CN107972666B - 在无线充电车道上行驶的车辆的车辆偏离预警***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在无线充电车道上行驶的车辆的车辆偏离预警***及方法。无线充电车道设置有布置在无线充电车道的中央位置处且沿无线充电车道延伸的电能发射装置，并能够产生电场或磁场。该***包括检测单元，其获取在车辆侧检测到的电场或磁场强度数据及车辆的行驶状态数据；预测单元，基于所获取的电场或磁场强度数据判断车辆是否进入无线充电车道，并在判断为车辆进入无线充电车道的情况下根据所获取的车辆的行驶状态数据预测车辆是否意图沿无线充电车道行驶；及判断单元，在预测单元预测为车辆意图沿述无线充电车道行驶的情况下，基于在车辆侧检测到的电场或磁场强度的变化确认车辆的行驶位置是否相对于无线充电车道的中间位置发生了变化。

Description

在无线充电车道上行驶的车辆的车辆偏离预警***及方法
技术领域
本发明涉及车辆偏离预警领域。具体地，本发明涉及用于在无线充电车道上行驶的车辆的车辆偏离预警***及方法。
背景技术
近年来，由于能够减少空气污染的汽车尾气排放和燃气使用，电动车辆得到了很大的发展。但是，目前大多数全电动车辆只能行驶10到40英里就需要再次充电，特斯拉电动车辆能够行驶约240英里。为了使超低排放的电动车辆行驶更长的距离，而不需要停下来充电，提出了在道路上修建无线充电车道的方案。在这样的无线充电车道中，在路面以下铺设有电能发射装置。该电能发射装置可以通过安装在电动车辆上的电能接收装置以非接触方式向电动车辆提供电能。这样，电动车辆可以在行驶的过程中进行充电。
电动车辆在无线充电车道中行驶时，与在普通车道中行驶类似，需要尽量在车道标识线内、尤其是车道的中间位置行驶，在不意图变更车道的情况下不能随意超出车道标识线，以保证行车安全。但是，由于驾驶员注意力不集中或误操作等，车辆有时会偏离车道的中间位置甚至超出车道标识线。车道保持辅助驾驶***或者车道偏离预警***可以在帮助驾驶员将车辆保持在车道中间行驶，或者在未打转向灯且车辆偏离车道的中间位置甚至超出车道标识线时做出提醒。目前，车道保持驾驶辅助或者车道偏离预警主要是通过摄像头检测车道线并且通过判断车辆相对于车道线的位置来进行。这样的方式需要设置额外的摄像头，并且容易受到车道线不清晰、天气条件、光照变化等客观条件的影响。
发明内容
本发明提供了一种用于在无线充电车道上行驶的车辆的车辆偏离预警***及方法，其可以在不需要额外的摄像头的情况下实现对车辆偏离的预警，从而不受不利客观条件的影响。根据本发明的用于在无线充电车道上行驶的车辆的车辆偏离预警***及方法，还可以及时提醒驾驶员纠正车辆的偏离，由此可以提高电动车辆的充电效率。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于在无线充电车道上行驶的车辆的车辆偏离预警***，其中所述无线充电车道设置有电能发射装置，所述电能发射装置布置在所述无线充电车道的中央位置处并且沿所述无线充电车道延伸，所述电能发射装置能够产生电场或磁场，所述***包括：检测单元，用于获取在车辆侧检测到的电场或磁场强度数据以及所述车辆的行驶状态数据；预测单元，基于所述检测单元所获取的电场或磁场强度数据判断所述车辆是否进入所述无线充电车道，并且在判断为所述车辆进入所述无线充电车道的情况下根据所述检测单元所获取的所述车辆的行驶状态数据预测所述车辆是否意图沿所述无线充电车道行驶；以及判断单元，在所述预测单元预测为所述车辆意图沿所述无线充电车道行驶的情况下，基于在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度的变化确认所述车辆的行驶位置是否相对于所述无线充电车道的中间位置发生了变化。
根据本发明的另一个方面，其中所述检测单元包括设置在所述车辆底部的电场或磁场强度传感器，所述电场或磁场强度传感器用于在所述车辆侧检测来自所述电能发射装置的电场或磁场强度，其中，当所述电场或磁场强度传感器在预定时间长度内持续检测到大于等于第一电场或磁场强度阈值的电场或磁场强度时，所述预测单元判断为所述车辆进入所述无线充电车道。
根据本发明的另一个方面，其中所述车辆的行驶状态数据至少包括指示所述车辆的车速和转向指示灯的开关状态的数据，在判断为所述车辆进入所述无线充电车道的情况下，所述预测单元在所述车速大于等于预定车速阈值并且所述转向指示灯关闭时，预测为所述车辆意图沿所述无线充电车道行驶。
根据本发明的另一个方面，其中所述判断单元在当前时刻在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度小于等于第二电场或磁场强度阈值的情况下，确认为所述车辆的行驶位置在当前时刻偏离了所述无线充电车道的中间位置。
根据本发明的另一个方面，所述车辆偏离预警***还包括：存储单元，所述存储单元存储当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内的每一时刻在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度数据和所述车辆的行驶状态数据，其中所述车辆的行驶状态数据包括指示所述车辆的车速和转向角中的至少一者的数据，并且其中所述判断单元在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内的每一时刻在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度均小于等于第三电场或磁场强度阈值时，确认为所述车辆的行驶位置在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内一直偏离所述无线充电车道的中间位置。
