KR20200057838A - 블루투스 신호와 증강현실을 이용한 무선충전 충전소 위치 및 거리 표시장치 및 그 방법 - Google Patents

블루투스 신호와 증강현실을 이용한 무선충전 충전소 위치 및 거리 표시장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기자동차의 무선충전에 관한 것으로, 본 발명에 의한 전기자동차는 무선충전 충전기로부터 충전기 급전패드의 위치정보를 수신하고, 수신한 신호의 강도에 의해 급전패드와의 거리를 계산하여 급전패드의 정확한 위치를 증강현실로 표시함으로써 운전자는 급전패드가 보이지 않는 상태에서도 집전패드를 급전패드와 정확하게 정렬할 수 있고, 따라서 무선충전의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

블루투스 신호와 증강현실을 이용한 무선충전 충전소 위치 및 거리 표시장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DISPLAYING LOCATION AND DISTANCE OF WIRELESS CHARGING STATION USING BLUETOOTH SIGNAL AND AUGMENTED REALITY, AND METHOD THEREOF}
본 발명은 전기자동차 및 무선충전기에 관한 것으로, 특히 전기자동차 무선충전용 충전소의 위치를 찾는 방법에 관한 것이다.
전기자동차는 배터리에 충전된 전기 에너지를 모터를 이용하여 운동에너지로 바꿔서 운행한다. 따라서 배터리의 전력이 모두 소모되기 전에 충전을 해줘야 전기자동차가 운행 중 도로 위에서 서버리는 불상사를 막을 수 있다.
전기자동차의 충전은 유선방식과 무선방식으로 이루어지고 있다. 유선방식은 전기자동차에 알맞은 충전단자만 연결하면 충전하는 데 문제가 없지만 무선방식은 그리 단순하지 않다.
무선충전은 말 그대로 무선으로 전력을 전송하는 기술이므로 전력을 공급하는 급전패드와 이를 수신하는 집전패드가 필요하다. 급전패드와 집전패드만 갖춘다고 다 해결되는 것은 아니다. 현재 기술로는 급전패드와 집전패드가 정렬되어 있어야만 원하는 무선충전 효율을 얻을 수 있어서 급전패드와 집전패드의 정확한 정렬이 무선충전의 중요한 문제이다.
집전패드는 일반적으로 전기자동차의 바닥에 설치되어 있기 때문에 운전자가 눈으로 확인하며 급전패드와의 정렬을 맞추기가 불가능하다. 따라서 무선충전 전기자동차는 자율주행에 의한 자동주차(Auto Parking) 기능을 사용하여 급전패드와 집전패드의 정렬을 맞추는 시도를 하고 있다.
하지만 급전패드와 집전패드는 정확한 정렬이 필요하고 이와 같은 정밀한 자동주차를 위해서는 전기자동차의 가격이 더욱 상승하게 된다. 그렇다고 저가의 자율주행 시스템을 사용하면 주차 시 정밀도가 떨어져 충전을 위한 패드의 정렬이 잘 이루어지지 않을 수 있고, 심한 경우 소프트웨어 오류에 의한 사고의 가능성도 존재한다.
이러한 무선충전 급전패드와 집전패드의 정렬 문제를 해결하기 위해 대한민국 특허출원 제10-2017-0060512호 발명은 급전패드가 이동할 수 있도록 레일을 설치하여 급전패드와 집전패드의 정렬을 시도하고 있다. 하지만 급전패드가 미리 정해진 레일을 따라 움직이므로 집전패드와 정확한 정렬을 이루기에는 한계가 있다.
