CN113572276A - 基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的***与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无线供电技术领域,尤其涉及基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的***与方法。将接收线圈的表面做成了有多个立柱的结构,接收线圈安装在接收端设备上,发射线圈上安装有激光扫描测距雷达,接收线圈上的立柱均面向激光扫描测距雷达安装,载有接收设备的待充电设备进入充电区域,接收设备上的接收线圈与发电设备的发射线圈通过接收线圈上的立柱信息进行配对,实现对位及信息传递;发射设备上的激光扫描测距雷达检测到接收线圈上由立柱信息所构成的编码信息,也就是立柱信息,获取接收线圈的身份,也就是唯一编码地址或唯一的身份信息;发射设备会主动呼叫接收设备,并与接收设备建立连接,进行互传数据。
Description
技术领域
本发明属于无线供电技术领域,尤其涉及基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的***与方法。
背景技术
随着无线供电产业兴起与逐步发展,无线供电正在逐渐被所认可,并提供很多便捷,更是从工业使用进入到生活领域。
但是目前无线供电还存在一些问题,比如在面电缆的调试、检修、使用中,功率发射电缆属于悬空架设的电缆,类似于城市中的供电***。当时间的增加,架设在两个托架之间的电缆会由于地心引力作用而产生下垂,这对调试、检修、使用都有影响。
产品调试或维护时,设备在上面运行移动时,比如功率拾取设备,调试或维护人员需要在下面跟着设备移动;并且要用耳朵仔细地听辨,如果发出嘶嘶的声音,就说明功率发射电缆摩擦到功率拾取设备,则需要调整电缆。人工根据声音分辨设备情况,这样的调试或维修效率可想而知,是很低的。而且有时候工厂环境比较嘈杂,根本听不出嘶嘶的声音,形成干扰,给检修带来一定的难度。
此外,电缆变形是一个缓慢的过程,如若不仔细检查很难查找,但是当电缆开始磨损并变形时,就已经晚了。有些时候可能会剐蹭到功率拾取设备,导致设备损坏。所以最好能够实时检测轨道状态,出现一点危险的苗头,立即报警,防止事故发生。
发明内容
针对现有技术中电缆变形对调试或维修带来的问题,本发明提供基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的方法与***,在接收线圈设置立柱,利用激光扫描测距雷达对立柱的探测,辅助接收线圈及发射线圈对位,并且将接收端的编码信息传递至发射设备。
为实现上述目的,本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明提供基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的***,其特殊之处在于:
接收线圈上设置有m*n矩阵排列的多个立柱,m*n矩阵内的多个立柱高度均相同,宽度均相同,长度均不相同;
在列的方向上,第i列的多个立柱的长度由第1行至第m行逐渐增大,其中m大于等于2,m为整数,第i列以外的其余各列的多个立柱,每个列内的多个立柱长度相同,1≤i≤n,其中n大于等于2,i、n均为整数,第1列至第n列的每列立柱之间长度也不相同,相邻列之间的间距不均等;
在行的方向上,相邻行之间的间距相同,在每行立柱内位于第i列的立柱长度不同,每行立柱内的多个立柱之间的长度均不相同。
进一步的,接收线圈安装在接收端设备上,接收线圈上设置有多个立柱的一面位于发射线圈的正上方,发射线圈上安装有激光扫描测距雷达,接收线圈上的立柱均面向激光扫描测距雷达安装,激光扫描测距雷达获取接收线圈上立柱信息。
