CN111937238A - 多波束无线功率传输系统 - Google Patents

Abstract

一种用于将无线功率从多个源发射到多个接收器的系统，尽管在传输空间中两个波束可能交叉，仍能在所述系统中维持系统的安全，由此所产生的功率或功率密度超过系统的安全机制本来被设计为操作的功率或功率密度。从传输位置和方向、以及从由接收器上的定位设备测量的接收器的位置和取向可以知道波束的路径。当确定波束的交叉或接近交叉时，通过使一个或多个波束衰减或关闭或转向，触发系统来降低安全风险。另外，由于反射波束的路径可能不容易辨别，因此系统可以通过查找显示的镜像来确定波束之一是否已经经历反射。

Description

多波束无线功率传输系统

技术领域

本发明涉及用于向远程接收器提供能量的波束的功率传输的领域，尤其涉及发射多波束的这样的系统的安全操作。

背景技术

使用准直的电光波束的无线功率传送的现有技术主要集中在将单个波束从单个源发射到单个目标。环境中可能存在多个目标，但是系统被配置为在任何时间点发射到单个目标，并且然后可以在不同时间发射到另一个目标。

在公布为WO 2017-033192的“Wireless Power Distribution System”并且与本申请具有共同发明人的PCT/IL2016/050927中，描述了一种用于从一个或多个发射器向一个或多个接收器发射功率的系统。在该公布中，系统的安全方面在很大程度上受限于为接收器电池充电的安全水平的问题。

因此，需要考虑到涉及将多波束同时传播到多个目标接收器的系统的安全，从而克服现有技术系统和方法的至少一些缺点的多波束无线功率传输系统。

尽管最常用的无线功率传输系统是基于光学激光传输，但是其他形式的无线传输(例如，相控阵RF传输或超声波束传输)也会出现相同的问题。

在此部分和本说明书的其他部分中提到的每个公布的公开内容的全部内容均通过引用的方式并入。

发明内容

当前描述的系统由通常在单个发射单元中的多个发送器构成，所述多个发送器通常瞄准接收器中的一个或多个单独的目标来射出单独的且通常准直或接近准直的波束，同时传递到同一接收器中的不同目标中的能量通常被求和并作为单个输出传递到客户端设备。目标通常是用于将光学功率转换为电功率的光伏电池。在一些情况下，例如在需要通过传送来控制多种功能的情况下，或者如果需要使用不同的电压，或者如果一个源用于电池充电而另一个源用于为电路供电，或者为了降低任何波束的潜在安全限制，或出于任何其他原因，可能优选的是分别使用两个源。

通过波束转向模块将不同的波束定向到不同的方向，每个波束转向模块覆盖可以将波束定向到其中的体积。所述体积通常是圆锥形或金字塔形体积，或者是其他一些通常是发散的3D体积。波束可以用于传递功率的空间区域(不超过其范围的极限)称为视场或FOV。

每个波束的FOV优选地与其他波束的FOV重叠，使得可以使用两个波束向合格的接收器提供增加的量的功率。替代地，可以使用不同的FOV来增加系统的总FOV。

本公开的系统也可以布置两个或更多发射器的定位，使得它们的FOV重叠。这样的配置具有与多波束系统的配置相似的优点和问题。

当波束对准目标时，如果安全措施允许，则波束的功率可能增加，使得波束可以传递增加的量的功率。接收器可以在其上具有多于一个目标，目标是波束要入射到其上的区域。

波束通常从发射器单元内部的激光器或另一波束发生器源射出。也可以使用其他类型的准直或接近准直的波束。对波束的形状和大小进行控制，以使其形成优选地在期望的范围内不大于目标、或者如果大于但大得不多的光斑，并且因此大部分功率可以由接收器吸收。所发射的波束功率可以通过控制波束源来衰减，并且同样可以在波束源处或者通过使用机械或电光快门来关闭。

可以使用波束转向元件(例如，移动镜或扫描镜或声光反射镜)将波束定向到目标。波束然后朝向目标穿过空间，并且可以在其离开发射器的途中横穿光学部件(例如，防尘窗)。有利地选择在环境中具有低衰减的波长。然后，波束到达接收器的前窗。尽管接收器的前窗可能涂有抗反射(AR)涂层，但可能从前窗产生不明显的反射。之所以会发生这种反射，是因为波束可以从不同的方向撞击到接收器上，在某些方向上AR涂层无法发挥其最佳效果，或者AR涂层可能被损坏或不够完美，或者前表面可能不干净，例如被灰尘或溢出的液体污染。然后，波束的通常较小的一部分可以被接收器的前表面反射到周围环境中，并且波束的通常较大的另一部分可以被接收器吸收并转换为电能。

来自同一接收器中多个吸收器目标的功率通常会被合并成具有单个电压的单个电输出。

与现有技术的单波束系统、甚至是已知并控制所有反射的现有技术的固定系统不同，当存在多波束并且目标自由四处移动时(例如为室内的移动电话设备提供无线功率的系统)，可能存在由于在同一空间内传播的多波束而引起的许多额外的风险，这给构建安全、有效的工作系统带来了额外的困难。

波束交叉

特别地，当多波束在同一空间内被自由定向时，会出现新的风险，一个这种新的风险是在传播的波束的任何交叉点处波束功率增加的问题。现有技术的安全系统通常关注特定的波束是否安全。然后，危险区域为波束轨迹线的形式，并且当诸如人或宠物的物体接近该线时，安全系统以确保对入侵的安全响应的方式做出响应。在存在多波束的情况下，存在一般对人和宠物的危险可能更高的波束相交点。这样的交叉点发生在两个或罕有地更多的发射波束彼此相交的地方，或者发生在两个(或更多)从接收器反射的波束交叉的地方，或者发生在反射波束与发射波束相交的地方。

当这两束波束相交时，即使从每束单独的波束中损失的功率很小，暴露也可能超过为单个系统设计的值，并且可能超过安全极限。应当注意，不同的安全系统可以寻找不同的参数来确定安全。此外，一些参数(例如，波束直径)在波束中的不同位置可能是已知的，并且因此，安全系统可以基于估算功率损耗、单位面积功率损耗、所覆盖的面积的一部分、所覆盖的功率的一部分或许多其他类似参数中的任何参数。例如，如果每个波束的安全极限使得安全系统被设计为防止该波束的E mw暴露(E mW是暴露的安全级别)，则在两个波束的相交点处，人或宠物可能暴露在最高2E mW下，其可能超过要求的安全级别。

