KR20180125943A - 적어도 하나의 전원 공급 장치와 전원이 공급될 다수의 차량 간에 전원 공급 과정을 실행하기 위한 방법 - Google Patents

적어도 하나의 전원 공급 장치와 전원이 공급될 다수의 차량 간에 전원 공급 과정을 실행하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 전원 공급 장치(1, 3)와 전원이 공급될 다수의 차량(K1, K2) 간의 전원 공급 과정을 실행하기 위한 방법에 관한 것으로서, 전원이 공급될 차량(K1, K2)의 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스(2)의 개별 위치가 탐지되고, 상기 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스(2)와 상기 전원 공급 장치(1, 3)에 제공된 전원 공급-인터페이스(14; 31a, 31b) 간의 자동 연결은 상기 전원 공급 장치(1, 3)에 제공된 전원 공급-인터페이스(14; 31a, 31b)가 로봇(13, 30)을 통해 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스(2) 방향으로 이동되고, 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스와 연결됨으로써 실시되며, 상기 로봇(1, 3)은 다수의 차량(K1, K2)과 상기 전원 공급 장치(1, 3)에 제공된 적합한 전원 공급-인터페이스(14; 31a, 31b)와 연결할 수 있다. 본 발명에 따라, 그러한 차량(K1, K2)의 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스(2)의 위치는 상기 전원 공급 장치(1, 3)를 통해 탐지되고, 이때 상기 차량은 정해진 상기 전원 공급 장치(1, 3)의 전원 공급-인터페이스(14; 31a, 31b)에 제공되며, 이러한 위치 탐지는 상기 차량(K1, K2)에 지정된 상기 전원 공급 장치(1, 3)의 전원 공급-인터페이스(14; 31a, 31b)를 상기 로봇(13, 30)이 이동 및 연결하지 못할 경우에도 실시된다. 전원 공급 과정, 특히 다수의 차량에 전원을 공급할 경우에 시간이 절약되는 장점이 제공된다.

Description

적어도 하나의 전원 공급 장치와 전원이 공급될 다수의 차량 간에 전원 공급 과정을 실행하기 위한 방법
본 발명은 청구항 1항의 전반부 특징을 포함하는 적어도 하나의 전원 공급 장치(power supply unit)와 전원이 공급될 다수의 차량 간의 전원 공급 과정을 실행하기 위한 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 방법을 실행하기 위한 전원 공급 장치 및 차량에 관한 것이다.
WO 2013/041133 A1은 청구항 1항 및 5항의 전반부 특징에 따른 방법 및 전원 공급 장치를 공지하고 있다.
구체적으로 표현하면, WO 2013/041133 A1은 레일(rail)에서 이동할 수 있는 전원 공급 장치(충전기(charger))를 공지하고 있으며, 상기 전원 공급 장치는 주차 공간 내의 다수의 주차 공간에 접근할 수 있고, 주차된 전기 차량에 전류를 공급할 수 있다.
이동 가능한 상기 충전기에는 카메라 형태의 이미지 포착 장치(image capture device)가 장착되어 있으며, 상기 이미지 포착 장치는 전원이 충전될 차량의 전원 공급-인터페이스(충전 인터페이스(charging interface))의 위치를 식별하기 위해 사용된다. 이미지 식별을 단순화하기 위해, 적합한 시각적 기호, 예를 들어 램프(lamp), 식별 마크(identification mark) 또는 반사체(reflector)가 상기 충전 인터페이스에 제공되어 있다. 또한, 상기 충전기는 이러한 충전기의 충전 케이블이 로봇 아암(연장 가능한 로드(extendible rod))을 통해 연장될 수 있도록 제공된다. 상기 충전 케이블은 주차 공간으로 이동 후 연장될 수 있고, 해당 충전 플러그가 충전될 차량의 충전 인터페이스에 삽입된다. 충전될 전기 차량과 상기 충전기 간의 충전 과정을 동기화(synchronization)하기 위해, 충전 과정의 적어도 한 번의 작동은 차량 운전자에 의해 실시될 수 있다. 따라서, 통신 장치(communication device), 예를 들어 WLAN-포트를 통해 차량과 상기 충전기가 의사소통을 위해 연결될 수 있다. 또한, 상기 충전기의 병렬 작동(parallel operation)을 가능하도록 하기 위해 복수의 충전기를 사용하거나, 또는 전원 공급 과정을 순차적으로 처리하기 위해 충전기 또는 이러한 충전기에 적합한 로봇이 복수의 충전 케이블에 접근(access)할 수 있도록 제공된다.
DE 10 2009 006 982 A1은 전원 공급 장치를 공지하고 있으며, 상기 전원 공급 장치에는 다관절 로봇 아암(multi-joint robot arm)이 장착되어 있으며, 이러한 다관절 로봇 아암은 충전될 차량의 충전 소켓에 충전 플러그의 위치를 설정하고 연결하기 위해 사용된다. 추가로, 상기 전원 공급 장치는 차량의 충전 소켓의 위치 탐지를 위한 탐지기(detector)를 구비한다. 상기 탐지기는 충전 소켓의 광학적 또는 기하학적 기호를 토대로 차량의 충전 소켓 위치를 식별한다.
또한, 상기 전원 공급 장치에 통신 장치가 배열되어 있으며, 상기 통신 장치는 차량과 충전 제어기(charge controller)의 정보를 수신하도록 형성되어 있다. 상기 충전 제어기는 차량의 충전 상태를 토대로 충전 과정을 시작하거나, 또는 중단시키기 위해 사용된다. 또한, RFID-칩을 토대로 상기 충전 소켓의 위치를 탐지하기 위한 탐지기가 제공될 수 있다(RFID = Radio Frequency Identification).
