WO2022131830A1 - 전기차 무선 전력 전송을 위한 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법 및 이를 이용하는 거리 추정 장치 - Google Patents

전기차 무선 전력 전송을 위한 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법 및 이를 이용하는 거리 추정 장치 Download PDF

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성재용
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Definitions

  • the present invention relates to a distance estimation method using an LF signal, and more particularly, in fine positioning for electric vehicle (EV) wireless power transfer (WPT), LF signal (low frequency A method and apparatus for estimating a distance using a signal).
  • EV electric vehicle
  • WPT wireless power transfer
  • LF signal low frequency A method and apparatus for estimating a distance using a signal.
  • a communication connection between an EV communication controller (EVCC) and a supply equipment communication controller (SECC) singleton SDP (SECC discovery protocol) is used for Signals or messages are exchanged through P2PS (peer to peer signal) signaling using
  • MF magnetic field
  • WPT wireless power transfer
  • V2G vehicle to grid
  • a message between EVCC and SECC follows procedures such as fine positioning setup, fine positioning, and pairing in the order described.
  • Precision positioning, or positioning is to support the EV within the alignment tolerance by continuously providing alignment information while the EV approaches the supply device, while pairing is the EV communication controller (EVCC). ) and the power supply equipment communication controller (SECC), it is used to verify that the EV can uniquely identify the primary device to be located.
  • EVCC EV communication controller
  • SECC power supply equipment communication controller
  • the precise positioning request among the SDP message or the precise positioning message includes compatibility information and an electric vehicle identifier (EVID). That is, the precise positioning request usually includes information of several compatible power supply communication controllers (SECC). And the precise positioning response includes only one specific SECC information. In this case, the EV aligns the secondary device on the primary device (PD) obtained through information sharing with a specific SECC in the precise positioning procedure.
  • SECC compatible power supply communication controllers
  • the EVCC specifies the location of the center point or the second reference point of the secondary device based on the central point or the first reference point of the primary device through data acquired from the SECC connected through a wireless local area network (WLAN). If not, the precise positioning procedure cannot be performed.
  • WLAN wireless local area network
  • the antenna arrangement of the primary side device is determined by the manufacturer of the primary side device, primary side devices having various antenna arrangements exist.
  • the vehicle controller of the electric vehicle or the electric vehicle communication controller may not be able to acquire information about the antenna arrangement of the primary device in advance or in real time. In that case, it is not easy to align the secondary-side device of the electric vehicle on the primary-side device of the electric vehicle power supply device with the existing LF-based precise positioning method, and in many cases it is not possible to align in practice.
  • the present invention has been derived to solve the problems of the prior art according to the requirements of the prior art, and an object of the present invention is precise positioning for wireless power transfer (WPT) of an electric vehicle (EV) In fine positioning, the center of the secondary-side device of an EV device using only information from receivers of the primary-side device, information from transmitters of the secondary-side device, and a low frequency (LF) signal
  • WPT wireless power transfer
  • EV electric vehicle
  • LF low frequency
  • Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for estimating the distance of EV-WPT precision positioning, which allows to effectively align the primary side device and the secondary side device using the LF signal without information about the antenna arrangement of the primary side device. have.
  • Another object of the present invention is when position information of a transmitter or a receiver for precise positioning cannot be obtained based on data shared through data communication, an EV communication controller (EVCC) and a power supply communication controller ( Supply equipment communication controller (SECC), based on the transmitter information and the receiver information shared through a wireless local area network (WLAN) between the supply equipment communication controller (SECC) to perform precise positioning based on the LF signal, the distance estimation method of precision positioning and to provide the device.
  • EV communication controller EV communication controller
  • SECC power supply communication controller
  • a method for estimating a distance of precise positioning for solving the above technical problem is a power supply equipment communication controller (SECC) of a power supply device and a wireless local area
  • a distance estimation method for precision positioning by an EV device comprising: defining a position of the first transmitter as a point on a first straight line directed to a center of a primary-side device of the supply device; defining the position of the second transmitter as a point on a second straight line toward the center of the primary device; Compensating the interval between the first transmitter and the second transmitter on the first straight line or the second straight line based on the time difference between the LF signals of the first transmitter and the second transmitter arriving at the primary-side device step; and a first distance from a first starting point on the first straight line to the first transmitter and a second distance from a second starting
  • the compensating includes: a time difference of a received signal of a first receiver and a second receiver of the primary-side device with respect to the first LF signal of the first transmitter in the step of defining the position of the first transmitter
  • the first starting point on the first straight line determined based on may be moved by a distance difference obtained by multiplying the time difference by the speed of light on the first straight line.
  • the second receiver may be located closer to the first transmitter and the second transmitter than the first receiver.
  • the compensating includes: a time difference of a received signal between the first receiver and the second receiver of the primary-side device with respect to the second LF signal of the second transmitter in the step of defining the position of the second transmitter
  • the second starting point on the second straight line which is determined based on , may be moved by a distance difference obtained by multiplying the time difference by the speed of light on the second straight line.
  • the first receiver may be located closer to the first transmitter and the second transmitter than the second receiver.
  • the method of estimating the distance of the precise positioning includes a position on the first straight line where a distance between the first straight line and the second straight line is equal to the distance between the first transmitter and the second transmitter and the second The method may further include determining a position on a straight line as the position of the first transmitter and the position of the second transmitter.
  • the distance estimation method of the precision positioning includes the distance and direction of the center of the secondary-side device obtained based on the position of the first transmitter and the position of the second transmitter with respect to the center of the primary-side device It may further include the step of determining.
  • defining the position of the first transmitter comprises: calculating a first time difference between the times at which the first receiver and the second receiver receive the first LF signal; generating a first circle having a radius equal to half of a distance difference obtained by multiplying the first time difference by the speed of light, centered on the second receiver; generating a first tangent line passing through the first receiver and tangent to the first circle; and generating a first straight line that passes through the first receiver and is orthogonal to the first tangent.
  • the position of the first transmitter is located on the first straight line with a second point where the first tangent line meets the first straight line as a starting point.
  • defining the position of the second transmitter comprises: calculating a second time difference between the times at which the first receiver and the second receiver receive the second LF signal; generating a second circle with a radius equal to half of a distance difference obtained by multiplying the second time difference by the speed of light, centered on the second receiver; generating a second tangent passing through the first receiver and tangent to the second circle; and generating a second straight line that passes through the first receiver and is orthogonal to the second tangent.
  • the position of the second transmitter is located on the second straight line with a fourth point where the second tangent line and the second straight line meet as a starting point.
  • a distance estimation method of precision positioning for solving the above technical problem is a power supply equipment communication controller (SECC) of a power supply device and a wireless local area
  • SECC power supply equipment communication controller
  • EV electric vehicle
  • EVCC electric vehicle communication controller
  • WLAN network
  • a secondary device equipped with a first transmitter and a second transmitter
  • a method for estimating the distance of precise positioning by an EV device, a first low frequency (LF) signal to a first receiver and a second receiver of a primary-side device of the power supply device via the first transmitter defining a position of the first transmitter on a first straight line extending radially from a reference point on the power supply based on sending and receiving a response associated with the first LF signal from the SECC;
  • the method of estimating the distance of the precise positioning when the transmitter located close to the primary device is the second transmitter, the second starting point of the second straight line on the second straight line by the time difference 2 determining a starting point 2a moved to the transmitter side; and determining the position of the second transmitter located on the second straight line from the second starting point 2a by a distance equal to the distance between the first starting point of the first straight line and the first transmitter.
  • a distance estimation apparatus for precision positioning for solving the above technical problem is a power supply equipment communication controller (SECC) of a power supply device and a wireless local area network (LAN)
  • SECC power supply equipment communication controller
  • LAN wireless local area network
  • An electric vehicle (EV) or A precision positioning distance estimation apparatus coupled to an electric vehicle (EV) device comprising: a processor; and a memory storing instructions executed by the processor, wherein when executed by the processor, the instructions cause the processor to: defining a position of the first transmitter with a dot; defining the position of the second transmitter as a point on a second straight line toward the center of the primary device; Compensating the interval between the first transmitter and the second transmitter on the first straight line or the second straight line based on the time difference between the LF signals of the first transmitter and the second transmitter arriving at the primary-side device step; and a first distance from a first starting point on the first straight line to the first transmitter and a second distance from a second starting point on the second straight line to the second transmitter through the compensating step
  • a primary device (PD) ) and the secondary device (secondary device, SD) based on antenna information and LF (low frequency) based point to point signal (P2PS) signaling from a predetermined reference point on the primary device to a predetermined reference point on the secondary device based on the distance and direction can be estimated effectively.
  • the electric vehicle may perform precise positioning by controlling the movement of the electric vehicle while periodically calculating the distance and direction of the second central point of the secondary device from the first central point of the primary device.
  • the primary-side device due to an error in at least one of hardware and software for precise positioning in an electric vehicle that transmits antenna location information through data communication or performs a precision positioning procedure by sharing antenna location information
  • precise positioning cannot be normally performed because the relative position information of the secondary-side device is not shared with the primary-side device, if only the primary-side device antenna information is shared, based on the primary-side device antenna information and the known secondary-side device antenna information
  • By specifying the respective positions of the antennas based on LF it is possible to provide a method for effectively coping with errors in the precision positioning procedure.
  • the vehicle entry direction according to the antenna type of the primary side device and the antenna type of the secondary side device is determined early to enter the parking area or charging area.
  • WPT wireless power transmission
  • FIG. 1 is an overall configuration of a magnetic field (MF)-based WPT system to which a distance estimation method of wireless power transfer (WPT) fine positioning can be applied according to an embodiment of the present invention; It is a diagram for schematically explaining.
  • MF magnetic field
  • WPT wireless power transfer
  • FIG. 2 is a view for explaining a wireless power flow and a communication interface between a power supply device (SD) and an electric vehicle device (EVD) that can be employed in the WPT system of FIG. 1 .
  • SD power supply device
  • ELD electric vehicle device
  • FIG 3 is a view for explaining an application environment of the method for estimating the distance of the WPT precise positioning according to an embodiment of the present invention.
  • 4A to 4D are diagrams for explaining the relationship between the antenna arrangement of the primary side device and the antenna arrangement of the secondary side device to which the WPT precision positioning distance estimation method according to an embodiment of the present invention can be applied.
  • 5A to 5D are diagrams for explaining a process of performing the WPT precision positioning distance estimation method in a state in which a primary-side device and a secondary-side device are aligned according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 6 and 7 are diagrams illustrating a state in which a primary-side device and a secondary-side device to which the WPT precise positioning distance estimation method according to an embodiment of the present invention can be applied are not aligned.
  • FIGS. 6 and 7 are flowchart for explaining a distance estimation method of WPT precision positioning applied to the misalignment state of FIGS. 6 and 7 .
  • 9 to 17 are exemplary views for explaining the distance estimation method of the WPT precise positioning of FIG. 8 in more detail.
  • FIG. 18 is a schematic block diagram for explaining a main configuration of an apparatus for estimating a distance for WPT precision positioning according to another embodiment of the present invention.
  • first, second, A, and B may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.
  • the term “and/or” includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • Electric vehicle may refer to an automobile defined in 49 CFR (code of federal regulations) 523.3 and the like. Electric vehicles can be used on highways and can be powered by electricity supplied from an on-board energy storage device, such as a rechargeable battery, from a power source external to the vehicle. Power sources may include residential or public electric services or generators using on-board fuel.
  • An electric vehicle (EV) may be referred to as an electric car, an electric automobile, an electric road vehicle (ERV), a plug-in vehicle (PV), a plug-in vehicle (xEV), etc.
  • BEV plug-in all-electric vehicle or battery electric vehicle
  • PEV plug-in electric vehicle
  • HEV low-voltage vehicle
  • HPEV high-voltage plug-in electric vehicle
  • PHEV plug-in hybrid electric vehicle
  • a 'plug-in electric vehicle (PEV)' may refer to an electric vehicle that is connected to a power grid to recharge a vehicle-mounted primary battery.
  • a 'wireless power charging system (WCS)' may refer to a system for wireless power transmission, alignment, and communication between a ground assembly (GA) and a vehicle assembly (VA).
  • WPT Wireless power transfer
  • 'Utility' is a system that provides electrical energy and usually includes Customer Information System (CIS), Advanced Metering Infrastructure (AMI), Rates and Revenue system, etc. may be referred to as a set of Utilities make electric energy available to electric vehicles through price tags or discrete events.
  • utilities can provide information on tax rates, intervals for metered power consumption, and validation of EV programs for EVs.
  • Smart charging' may refer to an operating method or system in which an EVSE and/or an electric vehicle optimizes a vehicle charging or discharging rate according to grid capacity or cost of use while communicating with a power grid.
  • Interoperability' may refer to a state in which components of a system relative to each other can work together to perform a desired operation of the entire system.
  • Information interoperability may refer to the ability of two or more networks, systems, devices, applications or components to share and easily use information safely and effectively with little or no inconvenience to a user. .
  • An 'inductive charging system' may refer to a system that electromagnetically transfers energy in a forward direction from an electricity supply network to an electric vehicle via a two-part loosely coupled transformer.
  • the inductive charging system may correspond to an electric vehicle wireless charging system.
  • 'Inductive coupling' may refer to magnetic coupling between two coils.
  • the two coils may refer to a ground assembly coil and a vehicle assembly coil.
  • An 'Original equipment manufacturer (OEM)' is an electric vehicle manufacturer or a server operated by an electric vehicle manufacturer, and may include a CA (Certificate Authority) or a top-level authentication server that issues an OEM root certificate.
  • CA Certificate Authority
  • V2G operator' refers to a primary actor participating in V2G communication using a transport protocol, or starts a blockchain for automatic authentication of electric vehicles or electric vehicle users and creates a smart contract on the blockchain. It may refer to an entity for the purpose, and may include at least one or more trusted certification authorities or trusted certification servers.
  • MO Mobility operator
  • PnC architecture may refer to one of the entities within the PnC architecture that has a contractual relationship with an EV owner regarding charging, authorization and settlement to allow EV drivers to charge EV batteries at charging stations. and may include at least one or more certification authorities or certification servers that issue and manage their own certificates.
  • CSP Charge service provider
  • a 'Charging station (CS)' may refer to a facility or device that has one or more EV supply equipment and actually performs charging for the EV.
  • a 'charging station operator (CSO)' may refer to an entity that is connected to a power grid and manages power in order to supply power requested by an electric vehicle.
  • a charging station operator (CSO) may be the same term as a charge point operator (CPO) or a mobility service provider (eMSP), or is included in CPO or eMSP, or includes CPO or eMSP It may be a term of a concept.
  • the CSO, CPO, or eMSP may include at least one or more certification authorities that issue or manage their own certificates.
  • An 'e-Mobility Authentication Identifier (eMAID)' may refer to a unique identifier that connects a contract certificate to a payment account of an owner of an electroMobility using electricity.
  • the mobility account identifier may include an identifier of an electric vehicle certificate or an identifier of a provisioning certificate. This term eMAID may be substituted to refer to 'e-Mobility Account Identifier' or may be substituted with a contract ID.
  • CH Clearing house
  • 'Roaming' refers to information exchange and related matters that allow electric vehicle users to access charging services provided by multiple CSPs or CSOs belonging to multiple mobility networks using a single credential and contract. It can refer to (provision) and scheme (scheme).
  • a 'credential' is a physical or digital asset that represents the personal information of an electric vehicle or electric vehicle user. It may include a public key certificate issued by a certification authority, information related to a trusted root certification authority, and the like.
  • a 'Certificate' may refer to an electronic document that binds a public key to an identifier (ID) by a digital signature.
  • a 'service session' may refer to a set of services related to electric vehicle charging at a charging point, assigned to a certain customer in a certain timeframe with a unique identifier.
  • the pairing method between the electric vehicle communication controller and the power supply communication controller for V2G (vehicle to grid) wireless power transfer (WPT) described in this embodiment is LF (low frequency) performed in a V2G communication session )-based P2PS (point to point signal) signaling by combining the pairing procedure with the pairing procedure to simplify the pairing procedure while preventing or efficiently eliminating errors that frequently occur in the fine positioning procedure.
  • LF low frequency
  • P2PS point to point signal
  • FIG. 1 is an overall configuration of a magnetic field (MF)-based WPT system to which a distance estimation method of wireless power transfer (WPT) fine positioning can be applied according to an embodiment of the present invention; It is a diagram for schematically explaining.
  • MF magnetic field
  • WPT wireless power transfer
  • wireless power transfer (WPT) for an electric vehicle (10, hereinafter also referred to as 'EV') transfers electrical energy from a power grid (grid, G1) to a magnetic field without direct current flow through a galvanic connection. It can be defined as transmission from a supply device to an EV device through a magnetic field in an induction or magnetic resonance state. That is, the wireless power transmission may be used to charge the battery 30 of the EV 10 by transmitting power from the charging station 20 to the EV 10 .
  • the EV 10 is an electric vehicle power circuit having a secondary device electromagnetically coupled to a primary device in a supply power circuit 250 of the charging station 20 ( EV power circuit, 150) may be included.
  • the secondary coil in the secondary device is subjected to electromagnetic induction or magnetic resonance from the primary coil of the primary device connected to the charging station 20 according to the control of the EV communication controller (EVCC, 100) of the EV (10).
  • electromagnetic energy can be transmitted.
  • the electromagnetic energy transferred to the EV 10 is converted into an induced current, and the induced current is rectified into a DC current and then used to charge the battery 30 .
  • the charging station 20 receives power from the commercial power grid G1 or the power backbone, and under the control of the power supply equipment communication controller (SECC, 200) in the charging station 20, the supply device power circuit 250 ) to supply electromagnetic energy to the EV 10 .
  • the supply device power circuit 250 is a component of at least a part of EV supply equipment (EVSE), and is a parking area for EV charging in a garage, parking lot, gas station, etc. attached to the owner's house of the EV 10 , and a shopping center. It can be located in various places, such as a parking area of a business building.
  • the charging station 20 may communicate with a power infrastructure management system that manages the power grid G1 through wired/wireless communication, an infrastructure server, or a computing device on the network, and also wirelessly with the EV 10 . communication can be performed.
  • a power infrastructure management system that manages the power grid G1 through wired/wireless communication, an infrastructure server, or a computing device on the network, and also wirelessly with the EV 10 . communication can be performed.
  • Wireless communication may include wireless local area network (WLAN)-based communication based on Wi-Fi, etc. according to the IEEE 802.11 protocol.
  • wireless communication may include peer to peer signal (P2PS) signaling using a low frequency (LF) and low power excitation (LPE).
  • P2PS peer to peer signal
  • LF low frequency
  • LPE low power excitation
  • the wireless communication method between the charging station 20 and the EV 10 may further include one or more of various communication methods such as Bluetooth, Zigbee, and cellular in addition to the aforementioned wireless communication method, or be used as an alternative. can
  • the EV 10 and the charging station 20 may exchange messages according to an extensible markup language (XML) or an efficient XML interchange (EXI) based data expression format to perform a wireless power transmission or charging process. That is, the communication for the charging process between the EVCC 100 and the SECC 200 may be made through the wireless LAN and the LF signal.
  • XML extensible markup language
  • EXI efficient XML interchange
  • the EV 10 or EV device equipped with the secondary-side device is easy to perform the LF-based precision positioning procedure normally. not.
  • the position information for precise positioning is not shared in the primary-side device so that precise positioning can be normally performed based on each antenna information of the primary-side device and the secondary-side device and the response of the LF signal It is possible to provide distance and direction information of the secondary side device.
  • the EV 10 checks the identity of the charging station 20 to confirm that the charging station 20 is a trusted facility or device, and communicates from unauthorized access. In order to protect, it is possible to establish a secure channel with the SECC 200 of the charging station 20 .
  • the secure channel may be achieved by transport layer security (TLS) or the like.
  • TLS session may be performed according to a TLS session establishment procedure after an Internet protocol (IP)-based communication connection establishment procedure.