进一步的,接收线圈上立柱信息包括数据头、行号信息、接收线圈自身编码、数据尾;
数据头是某行立柱信息的开始,数据头长度占整行信息的10%位置,其中5%是包含立柱长度,剩余5%是无立柱长度;
行号信息采用5位立柱宽度构成,其中前4位信息由二进制编码组成,最大为16,最后一个立柱宽度是该行号信息的停止位;
接收线圈自身编码是代表接收端设备唯一身份的信息,用于整体的无线充电***的配对使用,接收线圈自身编码由8位数据组成,而每一位数据占用3个立柱的长度,其中第一个立柱长度上放置一个立柱,而第二个立柱长度上是根据数据而确定是否含有立柱;如果该位是1,则有一个立柱;如果该位是0,则此处没有立柱;第三个立柱长度上没有立柱,作为一个停止的符号使用;
数据尾代表这一行信息的结束,是由最后一个接收线圈自身编码结束后开始的,该信息全部含有立柱。
进一步的,在每一行的信息中,行号信息与发射线圈自身编码是重复循环的,直至最终无法再放置一个完整的循环而结束。
进一步的,每一行的名称或者编号是由行号信息而定义,行号信息取决于该行内第i列的立柱。
本发明提供基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的方法,其特殊之处在于:
载有接收设备的待充电设备进入充电区域,接收设备上的接收线圈与发电设备的发射线圈通过接收线圈上的立柱信息进行配对,实现对位及信息传递;
发射设备上的激光扫描测距雷达检测到接收线圈上由立柱信息所构成的编码信息,也就是立柱信息,获取接收线圈的身份,也就是唯一编码地址或唯一的身份信息;
发射设备会主动呼叫接收设备,并与接收设备建立连接,进行互传数据。
进一步的,发射线圈及接收线圈对位具体为:
激光扫描测距雷达在得到立柱的信息之后,解析数据头和数据尾,数据头的端头是接收线圈的一个边界,而数据尾的端头是接收线圈的另一个边界,获取整个接收线圈的长度,将接收线圈转化为有固定长度的直线形成探测直线;
接收线圈的标准直线为接收线圈及发射线圈对齐状态下,激光扫描测距雷达经过探测接收线圈而拟合出的直线,通过探测直线与标准直线的位置状态,判断待充电设备的接收线圈是否与发电设备的发射线圈对齐。
进一步的,若探测直线逐渐靠近标准直线,二者重叠,则接收线圈对准发射线圈;
若探测直线逐渐靠近标准直线发生偏移,则接收线圈未对准发射线圈。
进一步的,利用行号信息判断接收线圈的偏移,
当激光扫描测距雷达扫到某行后,会解码出该行的行号,行号按照顺序排列,根据该行号以及最后一行的行号位置,得出接收线圈的移动距离。
本发明与现有技术相比,其有益之处在于:
能够实时检测线缆位置,防止突发状况而导致事故进一步恶化,比如检测到线缆下垂之后,立即进行自动停机处理,防止进一步损失。
调试方便,之前操作人员需要跟着设备走,依靠听声音,看位置,判断故障点,而本发明的***,只要自动运行一周就可判断出问题点。
维修方便,检测到故障位置点,将数据上传,可以精确定位。维修人员直接维修,而不用从头至尾将整个轨道走一遍,费时费力且容易遗漏故障点。
设备可以单独运行,自带报警,可以不与第三方***配套,提高了该设备的使用灵活性。
附图说明
图1为现有技术中接收线圈的结构示意图。
图2为本申请接收线圈的结构示意图。
图3为本申请待充电设备刚进入对位状态的状态示意图。
图4为本申请待充电设备完成对位状态的状态示意图。
图5为本申请接收线圈与发射线圈对位状态的激光扫描路径示意图。
图6为本申请图5的局部放大示意图。
图7为本申请接收线圈上的立柱编码信息示意图。
图8为实施例中汽车刚进入对位状态时,两条直线的相对位置。
图9为实施例中汽车入库时发生横向偏移,两条直线的相对位置。
