CN111775737A - 一种基于5g的新能源汽车的无线充电对位系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于5G的新能源汽车的无线充电对位系统，所述无线充电对位系统包括汽车上的无线充电接收器、为所述汽车无线充电的无线充电桩、所述安装于所述无线充电桩为所述无线充电接收器配合充电的所述无线充电发射器和供所述汽车停车充电的充电区，与现有技术的新能源汽车无线充电装置比较，所述无线充电对位系统还包括根据所述无线充电桩的使用情况引导所述汽车进入相应区域进行充电的充电指引模块、生成使所述无线充电发射器移动至与所述无线充电接收器相配合充电的位移指令的自动识别模块和控制所述无线充电桩各部件进行预定轨道移动的智能驱动模块。

Description

一种基于5G的新能源汽车的无线充电对位系统

技术领域

本发明涉及新能源汽车充电领域，尤其涉及一种基于5G的新能源汽车的无线充电对位系统。

背景技术

新能源电动汽车充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。随着能源的紧缺及环保标准的严格，新能源汽车的推广已经达到了相当的规模。然而，新能源汽车受制于充电技术的制约，使得推广过程中受到较大阻力。目前的新能源充电桩存在极大的安全隐患，其中主要的原因是由于充电桩的充电线容易损坏而造成线芯暴露。且电缆在地面上受到车辆碾压摩擦会加速损坏，难以抵抗车辆轮胎的碾压，车辆轮胎圆形碾压不仅有挤压力更有倾斜的摩擦力，使得线缆受力点极其不规律，存在对折碾压和碾压时错位摩擦再度碾压的情况，线芯容易损坏。因此新能源汽车的无线充电系统受到广大关注，但是无线充电桩由于使用不方便，所以其普及度不高。

本实验团队长期针对新能源汽车无线充电系统进行大量相关记录资料的浏览和研究，同时依托相关资源，并进行大量相关实验，并经过大量检索发现存在的现有技术如现有技术公开了一种如如现有技术公开了一种WO2019205316A1、WO2018196384A1、KR1020130063816A和CN108437843B，现有技术的新能源汽车无线充电系统包括本发明公开了一种用于移动式储能电站对新能源汽车的无线充电系统及其控制方法，其中，移动式储能电站包括储能电池组和电源监控装置，电能提供装置、电能接收装置和电池管理器，电能提供装置利用电磁感应向电能接收装置无线传输电能，电能接收装置利用电能提供装置提供的电能为动力电池充电，电源监控装置用于控制电能提供装置的无线充电流程，电池管理器用于控制电能接收装置的无线充电流程。现有技术中新能源汽车与无线充电系统的对位一般通过司机在泊车过程中实现，对司机的驾驶技术要求较高，司机需要反复调整新能源汽车的位置，才能保证新能源汽车与无线充电系统的充电线圈准确对位，导致无线充电系统的充电效率无法保证。因此，缩短新能源汽车与无线充电系统的无线充电线圈的准确对位时间进而提高无线充电系统的充电效率，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题，本发明的基于5G的新能源汽车的无线充电对位系统具有较高的安全性和可靠性，且充电简单易行，采用无线充电的方式可提高充电设备的使用寿命，具有较高的实适用性。

为了解决本领域普遍存在有线充电桩的线缆不易放置且容易受到磨损；操作麻烦，需要车主自己下车操作；不熟练的使用者会对充电桩带来损害；现有无线充电技术需要自行将汽车的充电口调准对其所述无线充电桩的无线充电口处，给停车调整不熟练的驾驶员带来不便等等问题作出了本发明。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前新能源汽车充电系统所存在的不足，提出了一种基于5G的新能源汽车的无线充电对位系统。

为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

可选的，一种基于5G的新能源汽车的无线充电对位系统，所述无线充电对位系统包括汽车上的无线充电接收器、无线充电桩、安装于所述无线充电桩与所述无线充电接收器配合充电的所述无线充电发射器和供所述汽车停车充电的充电区，所述无线充电对位系统还包括根据所述无线充电桩的使用情况引导所述汽车进入相应区域进行充电的充电指引模块、生成使所述无线充电发射器移动至与所述无线充电接收器相配合充电的位移指令的自动识别模块和控制所述无线充电桩各部件进行预定轨道移动的智能驱动模块。

可选的，所述充电指引模块包括检测所述充电区内所述无线充电桩的使用情况的监测组件、识别并记录所述汽车的信息数据的摄像组件、基于所述监测组件和所述摄像组件发送的信息进行分析处理进而生成相应指令的云服务器和等待区内设置的至少一个显示所述云服务器发送的相应指令进而引导所述汽车移动的指引终端装置。