根据本发明的另一个方面，所述车辆偏离预警***还包括：存储单元，所述存储单元存储当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内的每一时刻在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度数据和所述车辆的行驶状态数据，其中所述车辆的行驶状态数据包括指示所述车辆的车速和转向角中的至少一者的数据，并且其中所述判断单元在当前时刻在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度相对于前一时刻的电场或磁场强度变化率小于零且所述变化率的绝对值大于等于第一变化率阈值的情况下，确认为所述车辆的行驶位置在当前时刻偏离了所述无线充电车道的中间位置。
根据本发明的另一个方面，其中所述判断单元在所述变化率小于零且所述变化率的绝对值大于等于所述第一变化率阈值并且所述车辆的转向角大于等于第一转向角阈值时，确认为由于所述车辆的驾驶员的转向动作使得所述车辆的行驶位置在当前时刻偏离了所述无线充电车道的中间位置。
根据本发明的另一个方面，所述车辆偏离预警***还包括：存储单元，所述存储单元存储当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内的每一时刻在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度数据和所述车辆的行驶状态数据，其中所述车辆的行驶状态数据包括指示所述车辆的车速和转向角中的至少一者的数据，并且其中所述判断单元在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内的每一时刻的在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度相对于前一时刻的电场或磁场强度的变化率的绝对值大于等于第二变化率阈值以及过零点计数器的计数大于等于预定数值的情况下，确认为所述车辆在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内在所述无线充电车道内持续左右晃动行驶，其中所述过零点计数器记录所述变化率随时间推移而出现正负值变化的次数。
根据本发明的另一个方面，所述车辆偏离预警***还包括：所述判断单元在所述变化率的绝对值大于等于所述第二变化率阈值，所述过零点计数器的计数大于等于预定数值，以及所述车辆的转向角大于等于第二转向角阈值的情况下，确认为由于所述车辆的驾驶员的转向动作使得所述车辆在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内在所述无线充电车道内持续左右晃动行驶。
根据本发明的另一个方面，其中所述第二电场或磁场强度阈值、第三电场或磁场强度阈值、所述第一变化率阈值、所述第二变化率阈值、所述第一转向角阈值和所述第二转向角阈值中的各个分别设置为所述车辆的车速的函数。
根据本发明的一个方面，还提供了一种用于在无线充电车道上行驶的车辆的车辆偏离预警方法，其中所述无线充电车道设置有电能发射装置，所述电能发射装置设置在所述无线充电车道的中央位置处并且沿所述无线充电车道延伸，所述电能发射装置能够产生电场或磁场，所述方法包括以下步骤：获取在车辆侧检测到的电场或磁场强度数据以及所述车辆的行驶状态数据；基于所获取的电场或磁场强度数据判断所述车辆是否进入所述无线充电车道，并且在判断为所述车辆进入所述无线充电车道的情况下根据所获取的所述车辆的行驶状态数据预测所述车辆是否意图沿所述无线充电车道行驶；以及在预测为所述车辆意图沿所述无线充电车道行驶的情况下，基于在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度的变化确认所述车辆的行驶位置是否相对于所述无线充电车道的中间位置发生了变化。
根据本发明的一个方面，还提供了一种车辆，其装备有如上述各个方面所述的车辆偏离预警***。
根据本发明的上述实施例的车辆偏离预警***和方法以及装备有所述车辆偏离预警***的车辆，可以利用无线充电车道中的电能发射装置，在不需要额外的摄像头的情况下来实现车辆偏离预警，而不受在天气条件、光照变化、车道线不清晰等恶劣条件的影响。此外，该车辆偏离预警***及方法还可以在车辆偏离了无线充电车道的中间位置时及时提醒驾驶员纠正车辆的偏离，由此可以提高电动车辆的充电效率。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例设置有电能发射装置的无线充电车道的示意图；
图2示出了根据本发明的实施例的车辆偏离预警***的框图；以及
图3示出了根据本发明的实施例的车辆偏离预警方法的流程图。
具体实施方式
下文中，将参照附图描述本发明的实施例。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的范围由权利要求书限定。
本发明涉及一种用于在无线充电车道上行驶的车辆的车辆偏离预警***及方法，其可以利用无线充电车道中的电能发射装置，在不需要额外的摄像头的情况下来实现车辆偏离预警，而不受天气条件、光照变化、车道线不清晰等不利客观条件的影响。