마지막으로, DE 10 2012 216 980 A1은 전기 차량의 배터리를 충전하기 위한 로봇 충전소를 공지하고 있다. 이때, 로봇은 베이스 플레이트(base plate)와 연결된 스탠드 파이프(stand pipe)에 이동 가능하도록 고정되어 있다.
상기 로봇은 차량 측면에 제공된 충전 소켓과 연결하기 위해 사용되는 전기 플러그를 구비한 파지 기관(grip organ)을 포함한다.
충전될 차량이 존재한다는 것을 탐지하기 위해 상기 베이스 플레이트에 센서가 제공되며, 상기 센서는 광학, 시각 또는 RFID-기반을 둔 탐지 장치(detection device)로서 사용된다.
또한, 로봇의 아암은 플러그 근처에 카메라를 포함하고 있으며, 이것은 차량의 측면에 제공된 충전 소켓의 위치를 탐지하고, 이와 함께 로봇의 파지 기관을 정확하게 차량의 측면에 제공된 충전 소켓 방향으로 이동시키기 위한 것이다. 또한, 복수의 카메라가 사용될 수도 있으며, 이것은 차량 및/차량에 제공된 충전 소켓의 입체적 이미지를 제공하기 위한 것이다.
전술한 청구항 1항과 5항의 전반부를 형성하는 선행 기술의 특징은 복수의 전원 공급 과정을 실행하기 위해 고비용의 하드웨어(복수의 충전기)가 필요할 수 있거나, 또는 차량의 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스를 탐지하기 위해 필요한 시간 소요가 복수의 전원 공급 과정을 위해 필요한 시간적 촉박함을 충족시키지 못하는 결과를 야기한다.
본 발명의 목적은 전술한 선행 기술로부터 적어도 하나의 전원 공급 장치와 전원이 공급될 차량 간의 전원 공급 과정을 실행하기 위해 효율성이 증가 될 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 상기 방법을 실행하기 위해 적합한 차량과 적합한 전원 공급 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적은 청구항 1항, 5항과 8항의 특징부를 통해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시 형태는 각각의 종속항에서 설명되고 있다.
우선, 본 발명은 적어도 하나의 전원 공급 장치와 전원이 공급될 다수의 차량 간에 전원 공급 과정을 실행하기 위한 방법에 관한 것이다. 이때, 전원이 공급될 차량의 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스의 위치가 탐지된다. 차량의 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스와 전원 공급 장치에 제공된 전원 공급-인터페이스 간의 자동 연결은 상기 전원 공급 장치에 제공된 전원 공급-인터페이스가 로봇을 통해 차량의 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스 방향으로 이동되고, 차량의 측면에 제공된 상기 전원 공급-인터페이스와 연결됨으로써 실시된다. 다수의 차량과 상기 전원 공급 장치에 제공된 적합한 전원 공급-인터페이스의 연결은 상기 로봇에 의해 실시될 수 있다. 즉, 이러한 로봇은 두 대의 차량과 적합한 전원 공급-인터페이스를 연결하기 위해 제공된다.
본 발명에 따라, 그러한 차량의 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스 위치는 상기 전원 공급 장치를 통해 탐지되며, 상기 차량은 전원 공급 장치의 정해진 전원 공급-인터페이스에 지정되어 있다. 전술한 위치 탐지는 차량에 지정된 상기 전원 공급 장치의 전원 공급-인터페이스를 상기 로봇이 이동 및 연결하지 못할 경우에도 실시된다.
이러한 방식으로, 본 발명에 따른 전원 공급 과정의 준비 및 실행과 관련된 현저한 효율성 증가를 위한 토대가 제공될 수 있다.
예를 들어, 상기 전원 공급 장치에 대해 차량의 전원 공급 -인터페이스의 위치는 전원이 공급될 두 번째 차량에 의해 미리 탐지될 수 있는 반면, 이때 로봇이 하는 일은 첫 번째 차량의 전원 공급-인터페이스를 상기 첫 번째 차량에 지정된 전원 공급 장치의 전원 공급-인터페이스와 연결하는 것이다. 상기 두 번째 차량을 위한 전원 공급 과정이 개시될 경우, 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스의 이전 위치 탐지는 더는 필요하지 않으며, 결과적으로 시간이 절약되는 장점이 제공된다. 상기 로봇은 위치 데이터를 이미 인지하고, 인지된 위치로 바로 이동할 수 있다.
분명하게 강조되어야 할 것은, "에너지" 개념은 전류 형태의 전기 에너지뿐만 아니라, 액체 또는 가스 연료(예를 들어, 벤진, 디젤, 가스, 수소) 형태의 화학 에너지도 그러한 에너지 개념에 포함될 수 있다는 것이다.
전술한 것에 대응하여, "전원 공급 장치" 개념은 예를 들어, 전류를 위한 충전소, 연료 또는 이와 유사한 것을 위한 주유기와 같은 형태로 형성될 수 있다. 그러한 형태의 결합은 전적으로 하이브리드 차량(hybrid vehicle)의 전제 조건으로서 고려될 수 있다.
