一种无线充电引导定位系统及方法、车载设备

文档序号:1562639 发布日期:2020-01-24 浏览:33次 >En<

阅读说明:本技术 一种无线充电引导定位系统及方法、车载设备 (Wireless charging guiding and positioning system and method and vehicle-mounted equipment ) 是由 褚维戈 王睿华 王静 于 2019-10-21 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种无线充电引导定位系统及方法、车载设备,地面设备包括原边充电线圈、发射天线以及发射天线控制模块,发射天线通过线束与发射天线控制模块相连;发射天线在发射天线控制模块的驱动下发射信标信号;所述车载包括:副边充电线圈、接收天线以及接收天线控制模块;接收天线安装在接收天线控制模块中,接收所述信标信号;接收天线控制模块接收信标信号并测得信号强度;车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,并根据所述车载设备的位置信息引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合。这样,可以提高引导定位的精度,并保证无线充电系统的充电效率。(The invention discloses a wireless charging guiding and positioning system and method and vehicle-mounted equipment.A ground device comprises a primary charging coil, a transmitting antenna and a transmitting antenna control module, wherein the transmitting antenna is connected with the transmitting antenna control module through a wire harness; the transmitting antenna transmits a beacon signal under the driving of the transmitting antenna control module; the vehicle-mounted device comprises: the secondary charging coil, the receiving antenna and the receiving antenna control module; the receiving antenna is arranged in the receiving antenna control module and used for receiving the beacon signal; the receiving antenna control module receives the beacon signal and measures the signal intensity; and the vehicle-mounted equipment determines the position information of the vehicle-mounted equipment according to the variance between the signal intensity of the beacon signal and the standard signal intensity of a plurality of preset calibration points respectively, and guides the center point of the vehicle-mounted equipment to coincide with the center point of the ground equipment according to the position information of the vehicle-mounted equipment. Therefore, the accuracy of guiding and positioning can be improved, and the charging efficiency of the wireless charging system is ensured.)

一种无线充电引导定位系统及方法、车载设备

技术领域

本发明涉及无线充电领域,特别涉及一种无线充电引导定位系统及方法、车载设备。

背景技术

无线充电,是近年来兴起的一种新型充电技术,其不借助充电线材即可实现对一定空间范围内的充电。其实现的方法主要是基于无线电能传输Wireless Power Transfer,WPT)技术,利用磁谐振耦合、激光、微波等原理将电能以非接触的方式由电源端传送到用电设备端,可以实现用电设备的无线充/供电,具有安全可靠、灵活便捷、环境友好、可全天候工作等优点,因而近年来受到了广泛关注。

无线充电系统在实际应用中,为了保证充电机工作在最佳状态,保证每次充电的效率一致性,必须具备停车引导功能,能够确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内,如果车辆距离理想停车点的距离不在无线充电系统定义的允许偏移范围内,则会降低充电的效率,甚至无法为车辆进行有效充电。

因此,如何提高无线充电引导定位的精度成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此,本发明实施例提供一种无线充电引导定位系统及方法、车载设备,可以使车辆在接近充电位时执行精准定位引导功能,帮助驾驶员停车操作进行引导或自动停车进行引导,并在完成停车后,确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:

根据本发明实施例的一个方面,提供的一种无线充电引导定位系统,所述系统包括:地面设备和车载设备;其中:

所述地面设备安装在充电停车位上,包括:原边充电线圈、至少一个发射天线以及发射天线控制模块,所述发射天线固定安装在所述原边充电线圈,通过线束与所述发射天线控制模块相连;所述至少一个发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下发射信标信号;

所述车载设备安装在车上,包括:副边充电线圈、至少一个接收天线以及接收天线控制模块;所述至少一个接收天线安装在所述接收天线控制模块中,用于接收所述信标信号,传送给所述接收天线控制模块;所述接收天线控制模块安装在所述副边充电线圈中,用于接收所述信标信号并测得所述信标信号的信号强度;

所述车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,并根据所述车载设备的位置信息引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合。

可选地,所述车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,包括:

所述车载设备计算所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差;

根据与所述信标信号的信号强度的方差最小的预设标定点的坐标确定所述车载设备的位置信息。

可选地,所述根据与所述信标信号的信号强度的方差最小的预设标定点的坐标确定所述车载设备的位置信息,包括:

确定与所述信标信号的信号强度的方差最小的至少一个预设标定点的坐标为所述至少一个接收天线相对于地面坐标系的坐标;

根据所述至少一个接收天线相对于地面坐标系的坐标确定所述车载设备的中心点相对于地面坐标系的坐标。

可选地,所述根据所述车载设备的位置信息引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合,包括:

每隔预设时间确定车载设备的中心点相对于地面坐标系的坐标;

根据连续确定的车载设备的中心点的多个坐标绘制引导线,引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合。

可选地,所述系统还包括:

在所述地面设备及其周边选取多个预设标定点,在每个预设标定点分别检测每个接收天线接收的信号强度,得到每个接收天线的标准信号强度集合,其中,所述标准信号强度集合包括该接收天线在每个预设标定点时接收的一组标准信号强度;

所述车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,包括:

所述车载设备根据每一接收天线接收的信标信号的信号强度,与该接收天线对应的标准信号强度集合中每组标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息。

可选地,所述在每个预设标定点分别检测每个接收天线接收的信号强度,得到每个接收天线的标准信号强度集合,包括:

在不同的检测参数下,在每个预设标定点分别检测每个接收天线接收的信号强度,得到每个接收天线在不同检测参数下的标准信号强度集合;

所述车载设备根据每一接收天线接收的信标信号的信号强度,与该接收天线对应的标准信号强度集合中每组标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,包括:

确定目标检测参数,获取每个接收天线在目标检测参数下的标准信号强度集合;

所述车载设备根据每一接收天线接收的信标信号的信号强度,与该接收天线在目标检测参数下的标准信号强度集合中每组标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息。

可选地,所述检测参数包括高度和/或接收天线的旋转角度;

所述确定目标检测参数,包括:

根据所述车载设备的离地高度和/或所述车载设备的车辆坐标系相对于地面坐标系的旋转角度确定目标检测参数。

根据本发明实施例的另一方面,提供的一种无线充电引导定位方法,应用于上述任一项所述的一种无线充电引导定位系统,所述系统包括:地面设备和车载设备;所述地面设备包括:至少一个发射天线以及发射天线控制模块;所述车载设备包括:至少一个接收天线以及接收天线控制模块;所述方法包括:

所述至少一个所述发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下发射信标信号;

所述至少一个接收天线接收所述至少一个发射天线发射的信标信号,传送给所述接收天线控制模块;

所述接收天线控制模块接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度;

所述车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,并根据所述车载设备的位置信息引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合。

根据本发明实施例的另一方面,提供的一种车载设备,安装在车上,所述车载设备包括:副边充电线圈、至少一个接收天线、接收天线控制模块、车载设备主控模块、车载侧电源,其中:

所述车载侧电源与所述接收天线控制模块连接,用于为所述接收天线控制模块提供电源;

所述接收天线安装在所述接收天线控制模块中,用于接收所述信标信号,传送给所述接收天线控制模块;

所述接收天线控制模块安装在所述副边充电线圈中,与所述车载设备主控模块进行通信连接,用于接收所述信标信号并测得所述信标信号的信号强度,并将所述信标信号的信号强度传送给所述车载设备主控模块;

所述车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,并根据所述车载设备的位置信息引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合。

可选地,所述车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,包括:

所述车载设备计算所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差;