图1示出了根据本发明的实施例设置有电能发射装置的无线充电车道的示意图。如图1所示，车辆100在无线充电车道200中行驶。无线充电车道200包括铺设在地面以下的、用于以非接触方式对车辆100进行充电的电能发射装置210。车辆100包括与电能发射装置210对应的电能接收装置110。电能发射装置210可以通过电磁感应、电磁共振、无线电波传输、电场耦合等非接触方式向电能接收装置110传输电能。大量的电能发射装置210在车道宽度方向上的中间位置处沿车道的延伸方向以均匀的间隔布置。车辆100进入无线充电车道200之后，使电能接收装置110和电能发射装置210的位置对准来进行充电。电能发射装置210位于无线充电车道宽度方向上的中间位置处，并且可以持续地产生磁场或电场，并且在距离电能发射装置210的不同位置处检测到的磁场强度或电场强度随着到电能发射装置210的横向距离的变化而变化。
需要注意的是，本文所述的车辆包括纯电动车辆或油电混合等的电动车辆。本文所述的车辆也可以包括设置有磁场强度传感器或电场强度传感器的非电动车辆。此外，如上所述，大量电能发射装置沿无线充电车道的延伸方向以均匀的间隔布置。但是，由于车辆行驶速度较高，该间隔可以视为不存在。
在下文中，通过检测由电能发射装置产生的磁场的强度来执行车辆偏离预警。然而，本发明的以下实施方式也适用于以相同的原理、通过检测由电能发射装置产生的电场的强度来进行车辆偏离预警的情况。在这种情况下，磁场强度传感器相应地改为电场强度传感器，并且在车辆侧磁场强度的检测以及基于所检测到的磁场强度的判断、预测和确认等相应地改为基于所检测到的电场强度的判断、预测和确认。
图1示出了装备在车辆100中的根据本发明的用于在无线充电车道上行驶的车辆的车辆偏离预警***10。该车道偏离预警***10可以包括检测单元20、预测单元30、判断单元40以及输出单元50。
检测单元20配置成获取在车辆100侧检测到的磁场强度数据以及车辆100的行驶状态数据。检测单元20包括磁场强度传感器21，其用于检测在车辆100侧接收到的来自无线充电车道的电能发射装置的磁场的强度。该磁场强度传感器21位于车辆100的底部，并且可以是电动车辆的电能接收装置中原有的磁场强度传感器。对于非电动车辆的车辆来说，磁场强度传感器21也可以是专用于车道偏离预警的磁场强度传感器。磁场强度传感器21可以是霍尔传感器、磁阻传感器、巨磁阻传感器、磁通门传感器等。
检测单元20还配置成获取车辆100的行驶状态数据。车辆100的行驶状态数据可以包括指示车辆100的车速、转向角度、指示灯开关状态等的数据。检测单元20可以通过车辆100自身的传感器(例如车速传感器、转向角度传感器、指示灯开关状态传感器等)来获取车辆100的行驶状态数据。这里所述的车辆100的行驶状态数据并不限于所列出的数据，还可以包括其他可能需要的行驶状态数据，即包括为了实现本发明的车道偏离预警***的功能所必须的任何行驶状态数据。
预测单元30配置成基于检测单元20所获取的磁场强度数据判断车辆100是否进入无线充电车道，并且在判断为车辆100进入无线充电车道的情况下根据车辆100的行驶状态数据预测车辆100是否意图沿无线充电车道行驶。磁场强度传感器21检测到的磁场强度随着其到产生磁场的电能发射装置的横向距离的变化而变化。由于电能发射装置产生的磁场强度是恒定的，因此磁场强度传感器21横向距离电能发射装置越远，其检测到的磁场强度越小。当磁场强度传感器21在电能发射装置的正上方时，其检测到的磁场强度最大。因此，根据磁场强度传感器21检测到的磁场强度的变化可以判断车辆100的行驶位置相对于电能发射装置的横向距离的变化，继而可以判断车辆100在无线充电车道宽度方向上的位置的变化。
具体地，当磁场强度传感器21在预定时间长度内(例如，3s)持续大于等于第一磁场强度阈值BTH1的磁场强度时，预测单元30判断为车辆100进入无线充电车道。由于当车辆100在其他车道上，例如与无线充电车道相邻的普通车道上磁场强度传感器21也可能检测到一定的磁场强度，因此，预测单元30仅在磁场强度B大于等于第一磁场强度阈值BTH1的情况下，才判断为车辆10进入无线充电车道。第一磁场强度阈值BTH1可以是车辆100处于无线充电车道内的情况下磁场强度传感器21可以检测到的最小磁场强度。或者，第一磁场强度阈值BTH1可以是车辆100尚未全部进入无线充电车道但磁场强度传感器21已经进入无线充电车道时磁场强度传感器21所检测到的最小磁场强度。而且，为了排除车辆100进入或部分进入无线充电车道又马上离开的情况，仅在磁场强度传感器21在预定时间长度内(例如，3s)持续检测到大于等于第一磁场强度阈值BTH1的磁场强度B的情况下，判断为车辆进入无线充电车道。
此外，预测单元30在判断为车辆100进入无线充电车道的情况下根据车辆100的行驶状态数据预测车辆100是否意图沿无线充电车道行驶。具体地，预测单元30在判断为车辆100进入无线充电车道的情况下，从检测单元20获取车辆100的当前车速数据和指示灯开关状态数据等。并且，预测单元30在车辆100的当前车速大于等于预定车速阈值(例如，30km/h)并且指示灯未打开的状态下预测为车辆100意图沿无线充电车道行驶。
判断单元40可以配置成，在预测为车辆100意图沿无线充电车道行驶的情况下，基于在车辆100侧检测到的磁场强度的变化来确认车辆100的行驶位置是否相对于所述无线充电车道的中间位置发生了变化，例如是否偏离了无线充电车道的中间位置。
具体地，如前所述，在电能发射装置产生的磁场的强度恒定的情况下，磁场强度传感器21检测到的磁场强度随着其到电能发射装置的横向距离的变化而变化。即，磁场强度传感器21到电能发射装置的距离越远，其检测到的磁场强度越小。磁场强度传感器21在电能发射装置的正上方时，其检测到的磁场强度最大。因此，可以根据磁场强度传感器21检测到的磁场强度的变化来确认车辆100的行驶位置是否偏离了无线充电车道的中间位置。此外，还可以根据磁场强度的变化以及车辆100的行驶状态数据，来确认造成车辆100的行驶位置偏离无线充电车道的中间位置的原因等，其中行驶状态数据可以包括指示车辆100的车速和转向角中的至少一者的数据。