또한, 장치로서 상기 로봇은 전원 공급 장치에 구조상 내장될 수 있지만, 반드시 그런 것은 아니다. 이러한 로봇은 전원 공급 장치의 전원 공급-인터페이스를 위해 분리 구동될 수 있는 이동 장치로서 형성될 수도 있다. 또한, 본 발명의 의미에서 "로봇"이란, 상기 전원 공급 장치의 전원 공급-인터페이스를 이동시키고, 차량의 전원 공급-인터페이스와 연결하기 위해 적합한 모든 장치로 이해할 수 있다. 구체적으로 표현하면, 단순한 액추에이터(actuator)를 로봇으로 이해할 수 있으며, 다수의 자유도(degree of freedom)를 포함하는 복잡한 산업용 로봇도 그러한 로봇으로 이해할 수 있다.
본 발명의 첫 번째 실시 형태에 따라, 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스의 위치는 로봇에 의해 공간적으로 분리된 적어도 하나의 이미지 포착 장치에 의해 탐지된다. 바람직하게는, 이러한 이미지 포착 장치는 전원이 공급될 차량의 주차 공간 근처에 배열되어 있다. 예를 들어, 그러한 이미지 포착 장치는 상기 전원 공급 장치의 덮개(canopy) 또는 벽에 배열될 수 있다.
전술한 것은 특히, 상기 로봇을 통해 상기 전원 공급 장치의 다수의 전원 공급-인터페이스가 이동될 수 있고, 차량과 연결될 경우 본 발명에 따른 방법이 확실하게 달성될 수 있도록 한다.
이러한 맥락에서 강조되어야 할 것은, 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위해 또는 차량의 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스의 위치 탐지를 위해 서로 다른 측정 시스템(measurement system)의 사용도 고려될 수 있다는 것이다.
예를 들어, 센서 바(sensor bar) 종류의 사용이 고려될 수 있으며, 이러한 딥 센서(depth sensor), 웹캠(webcam), 3D-마이크 및 가속도 센서(acceleration sensor)가 결합 될 수 있다. 이로 인해, 특정 공간에 제공된 상기 전원 공급 장치의 뚜렷한 기하학적 지점이 매우 정확하게 측정될 수 있다.
레이저 스캐너(laser scanner)를 사용한 상태에서, 상기 전원 공급 장치의 식별 마크(identification mark) 또는 기하학적 형태는 공지된 삼각 측량법(trangulation method)을 통해 정확하고, 비용면에서 저렴하게 탐지될 수 있다.
광 혼합 탐지기(PMD-카메라)는 광 펄스(light pulse) 방법의 원리에 따라 작동하며, 이러한 광 펄스 방법의 원리에서 측정 물체가 광 펄스에 의해 조명되고, 왕복하는 신호의 런 타임(run time)이 측정된다. 이러한 런 타임에 근거하여 상기 카메라와 물체 사이의 거리가 산정될 수 있다.
상기 전원 공급 장치의 기하학적 형태에 대한 공간 측정(사진 측량)을 위해 함께 근접하여 배열된 다수의 카메라, 적어도 두 개의 카메라가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 사상의 또 다른 형태는 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스의 위치가 각각의 투사 패턴(projection pattern)의 분석을 통해 탐지되며, 상기 투사 패턴은 전원이 공급될 차량을 통해 전원이 공급될 차량에 지정된 전원 공급 장치의 측정 플레이트에 투사된다.
또한, 전술한 것은 본 발명에 따른 방법의 확실성을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 투사 패턴은 차량의 측면에 배열된 레이저를 통해 측정 플레이트에 투사되는 교차 라인의 패턴이라는 것이 고려될 수 있다. 여기서, 시중에서 판매되고 있는 저렴한 비용의 교차라인-레이저(cross line laser)가 사용될 수 있다.
그러한 투사 패턴은 상기 이미지 포착 장치에 의해 용이하게 인지될 수 있다. 바람직하게는 상기 투사 패턴은 레이저에 의해 생성될 수 있다. 예를 들어, 측정 플레이트의 측정 지점에 대해 투사 패턴의 치수 및 위치가 측정될 수 있고, 레이저의 위치가 추론될 수 있다.
상기 레이저의 위치가 탐지되었다면, 공지된 좌표 변환(coordinate transform)의 방법을 통해 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스의 기준점(reference point)의 위치도 추론될 수 있다. 그 이유는, 상기 레이저에 대해 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스의 상대적 위치가 인지되었기 때문이다.
경우에 따른 손상 또는 반달리즘(vandalism)과 관련하여 바람직하게는 모든 전원 공급 과정이 비디오로 감시되는 것이다.
전술한 것처럼, 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 전원 공급 장치에 관한 것이다. 상기 전원 공급 장치는 적어도 하나의 이동 가능한 전원 공급-인터페이스를 구비한다. 상기 이동 가능한 전원 공급-인터페이스는 로봇을 통해 이동될 수 있고, 전원이 공급될 차량의 전원 공급-인터페이스와 연결될 수 있다. 상기 로봇은 상기 전원 공급 장치의 적어도 하나의 전원 공급-인터페이스를 이동시키고, 이러한 전원 공급-인터페이스를 적어도 두 대의 차량과 연결하기 위해 이용된다.
상기 전원 공급 장치의 특징은 적어도 두 대의 차량에 전원을 공급하기 위해 적어도 두 개의 주차 공간이 제공되는 것이다. 각각의 주차 공간에는 상기 전원 공급 장치의 적어도 하나의 이미지 포착 장치가 제공되어 있으며, 상기 적어도 하나의 이미지 포착 장치는 차량의 그러한 전원 공급-인터페이스 위치를 탐지하기 위해 사용되며, 이러한 전원 공급-인터페이스 위치는 전원 공급 장치의 전술한 전원 공급-인터페이스와 연결될 수 있다. 차량의 측면에 제공된 그러한 전원 공급-인터페이스의 탐지된 위치는 로봇이 접근할 수 있도록 제공된다. 이것은 유선 또는 무선으로도 실시될 수 있다.