  • IP Internet protocol
  • FIG. 2 is a view for explaining a wireless power flow and a communication interface between a power supply device (SD) and an electric vehicle device (EVD) that can be employed in the WPT system of FIG. 1 .
  • SD power supply device
  • ELD electric vehicle device
  • SD and EVD wireless power flow is a supply power conversion device (supply power electronics, 252) of the supply power circuit 250 converts commercial power to the primary side device (251) and the primary-side device 251 transmits electromagnetic energy to the secondary-side device 151 of the electric vehicle power circuit 150 under the control of the SECC 200, and the electric vehicle power conversion device (EV power electronics, 152) is configured to convert an induced current generated in the secondary-side device 151 under the control of the EVCC 110 and supply it to a battery or the like.
  • supply power conversion device supply power electronics, 252 of the supply power circuit 250 converts commercial power to the primary side device (251) and the primary-side device 251 transmits electromagnetic energy to the secondary-side device 151 of the electric vehicle power circuit 150 under the control of the SECC 200
  • the electric vehicle power conversion device (EV power electronics, 152) is configured to convert an induced current generated in the secondary-side device 151 under the control of the EVCC 110 and supply it to a battery or the like.
  • Communication between the EVCC 100 and the SECC 200 may include a wireless LAN (WLAN) link supporting a physical layer and a data link layer of a wireless communication interface.
  • WLAN wireless LAN
  • analysis and verification for compatibility may be performed in the SECC 200 and the EVCC 100 before starting the WPT session.
  • the aforementioned WPT system may include requirements for message exchange and communication security in the process of compatibility analysis and verification in order to satisfy the requirements of the compatibility class.
  • Requirements for exchanging messages may include communication timing requirements, operational timing requirements, and the like.
  • the EVCC 100 and the SECC 200 are P2PS (point to point signal) signaling by the EV device P2PS controller 110 and the power supply device P2PS controller 210. Through signaling It can transmit and receive signals and data.
  • the P2PS may include an LF signal.
  • Each of the EV device P2PS controller 110 and the power supply device P2PS controller 210 is at least one or both of an LF transmitter including at least one antenna and an LF receiver including at least one antenna. can be provided.
  • a plurality of LF transmitters connected to the EV device P2PS controller 110 may be disposed around the secondary coil of the secondary-side device, and may be referred to as a transmitting antenna or a transmitter.
  • a plurality of LF receivers connected to the power supply device P2PS controller 210 may be disposed around the primary coil of the primary side device, and may be referred to as a receiving antenna or a receiver.
  • WLAN and P2PS point to point signal
  • the system architecture with the physical layer of WLAN and P2PS consists of WLAN between EVCC and SECC and P2PS between EV Device (EVD) and Power Supply (SD).
  • P2PS includes low frequency (LF) signals, low power excitation (LPE) from primary-side devices, anomaly monitoring by WPT, optical markings, external confirmation means, alignment, It can be used for pairing or other means to ensure safety, power check, and the like.
  • the LF signal is a digitally modulated magnetic field operating in low frequency radio bands, for example, 30 kHz to 300 kHz.
  • An LF transmitter or receiver may operate at a fixed frequency within the frequency range of 19 kHz to 300 kHz.
  • the system frequency can be selected from 125 kHz, 134 kHz, 145 kHz, 165 kHz, 185 kHz, 205 kHz, and the like.
  • the maximum radiated power or magnetic or electric field strength for a particular frequency band used by the LF system is based on the technical and operational parameters and spectrum use described in the report SM.2153-7 of the International Telecommunication Union Radiocommunication Sector (ITU-R). Information on national/regional rules that contain can be complied with.
  • ITU-R International Telecommunication Union Radiocommunication Sector
  • the magnetic field is generated by the EV or two or more LF transmitters located in the EV device.
  • the mounting location of the EV or EV device may not be specified as the location of the LF transmitters is up to the manufacturer.
  • the position of the antenna is exchanged between the EVCC and the SECC through communication.
  • the antenna may have directivity or directivity with respect to a specific direction by concentrating or suppressing energy in a specific direction, and the direction of the LF signal of the primary-side device transmitter or the EV transmitter may be predetermined or set.
  • a primary-side device may contain a minimum of two LF receivers/transmitters.
  • the manufacturer may place the LF transmitter/receiver symmetrically in the x-axis direction around the geometric alignment point of the primary or secondary unit, or mount the LF transmitter/receiver at a sufficient distance from the metal or ferrite structure of the primary unit. can be configured to prevent serious interaction or interference.
  • the magnetic field strength may be measured by one or several receivers to provide positioning.
  • three or more antennas may be used to optimize the antenna arrangement.
  • the LF data of the LF signal transmitted from the EV or EV device may be transmitted by OOK (on-off-keying).
  • OOK on-off-keying
  • a "1" may be to enable the magnetic field
  • a "0" to disable the magnetic field.
  • On-Off Keying represents the simplest form of amplitude shift keying (ASK) representing digital data regardless of the presence or absence of a carrier.
  • ASK amplitude shift keying
  • the magnetic field generation is highly dependent on the bandwidth (Q factor) of the coil. If the Q factor is too narrow, the receiver may not be able to decode the data correctly. Thus, the Q factor can be adjusted to ensure proper data communication.
  • Receiver detection thresholds are selected from 70% of the output current required as the transmitter coil current in the case of 0 to 1 detection, and 1 to 0 In the case of detection with , it can be selected at 30% of the required output current.
  • a Manchester code may be used to encode modulated signals of LF data.
  • the Manchester code data rate may be 3.9 Kbit/s ( ⁇ 300 b/s). Since the LF signal currently has six frequencies as candidates, one period of data may be highly frequency dependent. That is, the period of one value for each candidate frequency is shown in Table 1 below.
  • the LF data format for precise positioning is shown in Table 2 below.
  • Preamble Block Data Block Preamble Sync Preamble Sync.
  • First Data CAC Dummy CRC Guard 8 bit 9 bit 1 bit 32 bit 2 bit 2 bit 2 bit
  • the preamble signal of the preamble block is for the preamble detection circuit to check the input signal in order to prevent the circuit from operating unintentionally in a noisy environment.
  • the LF telegram can begin with a preface to set the LF data threshold.
  • the preface may have a 50% duty cycle.
  • the synchronization signal is a signal for demodulating the LF modulation sent from the vehicle assembly VA from the ground assembly GA.
  • first data of a data block may be fixed to “0”.
  • a collision avoidance code is a temporary identifier of each antenna for distinguishing a signal from a signal transmitted from another vehicle.
  • the CAC for each antenna is randomly generated in every session and must be unique to each device.
  • the CAC length may be chosen to be 32 bits to keep the probability of collision between antennas close to zero. For example, assuming there are 6 vehicles and 4 antennas each, the maximum number of surrounding antennas is 24.
  • the CAC of each antenna may be transmitted as an ANT_ID parameter through the vehicle communication controller and the base communication controller.
  • the data type of ANT_ID may be a string of 8 characters in the hexadecimal representation of CAC.
  • a dummy may be a space reserved without useful data.
  • CRC cyclic redundancy check
  • the LF receiver when sending an LF signal from the LF transmitter to the LF receiver, the LF receiver continues to receive data. Accordingly, a previously transmitted signal and a currently transmitted signal can be distinguished by using a guard bit.
  • the aforementioned P2PS signaling may be used for fine positioning, pairing, alignment check, and the like.
  • the precision positioning procedure using the LF signal is as follows.
  • the start of the precise positioning procedure of this embodiment may be triggered by sending a message from the EVCC to the SECC.
  • the SECC may respond to the EVCC by sending a message containing the LF operating frequency information.
  • the EV device may transmit the LF signal to the LF receiver of the primary device via the P2PS link at the selected frequency.
  • the SECC may send a message including the RSSI value received by the LF receiver of the primary-side device of the power supply (SD) back to the EVCC.
  • SD power supply
  • a positioning algorithm based on feedback on the RSSI value of the LF receiver of the primary-side device may be implemented in the EV.
  • the distance between the center point of the EV device or the center point of the secondary device is estimated based on the central point of the primary device or a predetermined reference point, and through this, the primary device and the secondary device can be automatically aligned within the tolerance range.
  • the EVCC uses the LF signal to request precise positioning.
  • the power supply SD prepares the LF receiver to receive the LF signal from the EV device.
  • the SECC responds to the EVCC by sending a message containing the LF operating frequency information of the power supply (SD).
  • the EV device prepares to send the LF signal to the power supply (SD) via the LF transmitter.
  • the LF transmitter sends the LF signal to the LF receiver using the LF operating frequency information of the power supply (SD).
  • the LF receiver detects the LF signal transmitted from the EV device.
  • the EV device sends an LF signal for positioning to the power supply (SD), and the EVCC requests a message including pre-calibrated raw data from the SECC.
  • the SECC responds to the EVCC with a message containing raw data pre-corrected for the LF signal value sensed by the power supply (SD).
  • the EV device can then dynamically calculate the position of the primary side device from the LF signal value returned from the SECC.
  • the LF signal value for example, the maximum value of the LF signal and the arrival time of the LF signal
  • two transmission antennas of the secondary device at the center point of the primary device or two specific reference points on or around the primary device It can be implemented so that the secondary-side device is aligned on the primary-side device by moving the EV to satisfy the condition that the two distances to are equal.
  • the EV can park under the control of the vehicle controller. Then, the EVCC may request the SECC to complete the precision positioning process, and the power supply may respond to the EVCC by sending a message indicating that the LF receiver is no longer activated and that the LF receiver is no longer activated.
  • the position of the transmitting antenna may be exchanged between the SECC and the EVCC through communication.
  • the EVCC may send a precise positioning setup request message including data with preset parameters to the SECC.
  • the parameters that can be included in the LF precision positioning setup data of the EV are the number of transmitters/receivers of the auxiliary antenna system installed in the EV, the identifier of each transmitter/receiver, the position and direction, the signal frequency, the pulse sequence order), the pulse separation time between individual pulses in the pulse package, the time duration of each individual pulse, and the package separation time between two consecutive pulse packages. .
  • the SECC may send a precise positioning setup response message to the EVCC in response to the precision positioning setup request message of the EVCC.
  • the parameters that can be included in the LF precision positioning setup data of the SECC include the number of transmitters/receivers of the precision positioning system installed in the primary device of the infrastructure, the identifier of each transmitter/receiver, position and direction, and signal frequency , pulse sequence order, pulse separation time between individual pulses in a pulse package, time duration of each individual pulse, package separation between two consecutive pulse packages time) may be included.
  • the position of the transmitter or receiver described above may represent the coordinates (x,y,z) of the transmitter or receiver given in millimeters (mm) as the coordinates of the primary side device relative to the geometric center of the primary coil structure.
  • the direction of the transmitter or receiver represents a (x,y,z) unit vector given the direction of measurement, all three values are set to zero if no direction is applied.
  • the signal frequency indicates the frequency (in Hz) of the signal to be used by the EV device.
  • the pulse sequence order represents an ordered list of antenna identifiers that describe the order in which the transmitter or receiver sends signals as one pulse package as an optional parameter, and this list is collected in the order of the sorted pulses in the EV transmitter or receiver. Define the pulse package.
  • positioning information exchange between the EVCC and the SECC may be started by the EVCC sending a fine positioning request.
  • Information on whether the positioning process is ongoing or complete is exchanged between EVCC and SECC, and additionally, specific parameters for the LF positioning method are exchanged.
  • the specific parameters include the number of signal packages included in the message, the package index of each signal package, the identifier of each transmitter or receiver, the effective isotropically radiated power (EIRP) of each transmitter, and the received pulse or signal of each receiver. It may include a transmitter identifier and a received signal strength indicator (RSSI) value.
  • the EIRP value indicating the signal strength of the emitted LF signal is used as a transmitting component, otherwise the corresponding value may be set to 0.
  • the RSSI value may include a pre-processed RSSI value of the received pulse, and the order of the RSSI value may correspond to a sensor signal package order provided by the EV during precise positioning setup.
  • FIG 3 is a view for explaining an application environment of the method for estimating the distance of the WPT precise positioning according to an embodiment of the present invention.
  • the method of estimating the distance of the precise positioning may be performed through a WLAN and LF-based P2PS signaling between the EV 10 or an EV device and a power supply device (SD).
  • the EVCC of the EV device 151 may share the antenna-related information and the LF signal-related information through the SD SECC and wireless LAN communication.
  • the EV device may include a first communication device 102 connected to the EVCC, and the first communication device 102 may be connected to the second communication device 202 installed in the parking area Pa through a wireless LAN communication channel. .
  • the second communication device 202 may be connected to the SECC of the power supply.
  • a first transmitter T1 and a second transmitter T2 are disposed in the secondary-side device 151 of the EV device, and the secondary-side device may have an electromagnetic center or a geometric center Cb.
  • the primary-side device 251 may be included in the power supply, has a first receiver R1 and a second receiver R2, and may have an electromagnetic center or a geometric center Ca.
  • the secondary side device 151 in the EV device mounted on the moving EV 10 may have various arrangement shapes based on the positions of the two receivers according to the movement of the EV 10 .
  • the positions of the first transmitter T1 and the second transmitter T2 mounted on the moving EV 10 are not required without requiring arrangement information for the primary side device or the LF antennas of the primary side device.
  • a distance estimation method of precise positioning having characteristics that are robust to the environment even when arbitrarily changed.
  • 4A to 4D are diagrams for explaining an arrangement structure of an antenna array of a primary-side device and an antenna array of a secondary-side device to which the WPT precision positioning distance estimation method according to an embodiment of the present invention can be applied.
  • the LF antenna (LF antenna, LFA) includes a LF transmit antenna or a transmitter for transmitting an LF signal, or a LF receiving antenna or a receiver for receiving the LF signal.
  • the LF antenna may operate as a transmitter when transmitting an LF signal and as a receiver when receiving an LF signal.
  • At least three LF antennas on the EV device side are installed in a secondary device including a receiving coil or a secondary coil.
  • At least three LF antennas may be installed around the secondary coil as auxiliary antennas.
  • at least three LF antennas when the secondary coil has a shape having approximately four sides on a plane, the longitudinal direction of the center outside the middle of each side of the secondary coil is the corresponding LF antenna may be respectively arranged so as to be parallel to the side on which the is located.
  • At least three LF antennas on the side of the power supply are installed in a primary-side device including a transmitting coil or a primary coil. At least three LF antennas may be installed around the primary coil as auxiliary antennas. For example, at least three LF antennas, when the primary coil has a shape having approximately four sides on a plane, the longitudinal direction of the center of the LF antenna outside the middle of each side of the primary coil Each may be arranged so as to be parallel to the side on which is located.
  • the first receiver (LFA 1A) is symmetrically arranged with the second receiver (LFA 1B),
  • the third receiver (LAF 1C) is parallel to the surface of the paper among the directions orthogonal to a straight line passing through the centers of the first receiver (LFA 1A) and the second receiver (LFA 1B) and is directed toward the upper side of the -x direction can be placed in
  • the first transmitter (LFA 2A) is symmetrically arranged with the second transmitter (LFA 2B), and the third transmitter (LAF 2C) is the first transmitter (LFA 2A) ) and the second transmitter (LFA 2B) in a direction perpendicular to a straight line passing through the center, parallel to the surface of the ground and may be disposed in the -x direction toward the upper side of the paper.
  • the first receiver (LFA 1A) is symmetrically arranged with the second receiver (LFA 1B), and the third receiver (LAF 1C) is in the -x direction.
  • the first transmitter LFA 2A may be symmetrically disposed with the second transmitter LFA 2B
  • the third transmitter LAF 2C may be disposed in the x direction.
  • the x direction is the opposite of the -x direction.
  • the first receiver (LFA 1A) is symmetrically arranged with the second receiver (LFA 1B), and the third receiver (LAF 1C) is arranged in the x direction.
  • the first transmitter LFA 2A may be symmetrically disposed with the second transmitter LFA 2B, and the third transmitter LAF 2C may be disposed in the -x direction.
  • the first receiver (LFA 1A) is symmetrically arranged with the second receiver (LFA 1B), and the third receiver (LAF 1C) is arranged in the x direction.
  • the first transmitter LFA 2A may be symmetrically disposed with the second transmitter LFA 2B, and the third transmitter LAF 2C may be disposed in the x direction.
  • the LF antenna including one or more transmitters and one or more receivers may be arranged such that each magnetic field is formed in a direction of 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees or 270 degrees to each other.
  • RSSI received signal strength intensity
  • Distance positioning based on RSSI may be expressed according to Equation 3 below.
  • d is the distance
  • n is the signal propagation constant
  • Ar is the RSSI value per 1 meter
  • ⁇ is the wavelength of the radio wave
  • c is the speed of the radio wave
  • f is the frequency of the radio wave
  • L is the propagation path loss, that is, the received signal in the transmitted signal strength.
  • At least three LF transmitters may be arranged in the receiving coil, and at least three LF receivers may be installed in the transmitting coil.
  • two transmitters among at least three or more transmitters of the EV device and two receivers among at least three or more receivers of the primary-side device are used and the LF signal is used to determine the center point of the primary device.
  • Precise positioning may be performed by estimating the distance and direction of the center point of the vehicle-side device.
  • 5A to 5D are diagrams for explaining a process performed in a state in which a primary-side device and a secondary-side device to which the WPT precise positioning distance estimation method according to an embodiment of the present invention can be applied are aligned.
  • the distance estimation method of precise positioning includes an EV or an EV device or a distance estimation device coupled thereto, a vehicle controller or a vehicle computing device, in which the primary device and the secondary device are aligned or This can be done simply in the semi-sorted state.
  • the semi-aligned state is, when the electric vehicle enters the parking area Pa, the center point Cb and the first transmitter R1 of the secondary side device 151 to which the first transmitter T1 and the second transmitter T2 are coupled.
  • the second transmitter R2 may include a state in which the center point Ca of the combined primary device 251 is aligned in a line within the tolerance range.
  • the distance estimation method of precise positioning first sends a signal to two receivers R1 and R2 through the first transmitter T1 disposed around the secondary side device 151 of the vehicle.
  • the first distance between the first transmitter (T1) and the first receiver (R1) and the first transmitter (T1) and the second A second distance between the two receivers R2 is calculated, respectively.
  • the distance estimation method of the precise positioning uses a first circle with a radius equal to half of the difference (distance difference) between the first distance and the second distance calculated before the second receiver (R2). is generated as a center, and a first tangent line passing through the center of the first receiver R1 and meeting the first circle is generated.
  • the second receiver R2 is a receiver that is relatively far from the first transmitter T1 among the two receivers.
  • the distance estimation method of the precise positioning the first transmitter (T1) on the first tangent component between the point where the first circle and the first tangent meet and the center of the first receiver (R1) ) to create a first normal passing through the center of The first normal may have a first starting point on the first tangential component.
  • the distance estimation method of the precise positioning the second distance corresponding to the signal difference of the second LF signal in the same way as in the case of the first transmitter (T1) with respect to the second transmitter (T2)
  • a second circle having half the difference as a radius is generated centered on the first receiver R1, a second tangent line passing through the center of the second receiver R2 and meeting the second circle is generated, and the second circle and the second circle are generated.
  • a second normal line passing through the center of the second transmitter T2 is generated on the second tangent component between the point where the two tangents meet and the center of the second receiver R2.
  • the second normal may have a second starting point on the second tangential component.
  • the distance estimation apparatus performing the distance estimation method of precise positioning may specify coordinates where each normal and each circle meet using geometry.
  • the vertex of an isosceles triangle having the two points as the base is the position of the transmitter.
  • the vertices of an isosceles triangle can move along a line segment perpendicular to the center of the base. Therefore, if a line is drawn vertically from the center of the line segment connecting two points, the transmitter must be located on the line segment.
  • the distance estimator calculates the distance between the first starting point and the first transmitter T1 on the first normal to the second normal.
  • the distance to the first transmitter T1 may be calculated by setting the same as the distance between the second starting point of the phase and the second transmitter T2 .
  • the center of the secondary device 151 to which the two transmitters are combined The location can be determined and the distance to the center point of the primary device can be calculated.