输出单元50配置成在判断单元40判断为车辆100的行驶位置偏离了无线充电车道的中间位置时发出警报。输出单元50可以设置成以声音、视觉或触觉等方式发出警报。输出单元50通过警报通知车辆100的驾驶员车辆100的行驶位置偏离了无线充电车道的中间位置，提醒驾驶员及时调整车辆100的位置，纠正其有潜在危险的驾驶行为。
根据本发明的一些实施例，车道偏离预警***10还可以包括存储单元60。存储单元60可以配置成存储在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段的每一时刻由磁场强度传感器21检测到的磁场强度数据以及车辆100的行驶状态数据。当前时刻之前的预定时间段可以是当前时刻之前的5s、6s、7s、8s等。预定时间段内的每一时刻可以是该预定时间段内以一定时间间隔(例如0.05s、0.1s、0.2s等)分布的各个时刻。
根据本发明的一些实施例，判断单元40可以设置第二磁场强度阈值BTH2。判断单元40从检测单元20(或者存储单元60)获取在当前时刻磁场强度传感器21检测到的磁场强度B(t0)。并且，判断单元40在B(t0)小于等于BTH2的情况下，确认为在当前时刻车辆100的行驶位置偏离了无线充电车道的中间位置。在这种情况下，输出单元50将向驾驶员发生警报，提醒驾驶员及时调整车辆100的位置，纠正其有潜在危险的驾驶行为。
在上述实施例中，第二磁场强度阈值BTH2的设置与无线充电车道中的电能发射装置产生的恒定磁场强度和车辆100的车速相关联。相对于电能发射装置产生的恒定磁场强度，第二磁场强度阈值BTH2设置得越小，发出警报时车辆100的行驶位置偏离无线充电车道的中间位置越远。因此，可以适当地设置第二磁场强度阈值BTH2，使得车辆偏离预警***10能够在车辆100的行驶位置以期望的距离偏离无线充电车道的中间位置时发出警报。此外，第二磁场强度阈值BTH2的设置还与车辆100的当前时刻车速V(t0)相关联，并且第二磁场强度阈值BTH2是可以设置为当前车速V(t0)的函数。当前时刻的车速V(t0)越大，第二磁场强度阈值BTH2应该设置得越大。此外，出于安全的考虑，在车速较大的情况下应该比在车速较小的情况更早进行预警。其中，上述函数可以是一次函数，也可以是其他形式的函数。
根据本发明的一些实施例，判断单元40可以设置第三磁场强度阈值BTH3。并且，判断单元40从存储单元60获取在当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内的每一时刻磁场强度传感器21检测到的磁场强度B(t)。判断单元40在各个B(t)均小于等于BTH3的情况下，确认为在当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内车辆100的行驶位置一直偏离无线充电车道的中间位置行驶。在这种情况下，输出单元50将向驾驶员发生警报，提醒驾驶员及时调整车辆100的位置，纠正其有潜在危险的驾驶行为。
在这些实施例中，与第二磁场强度阈值BTH2类似，第三磁场强度阈值BTH3的设置与无线充电车道中的电能发射装置产生的恒定磁场强度和车辆100的速度相关联。相对于电能发射装置产生的恒定磁场强度，第三磁场强度阈值BTH3设置得越小，意味着车辆100的行驶位置偏离无线充电车道的中间位置越远。因此，可以适当地设置第三磁场强度阈值BTH3，使得车辆偏离预警***10能够在车辆100在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内总是以期望的距离偏离无线充电车道的中间位置的情况下发出警报。此外，第三磁场强度阈值BTH3的设置还与车辆100在当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内的每一时刻的车速V(t)相关联。例如，第三磁场强度阈值BTH3可以是车辆100的各个车速V(t)的平均值的函数。各个车速V(t)的平均值越大，第二磁场强度阈值BTH2应该设置得越大。此外，出于安全的考虑，在平均车速较大的情况下应该相对于平均车速较小的情况下更早进行预警。上述函数可以是一次函数，也可以是其他形式的函数。
根据本发明的一些实施例，对于相同或相近的车速(V(t0)与V(t)的平均值大致相同)，可以将第二磁场强度阈值BTH2可以设置成小于第三磁场强度阈值BTH3。由此，车辆偏离预警***10可以基于第二磁场强度阈值BTH2在车辆100的行驶位置偏离无线充电车道的中间位置的距离较大的时刻发出警报。即，车辆偏离预警***10可以识别出车辆100的行驶位置当前时刻(例如突然地)偏离了无线充电车道的中间位置较远的距离的危险水平较高的危险驾驶行为。相对地，车辆偏离预警***10可以基于第三磁场强度阈值BTH3，识别出车辆100的行驶位置在当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内一直以较小的距离偏离无线充电车道的中间位置这样的危险水平较低但持续时间较长的危险驾驶行为。
以上实施例描述了车辆偏离预警***10基于磁场强度的变化(即，磁场强度的大小)来进行车辆偏离预警的实施例。根据本发明的一些实施例，车辆偏离预警***10还可以根据磁场强度的变化率来确认车辆100的行驶位置是否偏离了无线充电车道的中间位置。并且，车辆偏离预警***10还可以根据磁场强度的变化率结合车辆100的行驶状态数据来确定车辆100的行驶位置偏离无线充电车道的中间位置的原因。
