CN105189189A - 车辆供电*** - Google Patents

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Abstract

对车辆(M)进行非接触供电的车辆供电***(A)具备：供电线圈(S)，其被设置在能够停放车辆(M)的场所；第1、第2定位柱(P1、P2)，其与供电线圈(S)的位置关系被固定；位置确定单元，其被设置在车辆(M)上，通过检测第1、第2定位柱(P1、P2)确定供电线圈(S)相对于车辆(M)的位置关系；以及行驶辅助单元，其根据由该位置确定单元确定的供电线圈(S)的位置关系来辅助车辆(M)行驶到供电线圈(S)。根据该车辆供电***(A)，能够恰当地检测可停放车辆(M)的各种场所中的供电线圈(S)的位置，抑制供电线圈(S)与车辆(M)的受电线圈(1)的错位。

Description

车辆供电***
技术领域
本发明涉及一种车辆供电***。
背景技术
在下述专利文献1中公开了抑制固定在路面上的送电单元(供电线圈)与设置在车辆底面上的受电单元(受电线圈)的相对错位的停车辅助装置。即，该停车辅助装置根据由摄像机拍摄的车辆周围的图像来识别送电单元的位置，向送电单元引导车辆，并且根据受电单元所接受的电力来引导车辆。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-188679号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述专利文献1所公开的停车辅助装置中，例如在应用于抑制在交叉点等停车区域纵列设置的供电线圈与车辆的受电线圈的错位的情况下，设置在路面上的供电线圈进入在前方行驶的车辆的阴影，用摄像机无法识别供电线圈的可能性高。尤其在与前方车辆的距离短的情况下，很难拍摄供电线圈。
本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的是恰当地检测供电线圈的位置来抑制地上的供电线圈与车辆的受电线圈的错位。
用于解决问题的手段
为了实现上述目的，本发明的第1方式是对车辆进行非接触供电的车辆供电***，其中，具备：供电单元，其被设置在能够停放车辆的场所；定位标记，其与供电单元的位置关系被固定；位置确定单元，其被设置在车辆上，通过检测定位标记来确定供电单元相对于车辆的位置关系；以及行驶辅助单元，其根据由该位置确定单元确定的供电单元的位置关系来辅助车辆行驶到供电单元。
在本发明的第2方式中，在上述第1方式中，将定位标记设置在能够停放车辆的长方形场所中的、被设定为一对短边中的一边的车辆的进入口的深处和一对长边中的一边上。
在本发明的第3方式中，在上述第1或2方式中，位置确定单元确定车辆的俯视形状的宽度方向和长度方向这2个正交的轴方向的距离数据作为供电单元的所述位置关系。
在本发明的第4方式中，在上述第1～第3的某个方式中，位置确定单元通过摄像机拍摄车辆的周围图像，并根据该周围图像确定供电单元的所述位置关系。
在本发明的第5方式中，在上述第1～第4的某个方式中，行驶辅助单元使显示部显示用于示出供电单元的位置关系的驾驶辅助图像。
发明效果
根据本发明，使用定位标记确定供电单元相对于车辆的位置关系，因此能够恰当地检测出供电单元的位置来抑制供电单元与车辆的受电单元的错位。
附图说明
图1A是表示本发明的一实施方式的车辆供电***的各构成要素的位置关系和第1、第2定位柱的示意图。
图1B是第1、第2定位柱的侧面图。
图2是表示本发明的一实施方式的车辆供电***的设置例的示意图。
图3是表示本发明的一实施方式的车辆供电***的主要部件的详细结构的框图。
图4是表示本发明的一实施方式的车辆供电***的动作的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的一实施方式进行说明。