可选的，所述智能驱动模块通过所述无线充电桩的控制装置接收所述智能识别模块发送的相关信号进而控制所述无线充电桩上相应的电器装置，所述控制装置分别与所述无线充电桩的所述电器装置电气连接。

可选的，所述无线充电桩包括由伸缩驱动装置控制能够水平位移的伸缩部件、由升降驱动装置控制能够垂直升降的升降部件和由旋转驱动装置控制能够相对于地面旋转的部件，其中所述升降部件竖直方向的两端分别通过连接元件连接所述伸缩部件和所述旋转部件，所述旋转部件未连接所述升降部件的另一端通过固定元件固定于所述地面。

可选的，所述自动识别模块包括安装于所述无线充电桩上的充电追踪器、安装于所述汽车上的汽车追踪器、在所述充电区内发射红外线并接收被反射的红外线的反射信号的光学定位跟踪模块、安装于所述汽车上对所述光学定位跟踪模块发射的红外线进行反射的反射组件和根据所述充电追踪器和所述汽车追踪器的位置信息进行分析处理生成相应控制指令并发送至所述无线充电桩的导航服务器。

本发明所取得的有益效果是：

1.本发明的无线充电桩的充电装置能够自动调整至待充电汽车的充电口进行充电。

2.本发明的无线充电对位系统自动化高，不需要根据驾驶员自动调节车位，

3.本发明的无线充电桩每次使用后，不需要对充电线缆进行整理检查，保养简单。

4.本发明的无线充电对位系统有效提高其新能源汽车充电的便捷性。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1为本发明的基于5G的新能源汽车无线充电对位系统的结构示意图。

图2为本发明的充电指引模块的流程示意图。

图3为本发明的云服务器的模块示意图。

图4为本发明的旋转部件的结构示意图。

图5为本发明的智能驱动模块的流程示意图。

图6为本发明的基于5G的新能源汽车无线充电对位系统的实验图。

附图标号说明：1-汽车；2-无线充电桩；3-无线充电接收器；4-无线充电发射器；5-电源组件。

具体实施方式

为了使得本发明的目的.技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内.包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位.以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一：

本实施例构建了一种基于5G网络下，根据无线充电区内的无线充电桩的使用情况和汽车电池情况进行智能分配充电区和生成引导指令引导汽车至相应充电区的充电指引模块；

一种基于5G的新能源汽车的无线充电对位系统，所述无线充电对位系统包括汽车上的无线充电接收器、无线充电桩、安装于所述无线充电桩与所述无线充电接收器配合充电的所述无线充电发射器和供所述汽车停车充电的充电区，所述无线充电对位系统还包括根据所述无线充电桩的使用情况引导所述汽车进入相应区域进行充电的充电指引模块、生成使所述无线充电发射器移动至与所述无线充电接收器相配合充电的位移指令的自动识别模块和控制所述无线充电桩各部件进行预定轨道移动的智能驱动模块，所述充电指引模块包括检测所述充电区内所述无线充电桩的使用情况的监测组件、识别并记录所述汽车的信息数据的摄像组件、基于所述监测组件和所述摄像组件发送的信息进行分析处理进而生成相应指令的云服务器和等待区内设置的至少一个显示所述云服务器发送的相应指令进而引导所述汽车移动的指引终端装置，所述智能驱动模块为通过所述无线充电桩的控制装置接收所述智能识别模块发送的所述控制信号进而控制所述无线充电桩上相应的电器装置，所述控制装置分别与所述无线充电桩的所述电器装置电气连接，所述无线充电桩包括由伸缩驱动装置控制能够水平位移的伸缩部件、由升降驱动装置控制能够垂直升降的升降部件和由旋转驱动装置控制能够相对于地面旋转的部件，其中所述升降部件竖直方向的两端分别通过连接元件连接所述伸缩部件和所述旋转部件，所述旋转部件未连接所述升降部件的另一端通过固定元件固定于所述地面，所述自动识别模块包括安装于所述无线充电桩上的充电追踪器、安装于所述汽车上的汽车追踪器、在所述充电区内发射红外线并接收被反射的红外线的反射信号的光学定位跟踪模块、安装于所述汽车上对所述光学定位跟踪模块发射的红外线进行反射的反射组件和根据所述充电追踪器和所述汽车追踪器的位置信息进行分析处理生成相应控制指令并发送至所述无线充电桩的导航服务器；