본 발명의 발명자들은 이러한 종래 기술의 전기자동차 충전 문제의 해결을 위해 연구 노력해 왔다. 무선충전 충전기의 급전패드의 위치를 운전자에게 알려주어 정확한 위치에 전기자동차를 주차할 수 있는 충전 시스템을 완성하기 위해 많은 노력 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 전기자동차 무선충전 충전기에서 전기자동차에 블루투스 무선통신을 이용하여 무선충전 충전기 및 급전패드의 위치정보를 제공함으로써 사용자가 전기자동차를 정확한 위치에 주차할 수 있는 전기자동차용 무선충전 시스템을 제공함에 있다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
본 발명은 무선충전 가능한 전기자동차와 무선충전 충전기에 관한 것으로,
본 발명에 의한 전기자동차는:
무선충전 충전기와의 통신을 위한 통신부; 무선충전 충전기의 위치를 표시하기 위한 디스플레이; 무선충전 충전기로부터 무선으로 전력을 수신하기 위한 집전패드; 및 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어부;를 포함하되,
상기 제어부는, 상기 통신부를 통해서 상기 무선충전 충전기의 급전패드의 위치정보를 수신하여 상기 디스플레이에 상기 급전패드를 증강현실로 표시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통신부는 블루투스 또는 WiFi 신호를 이용하여 무선충전 충전기와 통신하고, 상기 제어부는 상기 무선충전 충전기로부터 수신한 상기 블루투스 또는 WiFi 신호의 세기를 이용하여 전기자동차와 상기 제어부는 상기 통신부를 통해 상기 무선충전 충전기에 포함된 둘 이상의 안테나로부터 안테나의 위치정보를 포함하는 신호를 수신하고, 상기 위치정보와 수신한 신호의 세기를 이용하여 삼각측량 방법으로 전기자동차와 무선충전 충전기 사이의 상대적인 위치를 계산하는 것이 좋다.
위와 같은 본 발명의 과제해결수단에 의해서 본 발명은 블루투스 통신을 이용한 위치정보 수신으로 운전자가 무선충전 충전기의 급전패드 위치에 정확하게 전기자동차를 주차할 수 있는 효과가 있다.
또한, 무선충전 충전기의 급전패드와 전기자동차의 집전패드의 정확한 정렬에 의해 무선충전 효율을 높일 수 있고 따라서 충전시간을 단축시킬 수 있는 장점도 있다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 전기자동차 무선충전 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 무선충전 충전기의 개략적인 구조도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 무선충전 전기자동차의 개략적인 구조도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따라 무선충전 충전기의 위치를 찾는 한 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따라 무선충전 충전기의 급전패드를 증강현실로 표현한 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 전기자동차 무선충전 시스템의 개략적인 구조도이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예가 안내하는 본 발명의 구성과 그 구성으로부터 비롯되는 효과에 대해 살펴본다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 전기자동차 무선충전 시스템의 개략적인 구조도이다.
본 발명은 무선충전 시스템에서 수행된다. 무선충전 시스템은 무선충전이 가능하도록 무선으로 전력을 공급하는 급전패드(110)를 포함하는 무선충전 충전기(10)와, 무선으로 전력을 수신하는 집전패드(210)를 포함하는 전기자동차(20)로 구성된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 무선충전 충전기(10)의 좀 더 자세한 구조도이다.
무선충전 충전기(10)는 급전패드(110), 통신부(120) 및 제어부(130)로 구성된다.
급전패드(110)는 자기장을 발생시켜 자기유도 방식으로 전기자동차에 전력을 전달한다. 무선충전 효율을 높이기 위해 급전패드(110)와 전기자동차(20)의 집전패드(210)의 정렬은 필수이다. 무선전력 송신은 자기유도 방식 외에도 자기공명 방식, 전자기파 방식 등이 사용될 수 있다.
통신부(120)는 급전패드(110)와 집전패드(210)의 정렬을 위해 급전패드(110)의 위치정보를 전기자동차(20)로 전송한다. 통신을 위해서는 블루투스 신호 또는 WiFi 신호 등을 사용할 수 있다.
제어부(130)는 하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함하고, 통신부(120)를 통하여 전기자동차(20)에 정보를 전달하거나 급전패드(110)의 전력공급 시작/종료를 제어하게 된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 전기자동차의 개략적인 구조도이다.
본 발명에 따른 전기자동차(20)는 집전패드(210), 배터리(220), 통신부(230), 디스플레이(240), 카메라(260) 및 제어부(250)를 포함한다.