如图1A所示，本实施方式的车辆供电***A由固定设置在停车位Ps上的供电线圈S、第1定位柱P1和第2定位柱P2、出入停车位Ps的车辆M构成。这样的车辆供电***A经由供电线圈S向停放在停车位Ps上的车辆M以非接触方式供给电力(供电)。另外，供电线圈S与未图示的供电电路一起构成本实施方式的供电单元。
如图2所示，停车位Ps例如是在购物中心的停车场中设置多个的长方形区域，具有能够停放1台车辆M的宽度。如图1A和图2所示，该停车位Ps将一对短边中的一边设定成车辆M的进入口Sn(退出口)。车辆M从该进入口Sn(退出口)进入停车位Ps，或者从进入口Sn(退出口)退出到停车位Ps外。
供电线圈S是具有预定的线圈形状和尺寸的螺线管型线圈，被设在停车位Ps的地面中央。此外，供电线圈S通过从上述供电电路供给预定频率的交流电力而向周围放射磁场(供电磁场)。将这样的供电线圈S以将线圈轴设为上下方向(垂直方向)的姿势，并且以在停车位Ps中露出的状态或通过塑料等非磁性材料铸模的状态埋设在停车位Ps上，以使上述供电磁场作用于车辆M。
如图1B所示，第1定位柱P1在停车位Ps中被固定设置在上述进入口Sn(退出口)的深处(另一方的短边近旁)，并具备定位标记Mk1。即，固定了该第1定位柱P1与上述的供电线圈S的位置关系。如图1B所示，第2定位柱P2被固定设置在停车位Ps中的一对长边中的一边，即左侧长边的中央近旁，并具备定位标记Mk2。即，也固定了该第2定位柱P2与供电线圈S的位置关系。
这样的第1、第2定位柱P1、P2中的定位标记Mk1、Mk2是不会存在于停车位Ps的周围的特殊图形。另外，各定位标记Mk1、Mk2可以是相同的，也可以是不同的。
车辆M是由驾驶员驾驶而在道路上行驶的汽车，例如是以电力为动力源行驶的电动汽车或混合动力汽车。如图3所示，该车辆M具备：受电线圈1、第1摄像机2、第2摄像机3、位置运算部4、辅助图像生成部5以及触摸面板6。在这样的各构成要件中，第1摄像机2、第2摄像机3以及位置运算部4构成本实施方式的位置确定单元，并且辅助图像生成部5和触摸面板6构成本实施方式的行驶辅助单元。另外，虽然在图3中进行了省略，但车辆M当然具备引擎、行驶电动机、方向盘、制动器以及蓄电池(二次电池)等行驶所需要的构成要素。
以线圈轴成为上下方向(垂直方向)的姿势将受电线圈1设在车辆M的底部，以便能够与上述供电线圈S相对。该受电线圈1具有与作为地上设备的供电线圈S大致相同的线圈直径，通过与供电线圈S电磁耦合以非接触方式接受交流电力。这样的受电线圈1与未图示的充电电路一起构成本实施方式的受电单元。受电线圈1接受的交流电力(受电电力)从受电线圈1经由上述充电电路供给到驱动电动机，或者变换成交流电力后充电到蓄电池(省略图示)中。
第1摄像机2被设置在车辆M的后部，拍摄车辆M后方的图像(第1周围图像)后输出给位置运算部4。在车辆M的后保险杠Rb的中央部朝着斜上方设置该第1摄像机2，以便例如在车辆M倒车进入停车位Ps时，第1定位柱P1映入第1周围图像中。
第2摄像机3被设置在车辆M的左侧部，拍摄车辆M的左侧方的图像(第2周围图像)后输出给位置运算部4。将该第2摄像机3设在左后视镜Lm的前端，以便例如在车辆M倒车进入停车位Ps时，第2定位柱P2映入第2周围图像中。
位置运算部4是根据预定的位置运算程序发挥功能的软件型运算装置，根据从第1摄像机2输入的第1周围图像、从第2摄像机3输入的第2周围图像、预先存储的相对位置表来计算出供电线圈S相对于车辆M(受电线圈1)的相对位置R(位置关系)。上述相对位置表是存储有第1、第2周围图像内的第1、第2定位柱P1、P2的位置(更准确而言是定位标记Mk1、Mk2的位置)和供电线圈S相对于车辆M(受电线圈1)的相对位置R的关系的数据表。
该位置运算部4根据第1、第2周围图像内的第1、第2定位柱P1、P2的位置(定位标记Mk1、Mk2的位置)检索相对位置表，由此确定与第1、第2定位柱P1、P2的位置(定位标记Mk1、Mk2的位置)对应的供电线圈S相对于车辆M(受电线圈1)的相对位置R，并将该相对位置R输出给辅助图像生成部5。该相对位置R表示以车辆M的受电线圈1为中心的供电线圈S的位置，作为停车位Ps上(水平面上)的二维距离数据。即，如图1A所示，相对位置R由俯视形状为长方形的车辆M的长度方向(X轴方向)的距离(X轴距离Rx)和车辆M的宽度方向(Y轴方向)的距离(Y轴距离Ry)这2个距离数据构成。