当前描述的系统能够计算和测量系统中的发射波束和反射波束，并且分析它们之间的交叉点，并且在需要时抵消任何随之而来的危险。

当前描述的系统也提供了一种检测这样的交叉点、评估相关风险和执行动作以避免这样的风险的方法。

当前描述的系统还提供了确定这样的风险的易于实施的方法。

当前描述的系统也提供了用于确定不同系统的相对位置的多种方式。

当前描述的系统能够确定系统的相关部件的公共坐标系内的波束起点和波束方向。

当前描述的系统能够确定在视场内或接近视场的绝对空间中相对于附近其他波束的反射的方向。

当前描述的系统也能够与邻近系统或与外部系统通信，确定邻近系统并且尤其是波束的相对位置和/或取向，并且将其相对的位置和/或取向发射到所述其他系统或所述外部系统。

当前系统中的接收器能够传达其取向、身份ID和为接收器供电的发射波束的ID。

在共享信息之后，系统中的至少一个为功率波束与来自(一个或多个)接收器的反射之间的潜在的相交点计算“风险图”，以确定是否存在危险增加的点。如果找到了这样的危险点，并且可选择地在估算了该危险点处的总可用功率之后，则在不同的安全系统之间交换安全信息、或者移动至少一个波束、或者降低或关闭其功率。

一旦知道了源的位置和取向，以及接收器的不断变化的位置和取向，以及由此而来的反射的方向，则可以进行确定和警告两束波束或其反射相交的情况的问题。考虑了来自单个发射器上的单独的波束源的两个或多个发射波束，每个波束指向不同的目标。由于两个源的相对几何位置是从发射器单元的制造中已知的，并且目标相对于系统的位置和取向是从与目标相关联的电子模块(例如下文所述的罗盘/加速度计MEMS设备)连续地已知的，因而每条波束线的三维坐标表示是已知的。如本领域中已知的，通过使用基于三维欧几里得几何学的广泛可用的几何算法，可以容易地确定两个发射波束是否沿其到目标的轨迹在某处相交，或者它们是否具有偏斜轨迹，并且因此不相交。

确定是否发生交叉的替代方法是基于以下观察：如果两条线相交，则它们必须位于公共平面内。反过来说，在两条线非重合、并且它们非平行的条件下，如果可以确定两条线在公共平面中，则它们一定相交。本公开的新颖方法借助于以下算法来确定两个波束是否具有交叉点或至少接近交叉点。一组平面围绕一个波束的轨迹递增旋转，因此，该轨迹位于递增旋转的平面的公共旋转轴上。然后确定第二波束是否在距第一波束预定的最小距离内通过这些递增旋转的平面中的任何一个。如果是这样，则认为这些波束具有交叉点或接近交叉点，并且为了确保激光安全，必须采取适当的措施来降低风险，例如通过关闭或减小至少一个波束的激光功率，或通过使一个波束转向。

实际上，可以通过计算由第二波束上的至少一个点和第一波束形成的平面来执行该方法。该点通常可以是波束的起点或波束的目标，因为这些点是众所周知的，并且最容易计算。然后，如果第二波束上的另一个点接近第一波束轴(通常在波束的几毫米内或几个半径内)，则可能有交叉，并且可能需要采取进一步的动作来减轻这样的交叉的危险，如上所述。另一方面，如果第二个波束上的最接近平面的点远离第一波束轴(通常大于几毫米、大于计算误差裕度、或者大于几个波束半径)，则初始潜在风险较低。

该方法的优点在于，如果两个波束都被单个平面表面(例如具有多于一个目标的接收器的前表面)反射，那么，如果原始波束没有相交，则反射也不会相交。在这种情况下，无需确定接收器的取向或计算反射的方向。这是因为来自一个波束的反射和来自另一个波束的反射之间的相交点也可以忽略，因为如果发生波束侵入，它将从第一侧暴露于发射波束，并且从第二侧暴露于反射波束，使得波束的影响将不会累积。

涉及确定相关的接收器方向的该过程在计算上比计算反射的方向更快，并且为具有多个目标和单个平坦入射窗的所有接收器提供了安全的估算。

如果两束波束偏离其源，则初始潜在风险也被认为是低的初始潜在风险，并且不会触发安全警告事件。另一方面，如果波束会聚且在同一平面上，则系统将改变至少单个波束的功率、方向、或另一个波束参数(例如占空比)，或者组合来自两个单独的安全系统的数据以实施更严格的标准，从而在指示交叉时采取动作。

快速评估过程可以通过使波束衰减、关闭或移位来响应于两个基本上彼此相交(这意味着它们也位于同一平面上)的波束。

使波束衰减、关闭、或移位的替代方法是组合来自两个安全系统的风险估算，使两个安全系统更加敏感，从而保持系统安全。

当波束不在同一平面上或未会聚时，则确定接收器的取向，确定接收器的位置并计算来自波束前表面的反射。如果波束或其反射与另一波束交叉或在附近通过，则应采取措施以降低风险。

这样的动作可能是通过组合来自两个安全系统的数据并估算来自两个系统的组合风险。这通常导致关闭波束的阈值更加敏感。

替代地，波束中的至少一个被降低功率或者从该位置移位。

在许多情况下，优选的是如果系统配备有多于两个的波束，则使用不同的两个波束的组来执行所期望的动作。

定义波束轨迹

每个目标和每个波束都具有标识(ID)，并且系统中的其他部件能够检测ID，允许系统确定每个波束的源和目标。接收器的ID代码可由发射器识别，这通常是通过将代码发射到发射器来完成的，但是也可以使用图案识别(例如下面结合波束反射检测要提到的图案或条形码)作为ID。

系统使用该数据确定起点和目标点，其也可以是波束的反射点。每个波束始于发射器并对准接收器，接收器可能产生一些功率的反射，这取决于其结构和取向。

系统至少部分地基于接收器的ID来确定波束的反射性质，包括关于反射的多少性质、相对于波束成什么角度、其发散度、以及其他性质，使得不仅可以表征发射波束，还可以表征任何反射波束。

应该至少有一个检测系统，用于检测至少一些波束发送器和接收器的位置、ID、和相对方向。接收器和发射器可以配备有取向检测器，该取向检测器可以包括指示重力作用方向的加速度计、和/或指示磁北的罗盘。替代实施方式包括(a)到具有已知位置的设备的机械连接；(b)用于确定其他部件的取向、方向或距离的部件之一中的相机；(c)通过分析来自部件上的光栅的反射，来确定部件的距离和取向；(d)部件上的相机可以用于基于分析周围位置来确定部件的相对位置；(e)使用GPS；(f)可以使用来自部件的RF或声音反射，来确定部件的位置和取向，并且(g)通过从至少2个波束源对接收器进行三角测量来确定接收器的位置。

波束模块可以通过计算从其自身到已知接收器的向量，并减去从另一个波束模块到同一接收器的向量，来检测另一个波束模块的相对位置。如果另一个波束模块正在向距第一目标具有已知距离的不同的目标供电，则将向量添加到计算中。当接收器配备有多于一个目标时，可能出现这种情况，例如以促进增加FOV或增加功率。

波束模块也可以通过从已经具有其位置的第二系统接收该位置来检测另一个波束模块的相对位置。

用于固定一个激光系统相对于另一个激光系统的位置的另一种方法是使用刚性机械支架将两个系统机械连接，以确保两个波束模块之间的距离和取向。当在两个或更多波束模块之间进行这样的机械连接时，以及当传送关于模块之间的激光发射方向的信息时，系统可以计算波束的轨迹并可以防止波束相互交叉。