所述充电指引模块包括监测各充电区所述无线充电桩的使用情况的监测组件、识别并记录汽车信息数据的摄像组件、基于所述监测组件和所述摄像组件发送的信息进行分析处理进而生成相应指令的云服务器、和等待区内设置的至少一个显示所述云服务器发送的相应指令进而引导所述汽车移动的指引终端装置，所述摄像组件、监测组件和指引终端装置分别通过信息交流组件与所述云服务器信号连接，所述信息交互组件为使用5G网络传输的信息收发器，所述监测组件实时检测无线充电桩占用信息并将数据上传至所述云服务器存储，所述汽车按照场地的指示牌的指示方向将车泊入等待区，并在等待区的指引终端装置前等待信号指令的提示，位于所述等待区前方的摄像组件抓拍所述汽车的图像并通过所述摄像组件后方的车型识别硬件模块和车牌识别硬件模块识别车牌信息，并将所述汽车的车型数据和车牌信息上传至所述云服务器，所述云服务器的接收单元接收所述汽车的车型数据和车牌信息的相关数据信息后，所述云服务器的所述处理单元查询是否有空余无线充电桩，若无空余无线充电桩，则通过所述云服务器的发送单元向所述指引终端装置发送“无线充电桩已满”，若有空余无线充电桩，所述云服务器查询距离该等待区的所述汽车最近的空余无线充电桩的相应充电区位置信息，并将该无线充电桩置为占用状态，同时生成所述汽车到所述充电区的最优路径同时将车型数据、车牌信息和充电时间的相关数据信息绑定存储至云服务器的储存单元；

在等候充电的队列中，任务紧急充电汽车的优先级大于闲时充电汽车，对于优先级别高的任务优先安排，同一优先级的任务，按照任务生成时间依次安排，设置最大并行任务数为当前停车场所拥有的无线充电桩数量，当前任务数超过最大并行任务数时，将超出任务放入等候队列，所述云服务器的处理单元生成任务、建立任务队列和按照任务的状态信息以及优先级别排序，所述处理单元将当前的任务队列按照排好的顺序逐一为任务安排车辆和路径，并通过所述发送单元发送至所述指引终端装置和所述无线充电桩，所述无线充电桩接收到任务时将自身状态置为占用，任务完成后将自身状态置为闲置，并实时上报自身状态与任务类型，所述汽车根据相应的指令有序进入相应的充电区进行无线充电，本发明的充电指引模块为新能源汽车的无线充电技术提供了准确有序化的充电模式。

实施例二：

本实施例构造了一种可通过多个移动部件组成的可以将无线充电发射器自动位移至汽车的无线充电接收器相对位置为所述汽车进行无线充电的无线充电桩和其智能驱动模块；

一种基于5G的新能源汽车的无线充电对位系统，所述无线充电对位系统包括汽车上的无线充电接收器、无线充电桩、安装于所述无线充电桩与所述无线充电接收器配合充电的所述无线充电发射器和供所述汽车停车充电的充电区，所述无线充电对位系统还包括根据所述无线充电桩的使用情况引导所述汽车进入相应区域进行充电的充电指引模块、生成使所述无线充电发射器移动至与所述无线充电接收器相配合充电的位移指令的自动识别模块和控制所述无线充电桩各部件进行预定轨道移动的智能驱动模块，所述充电指引模块包括检测所述充电区内所述无线充电桩的使用情况的监测组件、识别并记录所述汽车的信息数据的摄像组件、基于所述监测组件和所述摄像组件发送的信息进行分析处理进而生成相应指令的云服务器和等待区内设置的至少一个显示所述云服务器发送的相应指令进而引导所述汽车移动的指引终端装置，所述智能驱动模块为通过所述无线充电桩的控制装置接收所述智能识别模块发送的所述控制信号进而控制所述无线充电桩上相应的电器装置，所述控制装置分别与所述无线充电桩的所述电器装置电气连接，所述无线充电桩包括由伸缩驱动装置控制能够水平位移的伸缩部件、由升降驱动装置控制能够垂直升降的升降部件和由旋转驱动装置控制能够相对于地面旋转的部件，其中所述升降部件竖直方向的两端分别通过连接元件连接所述伸缩部件和所述旋转部件，所述旋转部件未连接所述升降部件的另一端通过固定元件固定于所述地面，所述自动识别模块包括安装于所述无线充电桩上的充电追踪器、安装于所述汽车上的汽车追踪器、在所述充电区内发射红外线并接收被反射的红外线的反射信号的光学定位跟踪模块、安装于所述汽车上对所述光学定位跟踪模块发射的红外线进行反射的反射组件和根据所述充电追踪器和所述汽车追踪器的位置信息进行分析处理生成相应控制指令并发送至所述无线充电桩的导航服务器；

