一種電動(dòng)汽車無(wú)線充電定位對(duì)準(zhǔn)裝置和控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線充電技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及一種電動(dòng)汽車無(wú)線充電定位對(duì)準(zhǔn)裝置和控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代社會(huì)中，人們對(duì)環(huán)保和節(jié)約石化能源的意識(shí)不斷加強(qiáng)，電動(dòng)汽車逐步替代傳統(tǒng)能源汽車的趨勢(shì)也愈加明顯。由于電動(dòng)汽車的充電時(shí)間較長(zhǎng)，一般慢充需要6-8個(gè)小時(shí)，并且需要駕駛?cè)藛T自己操作充電的過程。由于電動(dòng)汽車充電過程中存在高壓和大電流，對(duì)人身安全本身存在潛在的危險(xiǎn)性。在陰雨天的戶外充電中，由于漏電可能導(dǎo)致的安全性問題則更加突出。另外，由于電動(dòng)汽車的電池巡航里程還有限，因此充電的頻率較高，每次開始充電和充電完成都需要人為插拔充電插頭，這些都會(huì)使用戶感覺非常不方便。隨著電能無(wú)線傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，無(wú)線充電系統(tǒng)能夠輸出的功率不斷提升，無(wú)線供電的效率也在不斷提高，相對(duì)于傳統(tǒng)有線供電來(lái)說(shuō)，其便利性和安全性等優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)的越來(lái)越突出。因此，無(wú)線充電在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用將會(huì)是未來(lái)的必然發(fā)展潮流和趨勢(shì)。
[0003]目前現(xiàn)有的電動(dòng)汽車無(wú)線充電方案基本上都采用電磁感應(yīng)方式，一般具有一個(gè)電能發(fā)射線圈和一個(gè)電能接收線圈。在能量傳輸過程中，發(fā)射線圈和接收線圈的相對(duì)距離和偏移都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的傳輸效率產(chǎn)生一定的影響。電動(dòng)汽車接收電能的線圈一般安裝在汽車的底部。且因不同車型地盤高度不一樣，接收線圈和發(fā)射線圈的相對(duì)位置也會(huì)存在偏差。當(dāng)發(fā)射線圈和接收線圈中心位置相對(duì)對(duì)準(zhǔn)時(shí)，整個(gè)無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)可以獲得最大效率，這一點(diǎn)對(duì)于電動(dòng)汽車等大功率無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的能效要求非常重要。
[0004]為了解決無(wú)線充電的對(duì)準(zhǔn)問題，行業(yè)一般采用兩種方法:一是采用駕駛員通過泊車系統(tǒng)的幫助，使車上的接收線圈和地上的發(fā)射線圈對(duì)準(zhǔn)。這種方法需要特殊的視覺對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，并且司機(jī)每次充電進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)的行為也十分繁瑣，使用非常不方便，并且也增加了車輛本身的成本;另一種方法是增加發(fā)射端線圈的個(gè)數(shù)，發(fā)射端的線圈是多個(gè)線圈構(gòu)成的線圈組，系統(tǒng)可以根據(jù)電動(dòng)汽車的泊車位置，讓最靠近接收線圈的發(fā)射線圈工作，從而實(shí)現(xiàn)一定程度的對(duì)準(zhǔn)。但是，這種方法需要大幅度增加線圈的個(gè)數(shù)，會(huì)導(dǎo)致成本急劇增加，并且由于線圈沒有覆蓋到的地方，還會(huì)有盲區(qū)存在，這種方法也存在相當(dāng)?shù)木窒扌浴?br>[0005]且上述兩種對(duì)準(zhǔn)方式均是將設(shè)置于車體底部的無(wú)線發(fā)射線圈與設(shè)置于地面上的無(wú)線發(fā)射線圈進(jìn)行定位對(duì)準(zhǔn)，通過控制無(wú)線發(fā)射線圈移動(dòng)或無(wú)線發(fā)射線圈移動(dòng)進(jìn)行對(duì)向定位，該設(shè)置方式和對(duì)準(zhǔn)方法亦是行業(yè)中慣用的手段。
[0006]如中國(guó)專利號(hào)CN104977944公開一種電動(dòng)汽車無(wú)線充電發(fā)射接收自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，該對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的無(wú)線接收裝置設(shè)于電動(dòng)汽車下部，無(wú)線發(fā)射裝置設(shè)于停車區(qū)域的地面，通過視覺圖像采集來(lái)進(jìn)行定位，電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置控制無(wú)線接收裝置左右移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電定位。但是，圖像采集定位方法需要有固定的參考點(diǎn)，對(duì)于電動(dòng)汽車等車型尺寸和停放位置不固定的應(yīng)用，這種方法在實(shí)現(xiàn)上還是具有很大的局限性。