图10为实施例中汽车驾驶相对于发射线圈歪斜,两条直线的相对位置。
图11为实施例中汽车发生纵向位移的检测示意图。
标记说明:1、接收线圈,2、输出线,3、第1行立柱,4、第m行立柱,5、第1列立柱,6、第i列立柱,7、第n列立柱,8、接收设备,9、电池,10、发射线圈,11、发射设备,12、激光扫描测距雷达,13、扫描的激光束,14、立柱,15、扫描的激光轨迹,16、待充电设备,17、数据头,18、行号信息,19、接收线圈自身编码,20、重复循环的行号信息及接收线圈自身编码信息,21、数据尾,22、标准直线,23、探测直线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
实施例1
本实施例中主要有两部分组成:其一是经过改造的接收线圈,其二是激光扫描测距雷达。
如附图1所示,一般的无线供电接收线圈为一个表面光滑的扁方块结构,但是在本实施例中为了实现对位及信息传递的效果,将现有技术中无线供电接收线圈的表面做成了有多个立柱的结构,如图2所示。
其中,多个立柱的结构位于线圈本体之上,立柱在接收线圈上以突起的状态呈现,这些立柱的高度相同,宽度相同,但是长度不同,在本实施例中,结合附图2,正对的方向为长度方向,与线圈本体垂直的方向为高度方向,与长度和高度均垂直的为宽度方向。这些立柱是按照一定规律排列,具体的是按照行列分类,形成m*n矩阵排列的多个立柱,m、n均为大于等于1的整数。
为便于说明,在附图2中,正对的长度方向为行,从前至后,依次为第1行、第2行……第m行,与长度方向垂直的方向为列,从左至右,依次为第1列、第2列……第n列。
在列的方向上,相邻两列的间距并不是均等的,由于编码的关系,会有所不同。在本实施例将其中一列单独设计,将它用来指示行号信息,比如将第2列单独设计,在该单独设计的第2列中,每个立柱的长度均不相同,从第1行的立柱至第m行的立柱,长度依次增加,位于第1行的立柱长度最短、位于第m行的立柱长度最长。在剩余的其他列中,该列内部的所有立柱,它们的长度是相同的,也就是说在本实施例中除第2列的立柱长度不同,第1列,第3列……第n列,每个列中的所有立柱长度均相同,但是不同列的立柱长度相互是不相同的,具体参见附图2。
在行方向上,相邻行之间的间距是相同的,每一行的所有立柱的宽度、高度也是相同的。每一行的名称或者编号是由“行号信息”而定义的,也就是根据第2列来定义,并且每一行具有唯一性,不会与其他行冲突。比如在附图2中,位于第一行中的“行号信息”的立柱长度较短,也就是位于第1行第2列的立柱长度较短,而最后一行的“行号信息”的立柱长度就较长,也就是位于第m行第2列的立柱长度较长。
在***的实际应用中,无线供电接收线圈会倒过来安装在待充电设备上,即所有立柱面向发射线圈,激光扫描测距雷达位于发射线圈上,因此所有立柱都面向激光扫描测距雷达。
对于本实施例中的激光扫描测距雷达,属于采用非接触激光测距技术的扫描式传感器,可实时获取所在环境的高精度轮廓信息,是机器人定位导航、空间环境测绘、安保安防等领域必不可少的核心传感器,其原理是由电机带动转盘,旋转的转盘上放置有激光发射器与接收器。激光发射器用窄激光束作为信号源,对外发射出去。当这段点状的脉冲激光打到墙面、树木、道路时,会引起散射,一部分光波会反射到激光雷达的接收器上。根据激光测距原理计算,就能得到发射器至目标的距离。随着转盘的旋转,设备会将点状的激光连成一条线段,并且测量出整条线段与激光发射器的距离,所以该类型的激光扫描测距雷达只能扫描出一条线段,给出二维的扫描结果,而不能给出三维的数据。激光扫描测距雷达以及激光测距原理均为现有技术,其机械结构、电路结构、软件测距算法均属于成熟产品,所以此处不予展开,可参考国内厂家思岚科技的产品作为了解,不再详细叙述。