집전패드(210)는 무선충전 충전기(10)의 급전패드(110)로부터 무선으로 전력을 수신하고 배터리(220)에 전달하여 배터리(220)가 충전된다.
통신부(230)는 무선충전 충전기(10)로부터 급전패드(110)의 위치정보를 수신하기 위해 사용된다. 통신부(230)는 블루투스 또는 WiFi 모뎀으로 구성될 수 있다.
카메라(260)는 전기자동차(20)의 전, 후방을 촬영하거나 어라운드 뷰(Around View)를 촬영하기 위해 사용된다. 차량의 360도 방향을 촬영하는 어라운드 뷰는 탑 뷰(Top View) 또는 버드 아이 뷰(Bird's Eye view) 등으로도 불리운다.
디스플레이(240)는 카메라(260)로 촬영한 영상을 표시하고 전기자동차(20)의 주행정보나 주변상황, 무선충전 충전기(10)의 위치 등도 함께 표시한다.
제어부(250)는 하나이상의 프로세서 및 메모리를 포함하고, 통신부(230)를 통해 수신한 위치정보를 기반으로 급전패드(110)의 위치를 디스플레이(240)에 증강현실로 표시할 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따라 무선충전 충전기(10)를 디스플레이(240)에 표시하는 예를 나타낸다.
전기자동차(20)는 전, 후방의 카메라(260)를 이용하여 주변 상황을 파악한다.
그런데 카메라(260)의 화각은 제한되어 있으므로 모든 방향을 다 촬영할 수 없다. 따라서 도 4와 같이 전기자동차(20)의 진행방향이 아닌 곳에 무선충전 충전기(10)가 있는 경우에는 카메라로 촬영한 영상에 무선충전 충전기(10)가 나타나지 않을 수 있다.
따라서 전기자동차(20)의 제어부(250)는 통신부(230)를 통해 무선충전 충전기(10) 또는 급전패드(110)의 위치정보를 수신하여 디스플레이(240)에 표시할 수 있다. 수신하는 위치정보는 GPS(Global Positioning System) 좌표 정보로 구성될 수 있다.
GPS 좌표로 위치정보를 수신하면 제어부(250)는 디스플레이(240)에 무선충전 충전기(10) 또는 급전패드(110)를 증강현실로 표시한다.
디스플레이(240)에는 현재 진행중인 전기자동차(20)의 전방 상황이 카메라(260)에 의해 촬영되어 표시될 수 있고 혹은 내비게이션의 지도화면이 표시될 수 있다. 디스플레이(240)에 표시되는 영역이 무선충전 충전기(10) 또는 급전패드(110)의 위치를 포함하고 있지 않다면 제어부(250)는 무선충전 충전기의 증강현실(242)을 위치정보와 함께 표시한다. 무선충전 충전기(10) 또는 급전패드(110)까지의 방향과 거리를 디스플레이(240)에 표시하거나 음성으로 안내할 수 있고, 혹은 내비게이션 화면 상에서 경로를 안내할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 전기자동차(20)가 무선충전 충전기(10) 근처에 접근한 경우 급전패드(110)를 증강현실로 표시하는 한 예를 나타낸다.
무선충전을 위한 급전패드(110)는 보통 바닥에 놓여있거나 아예 매립되어 있어 카메라로 확인을 할 수 없는 경우가 많다. 무선충전 효율 향상을 위해 급전패드(110)와 집전패드(210)의 정렬은 필수적이므로 급전패드(110)의 정확한 위치를 파악하는 것은 중요한 문제이다.
따라서 제어부(25)는 급전패드(110)의 GPS상 좌표정보와 함께 RSSI(Received Signal Strength Indication) 정보도 이용한다. RSSI는 수신신호강도 정보이므로 무선충전 충전기(10)로부터 수신한 신호의 강도로 무선충전 충전기(10)와 전기자동차(20)와의 거리를 계산할 수 있다. 무선충전 충전기(10)와 급전패드(110) 사이의 상대적인 위치는 이미 알고 있는 정보이므로 무선충전 충전기(10)와 전기자동차(20) 사이의 상대적인 위치를 안다면 전기자동차(20)와 급전패드(110) 사이의 상대적인 위치도 계산할 수 있는 것이다.