  • FIGS. 6 and 7 are diagrams illustrating a state in which a primary-side device and a secondary-side device to which the WPT precise positioning distance estimation method according to an embodiment of the present invention can be applied are not aligned.
  • the secondary-side device 151 of the EV device may be biased to the left of the primary-side device 251 .
  • the front of the EV on which the secondary-side device 151 is mounted may be positioned to face the direction in which the primary-side device 251 is located at the first time (see FIG. 6(a)), and at the second time, the primary side
  • the device 251 may be positioned to face a point farther to the left from the primary device 251 so as to be positioned on the right side of the EV (see FIG. 6(b) ).
  • the secondary-side device 151 of the EV device may be biased to the right of the primary-side device 251 .
  • the front of the EV on which the secondary-side device 151 is mounted can be positioned to face a point far away to the right from the primary-side device 251 so that the primary-side device 251 is located on the left side of the EV at the third time. and (refer to (a) of FIG. 7), and may be positioned to face the direction in which the primary-side device 251 is located at the fourth time (refer to (b) of FIG. 7).
  • the distance estimation method of the precise positioning effectively uses the LF signal even when there is no information on the antenna arrangement structure of the primary-side device 251 for each of the two transmitters for the two receivers.
  • the center Cb of the secondary device 151 may be aligned with the center Ca of the primary device 251 .
  • FIGS. 6 and 7 are flowchart for explaining a distance estimation method of WPT precision positioning applied to the misalignment state of FIGS. 6 and 7 .
  • the distance estimation method of the precise positioning is an electric vehicle communication connected to a supply equipment communication controller (SECC) of a power supply device and a wireless local area network (WLAN).
  • SECC supply equipment communication controller
  • WLAN wireless local area network
  • the distance estimation method of the precise positioning is to send a first LF (low frequency) signal to the first receiver and the second receiver of the primary side device of the power supply device through the first transmitter, and the first LF signal from the SECC Define a position of the first transmitter on a first straight line extending in a radial direction from a reference point on the power supply based on receiving a response associated with .
  • a first LF low frequency
  • the distance estimation method of the precise positioning includes a second straight line extending in a radial direction from a reference point on the power supply device based on sending a second LF signal to the first receiver and the second receiver through the second transmitter and receiving the associated response.
  • the position of the second transmitter may be limited.
  • Each of the first straight line and the second straight line is a straight line having a starting point at one end thereof, and each of the extension lines from the starting point may be formed to pass through the center point of the primary device.
  • the center point of the primary side device may be a center point between a plurality of LF receivers installed in the primary side device, or it may be a geometric center point of the primary side device.
  • the center point of the primary-side device in the present invention is not limited to the above configuration, and may be any location calculated from at least one LF receiver or a specific location arbitrarily designated on the primary-side device. Accordingly, the center point of the primary-side device may be used as a reference point for the distance estimation method of the present embodiment, and may be referred to as a reference point in this sense.
  • the starting point of the above-described first straight line is a midpoint of the first tangential component and is generated at a point where it meets the normal of the first transmitter.
  • the starting point of the second straight line is generated at a point where the second normal line passes through the center of the second transmitter as an intermediate point of the second tangent line component.
  • the EV or EV device calculates a time difference between the first LF signal and the second LF signal arriving at the receiver close to the first transmitter and the second transmitter (S83).
  • the time difference between the first LF signal and the second LF signal may be converted into a distance difference by the first LF signal and the second LF signal by multiplying the speed of light.
  • the EV or EV device may include a distance estimating device or a vehicle controller including means or components performing the same function as the distance estimating device.
  • the EV or EV device moves the starting point of a straight line passing through the center of a specific transmitter located close to the primary device to the specific transmitter by the distance calculated in response to the time difference or based on the time difference (S84).
  • the distance from the center of each of the two transmitters to the corresponding starting point may be set to be the same.
  • One of the corresponding starting points is a starting point moved by the distance difference.
  • the EV or EV device moves the first starting point of the first straight line toward the first transmitter by the time difference on the first straight line. It is possible to determine the position of the first transmitter located away from the first straight line from the first starting point 1a by a distance equal to the distance between the second starting point of the second straight line and the second transmitter (see S85).
  • the EV or EV device moves the second starting point of the second straight line toward the second transmitter by the time difference on the second straight line. After the determination, it is possible to determine the position of the second transmitter located on the second straight line away from the starting point 2a by a distance equal to the distance between the first start point of the first straight line and the first transmitter (see S85).
  • the EV or EV device estimates the distance and direction of the center or center point of the secondary device to the center or center point of the primary device based on the determined positions of the two transmitters (S86), and based on this, LF-based precise positioning can be performed.
  • the center or center point of the secondary-side device may be a midpoint of a straight line component connecting the center of the first transmitter and the center of the second transmitter, but is not limited thereto.
  • two LF antennas among at least three LF antennas disposed in the primary-side device may be used as the first receiver and the second receiver, and 2 of the at least three LF antennas disposed in the secondary-side device LF antennas may be used as the first transmitter and the second transmitter.
  • first receiver and the second receiver are disposed on a straight line passing through the center point of the primary device, on a straight line parallel to one side of the primary device, or arranged in a point symmetrical or line symmetrical form with respect to the central point of the primary device It does not need to be placed in any position.
  • first transmitter and the second transmitter are also disposed on a straight line passing through the center point of the secondary device, on a straight line parallel to one side of the secondary device, or arranged in a point symmetrical or line symmetrical form with respect to the central point of the secondary device It does not need to be placed in any position.
  • 9 to 17 are exemplary views for explaining the distance estimation method of the WPT precise positioning of FIG. 8 in more detail.
  • a ground assembly (GA) of an electric vehicle supply equipment (EVSE) through wireless LAN (WLAN) communication such as WiFi communication between EVCC and SECC
  • information is obtained from a receiver low frequency antenna (Rx LFA) installed in a primary device (PD) of a power supply device (supply devive, SD).
  • the Rx LFA information includes location information of any two antennas among a plurality of three or more antennas mounted in the SD, and the location information of these two Rx LFAs is exchanged between the EVCC and the SECC through communication.
  • one of a plurality of transmitter low frequency antennas (Tx LFA) installed in a vehicle assembly (VA) or an EV device (EVD) of an electric vehicle device (EV) 1 Tx LFA (hereinafter, simply, the first transmitter) transmits an LF signal to a first RX LFA (hereinafter, simply referred to as a first receiver) and a second Rx LFA (hereinafter, for short, a second receiver) installed in the primary-side device (PD).
  • the first transmitter may include any one of three or more plurality of antennas mounted on the EV device (EVD). At least one pair of three or more antennas mounted on the EV device (EVD) may be arranged in a point-symmetric or line-symmetric form, but the arrangement form of the three or more antennas of the present invention is not limited thereto, and each of the three or more antennas is disposed at an arbitrary position. It may include three or more plurality of transmit antennas.
  • first receiver and the second receiver may include any two of three or more plurality of antennas mounted on the power supply (SD). At least one pair or more of the three or more plurality of antennas mounted on the power supply device SD may be arranged in a point-symmetrical or line-symmetrical form, but the arrangement form of the three or more plurality of antennas of the present invention is not limited thereto. It may include three or more plurality of reception antennas respectively disposed at arbitrary positions.
  • each antenna may be a dedicated receiver for receiving the LF signal or a dedicated transmitter for transmitting the LF signal.
  • each antenna may be configured to operate as at least a portion of an LF transmitter when transmitting LF signals and to operate as at least a portion of an LF receiver when receiving LF signals.
  • each of the two antennas of the primary-side device is a receiver or operates as a receiver
  • each of the two antennas of the secondary-side device is a transmitter or operates as a transmitter.
  • the position of the first transmitter T1 is (x1, y1)
  • the position of the second transmitter T2 is (x2, y2)
  • the position of the first receiver R1 is (a, b)
  • the positions of the second receivers R2 are denoted by (c, d), respectively.
  • the variables a, b, c, and d regarding the position of the first receiver R1 and the position of the second receiver R2 may be obtained from a manufacturer or the like.
  • the first receiver R1 and the second receiver R2 each received has a first time difference ⁇ t1.
  • An example of such a time difference ⁇ t1 is shown in FIG. 10 .
  • the first distance difference r1 between the first distance and the second distance may be calculated by multiplying the time difference by the speed of light.
  • a circle having a radius equal to a half length of the first distance difference may be drawn with the first receiver R1 as the center.
  • a first circle having a first radius is generated centered on the first transmitter R1 located relatively far from the first transmitter T1 .
  • the first radius corresponds to half of the first distance difference r1. That is, the diameter of the first circle corresponds to the first distance difference.
  • a receiver located relatively close from the first transmitter T1 that is, a first tangent line L1 passing through the center of the second receiver R2 in FIG. 12 and meeting the first circle create
  • the position of the first point P1 on the first circle where the first tangent line L1 meets is denoted by (e, f).
  • the first tangent line L1 passes through the center of the second receiver R2 and is located on a side closer to the EV device EVD among two tangent lines meeting the first circle.
  • the above-described center of the receiver or the center of the transmitter may be the geometric center of the antenna, but is not limited thereto and may be any position set on the antenna.
  • a first normal line L2 that meets a normal line on the first tangent line L1 is defined.
  • the second point P2 where the first normal line L2 and the first tangent line L1 meet may be a center point of a first tangent component connecting the first point P1 and the second receiver R2.
  • the first normal line L2 is a straight line having the second point as the starting point.
  • the position of the second point P2 may be represented by (g, h).
  • Equation 2 The above relationship can be expressed by Equations 2 and 3 below.
  • Equations 2 and 3 the position (e, f) of the first point represents the coordinates of the first point on the first tangent L1, and r1 represents the first distance difference, respectively.
  • the first normal line L2 has the second point P2 as the starting point of the straight line, and limits the position where the first transmitter T1 can be located on the first straight line L2 .
  • the first normal line L2 may be referred to as a first straight line.
  • Equation 4 The equation of the straight line with respect to the first normal line L2 perpendicular to the first tangent line L1 passing through the second point P2 and the second receiver R2 is expressed as Equation 4 below.
  • the position of the first transmitter T1 becomes a point on the equation of the straight line expressed by Equation (4). That is, using the equation of the first normal line L2 perpendicular to the first tangent line L1 with the second point P2 as the starting point, points existing on the first normal line L2 and the second point P2 and can find the distance of
  • a second circle having a second radius r2 is generated by performing the same procedure as that of the first transmitter T1 centered on the second transmitter T2, and the second receiver
  • a second tangent line L3 tangent to the second circle at the third point P3 may be generated while passing through R2 , and a second normal line L4 perpendicular to the second tangent line L3 may be generated.
  • the equation of the straight line of the second normal line L4 perpendicular to the second tangent line L3 while meeting the fourth point P4 on the second tangent line L3 may be calculated.
  • the fourth point P4 is a center point of the second straight line component between the second receiver R2 and the third point P3 , and the position of the fourth point P4 may be expressed as (k, l).
  • Equation 5 The equation of the straight line with respect to the second normal line L4 is expressed as Equation 5.
  • the position of the second transmitter T2 becomes a point on the equation of the straight line expressed by Equation (5). That is, using the equation of the second normal L4 perpendicular to the second tangent line L2 with the fourth point P4 as the starting point, points existing on the second normal line L4 and the fourth point P4 are distance can be found.
  • the remaining transmitter and the The distance between the starting points can be adjusted.
  • the second receiver R2 may be a receiver positioned close to the first transmitter T1 and the second transmitter T2, but is not limited thereto.
  • the LF signals radiated from the first transmitter T1 and the second transmitter T2 are synchronized with each other.
  • the first transmitter T1 and the second transmitter T2 may each radiate the LF signal at the same time or may radiate with a preset time difference.
  • Information on the radiation time difference between the radiation signals of the first transmitter T1 and the second transmitter T2 may be detected or stored in the EV device EVD.
  • the second distance difference may be calculated by multiplying the second time difference by the speed of light.
  • a virtual tangent line L5 is generated by moving the previously generated first tangent line L1 along the first normal line L2 by a distance corresponding to the second distance difference.
  • a position of a fifth point P5 that is an orthogonal point between the virtual tangent line L5 and the first normal line L2 may be set to (m, n).
  • the coordinates of the fifth point P5 can be obtained by solving Equations 6 and 7 below.
  • Equation 7 r3 represents the second distance difference based on the second time difference.
  • the virtual tangent line L5 is obtained by moving the first tangent line L1 in parallel on the first normal line by the second distance difference r3, but the present invention is not limited thereto.
  • the virtual tangent line L5 may vary according to a direction or posture at the current position of the electric vehicle toward the power supply SD, that is, according to a change in the relative positions of T1 and T2 mounted in the electric vehicle.
  • the virtual tangent L5 may correspond to a parallel movement of a tangent line tangent to a circle having a small radius.
  • the distance between the first transmitter T1 and the fifth point P5 (hereinafter, the second reference distance) is calculated as the distance between the second transmitter T2 and the fourth point P4 ( Hereinafter, the position of the first transmitter T1 for setting the same as the first reference distance) may be determined.
  • the second transmitter T2 and the first transmitter T1 are respectively at the same distance from the two starting points P4 and P5.
  • Distance estimation may be performed to satisfy a location condition.
  • the coordinates of the first transmitter T1 can be simply calculated can be calculated
  • an arbitrary point located on the first normal line L2 while having a predetermined distance d3 from the fifth point P5, that is, the position (x1) of the first transmitter T1 , y1) can be obtained through Equations 8 and 9 below.
  • Equation 12 when the distance between the first transmitter T1 and the second transmitter T2 is d2, the following Equation 12 must be satisfied.
  • the distance and angle between the center of the mounted receiving pad or the secondary device of the EV device and the center of the transmitting pad or the primary device of the power supply device can be calculated.
  • FIG. 18 is a schematic block diagram for explaining a main configuration of an apparatus for estimating a distance for WPT precision positioning according to another embodiment of the present invention.
  • the precision positioning distance estimation apparatus 300 is mounted as a part of EVCC or SECC or a means for coupling to EVCC or SECC or a component that performs a function corresponding to such means, at least one It may include a processor 310 and a memory 320 .
  • the distance estimation apparatus 300 for precise positioning may further include an input interface 330 , an output interface 340 , and a storage 350 .
  • the distance estimation apparatus 300 of the precise positioning may include a communication interface (communication interface, 360).
  • the communication interface 360 may correspond to a transmission/reception device for network connection.
  • the processor 310 may execute program instructions stored in the memory 320 and/or the storage device 350 .
  • the processor 310 may be implemented by at least one central processing unit (CPU) or a graphics processing unit (GPU), and any other processor capable of performing the method according to the present invention. can be implemented as
  • the memory 320 may include a volatile memory such as a read only memory (ROM) and a nonvolatile memory such as a random access memory (RAM).
  • the memory 320 may load a program command stored in the storage device 350 and provide it to the processor 310 .
  • the storage device 350 is a recording medium suitable for storing program instructions and data, for example, a magnetic medium such as a hard disk, a floppy disk and a magnetic tape, a compact disk read only memory (CD-ROM), and a DVD (Compact Disk Read Only Memory).
  • Optical recording media such as Digital Video Disk), Magneto-Optical Media such as Floptical Disk, Flash memory or EPROM (Erasable Programmable ROM), or SSD manufactured based on them It may include a semiconductor memory such as
  • the storage device 350 may store program commands.
  • the program command may include a program command for implementing the method for estimating the distance of wireless power transmission (WPT) precise positioning according to the present invention.
  • the program instruction may be implemented such that, when the processor 310 is executed, in a state loaded into the processor 310, the processor 310 executes the precision positioning distance estimation procedure described above with reference to FIG. 8 and the like.
  • program commands include LF signal transmission command, LF signal-related response reception command, time difference calculation command, distance difference calculation command, circle generation command, tangent line generation command, center point calculation command, normal line generation command, equation generation command, system of equations It may include a calculation command, a position calculation command, a distance calculation command, an angle calculation command, and the like.
  • the distance estimation method of the precise positioning described in the above-described embodiment can be implemented as a computer-readable program or code on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored.
  • the computer-readable recording medium may be distributed and stored as a computer-readable program or code in a computer system connected to a network and executed.
  • the computer-readable recording medium may include a hardware device specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, and flash memory.
  • the program instructions may include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • a block or device may correspond to a method step or characteristic of a method step.
  • aspects described in the context of a method may also represent a corresponding block or module or a corresponding device feature.
  • Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device such as, for example, a microprocessor, a programmable computer, or an electronic circuit. In some embodiments, one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.
  • a programmable logic device eg, a field programmable gate array
  • the field programmable gate array can operate with a microprocessor to perform one of the methods described herein.

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Abstract

전기차(EV) 무선 전력 전송(WPT)을 위한 정밀 포지셔닝에서 LF 신호를 이용하여 거리를 추정하는 방법 및 장치가 개시된다. 전력공급장치의 1차측 장치의 중심을 향하는 제1 직선 상의 점으로 EV의 제1 송신기의 위치를 한정하는 단계, 1차측 장치의 중심을 향하는 제2 직선 상의 점으로 EV의 제2 송신기의 위치를 한정하는 단계, 1차측 장치에 도달하는 제1 송신기와 제2 송신기의 LF 신호들의 시간차이에 기초하여 제1 송신기와 제2 송신기 사이의 간격을 제1 직선 또는 제2 직선 상에서 보상하는 단계, 및 보상하는 단계를 통해 제1 직선 상의 시작점으로부터 제1 송신기까지의 제1 거리와 제2 직선 상의 시작점으로부터 제2 송신기까지의 제2 거리가 동일하게 되도록 제1 송신기의 위치와 제2 송신기의 위치를 산출하는 단계를 포함한다.

Description

전기차 무선 전력 전송을 위한 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법 및 이를 이용하는 거리 추정 장치
본 발명은 LF 신호를 이용한 거리 추정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전기차(electric vehicle, EV) 무선 전력 전송(wireless power transfer, WPT)을 위한 정밀 포지셔닝(fine positioning)에서 LF 신호(low frequency signal)를 이용하여 거리를 추정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 마그네틱 필드(magnetic field, MF) 기반 무선 전력 전송(wireless power transfer, WPT) 시스템에서는 전기차 통신제어기(EV communication controller, EVCC)와 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC) 간의 통신 연결을 위해 싱글톤 SDP(SECC discovery procotol)를 사용하고, PPD(pairing and positioning device) 없이 LF(low frequency), LPE(low power excitation), QR(quick response) 코드 등의 광학적 마킹(optical markings) 등을 사용하는 P2PS(peer to peer signal) 시그널링을 통해 신호나 메시지를 주고받는다.
무선 전력 전송의 V2G(vehicle to grid) 통신 세션에서 EVCC와 SECC 간의 메시지는 정밀 포지셔닝 셋업(fine positioning setup), 정밀 포지셔닝(fine positioning), 페어링(pairing) 등의 절차들을 기재된 순서대로 따른다. 정밀 포지셔닝 또는 포지셔닝은 EV가 전력공급장치(supply device)에 접근하는 동안 정렬 정보를 지속적으로 제공하여 EV를 정렬 허용 범위 내로 접근할 수 있도록 지원하는 것이고, 페어링은 전기차 통신제어기(EV communication controller, EVCC)와 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC) 모두에서 EV가 위치하고자 하는 1차측 장치(primary device)를 고유하게 식별할 수 있는지를 확인하는데 이용된다.
한편, SDP 메시지 또는 정밀포지셔닝 메시지 중 정밀포지셔닝 요청은 호환성 정보와 전기차 식별자(EVID)를 포함한다. 즉, 정밀포지셔닝 요청에는 통상 호환가능한 여러 개의 전력공급장치 통신제어기들(SECC)의 정보가 포함된다. 그리고 정밀포지셔닝 응답은 단지 하나의 특정 SECC 정보만을 포함한다. 이때, EV는 정밀포지셔닝 절차에서 특정 SECC와의 정보 공유를 통해 획득한 1차측 장치(primary device, PD) 상에 2차측 장치를 정렬시키게 된다.