根据本发明的一些实施例，判断单元40可以设置磁场强度的第一变化率阈值DBTH1。判断单元40可以计算当前时刻的磁场强度变化率ΔB(t0)，即，在当前时刻磁场强度传感器21检测到的磁场强度B(t0)相对于前一时刻的磁场强度B(t1)的变化率。该变化率可以通过以下公式获得：ΔB(t0)＝(B(t0)-B(t1))/|t0-t1|。判断单元40可以从检测单元20(或存储单元60)获取在当前时刻磁场强度传感器21检测到的磁场强度B(t0)，并且从存储单元60获取在当前时刻的前一时刻磁场强度传感器21检测到的磁场强度B(t1)。判断单元40可以计算磁场强度变化率ΔB(t0)，并且在ΔB(t0)小于0且|△B(t0)|大于等于第一变化率阈值DBTH1的情况下，确认为在当前时刻车辆100的行驶位置偏离了无线充电车道的中间位置。在这种情况下，输出单元50将向驾驶员发生警报，提醒驾驶员及时调整车辆100的位置，纠正其有潜在危险的驾驶行为。
在这些实施例中，第一变化率阈值DBTH1的设置与车辆100的当前时刻车速V(t0)相关联，并且第一变化率阈值DBTH1可以设置成车速V(t0)的函数。车速V(t0)越大，第一变化率阈值DBTH1应该设置得越小，以使得在车速较大的情况下相对于较小车速的情况下更早进行预警。上述函数可以是一次函数，也可以是其他形式的函数。
根据本发明的一些实施例，判断单元40可以设置第一转向角阈值STH1。判断单元40可以从检测单元20(或者存储单元60)获取车辆100的当前时刻的转向角S(t0)。判断单元40在磁场强度变化率ΔB(t0)小于0且|ΔB(t0)|大于等于第一变化率阈值DBTH1并且转向角S(t0)大于等于第一转向角阈值STH1的情况下，确认为由于车辆100的驾驶员做了转向动作而使得车辆100的行驶位置偏离了无线充电车道的中间位置。在这种情况下，输出单元50将向驾驶员发生警报，提醒驾驶员注意将车辆100保持方向盘的稳定，及时调整车辆100的位置，纠正其有潜在危险的驾驶行为。
需要注意的是，第一转向角阈值STH1的设置也与车辆100的当前时刻车速V(t0)相关联，并且第一转向角阈值STH1可以设置为车速V(t0)的函数。当前时刻的车速V(t0)越大，第一转向角阈值STH1应该设置得越小，以使得在车速较大的情况下相对于较小车速的情况下更早进行预警。上述函数可以是一次函数，也可以是其他形式的函数。
根据本发明的一些实施例，判断单元40还可以设置磁场强度第二变化率阈值DBTH2。判断单元40可以从存储单元60获取在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内的每一时刻磁场强度传感器21检测到的磁场强度B(t)，并且计算在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内的每一时刻磁场强度B(t)相对于前一时刻检测到的磁场强度B(t-dt)的变化率ΔB(t)。该变化率可以通过以下公式获得：△B(t)＝(B(t)-B(t-dt))/dt。判断单元40还设置有过零点计数器。该过零点计数器记录磁场强度变化率ΔB(t)在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内随时间推移出现正负值变化的次数。判断单元40在ΔB(t)的绝对值均大于等于第二变化率阈值DBTH2且过零点计数器的计数大于预定值的情况下，确认为在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内车辆100的行驶位置相对于无线充电车道的中间位置总是在发生变化，即车辆100在无线充电车道内持续左右晃动行驶。在这种情况下，输出单元50将向驾驶员发生警报，提醒驾驶员注意将车辆100保持在无线充电车道中的中间位置处。
在上述实施例中，第二变化率阈值DBTH2的设置与车辆100在当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内的每一时刻的车速V(t)相关联。例如，第二变化率阈值DBTH2可以设置为车辆100的各个车速V(t)的平均值的函数。各个车速V(t)的平均值越大，第二变化率阈值DBTH2应该设置得越小，以使得在平均车速较大的情况下相对于平均较小车速的情况更早进行预警。上述函数可以是一次函数，也可以是其他形式的函数。
同样地，根据本发明的一些实施例，判断单元40可以设置第二转向角阈值STH2。判断单元40可以从存储单元60获取车辆100的当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内每一时刻的转向角S(t)。判断单元40在磁场强度变化率ΔB(t)的绝对值均大于等于第二磁场强度变化率阈值DBTH2且过零点计数器的计数大于预定值，以及转向角S(t)均大于第二转向角阈值STH2的情况下，确认为由于驾驶员在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内总是在做转向动作而使得车辆100的行驶位置相对于无线充电车道的中间位置总是发生变化。相应地，车辆100由于驾驶员的方向盘操作而在无线充电车道内持续左右晃动行驶。在这种情况下，输出单元50将向驾驶员发生警报，提醒驾驶员注意将车辆100保持方向盘的稳定，及时调整车辆100的位置，纠正其有潜在危险的驾驶行为。
需要注意的是，第二转向角阈值STH2的设置也与车辆100在当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内的每一时刻的车速V(t)相关联。例如，第二转向角阈值STH2可以设置为车辆100的车速V(t)的平均值的函数。各个车速V(t)的平均值越大，第二转向角阈值STH2应该设置得越小，以使得平均车速较大的情况相对于平均车速较小的情况下更早进行预警。上述函数可以是一次函数，也可以是其他形式的函数。