所述充电指引模块包括监测各充电区所述无线充电桩的使用情况的监测组件、识别并记录汽车信息数据的摄像组件、基于所述监测组件和所述摄像组件发送的信息进行分析处理进而生成相应指令的云服务器、和等待区内设置的至少一个显示所述云服务器发送的相应指令进而引导所述汽车移动的指引终端装置，所述摄像组件、监测组件和指引终端装置分别通过信息交流组件与所述云服务器信号连接，所述信息交互组件为使用5G网络传输的信息收发器，所述监测组件实时检测无线充电桩占用信息并将数据上传至所述云服务器存储，所述汽车按照场地的指示牌的指示方向将车泊入等待区，并在等待区的指引终端装置前等待信号指令的提示，位于所述等待区前方的摄像组件抓拍所述汽车的图像并通过所述摄像组件后方的车型识别硬件模块和车牌识别硬件模块识别车牌信息，并将所述汽车的车型数据和车牌信息上传至所述云服务器，所述云服务器的接收单元接收所述汽车的车型数据和车牌信息的相关数据信息后，所述云服务器的所述处理单元查询是否有空余无线充电桩，若无空余无线充电桩，则通过所述云服务器的发送单元向所述指引终端装置发送“无线充电桩已满”，若有空余无线充电桩，所述云服务器查询距离该等待区的所述汽车最近的空余无线充电桩的相应充电区位置信息，并将该无线充电桩置为占用状态，同时生成所述汽车到所述充电区的最优路径同时将车型数据、车牌信息和充电时间的相关数据信息绑定存储至云服务器的储存单元；

在等候充电的队列中，任务紧急充电汽车的优先级大于闲时充电汽车，对于优先级别高的任务优先安排，同一优先级的任务，按照任务生成时间依次安排，设置最大并行任务数为当前停车场所拥有的无线充电桩数量，当前任务数超过最大并行任务数时，将超出任务放入等候队列，所述云服务器的处理单元生成任务、建立任务队列和按照任务的状态信息以及优先级别排序，所述处理单元将当前的任务队列按照排好的顺序逐一为任务安排车辆和路径，并通过所述发送单元发送至所述指引终端装置和所述无线充电桩，所述无线充电桩接收到任务时将自身状态置为占用，任务完成后将自身状态置为闲置，并实时上报自身状态与任务类型，所述汽车根据相应的指令有序进入相应的充电区进行无线充电，本发明的充电指引模块为新能源汽车的无线充电技术提供了准确有序化的充电模式；

所述无线充电桩包括信号接收组件、电源组件、无线充电发射器、驱动装置和安全防撞监测组件，其中所述信号接收组件、所述驱动模块、电源组件和安全防撞监测组件分别与所述控制装置电气连接，所述电源组件为所述无线电桩提供电源、所述驱动模块包括所述伸缩驱动装置、所述升降驱动装置和所述旋转驱动装置，所述无线充电桩导航方式采用高精度地图导航方式导航，所述高精度地图是通过所述充电追踪器和所述汽车追踪器的位置进行定位，所述无线充电桩各可移动部件由相应的驱动装置驱动，所述控制装置与所述驱动模块相连并根据所接收的指令控制相应驱动装置的规定动作，其中所述无线充电桩安装的所述安全防撞监测组件用以检测无线充电桩运动方向上无线充电桩距障碍物的距离，所述安全防撞监测组件可以根据实际需求有本领域技术人员选择现有技术的红外检测器，雷达监测器和/或超声波检测器等作为安全防撞监测组件，所述无线指令接收组件接收所述导航服务器所发送的位移指令并传输至所述控制装置；

所述无线电桩还包括为空腔结构的机壳、为所述无线充电发射器传输电能的电导线、和将所述电导线进行及时回收存放放置进而避免所述电导线在所述空腔结构的机壳内乱绕的微型卷扬机，其中所述无线充电桩的前端通过安装座安装所述无线充电发射器，所述空腔结构放置为无线充电发射器传输电能电导线；

所述机壳包括所述伸缩部件、所述升降部件和所述旋转部件，其中所述伸缩部件的其中一端通过所述安装座安装所述无线充电发射器，所述伸缩部件的另一端与所述升降部件的其中一端通过连接件连接，所述升降部件的另一端与所述旋转部件通过连接件连接，所述伸缩部件包括至少两个空腔外壳，所述空腔外壳之间通过至少一个伸缩驱动装置连接，所述伸缩驱动装置为现有技术的线性电机，所述升降部件为至少两个空腔壳体之间通过至少一个升降驱动装置连接，进而控制所述无线电桩在垂直方向的升降，所述升降驱动装置能够根据实际需求由本领域技术人员选择为现有技术的电磁伸缩装置、电动推杆和/或其他具有伸缩功能的电气装置，所述升降部件的另一端与所述旋转部件通过固定座固定连接，所述空腔外壳优选由塑性复合材料制造而成，所述升降部件和所述旋转部件之间的连接方式可根据实际需求由本领域技术人员还可以选择焊接、链接、铆接、卡接等等连接方式；