하지만, EVCC가 무선랜(wireless local area network, WLAN)을 통해 연결되는 SECC로부터 획득하는 데이터를 통해 1차측 장치의 중심점이나 제1 기준점을 기준으로 2차측 장치의 중심점이나 제2 기준점의 위치를 특정하지 못하는 경우, 정밀 포지셔닝 절차를 수행할 수 없다.
또한, 무선랜의 데이터 전송 용량이 작아 데이터 전송 속도가 느린 경우, 실리간으로 2차측 장치의 중심점을 특정하지 못하여 정밀 포지셔닝을 일정 시간 내에 정상적으로 수행하기가 어려운 문제가 발생할 수 있다.
또한, 1차측 장치의 안테나 배열은 1차측 장치의 제조사에 의해 결정되므로, 다양한 안테나 배열을 가진 1차측 장치가 존재한다. 이러한 환경에서 전기차의 차량제어기나 전기차 통신제어기는 1차측 장치의 안테나 배열에 대한 정보를 사전에 혹은 실시간으로 획득하지 못할 수 있다. 그 경우, 기존의 LF 기반 정밀 포지셔닝 방법으로는 전기차의 2차측 장치를 전기차 전력공급장치의 1차측 장치 상에 정렬하기가 쉽지 않고 실제적으로 정렬이 불가능한 경우가 많다.
이와 같이, 다양한 전기차 무선전력전송(EV-WPT) 환경에서 EV의 정밀 포지셔닝 절차에서 발생할 수 있는 다양한 문제에 대하여 강인한 정밀 포지셔닝 방안이 필요한 실정이다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 요구에 따라 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 본 발명의 목적은 전기차(electric vehicle, EV)의 무전 전력 전송(wireless power transfer, WPT)을 위한 정밀 포지셔닝(fine positioning)에서 1차측 장치의 수신기들(receivers)의 정보와 2차측 장치의 송신기들(transmitters)의 정보 및 LF(low frequency) 신호만을 이용하여 전기차 장치(EV device)의 2차측 장치의 중심을 전력공급장치(supply device)의 1차측 장치의 중심에 효과적으로 정렬시킬 수 있도록 하는, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 1차측 장치의 안테나 배열에 대한 정보 없이도 LF 신호를 이용하여 1차측 장치와 2차측 장치를 효과적으로 정렬할 수 있도록 하는, EV-WPT 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 데이터 통신으로 공유하는 데이터에 기초하여 정밀 포지셔닝을 위한 송신기 또는 수신기의 위치 정보를 획득할 수 없을 때, 전기차 통신제어기(EV communication controller, EVCC)와 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC) 간에 무선랜(wireless local area network, WLAN)을 통해 공유되는 송신기 정보와 수신기 정보에 기초하여 LF 신호 기반으로 정밀 포지셔닝을 수행할 수 있도록 하는, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법은, 전력공급장치(supply device)의 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC)와 무선랜(wireless local area network, WLAN)으로 연결되는 전기차 통신제어기(EV communication controller, EVCC)를 구비하고 제1 송신기 및 제2 송신기가 탑재된 2차측 장치(secondary device)를 구비하는, 전기차(electric vehicle, EV) 또는 전기차 장치(EV device)에 의한 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법으로서, 상기 전력공급장치(supply device)의 1차측 장치의 중심을 향하는 제1 직선 상의 점으로 상기 제1 송신기의 위치를 한정하는 단계; 상기 1차측 장치의 중심을 향하는 제2 직선 상의 점으로 상기 제2 송신기의 위치를 한정하는 단계; 상기 1차측 장치에 도달하는 상기 제1 송신기와 상기 제2 송신기의 LF 신호들의 시간차이에 기초하여 상기 제1 송신기와 상기 제2 송신기 사이의 간격을 상기 제1 직선 또는 상기 제2 직선 상에서 보상하는 단계; 및 상기 보상하는 단계를 통해 상기 제1 직선 상의 제1 시작점으로부터 상기 제1 송신기까지의 제1 거리와 상기 제2 직선 상의 제2 시작점으로부터 상기 제2 송신기까지의 제2 거리가 동일하게 되도록 상기 제1 송신기의 위치와 상기 제2 송신기의 위치를 산출하는 단계를 포함한다.
일실시예에서, 상기 보상하는 단계는, 상기 제1 송신기의 위치를 한정하는 단계에서 상기 제1 송신기의 제1 LF 신호에 대한 상기 1차측 장치의 제1 수신기와 제2 수신기의 수신신호 시간차이에 기초하여 결정되는 상기 제1 직선 상의 제1 시작점을, 상기 제1 직선 상에서 상기 시간차이에 광속을 곱한 거리차이만큼 이동시킬 수 있다.
일실시예에서, 상기 제2 수신기는 상기 제1 수신기보다 상기 제1 송신기 및 상기 제2 송신기에 가까이 위치할 수 있다.
일실시예에서, 상기 보상하는 단계는, 상기 제2 송신기의 위치를 한정하는 단계에서 상기 제2 송신기의 제2 LF 신호에 대한 상기 1차측 장치의 제1 수신기와 제2 수신기의 수신신호 시간차이에 기초하여 결정되는 상기 제2 직선 상의 제2 시작점을, 상기 제2 직선 상에서 상기 시간차이에 광속을 곱한 거리차이만큼 이동시킬 수 있다.
일실시예에서, 상기 제1 수신기는 상기 제2 수신기보다 상기 제1 송신기 및 상기 제2 송신기에 가까이 위치할 수 있다.
일실시예에서, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법은, 상기 제1 직선과 상기 제2 직선 사이의 간격이 상기 제1 송신기와 상기 제2 송신기 사이의 거리와 동일한 상기 제1 직선 상의 위치와 상기 제2 직선 상의 위치를 상기 제1 송신기의 위치 및 상기 제2 송신기의 위치로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법은, 상기 1차측 장치의 중심에 대하여 상기 제1 송신기의 위치 및 상기 제2 송신기의 위치에 기초하여 획득한 상기 2차측 장치의 중심의 거리와 방향을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 제1 송신기의 위치를 한정하는 단계는, 상기 제1 수신기와 상기 제2 수신기에서 상기 제1 LF 신호를 수신하는 시간들 간의 제1 시간차이를 계산하는 단계; 상기 제1 시간차이에 광속을 곱한 거리차이의 절반을 반지름으로 하는 제1 원을 상기 제2 수신기를 중심으로 생성하는 단계; 상기 제1 수신기를 지나고 상기 제1 원에 접하는 제1 접선을 생성하는 단계; 및 상기 제1 수신기를 지나고 상기 제1 접선과 직교하는 제1 직선을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제1 송신기의 위치는 상기 제1 접선과 상기 제1 직선이 만나는 제2 점을 시작점으로 하고 상기 제1 직선 상에 위치한다.
일실시예에서, 상기 제2 송신기의 위치를 한정하는 단계는, 상기 제1 수신기와 상기 제2 수신기에서 상기 제2 LF 신호를 수신하는 시간들 간의 제2 시간차이를 계산하는 단계; 상기 제2 시간차이에 광속을 곱한 거리차이의 절반을 반지름으로 하는 제2 원을 상기 제2 수신기를 중심으로 생성하는 단계; 상기 제1 수신기를 지나고 상기 제2 원에 접하는 제2 접선을 생성하는 단계; 및 상기 제1 수신기를 지나고 상기 제2 접선과 직교하는 제2 직선을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2 송신기의 위치는 상기 제2 접선과 상기 제2 직선이 만나는 제4 점을 시작점으로 하고 상기 제2 직선 상에 위치한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법은, 전력공급장치(supply device)의 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC)와 무선랜(wireless local area network, WLAN)으로 연결되는 전기차 통신제어기(EV communication controller, EVCC)를 구비하고 제1 송신기 및 제2 송신기가 탑재된 2차측 장치(secondary device)를 구비하는, 전기차(electric vehicle, EV) 또는 전기차 장치(EV device)에 의한 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법으로서, 상기 제1 송신기를 통해 상기 전력공급장치(supply device)의 1차측 장치의 제1 수신기와 제2 수신기로 제1 LF(low frequency) 신호를 보내고 상기 SECC로부터 상기 제1 LF 신호와 관련된 응답을 받는 것에 기초하여 상기 전력공급장치 상의 기준점으로부터 방사 방향으로 연장하는 제1 직선 상으로 상기 제1 송신기의 위치를 한정하는 단계; 상기 제2 송신기를 통해 상기 제1 수신기와 상기 제2 수신기로 제2 LF 신호를 보내는 것에 기초하여 상기 전력공급장치 상의 상기 기준점으로부터 방사 방향으로 연장하는 제2 직선 상으로 상기 제2 송신기의 위치를 한정하는 단계; 상기 제1 송신기와 상기 제2 송신기에 가까운 수신기에 도달하는 상기 제1 LF 신호와 상기 제2 LF 신호 간의 시간차이를 계산하는 단계; 상기 1차측 장치에 가까이 위치하는 송신기가 상기 제1 송신기일 때, 상기 제1 직선의 제1 시작점을 상기 제1 직선 상에서 상기 시간차이만큼 상기 제1 송신기 측으로 이동시킨 제1a 시작점을 결정하는 단계; 및 상기 제2 직선의 제2 시작점과 상기 제2 송신기 간의 거리와 동일한 거리로 상기 제1a 시작점에서 상기 제1 직선 상에 위치하는 상기 제1 송신기의 위치를 결정하는 단계를 포함한다.
일실시예에서, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법은, 상기 1차측 장치에 가까이 위치하는 송신기가 상기 제2 송신기일 때, 상기 제2 직선의 제2 시작점을 상기 제2 직선 상에서 상기 시간차이만큼 상기 제2 송신기 측으로 이동시킨 제2a 시작점을 결정하는 단계; 및 상기 제1 직선의 제1 시작점과 상기 제1 송신기 간의 거리와 동일한 거리로 상기 제2a 시작점에서 상기 제2 직선 상에 위치하는 상기 제2 송신기의 위치를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 정밀 포지셔닝의 거리 추정 장치는, 전력공급장치(supply device)의 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC)와 무선랜(wireless local area network, WLAN)으로 연결되는 전기차 통신제어기(EV communication controller, EVCC)를 구비하고 제1 송신기 및 제2 송신기가 탑재된 2차측 장치(secondary device)를 구비하는, 전기차(electric vehicle, EV) 또는 전기차 장치(EV device)에 결합하는 정밀 포지셔닝의 거리 추정 장치로서, 프로세서; 및 상기 프로세서에 의해 실행되는 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 명령어들은 상기 프로세서가: 상기 전력공급장치(supply device)의 1차측 장치의 중심을 향하는 제1 직선 상의 점으로 상기 제1 송신기의 위치를 한정하는 단계; 상기 1차측 장치의 중심을 향하는 제2 직선 상의 점으로 상기 제2 송신기의 위치를 한정하는 단계; 상기 1차측 장치에 도달하는 상기 제1 송신기와 상기 제2 송신기의 LF 신호들의 시간차이에 기초하여 상기 제1 송신기와 상기 제2 송신기 사이의 간격을 상기 제1 직선 또는 상기 제2 직선 상에서 보상하는 단계; 및 상기 보상하는 단계를 통해 상기 제1 직선 상의 제1 시작점으로부터 상기 제1 송신기까지의 제1 거리와 상기 제2 직선 상의 제2 시작점으로부터 상기 제2 송신기까지의 제2 거리가 동일하게 되도록 상기 제1 송신기의 위치와 상기 제2 송신기의 위치를 산출하는 단계를 수행하도록 구성된다.
본 발명에 의하면, 전기차(electric vehicle, EV)와 전력망(grid) 간의 무선 전력 전송(WPT)을 위한 정밀 포지셔닝 절차에서, 무선랜 등을 통해 위치 정보의 공유 없이, 1차측 장치(primary device, PD) 및 2차측 장치(secondary device, SD)의 안테나 정보와 LF(low frequency) 기반 P2PS(point to point signal) 시그널링에 기초하여 1차측 장치 상의 소정 기준점으로부터 2차측 장치 상의 소정 기준점에 대한 거리와 방향을 효과적으로 추정할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 데이터 통신을 통해 안테나의 위치 정보를 전달하거나 안테나 위치 정보를 공유할 수 없는 환경에서 정밀 포지셔닝에 요구되는 거리와 방향을 전기차 측에서 효과적으로 계산할 수 있다. 이 경우, 전기차는 1차측 장치의 제1 중심점으로부터 2차측 장치의 제2 중심점의 거리와 방향을 주기적으로 계산하면서 전기차의 이동을 제어하여 정밀 포지셔닝을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 데이터 통신을 통해 안테나의 위치 정보를 전달하거나 안테나 위치 정보를 공유하여 정밀 포지셔닝 절차를 진행하는 전기차에서 정밀 포지셔닝을 위한 하드웨어 및 소프트웨어 중 적어도 어느 하나의 오류로 인하여 1차측 장치와 2차측 장치의 상대적인 위치 정보가 공유되지 않아 정밀 포지셔닝을 정상적으로 수행할 수 없는 경우, 1차측 장치의 안테나 정보만 공유된다면, 1차측 장치의 안테나 정보 및 미리 알고 있는 2차측 장치의 안테나 정보를 토대로 LF 기반으로 안테나들의 각 위치를 특정함으로써 정밀 포지셔닝 절차에서의 오류를 효과적으로 대처할 수 있는 방안을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 전기차의 무선 전력 전송(WPT) 정밀 포지셔닝 절차에서 1차측 장치의 안테나 타입과 2차측 장치의 안테나 타입에 따른 차량 진입 방향을 조기에 결정하여 주차 구역이나 충전 구역으로 진입하는 차량의 진입 방향이나 진입 자세를 안내하여 정밀 포지셔닝에서의 효율을 높이고 사용자 편의성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송(wireless power transfer, WPT) 정밀 포지셔닝(fine positioning)의 거리 추정 방법을 적용할 수 있는 마그네틱 필드(magnetic field, MF) 기반 WPT 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 WPT 시스템에 채용할 수 있는 전력공급장치(supply device, SD)와 전기차 장치(electric vehicle device, EVD) 간의 무선 전력 흐름과 통신 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 WPT 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법의 적용 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일실시예에 따른 WPT 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법을 적용할 수 있을 1차측 장치의 안테나 배열과 2차측 장치의 안태나 배열의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일실시예에 따른 WPT 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법을 1차측 장치와 2차측 장치가 정렬된 상태에서 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 WPT 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법을 적용할 수 있는 1차측 장치와 2차측 장치가 정렬되지 않은 상태를 예시하는 도면들이다.
도 8은 도 6 및 도 7의 오정렬 상태에 적용되는 WPT 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9 내지 도 17은 도 8의 WPT 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법을 좀더 상세히 설명하기 위한 예시도들이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 WPT 정밀 포지셔닝의 거리 추정 장치의 주요 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에 사용되는 일부 용어를 정의하면 다음과 같다.
'전기차(Electric Vehicle, EV)'는 49 CFR(code of federal regulations) 523.3 등에서 정의된 자동차(automobile)를 지칭할 수 있다. 전기차는 고속도로 이용 가능하고, 차량 외부의 전원공급원으로부터 재충전 가능한 배터리 등의 차량 탑재 에너지 저장 장치에서 공급되는 전기에 의해 구동될 수 있다. 전원공급원은 주거지나 공용 전기서비스 또는 차량 탑재 연료를 이용하는 발전기 등을 포함할 수 있다. 전기차(electric vehicle, EV)는 일렉트릭 카(electric car), 일렉트릭 오토모바일(electric automobile), ERV(electric road vehicle), PV(plug-in vehicle), xEV(plug-in vehicle) 등으로 지칭될 수 있고, xEV는 BEV(plug-in all-electric vehicle 또는 battery electric vehicle), PEV(plug-in electric vehicle), HEV(hybrid electric vehicle), HPEV(hybrid plug-in electric vehicle), PHEV(plug-in hybrid electric vehicle) 등으로 지칭되거나 구분될 수 있다.
'플러그인 전기차(PEV: Plug-in Electric Vehicle)'는 전력 그리드에 연결하여 차량 탑재 일차 배터리를 재충전하는 전기차를 지칭할 수 있다.
'무선 충전 시스템(WCS: Wireless power charging system)'은 그라운드 어셈블리(GA: Ground assembly)와 차량 어셈블리(VA: Vehicle assembly) 간의 무선전력전송과 얼라인먼트 및 통신을 위한 시스템을 지칭할 수 있다.
'무선 전력 전송(WPT: Wireless power transfer)'은 유틸리티(Utility), 그리드(Grid), 에너지 저장 장치, 연료전지 발전기 등의 전원공급원에서 전자기 유도, 공진 등의 무접촉 수단을 통해 전기차와 전력을 전달하거나 전달받는 것을 지칭할 수 있다.
'유틸리티(Utility)'는 전기적인 에너지를 제공하며 통상 고객 정보 시스템(Customer Information System, CIS), 양방향 검침 인프라(Advanced Metering Infrastructure, AMI), 요금 및 수익(Rates and Revenue) 시스템 등을 포함하는 시스템들의 집합으로 지칭될 수 있다. 유틸리티는 가격표 또는 이산 이벤트(discrete events)를 통해 전기차가 전기에너지를 이용할 수 있도록 한다. 또한, 유틸리티는 세율, 계측 전력 소비에 대한 인터벌 및 전기차에 대한 전기차 프로그램의 검증 등에 대한 정보를 제공할 수 있다.
'스마트 충전(Smart charging)'은 전력 그리드와 통신하면서 EVSE 및/또는 전기차가 그리드 용량이나 사용 비용에 따라 차량 충전율이나 방전율을 최적화하는 동작 방식이나 시스템을 지칭할 수 있다.
'상호운용성(Interoperabilty)'은 서로 상대적인 시스템의 성분들이 전체 시스템의 목적하는 동작을 수행하기 위해 함께 작동할 수 있는 상태를 지칭할 수 있다. 정보 상호운용성(Information interoperability)은 두 개 이상의 네트워크들, 시스템들, 디바이스들, 애플리케이션들 또는 성분들이 사용자가 거의 또는 전혀 불편함 없이 안전하고 효과적으로 정보를 공유하고 쉽게 사용할 수 있는 능력을 지칭할 수 있다.
'유도성 충전 시스템(Inductive charging system)'은 두 파트가 느슨하게 결합된 트랜스포머를 통해 전기 공급 네트워크에서 전기차로 정방향에서 전자기적으로 에너지를 전송하는 시스템을 지칭할 수 있다. 본 실시예에서 유도성 충전 시스템은 전기차 무선 충전 시스템에 대응할 수 있다.
'유도성 결합(Inductive coupling)'은 두 코일들 간의 자기 결합을 지칭할 수 있다. 두 코일은 그라운드 어셈블리 코일(Ground assembly coil)과 차량 어셈블리 코일(Vehicle assembly coil)을 지칭할 수 있다.
'OEM(Original equipment manufacturer)'은 전기차 제조사 또는 전기차 제조사가 운영하는 서버로서 OEM 루트인증서를 발급하는 최상위 인증기관(CA: Certificate Authority)이나 최상위 인증서버를 포함할 수 있다.
'전력망 사업자(V2G operator)'는 전송 프로토콜을 이용하여 V2G 통신에 참여하는 1차 액터(primary actor)를 지칭하거나, 전기차 또는 전기차 사용자의 자동인증을 위한 블록체인 시작과 블록체인 상의 스마트 계약서 생성을 위한 엔티티를 지칭할 수 있고, 적어도 하나 이상의 신뢰된 인증기관이나 신뢰된 인증서버를 포함할 수 있다.
'모빌리티 사업자(MO: Mobility operator)'는 EV 운전자가 충전 스테이션에서 EV 배터리를 충전할 수 있도록 EV 소유자와 충전, 승인 및 결제에 관한 계약 관계를 맺고 있는 PnC 아키텍처 내 엔티티들 중 하나를 지칭할 수 있고, 자신의 인증서를 발급하고 관리하는 적어도 하나 이상의 인증기관이나 인증서버를 포함할 수 있다.