根据本发明的一些实施例，对于相同或相近的车速(V(t0)与V(t)的平均值大致相同)，将第一变化率阈值DBTH1可以设置成大于第二变化率阈值DBTH2。由此，车辆偏离预警***10可以基于第一变化率阈值DBTH1在车辆100的行驶位置以较快的速度偏离无线充电车道的中间位置的时刻发出警报。即，车辆偏离预警***10可以识别出车辆100的行驶位置在当前时刻(例如突然地)以较大的距离偏离无线充电车道的中间位置的危险水平较高的危险驾驶行为。相对地，车辆偏离预警***10可以基于第二变化率阈值DBTH2，识别出车辆100的行驶位置在当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内一直以的较慢的速度偏离无线充电车道的中间位置的这样的危险水平较低但持续时间较长的危险驾驶行为。
根据上述实施例的本发明的车辆偏离预警***10，可以基于在车辆侧检测到的磁场强度的变化以及车辆100的行驶状态数据等，确认车辆100的行驶位置是否偏离了无线充电车道的中间位置以及车辆100的行驶位置偏离无线充电车道的中间位置的原因。因此，根据本发明的针对无线充电车道的车辆偏离预警***，可以利用无线充电车道中的电能发射装置，在不需要额外的摄像头的情况下来实现车辆偏离预警，而不受在天气条件、光照变化、车道线不清晰等恶劣条件的影响。此外，该车辆偏离预警***还可以及时提醒驾驶员纠正车辆的偏离，由此可以提高电动车辆的充电效率。
下面，将结合附图详细描述根据本发明针对无线充电车道进行车辆偏离预警的方法。图3示出了根据本发明的实施例的车辆偏离预警方法的流程图。
在步骤S1中，获取在车辆100侧检测到的磁场强度数据以及车辆100的行驶状态数据。具体地，步骤S1可以包括获取当前时刻的磁场强度数据以及车辆100的行驶状态数据的步骤。步骤S1还可以包括存储当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内每一时刻的磁场强度数据以及车辆100的行驶状态数据的步骤。当前时刻之前的预定时间段可以是当前时刻之前的长达5s、6s、7s、8s等的时间段。预定时间段内的每一时刻可以是该预定时间段内以一定时间间隔(例如0.05s、0.1s、0.2s等)分布的各个时刻。
在步骤S2中，根据所获取的磁场强度数据判断车辆100是否进入无线充电车道。具体地，当在车辆100侧检测到的磁场强度在预定时间长度内(例如，3s)持续大于等于第一磁场强度阈值BTH1时，判断为车辆100进入无线充电车道。在判断为车辆100进入无线充电车道的情况下，进入步骤S3。
在步骤S3中，根据在步骤S1中获取的车辆100的行驶状态数据判断车辆100是否意图沿无线充电车道行驶。具体地，车辆100的行驶状态数据可以包括指示车辆100的车速和指示灯开关状态等的数据。在车辆100的车速大于等于预定车速阈值(例如，30km/h)并且指示灯未打开的状态下预测为车辆100意图沿无线充电车道行驶。在判断为车辆100意图沿无线充电车道行驶的情况下，进入步骤S4。
在步骤S4中，根据在步骤S1中所获取的磁场强度数据来确认车辆100的行驶位置是否偏离了无线充电车道的中间位置等。具体地，可以根据磁场强度的变化来确认车辆100的行驶位置是否偏离了无线充电车道的中间位置。还可以根据磁场强度的变化以及车辆100的行驶状态数据确定车辆100的行驶位置偏离无线充电车道的中间位置的原因，其中行驶状态数据可以包括指示车辆100的车速和转向角中的至少一者的数据。
根据一些实施例，可以设置第二磁场强度阈值BTH2，并且在当前时刻在车辆100侧检测到的磁场强度B(t0)小于等于BTH2的情况下，确认为在当前时刻车辆100的行驶位置偏离了无线充电车道的中间位置。根据另一些实施例，可以设置第三磁场强度阈值BTH3，并且在当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内的每一时刻在车辆100侧检测到的磁场强度B(t)均小于等于BTH3的情况下，确认为在当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内车辆100的行驶位置一直偏离无线充电车道的中间位置。根据本发明的一些实施例，对于相同或相近的车速(当前时刻的车速V(t0)与当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内各个时刻的车速V(t)的平均值大致相同)，还可以将第二磁场强度阈值BTH2可以设置成小于第三磁场强度阈值BTH3。由此，可以基于第二磁场强度阈值BTH2识别出车辆100的行驶位置当前时刻(例如突然地)以较大的距离偏离了无线充电车道的中间位置的危险水平较高的危险驾驶行为；相对地，可以基于第三磁场强度阈值BTH3，识别出车辆100的行驶位置在当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内一直以较小的距离偏离无线充电车道的中间位置的这样的危险水平较低但持续时间较长的危险驾驶行为。
根据一些实施例，还可以设置磁场强度第一变化率阈值DBTH1，并且在当前时刻在车辆100侧检测到的磁场强度B(t0)相对于前一时刻检测到的磁场强度B(t1)的磁场强度变化率ΔB(t0)小于零且其绝对值|△B(t0)|大于等于第一变化率阈值DBTH1的情况下，确认为在当前时刻车辆100的行驶位置偏离了无线充电车道的中间位置。此外，还可以设置第一转向角阈值STH1。在磁场强度变化率ΔB(t0)小于零且其绝对值|△B(t0)|大于等于第一变化率阈值DBTH1并且转向角S(t0)大于等于第一转向角阈值STH1的情况下，确认为由于车辆100的驾驶员做了转向动作而使得车辆100的行驶位置在当前时刻偏离了无线充电车道的中间位置。