所述旋转部件包括与地面接触的下端面，位于下端面上方的中部面和位于所述中部面上端的上端面，所述下端面与所述中部面通过侧壳体密封连接形成一个空腔区，所述上端面通过伺服电机与所述侧壳体相配合做旋转运动，所述上端面垂直地面的方向的中部开设有凹槽，所述凹槽内容置有与所述凹槽相配合的连接杆的其中一端，所述连接杆通过可根据实际需求，由本领域技术人员选择焊接、螺钉连接和/或粘接固定与所述凹槽内，所述中部板的中部开设有供连接杆穿过的穿孔，所述空腔区安装有伺服电机即旋转驱动装置，所述伺服电机的电机轴的端部设有供所述连接杆的另一端插入的插槽，所述连接杆与所述伺服电机连接的一端即连接杆端部为多边形结构，所述插槽以及所述连接杆端部的截面同为相适配的多边形，目的是为了实现伺服电机驱动连接杆转动，所述连接杆的其中一端与所述上端面连接，另一端与所述插槽插接，所述连接杆与插槽插接的端部截面为多边形，所述连接杆的另一端位于伺服电机的电机轴的插槽内，并且所述伺服电机可顺时针旋转，也可逆时针旋转，所述伺服机受所述控制装置控制其旋转方向和角度，所述伺服电机运行时，所述伺服电机驱动所述连接杆转动，进而所述连接杆带动所述上端面进行旋转运动，所述升降部件的另一端通过固定元件连接与所述旋转部件的上端面，所述旋转部件的电机轴通过所述连接杆与所述上端面连接，所述旋转部件通过所述伺服电机驱动其旋转进而带动所述伸缩部件和所述升降部件进行旋转；

所述控制装置与所述伸缩驱动装置，所述升降驱动装置和所述旋转驱动装置分别电气连接，所述控制装置接收所述信号接收组件所接收的控制指令的信号进而控制所述伸缩驱动装置、所述升降驱动装置和所述旋转驱动装置的相应指令的运动进而使所述无线充电发射器位移，使得无线充电发射器与所述无线充电接收器进行配合充电。

实施例三：

本实施例构建了一种基于5G网络通过对汽车追踪器和充电追踪器的定位坐标的计算处理获得所述无线充电桩相应部件的位移动作指令进而控制无线电桩的无线充电发射端位移至与所述无线充电接收器相配合充电的自动识别模块；

一种基于5G的新能源汽车的无线充电对位系统，所述无线充电对位系统包括汽车上的无线充电接收器、无线充电桩、安装于所述无线充电桩与所述无线充电接收器配合充电的所述无线充电发射器和供所述汽车停车充电的充电区，所述无线充电对位系统还包括根据所述无线充电桩的使用情况引导所述汽车进入相应区域进行充电的充电指引模块、生成使所述无线充电发射器移动至与所述无线充电接收器相配合充电的位移指令的自动识别模块和控制所述无线充电桩各部件进行预定轨道移动的智能驱动模块，所述充电指引模块包括检测所述充电区内所述无线充电桩的使用情况的监测组件、识别并记录所述汽车的信息数据的摄像组件、基于所述监测组件和所述摄像组件发送的信息进行分析处理进而生成相应指令的云服务器和等待区内设置的至少一个显示所述云服务器发送的相应指令进而引导所述汽车移动的指引终端装置，所述智能驱动模块为通过所述无线充电桩的控制装置接收所述智能识别模块发送的所述控制信号进而控制所述无线充电桩上相应的电器装置，所述控制装置分别与所述无线充电桩的所述电器装置电气连接，所述无线充电桩包括由伸缩驱动装置控制能够水平位移的伸缩部件、由升降驱动装置控制能够垂直升降的升降部件和由旋转驱动装置控制能够相对于地面旋转的部件，其中所述升降部件竖直方向的两端分别通过连接元件连接所述伸缩部件和所述旋转部件，所述旋转部件未连接所述升降部件的另一端通过固定元件固定于所述地面，所述自动识别模块包括安装于所述无线充电桩上的充电追踪器、安装于所述汽车上的汽车追踪器、在所述充电区内发射红外线并接收被反射的红外线的反射信号的光学定位跟踪模块、安装于所述汽车上对所述光学定位跟踪模块发射的红外线进行反射的反射组件和根据所述充电追踪器和所述汽车追踪器的位置信息进行分析处理生成相应控制指令并发送至所述无线充电桩的导航服务器；