类似地，一种用于固定一个目标相对于另一个目标的位置的方法是使用刚性机械支架将两个目标机械连接，以确保两个目标之间的相对距离和取向。如果在两个或更多目标之间进行了这样的机械连接时，以及如果已知了引起反射的(一个或多个)表面的相对方向，并且如果已知入射波束的方向，则可以投射反射的方向并在这样的反射与另一个反射波束或发射波束相交时做出响应。

替代地，具有多于一个目标的柔性接收器可以具有传感器，以允许该柔性接收器确定并发射其目标之间的相对位置。

一种确定不同目标的反射表面的取向的方法是具有公共反射器，通常是统一的前窗。

控制单元

控制单元被配置为响应于检测到来自中间表面的波束反射、或彼此紧邻通过的两个波束、或彼此紧邻通过的发射波束和反射波束、或彼此紧邻通过的反射波束和发射波束，并采取动作来消除该问题。这样的动作可以包括降低一个或多个发射波束的功率、或使波束完全关闭、在不同方向上重定向一个或多个波束、降低一个或多个波束的辐射、或使用户执行动作(例如通过发出警报信号)。

替代地，控制单元可以以考虑到来自不同波束的组合风险的可能性的方式来操作安全系统，例如通过为诸如使波束关闭或使其转向的安全动作设定更严格的阈值。例如，当两个波束不交叉时，安全系统可以在5％的波束被阻挡时做出响应，而如果两个波束交叉，则安全阈值可以改变为任一波束的2.5％。

应当有通信信道，以便有关数据到达做出这一决策的点。系统中应当有至少一个控制点，在该控制点处接收关于起点位置、目标和接收器取向的数据。计算至少一些发射波束的方向以及它们可能的反射，并且当检测到问题时，将使用相应地做出的决策来采取动作，从而消除问题。控制点可以分布在几个系统和系统中的位置之间。这样的控制点与功率发射装置中使用的子系统、两个波束系统、和接收器中的至少一些数据连接。

反射表面

在任何波束传输系统中可能存在的另一个危险是在波束路径之一中存在非预期的反射表面。因为安装的安全系统可能没有考虑到来自这样的非预期的中间反射表面的反射，该反射可能产生使用者危险。为了克服该问题，当前系统被调整为能够检测波束路径中的这样的反射表面，并且能够使波束关闭或降低其功率、或者改变其方向。作为替代或补充，该系统可以被配置为施加更严格的安全标准，以确保由于附加反射而导致的反射波束的改变的轨迹将被提高的安全系统标准所保护。如果检测到来自接收器的前表面的反射，安全系统也可以发出警告并采取动作。

通过从与波束指向相同的轨迹向下观察目标的图像的检查，可以很容易地确定沿着波束之一的轨迹某处的镜面中反射的存在。通过使用低功率的波束源作为可以扫描目标以提供其图像的扫描设备，可以有利地获取目标的图像。目标配备有不对称的图案，例如在2D条形码的情况下，其形状是已知或其形状可以通过算法验证。该图案在至少一个镜面平面或不适当的旋转操作下应该与自身是不等同的，并且优选地是不对称图案或具有涉及任何旋转和移动操作以及奇数个镜像操作的对称类型的对称图案。

如果该物体的扫描图像或接收到的波束形状分别以与物体本身的形状或发射波束形状相同的对称性出现，则沿着该轨迹可能不会发生镜面反射。这是有条件的陈述，因为偶数个镜面可能导致假阴性结果，而测量通道中的噪声可能导致假阳性结果。另一方面，如果扫描图像以与物体的对称性相反的对称性出现，则表明图像路径在镜面中已经经历反射，并且因此发射波束也经历了相同的反射。接收器检测到波束的形状，并确定其是否被镜像操作、或者发射相关信息以供一些其他单元确定该信息。

这样的图案可以由可区分的形状、点或部件组成。可以通过它们的位置、相对位置、响应(例如反射、彩色反射、电子响应、闪烁、RF传输、移动、振动、反射性质、荧光、或接收器外部可检测到的任何其他响应)来进行对图案的区分。

作为非对称图案的替代方案，可以使用条形码或2D条形码来确定右或左顺序。如果轨迹未经历镜面反射，则条形码将以其预期的和正确的代码读取。另一方面，如果轨迹已经经历反射，则条形码将以不正确的代码读取，从而可以简单地确定镜面反射的存在。

作为对目标上的不对称物体的图像进行光学扫描的替代方案，可以对图像的对称性进行纯粹的电子确定。该方法使用以图案布置的一系列对称的目标，每个目标被标有对应于其相对位置的标记代码，并且该标记代码可以通过网络连接发射到发射器。波束从一个目标移动到相邻的一个目标，并且方向敏感的检测器电路能够确定读取来自图像的信号的方向顺序。这可以通过以下方式来实现：记录如通过电子读取其代码所确定的所检测到的新目标是在与波束移动的方向相同的方向上读取还是在相反的方向上读取，在相同的方向上读取指示作为直接路径的结果而没有对称性反转，在相反的方向上读取指示作为反射镜中的反射的结果而有对称性反转。

也可以实施组合光学和电子方法的系统，例如在一个方向上的部分对称的光学图案和在另一个方向上的部分对称的电子图案。

可以用另一种传达数据的方式(例如IR、超声、或光学信号传送)来代替电子传输。

组合从多个光伏电池输出的功率

在接收器中，当使用两个或更多目标吸收两个或更多入射波束的功率并将其转换为电功率时，来自不同光伏(PV)电路的电功率可以组合到单个电源中。有各种实现这种组合的方法。

来自单个PV电池的电压对于电子电路的操作而言可能不够高，这通常是执行使系统将其功率射出增加到最小安全水平以上所必要的一些安全功能所需要的。

因此，在许多现有技术系统中，组合来自串联连接的多个电池的电压已经成为产生电子电路通常所要求的较高电压的选择。

来自(一个或多个)电池的电压需要DC/DC转换电路，以将电压增加到大多数电子电路可以操作的电平。通常，大多数基于硅的电子电路都在1.2V以上(并且可选地在1.8V、3.3V和5V)操作。一些电路在较低的电压下操作，但是很难设计在1V以下操作的电路，并且极难设计在0.8V以下操作的电路。用于使用红外光进行无线功率传输的电池通常产生每个结低于0.5V，并且通常每个电池仅使用单个结。

在当前描述的系统中，每个接收器可能有多于一个的PV电池，并且从不同电池输出的功率被组合并馈送到DC/DC转换器中，以将电压增加到超过1V的电平。

如果来自多个PV电池的输出被串联连接，则在接近不同电池的电压之和的电压下操作时，DC到DC电路将具有最佳性能。串联连接电池的缺点在于，因为流过所有电池的电流必须相等，所以只有当所有PV电池都在产生至少一些电流时，功率才能转换为更高的电压。在一些情况下，该限制将阻止接收装置中的辅助电子子系统打开，直到所有电池都被照射。这样的辅助系统可以是各种重要任务所需要的，例如识别充电波束并将安全数据传输到发射器。发生这种情况时，来自第一波束的反射的方向是未知的，并且来自第二波束的反射可以与第二波束相交，并形成一个危险点，在该危险点上，安全限制需要更加严格——通常，如果两个波束相等，则加倍。