辅助图像生成部5是根据预定的车辆控制程序发挥功能的软件型控制装置，根据从触摸面板6输入的操作指示信号向上述位置运算部4指示上述相对位置R的取得处理。此外，该辅助图像生成部5为了根据从位置运算部4输入的相对位置R使车辆M的受电线圈1正对供电线圈S而生成用于辅助驾驶员的驾驶辅助图像，并将示出该驾驶辅助图像的图像信号(辅助图像信号)输出给触摸面板6。该驾驶辅助图像例如将随着车辆M的行驶而变化的相对位置R示出在以车辆M为中心的平面图上。
在此，在图3中将位置运算部4和辅助图像生成部5作为不同功能构成要素来表示，但位置运算部4和辅助图像生成部5在硬件上是相同的。即，位置运算部4和辅助图像生成部5是由CPU(CentralProcessingUnit，中央处理单元)、ROM(ReadOnlyMemory，只读存储器)以及RAM(RandomAccessMemory，随机存取存储器)等硬件要素构成的一种计算机，通过CPU执行存储在ROM中的上述位置运算程序或车辆控制程序，实现上述的各功能。在后述的动作说明中，对这样的辅助图像生成部5的处理细节进行说明。
触摸面板6例如是安装在方向盘的近旁的带操作面板的液晶显示器，根据从辅助图像生成部5输入的辅助图像信号显示上述驾驶辅助图像，并且，接受驾驶员的操作指示后作为操作指示信号输出给辅助图像生成部5。
接着，按照图4的流程图，对这样构成的本车辆供电***A的动作进行说明。
车辆M的驾驶员在想要停放车辆M的情况下，例如使车辆M倒车行驶而从进入口Sn(退出口)进入停车位Ps。此时，驾驶员操作触摸面板6来请求驾驶辅助图像的提供。辅助图像生成部5，当从触摸面板6输入这样的驾驶辅助图像的提供请求时(步骤S1)，向位置运算部4指示供电线圈S的相对位置R的取得开始，另一方面，在没有输入上述提供请求的状态下，成为重复步骤S1的判断处理的等待状态。另外，驾驶员在搭载于车辆M上的蓄电池的充电余量变少而需要来自外部的供电等情况下，进行上述提供请求。
位置运算部4在从辅助图像生成部5输入了相对位置R的取得开始指示时，通过对从第1摄像机2输入的第1周围图像实施预定的图像处理，来确定第1周围图像中的第1定位柱P1的位置(定位标记Mk1的位置)，并且使用确定的第1定位柱P1的位置(定位标记Mk1的位置)来检索相对位置表，由此确定供电线圈S相对于车辆M(受电线圈1)的Y轴方向的距离(Y轴距离Ry)(步骤S2)。
在此，假定由固定在车辆M上的第1摄像机2拍摄的第1周围图像，在车辆M的后部接近正对第1定位柱P1的状态时包括第1定位柱P1。也就是说，车辆M相对于停车位Ps倾斜了预定角以上的情况下，第1定位柱P1不出现在第1周围图像内，但车辆M的倾斜成为预定角内的情况下，第1周围图像包括第1定位柱P1。此外，根据停车位Ps的宽度方向的车辆M的位置，第1周围图像内的第1定位柱P1(定位标记Mk1)的左右方向的位置变化。由第1周围图像内的第1定位柱P1(定位标记Mk1)的左右方向的位置决定上述Y轴距离Ry。
并且，位置运算部4对从第2摄像机3输入的第2周围图像实施预定的图像处理，由此确定第2周围图像中的第2定位柱P2的位置(定位标记Mk2的位置)，并且使用该确定的第2定位柱P2的位置(定位标记Mk2的位置)来检索相对位置表，由此确定供电线圈S相对于车辆M(受电线圈1)的X轴方向的距离(X轴距离Rx)(步骤S3)。