모든 전원 공급 과정을 더욱 개선된 방식으로 감시하기 위해, 상기 전원 공급 장치의 모든 주차 공간에 적어도 하나의 비디오 캡처 장치(video capture device)가 제공될 수 있다. 이로 인해, 예를 들어 며칠 동안 감시가 지속 될 수 있다.
상기 전원 공급 장치의 또 다른 실시 형태에 따라, 기하학적 패턴이 투사될 수 있는 적어도 하나의 측정 플레이트가 이러한 전원 공급 장치의 모든 주차 공간에 제공되며, 주차 공간의 적어도 하나의 이미지 포착 장치는 상기 측정 플레이트 방향을 향해 있다.
그러한 실시 형태에서, 상기 전원 공급 장치를 통해 본 발명에 따른 방법이 특히 바람직하게 실시될 수 있다.
마지막으로, 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 차량에 관한 것이다. 상기 차량의 특징은 이러한 차량에 적어도 하나의 레이저가 상기 전원 공급-인터페이스 근처에 배열되는 것이며, 상기 레이저는 상기 전원 공급-인터페이스의 표면 법선 방향으로 레이저 빔을 방사한다. 이로 인해, 본 발명에 따른 방법의 특별한 실시 형태를 실행하기 위한 기본 전제 조건이 조성된다.
상기 차량은 투사 면에 레이저 빔의 방사로 인해 투사 패턴이 교차하는 적어도 두 개의 라인 형태로 생성됨으로써 형성될 수 있다.
이러한 방식으로, 용이하게 인식 및 분석될 수 있는 투사 패턴이 제공될 수 있다. 시중에서 판매되고 있는 교차 라인-레이저 사용도 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시 형태는 도면에 도시되어 있으며, 본 발명은 도면을 통해 보다 상세하게 설명된다. 이때, 동일한 부품, 비교 가능하거나 또는 기능적으로 동일한 부품은 동일한 도면부호로 기재되며, 반복된 설명이 누락되더라도 대응하거나, 또는 비교 가능한 특성 및 장점을 이해하기 위해 문제가 되지 않는다.
도 1은 위쪽에서 바라본 전원 공급 장치의 첫 번째 실시 형태를 조감도로 도시하고 있고,
도 2는 위쪽에서 바라본 전원 공급 장치의 두 번째 실시 형태를 조감도로 도시하고 있고,
도 3은 도 2의 III-부분에 따른 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스를 구체적으로 도시하고 있고,
도 4는 도 3의 IV-부분에 따른 전원 공급-인터페이스를 도시하고 있고,
도 5는 특정 투사 면에 레이저가 투사될 수 있는 투사 패턴을 도시하고 있고,
도 6은 위쪽에서 바라본 전원 공급 장치의 세 번째 실시 형태를 조감도로 도시하고 있고,
도 7은 가능한 방법의 진행 과정을 명확하게 설명하기 위한 흐름도를 도시하고 있다.
도 1은 전원 공급 장치(1)를 도시하고 있다. 구체적으로 표현하면, 상기 전원 공급 장치(1)는 전기 차량에 전기 충전을 위해 전기 차량이 접근할 수 있는 주차 공간으로서 형성되어 있다.
상기 전원 공급 장치(1)의 전방에는 네 개의 주차 공간-표시 선(16)이 표시되어 있으며, 이러한 주차 공간-표시 선 내에 충전될 차량이 주차될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 충전될 차량은 충전을 위해 전자 유도 시스템(LS)을 통해 주차 공간-표시 선(16) 내에 자동 주차될 수 있다.
상기 전원 공급 장치(1)는 로봇(13)을 포함할 수 있으며, 상기 로봇은 레일(17) 위에서 수평 이동(H)할 수 있으며, 주차 공간-표시 선(16)의 전방에 배치될 수 있다.
또한, 상기 로봇(13)은 전원 공급-인터페이스(14)를 충전 플러그 형태로 구비할 수 있다. 상기 충전 플러그(14)는 상세하게 도시되어 있지 않은 장치를 통해 충전될 차량 방향으로 이동될 수 있다(이중 화살표 참조). 상기 장치는 충전 플러그(14)를 수직 이동(V) 시킬 수 있다.
상기 로봇(13)에는 무선 전송 장치(15)가 WLAN-포트 형태로 설치되어 있고, 상기 로봇(13)의 이동을 제어하기 위한 제어 장치(21)가 설치되어 있다.
전술한 것과 달리, 모든 주차 공간-표시 선(16), 즉 모든 주차 공간에 있는 상기 전원 공급 장치(1)의 측면에 무선 전송 장치(11)(WLAN-포트), 이미지 포착 장치(12)(카메라) 및 비디오카메라(26)가 제공되어 있다. 이러한 구조 단위(structural unit)는 각기 상기 전원 공급 장치(1)의 덮개(10)에 장착되어 있으며, 신호 케이블(19)을 통해 저장 장치, 계산기 및 분석 장치(18)와 신호 접속(signaling connection)되어 있다. 본 발명에 따른 실시예와 달리, 상기 이미지 포착 장치(12)는 상기 전원 공급 장치(1)의 이동 가능한 부품, 즉 고정되지 않은 상태로 형성될 수 있다.