根据实施方式，本公开描述了六个避免这样的问题的可能解决方案，具体如下：

(a)在将第一波束锁定在目标上之后，并且直到接收到来自接收器的响应，将发射波束中的功率保持在低于安全阈值的50％。这可以通过增加对安全系统的灵敏度或通过及时分离波束来实现，例如短暂打开波束1，尝试将其锁定在目标上，将其关闭，然后打开波束2，尝试将其锁定，将其关闭，并且再次重新启动，直到两个波束都锁定在目标上。

(b)在接收器中具有第二电源，即使当仅一个波束照射一个PV电池时，也能够允许所述辅助系统操作，之后当所有PV电池都被照射时，可以再次对这种辅助电源充电。

(c)允许DC/DC电路在串行模式和单个PV模式下操作，并且将其配置为即使仅单个PV电池被照射也能做出响应。

(d)在照射电池之前，将电池并联连接，并且然后一旦感测到照射，则将电池串联连接。

(e)将每个电池单独连接到不同的DC/DC转换器，并将输出并联或串联连接。

(f)将电池并联连接。

可以将来自多个PV电池的输出并联连接，这通常要求将DC/DC电路设计为较低的操作电压和较高的电流。这一般导致较低的效率或较高的成本，但是具有以下附加优点：使电路即使在仅单个电池被照射时也可以操作，无需附加电源，并且无需能够在两种模式下操作的DC/DC电路。

当存在多于一个PV电池时，只要系统仍维持仅对被照射的单个PV电池做出响应的能力，就可以将PV电池以串联和并联连接的组合进行操作。这可以通过至少在照射第二电池之前将每个PV电池直接连接到DC/DC电路来完成，或者通过在照射第二电池之前通过将另一个能量源用于必要的安全功能来完成。

光伏电池的输出端的利用

通常，接收器的输出端应当提供恒定、稳定的电压(例如，3.3V或5V)，该电压与标称电压保持很小的裕度。PV电池的输入处的能量水平由发射器控制，但受许多其他因素影响，这些因素中的许多因素超出了系统的控制范围，例如人带着接收器四处走动的影响。因此，难以提供客户端负载所需的确切能量。通常，会产生过量的能量，并且在电压固定的情况下，这样的过量的能量会在转换器的输出处转化为过量的电流；或者如果电压不固定，则会转化为过量的电压。在不增加电压的情况下，不能将过量的电流强行馈送到客户端负载中，这可能对客户端负载有害，并且因此需要将其存储或转换为电能以外的其他形式的能量。

本公开提出了几种用于将过量的电流存储或转换为不同形式的能量的方法。

首先，可以将过量的能量存储在电容器和/或线圈中。

如果存在电池，可以将过量的能量馈送到电池中并存储在那里。

过量的能量也可能以无线电波、光或红外能量的形式通过从接收器传输而传播。

最后，通常可以使用电阻器或齐纳二极管将能量转换为热量。

齐纳二极管是有优势的，因为它有助于在输出处保持恒定的电压。通常，选择齐纳二极管以使其在稍高于所期望的输出电压的电压下传导，并且其具有响应速度快且成本低的优势。

用于将过量的能量转换为热量的另一种方法是通过以不同于其最大功率点(MPP)电压的电压来操作光伏电池。从PV电池传送功率的效率取决于落在其上的波束功率以及客户端负载的电气特性两者。随着波束照射水平变化，提供最高功率传送效率的负载特性也会变化。当负载特性以最高效率保持功率传送时，系统的效率被优化。该负载特性称为MPP，并且最大功率点跟踪(MPPT)电路用于向PV电池提供负载，以便获取最大的可用功率输出。通过使用有意地将操作点从MPP移开的电路，可以降低光伏效率，并且在要去除过量的能量的条件下，可以实现以正确的电压将正确的功率输送到目标。

系统内和系统间通信

为了防止不同发射器产生的波束共享同一视场的至少一部分，应当在系统之间传送数据，从而以信号表示不同波束所占据的体积。每个系统应当至少能够发射以信号表示其视场可能被激光束占据的指示，并且通常发射一组数据，其包括波束的数量、波长、功率、3D空间中的原点、3D空间中的方向、波束直径或等效值、感测能力、相干长度数据、波束数据的时序和占空比、波束数据的未来趋势、以及制造商代码和网络参数。

每个系统应当能够对数据的至少一个子集做出响应。数据可以在系统之间、对等网络之间发送、或发送到公共服务器，并且可以从其他对等网络或从主服务器接收数据。通常，所接收和所发射的数据是相似的，并且可由系统解释为避免定向激光的方向，例如波束当前发射功率的圆柱体。当同一视场或其一部分被另一个波束覆盖时(例如避免为已经由另一个波束供电的目标供电的指令)，波束模块被定向为具有不同的操作视场。

上述通信信道或附加的单独的信道允许波束模块检测其附近的其他波束模块。本公开提出了四种允许波束模块检测覆盖同一视场或其一部分的另一个波束模块的存在的方法。

(a)在第一系统中，与多于一个波束进行光学通信的接收器通过识别波束ID来检测其是否在多于一个波束的视场中。然后，该接收器发射由至少一个波束模块或外部控制单元接收的信号，该信号指示附近存在另一个接收器。

(b)在第二系统中，每个波束模块发射由另一个系统例如通过用其激光器扫描视场而接收的信号，并且该信号由另一个波束模块接收，并被解释为附近存在其他系统的指示。

(c)在第三系统中，用户他/她自己向一个或多个系统指示共享同一视场的另一系统的存在。

(d)在第四系统中，制造商将几个波束模块封装在一起(例如通过机械方式将它们连接在一起)，并将系统配置为彼此了解。

可以直接在系统之间进行通信，或使用网络或服务器连接进行通信。

因此，根据本公开中描述的设备的示例性实施方式，提供了一种在包括波束源和多个目标的多波束无线功率传输系统中确保安全的方法，该方法包括以下步骤：

(a)确定至少两个波束的轨迹上是否有任何点比预定义的安全距离更靠近彼此；并且如果是，则执行以下至少一项：(i)使至少一个波束衰减；(ii)使至少一个波束关闭；以及(iii)使至少一个波束转向，或

将与所述确定相关联的数据发送给控制器，该控制器适于基于数据分析来执行以下至少一项：(i)使至少一个波束衰减；(ii)使至少一个波束关闭；以及(iii)使至少一个波束转向，

和

(b)通过在传输系统处接收目标上的图案的图像数据，并确定从图像数据产生的图像与目标上的图案的图像数据相比是否具有镜像形式，来检测任何波束的路径中是否存在反射表面，并且如果是，则执行以下至少一项：使至少被定向在其上的图案的图像数据具有镜像形式的该目标的波束(i)衰减；(ii)关闭；以及(iii)转向，或

