CN207772918U - 一种用于电动车辆的无线充电自定位对准系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种用于电动车辆的无线充电自定位对准系统，该系统包括：设置在电动车辆上的车载定位微标签；设置在车位预设位置，用于和车载定位微标签进行测距通信的若干车位定位基站；用于根据各车位定位基站和车载定位微标签的测距信息确定车载定位微标签在预设坐标系中的实际坐标，并计算车载定位微标签的实际坐标和当电动车辆的接收线圈和车位的发射线圈对准时的车载定位微标签的目的坐标的差值的定位处理器。通过车载定位微标签的目的坐标和实际坐标的差值即可得出车辆的对位情况。有效解决了无线充电车辆停车时线圈对位的问题，且既能降低成本，又能符合线圈停车时定位的应用逻辑。

Description

一种用于电动车辆的无线充电自定位对准系统

技术领域

本实用新型涉及无线充电技术领域，特别是涉及一种用于电动车辆的无线充电自定位对准系统。

背景技术

随着欧洲等国家相继提出停售燃油车计划之后，中国工信部已启动研究制定燃油车禁售时间表，新能源汽车的电动化和智能化已然成为未来发展的方向和趋势。

针对电动车充电方式的应用，以有线交、直流充电和无线充电为主，相较于有线充电的方式，无线充电在使用上的便利性和安全性优势更加明显。而针对静态无线充电系统，收、发线圈对位的情况影响线圈间的耦合特性，进而影响充电的最大功率和效率，造成充电时间过长、能量浪费的情况。

目前针对静态无线充电线圈对位的问题有多种解决方式，主流常用方式例如：方式1基于摄像头的图像采集，方式2基于霍尔等检测线圈耦合参数。其中，方式1相对成本较高，雨雪天气的环境适应性比较差，方式2需要带电运行检测，不合乎常规应用的逻辑。

因此，如何有效解决无线充电车辆停车时线圈对位的问题，且既能降低成本，又能符合线圈停车时定位的应用逻辑，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于电动车辆的无线充电自定位对准系统，可以有效解决无线充电车辆停车时线圈对位的问题，且既能降低成本，又能符合线圈停车时定位的应用逻辑。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：

一种用于电动车辆的无线充电自定位对准系统，包括：

设置在电动车辆上的车载定位微标签；设置在车位预设位置，用于和所述车载定位微标签进行测距通信的若干车位定位基站；用于根据各所述车位定位基站和所述车载定位微标签的测距信息确定所述车载定位微标签在预设坐标系中的实际坐标，并计算所述车载定位微标签的实际坐标和当所述电动车辆的接收线圈和所述车位的发射线圈对准时的所述车载定位微标签的目的坐标的差值的定位处理器。

优选地，每个车位处包括3个所述车位定位基站，各所述车位定位基站均为通过无线脉冲和所述车载定位微标签进行测距的车位定位微基站，其中，第一车位定位基站设置在所述车位的一前角位置，第二车位定位基站和第三车位定位基站设置在所述车位的两后角位置，并以所述第一车位定位基站所在位置作为所述预设坐标系的三维坐标原点。

优选地，所述车载定位微标签和所述电动车辆的所述接收线圈位于所述电动车辆的同一轴线上。

优选地，还包括：用于和驶入自身监控范围内的电动车辆进行数据交互，获取所述电动车辆的预设的属性信息，并根据所述属性信息向所述电动车辆发送空余车位提示信息的场站定位引擎及监控终端。

优选地，所述定位处理器为车载定位提示装置，所述车载定位提示装置还用于根据所述差值向驾驶员发出相应的车辆偏移提示信号。

优选地，所述车载定位提示装置和各所述车位定位基站无线通信连接。

优选地，所述车位定位基站包括：用于进行无线脉冲测距的脉冲收发器；用于存储所述车位信息的存储器；用于将所述脉冲收发器生成的测距信息以及所述车位信息发送至所述定位处理器的通信器。