根据本发明的一些实施例，还可以设置磁场强度第二变化率阈值DBTH2和过零点计数器。所述过零点计数器记录在当前时刻和当前时刻之前的预定时间段内ΔB(t)随时间推移出现正负值变化的次数，其中ΔB(t)是在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内的每一时刻在车辆100侧检测到的磁场强度B(t)相对于前一时刻检测到的磁场强度B(t-dt)的变化率。在ΔB(t)的绝对值均大于等于第二变化率阈值DBTH2且过零点计数器的计数大于预定值情况下，确认为在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内车辆100的行驶位置相对于无线充电车道的中间位置总是在发生变化，即车辆100在无线充电车道内持续左右晃动行驶。此外，还可以设置第二转向角阈值STH2，并且在ΔB(t)的绝对值均大于等于第二变化率阈值DBTH2且过零点计数器的计数大于预定值，以及转向角S(t)均大于第二转向角阈值STH2的情况下，判断为由于驾驶员在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内总是在做转向动作而使得车辆100的行驶位置相对于无线充电车道的中间位置总是发生变化，即车辆100在无线充电车道内持续左右晃动行驶。
根据本发明的一些实施例，对于相同或相近的车速(即当前时刻的车速V(t0)与当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内各个时刻的车速V(t)的平均值大致相同)，将第一变化率阈值DBTH1可以设置成大于第二变化率阈值DBTH2。由此，可以基于第一变化率阈值DBTH1识别出车辆100的行驶位置在当前时刻(例如突然地)以较快的速度偏离无线充电车道的中间位置的危险水平较高的危险驾驶行为；相对地，可以基于第二变化率阈值DBTH2，识别出车辆100的行驶位置在当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内一直以较慢的速度偏离无线充电车道的中间位置的这样的危险水平较低但持续时间较长的危险驾驶行为。
当在步骤S4中确认为车辆100的行驶位置偏离了无线充电车道的中间位置时，进入步骤S5。在步骤S5中，向驾驶员发生警报，提醒驾驶员及时将车辆100调整到无线充电车道的中间位置。
在上述方法的实施例中，各个阈值的设置与前述车辆偏离预警***10中各个阈值的设置类似，因此不再赘述。各个阈值及其与速度的函数关系的设置可以默认为出厂设置，也可以根据实际道路测试手动设置，以提供更好的用户体验。例如，可以适当的增大或减小各个阈值，以使得警告的频率在用户可接受的范围内。
以上描述了根据本发明的实施例的车辆偏离预警方法。该方法可以利用无线充电车道中的电能发射装置，在不需要额外的摄像头的情况下来实现车辆偏离预警，而不受在天气条件、光照变化、车道线不清晰等恶劣条件的影响。此外，该方法还可以及时提醒驾驶员纠正车辆的偏离，由此可以提高电动车辆的充电效率。
尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不限于上述实施例的构造和方法，并且还包括在不脱离本发明的范围内的修改和替换例。本发明的范围仅由权利要求限定。

Claims (15)

1.一种在无线充电车道上行驶的车辆的车辆偏离预警***，其中所述无线充电车道设置有电能发射装置，所述电能发射装置布置在所述无线充电车道沿宽度方向的中央位置处并且沿所述无线充电车道延伸，所述电能发射装置能够产生电场或磁场，所述***包括：
检测单元，用于获取在车辆侧检测到的电场或磁场强度数据以及所述车辆的行驶状态数据；
预测单元，基于所述检测单元所获取的电场或磁场强度数据判断所述车辆是否进入所述无线充电车道，并且在判断为所述车辆进入所述无线充电车道的情况下根据所述检测单元所获取的所述车辆的行驶状态数据预测所述车辆是否意图沿所述无线充电车道行驶；以及
判断单元，在所述预测单元预测为所述车辆意图沿所述无线充电车道行驶的情况下，基于在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度的变化确认所述车辆的行驶位置是否相对于所述无线充电车道的中间位置发生了变化，
其中所述检测单元包括设置在所述车辆底部的电场或磁场强度传感器，所述电场或磁场强度传感器用于在所述车辆侧检测来自所述电能发射装置的电场或磁场强度，
其中，当所述电场或磁场强度传感器在预定时间长度内持续检测到大于等于第一电场或磁场强度阈值的电场或磁场强度时，所述预测单元判断为所述车辆进入所述无线充电车道，并且
所述判断单元在当前时刻在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度小于等于第二电场或磁场强度阈值的情况下，确认为所述车辆的行驶位置在当前时刻偏离了所述无线充电车道的中间位置，
其中,所述电能发射装置持续地产生磁场或电场,并且在距离所述电能发射装置的不同位置处检测到的电场或磁场强度随着到所述电能发射装置的横向距离的变化而变化。
2.根据权利要求1所述的车辆偏离预警***，其中
所述车辆的行驶状态数据至少包括指示所述车辆的车速和转向指示灯的开关状态的数据，
在判断为所述车辆进入所述无线充电车道的情况下，所述预测单元在所述车速大于等于预定车速阈值并且所述转向指示灯关闭时，预测为所述车辆意图沿所述无线充电车道行驶。
3.根据权利要求1或2所述的车辆偏离预警***，所述***还包括：
存储单元，所述存储单元存储当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内的每一时刻在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度数据和所述车辆的行驶状态数据，