将与所述确定相关联的数据发送给控制器，该控制器适于基于数据分析来执行以下至少一项：使至少被定向在其上的图案的图像数据具有镜像形式的该目标的波束(i)衰减；(ii)关闭；以及(iii)转向。

在上述方法中，图像数据可以是电子图像数据，其可以通过用波束扫描目标来获得。因此，可以通过收集从目标发射的电子数据或通过使用相机来累积图像数据。

如果步骤(a)和(b)的确定中的任何一个为阳性，则上述方法还可以包括发出警报的步骤。

此外，在任何上述方法中，波束中的至少一个可以是来自波束源的发射波束，或者可以是从目标反射的波束。

根据上述方法的又一个实施方式，可以通过调整波束源来执行波束的衰减，可以在波束源处或通过使用快门来执行波束的关闭，并且至少一个波束的转向可以通过使用波束扫描设备来执行。

此外，可以通过使用波束源的已知位置以及用于在空间中定向波束的波束扫描仪设备的已知取向和位置来确定由波束源发射的波束的轨迹。在反射波束的情况下，可以通过确定撞击在目标上的发射波束的轨迹以及目标的位置和取向来确定反射波束的位置和取向。在那种情况下，可以通过使用安装在相对于目标的已知位置上的加速度计和罗盘中的至少一个来确定目标的位置和取向。替代地，可以从机械地连接到目标的设备接收目标的位置和取向，或替代地，可以通过分析目标的图像或目标上的图案来计算目标的位置和取向。

在任何前述方法中，确定至少两个波束的轨迹上的任何点是否比预定义的安全距离更靠近彼此，可以包括：

(i)确定第一波束和第二波束的位置和取向，

(ii)计算包括第一波束的至少一个平面，该平面中的每个包括第一波束的轨迹，

(iii)确定第二波束与至少一个平面之一相交的至少一个点，以及

(iv)从第一波束的轨迹测量至少一个点中的每个之间的距离。

根据上述方法的又一个实施方式，如果至少两个波束的轨迹上的任何点比预定义的安全距离更靠近彼此，则分析还包括确定至少两个波束的预期组合功率水平是否大于预定的安全水平。

对源自于确定至少两个波束的轨迹上的任何点是否比预定义的安全距离更靠近彼此的步骤的数据的分析，还可以包括通过考虑波束交叉的可能性和波束的组合功率水平将超过预定的安全水平的可能性，来计算与两个或更多波束相关联的总风险。

最后，在任何上述方法中，目标中的至少一些可以安装在移动电话设备上。

根据本公开中描述的其他实施方式，还提供了一种用于将无线功率发射到适于接收无线功率的多个目标的系统，该系统包括：

(i)至少两个波束源，每个波束源产生无线功率的波束，

(ii)与每个波束源相关联的波束扫描设备，每个波束扫描设备适于将发射波束朝向目标定向，

(iii)设置在发射系统上的成像单元，其适于产生目标中的任何一个上的图案的图像数据，以及

(iv)被配置为执行以下步骤的控制器：

(a)确定至少两个波束的轨迹上的任何点是否比预定义的安全距离更靠近彼此，并且如果是，则将控制器配置为使系统执行以下至少一项：(i)使至少一个波束衰减；(ii)使至少一个波束关闭；以及(iii)使至少一个波束转向，以及

(b)通过在发射系统处接收图案的图像数据，并确定从图像数据产生的图像与目标的图案上的图像数据相比是否具有镜像形式，来检测波束中的任何一个的路径中是否存在反射表面，并且如果是，则将控制器配置为使系统执行以下至少一项：(i)使至少一个波束衰减；(ii)使至少一个波束关闭；以及(iii)使至少一个波束转向。

在这样的系统中，至少两个波束源的相对几何位置是已知的。

在上述系统中，可以借助于至少两个波束源之间的机械连接或通过基于以下各项执行向量计算来获得此知识：

(a)至少两个目标的相对向量位置，

(b)从至少两个波束源中的第一波束源接收波束的第一目标相对于第一波束源的向量位置，以及

(c)从至少两个波束源中的第二波束源接收波束的第二目标相对于第二波束源的向量位置。在这种情况下，借助于将至少两个目标结合到单个接收器中，可以知道至少两个目标的相对位置。

附图说明

结合附图，从下面的详细描述中将更全面地理解和领会本发明，在附图中：

图1是多波束发射器的示意图，其朝向一对接收器射出三个不同的波束；

图2示出了示例性的多波束发射器和单波束发射器；

图3示出了具有用于接收至少两个波束的两个目标的示例性接收器；

图4示出了在如图2所示的这样的多波束传输系统中波束交叉点的产生，以及由此产生的危险；

图5示出了根据本申请的方法来管理多波束传输以确保对波束交叉的适当控制的方法的流程图；

图6示出了系统如何确定在从发射器到目标的任何波束的通道内是否设置了任何镜面表面；

图7示意性地示出了确定图像目标标记的对称性的纯电子方法；

图8示意性地示出了如何通过波束源相对于接收器中的目标的已知位置的向量减法来确定两个波束源及其目标的相对位置。

具体实施方式

现在参考图1，其示意性地示出了多波束发射器1，多波束发射器1朝向接收器6和7射出三个不同的波束2、3、4，并且合并了用于控制系统的相关操作的控制器12，如上文发明内容部分所述的。虽然在图1中控制系统被示为安装在发射器单元中，但是应当理解，如上文发明内容部分所述，控制系统可以设置在其他地方，甚至分布在附近的几个系统和位置处。

接收器6包括单个目标5，波束2对准目标5。波束2的功率由接收器6转换为稳定的电压下的电功率，该电功率通过可以与接收器集成的功率连接器10提供给客户端设备(例如电话，附图中未示出)。

波束3和4都用于向多目标接收器7传递功率。波束3对准目标8，并且波束4对准目标9。接收器7将来自波束3和4两者的光学功率转换为电功率，对来自两个波束的功率求和，然后将其传递到要充电的设备。

接收器6在其检测到波束2时做出响应并发射数据。接收器7在其检测到波束3和/或波束4时做出响应并发射数据。

未示出数据传输的方法，其通常通过RF、IR或通过互联网连接来实现，并且通常被发射器接收以进行数据分析。

传输通常包括接收器ID、一个或多个波束ID、接收到的功率(无论是总的波束还是每个波束)、以及取向信息，但是它可以包括其他数据或仅数据的一部分。

波束2、3和4没有示出为彼此相交且不在同一平面上，并且来自接收器的反射也不会彼此相交且不会与入射波束相交。

现在参考图2，其示出了多波束发射器21和单波束发射器22。多波束发射器21包括由激光器23和转向镜SM1构成的第一波束模块，并且具有由转向镜SM1使波束倾斜的最大能力所限制的视场。视场FOV1在视场的一个范围一直延伸到穿过转向镜SM1和点p4的线，并且在视场的另一个范围一直延伸到穿过转向镜SM1和点p1的线。应当理解，由于二维绘图的性质，该描述被给出了2D解释，但是真实的视场通常是这种2D表示方式的3D旋转。