[0007]又如中國(guó)專利號(hào)CN104701958公開的電動(dòng)汽車自動(dòng)無(wú)線充電收發(fā)系統(tǒng)，將無(wú)線發(fā)射線圈安裝于地面，無(wú)線接收線圈安裝車底，通過控制無(wú)線充電發(fā)射裝置的平面移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)發(fā)射線圈與接收線圈中心對(duì)齊。在此過程中，由于采用基于定位標(biāo)簽反饋的脈沖信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)定位和對(duì)準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)能夠?qū)崿F(xiàn)的精度較低。另外，由于需要地面預(yù)留較大的空間，用于安裝發(fā)射線圈，且發(fā)射線圈安裝于地面上，容易被車輪碾壓破壞，不適于長(zhǎng)期使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種電動(dòng)汽車無(wú)線充電定位對(duì)準(zhǔn)裝置和控制方法，將無(wú)線充電接收線圈安裝于車牌與車身之間，通過一種簡(jiǎn)單的視覺識(shí)別方法，獲得無(wú)線發(fā)射線圈和無(wú)線接收線圈的位置信息并控制無(wú)線發(fā)射線圈移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)充電裝置的識(shí)別對(duì)準(zhǔn)，提高了對(duì)準(zhǔn)精確性和對(duì)準(zhǔn)效率。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種電動(dòng)汽車無(wú)線充電定位對(duì)準(zhǔn)裝置，該定位對(duì)準(zhǔn)裝置包括無(wú)線接收裝置、無(wú)線發(fā)射裝置、橡膠定位器、攝像頭和微控制器MCU;無(wú)線接收裝置安裝于電動(dòng)汽車前端車牌與車身之間;無(wú)線接收裝置包括無(wú)線接收線圈和接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Ps*;橡膠定位器安裝于電動(dòng)汽車前輪停止處的地面;攝像頭固定于停車位中心線的前方，攝像頭對(duì)準(zhǔn)無(wú)線接收裝置的無(wú)線接收線圈;無(wú)線發(fā)射裝置與微控制器MCU連接，無(wú)線發(fā)射裝置包括無(wú)線發(fā)射線圈和激光發(fā)射裝置，無(wú)線發(fā)射線圈與無(wú)線接收線圈對(duì)向安裝，激光發(fā)射裝置安裝于無(wú)線發(fā)射裝置與無(wú)線接收裝置相對(duì)處，激光發(fā)射裝置向無(wú)線接收裝置發(fā)射激光束的位置坐標(biāo)為發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)PSM，攝像頭捕捉發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)PSM，將獲取的發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)PSM和接收射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)PSfe的位置坐標(biāo)交由微控制器MCU處理。
[0010]本發(fā)明還公開一種電動(dòng)汽車無(wú)線充電定位對(duì)準(zhǔn)控制方法，包括以下控制步驟:
[0011]步驟一:橡膠定位器確定無(wú)線接收裝置和無(wú)線發(fā)射裝置的充電距離；
[0012]步驟二:激光發(fā)射裝置向待充電電動(dòng)汽車的無(wú)線接收線圈處發(fā)射激光束，攝像頭獲取發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)xsm，imd和接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Ps*( xa1.yai)的位置坐標(biāo)，并交由微控制器MCU處理；
[0013]步驟三:判斷發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Psm的坐標(biāo)信息和接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Pftfe的坐標(biāo)信息是否符合充電標(biāo)準(zhǔn)；
[0014]步驟四:若發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)PSM的坐標(biāo)信息與接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Pftfe的坐標(biāo)信息符合坐標(biāo)偏差要求，則開始對(duì)電動(dòng)汽車充電；