其中所述车辆的行驶状态数据包括指示所述车辆的车速和转向角中的至少一者的数据，并且
其中所述判断单元在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内的每一时刻在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度均小于等于第三电场或磁场强度阈值时，确认为所述车辆的行驶位置在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内一直偏离所述无线充电车道的中间位置。
4.根据权利要求1或2所述的车辆偏离预警***，所述***还包括：
存储单元，所述存储单元存储当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内的每一时刻在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度数据和所述车辆的行驶状态数据，
其中所述车辆的行驶状态数据包括指示所述车辆的车速和转向角中的至少一者的数据，并且
其中所述判断单元在当前时刻在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度相对于前一时刻的电场或磁场强度变化率小于零且所述变化率的绝对值大于等于第一变化率阈值的情况下，确认为所述车辆的行驶位置在当前时刻偏离了所述无线充电车道的中间位置。
5.根据权利要求4所述的车辆偏离预警***，其中
所述判断单元在所述变化率小于零且所述变化率的绝对值大于等于所述第一变化率阈值并且所述车辆的转向角大于等于第一转向角阈值时，确认为由于所述车辆的驾驶员的转向动作使得所述车辆的行驶位置在当前时刻偏离了所述无线充电车道的中间位置。
6.根据权利要求1或2所述的车辆偏离预警***，所述***还包括：
存储单元，所述存储单元存储当前时刻以及当前时刻之前预定时间段内的每一时刻在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度数据和所述车辆的行驶状态数据，
其中所述车辆的行驶状态数据包括指示所述车辆的车速和转向角中的至少一者的数据，并且
其中所述判断单元在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内的每一时刻的在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度相对于前一时刻的电场或磁场强度的变化率的绝对值大于等于第二变化率阈值以及过零点计数器的计数大于等于预定数值的情况下，确认为所述车辆在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内在所述无线充电车道内持续左右晃动行驶，其中所述过零点计数器记录所述变化率随时间推移而出现正负值变化的次数。
7.根据权利要求6所述的车辆偏离预警***，其中
所述判断单元在所述变化率的绝对值大于等于所述第二变化率阈值，所述过零点计数器的计数大于等于预定数值，以及所述车辆的转向角大于等于第二转向角阈值的情况下，确认为由于所述车辆的驾驶员的转向动作使得所述车辆在当前时刻以及当前时刻之前的预定时间段内在所述无线充电车道内持续左右晃动行驶。
8.根据权利要求1或2所述的车辆偏离预警***，其中
所述第二电场或磁场强度阈值设置为所述车辆的车速的函数。
9.根据权利要求3所述的车辆偏离预警***，其中
所述第三电场或磁场强度阈值设置为所述车辆的车速的函数。
10.根据权利要求4所述的车辆偏离预警***，其中
所述第一变化率阈值设置为所述车辆的车速的函数。
11.根据权利要求6所述的车辆偏离预警***，其中
所述第二变化率阈值设置为所述车辆的车速的函数。
12.根据权利要求5所述的车辆偏离预警***，其中
所述第一转向角阈值设置为所述车辆的车速的函数。
13.根据权利要求7所述的车辆偏离预警***，其中，
所述第二转向角阈值设置为所述车辆的车速的函数。
14.一种用于在无线充电车道上行驶的车辆的车辆偏离预警方法，其中所述无线充电车道设置有电能发射装置，所述电能发射装置设置在所述无线充电车道沿宽度方向的中央位置处并且沿所述无线充电车道延伸，所述电能发射装置能够产生电场或磁场，所述方法包括以下步骤：
获取在车辆侧检测到的电场或磁场强度数据以及所述车辆的行驶状态数据；
基于所获取的电场或磁场强度数据判断所述车辆是否进入所述无线充电车道，并且在判断为所述车辆进入所述无线充电车道的情况下根据所获取的所述车辆的行驶状态数据预测所述车辆是否意图沿所述无线充电车道行驶；以及
在预测为所述车辆意图沿所述无线充电车道行驶的情况下，基于在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度的变化确认所述车辆的行驶位置是否相对于所述无线充电车道的中间位置发生了变化，
其中当在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度在预定时间长度内持续大于等于第一电场或磁场强度阈值时，判断为所述车辆进入所述无线充电车道，并且
在当前时刻在所述车辆侧检测到的电场或磁场强度小于等于第二电场或磁场强度阈值的情况下，确认为所述车辆的行驶位置在当前时刻偏离了所述无线充电车道的中间位置，
其中,所述电能发射装置持续地产生磁场或电场,并且在距离所述电能发射装置的不同位置处检测到的电场或磁场强度随着到所述电能发射装置的横向距离的变化而变化。
15.一种车辆，其装备有如权利要求1-13中任一项所述的车辆偏离预警***。
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