优选地，还包括设置在所述车位的后端，用于辅助限位的挡车器。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本实用新型实施例所提供的用于电动车辆的无线充电自定位对准系统，包括：设置在电动车辆上的车载定位微标签；设置在车位预设位置，用于和车载定位微标签进行测距通信的若干车位定位基站；用于根据各车位定位基站和车载定位微标签的测距信息确定车载定位微标签在预设坐标系中的实际坐标，并计算车载定位微标签的实际坐标和当电动车辆的接收线圈和车位的发射线圈对准时的车载定位微标签的目的坐标的差值的定位处理器。依靠若干车位定位基站和一个车载定位微标签的相对距离，即可计算出车载定位微标签的在预设的三维坐标系中的实际坐标，并可以计算出当车辆的接收线圈和车位处的发射线圈对准时该车载定位微标签的目的坐标，通过车载定位微标签的目的坐标和实际坐标的差值即可得出车辆的对位情况。有效解决了无线充电车辆停车时线圈对位的问题，且既能降低成本，又能符合线圈停车时定位的应用逻辑。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的用于电动车辆的无线充电自定位对准系统应用示意图；

图2为图1所示的用于电动车辆的无线充电自定位对准系统的车载定位微标签的坐标示意图；

图3为本实用新型另一种具体实施方式所提供的用于电动车辆的无线充电自定位对准系统应用示意图；

图4为本实用新型又一种具体实施方式所提供的用于电动车辆的无线充电自定位对准系统应用示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种用于电动车辆的无线充电自定位对准系统，可以有效解决无线充电车辆停车时线圈对位的问题，且既能降低成本，又能符合线圈停车时定位的应用逻辑。

为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。

本实用新型的一种具体实施方式提供了一种用于电动车辆的无线充电自定位对准系统，包括：设置在电动车辆上的车载定位微标签，其中，车载定位微标签即装载有诸如无线定位脉冲发生器等的标签；设置在车位预设位置，用于和车载定位微标签进行测距通信的若干车位定位基站；用于根据各车位定位基站和车载定位微标签的测距信息确定车载定位微标签在预设坐标系中的实际坐标，并计算车载定位微标签的实际坐标和当电动车辆的接收线圈和车位的发射线圈对准时的车载定位微标签的目的坐标的差值的定位处理器。

在本实施方式中，车位定位基站可以在车辆驶入车位时测量自身和车载定位微标签的距离，并将测量的距离和/或车位的大小信息等信息发送给定位处理器。依靠若干车位定位基站和一个车载定位微标签的相对距离，即可计算出车载定位微标签的在预设的三维坐标系中的实际坐标，并可以计算出当车辆的接收线圈和车位处的发射线圈对准时该车载定位微标签的目的坐标，通过车载定位微标签的目的坐标和实际坐标的差值即可得出车辆的对位情况。有效解决了无线充电车辆停车时线圈对位的问题，且既能降低成本，又能符合线圈停车时定位的应用逻辑。

请参考图1和图2，图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的用于电动车辆的无线充电自定位对准系统应用示意图；图2为图1所示的用于电动车辆的无线充电自定位对准系统的车载定位微标签的坐标示意图。

在本实用新型的一种实施方式中，该系统每个车位处包括3个车位定位基站，各车位定位基站均为通过无线脉冲和车载定位微标签进行测距的车位定位微基站，如图1所示，其中，第一车位定位基站21设置在车位的一前角位置，第二车位定位基站22和第三车位定位基站23设置在车位的两后角位置，并以第一车位定位基站21所在位置作为预设坐标系的三维坐标原点。其中，图1中包括了电动车辆101，车载定位微标签1，第一车位定位基站21，第二车位定位基站22，第三车位定位基站23，定位处理器3，接收线圈4，发射线圈5，车位6。

在本实施方式中，车载定位微标签在预设坐标系中的实际坐标的计算方法如下：

如图2所示，车载定位微标签的实际坐标为(x，y，z)，第一车位定位基站的坐标为(0，0，0)，第二车位定位基站的坐标为(m，0，0)，第三车位定位基站的坐标为(m，n，0)，m、n分别为车位的长度和宽度。车载定位微标签和第一车位定位基站的距离为L1，车载定位微标签和第二车位定位基站的距离为L2，车载定位微标签和第三车位定位基站的距离为L3。即L1、L2、L3、m和n均为已知的值。

可知：

由公式(1)和(2)可以计算出x和y。由此可以计算z：

从而，由上述公式即可计算出车载定位微标签的实际坐标(x，y，z)。

需要说明的是，上述计算车载定位微标签的实际坐标的公式仅应用在车载定位标签在车位范围内的情景下，以辅助车辆停车入位，当需要对车位范围外的车载定位标签相对车位进行定位时，只需要根据实际情况更换相应的计算式即可，本实施方式对此不再赘述。