根据与所述信标信号的信号强度的方差最小的预设标定点的坐标确定所述车载设备的位置信息。

与相关技术相比,本发明实施例提供一种无线充电引导定位系统及方法、车载设备,包括:地面设备和车载设备;其中:所述地面设备安装在充电停车位上,包括:原边充电线圈、至少一个发射天线以及发射天线控制模块,所述发射天线固定安装在所述原边充电线圈,通过线束与所述发射天线控制模块相连;所述至少一个发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下发射信标信号;所述车载设备安装在车上,包括:副边充电线圈、至少一个接收天线以及接收天线控制模块;所述至少一个接收天线安装在所述接收天线控制模块中,用于接收所述信标信号,传送给所述接收天线控制模块;所述接收天线控制模块安装在所述副边充电线圈中,用于接收所述信标信号并测得所述信标信号的信号强度;所述车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,并根据所述车载设备的位置信息引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合。通过本发明实施例,在接近充电位时执行精准定位引导功能,帮助驾驶员停车操作进行引导或自动停车进行引导,为驾驶员导航到停车位提供引导精准定位,确保停车后所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位,提高引导定位的精度,并保证无线充电系统的充电效率。且所述车载设备与所述地面设备的中心点的偏移在WPT系统定义的允许偏移范围内,以确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统的应用环境示意图;

图3为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统中地面设备的结构示意图之一;

图4为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统中车载设备的结构示意图之一;

图5为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统中发射天线发射信标信号的示意图;

图6为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统中车载设备相对于地面设备的旋转角度的示意图;

图7为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统中提供的引导线示意图;

图8为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统选取的预设标定点示意图;

图9为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统在选取不同角度的示意图;

图10为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位方法的流程示意图;

图11为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统中地面设备的结构示意图之二;

图12为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统中车载设备的结构示意图之二。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白,以下结合附图和实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅以解释本发明,并不用于限定本发明。

在后续的描述中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在一个实施例中,请参考图1。本发明提供一种无线充电引导定位系统,该系统包括:地面设备100(GA)和车载设备200(VA);其中:

该地面设备100安装在充电停车位上,包括:原边充电线圈11、至少一个发射天线12以及发射天线控制模块13,每一发射天线12通过线束与该发射天线控制模块13相连;该至少一个发射天线12固定安装在该原边充电线圈11;该至少一个发射天线12在该发射天线控制模块13的驱动下发射信标信号。

该车载设备200安装在车上,包括:副边充电线圈21、至少一个接收天线22以及接收天线控制模块23;每一接收天线22安装在该接收天线控制模块23中;该至少一个接收天线控制模块23安装在该副边充电线圈21中;该至少一个接收天线22接收该发射天线12发射的信标信号,传送给该接收天线控制模块23;该接收天线控制模块23接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度RSSI(Received Signal Strength Indication,接收的信号强度指示)。

该车载设备200根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备200的位置信息,并根据所述车载设备200的位置信息引导所述车载设备200的中心点与所述地面设备100的中心点重合。

其中,所述车载设备200的中心点与所述地面设备100的中心点重合为理想对齐状态。将地面设备100的所在充电车位分成X轴和Y轴,形成地面坐标系,其中,车辆前后方向(行驶方向)为X轴,车辆左右方向(垂直行驶方向)为Y轴。上述完全重合是车载设备200的中心点与地面设备100的中心点重合。如图2所示。

在本实施例中,通过该地面设备的至少一个所述发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下发射信标信号,该车载设备的接收天线接收所述信标信号,传送给所述接收天线控制模块,所述接收天线控制模块接收所述信标信号并测得所述信标信号的信号强度;所述车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,并根据所述车载设备的位置信息引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合。这样,在接近充电位时执行精准定位引导功能,帮助驾驶员停车操作进行引导或自动停车进行引导,为驾驶员导航到停车位提供引导精准定位,确保停车后所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位,提高引导定位的精度,并保证无线充电系统的充电效率。且所述车载设备与所述地面设备的中心点的偏移在WPT系统定义的允许偏移范围内,以确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内。

可选地,所述至少一个发射天线包括1个、2个或多个发射天线;所述至少一个接收天线包括1个、2个或多个接收天线。

本发明实施例中,所述至少一个发射天线包括1个、2个或者多个发射天线,所述至少一个接收天线包括1个、2个或多个接收天线。在本发明较佳的实施例中,所述发射天线的个数为4个,所述接收天线的个数为2个。