'충전서비스 제공자(CSP: Charge service provider)'는 전기차 사용자의 크리덴셜을 관리하고 인증하며, 요금청구 및 기타 부가가치 서비스를 고객에게 제공하는 역할을 하는 엔티티를 지칭할 수 있으며, MO의 특별한 유형에 해당한다고 볼 수 있고 MO와 합체된 형태로 구현될 수 있다.
'충전 스테이션(CS: Charging station)'은 하나 이상의 EV 전원공급장치(supply equipment)를 구비하며 EV에 대한 충전을 실제로 실행하는 시설이나 장치를 지칭할 수 있다.
'충전 스테이션 사업자(CSO: Charging station operator)'는 전기차에서 요청하는 전력을 공급하기 위하여 전력망에 연결되어 전력을 관리하는 엔티티를 지칭할 수 있다. 충전 스테이션 사업자(CSO)는 충전인프라 운영사업자(CPO: Charge point operator) 또는 모빌리티 서비스 제공자(eMSP: eMobility Service Provider)와 동일한 개념의 용어일 수 있고, 혹은 CPO 또는 eMSP에 포함되거나 CPO 또는 eMSP를 포함하는 개념의 용어일 수 있다. CSO, CPO 또는 eMSP는 자신의 인증서를 발급하거나 관리하는 적어도 하나 이상의 인증기관을 포함할 수 있다.
'모빌리티 계정 식별자(eMAID: e-Mobility Authentication Identifier)'는 계약 인증서를 전기를 사용하는 이동체(electroMobility)의 소유주의 결제 계정에 연결시키는 고유 식별자를 지칭할 수 있다. 본 실시예에서, 모빌리티 계정 식별자는 전기차 인증서의 식별자 또는 프로비저닝 인증서의 식별자를 포함할 수 있다. 이 용어 eMAID는 'e-Mobility Account Identifier'를 지칭하도록 대체되거나 계약 ID(contract ID)로 대체될 수 있다.
'클리어링 하우스(CH: Clearing house)'는 MO들, CSP들, 및 CSO들 사이의 협력 사항을 처리하는 엔티티로서, 특히 두 정산 사이 또는 두 정산 당사자 사이에서 EV 충전서비스 로밍에 대한 승인, 요금청구, 정산 절차를 원활하게 해주는 중간 관여자 역할을 할 수 있다.
'로밍(roaming)'은 전기차 사용자들이 하나의 크리덴셜과 계약을 사용하여, 다수의 모빌리티 네트웍에 속하는 다수의 CSP들 또는 CSO들에 의해 제공되는 충전서비스를 접근할 수 있게 해주는 정보 교환 및 관련 사항(provision)과 체계(scheme)를 지칭할 수 있다.
'크리덴셜(credential)'은 전기차 또는 전기차 사용자의 개인 정보를 나타내는 물리적 또는 디지털 자산으로서, 신원을 검증하기 위해 사용하는 암호학적 정보인 패스워드, 공개키 암호 알고리즘에서 사용하는 공개키/개인키 쌍, 인증기관이 발행하는 공개키 인증서, 신뢰하는 루트 인증기관 관련 정보 등을 포함할 수 있다.
'인증서(Certificate)'는 디지털 서명에 의해 공개키를 식별자(ID)와 바인딩하는 전자 문서를 지칭할 수 있다.
'서비스 세션'은 고유의 식별자를 가진 일정한 타임프레임에서의 어떤 고객에게 할당된, 충전 지점에서의 전기차 충전에 관한 서비스들의 집합을 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시예에 설명하는 V2G(vehicle to grid) 무선전력전송(wireless power transfer, WPT)을 위한 전기차 통신제어기와 전력공급장치 통신제어기 간의 페어링(pairing) 방법은 V2G 통신 세션에서 수행되는 LF(low frequency) 기반의 P2PS(point to point signal) 시그널링을 이용하는 정밀포지셔닝(fine positioning) 절차에 페어링(pairing) 절차를 결합하여 페어링 절차를 간소화하면서 정밀포지셔닝 절차에서 자주 발생하는 오류를 방지하거나 효율적으로 해소할 수 있는 새로운 WPT 페어링 방안을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 전력 전송(wireless power transfer, WPT) 정밀 포지셔닝(fine positioning)의 거리 추정 방법을 적용할 수 있는 마그네틱 필드(magnetic field, MF) 기반 WPT 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 전기차(10, 이하 'EV'라고도 한다)에 대한 무선전력전송(wireless power transfer, WPT)은 전력망(grid, G1)으로부터의 전기 에너지를 갈바닉 연결을 통한 직접적인 전류 흐름 없이 자기유도 혹은 자기공명 상태에서 마그네틱 필드를 통해서 전력공급장치(supply device)로부터 전기차 장치(EV device)로 전달하는 것으로 정의될 수 있다. 즉, 무선전력전송은 충전스테이션(charging station, 20)에서 EV(10)로 전력을 전송하여 EV(10)의 배터리(30)를 충전하는데 이용될 수 있다.
EV(10)는 충전스테이션(20)의 공급장치전력회로(supply power circuit, 250) 내 1차측 장치(primary device)와 전자기적으로 결합하는 2차측 장치(secondary device)를 구비한 전기차전력회로(EV power circuit, 150)를 포함할 수 있다. 2차측 장치 내 2차 코일은 EV(10)의 전기차 통신제어기(EV communication controller, EVCC, 100)의 제어에 따라 충전스테이션(20)에 연결된 1차측 장치의 1차 코일로부터 전자기유도나 자기공명에 의해 전자기 에너지를 전달받을 수 있다. EV(10)로 전달되는 전자기 에너지는 유도전류로 변환되고, 유도전류는 직류전류로 정류된 후 배터리(30)를 충전시키는데 이용될 수 있다.
충전스테이션(20)은 상용 전력망(G1)이나 전력 백본으로부터 전력을 공급받고, 충전스테이션(20) 내 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC, 200)의 제어하에서 공급장치전력회로(250)를 통해 EV(10)에 전자기 에너지를 공급할 수 있다. 공급장치전력회로(250)는 전기차 전력공급장치(EV supply equipment, EVSE)의 적어도 일부의 구성으로서 EV(10) 소유자의 집에 부속된 차고나 주차장, 주유소 등에서 EV 충전을 위한 주차구역, 쇼핑센터나 업무용 건물의 주차구역 등과 같이 다양한 장소에 위치할 수 있다.
또한, 충전스테이션(20)은 유무선 통신을 통하여 전력망(G1)을 관리하는 전력 기반구조 관리 시스템(power infrastructure management system)이나 인프라 서버 또는 네트워크 상의 컴퓨팅 장치와 통신할 수 있고, EV(10)와도 무선 통신을 수행할 수 있다.
무선 통신은 IEEE 802.11 규약에 따른 와이파이(WiFi) 등을 기반으로 하는 무선랜(wireless local area network, WLAN) 기반 통신을 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신은 저주파수(low frequency, LF), 저출력 자기장(low power excitation, LPE)를 이용한 P2PS(peer to peer signal) 시그널링을 포함할 수 있다. 또한, 충전스테이션(20)과 EV(10) 간의 무선 통신 방식은 전술한 무선 통신 방식 외에 블루투스(bluetooth), 지그비(zigbee), 셀룰러(cellular) 등 다양한 통신방식 중 하나 이상을 더 포함하거나 대체 사용될 수 있다.
또한, EV(10) 및 충전 스테이션(20)은 XML(extensible markup language)이나 EXI(efficient XML interchange) 기반 데이터 표현 포맷에 따라 메시지를 교환하여 무선전력전송이나 충전 프로세스를 진행할 수 있다. 즉, EVCC(100)와 SECC(200) 사이에 충전 프로세스를 위한 통신이 무선랜과 LF 신호를 통해 이루어질 수 있다.
한편, 무선랜 등의 통신을 통해 EVCC와 SECC 간에 정밀 포지셔닝을 위한 위치 정보가 공유되지 않는 경우, 2차측 장치를 탑재한 EV(10)나 EV 장치는 LF 기반 정밀 포지셔닝 절차를 정상적으로 수행하기가 쉽지 않다. 하지만, 본 실시예에서는 에서 정밀 포지셔닝을 위한 위치 정보가 공유되지 않는 경우에도, 1차측 장치 및 2차측 장치의 각 안테나 정보와 LF 신호의 응답에 기초하여 정밀 포지셔닝을 정상적으로 수행할 수 있도록 1차측 장치에 대한 2차측 장치의 거리와 방향 정보를 제공할 수 있다.
또한, 충전 프로세스를 위한 통신 과정에서 EV(10)는 충전스테이션(20)이 신뢰할 수 있는 시설이나 장치인지를 확인하기 위해 충전스테이션(20)의 신원을 확인하고, 무단 접근(access)으로부터 통신을 보호하기 위해 충전스테이션(20)의 SECC(200)과 보안 채널을 설정할 수 있다. 보안 채널은 전송 계층 보안(transport layer security, TLS) 등에 의해 달성될 수 있다. TLS 세션은 인터넷 프로토콜(internet protocol, IP) 기반의 통신 연결 설정 절차 이후에 TLS 세션 설정 절차에 따라 수행될 수 있다.
도 2는 도 1의 WPT 시스템에 채용할 수 있는 전력공급장치(supply device, SD)와 전기차 장치(electric vehicle device, EVD) 간의 무선 전력 흐름과 통신 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, SD와 EVD의 무선 전력 흐름(wireless power flow)은 공급장치전력회로(250)의 공급전력변환장치(supply power electronics, 252)가 상용 전력을 변환하여 1차측 장치(251)로 전달하고, 1차측 장치(251)가 SECC(200)의 제어에 따라 전기차전력회로(150)의 2차측 장치(151)로 전자기 에너지를 전달하고, 전기차전력변환장치(EV power electronics, 152)가 EVCC(110)의 제어에 따라 2차측 장치(151)에서 발생하는 유도전류를 변환하여 배터리 등에 공급하도록 구성된다.
EVCC(100)와 SECC(200) 간의 통신은 무선 통신 인터페이스(wireless communication interface)의 물리적 계층과 데이터 링크 계층을 지원하는 무선랜(WLAN) 링크를 포함할 수 있다. 또한, EVCC(100)과 SECC(200) 간의 통신에서는 WPT 세션을 시작하기 전에 SECC(200) 및 EVCC(100)에서 호환성을 위한 분석 및 확인을 수행할 수 있다.
전술한 WPT 시스템은 호환성 클래스의 요구사항을 만족하기 위해 호환성 분석 및 확인 과정에서 메시지 교환 및 통신 보안에 대한 요구사항을 포함시킬 수 있다. 메시지 교환에 대한 요구사항은 통신 타이밍 요구사항, 작동 타이밍 요구사항 등을 포함할 수 있다.
또한, EVCC(100)와 SECC(200)는 EV 장치 P2PS 컨트롤러(EV device P2PS controller, 110)와 전력공급장치 P2PS 컨트롤러(supply device P2PS controller, 210)에 의한 P2PS(point to point signal) 시그널링을 통해 신호 및 데이터를 송수신할 수 있다. P2PS는 LF 신호를 포함할 수 있다. EV 장치 P2PS 컨트롤러(110)와 전력공급장치 P2PS 컨트롤러(210) 각각은 적어도 하나의 안테나를 포함하는 LF 송신기(transmitter) 및 적어도 하나의 안테나를 포함하는 LF 수신기(receiver) 중 적어도 어느 하나 또는 두 모두를 구비할 수 있다.
EV 장치 P2PS 컨트롤러(110)에 연결되는 복수의 LF 송신기는 2차측 장치의 2차 코일 주변에서 배치될 수 있고, 송신안테나 또는 송신기(transmitter)로 지칭될 수 있다. 전력공급장치 P2PS 컨트롤러(210)에 연결되는 복수의 LF 수신기는 1차측 장치의 1차 코일 주변에서 배치될 수 있고, 수신안테나 또는 수신기(receiver)로 지칭될 수 있다.
무선전력전송을 위한 통신에 사용되는 WLAN 및 P2PS(point to point signal)의 물리 계층을 설명하면 다음과 같다.
WLAN 및 P2PS의 물리 계층을 갖춘 시스템 아키텍처는 EVCC와 SECC 간의 WLAN과 EV 장치(EVD)와 전력공급장치(SD) 간의 P2PS로 구성된다. P2PS는 LF(low frequency) 신호, 1차측 장치로부터의 LPE(low power excitation), WPT에 의한 이상 모니터링(anomaly monitoring), 광학적 마킹(optical markings), 외부적 확인 수단(external confirmation means), 정렬, 페어링 또는 안전이 보장되는 기타 수단, 전력 체크(power check) 등에 이용될 수 있다.
여기서, LF 신호(LF signal)는 저주파 무선 대역(radio bands) 예컨대, 30㎑ 내지 300㎑에서 작동하는 디지털 변조 자기장이다. LF 송신기(transmitter) 또는 수신기(receiver)는 19㎑에서 300㎑ 사이의 주파수 범위 내 고정 주파수에서 작동할 수 있다. 시스템 주파수는 125㎑, 134㎑, 145㎑, 165㎑, 185㎑, 205㎑ 등에서 선택될 수 있다.
LF 시스템이 사용하는 특정 주파수 대역에 대한 최대 복사 전력 또는 자기장 또는 전기장 강도는 국제전기통신연합 전파통신부문(ITU-R)의 SM.2153-7 보고서에 설명된 기술 및 운영 매개변수 및 스펙트럼 사용을 포함하는 국가/지역 규칙에 대한 정보를 준수할 수 있다.
간섭 없이 병렬로 3개의 EV를 포지셔닝하기 위한 LF 신호를 허용하려면 서로 다른 주파수들이 필요하다. 자기장은 EV 또는 EV 장치에 위치한 2개 이상의 LF 송신기들에 의해 생성된다. LF 송신기들의 위치가 제조업체에 달려 있으므로 EV 또는 EV 장치의 장착 위치는 지정되지 않을 수 있다.
안테나의 위치는 통신을 통해 EVCC와 SECC 간에 교환된다. 안테나는 특정 방향으로 에너지를 집중하거나 억제함으로써 특정 방향에 대한 지향성 또는 방향성을 가질 수 있으며, 1차측 장치 송신기 또는 EV 송신기의 LF 신호의 방향은 미리 결정되거나 설정될 수 있다.
1차측 장치에는 최소 2개의 LF 수신기/송신기가 포함될 수 있다. 제조업체는 LF 송신기/수신기를 1차측 장치나 2차측 장치의 기하학적 정렬 지점을 중심으로 x축 방향으로 대칭적으로 배치하거나, LF 송신기/수신기를 1차측 장치의 금속 또는 페라이트 구조에서 충분한 거리를 두고 장착하여 심각한 상호 작용이나 방해를 방지하도록 구성할 수 있다.
자기장 강도는 포지셔닝을 제공하기 위해 하나 또는 여러 수신기에 의해 측정될 수 있다. 또한, 안테나 배열의 최적화를 위해 3개 이상의 안테나들이 사용될 수 있다.
한편, EV 또는 EV 장치(EVD)에서 전송되는 LF 신호의 LF 데이터는 OOK(on-off-keying)로 전송될 수 있다. OOK에서 "1"은 자기장을 활성화하고 "0"은 자기장을 비활성화한 것일 수 있다.
OOK(On-Off Keying)는 반송파의 유무에 관계없이 디지털 데이터를 나타내는 진폭 편이 변조(amplitude shift keying, ASK)의 가장 단순한 형태를 나타낸다. 자기장 생성은 코일의 대역폭(Q 팩터)에 크게 의존한다. Q 팩터가 너무 좁으면 수신기가 데이터를 올바르게 디코딩하지 못할 수 있다. 따라서 Q 팩터는 적절한 데이터 통신을 보장하기 위해 조정될 수 있다.
예를 들어, Q 팩터의 조정 결과 중 하나로서, 수신기 검출 임계값(Receiver detection thresholds)은, 0에서 1로의 검출의 경우, 송신기 코일 전류로서 요구되는 출력 전류의 70%에서 선택되고, 1에서 0으로의 검출의 경우, 요구되는 출력 전류의 30%에서 선택될 수 있다.
또한, LF 데이터의 변조된 신호(modulated signals)를 인코딩하는데 멘체스터 코드(Manchester code)가 사용될 수 있다. 맨체스터 코드의 데이터 전송률은 3.9Kbit/s(±300b/s)일 수 있다. LF 신호는 현재 6개의 주파수를 후보로 하므로 한 주기의 데이터는 주파수에 매우 의존적일 수 있다. 즉, 각 후보 주파수에 대한 하나의 값의 주기는 다음의 표 1과 같다.
사용가능한 LF신호
주파수 125㎑ 134㎑ 145㎑ 165㎑ 185㎑ 205㎑
단일값 주기 8㎲ 7.5㎲ 6.9㎲ 6㎲ 5.4㎲ 4.9㎲
정밀 포지셔닝을 위한 LF 데이터 형식를 예를 들어 나타내면 다음의 표 2와과 같다.
Preamble Block Data Block
Preamble Sync. First Data CAC Dummy CRC Guard
8 bit 9 bit 1 bit 32 bit 2 bit 2 bit 2 bit
표 2에서, 프리앰블 블럭(preamble block)의 프리앰블(preamble) 신호는 잡음이 있는 환경에서 회로가 의도하지 않은 동작을 하는 것을 방지하기 위해 프리앰블 감지 회로가 입력 신호를 확인하기 위한 것이다. LF 텔레그램은 LF 데이터 임계값을 설정하기 위해 서문으로 시작할 수 있다. 서문은 50% 듀티 사이클(duty cycle)을 가질 수 있다.또한, 동기화(Synchronization) 신호는 그라운드 어셈블리(GA)에서 차량 어셈블리(VA)에서 보낸 LF 변조를 복조하기 위한 신호이다.
또한, 데이터 블럭(data block)의 첫 번째 데이터(first data)는 "0"으로 고정될 수 있다.
또한, 충돌 회피 코드(collision avoidance code, CAC)는 신호를 다른 차량에서 보내는 신호와 구분하기 위한 각 안테나의 임시 식별자이다. 각 안테나에 대한 CAC는 모든 세션에서 무작위로 생성되며 장치마다 고유해야 한다. CAC 길이는 안테나 간의 충돌 확률을 거의 0에 가깝게 유지하기 위해 32비트로 선택될 수 있다. 예를 들어, 6개의 차량과 각각 4개의 안테나가 있다고 가정할 때, 주변 안테나의 최대 수가 24개로 주어진다. 각 안테나의 CAC는 차량 통신 컨트롤러와 베이스 통신 컨트롤러를 통해 ANT_ID 파라미터로 전달될 수 있다. ANT_ID의 데이터 유형은 CAC의 16진수 표현에서 8자의 문자열일 수 있다.
또한, 더미(dummy)는 유용한 데이터가 포함되지 않고 공간을 예비해 둔 것일수 있다.
또한, 순환 중복 검사(cyclic redundancy check, CRC)는 네트워크 등을 통해 데이터를 전송할 때 전송된 데이터에 오류가 있는지를 확인하기 위한 체크값을 결정하는 방식을 말하거나 그러한 체크값 결정 방식에 대한 정보를 포함한다.
또한, LF 송신기에서 LF 수신기로 LF 신호를 보낼 때 LF 수신기는 계속 데이터를 수신한다. 따라서 가드(guard) 비트를 사용하여 앞서 전송된 신호와 현재 전송되는 신호를 구별할 수 있다.
한편, 전술한 P2PS 시그널링은 정밀 포지셔닝(fine positioning), 페어링(pairing), 정렬 확인(alignment check) 등에 사용될 수 있다. LF 신호를 이용한 정밀 포지셔닝 절차를 나타내면 다음과 같다.