전기로 충전될 차량은 도면부호 K1 및 K2로 표기되어 있으며, 상기 차량은 각기 주차 공간-표시 선(16) 내에 주차되어 있고, 충전을 위해 충전 플러그(14)에 지정되어 있는 것을 알 수 있다. 각각의 차량(K1, K2)은 충전 소켓 형태의 전원 공급-인터페이스(2)를 구비한다.
상기 전원 공급 장치(1)의 좌표계는 도면부호 KO1, 로봇(13)의 좌표계는 도면부호 KO2로 표기되어 있으며, 차량(K1) 및 차량(K2)의 좌표계는 도면부호 KO3로 표기되어 있다.
관심 있는 지점의 위치 좌표가 이러한 좌표계 가운데 하나의 좌표계에 인지될 경우, 상기 저장 장치, 계산기 및 분석 장치(18)는 공지된 좌표 변환(coordinate transformation)의 방법에 따라 다른 좌표계 가운데 좌표계 각각에 대해 그러한 지점의 상대적 위치를 추론할 수 있다. 예를 들어, 좌표계(KO1)에 차량(K1, K2)에 제공된 충전 소켓(2)의 위치 좌표가 인지될 경우, 상기 로봇(13)의 좌표계(KO2)에서 그러한 위치가 추론될 수 있다. 이로 인해, 상기 로봇(13)은 상기 충전 플러그(14)를 정확하게 충전 소켓(2) 방향으로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예와 달리, 적거나 또는 많은 주차 공간-표시 선(16), 적어도 두 개의 주차 공간-표시 선이 제공되는 것도 고려해 볼 수 있다. 또한, 다수의 로봇(13)이 제공되는 것도 가능하며, 각각의 로봇에 적어도 두 개의 주차 공간-표시 선(16)이 제공되어 있다. 각각의 로봇은 다수의 차량, 적어도 두 대의 차량에 전원을 공급하기 위해 사용된다.
상기 전원 공급 장치(1)의 다수의 전원 공급 과정은 아래와 같이 실시될 수 있다:
우선, 차량(K1)이 주차 공간-표시 선(16) 내에 주차된다. 이때, 차량의 충전 소켓(2) 위치는 주차 공간-표시 선(16)에 제공된 카메라(12)를 통해 탐지된다. 상기 카메라(12)는 차량(K1) 쪽을 향해 있는 방향(A)을 갖는다. 전술한 카메라 대신, 다수의 카메라가 위치 탐지를 위해 사용되는 것도 고려될 수 있다. 이로 인해, 정확성이 증가 될 수 있다. 또한, 상기 카메라(2)를 통해 충전 소켓(2)의 식별을 향상시키기 위해 상기 충전 소켓(2) 영역에 간단 명료한 식별 마크 또는 기하학적 형태를 제공하는 것도 권장될 수 있다.
탐지된 이미지 데이터는 저장 장치, 계산기 및 분석 장치(18)에서 기준 데이터와 비교 및 분석된다. 상기 충전 소켓(2)의 위치 좌표가 산정되고, 전송 장치(11)를 통해 상기 로봇(13)의 전송 장치(15)로 전송된다. 상기 전송 장치(15)는 위치 좌표를 계속해서 제어 장치(21)에 전달한다. 전술한 곳에서 이러한 위치 좌표가 일차적으로 저장된다.
이어서, 상기 로봇(13)은 차량(K1)의 전방으로 이동하고, 상기 충전 소켓(2)의 위치 좌표를 인식한 상태에서 전술한 로봇의 충전 플러그(14)를 상기 충전 소켓 방향으로 이동시킨다.
상기 로봇(13)이 이러한 로봇의 충전 플러그(14)를 차량(K1)의 충전 소켓(2)과 연결하는 동안, 두 번째 차량(K2)이 주차 공간-표시 선(16)으로 주차된다. 즉각적으로, 이러한 주차 공간-표시 선(16) 및 차량(K2)에 제공된 카메라(12)를 통해 차량(K2)의 충전 소켓(2) 위치가 다시 탐지되고, 상기 로봇(13)이 접근할 수 있는 상태가 조성된다. 이때, 비록 상기 로봇(13)이 이러한 로봇에 제공된 충전 플러그(14)를 이동시켜서, 차량(K2)의 충전 소켓(2)과 아직 연결한 상태가 아니더라도 전술한 것은 이미 설명된 방식과 유사한 방식으로 실시된다.
상기 로봇(13)에 의해 차량(K1)의 충전이 종료되었을 경우, 상기 로봇(13)은 로봇(13)에 제공된 충전 플러그(14)를 차량(K1)의 충전 소켓(2)으로부터 분리시킨다. 상기 차량(K1)은 자동으로 주차 공간으로부터 다시 빠져나온다. 상기 로봇(13)은 충전 플러그(14)의 분리 이후 충전 플러그를 즉각적으로(시간 지체 없이) 차량(K2)의 충전 소켓(2) 쪽으로 이동 및 상기 차량의 충전 소켓과 연결할 수 있으며, 그 이유는 상기 차량(K2)의 충전 소켓(2) 위치가 이미 인지되었기 때문이다.
또 다른 차량이 주차 공간-표시 선(16)으로 진입하여 주차될 경우에도 전술한 것에 대응하여 실시된다.
상기 비디오카메라(26)를 통해 모든 전원 공급 과정 및 이러한 과정의 중간 시간대(time slot)도 빈틈없이 감시될 수 있다.