在此，由固定在车辆M上的第2摄像机3拍摄的第2周围图像，在车辆M的左后视镜Lm接近正对第2定位柱P2的状态时包括第2定位柱P2。也就是说，车辆M相对于停车位Ps倾斜了预定角以上的情况下，或车辆M没有倾斜但第2定位柱P2和车辆M的第2摄像机3在停车位Ps的长度方向上离开预定距离以上的情况下，第2定位柱P2不出现在第2周围图像内，但车辆M的倾斜在预定角内且第2定位柱P2和车辆M的第2摄像机3的距离在预定距离以内的情况下，第2周围图像包括第2定位柱P2。此外，根据停车位Ps的长度方向的车辆M的位置，第2周围图像内的第2定位柱P2(定位标记Mk2)的左右方向的位置变化。由第2周围图像内的第2定位柱P2(定位标记Mk2)的左右方向的位置决定上述X轴距离Rx。
然后，位置运算部4向辅助图像生成部5输出由这样取得的供电线圈S的Y轴距离Ry和X轴距离Rx构成的相对位置R的初始值。其结果，辅助图像生成部5生成示出从位置运算部4输入的上述初始值的驾驶辅助图像，作为辅助图像信号输出给触摸面板6。这样求出的相对位置R的初始值是刚开始取得供电线圈S的相对位置R后的供电线圈S的位置。车辆M根据驾驶员的驾驶而移动，因此相对位置R根据车辆M的位置从上述初始值开始时时刻刻依次变化。
然后，位置运算部4以预定的时间间隔重复步骤S2、S3而将供电线圈S的相对位置R输出到辅助图像生成部5。辅助图像生成部5依次生成用于示出从位置运算部4输入的各时刻的相对位置R的驾驶辅助图像，作为辅助图像信号输出到触摸面板6(步骤S4)。其结果，在触摸面板6中，将接着初始值依次变化的相对位置R按时间系列依次显示在以车辆M为中心的平面图上。
车辆M的驾驶员参照这样的驾驶辅助图像对车辆M进行驾驶操作，由此将车辆M停放成受电线圈1与供电线圈S正对。
未图示的供电电路在检测出受电线圈1与供电线圈S电磁耦合时，开始向供电线圈S输出交流电力，由此开始向车辆M的供电。车辆M的辅助图像生成部5判断受电线圈1是否从供电线圈S接受了电力(步骤S5)，在该判断为“是”时，结束所有的处理。
从这样的地上设备即供电线圈S向车辆M的供电，通过车辆M从停车位Ps移动而结束。即，供电电路在因车辆M开始行驶而解除受电线圈1对供电线圈S的电磁耦合时，结束向供电线圈S的电力供给。
根据这样的本实施方式，使用第1、第2定位柱P1、P2取得供电线圈S相对于车辆M的相对位置R，因此能够恰当地检测出供电线圈S的位置来抑制供电线圈S与车辆M的受电线圈1的错位。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不局限于上述实施方式，例如考虑到以下的变形。
(1)在上述实施方式中，根据驾驶员的操作指示开始了供电线圈S的相对位置R的取得，但本发明并不局限于此。例如，辅助图像生成部5可以预先存储地图上的第1、第2定位柱P1、P2的设置位置，根据GPSGlobalPositioningSystem，全球定位***)信号或其他无线的信息来掌握车辆M的当前位置，当车辆M接近第1、第2定位柱P1、P2时，自动地开始供电线圈S的相对位置R的取得。
(2)另外，可以并不是根据驾驶员的操作指示开始供电线圈S的相对位置R的取得，而是第1摄像机2拍摄第1定位柱P1的位置(定位标记Mk1)时，或者第2摄像机3拍摄第2定位柱P2(定位标记Mk2)时，自动地开始供电线圈S的相对位置R的取得。
(3)在上述实施方式中，将第2定位柱P2设在停车位Ps的左侧长边的中央附近，但本发明并不局限于此。例如也可以将第2定位柱P2设在停车位Ps的右侧长边的中央附近，来代替停车位Ps的左侧长边的中央附近。此时，需要将第2摄像机3设在车辆M的右后视镜上。此外，在上述实施方式中，设置了2个即第1、第2定位柱P1、P2，但其数量并不局限于2个。例如可以在停车位Ps的左、右侧长边双方设置第2定位柱P2，并且也可以将设在停车位Ps的进入口Sn(退出口)的深处的第1定位柱P1的数量设为多个。
(4)在上述实施方式中，将第1摄像机2以固定其拍摄范围的方式设置在车辆M的后保险杠Rb上，并且将第2摄像机3以固定其拍摄范围的方式设置在左后视镜Lm的前端，但本发明并不局限于此。例如，也可以在车辆M的上部等处设置1个摄像机，通过自动控制使该摄像机的摄像视场角变化，由此拍摄第1、第2周围图像。即，如果能够拍摄包含设在停车位Ps上的第1、第2定位柱P1、P2的第1、第2周围图像，则并不对摄像机的数量进行限定。