본 실시예의 정밀 포지셔닝 절차의 시작은 EVCC에서 SECC로 메시지를 전송함으로써 트리거될 수 있다. SECC는 LF 작동 주파수 정보를 포함하는 메시지를 전송하여 EVCC에 응답할 수 있다. EV 장치는 선택한 주파수에서 P2PS 링크를 통해 1차측 장치의 LF 수신기로 LF 신호를 전송할 수 있다. SECC는 전력공급장치(SD)의 1차측 장치의 LF 수신기가 수신한 RSSI 값을 포함하는 메시지를 EVCC로 되돌려 보낼 수 있다. 1차측 장치의 LF 수신기의 RSSI 값에 대한 피드백을 기반으로 하는 포지셔닝 알고리즘이 EV에서 구현될 수 있다. 이때, 본 실시예에 따른 거리 추정 방법을 이용하여, 1차측 장치의 중심점이나 소정 기준점을 기준으로 EV 장치의 중심점이나 2차측 장치의 중심점의 거리를 추정하고, 이를 통해 1차측 장치와 2차측 장치를 허용 오차 범위 내에서 자동으로 정렬시킬 수 있다.
전술한 LF 신호를 이용한 정밀 포지셔닝 절차를 좀더 구체적으로 예시하면 다음과 같다.
먼저, EVCC는 LF 신호를 사용하여 정밀 포지셔닝을 요청한다. 다음, 전력공급장치(SD)는 EV 장치로부터의 LF 신호를 수신하도록 LF 수신기를 준비한다. 다음, SECC는 전력공급장치(SD)의 LF 작동 주파수 정보가 포함된 메시지를 전송하여 EVCC에 응답한다. 다음, EV 장치는 LF 송신기를 통해 LF 신호를 전력공급장치(SD)로 보낼 준비를 한다. 그리고 LF 송신기는 전력공급장치(SD)의 LF 작동 주파수 정보를 사용하여 LF 신호를 LF 수신기로 보낸다.
다음, 운전자가 EV를 주차 지점이나 충전 지점으로 이동하여 2차측 장치가 1차측 장치로부터 최소 4m 이내에 도달하면, LF 수신기가 EV 장치에서 전송된 LF 신호를 감지한다.
다음, EV 장치는 포지셔닝을 위한 LF 신호를 전력공급장치(SD)로 보내고, EVCC는 사전 보정된 원시 데이터(pre-calibrated raw data)가 포함된 메시지를 SECC에 요청한다. SECC는 전력공급장치(SD)에 의해 감지된 LF 신호 값을 사전 보정한 원시 데이터를 포함하는 메시지로 EVCC에 응답한다.
다음, EV 장치는 SECC로부터 반환된 LF 신호 값에서 1차측 장치의 위치를 동적으로 계산할 수 있다. 본 실시예에서는 LF 신호 값 예를 들어 LF 신호의 최대값과 LF 신호의 도달 시간을 이용하여 1차측 장치의 중심점이나 1차측 장치 상부나 주변에 특정한 두 기준점들에서 2차측 장치의 2개의 전송안테나까지의 두 거리들이 동일하게 되는 조건을 만족하도록 EV를 이동시켜 1차측 장치 상에 2차측 장치가 정렬되도록 구현될 수 있다.
다음, 2차측 장치가 정렬 허용 범위 내에서 1차측 장치 위에 있고 1차측 장치 및 2차측 장치가 "양호한" 정렬 상태에 있으면, EV는 차량제어기의 제어에 따라 주차할 수 있다. 그리고, EVCC는 정밀 포지셔닝 프로세스 완료를 SECC에 요청할 수 있고, 전력공급장치는 더 이상 LF 수신기를 활성화하지 않고 LF 수신기가 더 이상 활성화되지 않았음을 나타내는 메시지를 전송하여 EVCC에 응답할 수 있다.
그리고, 전술한 LF 신호를 이용한 정밀 포지셔닝 절차에서 LF 파라미터의 교환 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, LF 기반 정밀 포지셔닝의 시작에서, 1차측 장치의 수신안테나에서 감지된 신호를 적절하게 비교하기 위해, 송신안테나의 위치는 통신을 통해 SECC와 EVCC 간에 교환될 수 있다.
여기서, EVCC는 미리 설정된 파라미터를 가진 데이터를 포함하는 정밀 포지셔닝 셋업 요청 메시지를 SECC로 보낼 수 있다. EV의 LF 정밀 포지셔닝 셋업 데이터에 포함될 수 있는 파라미터는 EV에 설치된 보조 안테나 시스템의 송신기/수신기의 개수, 각 송신기/수신기의 식별자, 위치 및 방향, 신호 주파수(signal frequency), 펄스 시퀀스 순서(pulse sequence order), 펄스 패키지 내 개별 펄스들 사이의 펄스 간격 시간(pulse separation time), 각 개별 펄스의 지속 시간(time duration), 두 연속 펄스 패키지들 간의 패키지 간격 시간(package separation time)을 포함할 수 있다.
또한, SECC는 EVCC의 정밀 포지셔닝 셋업 요청 메시지에 대하여 정밀 포지셔닝 셋업 응답 메시지를 EVCC로 보낼 수 있다. SECC의 LF 정밀 포지셔닝 셋업 데이터에 포함될 수 있는 파라미터는 인프라(infrastructure)의 1차측 장치에 설치된 정밀 포지셔닝 시스템의 송신기/수신기의 개수, 각 송신기/수신기의 식별자, 위치 및 방향, 신호 주파수(signal frequency), 펄스 시퀀스 순서(pulse sequence order), 펄스 패키지 내 개별 펄스들 사이의 펄스 간격 시간(pulse separation time), 각 개별 펄스의 지속 시간(time duration), 두 연속 펄스 패키지들 간의 패키지 간격 시간(package separation time)을 포함할 수 있다.
전술한 송신기 또는 수신기의 위치는 밀리미터(㎜)로 주어진 1차 코일 구조의 기하학적 중심에 상대적인 1차측 장치의 좌표로 주어진 송신기 또는 수신기의 좌표(x,y,z)를 나타낼 수 있다. 송신기 또는 수신기의 방향은 측정 방향이 주어진 (x,y,z) 단위 벡터를 나타내며, 방향이 적용되지 않으면 세 값 모두는 제로(zero, 0)으로 설정된다. 신호 주파수는 EV 장치에 의해 사용될 신호의 주파수(㎐)를 나타낸다. 그리고, 펄스 시퀀스 순서는 선택적 파라미터로서 송신기 또는 수신기가 신호를 하나의 펄스 패키지로 보내는 순서를 설명하는 안테나 식별자의 정렬된 목록을 나타내며, 이 목록은 EV 송신기 또는 수신기에서 정렬된 펄스들의 순서대로 수집된 펄스 패키지를 정의한다.
그리고, LF 정밀 포지셔닝 셋업을 성공적으로 완료한 후에, EVCC와 SECC 간의 포지셔닝 정보 교환은 EVCC가 정밀 포지셔닝 요청을 전송함으로써 시작될 수 있다. EVCC와 SECC 간에는 포지셔닝 프로세스가 진행 중인지 완료되었는지에 대한 정보가 교환되고, 추가로 LF 측위 방법에 대한 특정 매개변수(parameter)가 교환된다.
특정 파라미터는 메시지에 포함되는 신호 패키지들의 개수, 각 신호 패키지의 패키지 인덱스(package index), 각 송신기 또는 수신기의 식별자, 각 송신기의 EIRP(effective isotropically radiated power), 각 수신기의 수신된 펄스나 신호에 대한 송신기 식별자와 RSSI(received signal strength indicator) 값을 포함할 수 있다. 방출되는 LF 신호의 신호 강도를 나타내는 EIRP 값은 전송 성분(transmitting component)으로 사용되고, 그렇지 않으면 해당 값은 0으로 설정될 수 있다. 그리고 RSSI 값은 수신된 펄스의 사전 처리된 RSSI 값을 포함할 수 있고, RSSI 값의 순서는 정밀 포지셔닝 셋업 중에 EV에서 제공한 센서 신호 패키지 순서(sensor signal package order)에 대응될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 WPT 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법의 적용 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법은 EV(10) 또는 EV 장치와 전력공급장치(supply device, SD) 간의 무선랜과 LF 기반 P2PS 시그널링을 통해 수행될 수 있다. EV 장치(151)의 EVCC는 SD의 SECC와 무선랜 통신을 통해 안테나 관련 정보와 LF 신호 관련 정보를 공유할 수 있다. EV 장치는 EVCC에 연결되는 제1 통신 장치(102)를 구비하고, 제1 통신 장치(102)는 주차 구역(Pa)에 설치되는 제2 통신 장치(202)와 무선랜 통신 채널로 연결될 수 있다. 제2 통신 장치(202)는 전력공급장치의 SECC에 연결될 수 있다.
EV 장치의 2차측 장치(151)에는 제1 송신기(T1) 및 제2 송신기(T2)가 배치되고, 2차측 장치는 전자기적 중심 또는 기하학적 중심(Cb)를 가질 수 있다.
1차측 장치(251)는 전력공급장치에 포함될 수 있고, 제1 수신기(R1) 및 제2 수신기(R2)를 구비하고, 전자기적 중심 또는 기하학적 중심(Ca)를 가질 수 있다.
한편, 지상(ground)에 설치되는 1차측 장치(251)에 고정되는 제1 송신기(R1) 및 제2 송신기(R2)와 달리 움직이는 EV(10)에 탑재된 EV 장치 내 2차측 장치(151)의 제1 송신기(T1) 및 제2 송신기(T2)는 EV(10)의 움직임에 따라 두 수신기들의 위치를 기준으로 다양한 배치 형태를 가질 수 있다. 또한, 1차측 장치나 1차측 장치의 LF 안테나들에 대한 배치 정보를 제대로 갖고 있지 못한 경우, 정렬되지 않은 상태에서 정밀 포지셔닝을 위한 LF 신호 처리를 제대로 수행하기가 쉽지 않다.
이에 본 실시예에서는 1차측 장치나 1차측 장치의 LF 안테나들에 대한 배치 정보를 필요로 하지 않고, 움직이는 EV(10)에 탑재된 제1 송신기(T1) 및 제2 송신기(T2)의 위치가 임의로 변하는 경우에도, 즉 환경에 강인한 특성을 가지는 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법을 제공한다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일실시예에 따른 WPT 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법을 적용할 수 있을 1차측 장치의 안테나 배열과 2차측 장치의 안테나 배열의 배치 구조를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에서 LF 안테나(LF antenna, LFA)는 LF 신호를 전송하는 LF 송신 안테나 또는 송신기(transmitter)를 포함하거나, LF 신호를 수신하는 LF 수신 안테나 또는 수신기(receiver)를 포함한다. LF 안테나는 LF 신호를 전송할 때 송신기로 동작하고, LF 신호를 수신할 때 수신기로 동작할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, EV 장치 측의 LF 안테나는 수신 코일 또는 2차 코일(secondary coil)을 포함하는 2차측 장치에 적어도 3개가 설치된다. 적어도 3개의 LF 안테나들은 보조 안테나로서 2차 코일 주변에 설치될 수 있다. 예를 들어, 적어도 3개의 LF 안테나들은, 2차 코일이 평면 상에서 대략 4개의 변(side)을 가진 형태를 가질 때, 2차 코일의 각 변의 중간부 외측에 그 중심의 길이 방향이 해당 LF 안테나가 위치하는 변과 평행하도록 각각 배치될 수 있다.
또한, 전력공급장치 측의 LF 안테나는 송신 코일 또는 1차 코일(primary coil)을 포함하는 1차측 장치에 적어도 3개가 설치된다. 적어도 3개의 LF 안테나들은 보조 안테나로서 1차 코일 주변에 설치될 수 있다. 예를 들어, 적어도 3개의 LF 안테나들은, 1차 코일이 평면 상에서 대략 4개의 변(side)을 가진 형태를 가질 때, 1차 코일의 각 변의 중간부 외측에 그 중심의 길이 방향이 해당 LF 안테나가 위치하는 변과 평행하도록 각각 배치될 수 있다.
좀더 구체적으로 설명하면, 도 4a에 도시한 제1 배치 구조와 같이, 1차측 장치에 3개의 수신기들이 배치되는 경우, 제1 수신기(LFA 1A)는 제2 수신기(LFA 1B)와 대칭 배치되고, 제3 수신기(LAF 1C)는 제1 수신기(LFA 1A) 및 제2 수신기(LFA 1B)의 중심들을 지나는 직선과 직교하는 방향 중 지면(paper)의 표면과 평행하고 지면의 상부측으로 향하는 -x 방향에 배치될 수 있다.
이와 유사하게, 2차측 장치에 3개의 송신기들이 배치되는 경우, 제1 송신기(LFA 2A)는 제2 송신기(LFA 2B)와 대칭 배치되고, 제3 송신기(LAF 2C)는 제1 송신기(LFA 2A)의 중심과 제2 송신기(LFA 2B)의 중심을 지나는 직선과 직교하는 방향 중 지면의 표면과 평행하고 지면의 상부측을 향하는 -x 방향에 배치될 수 있다.
또한, 도 4b에 도시한 제2 배치 구조와 같이, 1차측 장치에서 제1 수신기(LFA 1A)는 제2 수신기(LFA 1B)와 대칭 배치되고, 제3 수신기(LAF 1C)는 -x 방향에 배치될 수 있다. 그리고, 2차측 장치에서 제1 송신기(LFA 2A)는 제2 송신기(LFA 2B)와 대칭 배치되고, 제3 송신기(LAF 2C)는 x 방향에 배치될 수 있다. x 방향은 -x 방향의 역방향이다.
또한, 도 4c에 도시한 제3 배치 구조와 같이, 1차측 장치에서 제1 수신기(LFA 1A)는 제2 수신기(LFA 1B)와 대칭 배치되고, 제3 수신기(LAF 1C)는 x 방향에 배치될 수 있다. 그리고, 2차측 장치에서 제1 송신기(LFA 2A)는 제2 송신기(LFA 2B)와 대칭 배치되고, 제3 송신기(LAF 2C)는 -x 방향에 배치될 수 있다.
또한, 도 4d에 도시한 제4 배치 구조와 같이, 1차측 장치에서 제1 수신기(LFA 1A)는 제2 수신기(LFA 1B)와 대칭 배치되고, 제3 수신기(LAF 1C)는 x 방향에 배치될 수 있다. 그리고, 2차측 장치에서 제1 송신기(LFA 2A)는 제2 송신기(LFA 2B)와 대칭 배치되고, 제3 송신기(LAF 2C)는 x 방향에 배치될 수 있다.
여기서, 하나 이상의 송신기 및 하나 이상의 수신기를 포함하는 LF 안테나는, 각 자기장이 서로 0도, 90도, 180도 또는 270도 방향으로 형성되도록 배치될 수 있다.
한편, 다양한 포지셔닝 기술(positioning technologies) 중에서 전기차 무선전력전송의 정밀 포지셔닝을 위한 LF 신호에 사용될 수 있는 대표적인 포지셔닝 기술로 RSSI(received signal strength intensity)를 이용한 방법을 들 수 있다.
RSSI에 기반한 거리 측위는 아래 수학식 3에 따라 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2021019224-appb-M000001
여기서, d는 거리, n은 신호전파상수, Ar은 1미터당 RSSI 값, λ 는 전파의 파장, c는 전파의 속도, f는 전파의 주파수, L은 전파경로손실 즉, 송신 신호 세기에서 수신 신호 세기를 뺀 값을 각각 나타낸다.
RSSI에서 3차원 좌표를 인식하기 위해서는 최소 3개의 신호를 인식할 필요가 있다. 수신 코일에 적어도 3개의 LF 송신기가 배열되고, 송신 코일에 적어도 3개의 LF 수신기가 설치될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 EV 장치의 적어도 3개 이상의 송신기들 중 2개의 송신기와 1차측 장치의 적어도 3개 이상의 수신기들 중 2개의 수신기를 사용하고 LF 신호를 이용하여 1차측 장치의 중심점에 대한 2차측 장치의 중심점의 거리와 방향을 추정하여 정밀 포지셔닝을 수행할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일실시예에 따른 WPT 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법을 적용할 수 있는 1차측 장치와 2차측 장치가 정렬된 상태에서 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법은, EV 또는 EV 장치나 이에 결합하는 거리 추정 장치, 차량 제어기 또는 차량 컴퓨팅 장치에 의해, 1차측 장치와 2차측 장치가 정렬된 상태 혹은 준정렬 상태에서 간단하게 수행될 수 있다. 준정렬 상태는, 전기차가 주차구역(Pa)에 진입할 때, 제1 송신기(T1)와 제2 송신기(T2)가 결합된 2차측 장치(151)의 중심점(Cb)과 제1 송신기(R1)와 제2 송신기(R2)가 결합된 1차측 장치(251)의 중심점(Ca)이 허용 오차 범위에서 일렬로 정렬된 상태를 포함할 수 있다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법은, 먼저 차량의 2차측 장치(151)의 주위에 배치된 제1 송신기(T1)를 통해 두 개의 수신기들(R1, R2)로 신호를 보내고, 두 개의 수신기들(R1, R2)에서 수신되는 LF 신호의 수신 시간의 차이를 토대로 제1 송신기(T1)와 제1 수신기(R1) 사이의 제1 거리와 제1 송신기(T1)와 제2 수신기(R2) 사이의 제2 거리를 각각 계산한다.
다음, 도 5b에 도시한 바와 같이, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법은, 앞서 계산된 제1 거리와 제2 거리의 차이(거리차이)의 절반을 반지름으로 하는 제1 원을 제2 수신기(R2)를 중심으로 생성하고, 제1 수신기(R1)의 중심을 지나고 제1 원과 만나는 제1 접선을 생성한다. 제2 수신기(R2)는 2개의 수신기들 중 제1 송신기(T1)과의 거리가 상대적으로 먼 수신기이다.
다음, 도 5c에 도시한 바와 같이, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법은, 제1 원과 제1 접선이 만나는 점과 제1 수신기(R1)의 중심 사이의 제1 접선 성분 상에 제1 송신기(T1)의 중심을 지나는 제1 법선을 생성한다. 제1 법선은 제1 접선 성분 상에 제1 시작점을 가질 수 있다.
다음, 도 5d에 도시한 바와 같이, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법은, 제2 송신기(T2)에 대하여 제1 송신기(T1)의 경우와 동일하게 제2 LF 신호의 신호차이에 대응하는 제2 거리차이의 절반을 반지름으로 하는 제2 원을 제1 수신기(R1)를 중심으로 생성하고, 제2 수신기(R2)의 중심을 지나고 제2 원과 만나는 제2 접선을 생성하고, 제2 원과 제2 접선이 만나는 점과 제2 수신기(R2)의 중심 사이의 제2 접선 성분 상에 제2 송신기(T2)의 중심을 지나는 제2 법선을 생성한다. 제2 법선은 제2 접선 성분 상에 제2 시작점을 가질 수 있다.
다음, 2개의 수신기의 위치를 알고 있을 때, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법을 수행하는 거리 추정 장치는, 기하학을 이용해 각 법선과 각 원이 만나는 좌표를 특정지을 수 있다.
또한, 2개의 송신기는 두 시작점으로부터 각각 같은 거리에 위치해야 하기 때문에 두 점을 밑변으로 하는 이등변 삼각형의 꼭지점이 송신기의 위치임을 알 수 있다. 이등변 삼각형의 꼭지점은 밑변의 중심에서 수직인 선분을 따라 움직일 수 있다. 따라서 두 점을 잇는 선분의 중심에서 수직으로 선을 긋는다면 송신기는 그 선분 위에 위치해야 한다.
다음, 제1 송신기(T1)와 제2 송신기(T2) 사이의 거리를 알고 있다고 가정할 때, 거리 추정 장치는 제1 법선 상에서 제1 시작점과 제1 송신기(T1) 사이의 거리를 제2 법선 상의 제2 시작점과 제2 송신기(T2) 사이의 거리와 동일하게 설정함으로써 제1 송신기(T1)까지의 거리를 계산할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 제1 법선과 제2 법선 상의 거리가 2개의 송신기들 사이의 거리와 동일할 때, 2개의 송신기들의 좌표들로부터 2개의 송신기들이 결합된 2차측 장치(151)의 중심의 위치를 결정하고, 1차측 장치의 중심점까지의 거리를 계산할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 WPT 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법을 적용할 수 있는 1차측 장치와 2차측 장치가 정렬되지 않은 상태를 예시하는 도면들이다.