发射器21也包括由激光器26和转向镜SM2构成的第二波束模块，并且具有由转向镜SM2使波束倾斜的最大能力所限制的视场，视场FOV2在一端一直延伸到穿过转向镜SM2和点p5的线、以及穿过转向镜SM2和点p2的线。应当理解，由于二维绘图的性质，这种描述是2D的，并且真实视场通常是这种2D表示方式的3D旋转。

发射器22包括由激光器28和转向镜SM3构成的第三波束模块，并且具有由转向镜SM3使波束倾斜的最大能力所限制的视场，视场FOV3在一端一直延伸到穿过转向镜SM3和点p6的线，以及穿过转向镜SM3和点p3的线。应当理解，由于二维绘图的性质，该描述是2D的，并且真实视场通常是这种2D表示方式的3D旋转。

接收器24在FOV1和FOV2的内部，并且在FOV3的外部。

接收器25在FOV3和FOV2的内部，并且在FOV1的外部。

接收器24因此可以使用激光器23或使用激光器26供电。

接收器25因此可以使用激光器26或使用激光器28供电。

接收器24和25通常通过对被编码在(一个或多个)波束本身上的信息进行解码来检测哪个波束(如果有的话)为它们供电。每个接收器测量接收到的为其供电的波束的功率，并将接收器ID、接收器取向、检测到的波束ID、接收到的每波束功率、能力、以及其他数据，其由发射器21和发射器22以及潜在地由其他接收器和系统部件接收。

发射器21了解到激光器23和26的相对起点和方向，因为已知转向镜在空间中的位置以及取向，并且已知接收器的位置，并且发射器21因此可以定向波束以避免彼此交叉。当两个激光束在同一平面中并且会聚时，发射器21计算它们的交叉点(如果有的话)，并且如果它们交叉，则估算来自两个束的风险，以便决定是否存在总体风险。

当从接收器24和25接收数据时，发射器21基于模型ID和倾斜度(通常是相对于重力垂直和磁北计算的)和每个接收器的范围计算从每个接收器的反射方向并执行对潜在的相交点(如果有的话)的位置的估计。

接收器25在两个发射器21和22的视场中，使得接收器25可以检测由每个发射器发送的波束并报告它。未发送波束的发射器接收报告传输，并开始对与共享同一视场的其他发射器进行定位和通信的过程。

在两个发射器21和22之间建立通信信道之后，关于波束和反射方向的信息被交换。

现在参考图3，图3示出了示例性接收器31，接收器31具有用于接收至少两个波束33和35的两个目标32和34，将波束中的功率转换为电功率，并通过导体36将该电功率提供给利用其的系统。

波束33和35所具有的大小和形状允许它们在目标32和34中几乎被接收器31完全吸收。

波束33对准目标32并被目标32的边界完全包围，而对准目标34的波束35从目标32稍微延伸。在允许波束源将其功率输出提高到功率传输到目标所必要的功率之前，可以使用波束源的扫描特征以低功率对目标进行成像，并确保诸如波束35的波束在目标上居中。

接收器31具有前表面，该前表面可以产生波束33或35的小部分的反射，通常在0.1％至4％之间，但有时高达25％。反射的程度可以取决于表面上的污染物和入射角。

接收器31配备有用于检测其空间取向的检测器，例如相机、罗盘、陀螺仪、加速度计、罗盘、GPS设备、三角测量设备、或通往能确定其相对取向的设备、以及将该信息传达到发射器的数据发射器的电子连接。通过使用加速度计作为重力方向检测器并接合罗盘，可以轻松地实现通用且廉价的取向和位置检测系统。这样的设备可广泛用作基于MEMS的芯片。发射器源也必须配备有类似的部件，以使得接收器的坐标系可以直接与源的坐标系相关。

通过测量距另一个设备的距离或来自另一个设备的回波(声音、光、无线电)，三角测量设备可以在发射器中，也可以在接收器中。

示出的波束35稍微偏离目标，这通常使接收器36报告“不在目标消息上”或接收到的功率较低的测量结果。

现在参考图4，其示出了在如图2所示的这样的多波束传输系统中波束交叉点的产生以及由此产生的危险。

在这样的示例性系统中，发射器或波束生成模块41和42分别朝向接收器45和46发射波束43和44。波束44的一部分从接收器45的前表面被反射，作为反射40。波束43的一部分从接收器46的表面被反射，作为反射39。

波束44与波束43相交于点47。

反射40与反射39相交于点49。

波束43与反射40相交于点48。

应当理解，图4的图像是用于解释3D情况的2D图像，并且它与3D现实之间的差异是可预期的。

还应当理解，真实3D世界中的波束和反射具有宽度，并且波束靠近彼此的任何情况(通常在1至10mm的距离内，有时甚至在50mm的距离内)可以具有类似的结果。

在点47、48、49处的人或物体可能暴露于能量被平均在直径为1mm、3.5mm、7mm、50mm或10mm的圆形区域之上的辐射、功率、能量。热点(由于相干或不相干效应而产生的热点)高于可接受的水平，或者是来自系统的另一种一般风险。该风险可能源自于暴露的各个方面。皮肤灼伤的风险源自于“热点”，眼睛损害源自于对瞳孔区域之上的功率进行平均。小颗粒引起的火灾危险源自于“热点”，大颗粒引起的火灾危险取决于所吸收的总能量，可以通过对望远镜镜头(50mm)之上的功率进行平均来测量人通过望远镜观察系统的风险。该系统必须评估各种风险。

为了防止这样的危险的交叉点处的这样的暴露超过所允许的水平，系统要么更改一个或两个波束的参数(例如功率或方向)，要么终止一个波束，通常是用另一个波束替换该波束。

诸如波束之间的相干性、机械不稳定性、光学和指向不稳定性、方向的不确定性以及系统中的噪声等影响可能大大增加波束/反射之间的被认为是危险的距离。

点47、48、49被认为是“危险点”，并且需要安全系统特别注意。具体而言，对于波束的其他部分，安全系统不需要考虑附近的其他波束，但是在这样的“危险点”，安全系统需要考虑两个波束的参数、或避免这样的情况。

现在参考图5，其示出了根据本申请的方法的管理多波束传输的方法的流程图，该方法确保对波束交叉的适当控制。在传输期间，会连续实施以下方法。

在步骤51中，系统验证是否有任何波束沿撞击在镜面上的路径发射。如果发现波束正在经由镜面发射，则在步骤52中，使该波束衰减或通常使该波束关闭。

如果发现没有波束经由镜面发射，则系统检查53波束是否在同一平面上。在步骤54中检查在同一平面中的波束以查看它们是发散的还是会聚的。步骤54和53可以以任何顺序执行。对于同一平面中的非会聚的波束，在步骤55和56中确定反射向量的范围和方向(顺序并不重要)，然后在步骤57中，估算是否存在两个或更多反射在同一平面中。如果未找到，则在步骤58中，估算是否有任何反射与波束在同一平面中。如果未找到，则系统继续传输，通常在步骤60中迭代地执行这些动作中的一些或全部。