도 2는 전원 공급 장치(1)를 도시하고 있으며, 상기 전원 공급 장치에는 전술한 실시 형태와 달리 개별 주차 공간-표시 선(16)과 전원이 공급될 개별 차량에 측정 플레이트(20)가 각각 제공되어 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따라 모든 카메라(12)의 방향(A)은 상기 각각의 측정 플레이트(20) 쪽을 향해 있다. 또한, 전원이 공급될 각각의 차량(K1, K2)에는 시중에서 판매되고 있는 교차라인-레이저 형태의 레이저(22)가 장착되어 있다.
전원이 공급될 차량(K1, K2)이 주차 공간-표시 선(16) 내에 주차될 경우, 상기 레이저(22)도 활성화되고, 레이저 빔(L)을 방사하며(도 3 및 도 4 참조), 이때 이러한 레이저 빔은 상기 측정 플레이트(20) 쪽으로 방사된다. 이로 인해, 상기 측정 플레이트(20)에서 투사 패턴(P)(도 5 참조)이 생성되며, 상기 투사 패턴은 상기 카메라(12)에 의해 용이하게 식별될 수 있고, 상기 저장 장치, 계산기 및 분석 장치(18)를 통해 용이하게 분석될 수 있다.
상기 측정 플레이트(20) 위의 투사 패턴(P)의 위치 및 범위를 통해 상기 레이저(22)의 위치 좌표가 추론될 수 있다. 공지된 좌표 변환의 방법을 통해 상기 충전 소켓(2)의 위치가 산정될 수 있다. 또한, 여기서 차량 측면에 제공된 충전 소켓(2)의 위치 탐지는 상기 전원 공급 장치(1) 또는 이러한 전원 공급 장치의 구성 요소를 통해 실시되며, 상기 전송 장치(11)를 통해 로봇(13)이 접근할 수 있다. 전술한 것은 비록 상기 로봇(13)이 충전 플러그(14)를 이동시켜서, 이미 산정된 충전 소켓(2)의 위치와 상기 충전 플러그를 아직 연결한 상태가 아니더라도 실시될 수 있다.
도 3 및 도 4는 상기 충전 소켓(2)의 주변을 도시하고 있다. 상기 충전 소켓(2)은 교류 전류를 위한 전기 접점(23) 및 직류 전류를 위한 전기 접점(24)을 구비한다. 중앙 기준점은 도면부호 25로 기재되어 있으며, 상기 기준점은 예를 들어 상기 충전 소켓(2)의 접지(ground contact)일 수 있다. 상기 충전 소켓(2)은 표면 확장부(F)를 구비하며, 회전 가능한 커버(9)를 통해 상기 레이저(22)와 함께 커버 될 수 있다.
도면에서 알 수 있듯이, 전술한 레이저(22)는 충전 소켓(2)에 대해 근접한 영역에 배열되어 있다. 상기 레이저(22)는 중심점(40)을 구비하고, 레이저 빔(L)을 교차된 빔 라인(L1 및 L2) 형태로 방사할 수 있다. 특히, 상기 레이저(22)는 레이저 빔(L)을 표면 확장부(F)의 표면 법선(FN) 방향 또는 이러한 표면 법선에 대해 평행하게 방사할 수 있으며, 상기 레이저 빔은 90°의 앵글(α)로 교차 된다.
도 5는 상기 측정 플레이트(20)를 구체적으로 도시하고 있다. 여기서, 상기 측정 플레이트(20)에 방사된 레이저(22)의 빔을 통해 투사 패턴(P)은 90°의 앵글(α)로 교차하는 빔 라인(L1 및 L2) 형태로 생성된다는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 측정 플레이트(20)에는 측정 라인(M1 및 M2)이 제공되어 있으며, 이러한 측정 라인(M1 및 M2)에 대한 상기 투사 패턴(P)의 상대적 위치로부터 측정 플레이트(20)에 대한 상기 레이저(22)의 위치가 추론될 수 있고, 결국 공지된 좌표 변환의 방법을 통해 상기 로봇(13)에 대한 상기 충전 소켓(2)의 상대적 위치도 추론될 수 있다.
도 6은 상기 전원 공급 장치(3) 형태와 관련된 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 상기 전원 공급 장치(3)에서 로봇(30)이 사용되며, 상기 로봇은 다수의 자유로(이중 화살표 참조)를 갖는 소위 산업용 로봇으로서 형성되어 있다.
상기 로봇(30)은 최대 두 대의 차량(K1, K2), 즉 전자 유도 시스템(LS)을 통해 상기 전원 공급 장치(3)의 주차 공간-표시 선(16)에 주차되는 그러한 각각의 차량을 상기 전원 공급 장치(3)에 충전 플러그 형태로 제공된 전원 공급-인터페이스(31a 및 31b)와 연결할 수 있다. 각각의 충전 플러그(31a, 31b)는 이동할 수 있고(화살표 참조), 상기 로봇(30)의 파지 장치(32)를 통해 상기 충전 플러그(31a 및 31b)에 지정된 주차된 차량(K1 및 K2)의 충전 소켓(2) 방향으로 이동될 수 있으며, 상기 충전 소켓과 연결될 수 있다. 또한, 모든 주차 공간-표시 선(16)에는 이러한 주차 공간-표시 선(16) 방향(A)을 향해 있는 카메라(12)가 제공되어 있다. 상기 카메라(12)는 상기 전원 공급 장치(3)의 고정식 부품 또는 이동식 부품일 수 있다. 예를 들어, 상기 카메라는 덮개(10)와 연결될 수 있다. 상기 비디오카메라(26)는 주차 공간-표시 선(16) 영역의 모든 과정을 감시하기 위해 사용된다.