[0015]步驟五:若發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)PsiJ■的坐標(biāo)信息與接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Pftfe的坐標(biāo)信息不一致，則根據(jù)接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Ps*與發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)PSM的坐標(biāo)偏差，控制無(wú)線發(fā)射線圈移動(dòng)相應(yīng)的偏差坐標(biāo)距尚，對(duì)電動(dòng)汽車充電。
[0016]優(yōu)選的是，所述步驟五中，若發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)PSM的坐標(biāo)信息與接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Pftfe的坐標(biāo)信息不一致，則判斷接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Pftfe與發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Psw是否存在橫向坐標(biāo)偏差；
[0017]若接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Pftfe與發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Ps射存在橫向坐標(biāo)偏差，則控制無(wú)線發(fā)射線圈201左移或右移I X挪c-xs射I個(gè)坐標(biāo)距離；
[0018]若接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Pftfe與發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Ps射不存在橫向坐標(biāo)偏差，判斷接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Paft與發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Ps射是否存在縱向坐標(biāo)偏差；
[0019]若接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Ps*與發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Psm不存在縱向坐標(biāo)偏差，則開始對(duì)電動(dòng)汽車充電；
[0020]若接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Pftfe與發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Ps射存在縱向坐標(biāo)偏差，則控制無(wú)線發(fā)射線圈上移或下移II個(gè)坐標(biāo)距離，對(duì)電動(dòng)汽車充電。
[0021]優(yōu)選的是，所述步驟五中，若發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Psm的坐標(biāo)信息與接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Pftfe的坐標(biāo)信息不一致，則判斷接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Pftfe與發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Psw是否存在縱向坐標(biāo)偏差；
[0022]若接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Pftfe與發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Ps射存在縱向坐標(biāo)偏差，則控制無(wú)線發(fā)射線圈上移或下移II個(gè)坐標(biāo)距離；
[0023]若接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Ps*與發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Psm不存在縱向坐標(biāo)偏差;判斷接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Paft與發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Ps射是否存在橫向坐標(biāo)偏差；
[0024]若接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Ps*與發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Ps射存在橫向坐標(biāo)偏差，則控制無(wú)線發(fā)射線圈左移或右移I xaft-x^ I個(gè)坐標(biāo)距離，對(duì)電動(dòng)汽車充電；
[0025]若接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Ps*與發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Ps射不存在橫向坐標(biāo)偏差，則開始對(duì)電動(dòng)汽車充電。