所述充电指引模块包括监测各充电区所述无线充电桩的使用情况的监测组件、识别并记录汽车信息数据的摄像组件、基于所述监测组件和所述摄像组件发送的信息进行分析处理进而生成相应指令的云服务器、和等待区内设置的至少一个显示所述云服务器发送的相应指令进而引导所述汽车移动的指引终端装置，所述摄像组件、监测组件和指引终端装置分别通过信息交流组件与所述云服务器信号连接，所述信息交互组件为使用5G网络传输的信息收发器，所述监测组件实时检测无线充电桩占用信息并将数据上传至所述云服务器存储，所述汽车按照场地的指示牌的指示方向将车泊入等待区，并在等待区的指引终端装置前等待信号指令的提示，位于所述等待区前方的摄像组件抓拍所述汽车的图像并通过所述摄像组件后方的车型识别硬件模块和车牌识别硬件模块识别车牌信息，并将所述汽车的车型数据和车牌信息上传至所述云服务器，所述云服务器的接收单元接收所述汽车的车型数据和车牌信息的相关数据信息后，所述云服务器的所述处理单元查询是否有空余无线充电桩，若无空余无线充电桩，则通过所述云服务器的发送单元向所述指引终端装置发送“无线充电桩已满”，若有空余无线充电桩，所述云服务器查询距离该等待区的所述汽车最近的空余无线充电桩的相应充电区位置信息，并将该无线充电桩置为占用状态，同时生成所述汽车到所述充电区的最优路径同时将车型数据、车牌信息和充电时间的相关数据信息绑定存储至云服务器的储存单元；

在等候充电的队列中，任务紧急充电汽车的优先级大于闲时充电汽车，对于优先级别高的任务优先安排，同一优先级的任务，按照任务生成时间依次安排，设置最大并行任务数为当前停车场所拥有的无线充电桩数量，当前任务数超过最大并行任务数时，将超出任务放入等候队列，所述云服务器的处理单元生成任务、建立任务队列和按照任务的状态信息以及优先级别排序，所述处理单元将当前的任务队列按照排好的顺序逐一为任务安排车辆和路径，并通过所述发送单元发送至所述指引终端装置和所述无线充电桩，所述无线充电桩接收到任务时将自身状态置为占用，任务完成后将自身状态置为闲置，并实时上报自身状态与任务类型，所述汽车根据相应的指令有序进入相应的充电区进行无线充电，本发明的充电指引模块为新能源汽车的无线充电技术提供了准确有序化的充电模式；

所述无线充电桩包括信号接收组件、电源组件、无线充电发射器、驱动装置和安全防撞监测组件，其中所述信号接收组件、所述驱动模块、电源组件和安全防撞监测组件分别与所述控制装置电气连接，所述电源组件为所述无线电桩提供电源、所述驱动模块包括所述伸缩驱动装置、所述升降驱动装置和所述旋转驱动装置，所述无线充电桩导航方式采用高精度地图导航方式导航，所述高精度地图是通过所述充电追踪器和所述汽车追踪器的位置进行定位，所述无线充电桩各可移动部件由相应的驱动装置驱动，所述控制装置与所述驱动模块相连并根据所接收的指令控制相应驱动装置的规定动作，其中所述无线充电桩安装的所述安全防撞监测组件用以检测无线充电桩运动方向上无线充电桩距障碍物的距离，所述安全防撞监测组件可以根据实际需求有本领域技术人员选择现有技术的红外检测器，雷达监测器和/或超声波检测器等作为安全防撞监测组件，所述无线指令接收组件接收所述导航服务器所发送的位移指令并传输至所述控制装置；

所述无线电桩还包括为空腔结构的机壳、为所述无线充电发射器传输电能的电导线、和将所述电导线进行及时回收存放放置进而避免所述电导线在所述空腔结构的机壳内乱绕的微型卷扬机，其中所述无线充电桩的前端通过安装座安装所述无线充电发射器，所述空腔结构放置为无线充电发射器传输电能电导线；

所述机壳包括所述伸缩部件、所述升降部件和所述旋转部件，其中所述伸缩部件的其中一端通过所述安装座安装所述无线充电发射器，所述伸缩部件的另一端与所述升降部件的其中一端通过连接件连接，所述升降部件的另一端与所述旋转部件通过连接件连接，所述伸缩部件包括至少两个空腔外壳，所述空腔外壳之间通过至少一个伸缩驱动装置连接，所述伸缩驱动装置为现有技术的线性电机，所述升降部件为至少两个空腔壳体之间通过至少一个升降驱动装置连接，进而控制所述无线电桩在垂直方向的升降，所述升降驱动装置能够根据实际需求由本领域技术人员选择为现有技术的电磁伸缩装置、电动推杆和/或其他具有伸缩功能的电气装置，所述升降部件的另一端与所述旋转部件通过固定座固定连接，所述空腔外壳优选由塑性复合材料制造而成，所述升降部件和所述旋转部件之间的连接方式可根据实际需求由本领域技术人员还可以选择焊接、链接、铆接、卡接等等连接方式；