可选地,所述发射天线控制模块的数量包括1个、2个或多个;所述接收天线控制模块的数量包括1个、2个或多个。

本发明实施例中,所述发射天线控制模块13的数量可以为一个,每一发射天线12与该一个发射天线控制模块13相连,所述发射天线控制模块13的数量也可以与所述发射天线12的数量对应,即每一发射天线12对应一个接收天线控制模块13。所述接收天线控制模块23的个数为至少一个,具体地,所述接收天线控制模块23的数量可以为一个,每一接收天线22与该一个接收天线控制模块23相连,所述接收天线控制模块23的数量也可以与所述发射天线22的数量对应,即每一接收天线22对应一个接收天线控制模块23。

在一个实施例中,所述发射天线控制模块13的数量为一个,如图3所示。该一个发射天线控制模块13通过线束与多个发射天线12连接,同时驱动多个发射天线12发射信标信号。

在一个实施例中,该地面设备100还包括地面设备主控模块14,该地面设备主控模块14与该发射天线控制模块13进行通信连接,通讯交互相关信息。

在一个实施例中,该地面设备100还包括地面侧电源15,该地面侧电源15与该发射天线控制模块13连接,用于为该发射天线控制模块13提供电源。

在一个实施例中,如图4所示,该车载设备200还包括车载设备主控模块24,该车载设备主控模块24与该接收天线控制模块23进行通信连接,通讯交互相关信息。

在一个实施例中,该车载设备VA还包括车载侧电源25,该车载侧电源25与该接收天线控制模块23连接,用于为该接收天线控制模块23提供电源。

在一个实施例中,所述至少一个发射天线12在该发射天线控制模块13的驱动下发射信标信号,包括:

所述至少一个发射天线12在该发射天线控制模块13的驱动下每隔一段预设时间(例如50-100ms,越小越准确)发射一组信标信号,该组信标信号包括一个唤醒配对码和所述至少一个发射天线轮流连续发射的脉冲信号;其中,该唤醒配对码用于标记一组配对的地面设备100的发射天线12和对应的车载设备200的接收天线22;所述至少一个发射天线12轮流连续发射的脉冲信号,用于供车载设备200端接收并测量信标信号的信号强度RSSI。如图5所示。

在本实施例中,所述至少一个发射天线12每隔一段预设时间发射一组信标信号,通过该组信标信号中的唤醒配对码实现地面设备100的发射天线12和对应的车载设备200的接收天线22的配对;通过该组信标信号中的所述至少一个发射天线12轮流连续发射的脉冲信号,供车载设备200端接收并测量信标信号的信号强度RSSI。

在一个实施例中,该接收天线控制模块23接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度;包括:

该接收天线控制模块23接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度,并将该信标信号的信号强度传送给该车载设备200的车载设备主控模块24。

可选地,所述车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,包括:

所述车载设备计算所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差;

根据与所述信标信号的信号强度的方差最小的预设标定点的坐标确定所述车载设备的位置信息。

可选地,所述根据与所述信标信号的信号强度的方差最小的预设标定点的坐标确定所述车载设备的位置信息,包括:

确定与所述信标信号的信号强度的方差最小的至少一个预设标定点的坐标为所述至少一个接收天线相对于地面坐标系的坐标;

根据所述至少一个接收天线相对于地面坐标系的坐标确定所述车载设备的中心点相对于地面坐标系的坐标。

可选地,所述根据所述车载设备的位置信息引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合,包括:

每隔预设时间确定车载设备的中心点相对于地面坐标系的坐标;

根据连续确定的车载设备的中心点的多个坐标绘制引导线,引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合。

可选地,该无线充电引导定位系统的工作频段可选择设置为104KHz、114KHz或145KHz等。

可选地,所述系统还包括:

在所述地面设备及其周边选取多个预设标定点,在每个预设标定点分别检测每个接收天线接收的信号强度,得到每个接收天线的标准信号强度集合,其中,所述标准信号强度集合包括该接收天线在每个预设标定点时接收的一组标准信号强度;

所述车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,包括:

所述车载设备根据每一接收天线接收的信标信号的信号强度,与该接收天线对应的标准信号强度集合中每组标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息。

可选地,所述在每个预设标定点分别检测每个接收天线接收的信号强度,得到每个接收天线的标准信号强度集合,包括:

在不同的检测参数下,在每个预设标定点分别检测每个接收天线接收的信号强度,得到每个接收天线在不同检测参数下的标准信号强度集合;

所述车载设备根据每一接收天线接收的信标信号的信号强度,与该接收天线对应的标准信号强度集合中每组标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,包括:

确定目标检测参数,获取每个接收天线在目标检测参数下的标准信号强度集合;

所述车载设备根据每一接收天线接收的信标信号的信号强度,与该接收天线在目标检测参数下的标准信号强度集合中每组标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息。

可选地,所述检测参数包括高度和/或接收天线的旋转角度;

所述确定目标检测参数,包括:

根据所述车载设备的离地高度和/或所述车载设备的车辆坐标系相对于地面坐标系的旋转角度确定目标检测参数。

具体地,可以获取该车载设备的车辆坐标系相对于该地面设备的地面坐标系的旋转角度α。其中,该旋转角度α在(-180°~+180°)。如图6所示。地面设备100包括4个发射天线LF1、LF2、LF3、LF4,车载设备200包括两个接收天线X1和X2,两个接收天线所在坐标分别为X1和X2,其中,坐标X1与X2与基于地面坐标系的点坐标O的相对位置在车载设备设计安装时已经确定,确定坐标X1与X2后,即可根据以上的相对位置,即可获得坐标O的相对位置,通过坐标O的相对位置,即可得到该车载设备的车辆坐标系相对于该地面设备的地面坐标系的旋转角度α。

本实施例中,所述车载设备可以根据连续确定的车载设备的中心点的多个坐标绘制引导线,如图7所示的引导线701,用于引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合。可以理解的是,不同型号的发射天线,感应的距离不相同,即可引导的距离不相同。本实施例中,发射天线可感应的距离为1米。

当车辆以一定的速度进入停车位时,所述无线充电引导定位系统可以通过上述方式每隔预设时间(例如0.1s)计算一次车辆的坐标点,采用软件将计算的车辆入库的坐标点进行曲线模拟,可以得到车辆的行驶引导曲线。

对有个别点偏离太大的情形,利用车辆的行驶轨迹不可能突变的原理,通过卡尔曼滤波对数据进行过滤。引入车辆入库的行驶速度和时间,通过轨迹曲线***下一个坐标点的位置,当通过方差算法得到车辆的坐标点时,当坐标点偏离轨迹曲线较远时,则认为该0.1s计算的坐标值不真实,不采纳该坐标点,下一个0.1s再继续新的坐标点,如该坐标点落在轨迹曲线附近,偏差不大,则认为该坐标值是真实有效的。

本发明实施例中,可以选择一个没有电磁干扰的理想停车场地,对所述地面设备及其周边场地进行画格,如图8所示,方格尺寸可以根据实际精度需求进行选定,方格的尺寸越小,检测精度越高。举例而言,方格的尺寸可以为1cm×1cm或2cm×2cm或5cm×5cm等,当方格的尺寸为2cm×2cm,本发明的引导定位系统的计算精度能够达到2cm。

在每个预设标定点分别检测每个接收天线接收的信号强度,得到每个接收天线的标准信号强度集合,其中,所述标准信号强度集合包括该接收天线在每个预设标定点时接收的一组标准信号强度。

举例而言,可以在选取100个预设标定点,例如X轴方向分别选取坐标0、-7、-14、-21,Y轴方向对应X轴的四个坐标分别选取坐标24、22、20....0、-2、-4、-6......-20、-22、124,共25*4=100个坐标点。