전기자동차(20)와 급전패드(110) 사이의 위치정보를 계산하고 나면 도 5와 같이 디스플레이(240)에 급전패드(110)를 증강현실로 표시한다. 디스플레이(240)에는 급전패드(110)와 급전패드(110)의 좌표, 상대적인 위치 등이 함께 표시될 수 있다. 예를 들어 전방 120cm, 우측으로 10cm 와 같이 급전패드(110)의 위치가 표시되면 운전자는 이를 참고하여 급전패드(110)와 집전패드(210)를 정렬한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기자동차 무선충전 시스템의 개략적인 구조도이다.
도 6의 시스템에서는 제1 안테나(120)와 제2 안테나(130)를 더 포함한다. 충전기(10)로부터 수신한 신호의 RSSI를 이용하는 경우 충전기(10)와 전기자동차(20)의 거리정보만 파악이 가능하고 그러면 정확한 위치정보를 알기 어려운 문제가 있다. 따라서 두 개의 안테나(120, 130)를 이용하면 삼각측량 방식으로 급전패드(110)와 전기자동차(20)의 집전패드(210) 사이의 상대위치를 보다 정확하게 파악할 수 있다.
전기자동차(20)는 통신부(230)를 통해 제1 안테나(120)와 제2 안테나(130)로부터 블루투스 혹은 WiFi 신호를 수신하고, 제어부(250)는 신호의 RSSI 정보를 이용하여 삼각측량 방식으로 급전패드(110)와 집전패드(210) 사이의 상대적인 위치를 구할 수 있다. 제어부(250)는 급전패드(110)의 위치를 디스플레이(240)에 증강현실로 표시하고, 급전패드(110)까지 거리와 방향을 디스플레이(240)에 표시하거나 음성으로, 예를 들면 “앞으로 120cm”“왼쪽으로 20cm”등으로 안내할 수도 있다.
이렇게 무선충전 충전기의 급전패드의 위치정보를 블루투스 혹은 WiFi 신호로 수신하여 증강현실을 통해 화면에 표시하고 사용자에게 알림으로써 육안으로 확인할 수 없는 급전패드의 위치를 정확히 파악하고 전기자동차의 집전패드와 정확히 정렬할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

Claims (3)

  1. 무선충전 충전기와의 통신을 위한 통신부;
    무선충전 충전기의 위치를 표시하기 위한 디스플레이;
    무선충전 충전기로부터 무선으로 전력을 수신하기 위한 집전패드; 및
    하나 이상의 프로세서 및 메모리를 포함하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 통신부를 통해서 상기 무선충전 충전기의 급전패드의 위치정보를 수신하여 상기 디스플레이에 상기 급전패드를 증강현실로 표시하는 것을 특징으로 하는, 증강현실을 이용하여 충전기의 위치를 표시하는 전기자동차.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는 블루투스 또는 WiFi 신호를 이용하여 무선충전 충전기와 통신하고, 상기 제어부는 상기 무선충전 충전기로부터 수신한 상기 블루투스 또는 WiFi 신호의 세기를 이용하여 전기자동차와 상기 무선충전 충전기 사이의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는, 증강현실을 이용하여 충전기의 위치를 표시하는 전기자동차.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 통신부를 통해 상기 무선충전 충전기에 포함된 둘 이상의 안테나로부터 안테나의 위치정보를 포함하는 신호를 수신하고, 상기 위치정보와 수신한 신호의 세기를 이용하여 삼각측량 방법으로 전기자동차와 무선충전 충전기 사이의 상대적인 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는, 증강현실을 이용하여 충전기의 위치를 표시하는 전기자동차.
KR1020180140653A 2018-11-15 2018-11-15 블루투스 신호와 증강현실을 이용한 무선충전 충전소 위치 및 거리 표시장치 및 그 방법 KR20200057838A (ko)

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