如果在步骤54中发现波束在同一平面中会聚，则在步骤59中，将来自两个相关的安全系统的数据组合到两个波束的统一风险评估中，通过这样做，提高了安全阈值，或者使至少一个波束被衰减或转向。

同样，在步骤57和58中的任何一个步骤中，如果发现波束/反射正好在同一平面中，即使没有确定交叉的可能性，则该方法也将进行到步骤59，在此执行相同的动作。

现在参考图6，其示出了系统如何确定在从发射器到目标的任何波束的通道内是否设置了任何镜面表面。接收器61在其上具有不对称图案62。当通过镜面扫描或观察时，接收器61将显示为其上具有不对称图案66的图像65。由于图案66在所有类型的旋转中都不同于图案62，因此系统检测到通过镜面观察到图像65，并通过使波束关闭对其做出响应。

具有不对称图案64的图像63是接收器61和图案62的视图。通过旋转图案64，它可以与图案62重叠，并且因此对于系统来说清楚的是，没有通过镜面观察或扫描图案64。

另一方面，接收器61的图像67上的图案68不能与发射器已知的图案62重叠。因此，系统可以推断出通过镜面反射正在观察或扫描图案68。

如果系统检测到接收器并确定正在通过镜面观察该接收器，则系统会避免经由镜面向该接收器发射功率。系统还可以记录该位置以供进一步使用，这可以包括避免再次扫描同一位置、或降低这样的扫描的频率。

镜面位置的计算既需要检测真实物体，也需要检测其“镜像”，可以通过求解成对的方程来进行镜面位置的计算：

V1＝V2+V3

V4＝V2-V2*|V3|/|V2|

|V2|+|V3|＝|V1|

|V1|＝|V4|

其中V1是真实物体的向量，

V4是从波束源到“镜像”的向量，

|Vn|是向量的长度|Vn|，

V2是镜面上的其中波束撞击在镜面上的点的向量，并且

V3是从该点到接收器的镜像的向量。

该向量计算方案可以有很多变化形式。

镜面在V2处，并且其方向可以通过在V2和V3之间划分角度来发现。

当在看起来被同一面镜面反射的点处发现接收器的另一个“镜像”时，还可以使用镜面的位置而不是镜像的位置来简化实际接收器的位置，可以估算通过镜面观察到的接收器的真实位置，以帮助定位接收器。

非对称图像可以优选地是2D条形码，从而允许识别接收器、其类型、制造、能力、和限制。然后，该数据还可以用于其他应用程序，例如计费、服务质量、以及许多其他用途。

现在参考图7，其示意性地示出了确定图像目标标记的对称性的纯电子方法。

PV1、PV2、PV3…PV6都是均等间距并与退化的六角形边缘对准的波束目标。

这样的图案是光学对称的，因为它的镜像看起来在光学上与原始图案等同，但是作为原始图案的旋转。

然而，在能够对图案的不同部分的照射做出不同反应的接收器的上下文中，由于系统可以电子地识别每个目标，所以这种图案可能变得不对称。

例如，如果波束对准目标PV3(与PV3的镜像相反，其可以是PV4)，则系统应当拥有该信息。为了验证波束没有经历镜面反射，然后使波束沿顺时针或逆时针对准位于单个或多个目标阶的目标。如果波束向前沿顺时针对准一个或多个目标阶，并达到目标形状PV4(与PV2相反)，则无法通过镜面观察到该波束。如果通过镜面观察到波束，则该波束将到达目标形状PV2(而不是PV4)。因此，通过观测在已经执行了已知的波束移动之后对哪个目标形状进行成像，可以电子地确定被监测的波束轨迹中是否存在镜面反射，而无需任何成像步骤。

可以使用多个波束，或者可以使用由光学和电子标记组成的图案来执行类似的算法。

现在参考图8，其示意性地示出了如何通过对波束源相对于接收器中的目标的已知位置进行向量减法来确定两个波束源及其目标的相对位置，因为两个目标都被构建在单个接收器中，所以它们之间的向量关系是已知的。

寻求其相对性位置的波束模块81和波束模块82都对准了包括两个目标84和85的功率接收器83。

为了确定波束模块82参考于波束模块81的相对距离和方向(即向量86)，波束模块81使用向量87，向量87是目标84在接收器83中的位置，可以通过向目标84发射波束知道向量87。

也使用由接收器83报告的向量89，向量89是目标84和目标85之间的方向和距离

也使用向量88，向量88可以由波束模块82、由外部服务器或由接收器83报告。

向量87+89-88必须等于向量86，向量86是波束模块82相对于波束模块81的位置。

波束模块82执行类似的计算或从波束模块81或从中央控制点接收信息，波束模块81也可以如此。如果房间中有许多波束模块，并且波束模块中的一些的位置是已知的，则可能发生这些情况。然后，如果找到了新的波束模块，则波束模块82可以接收定位信息，而无需计算定位信息。只需要相对于另一个波束模块定位新的波束模块。

如以上本公开中所描述的，在发明内容部分中，提出了一种确定两个波束是否具有交叉点或至少接近交叉点的新颖方法。一组平面围绕一个波束的轨迹递增旋转，因此，该轨迹位于递增旋转的平面的公共旋转轴处。然后确定第二波束是否在距第一波束预定的最小距离内通过这些递增旋转的平面中的任何一个。如果是这样，则认为这些波束具有交叉点或接近交叉点，并且为了确保激光安全，必须采取适当的动作来降低风险，例如通过关断或降低至少一个波束的激光功率，或通过使一个波束转向。实际上，可以通过计算由第二波束上的至少一个点和第一波束形成的平面来执行该方法。该点通常可以是波束的起点或波束目标，因为这些点是众所周知的，并且最容易计算。然后，如果第二波束上的另一个点靠近第一波束轴(通常在波束的几毫米或几个半径内)，则可能有交叉，并且可能需要采取进一步的动作来减轻这种交叉的危险，如上所述。另一方面，如果第二个波束上的最接近平面的点远离第一波束轴(通常大于几毫米、大于计算误差裕度、或者大于几个波束半径)，则初始潜在风险较低。

现在参考图9，其描述了根据一种示例性过程采取的步骤，以确定两个波束是否交叉或至少在预定距彼此的最小距离内通过。

在步骤91中，如上所述，使用关于波束发射器中的波束扫描器的设置以及接收器的位置和取向的信息，在三维几何坐标中描绘波束。

在步骤92中，选择波束轨迹之一，并且定义包含该波束线的参考平面。

在步骤93中，确定第二波束与参考平面的交叉。

在步骤94中，通过从该交叉点拉伸到第一波束路径的线，计算第一波束路径与第二波束和参考平面的交叉点之间的在参考平面中的最近距离，其与第一波束的路径成直角。

在步骤95中，记录最近距离并使最近距离与在其中已经执行先前步骤的参考平面的角度相关。

然后，在步骤96中，以预定的递增角度(通常小于5°)将包含第一波束路径表示方式的参考平面围绕第一波束路径的线旋转，并再次执行步骤93，以确定第二波束与参考平面的新交叉。