以X1为基准接收天线,在100个标定的坐标点上分别对应发射天线LF1、LF2、LF3、LF4,测量得到100个标定的坐标点对应的标准信号强度RSSI11、RSSI12、RSSI13、RSSI14。同样地,以X2为基准接收天线,在100个标定的坐标点上分别对应发射天线LF1、LF2、LF3、LF4,测量得到100个标定的坐标点对应的标准信号强度RSSI21、RSSI22、RSSI23、RSSI24。

在实际应用时,以X1为基准接收天线,当车载设备中心点坐标为(x,y)时,X1对应LF1、LF2、LF3、LF4,分别测量得到信号强度RSSI1、RSSI2、RSSI3、RSSI4,然后将这组信号强度值与理想标定的100个标定坐标点的RSSI11、RSSI12、RSSI13、RSSI14分别进行方差计算,计算公式为:

d=(RSSI11-RSSI1)2+(RSSI12-RSSI2)2+(RSSI13-RSSI3)2+(RSSI14-RSSI4)2

确定计算结果值最小的那组预设标定点坐标为发射天线X1相对于地面坐标系的坐标,同样地,根据上述方式确定发射天线X2相对于地面坐标系的坐标,然后根据X1和X2相对于地面坐标系的坐标,得到车载设备中心点的精准定位坐标(x,y)。具体地,可以根据X1和X2相对于地面坐标系的坐标计算X1和X2的中点坐标,并将计算得到的中点坐标作为车载设备中心点的定位坐标。

可以理解的是,由于信号强度受很多因素的影响,本发明一些实施例中,可以在不同检测参数下,在每个预设标定点分别检测每个接收天线接收的信号强度,得到每个接收天线在不同检测参数下的标准信号强度集合。具体应用时,先确定目标检测参数,然后获取每个接收天线在目标检测参数下的标准信号强度集合;根据每一接收天线接收的信标信号的信号强度,与该接收天线在目标检测参数下的标准信号强度集合中每组标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息。

所述信号强度可能受到检测高度的影响,因此,所述检测参数包括检测高度。具体地,不同型号的车辆,其车载设备离地高度不相同,具体应用时,可以将车载设备离地高度作为目标检测参数,获取相应的标准信号强度集合。

所述信号强度还可能受到接收天线旋转角度的影响,因此,所述检测参数可以包括接收天线旋转角度。具体地,接收天线在不同旋转角度接收到的信号强度不相同,具体应用时,可以将接收天线相较于地面设备的旋转角度作为目标检测参数,获取相应的标准信号强度集合。即可以将车载设备的车辆坐标系相对于地面坐标系的旋转角度作为目标检测参数。

本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统,所述系统包括:地面设备和车载设备;其中:所述地面设备安装在充电停车位上,包括:原边充电线圈、至少一个发射天线以及发射天线控制模块,所述发射天线固定安装在所述原边充电线圈,通过线束与所述发射天线控制模块相连;所述至少一个发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下发射信标信号;所述车载设备安装在车上,包括:副边充电线圈、至少一个接收天线以及接收天线控制模块;所述至少一个接收天线安装在所述接收天线控制模块中,用于接收所述信标信号,传送给所述接收天线控制模块;所述接收天线控制模块安装在所述副边充电线圈中,用于接收所述信标信号并测得所述信标信号的信号强度;所述车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,并根据所述车载设备的位置信息引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合。这样,在接近充电位时执行精准定位引导功能,帮助驾驶员停车操作进行引导或自动停车进行引导,为驾驶员导航到停车位提供引导精准定位,确保停车后所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位,提高引导定位的精度,并保证无线充电系统的充电效率。且所述车载设备与所述地面设备的中心点的偏移在WPT系统定义的允许偏移范围内,以确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内。

在一个实施例中,如图10所示。本发明提供一种无线充电引导定位方法,该方法应用于无线充电引导定位系统,该系统包括:地面设备和车载设备;该地面设备安装在充电停车位上,包括:原边充电线圈、至少一个发射天线以及发射天线控制模块,该至少一个发射天线通过线束与该发射天线控制模块相连;该至少一个发射天线固定安装在该原边充电线圈;该车载设备安装在车上,包括:副边充电线圈、至少一个接收天线以及接收天线控制模块;该至少一个接收天线安装在该接收天线控制模块中;该接收天线控制模块安装在该副边充电线圈中。所述方法包括如下步骤:

步骤S1,所述至少一个所述发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下发射信标信号;

步骤S2,所述至少一个接收天线接收所述至少一个发射天线发射的信标信号,传送给所述接收天线控制模块;

步骤S3,所述接收天线控制模块接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度;

步骤S4,所述车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,并根据所述车载设备的位置信息引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合。

其中,步骤S4中,所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合为理想对齐状态。将地面设备的所在充电车位分成X轴和Y轴,形成地面坐标系,其中,车辆前后方向(行驶方向)为X轴,车辆左右方向(垂直行驶方向)为Y轴。

在一个实施例中,该步骤S1中,该发射天线控制模块通过线束与多个发射天线连接,同时驱动多个发射天线发射信标信号。

在一个实施例中,该地面设备还包括地面设备主控模块,该地面设备主控模块与该发射天线控制模块进行通信连接,通讯交互相关信息。

在一个实施例中,该地面设备还包括地面侧电源,该地面侧电源与该发射天线控制模块连接,用于为该发射天线控制模块提供电源。

在一个实施例中,该车载设备还包括车载设备主控模块,该车载设备主控模块与该接收天线控制模块进行通信连接,通讯交互相关信息。

在一个实施例中,该车载设备还包括车载侧电源,该车载侧电源与该接收天线控制模块连接,用于为该接收天线控制模块提供电源。

在一个实施例中,该步骤S1中,所述至少一个发射天线在该发射天线控制模块的驱动下发射信标信号,包括:

所述至少一个发射天线在该发射天线控制模块的驱动下每隔一段预设时间发射一组信标信号,该组信标信号包括一个唤醒配对码和至少一个发射天线轮流连续发射的脉冲信号;其中,该唤醒配对码用于标记一组配对的地面设备的发射天线和对应的车载设备的接收天线;所述至少一个发射天线轮流连续发射的脉冲信号,用于供车载设备端接收并测量信标信号的信号强度RSSI。

在一个实施例中,该步骤S3中,该接收天线控制模块接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度RSSI;包括:

该接收天线控制模块接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度,并将该信标信号的信号强度传送给该车载设备的车载设备主控模块。

所述车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,并根据所述车载设备的位置信息引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合的具体方式,在上文已经进行了详细描述,此处不再赘述。

本发明实施例提供的一种无线充电引导定位方法,包括:所述至少一个所述发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下发射信标信号;所述至少一个接收天线接收所述至少一个发射天线发射的信标信号,传送给所述接收天线控制模块;所述接收天线控制模块接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度;所述车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,并根据所述车载设备的位置信息引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合。这样,在接近充电位时执行精准定位引导功能,帮助驾驶员停车操作进行引导或自动停车进行引导,为驾驶员导航到停车位提供引导精准定位,确保停车后所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位,提高引导定位的精度,并保证无线充电系统的充电效率。且所述车载设备与所述地面设备的中心点的偏移在WPT系统定义的允许偏移范围内,以确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内。

需要说明的是,上述方法实施例与系统实施例属于同一构思,其具体实现过程详见系统实施例,且系统实施例中的技术特征在所述方法实施例中均对应适用,这里不再赘述。

在一个实施例中,如图1和图3所示,本发明提供一种地面设备100,该地面设备100安装在充电停车位上,包括:原边充电线圈11、至少一个发射天线12以及发射天线控制模块13,其中:

该至少一个发射天线12固定安装在该原边充电线圈11,通过线束与该发射天线控制模块13相连;

该发射天线控制模块13用于驱动该至少一个发射天线12发射信标信号;

该至少一个发射天线12在该发射天线控制模块13的驱动下发射信标信号。

在本实施例中,通过该地面设备的该至少一个发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下发射信标信号,可以供车载设备接收并测量信标信号的信号强度RSSI。