车载定位微标签在预设坐标系中的目的坐标的计算方法如下：

在本实施方式中，优选车载定位微标签和电动车辆的接收线圈位于电动车辆的同一轴线上，进一步优选车载定位微标签和接收线圈均位于该电动车辆的中轴线上。

车载定位微标签在x轴方向上的目的坐标点为x_t，发射线圈的安装坐标为x_prc，车载定位微标签与接收线圈在x轴方向上的相对距离为x_△puc，则x_t＝x_prc-x_△puc。

车载定位微标签在y轴方向上的目的坐标点为y_t，发射线圈的安装坐标为y_prc，车载定位微标签与接收线圈在y轴方向上的相对距离为y_△puc，则y_t＝y_prc-y_△puc，在本实施方式中，车载定位微标签和电动车辆的接收线圈位于电动车辆的同一轴线上，则y_△puc＝0，优选发射线圈位于车位在长度方向上的中轴线上，则y_t＝n/2。

车载定位微标签在x轴方向上的目的坐标点为z_t，发射线圈与接收线圈的规定距离为z_prc，车载定位微标签与接收线圈在z轴方向上的相对距离为z_△puc，则z_t＝z_prc+z_△puc。

比较车载定位微标签的实际坐标(x，y，z)和目的坐标(x_t，y_t，z_t)，计算出差值(△x，△y，△z)，从而可以从x，y，z三个方向上判断车辆的接收线圈和发射线圈的对位情况是否符合预设的标准要求。

需要说明的是，在本实施方式中，发射线圈的位置、接收线圈和车载定位微标签的相对位置、各车位定位基站的位置均是优选设置方式，可以方便后续的坐标计算，降低设计工作量。也可以根据实际需要变更相关的关系，如各车位定位基站也可以设计在车位的其他位置，只要保证能够实现计算车载定位微标签的实际坐标计算即可，本实施方式对此并不做限定，只需将各车位定位基站和发射线圈之间的位置关系存储在某个或各个车位定位基站中，将车载定位微标签和接收线圈的相对位置关系存储在定位处理器或可以发送给定位处理器即可。

由于采用车位定位基站和车载定位微标签来进行脉冲精确测距，作为后续的线圈对准判断的依据。采用车位定位基站和车载定位微标签相对于其他方式的线圈对位处理装置来说，价格相对低廉，降低了成本，且提高了测距的精度。且在进行定位时，无需线圈带电检测，符合线圈停车时定位的应用逻辑。

请参考图3，图3为本实用新型另一种具体实施方式所提供的用于电动车辆的无线充电自定位对准系统应用示意图。

在本实用新型的一种实施方式中，该系统还包括：用于和驶入自身监控范围内的电动车辆进行数据交互，获取电动车辆的预设的属性信息，并根据属性信息向电动车辆发送空余车位提示信息的场站定位引擎及监控终端31。

如图3所示，在公交场站或者公共停车场等场所进行多车位应用时，场站定位引擎及监控终端作为总的监控后台。当配置了和当前场站进行了信息绑定的车载定位微标签的车辆驶入场站定位引擎及监控终端的监控范围内时，电动车辆自动接入该场站的网络，并实现与场站定位引擎及监控终端进行信息交互，其中，电动车辆的相关属性信息可以预先存储在自身的车载定位微标签中，场站定位引擎及监控终端即可获取电动车辆的接收线圈位置和车辆类型等属性信息。场站轮廓的定位微标签可以检测场站中各个车位有无车辆停放，并将检测信息发送给场站定位引擎及监控终端，场站定位引擎及监控终端即可得知空闲车位信息，并可以根据获取的当前驶入的电动车辆的相关属性信息推荐合适的空闲的车位给该车辆，在推荐车位时可以采用就近原则，以引导车辆进入相应的车位位置，当车辆到达对应的车位附近时，设置在车位上的各车位定位基站和处理器等即可对车辆入库停车时的线圈对位进行计算和提示。

需要说明的是，本实施方式并不限制车辆为单一类型、车位为单一模式，运营商可以根据需求对车位尺寸、线圈类型、充电容量进行分区划分和合理配置，并由场站后台录入数据。如当大型车辆驶入时，场站定位引擎及监控终端引导该车辆驶入对应的适合大型车辆的车位；当小型车驶入时，场站定位引擎及监控终端引导该车辆驶入对应的适合小型车辆的车位。

还需要说明的是，图3只是本实施方式所提供的用于电动车辆的无线充电自定位对准系统应用示意图，且示出了两个车位，本实施方式对于场站定位引擎及监控终端的位置并不限定可以根据实际需要设定其位置，且车位定位微基站的位置和数量根据实际需要设置，在本实施方式中也并不限定。