然后，在该新的旋转位置执行步骤94和95，并记录参考平面的新角度的最近距离。

重复该过程以进行附加的递增旋转，直到在步骤97中确定参考平面已旋转180°，并且然后该过程进行到步骤98。

在步骤98中，从所有记录的最近距离中选择最小距离，该最小距离定义了波束2与波束1的最近距离。然后使用该结果确定这2个波束是否被认为具有交叉点、或接近交叉点，并且发起适当的动作以减少这样的波束交叉处可能存在的功率增加所带来的风险，以便确保激光安全。

还有用于确定两个波束之间的最近距离的其他方法，这可能涉及如下的代数计算。

如果将波束1定义为P₁＝t₁d₁+r₁

其中t是自由变量，d是方向向量，并且r是原点，

波束2定义为P₂＝t₂d₂+r₂

那么线之间的最小距离由下式给出：

可以替代地使用计算同一最近距离的其他方法。

本领域技术人员应当理解，本发明不限于上面已经具体示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文描述的各种特征的组合和子组合，以及本领域技术人员在阅读以上说明书时将想到的对其的变化形式和修改形式，并且这些变化形式和修改形式不在现有技术中。

Claims (25)

1.一种在多波束无线功率传输系统中确保安全的方法，所述多波束无线功率传输系统包括波束源和多个目标，所述方法包括以下步骤：

(a)确定至少两个波束的轨迹上的任何点是否比预定义的安全距离更靠近彼此，并且如果是，

执行以下至少一项：(i)使至少一个波束衰减；(ii)使至少一个波束关闭；以及(iii)使至少一个波束转向；或者

将与所述确定相关联的数据发送给控制器，所述控制器适于基于所述数据的分析而执行以下至少一项：(i)使至少一个波束衰减；(ii)使至少一个波束关闭；以及(iii)使至少一个波束转向，

以及

(b)通过在所述传输系统处接收目标上的图案的图像数据，并确定从所述图像数据产生的图像与所述目标上的所述图案的图像数据相比是否具有镜像形式，来检测任何波束的路径中是否存在反射表面，并且如果是，

则执行以下至少一项：使至少被定向在其上的图案的图像数据具有镜像形式的所述目标的波束(i)衰减；(ii)关闭；以及(iii)转向，或

将与所述确定相关联的数据发送给控制器，所述控制器适于基于所述数据的分析而执行以下至少一项：使至少被定向在其上的图案的图像数据具有镜像形式的所述目标的波束(i)衰减；(ii)关闭；以及(iii)转向。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图像数据是电子图像数据。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，所述图像数据是通过用波束扫描所述目标而获得的。

4.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，通过收集从所述目标发射的电子数据来累积所述图像数据。

5.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其中，所述图像数据是通过使用相机来累积的。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：如果步骤(a)和(b)的确定中的任何一个为阳性，则发出警报。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述波束中的至少一个是来自波束源的发射波束。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述波束中的至少一个是从目标反射的波束。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过调整所述波束源来执行对波束的所述衰减。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在波束的波束源处或通过使用快门来执行对波束的所述关闭。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，至少一个波束的所述转向是通过使用波束扫描设备来执行的。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过使用波束源的已知位置、以及用于在空间中定向所述波束的波束扫描仪设备的已知取向和位置，来确定由所述波束源发射的波束的轨迹。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，通过确定撞击在所述目标上的发射波束的轨迹、以及所述目标的位置和取向，来确定反射波束的所述位置和取向。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，通过使用安装在相对于所述目标的已知位置的加速度计和罗盘中的至少一个来确定所述目标的所述位置和所述取向。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，从机械地连接到所述目标的设备接收所述目标的所述位置和所述取向。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，通过分析所述目标的图像或所述目标上的图案，来计算所述目标的所述位置和所述取向。

17.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述确定至少两个波束的轨迹上的任何点是否比预定义的安全距离更靠近彼此，包括：

(i)确定第一波束和第二波束的位置和取向，

(ii)计算包括所述第一波束的至少一个平面，所述平面中的每个包括所述第一波束的所述轨迹，

(iii)确定所述第二波束与所述至少一个平面之一相交的至少一个点，以及

(iv)从所述第一波束的所述轨迹测量所述至少一个点中的每个之间的距离。

18.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，如果至少两个波束的轨迹上的任何点比所述预定义的安全距离更靠近彼此，则所述分析还包括确定所述至少两个波束的所述预期组合功率水平是否大于预定的安全水平。

19.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，对源自于确定至少两个波束的轨迹上的任何点是否比所述预定义的安全距离更靠近彼此的所述步骤的所述数据的所述分析，还包括通过考虑所述波束交叉的可能性和波束的所述组合功率水平将超过所述预定的安全水平的可能性，来计算与两个或更多波束相关联的总风险。

20.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述目标中的至少一些安装在移动电话设备上。

21.一种用于将无线功率发射到适于接收所述无线功率的多个目标的系统，所述系统包括：

至少两个波束源，每个波束源产生所述无线功率的波束；

与每个波束源相关联的波束扫描设备，每个波束扫描设备适于将发射波束朝向目标定向；

设置在所述发射系统上的成像单元，所述成像单元适于产生所述目标中的任何目标上的图案的图像数据，以及

被配置为执行以下步骤的控制器：

(a)确定至少两个波束的轨迹上的任何点是否比预定义的安全距离更靠近彼此，并且如果是，则将所述控制器配置为使所述系统执行以下至少一项：

(i)使至少一个波束衰减；

(ii)使至少一个波束关闭；以及

(iii)使至少一个波束转向，

以及

(b)通过在所述发射系统处接收所述图案的所述图像数据，并确定从所述图像数据产生的图像与所述目标上的所述图案的图像数据相比是否具有镜像形式，来检测所述波束中的任何一个的路径中是否存在反射表面，并且如果是，则将所述控制器配置为使所述系统执行以下至少一项：

(i)使至少一个波束衰减；

(ii)使至少一个波束关闭；以及

(iii)使至少一个波束转向。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述至少两个波束源的相对几何位置是已知的。

23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述至少两个波束源的所述相对几何位置借助于所述至少两个波束源之间的机械连接而已知。

24.根据权利要求22所述的系统，其中，通过基于以下各项执行向量计算来知道所述至少两个波束源的所述相对几何位置：

(a)至少两个目标的相对向量位置，

(b)从所述至少两个波束源中的第一波束源接收波束的第一目标相对于所述第一波束源的向量位置，以及

(c)从所述至少两个波束源中的第二波束源接收波束的第二目标相对于所述第二波束源的向量位置。

25.根据权利要求24所述的系统，其中，借助于将所述至少两个目标结合到单个接收器中来知道所述至少两个目标的所述相对位置。

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