[0026]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果為:
[0027]I)適用于各類型電動(dòng)汽車定位對(duì)準(zhǔn)充電，通過橡膠定位器對(duì)電動(dòng)汽車無(wú)線充電距離進(jìn)行定位，可以很容易實(shí)現(xiàn)充電距離的定位，將3D定位變?yōu)?D定位，降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和成本;通過攝像頭和激光束成像，采集無(wú)線發(fā)射線圈和無(wú)線接收線圈的2D位置信息，對(duì)電動(dòng)汽車無(wú)線充電進(jìn)行精細(xì)校準(zhǔn)，提高了對(duì)準(zhǔn)精確性和效率。
[0028]2)通過比較發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)和接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，控制無(wú)線發(fā)射線圈進(jìn)行二維位置調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車無(wú)線充電的精定位，避免多線圈成本高及存在對(duì)準(zhǔn)盲區(qū)等問題；
[0029]3)將無(wú)線接收裝置安裝于電動(dòng)汽車前端車牌與車身之間，一方面車牌區(qū)域的識(shí)別定位較容易；另一方面便于司機(jī)觀察與判斷充電狀況;避免對(duì)電動(dòng)汽車底部改裝和加裝，同時(shí)可適用于不同底盤高度的電動(dòng)汽車充電；
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明定位對(duì)準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖(一)；
[0031 ]圖2為本發(fā)明定位對(duì)準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖(二)；
[0032]圖3為停車位與攝像頭位置關(guān)系示意圖；
[0033]圖4為定位對(duì)準(zhǔn)控制過程流程圖。
[0034]圖中，無(wú)線接收裝置I;無(wú)線發(fā)射裝置2;橡膠定位器3;攝像頭4;
[0035]無(wú)線接收線圈101;接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Pf娵；
[0036]無(wú)線發(fā)射線圈201;激光發(fā)射裝置202;發(fā)射線圈校準(zhǔn)點(diǎn)P發(fā)射。
【具體實(shí)施方式】
[0037]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0038]實(shí)施例1
[0039]參見圖1?3，本發(fā)明公開一種電動(dòng)汽車無(wú)線充電定位對(duì)準(zhǔn)裝置，該定位對(duì)準(zhǔn)裝置包括無(wú)線接收裝置1、無(wú)線發(fā)射裝置2、橡膠定位器3、攝像頭4和微控制器MCU。
[0040]無(wú)線接收裝置I包括無(wú)線接收線圈101和接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Pftfe。Pftfe—般可以是車牌自身表面的參考圓點(diǎn)標(biāo)識(shí)，參考圓點(diǎn)標(biāo)識(shí)一般用于交通高速攝像頭拍照對(duì)焦使用，無(wú)線接收線圈101的形狀與車牌形狀一致，便于改造和后裝。無(wú)線接收線圈101安裝于電動(dòng)汽車前端與車牌之間位置，車牌材質(zhì)采用非金屬材質(zhì)。接收線圈校準(zhǔn)點(diǎn)Ps*(x?fe，ys*)設(shè)置于車牌前端，用于作為無(wú)線接收線圈101位置校準(zhǔn)的參考點(diǎn)。
[0041]橡膠定位器3安裝于電動(dòng)汽車停車位前輪停止處的地面，橡膠定位器3—方面實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車無(wú)線充電距離的精確定位，即當(dāng)車體靠近無(wú)線發(fā)射裝置2時(shí)，通過橡膠定位器3限定無(wú)線發(fā)射裝置2與無(wú)線接收裝置I的距離，方便司機(jī)將車體?？吭诰嚯x無(wú)線發(fā)射裝置2前方指定位置處，另一方面可防止電動(dòng)汽車撞擊充電粧，對(duì)無(wú)線充電裝置起到一定的保護(hù)作用。通過橡膠定位器對(duì)電動(dòng)汽車無(wú)線充電距離進(jìn)行定位，將3D定位變?yōu)?D定位，降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和成本。
[0042]參見圖3，攝像頭4固定于停車位中心線的前方，攝像頭4對(duì)準(zhǔn)無(wú)線接收裝置I的無(wú)線接收線圈1，即攝像頭4對(duì)準(zhǔn)電動(dòng)汽車車牌，攝像頭4不隨無(wú)線接收裝置I和無(wú)線發(fā)射裝置2移動(dòng)。
[0043]無(wú)線發(fā)射裝置2豎向安裝于充電粧上方，無(wú)線發(fā)射裝置2與微控制器MCU連接，無(wú)線發(fā)射裝置2包括無(wú)線發(fā)射線圈201和激光發(fā)射裝置202。
[0044]參見圖2，無(wú)線發(fā)射線圈201與無(wú)線接收線圈101對(duì)向安裝，激光發(fā)射裝置202安裝于無(wú)線發(fā)射裝置2