所述旋转部件包括与地面接触的下端面，位于下端面上方的中部面和位于所述中部面上端的上端面，所述下端面与所述中部面通过侧壳体密封连接形成一个空腔区，所述上端面通过伺服电机与所述侧壳体相配合做旋转运动，所述上端面垂直地面的方向的中部开设有凹槽，所述凹槽内容置有与所述凹槽相配合的连接杆的其中一端，所述连接杆通过可根据实际需求，由本领域技术人员选择焊接、螺钉连接和/或粘接固定与所述凹槽内，所述中部板的中部开设有供连接杆穿过的穿孔，所述空腔区安装有伺服电机即旋转驱动装置，所述伺服电机的电机轴的端部设有供所述连接杆的另一端插入的插槽，所述连接杆与所述伺服电机连接的一端即连接杆端部为多边形结构，所述插槽以及所述连接杆端部的截面同为相适配的多边形，目的是为了实现伺服电机驱动连接杆转动，所述连接杆的其中一端与所述上端面连接，另一端与所述插槽插接，所述连接杆与插槽插接的端部截面为多边形，所述连接杆的另一端位于伺服电机的电机轴的插槽内，并且所述伺服电机可顺时针旋转，也可逆时针旋转，所述伺服机受所述控制装置控制其旋转方向和角度，所述伺服电机运行时，所述伺服电机驱动所述连接杆转动，进而所述连接杆带动所述上端面进行旋转运动，所述升降部件的另一端通过固定元件连接与所述旋转部件的上端面，所述旋转部件的电机轴通过所述连接杆与所述上端面连接，所述旋转部件通过所述伺服电机驱动其旋转进而带动所述伸缩部件和所述升降部件进行旋转；

所述控制装置与所述伸缩驱动装置，所述升降驱动装置和所述旋转驱动装置分别电气连接，所述控制装置接收所述信号接收组件所接收的控制指令的信号进而控制所述伸缩驱动装置、所述升降驱动装置和所述旋转驱动装置的相应指令的运动进而使所述无线充电发射器位移，使得无线充电发射器与所述无线充电接收器进行配合充电；

所述自动识别模块基于5G的定位充电系统进行定位追踪，所述自动识别模块包括充电追踪器、汽车追踪器、光学定位跟踪模块和导航服务器，所述充电追踪器安装于所述无线充电发射器附近并且不影响所述无线充电发射器的充电工作，所述汽车追踪器安装于所述无线充电接收器附近且不影响所述无线充电接收器的充电工作，所述充电追踪器与所述汽车追踪器在预定的距离和方向的关系的位置信息下，所述无线充电发射器与所述无线充电接收器的位置刚好为无线充电的匹配位置，所述导航服务器通过对所述汽车追踪器和所述充电追踪器的定位识别和所述预定位置关系，设计并生成使所述无线充电发射器与所述无线充电接收器位置的互相配合的位移指令并进一步生成使所述控制装置控制所述驱动模块进行驱动相应部件的运动位移的控制指令；

所述导航服务器与所述光学定位跟踪模块通过5G网络通信连接，所述无线充电移动桩的所述信号接收组件与所述导航服务器通过5G网络通信连接并将所述导航服务器发送的执行信号传输至所述控制装置；

所述光学定位跟踪模块通过红外线的发射与反射接收所述汽车在充电过程中的运动情况进而及时调整所述无线充电发射器的位置移动，在汽车充电过程中所述定位跟踪模块开启工作，并对所述充电区内充电的汽车进行位移判断避免在无线充电过程中，所述汽车的运动造成所述无线充电发射器与所述无线充电接收器的位置不匹配进而影响所述汽车的充电，所述汽车上安装有包括至少三个共面不共线的红外线被动反射球的反射组件，所述反射组件对所述光学定位跟踪模块发射的红外线进行反射，所述导航服务器会接收所述光学定位跟踪模块发送的信号，所述光学定位跟踪模块在所述汽车工作过程中实时追踪和采集所述汽车的位置改变信息，在所述光学定位跟踪模块检测到所述汽车的位置改变信息时，所述光学定位跟踪模块发送相关信号至所述导航服务器，所述导航服务器重新接收所述汽车追踪器和所述充电追踪器目前的坐标信号并进行重新的途径规划，所述导航服务器根据所述汽车追踪器和所述充电追踪器坐标系之间的配准关系，求二者的相配接所发生的位移变化信息，并生成调整信号发送至无线充电移动桩的控制装置,所述无线充电移动桩的所述控制装置根据所述调整信号控制其各驱动装置驱动相应部件的相对位移，进而所述控制装置根据所述调整信号调整其各部分对应的驱动装置的执行器末端到相应的目标位置；