在上述任一实施方式的基础上，本实用新型一种实施方式中，定位处理器为车载定位提示装置，车载定位提示装置还用于根据差值向驾驶员发出相应的车辆偏移提示信号。其中，车载定位提示装置优选为显示屏或者类似雷达的点阵屏，直接显示车辆轮廓信息以及车位信息、车辆和发射线圈的对准情况信息等。且可以根据计算得到的车载定位微标签的目的坐标和实际坐标的差值，转换成以驾驶员角度来看提示车辆前后左右的偏移情况，以便提示驾驶员调节方向。

进一步地，车载定位提示装置和各车位定位基站无线通信连接。

车位定位基站包括：用于进行无线脉冲测距的脉冲收发器；用于存储车位信息的存储器；用于将脉冲收发器生成的测距信息以及车位信息发送至定位处理器的通信器。其中，存储器可以存储车位的长宽信息。

请参考图4，图4为本实用新型又一种具体实施方式所提供的用于电动车辆的无线充电自定位对准系统应用示意图。

在本实用新型的一种实施方式中，该系统还包括设置在车位的后端，用于辅助限位的挡车器。如图4所示，可以在车位的后端设置两个或者一条用于辅助限位的挡车器7。需要说明的是，当接收线圈和车辆的后轮轴的相对位置为一个固定值时，如均为国家设置的一个统一标准，或者同样型号或级别的车辆为一种标准，这时，挡车器可以和发射线圈的相对位置固定，挡车器可以和发射线圈的相对位置可以根据接收线圈和车辆的后轮轴的相对位置计算获得，当车辆的后轮接触到挡车器时，接收线圈和发射线圈在车位的长度方向上坐标值相同，即可以通过挡车器实现车辆在车位长度方向上的定位。在如图2所示的坐标系中，当z轴方向不做要求时(一般z轴方向是确定的，除非地面有异物将车太高或者路面损坏导致距离变小)则可以去掉如图1中的第一车位定位微基站，通过剩余的两个车位定位微基站即可实现y方向上的偏移量计算，从而可以简化应用，进一步节省成本，且能够使得用户更为方便准确地进行停车和线圈对位。其中，当车位为个人车位时，通常情况下，个人车位停放的车辆为同一车辆，因此，挡车器可以根据该车辆的实际情况进行定制设置其位置；当在公交场站或者公共停车场等场所进行多车位应用时，不同的车位根据自身车位所停车辆的型号等设计挡车器的位置，场站定位引擎及监控终端引导对应的车辆停入相应的车位，以便于挡车器的应用。

以上对本实用新型所提供的一种用于电动车辆的无线充电自定位对准系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于电动车辆的无线充电自定位对准系统，其特征在于，包括：

设置在电动车辆上的车载定位微标签；设置在车位预设位置，用于和所述车载定位微标签进行测距通信的若干车位定位基站；用于根据各所述车位定位基站和所述车载定位微标签的测距信息确定所述车载定位微标签在预设坐标系中的实际坐标，并计算所述车载定位微标签的实际坐标和当所述电动车辆的接收线圈和所述车位的发射线圈对准时的所述车载定位微标签的目的坐标的差值的定位处理器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个车位处包括3个所述车位定位基站，各所述车位定位基站均为通过无线脉冲和所述车载定位微标签进行测距的车位定位微基站，其中，第一车位定位基站设置在所述车位的一前角位置，第二车位定位基站和第三车位定位基站设置在所述车位的两后角位置，并以所述第一车位定位基站所在位置作为所述预设坐标系的三维坐标原点。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述车载定位微标签和所述电动车辆的所述接收线圈位于所述电动车辆的同一轴线上。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：用于和驶入自身监控范围内的电动车辆进行数据交互，获取所述电动车辆的预设的属性信息，并根据所述属性信息向所述电动车辆发送空余车位提示信息的场站定位引擎及监控终端。

5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述定位处理器为车载定位提示装置，所述车载定位提示装置还用于根据所述差值向驾驶员发出相应的车辆偏移提示信号。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述车载定位提示装置和各所述车位定位基站无线通信连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述车位定位基站包括：用于进行无线脉冲测距的脉冲收发器；用于存储车位信息的存储器；用于将所述脉冲收发器生成的测距信息以及所述车位信息发送至所述定位处理器的通信器。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括设置在所述车位的后端，用于辅助限位的挡车器。