도 6의 (a) 및 (b)를 참조하면, EV 장치의 2차측 장치(151)는 1차측 장치(251)의 좌측에 치우쳐 위치할 수 있다. 그리고 2차측 장치(151)가 탑재된 EV의 전방은 제1 시간에 1차측 장치(251)가 위치한 방향을 향하도록 위치할 수 있고(도 6의 (a) 참조), 제2 시간에 1차측 장치(251)가 EV의 오른쪽 측면에 위치하도록 1차측 장치(251)에서 왼쪽으로 멀리 떨어진 지점을 향하도록 위치할 수 있다(도 6의 (b) 참조).
도 7의 (a) 및 (b)를 참조하면, EV 장치의 2차측 장치(151)는 1차측 장치(251)의 우측에 치우쳐 위치할 수 있다. 그리고 2차측 장치(151)가 탑재된 EV의 전방은 제3 시간에 1차측 장치(251)가 EV의 왼쪽 측면에 위치하도록 1차측 장치(251)에서 오른쪽으로 멀리 떨어진 지점을 향하도록 위치할 수 있고(도 7의 (a) 참조), 제4 시간에 1차측 장치(251)가 위치한 방향을 향하도록 위치할 수 있다(도 7의 (b) 참조).
이와 같이, 본 실시예에 따른 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법은, 1차측 장치(251)의 안테나 배치 구조에 대한 정보가 없는 경우에도, LF 신호를 이용하여 효과적으로 두 수신기들에 대한 두 송신기들 각각의 거리와 방향을 추정하여 1차측 장치(251)의 중심(Ca)에 2차측 장치(151)의 중심(Cb)을 정렬시킬 수 있다.
도 8은 도 6 및 도 7의 오정렬 상태에 적용되는 WPT 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법은 전력공급장치(supply device)의 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC)와 무선랜(wireless local area network, WLAN)으로 연결되는 전기차 통신제어기(EV communication controller, EVCC)를 구비하고 제1 송신기 및 제2 송신기가 탑재된 2차측 장치(secondary device)를 구비하는, 전기차(electric vehicle, EV) 또는 전기차 장치(EV device)에 의한 수행될 수 있다.
정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법은, 먼저 제1 송신기를 통해 전력공급장치(supply device)의 1차측 장치의 제1 수신기와 제2 수신기로 제1 LF(low frequency) 신호를 보내고 SECC로부터 제1 LF 신호와 관련된 응답을 받는 것에 기초하여 전력공급장치 상의 기준점으로부터 방사 방향으로 연장하는 제1 직선 상으로 제1 송신기의 위치를 한정할 수 있다.
또한, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법은, 제2 송신기를 통해 제1 수신기와 제2 수신기로 제2 LF 신호를 보내고 관련 응답을 받는 것에 기초하여 전력공급장치 상의 기준점으로부터 방사 방향으로 연장하는 제2 직선 상으로 제2 송신기의 위치를 한정할 수 있다.
제1 직선과 제2 직선 각각은 그 일단에 시작점을 가진 직선으로 그 시작점으로부터의 연장선 각각은 1차측 장치의 중심점을 지나도록 형성될 수 있다. 1차측 장치의 중심점은 1차측 장치에 설치된 복수의 LF 수신기들 사이의 중심점이거나 1차측 장치의 기하학적 중심점일 수 있다. 물론, 본 발명에서 1차측 장치의 중심점은, 전술한 구성으로 한정되지 않고, 적어도 하나의 LF 수신기로부터 계산되는 임의의 위치 또는 1차측 장치 상에 임의로 지정된 특정 위치일 수 있다. 따라서, 1차측 장치의 중심점은 본 실시예의 거리 추정 방법을 위한 기준점으로 사용될 수 있고, 이러한 의미에서 기준점으로 지칭될 수 있다.
전술한 제1 직선의 시작점은 제1 접선 성분의 중간 지점으로서 제1 송신기의 법선과 만나는 지점에 생성된다. 이와 유사하게, 제2 직선의 시작점은 제2 접선 성분의 중간 지점으로서 제2 송신기의 중심을 지나는 제2 법선과 만나는 지점에 생성된다. 시작점들, 접선 성분들 및 법선들에 대하여는 아래에서 상세히 설명될 것이다.
다음, EV 또는 EV 장치는 제1 송신기와 제2 송신기에 가까운 수신기에 도달하는 제1 LF 신호와 제2 LF 신호 간의 시간차이를 계산한다(S83). 제1 LF 신호와 제2 LF 신호 간의 시간차이는 광속을 곱함으로써 제1 LF 신호와 제2 LF 신호에 의해 거리차이로 변환될 수 있다. 여기서, EV 또는 EV 장치는 거리 추정 장치나 거리 추정 장치와 동일한 기능을 수행하는 수단이나 구성부를 포함하는 차량제어기를 포함할 수 있다.
다음, EV 또는 EV 장치는, 상기의 시간차이에 대응하여 또는 상기의 시간차이를 토대로 계산된 거리차리만큼 1차측 장치에 가까이 위치하는 특정 송신기의 중심을 지나는 직선의 시작점을 해당 특정 송신기측으로 이동시킨다(S84).
전술한 시작점의 이동에 의하면, 두 송신기들 각각의 중심에서 대응 시작점까지의 거리가 동일하게 설정될 수 있다. 대응 시작점 중 하나는 상기의 거리차이만큼 이동된 시작점이다.
다음, 1차측 장치에 가까이 위치하는 송신기가 제1 송신기일 때, EV 또는 EV 장치는, 제1 직선의 제1 시작점을 제1 직선 상에서 상기의 시간차이만큼 제1 송신기 측으로 이동시킨 제1a 시작점을 결정하고, 제2 직선의 제2 시작점과 제2 송신기 간의 거리와 동일한 거리로 제1a 시작점으로부터 제1 직선 상에서 떨어져 위치하는 제1 송신기의 위치를 결정할 수 있다(S85 참조).
또한, 1차측 장치에 가까이 위치하는 송신기가 제2 송신기일 때, EV 또는 EV 장치는, 제2 직선의 제2 시작점을 제2 직선 상에서 상기의 시간차이만큼 제2 송신기 측으로 이동시킨 제2a 시작점을 결정한 후, 제1 직선의 제1 시작점과 제1 송신기 간의 거리와 동일한 거리로 제2a 시작점에서 제2 직선 상에 떨어져 위치하는 제2 송신기의 위치를 결정할 수 있다(S85 참조).
다음, EV 또는 EV 장치는, 두 송신기들의 결정된 위치들을 기반으로 1차측 장치의 중심 또는 중심점에 대한 2차측 장치의 중심 또는 중심점의 거리와 방향을 추정하고(S86), 이를 토대로 LF 기반의 정밀 포지셔닝을 수행할 수 있다. 2차측 장치의 중심 또는 중심점은 제1 송신기의 중심과 제2 송신기의 중심을 연결하는 직선 성분의 중간점일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 실시예에 의하면, 1차측 장치에 배치되는 적어도 3개의 LF 안테나들 중 2개의 LF 안테나들을 제1 수신기와 제2 수신기로 사용할 수 있고, 2차측 장치에 배치되는 적어도 3개의 LF 안테나들 중 2개의 LF 안테나들을 제1 송신기와 제2 송신기로 사용할 수 있다.
여기서, 제1 수신기와 제2 수신기는 1차측 장치의 중심점을 지나는 직선 상에 배치되거나 1차측 장치의 일측 변과 평행한 직선 상에 배치되거나, 1차측 장치의 중심점에 대하여 점대칭 또는 선대칭 형태로 배치될 필요가 없이 임의의 위치에 배치될 수 있다. 또한, 제1 송신기와 제2 송신기도 2차측 장치의 중심점을 지나는 직선 상에 배치되거나 2차측 장치의 일측 변과 평행한 직선 상에 배치되거나, 2차측 장치의 중심점에 대하여 점대칭 또는 선대칭 형태로 배치될 필요가 없이 임의의 위치에 배치될 수 있다.
도 9 내지 도 17은 도 8의 WPT 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법을 좀더 상세히 설명하기 위한 예시도들이다.
본 실시예의 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법에서는 EVCC와 SECC 간의 와이파이(WiFi) 통신 등의 무선랜(WLAN) 통신을 통해 전기차 전력공급장치(electric vehicle supply equipment, EVSE)의 그라운드 어셈블리(ground assembly, GA) 또는 전력공급장치(supply devive, SD)의 1차측 장치(primary device, PD)에 설치되는 수신 저주파 안테나(receiver low frequency antenna, Rx LFA)에 정보를 획득한다. Rx LFA 정보는 SD에 탑재된 3개 이상의 복수의 안테나들 중 어느 2개의 안테나의 위치 정보를 포함하며, 이러한 2개의 Rx LFA의 위치 정보는 통신을 통해 EVCC와 SECC 간에 교환된다.
도 9를 참조하면, 전기차(electric vehicle device, EV)의 차량 어셈블리(vehicle assembly, VA) 또는 EV 장치(EV device, EVD)에 설치된 복수의 송신 저주파 안테나(transmitter low frequency antenna, Tx LFA) 중 제1 Tx LFA(이하 간략히 제1 송신기)는 1차측 장치(PD)에 설치되는 제1 RX LFA(이하 간략히 제1 수신기)와 제2 Rx LFA(이하 간략히 제2 수신기)로 LF 신호를 보낸다.
여기서, 제1 송신기는 EV 장치(EVD)에 탑재된 3개 이상의 복수의 안테나들 중 어느 하나를 포함할 수 있다. EV 장치(EVD)에 탑재되는 3개 이상의 안테나들은 적어도 1쌍이 점대칭 혹은 선대칭 형태로 배치될 수 있으나, 본 발명의 3개 이상의 복수의 안테나들의 배치 형태는 이에 한정되지 않고 임의의 위치에 각각 배치된 3개 이상의 복수의 송신안테나들을 포함할 수 있다.
또한, 제1 수신기와 제2 수신기는 전력공급장치(SD)에 탑재된 3개 이상의 복수의 안테나들 중 어느 둘을 포함할 수 있다. 전력공급장치(SD)에 탑재되는 3개 이상의 복수의 안테나들 중 적어도 1쌍 이상의 안테나들은 점대칭 혹은 선대칭 형태로 배치될 수 있으나, 본 발명의 3개 이상의 복수의 안테나들의 배치 형태는 이에 한정되지 않고 임의의 위치에 각각 배치된 3개 이상의 복수의 수신안테나들을 포함할 수 있다.
한편, 본 실시예의 설명에서는, 도시 및 설명의 편의상, 1차측 장치와 2차측 장치 각각에 2개의 안테나들만이 배치된 형태에 기초하여 설명한다. 여기서 각 안테나는 LF 신호를 수신하는 전용 수신기 또는 LF 신호를 송출하는 전용 송신기일 수 있다. 또한, 각 안테나는 LF 신호를 전송할 때 LF 송신기의 적어도 일부로서 작동하고, LF 신호를 수신할 때 LF 수신기의 적어도 일부로서 작동하도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 1차측 장치의 2개의 안테나들 각각이 수신기이거나 수신기로서 동작하고, 2차측 장치의 2개의 안테나들 각각이 송신기이거나 송신기로서 동작하는 경우를 중심으로 설명한다.
본 실시예에서 제1 송신기(T1)의 위치를 (x1, y1), 제2 송신기(T2)의 위치를 (x2, y2), 제1 수신기(R1)의 위치를 (a, b), 그리고 제2 수신기(R2)의 위치를 (c, d)로 각각 표시하기로 한다. 여기서, 제1 수신기(R1)의 위치와 제2 수신기(R2)의 위치에 관한 변수 a, b, c, d는 제조사 등으로부터 얻을 수 있다.
제1 수신기(R1)와 제1 송신기(T1)와의 제1 거리는 제2 수신기(R2)와 제1 송신기(T1)와의 제2 거리가 다르기 때문에, 제1 수신기(R1)와 제2 수신기(R2)가 각각 수신하는 신호들은 제1 시간차이(Δt1)를 가지게 된다. 이러한 시간차이(Δt1)를 예시하면 도 10과 같다.
상기의 시간차이는 신호가 전달되는 거리에 대한 전자기파의 진행 시간의 차이에 해당하므로, 시간차이에 광속을 곱하여 제1 거리와 제2 거리 간의 제1 거리차이(r1)를 계산할 수 있다. 그리고 이러한 제1 거리차이의 절반 길이를 반지름으로 하는 원을 제1 수신기(R1)를 중심으로 그릴 수 있다.
다음, 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 송신기(T1)로부터 상대적으로 멀리 위치하는 제1 송신기(R1)를 중심으로 제1 반지름를 가진 제1 원을 생성한다. 제1 반지름은 제1 거리차이(r1)의 절반에 해당한다. 즉, 제1 원의 직경은 제1 거리차이에 대응한다.
다음, 도 12에 도시한 바와 같이, 제1 송신기(T1)로부터 상대적으로 가깝게 위치하는 수신기 즉, 도 12에서 제2 수신기(R2)의 중심을 지나고 제1 원과 만나는 제1 접선(L1)을 생성한다. 제1 접선(L1)이 만나는 제1 원 상의 제1 점(P1)의 위치를 (e, f)로 표시하기로 한다. 제1 접선(L1)은 제2 수신기(R2)의 중심을 지나고 제1 원과 만나는 2개의 접선들 중 EV 장치(EVD)에 가까운 측에 위치한다.
전술한 수신기의 중심이나 송신기의 중심은 안테나의 기하학적인 중심일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 안테나 상에 설정되는 임의의 위치일 수 있다.
다음, 제1 송신기(T1)의 중심을 지나는 직선으로서 제1 접선(L1) 상에 법선으로 만나는 제1 법선(L2)을 정의한다. 제1 법선(L2)과 제1 접선(L1)이 만나는 제2 점(P2)은 제1 점(P1)과 제2 수신기(R2)를 연결하는 제1 접선 성분의 중앙점일 수 있다. 제1 법선(L2)은 제2 점을 시작점으로 하는 직선이 된다. 제2 점(P2)의 위치는 (g, h)로 표시될 수 있다.
위의 관계는 아래의 수학식 2 및 수학식 3으로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2021019224-appb-M000002
Figure PCTKR2021019224-appb-M000003
수학식 2 및 수학식 3에서 제1 점의 위치 (e, f)는 제1 접선(L1) 상의 제1 점의 좌표를, r1은 제1 거리차이를 각각 나타낸다.
전술한 구성에 의하면, 제1 송신기(T1)와 제2 점(P2)을 연결하는 제1 법선(L2)에 대한 직선의 방정식을 구할 수 있다. 제1 법선(L2)은 제2 점(P2)를 직선의 시작점으로 가지고, 제1 송신기(T1)가 위치할 수 있는 위치를 제1 직선(L2) 상으로 한정한다. 제1 법선(L2)은 제1 직선으로 언급될 수 있다.
제2 점(P2)과 제2 수신기(R2)를 지나는 제1 접선(L1)에 수직인 제1 법선(L2)에 대한 직선의 방정식을 나타내면 다음의 수학식 4와 같다.
Figure PCTKR2021019224-appb-M000004
제1 송신기(T1)의 위치는 수학식 4로 표현된 직선의 방정식 위의 한점이 된다. 즉, 제2 점(P2)를 시작점으로 하고 제1 접선(L1)에 수직인 제1 법선(L2)의 방정식을 이용하여 제1 법선(L2) 위에 존재하는 점들과 제2 점(P2)과의 거리를 구할 수 있다.
다음, 도 13에 도시한 바와 같이, 제2 송신기(T2)를 중심으로 제1 송신기(T1)와 동일한 절차를 진행하여, 제2 반지름(r2)를 가진 제2 원을 생성하고, 제2 수신기(R2)를 지나면서 제3 점(P3)에서 제2 원에 접하는 제2 접선(L3)을 생성하고, 제2 접선(L3)에 수직인 제2 법선(L4)을 생성할 수 있다.
제2 접선(L3) 상의 제4 점(P4)와 만나면서 제2 접선(L3)에 수직인 제2 법선(L4)의 직선의 방정식을 계산할 수 있다. 제4 점(P4)은 제2 수신기(R2)와 제3 점(P3) 간의 제2 직선 성분의 중심점이고, 제4 점(P4)의 위치는 (k, l)로 표시될 수 있다.
제2 법선(L4)에 대한 직선의 방정식을 나타내면 수학식 5와 같다.
Figure PCTKR2021019224-appb-M000005
제2 송신기(T2)의 위치는 수학식 5로 표현된 직선의 방정식 위의 한점이 된다. 즉, 제4 점(P4)를 시작점으로 하고 제2 접선(L2)에 수직인 제2 법선(L4)의 방정식을 이용하여 제2 법선(L4) 위에 존재하는 점들과 제4 점(P4)와의 거리를 구할 수 있다.
한편, 각 법선에 대한 두 직선의 방정식을 연립하여 풀 수 있도록, 즉 안테나 배치 구조에 강인한 정밀 포지셔닝을 위한 거리 추정 솔루션을 얻기 위해, 상대적으로 짧은 거리를 가진 송신기와 시작점 간의 거리에 맞추어 나머지 송신기와 시작점 간의 거리를 조정할 수 있다.
다음, 도 14에 도시한 바와 같이, 제1 송신기(T1)에서 제2 수신기(R2)에 LF 신호가 도달하는 제3 시간과 제2 송신기(T2)에서 제2 수신기(R2)에 LF 신호가 도달하는 제4 시간에 기초하여 제2 시간차이(Δt2)를 계산한다. 제2 시간차이(Δt2)를 예시하면 도 15와 같다.
제2 수신기(R2)는 제1 송신기(T1) 및 제2 송신기(T2)에 가깝게 위치하는 수신기일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이때, 제1 송신기(T1) 및 제2 송신기(T2)에서 방사하는 LF 신호는 서로 동기화된다. 예를 들어, 제1 송신기(T1)와 제2 송신기(T2)는 동일한 시간에 LF 신호를 각각 방사하거나, 미리 설정된 시간 차이를 갖고 방사할 수 있다. 이러한 제1 송신기(T1) 및 제2 송신기(T2)의 방사 신호들에 대한 방사 시간차이에 대한 정보는 EV 장치(EVD)에서 검출되거나 저장될 수 있다.
또한, 전술한 제2 시간차이(Δt2)는 신호가 전달되는 거리를 전자기파가 진행하는 시간의 차이에 대응하므로, 제2 시간차이에 광속을 곱하여 제2 거리차이를 계산할 수 있다.
다음, 도 16에 나타낸 바와 같이, 앞서 생성한 제1 접선(L1)을 제2 거리차이에 대응하는 거리만큼 제1 법선(L2)를 따라 이동시킨 가상 접선(L5)를 생성한다. 가상 접선(L5)과 제1 법선(L2)의 직교점인 제5 점(P5)의 위치는 (m, n)으로 설정될 수 있다.
제5 점(P5)의 좌표는 다음의 수학식 6 및 수학식 7을 풀어서 구할 수 있다.
Figure PCTKR2021019224-appb-M000006
Figure PCTKR2021019224-appb-M000007
수학식 7에서, r3은 제2 시간차이에 기초한 제2 거리차이를 나타낸다.
본 실시예에서 가상 접선(L5)은 제1 접선(L1)을 제2 거리차이(r3)만큼 제1 법선 상에서 평행 이동시킨 것이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않은다.
즉, 가상 접선(L5)은 전력공급장치(SD)를 향하는 전기차의 현재 위치에서의 방향이나 자세에 따라, 다시 말해서, 전기차에 탑재된 T1과 T2의 상대적인 위치 변화에 따라 달라질 수 있다. 가상 접선(L5)은 작은 반지름을 가진 원에 접하는 접선을 평행 이동시킨 것에 대응할 수 있다.
