所述生物雷达回波信号所包含的目标信息确定无线充电发射装置所在区域内是否存在生物的步骤还包括：
根据所述目标信息确定所述生物是否为人。
10.根据权利要求9所述的一种电动汽车无线充电的生物监测方法，其特征在于，所述根据所述生物雷达回波信号所包含的目标信息确定无线充电发射装置所在区域内是否存在生物的步骤之后还包括：
当所述无线充电发射装置所在区域有人时，则发送报警信号给所述电动汽车的控制处理器以通知驾驶人员，并发送第一驱赶控制信号到所述生物驱赶装置；
当所述无线充电发射装置所在区域有动物时，则发送第二驱赶控制信号到生物驱赶装置。
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