(5)在上述实施方式中，通过第1、第2摄像机2、3拍摄包含第1、第2定位柱P1、P2的第1、第2周围图像，由此取得了供电线圈S的相对位置R，但本发明并不局限于此。例如，可以代替第1、第2摄像机2、3采用激光传感器，并根据基于该激光传感器的第1、第2定位柱P1、P2的检测结果来取得供电线圈S的相对位置R。
(6)在上述实施方式中，在触摸面板6上将供电线圈S的相对位置R显示在以车辆M为中心的平面图上，但本发明并不局限于此。例如，也可以代替示出供电线圈S的相对位置R的平面图，将示出供电线圈S的相对位置R的二维距离数据作为文字信息来显示。即，基于供电线圈S的相对位置R的辅助信息是用于辅助受电线圈1正对供电线圈S为止的驾驶的信息即可。
(7)在上述实施方式中，在触摸面板6上显示了供电线圈S的相对位置R，但本发明并不局限于此。例如，也可以在车辆M上设置扬声器，使用该扬声器向驾驶员用声音报知供电线圈S的相对位置R。
(8)在上述实施方式中，作为能够停放车辆M的场所的一例，说明了在图2中示意性示出的购物中心的停车场，但本发明并不局限于此。作为具备车辆供电***A的地上设备即供电线圈S、供电电路(省略图示)以及第1、第2定位柱P1、P2等的停车场，可以是公设或私设的任何停车场。此外，能够停放车辆M的场所，除了停车场以外也可以是店铺等的驾车穿过用地、在车辆M为混合动力汽车的情况下，也可以为加油站的停车用地等。
产业上的可利用性
根据本发明，使用定位标记确定供电单元相对于车辆的位置关系，因此能够恰当地检测供电单元的位置来抑制供电单元与车辆的受电单元的错位。
符号说明
A车辆供电***、S供电线圈、P1第1定位柱、P2第2定位柱、M车辆、1受电线圈、2第1摄像机、3第2摄像机、4位置运算部、5辅助图像生成部、6触摸面板、Ps停车位、Lm左后视镜、Rb后保险杠、RxX轴距离、RyY轴距离、Sn进入口。

Claims (8)

1.一种对车辆进行非接触供电的车辆供电***，其特征在于，具备：
供电单元，其被设置在能够停放所述车辆的场所；
定位标记，其与所述供电单元的位置关系被固定；
位置确定单元，其被设置在所述车辆上，通过检测所述定位标记来确定所述供电单元相对于所述车辆的位置关系；以及
行驶辅助单元，其根据由该位置确定单元确定的所述供电单元的所述位置关系来辅助所述车辆行驶到所述供电单元。
2.根据权利要求1所述的车辆供电***，其特征在于，
将所述定位标记设置在能够停放所述车辆的长方形场所中的、被设定为一对短边中的一边的车辆的进入口的深处和一对长边中的一边上。
3.根据权利要求1所述的车辆供电***，其特征在于，
所述位置确定单元确定所述车辆的俯视形状的宽度方向和长度方向这2个正交的轴方向的距离数据作为所述供电单元的所述位置关系。
4.根据权利要求2所述的车辆供电***，其特征在于，
所述位置确定单元确定所述车辆的俯视形状的宽度方向和长度方向这2个正交的轴方向的距离数据作为所述供电单元的所述位置关系。
5.根据权利要求1所述的车辆供电***，其特征在于，
所述位置确定单元通过摄像机拍摄所述车辆的周围图像，并根据该周围图像确定所述供电单元的所述位置关系。
6.根据权利要求2所述的车辆供电***，其特征在于，
所述位置确定单元通过摄像机拍摄所述车辆的周围图像，并根据该周围图像确定所述供电单元的所述位置关系。
7.根据权利要求3所述的车辆供电***，其特征在于，
所述位置确定单元通过摄像机拍摄所述车辆的周围图像，并根据该周围图像确定所述供电单元的所述位置关系。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的车辆供电***，其特征在于，
所述行驶辅助单元使显示部显示驾驶辅助图像，该驾驶辅助图像示出所述供电单元的所述位置关系。
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