상기 카메라(12)를 통해 상기 충전 소켓(2)의 위치가 식별될 수 있다. 상기 카메라(12 및 26) 및 상기 로봇(30)의 제어 장치(21)는 신호 케이블(19)을 통해 저장 장치, 계산기 및 분석 장치(18)와 신호 접속되어 있다. 각각의 충전 소켓(2)의 위치 데이터가 탐지될 수 있고, 이어서 즉각적으로 또는 나중에 제어 장치(21)가 접근할 수 있도록 제공된다. 여기서, 위치 탐지는 상기 로봇(30)의 사용과 무관하게 실시되며, 이로 인해 전술한 전원 공급 장치와 유사한 방식으로 현저한 효율성 증가가 달성될 수 있다.
마지막으로, 바로 전에 설명된 실시예와 관련하여 본 발명에 따른 방법이 다시 한 번 도 7에서 짧게 요약된다:
또한, 시간(t)을 나타내는 타임 라인(time line)이 표시되어 있으며, 이것은 방법 단계와 시간적 관계를 명확하게 설명하기 위한 것이다.
우선, 상기 주차 공간-표시 선(16) 내에 차량(K1)이 바람직하게는 5cm의 공차로 자동 주차된다(방법 단계 (V1)). 이어서, 카메라(12)를 통해 상기 차량(K1)에 제공된 충전 소켓(2)의 위치 데이터가 탐지되고, 이때 로봇(30)이 이용된다(방법 단계 (V2)).
병행하여, 경우에 따라 시간이 지연된 진행 과정과 관련하여 방법 단계(V1')에서 두 번째 차량(K2)이 자동 주차된다. 주차가 진행되는 동안, 충전 플러그와 충전 소켓의 연결을 위해 상기 충전 로봇(30)은 상기 차량(K1)에 제공된 충전 플러그(31b)를 이러한 차량(K1)의 충전 소켓(2) 방향으로 이동시키기 시작한다(방법 단계 (V3)). 이때, 상기 충전 플러그(31a)는 전술한 로봇(30)에 의해 이동되지 않는다.
상기 로봇(30)이 충전 플러그(31a)를 이동시키기 전에(중복 영역 UE), 상기 차량(K2)의 충전 소켓(2)은 이러한 차량(K2)에 제공된 카메라(12)를 통해 포착되고, 이러한 충전 소켓의 위치가 탐지된다(방법 단계 V2'). 전술한 것은 현저하게 시간이 단축되는 장점이 있다. 이어서, 탐지된 위치 데이터는 즉각적으로 또는 나중에 상기 로봇(30)에 의해 처리될 수 있다.
전술한 과정이 진행되는 동안, 충전 플러그와 충전 소켓의 성공적인 연결 이후 상기 차량(K1)의 충전이 실시된다(방법 단계 (V4)). 상기 로봇(30)의 파지 장치(32)는 상기 차량(K1)의 충전 소켓(2)과 충전 플러그(31b)의 성공적인 연결 이후에 충전 플러그(31)로부터 일시적으로 분리되며, 이와 함께 상기 차량(K2)에 제공된 충전 플러그(31a)의 이동 및 연결이 실시된다.
상기 차량(K2)에 제공된 충전 소켓(2)의 위치 데이터가 아직 로봇(30)에 의해 전송되지 않았다면, 이러한 위치 데이터는 그러한 시점에 상기 로봇(30)에 의해 처리되고 있는 것으로서 이때 시간 지연은 발생하지 않는다.
이어서, 상기 로봇(30)을 통해 상기 충전 플러그(31a)와 차량(K2)에 제공된 충전 소켓(2)의 연결이 실시되며(방법 단계 (V3')), 상기 차량(K2)의 충전이 시작된다(방법 단계 (V4')). 충전 플러그와 충전 소켓의 성공적인 연결 이후, 상기 로봇(30)은 다시 상기 충전 플러그(31b)를 즉각적으로 이동시킨다.
전술한 이동이 진행되는 동안, 상기 차량(K1)의 충전이 종료된다. 따라서, 상기 충전 플러그(31b)는 상기 로봇(30)에 의해 차량(K1)에 제공된 충전 소켓(2)으로부터 다시 분리되고, 로봇은 초기 위치로 되돌아 간다(방법 단계 (V5)).
이러한 분리 이후, 상기 차량(K1)은 주차 공간으로부터 빠져나오고(방법 단계 V6), 주차 공간-표시 선(16)은 또 다른 차량을 위해 이용된다.
이러한 방법 단계는 차량(K2)에도 유사하게 적용, 즉 성공적인 충전(V4') 이후 충전 플러그(31a)가 분리되고, 상기 차량은 주차 공간 밖으로 빠져나온다(방법 단계 (V6')).