在一个实施例中,该发射天线控制模块13通过线束与多个发射天线12连接,同时驱动多个发射天线12发射信标信号。

在一个实施例中,该地面设备100还包括地面设备主控模块14,该地面设备主控模块14与该发射天线控制模块13进行通信连接,通讯交互相关信息。

在一个实施例中,该地面设备100还包括地面侧电源15,该地面侧电源15与该发射天线控制模块13连接,用于为该发射天线控制模块13提供电源。

在一个实施例中,该至少一个发射天线12在该发射天线控制模块13的驱动下发射信标信号,包括:

该至少一个发射天线12在该发射天线控制模块13的驱动下每隔一段预设时间(例如50-100ms,越小越准确)发射一组信标信号,该组信标信号包括一个唤醒配对码和至少一个发射天线轮流连续发射的脉冲信号;其中,该唤醒配对码用于标记一组配对的地面设备100的发射天线12和对应的车载设备200的接收天线22;该至少一个发射天线12轮流连续发射的脉冲信号,用于供车载设备200端接收并测量信标信号的信号强度RSSI。如图5所示。

在本实施例中,该至少一个发射天线12每隔一段预设时间发射一组信标信号,通过该组信标信号中的唤醒配对码实现地面设备100的发射天线12和对应的车载设备200的接收天线22的配对;通过该组信标信号中的至少一个发射天线12轮流连续发射的脉冲信号,供车载设备200端接收并测量信标信号的信号强度RSSI。

在一个实施例中,如图1和图4所示,本发明提供一种车载设备200,该车载设备200安装在车上,包括:副边充电线圈21、至少一个接收天线22以及接收天线控制模块23;其中:

该接收天线22安装在该接收天线控制模块23中;该接收天线控制模块23安装在该副边充电线圈21中;

该接收天线22接收该发射天线发射的信标信号,传送给该接收天线控制模块23;

该接收天线控制模块23接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度;

该车载设备200根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备200的位置信息,并根据所述车载设备200的位置信息引导所述车载设备200的中心点与所述地面设备100的中心点重合。

在本实施例中,通过该车载设备的接收天线接收发射天线发射的信标信号,传送给所述接收天线控制模块,所述接收天线控制模块接收所述信标信号并测得所述信标信号的信号强度;所述车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,并根据所述车载设备的位置信息引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合。这样,在接近充电位时执行精准定位引导功能,帮助驾驶员停车操作进行引导或自动停车进行引导,为驾驶员导航到停车位提供引导精准定位,确保停车后所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位,提高引导定位的精度,并保证无线充电系统的充电效率。且所述车载设备与所述地面设备的中心点的偏移在WPT系统定义的允许偏移范围内,以确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内。

在一个实施例中,该车载设备200还包括车载设备主控模块24,该车载设备主控模块24与该接收天线控制模块23进行通信连接,通讯交互相关信息。

在一个实施例中,该车载设备200还包括车载侧电源25,该车载侧电源25与该接收天线控制模块23连接,用于为该接收天线控制模块23提供电源。

在一个实施例中,该接收天线控制模块23接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度;包括:

该接收天线控制模块23接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度,并将该信标信号的信号强度传送给该车载设备200的车载设备主控模块24。

所述车载设备根据所述信标信号的信号强度分别与多个预设标定点的标准信号强度之间的方差,确定所述车载设备的位置信息,并根据所述车载设备的位置信息引导所述车载设备的中心点与所述地面设备的中心点重合的具体方式,在上文已经进行了详细描述,此处不再赘述。

在以上的任一个实施例中,该原边充电线圈11、至少一个发射天线12以及发射天线控制模块13也可以安装在该车载设备200上,该副边充电线圈21、至少一个接收天线22以及接收天线控制模块23也可以安装在该地面设备100。即由该车载设备200来发射信标信号,该地面设备来接收信标信号。其此之外,其它的结构及原理与以上的任一个实施例相同,在此不再重复描述。

以下结合更为具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。

在一个实施例中,所述发射天线12的数量为4个,如图11所示。所述接收天线22的数量为4个,如图12所示。

需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干个指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,空调器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。

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