所述导航服务器通过所述无线充电发射器的目标位置，得到无线充电桩相应部件的目标位姿移动，通过逆运动学求解的方式可以解算出无线充电桩的各部件的相应位移动作，然后发送控制指令给无线充电移动桩，使其按照逆运动学解算出的位姿进行位姿位移，所述无线充电桩的各部分位移到达目标位置以后，所述控制装置控制所述电源组件的开启使得所述无线充电桩开始无线充电工作；

所述汽车上安装的反射组件对所述光学定位跟踪模块发射的红外线进行反射，汽车在充电过程中发生轻微位移时，光学定位跟踪模块对所述汽车的位移信息进行捕捉，所述光学定位跟踪模块产生相应信号并发送至所述导航服务器，导所述航服务器根据所述汽车追踪器和充电追踪器的目前坐标信息，然后根据无线充电移动桩坐标系和跟踪模块坐标系之间的配准关系，求出所述无线充电发生器位移轨迹进而根据分析计算出所述无线充电桩各部件对应驱动装置的驱动动作,最后生成控制指令发送至无线充电移动桩，无线充电移动桩根据控制指令调整其各部件到相应的目标位置；

本发明的基于5G的新能源汽车的无线充电对位系统能够通过所述无线充电桩的移动部件进行相应指令的规定位移进而时所述无线充电发射器自动移动至与所述汽车上的所述无线充电接收器相配合并开启所述新能源汽车的充电，并在所述汽车充电过程中，可以监测所述汽车的位置调整进而控制所述无线充电发射器的位置调整，使得所述新能源汽车的无线充电系统智能化和便捷，同时本发明利用大流量、低时延、大带宽的5G网络使得所述无线充电发射器的精准快速位移，进而有效提高所述汽车无线充电的效率。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (5)

1.一种基于5G的新能源汽车的无线充电对位系统，所述无线充电对位系统包括汽车上的无线充电接收器、无线充电桩、安装于所述无线充电桩与所述无线充电接收器配合充电的所述无线充电发射器和供所述汽车停车充电的充电区，其特征在于，所述无线充电对位系统还包括根据所述无线充电桩的使用情况引导所述汽车进入相应区域进行充电的充电指引模块、生成使所述无线充电发射器移动至与所述无线充电接收器相配合充电的位移指令的自动识别模块和控制所述无线充电桩各部件进行预定轨道移动的智能驱动模块。

2.如权利要求1所述的无线充电对位系统，其特征在于，所述充电指引模块包括检测所述充电区内所述无线充电桩的使用情况的监测组件、识别并记录所述汽车的信息数据的摄像组件、基于所述监测组件和所述摄像组件发送的信息进行分析处理进而生成相应指令的云服务器和等待区内设置的至少一个显示所述云服务器发送的相应指令进而引导所述汽车移动的指引终端装置。

3.如前述权利要求之一所述的无线充电对位系统，其特征在于，所述智能驱动模块为通过所述无线充电桩的控制装置接收所述智能识别模块发送的所述控制信号进而控制所述无线充电桩上相应的电器装置，所述控制装置分别与所述无线充电桩的所述电器装置电气连接。

4.如前述权利要求之一所述的无线充电对位系统，其特征在于，所述无线充电桩包括由伸缩驱动装置控制能够水平位移的伸缩部件、由升降驱动装置控制能够垂直升降的升降部件和由旋转驱动装置控制能够相对于地面旋转的部件，其中所述升降部件竖直方向的两端分别通过连接元件连接所述伸缩部件和所述旋转部件，所述旋转部件未连接所述升降部件的另一端通过固定元件固定于所述地面。

5.如前述权利要求之一所述的无线充电对位系统，其特征在于，所述自动识别模块包括安装于所述无线充电桩上的充电追踪器、安装于所述汽车上的汽车追踪器、在所述充电区内发射红外线并接收被反射的红外线的反射信号的光学定位跟踪模块、安装于所述汽车上对所述光学定位跟踪模块发射的红外线进行反射的反射组件和根据所述充电追踪器和所述汽车追踪器的位置信息进行分析处理生成相应控制指令并发送至所述无线充电桩的导航服务器。

Images