1 전원 공급 장치
2 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스; 충전 소켓
3 전원 공급 장치
9 커버
10 덮개
11 전송 장치(WLAN-포트)
12 이미지 포착 장치; 카메라
13 로봇
14 전원 공급 장치에 제공된 전원 공급-인터페이스; 충전 플러그
15 전송 장치(WLAN-포트)
16 주차 공간-표시 선
17 레일
18 저장 장치, 계산기 및 분석 장치
19 신호 케이블
20 측정 플레이트
21 제어 장치
22 레이저; 교차 라인 레이저
23, 24 전기 접점
25 충전 소켓의 기준점
26 비디오카메라
30 로봇
31 a, b 전원 공급 장치에 제공된 전원 공급-인터페이스; 충전 플러그
32 파지 장치
40 레이저의 중심점
A 카메라의 방향
F 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스 및 레이저의 표면 확장부
FN 표면 확장부에 대한 표면 법선
H 수평 이동
K1 차량
K2 차량
KO1 전원 공급 장치의 좌표계
KO2 로봇의 좌표계
KO3 차량의 좌표계
L 레이저 빔
L1 빔 라인
L2 빔 라인
LS 전자 유도 시스템
M1, M2 측정 라인
P 레이저 빔의 투사 패턴
t 시간
UE 중복 영역
V 수직 이동
V1-V6, V1'-V6' 방법 단계

Claims (9)

  1. 적어도 하나의 전원 공급 장치(1, 3)와 전원이 공급될 다수의 차량(K1, K2) 간의 전원 공급 과정을 실행하기 위한 방법으로서, 전원이 공급될 차량(K1, K2)의 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스(2)의 개별 위치가 탐지되고, 상기 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스(2)와 상기 전원 공급 장치(1, 3)에 제공된 전원 공급-인터페이스(14; 31a, 31b) 간의 자동 연결은 상기 전원 공급 장치(1, 3)에 제공된 전원 공급-인터페이스(14; 31a, 31b)가 로봇(13, 30)을 통해 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스(2) 방향으로 이동되고, 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스와 연결됨으로써 실시되며, 상기 로봇(1, 3)은 다수의 차량(K1, K2)을 상기 전원 공급 장치(1, 3)에 제공된 적합한 전원 공급-인터페이스(14; 31a, 31b)와 연결할 수 있는 방법에 있어서,
    상기 차량(K1, K2)의 차량 측면에 제공된 전원 공급-인터페이스(2)의 위치는 상기 전원 공급 장치(1, 3)를 통해 탐지되고, 상기 차량은 정해진 상기 전원 공급 장치(1, 3)의 전원 공급-인터페이스(14; 31a, 31b)에 제공되며, 상기 위치 탐지는 상기 차량(K1, K2)에 지정된 상기 전원 공급 장치(1, 3)의 전원 공급-인터페이스(14; 31a, 31b)를 상기 로봇(13, 30)이 이동 및 연결하지 못할 경우에도 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    차량의 측면에 제공된 상기 전원 공급-인터페이스(2)의 위치는 각각 상기 로봇(13, 30)으로부터 공간적으로 떨어져 있는 적어도 하나의 이미지 포착 장치(12)를 통해 탐지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    차량의 측면에 제공된 상기 전원 공급-인터페이스(2)의 위치는 각각 전원이 공급될 차량(K1, K2)을 통해 상기 전원 공급 장치(1, 3)의 측정 플레이트(20)에 투사되는 투사 패턴(P)의 분석을 통해 탐지되며, 상기 측정 플레이트(20)는 전원이 공급될 차량(K1, K2)에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 전원 공급 과정은 비디오로 감시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위해, 전원이 공급될 차량(K1, K2)의 전원 공급-인터페이스(2)와 연결될 수 있는 이동 가능한 적어도 하나의 전원 공급-인터페이스(14; 31a, 31b) 및 상기 전원 공급 장치(1, 3)에 제공된 전원 공급-인터페이스(14; 31a, 31b)를 적어도 두 대의 차량(K1, K2)과 연결하기 위해 형성된 적어도 하나의 로봇(13, 30)을 구비한 전원 공급 장치(1, 3)에 있어서,
    상기 적어도 두 대의 차량(K1, K2)에 전원을 공급하기 위해 적어도 두 개의 주차 공간(16)이 제공되며, 각각의 주차 공간(16)에는 상기 전원 공급 장치(1, 3)의 적어도 하나의 이미지 포착 장치(12)가 제공되어 있고, 상기 적어도 하나의 이미지 포착 장치(12)는 상기 차량(K1, K2)의 상기 전원 공급-인터페이스(2)의 위치를 탐지하기 위해 사용되며, 상기 위치는 전원 공급 장치(1, 3)에 제공된 전원 공급-인터페이스(14; 31a, 31b)와 연결되어야 하며, 차량의 측면에 제공된 상기 전원 공급-인터페이스(2)의 탐지된 위치는 로봇(13, 30)이 접근할 수 있도록 제공되는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치(1, 3).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치(1, 3)의 모든 주차 공간(16)에는 적어도 하나의 비디오 캡처 장치(26)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치(1, 3).
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치(1)의 모든 주차 공간(16)에는 기하학적 패턴(P)이 투사될 수 있는 적어도 하나의 측정 플레이트(20)가 제공되며, 상기 주차 공간(16)의 적어도 하나의 이미지 포착 장치(12)는 상기 측정 플레이트(20) 방향(A)을 향해 있는 것을 특징으로 하는 전원 공급 장치(1, 3)
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위해, 상기 차량에 적어도 하나의 레이저(22)가 상기 전원 공급-인터페이스(2) 근처에 배열되어 있으며, 레이저 빔(L)은 상기 전원 공급-인터페이스(2)의 표면 법선(FN) 방향으로 방사될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량(K1, K2).
  9. 제8항에 있어서,
    투사 면에 상기 레이저(22)의 레이저 빔(L)이 방사됨으로써 투사 패턴(P)은 적어도 두 개가 교차하는 라인(L1, L2) 형태로 생성될 수 있는 것을 특징으로 하는 차량(K1, K2)
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