이러한 가상 접선(L5)을 이용하면, 제1 송신기(T1)와 제5 점(P5)과의 거리(이하 제2 기준거리)를 제2 송신기(T2)와 제4 점(P4)와의 거리(이하 제1 기준거리)와 동일하게 설정하도록 하기 위한 제1 송신기(T1)의 위치를 결정할 수 있다.
즉, 제1 송신기(T1)과 제2 송신기(T2) 간의 거리 차이를 보정하기 때문에, 두 시작점(P4, P5)으로부터 동일한 거리에 각각의 제2 송신기(T2)와 제1 송신기(T1)가 위치하는 조건을 만족하도록 거리 추정을 수행할 수 있다.
이러한 제1 기준거리와 제2 기준거리를 이용하면, 앞서 계산한 각각의 직선의 방정식에서 해당 직선(법선) 성분의 시작점의 위치가 시간에 따라 변화하더라도 제1 송신기(T1)의 좌표를 간단하게 계산할 수 있다.
다음, 도 17에 도시한 바와 같이, 제5 점(P5)로부터 소정 거리(d3)를 가지면서 제1 법선(L2) 상에 위치하는 임의의 점 즉, 제1 송신기(T1)의 위치(x1, y1)는 다음의 수학식 8 및 수학식 9를 통해 구할 수 있다.
Figure PCTKR2021019224-appb-M000008
Figure PCTKR2021019224-appb-M000009
그리고, 제4 점(P4)으로부터 소정 거리(d3)를 가지면서 제2 법선(L4) 상에 위치하는 임의의 점 즉, 제2 송신기(T2)의 위치(x2, y2)는 다음의 수학식 10 및 수학식 10을 통해 구할 수 있다.
Figure PCTKR2021019224-appb-M000010
Figure PCTKR2021019224-appb-M000011
여기서, 제1 송신기(T1)과 제2 송신기(T2)의 거리가 d2일 때, 다음의 수학식 12를 만족해야 한다.
Figure PCTKR2021019224-appb-M000012
위의 수학식 8 내지 수학식 12로부터 이를 만족하는 x1, y1, x2, y2를 구할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 의하면, 이미 알고 있는 제1 수신기(R1)와 제2 수신기(R2)의 좌표와 위에서 계산한 제1 송신기(T1) 및 제2 송신기(T2)의 좌표를 통해 전기차에 탑재되는 수신패드나 EV 장치의 2차측 장치의 중심과 전력공급장치의 송신 패드나 1차측 장치의 중심이 이루는 거리 및 각도를 계산할 수 있다.
또한, 두 직선의 시작점 좌표 간의 거리가 두 송신기들 간의 거리가 되는 지점을 계산할 수 있으며 모든 위치는 좌표로 표현될 수 있기 때문에 차량의 진입각도와 기울어진 정도를 모두 손쉽게 계산할 수 있다.
본 실시예의 거리 추정 방법의 전제 조건에는 복수의 수신기들이 대칭성을 갖고 배치되거나 복수의 송신기들이 대칭성을 갖고 배치되어야 한다는 조건이 필요 없으므로, 본 실시예의 거리 추정 방법을 이용하면 1차측 장치의 수신기들의 위치에 상관없이 복수의 수신기들의 랜덤하게 배치되는 경우에도 전기차에서 2차측 장치에 탑재된 복수의 송신기들의 위치를 결정하여 정밀 포지셔닝를 신뢰성 있게 수행할 수 있다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 WPT 정밀 포지셔닝의 거리 추정 장치의 주요 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 18을 참조하면, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 장치(300)는, EVCC 또는 SECC의 일부 구성으로 탑재되거나 EVCC 또는 SECC에 결합하는 수단이나 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부로서, 적어도 하나의 프로세서(processor, 310) 및 메모리(320)를 포함할 수 있다. 또한, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 장치(300)는 입력 인터페이스(input interface, 330), 출력 인터페이스(output interface, 340) 및 저장 장치(storage, 350)를 더 포함할 수 있다. 더욱이, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 장치(300)는 통신 인터페이스(communication interface, 360)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(360)는 네트워크 접속을 위한 송수신 장치에 대응될 수 있다.
프로세서(310)는 메모리(320) 및/또는 저장 장치(350)에 저장된 프로그램 명령을 실행할 수 있다. 프로세서(310)는 적어도 하나의 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU)나 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU)에 의해 구현될 수 있으며, 그밖에 본 발명에 따른 방법을 수행할 수 있는 여타의 프로세서로 구현될 수 있다.
메모리(320)는 ROM(Read Only Memory)와 같은 휘발성 메모리와, RAM(Random Access Memory)과 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(320)는 저장 장치(350)에 저장된 프로그램 명령을 로드하여, 프로세서(310)에 제공할 수 있다.
저장 장치(350)는 프로그램 명령과 데이터를 저장하기에 적합한 기록매체로서, 예컨대 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 플래시 메모리나 EPROM(Erasable Programmable ROM) 또는 이들을 기반으로 제작되는 SSD와 같은 반도체 메모리를 포함할 수 있다.
저장 장치(350)는 프로그램 명령을 저장할 수 있다. 프로그램 명령은 본 발명에 따른 무선전력전송(WPT) 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법을 구현하기 위한 프로그램 명령을 포함할 수 있다. 프로그램 명령은, 프로세서(310)가 실행될 때 프로세서(310)에 로드된 상태에서, 프로세서(310)가 도 8 등을 참조하여 앞서 설명한 정밀포지셔닝의 거리 추정 절차를 실행하도록 구현될 수 있다. 예를 들어 프로그램 명령은 LF 신호 전송 명령, LF 신호 관련 응답 수신 명령, 시간차이 계산 명령, 거리차이 계산 명령, 원 생성 명령, 접선 생성 명령, 중심점 계산 명령, 법선 생성 명령, 방정식 생성 명령, 연립방정식 계산 명령, 위치 계산 명령, 거리 계산 명령, 각도 계산 명령 등을 포함할 수 있다.
한편, 입력 인터페이스(330), 출력 인터페이스(340) 및 통신 인터페이스(360)의 기능이나 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 자명하므로 그것들에 대한 상세설명은 생략한다.
한편, 전술한 실시예에서 설명한 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램이나 코드로 분산 저장되고 실행될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명을 나타낼 수도 있다. 즉, 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응할 수 있다. 이와 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록이나 모듈 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 일부 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치 예를 들어, 필드 프로그래머블 게이트 어레이가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 필드 프로그래머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다.
위에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 전력공급장치(supply device)의 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC)와 네트워크로 연결되는 전기차 통신제어기(EV communication controller, EVCC)를 구비하고 적어도 제1 송신기 및 제2 송신기가 탑재된 2차측 장치(secondary device)를 구비하는, 전기차(electric vehicle, EV) 또는 전기차 장치(EV device)에 의한 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법으로서,
    상기 전력공급장치(supply device)의 1차측 장치의 중심을 향하는 제1 직선 상의 점으로 상기 제1 송신기의 위치를 한정하는 단계;
    상기 1차측 장치의 중심을 향하는 제2 직선 상의 점으로 상기 제2 송신기의 위치를 한정하는 단계;
    상기 1차측 장치에 도달하는 상기 제1 송신기와 상기 제2 송신기의 LF 신호들의 시간차이에 기초하여 상기 제1 송신기와 상기 제2 송신기 사이의 간격을 상기 제1 직선 또는 상기 제2 직선 상에서 보상하는 단계; 및
    상기 보상하는 단계를 통해 상기 제1 직선 상의 제1 시작점으로부터 상기 제1 송신기까지의 제1 거리와 상기 제2 직선 상의 제2 시작점으로부터 상기 제2 송신기까지의 제2 거리가 동일하게 되도록 상기 제1 송신기의 위치와 상기 제2 송신기의 위치를 산출하는 단계를 포함하는, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보상하는 단계는, 상기 제1 송신기의 위치를 한정하는 단계에서 상기 제1 송신기의 제1 LF 신호에 대한 상기 1차측 장치의 제1 수신기와 제2 수신기의 수신신호 시간차이에 기초하여 결정되는 상기 제1 직선 상의 제1 시작점을, 상기 제1 직선 상에서 상기 시간차이에 광속을 곱한 거리차이만큼 이동시키는, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2 수신기는 상기 제1 수신기보다 상기 제1 송신기 및 상기 제2 송신기에 가까이 위치하는, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 보상하는 단계는, 상기 제2 송신기의 위치를 한정하는 단계에서 상기 제2 송신기의 제2 LF 신호에 대한 상기 1차측 장치의 제1 수신기와 제2 수신기의 수신신호 시간차이에 기초하여 결정되는 상기 제2 직선 상의 제2 시작점을, 상기 제2 직선 상에서 상기 시간차이에 광속을 곱한 거리차이만큼 이동시키는, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 수신기는 상기 제2 수신기보다 상기 제1 송신기 및 상기 제2 송신기에 가까이 위치하는, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 직선과 상기 제2 직선 사이의 간격이 상기 제1 송신기와 상기 제2 송신기 사이의 거리와 동일한 상기 제1 직선 상의 위치와 상기 제2 직선 상의 위치를 상기 제1 송신기의 위치 및 상기 제2 송신기의 위치로 결정하는 단계를 더 포함하는 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 1차측 장치의 중심에 대하여 상기 제1 송신기의 위치 및 상기 제2 송신기의 위치에 기초하여 획득한 상기 2차측 장치의 중심의 거리와 방향을 결정하는 단계를 더 포함하는 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 송신기의 위치를 한정하는 단계는,
    상기 제1 수신기와 상기 제2 수신기에서 상기 제1 LF 신호를 수신하는 시간들 간의 제1 시간차이를 계산하는 단계;
    상기 제1 시간차이에 광속을 곱한 거리차이의 절반을 반지름으로 하는 제1 원을 상기 제2 수신기를 중심으로 생성하는 단계;
    상기 제1 수신기를 지나고 상기 제1 원에 접하는 제1 접선을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 수신기를 지나고 상기 제1 접선과 직교하는 제1 직선을 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 송신기의 위치는 상기 제1 접선과 상기 제1 직선이 만나는 제2 점을 시작점으로 하고 상기 제1 직선 상에 위치하는, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 송신기의 위치를 한정하는 단계는,
    상기 제1 수신기와 상기 제2 수신기에서 상기 제2 LF 신호를 수신하는 시간들 간의 제2 시간차이를 계산하는 단계;
    상기 제2 시간차이에 광속을 곱한 거리차이의 절반을 반지름으로 하는 제2 원을 상기 제2 수신기를 중심으로 생성하는 단계;
    상기 제1 수신기를 지나고 상기 제2 원에 접하는 제2 접선을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 수신기를 지나고 상기 제2 접선과 직교하는 제2 직선을 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 제2 송신기의 위치는 상기 제2 접선과 상기 제2 직선이 만나는 제4 점을 시작점으로 하고 상기 제2 직선 상에 위치하는, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법.
  10. 전력공급장치(supply device)의 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC)와 네트워크로 연결되는 전기차 통신제어기(EV communication controller, EVCC)를 구비하고 적어도 제1 송신기 및 제2 송신기가 탑재된 2차측 장치(secondary device)를 구비하는, 전기차(electric vehicle, EV) 또는 전기차 장치(EV device)에 의한 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법으로서,
    상기 제1 송신기를 통해 상기 전력공급장치(supply device)의 1차측 장치의 제1 수신기와 제2 수신기로 제1 LF(low frequency) 신호를 보내고 상기 SECC로부터 상기 제1 LF 신호와 관련된 응답을 받는 것에 기초하여 상기 전력공급장치 상의 기준점으로부터 방사 방향으로 연장하는 제1 직선 상으로 상기 제1 송신기의 위치를 한정하는 단계;
    상기 제2 송신기를 통해 상기 제1 수신기와 상기 제2 수신기로 제2 LF 신호를 보내는 것에 기초하여 상기 전력공급장치 상의 상기 기준점으로부터 방사 방향으로 연장하는 제2 직선 상으로 상기 제2 송신기의 위치를 한정하는 단계;
    상기 제1 송신기와 상기 제2 송신기에 가까운 수신기에 도달하는 상기 제1 LF 신호와 상기 제2 LF 신호 간의 시간차이를 계산하는 단계;
    상기 1차측 장치에 가까이 위치하는 송신기가 상기 제1 송신기일 때, 상기 제1 직선의 제1 시작점을 상기 제1 직선 상에서 상기 시간차이만큼 상기 제1 송신기 측으로 이동시킨 제1a 시작점을 결정하는 단계; 및
    상기 제2 직선의 제2 시작점과 상기 제2 송신기 간의 거리와 동일한 거리로 상기 제1a 시작점에서 상기 제1 직선 상에 위치하는 상기 제1 송신기의 위치를 결정하는 단계;를 포함하는 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 1차측 장치에 가까이 위치하는 송신기가 상기 제2 송신기일 때, 상기 제2 직선의 제2 시작점을 상기 제2 직선 상에서 상기 시간차이만큼 상기 제2 송신기 측으로 이동시킨 제2a 시작점을 결정하는 단계; 및
    상기 제1 직선의 제1 시작점과 상기 제1 송신기 간의 거리와 동일한 거리로 상기 제2a 시작점에서 상기 제2 직선 상에 위치하는 상기 제2 송신기의 위치를 결정하는 단계;를 더 포함하는 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 송신기의 위치를 한정하는 단계는,
    상기 제1 수신기와 상기 제2 수신기에서 상기 제1 LF 신호를 수신하는 시간들 간의 제1 시간차이를 계산하는 단계;
    상기 제1 시간차이에 광속을 곱한 거리차이의 절반을 반지름으로 하는 제1 원을 상기 제2 수신기를 중심으로 생성하는 단계;
    상기 제1 수신기를 지나고 상기 제1 원에 접하는 제1 접선을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 수신기를 지나고 상기 제1 접선과 직교하는 제1 법선을 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 송신기의 위치는 상기 제1 접선과 상기 제1 법선이 만나는 제2 점을 시작점으로 하는 상기 제1 법선 상에 위치하는, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 송신기의 위치를 한정하는 단계는,
    상기 제1 수신기와 상기 제2 수신기에서 상기 제2 LF 신호를 수신하는 시간들 간의 제2 시간차이를 계산하는 단계;
    상기 제2 시간차이에 광속을 곱한 거리차이의 절반을 반지름으로 하는 제2 원을 상기 제2 수신기를 중심으로 생성하는 단계;
    상기 제1 수신기를 지나고 상기 제2 원에 접하는 제2 접선을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 수신기를 지나고 상기 제2 접선과 직교하는 제2 법선을 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 제2 송신기의 위치는 상기 제2 접선과 상기 제2 법선이 만나는 제4 점을 시작점으로 하는 상기 제2 법선 상에 위치하는, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 법선과 상기 제2 법선 사이의 간격이 상기 제1 송신기와 상기 제2 송신기 사이의 거리와 동일한 상기 제1 법선 상의 위치와 상기 제2 법선 상의 위치를 상기 제1 송신기의 위치 및 상기 제2 송신기의 위치로 결정하는 단계를 더 포함하는 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 1차측 장치의 중심에 대하여 상기 제1 송신기의 위치 및 상기 제2 송신기의 위치에 기초하여 획득한 상기 2차측 장치의 중심의 거리와 방향을 결정하는 단계를 더 포함하는 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법.
  16. 전력공급장치(supply device)의 전력공급장치 통신제어기(supply equipment communication controller, SECC)와 네트워크로 연결되는 전기차 통신제어기(EV communication controller, EVCC)를 구비하고 적어도 제1 송신기 및 제2 송신기가 탑재된 2차측 장치(secondary device)를 구비하는, 전기차(electric vehicle, EV) 또는 전기차 장치(EV device)에 결합하는 정밀 포지셔닝의 거리 추정 장치로서,
    프로세서; 및
    상기 프로세서에 의해 실행되는 명령어들을 저장하는 메모리를 포함하고,
    상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 명령어들은 상기 프로세서가:
    상기 전력공급장치(supply device)의 1차측 장치의 중심을 향하는 제1 직선 상의 점으로 상기 제1 송신기의 위치를 한정하는 단계;
    상기 1차측 장치의 중심을 향하는 제2 직선 상의 점으로 상기 제2 송신기의 위치를 한정하는 단계;
    상기 1차측 장치에 도달하는 상기 제1 송신기와 상기 제2 송신기의 LF 신호들의 시간차이에 기초하여 상기 제1 송신기와 상기 제2 송신기 사이의 간격을 상기 제1 직선 또는 상기 제2 직선 상에서 보상하는 단계; 및
    상기 보상하는 단계를 통해 상기 제1 직선 상의 제1 시작점으로부터 상기 제1 송신기까지의 제1 거리와 상기 제2 직선 상의 제2 시작점으로부터 상기 제2 송신기까지의 제2 거리가 동일하게 되도록 상기 제1 송신기의 위치와 상기 제2 송신기의 위치를 산출하는 단계를 수행하도록 하는, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 프로세서가: 상기 제1 송신기의 위치를 한정하는 단계에서 상기 제1 송신기의 제1 LF 신호에 대한 상기 1차측 장치의 제1 수신기와 제2 수신기의 수신신호 시간차이에 기초하여 결정되는 상기 제1 직선 상의 제1 시작점을, 상기 보상하는 단계에서 상기 시간차이에 광속을 곱한 거리차이만큼 상기 제1 직선 상에서 이동시키도록 하는, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 장치.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 프로세서가: 상기 제2 송신기의 위치를 한정하는 단계에서 상기 제2 송신기의 제2 LF 신호에 대한 상기 1차측 장치의 제1 수신기와 제2 수신기의 수신신호 시간차이에 기초하여 결정되는 상기 제2 직선 상의 제2 시작점을, 상기 보상하는 단계에서 상기 시간차이에 광속을 곱한 거리차이만큼 상기 제2 직선 상에서 이동시키도록 하는, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 장치.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 프로세서가: 상기 제1 송신기의 위치를 한정하는 단계에서,
    상기 제1 수신기와 상기 제2 수신기에서 상기 제1 LF 신호를 수신하는 시간들 간의 제1 시간차이를 계산하는 단계;
    상기 제1 시간차이에 광속을 곱한 거리차이의 절반을 반지름으로 하는 제1 원을 상기 제2 수신기를 중심으로 생성하는 단계;
    상기 제1 수신기를 지나고 상기 제1 원에 접하는 제1 접선을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 수신기를 지나고 상기 제1 접선과 직교하는 제1 직선을 생성하는 단계를 수행하도록 하며,
    상기 제1 송신기의 위치는 상기 제1 접선과 상기 제1 직선이 만나는 제2 점을 시작점으로 하고 상기 제1 직선 상에 위치하는, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 장치.
  20. 청구항 16에 있어서,
    상기 프로세서가: 상기 제2 송신기의 위치를 한정하는 단계에서,
    상기 제1 수신기와 상기 제2 수신기에서 상기 제2 LF 신호를 수신하는 시간들 간의 제2 시간차이를 계산하는 단계;
    상기 제2 시간차이에 광속을 곱한 거리차이의 절반을 반지름으로 하는 제2 원을 상기 제2 수신기를 중심으로 생성하는 단계;
    상기 제1 수신기를 지나고 상기 제2 원에 접하는 제2 접선을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 수신기를 지나고 상기 제2 접선과 직교하는 제2 직선을 생성하는 단계를 수행하도록 하며,
    상기 제2 송신기의 위치는 상기 제2 접선과 상기 제2 직선이 만나는 제4 점을 시작점으로 하고 상기 제2 직선 상에 위치하는, 정밀 포지셔닝의 거리 추정 장치.
PCT/KR2021/019224 2020-12-17 2021-12-16 전기차 무선 전력 전송을 위한 정밀 포지셔닝의 거리 추정 방법 및 이를 이용하는 거리 추정 장치 WO2022131830A1 (ko)

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