在本实施例中,将激光扫描测距雷达对准无线供电接收线圈上的某行立柱。就可以得到接收线圈相对于雷达的距离、偏移量,并且可以将该行立柱所代表的编码信息告知激光扫描测距雷达。
如附图3、附图4所示,选用汽车作为待充电设备为例进行说明。图3表示汽车刚进入对位状态时激光雷达扫描的位置,图4表示汽车对位完成时激光雷达扫描的位置。
如附图3所示,在汽车刚进入对位状态时,安装在发射线圈旁边的激光扫描测距雷达的激光扫描轨迹是瞄准接收线圈中的第1行立柱3。如附图4所示,而汽车对位完成后,激光扫描测距雷达的激光扫描轨迹瞄准的是接收线圈中的最后1行立柱,也就是第m行立柱4。
附图5是一个放大的图示,展示的是激光雷达、发射线圈、接收线圈、激光扫描轨迹的路径、第1行立柱3之间的相对位置及相互作用。
当激光扫描测距雷达扫描到第1行的一个立柱时,则会识别出一个具体的距离数据,比如1米。在相邻的立柱间距之间不存在立柱,当未扫描到立柱时,则没有具体的距离数据,或者距离数据较大。
这样,激光扫描测距雷达就可以通过扫描遇到的障碍物的距离数据,判定是否扫描到了一个立柱,并且根据距离数据的长短,计算这个立柱的长度。这是激光扫描测距雷达的基本功能,与现有的机器人导航一致,关于距离及长度的计算均为激光扫描测距雷达检测的现有技术,不再详细说明。
为了简化说明,对附图5局部放大进行详述,并阐明接收线圈是如何将自身信息发送给激光雷达的。
如附图6所示,激光扫描测距雷达识别到每个立柱之后,会利用自身算法,还原出整个线圈的立柱排序。激光扫描测距雷达发射激光束判断接收线圈上有立柱或无立柱,激光雷达发射激光束,从该行的第1个立柱开始判断,当立柱挡住激光束,产生一个比较近的距离数据,当立柱没有挡住激光束,激光束射向远方,没有具体的距离数据给出,或者给出的距离数据较大,激光束依次扫描该行的第1个至第n个立柱,获取该行上的全部立柱的信息。
其余各行的立柱信息也按照此方式获取,接收线圈上的全部立柱的信息均被激光扫描测距雷达获取。
这样,激光扫描测距雷达就相当于间接的获取到接收线圈上立柱的信息,仅仅获取立柱信息还不够,立柱信息还需要解码,才能还原接收线圈上立柱信息的意义。
将接收到的接收线圈上的立柱信息分解成数据头17、行号信息18、接收线圈自身编码19、数据尾21这四类,分别进行说明。
数据头17是本行信息的开始,数据头长度占整行信息的10%位置,并且数据头内5%是包含立柱长度,如a1所示;剩余5%是无立柱长度,如a2所示。
行号信息18是告知激光扫描测距雷达,扫描到了第几行立柱。行号信息采用5位立柱宽度构成,其中前4位信息由二进制编码组成,最大为16,16的二进制编码为10000;最后一个立柱宽度是该行号信息的停止位,如附图7中的行号信息,包含有5位立柱宽度,如b1所示,有立柱的位置为1,无立柱的位置为0,则行号信息前4位为1011,1011为二进制,转换为十进制为11,即第11行;如b2所示,行号信息停止位此处没有立柱。
接收线圈自身编码19的信息是代表接收端设备唯一身份的信息,用于整体的无线充电***的配对使用。当发射设备通过激光扫描测距雷达获取这条信息之后,就可以知道需要充电的是几号接收设备,进而直接发起通讯,建立连接,即可进行充电。接收线圈自身编码由8位数据组成,而每一位数据占用3个立柱的宽度,第一个宽度中含有立柱,真正表示数据的是第二个宽度,第三个宽度没有立柱,作为停止符。
其中第一个立柱宽度上需要放置一个立柱,而第二个立柱宽度上是根据数据而确定是否含有立柱。如果该位是1,则有一个立柱;如果该位是0,则此处没有立柱。第三个立柱宽度上没有立柱,作为一个停止的符号使用。如附图7的c2所示,整体数据为10100111;如附图7中的c1所示,根据附图7中每3个立柱宽度为1组,共计8组,立柱宽度与行号信息中立柱宽度一致,分组用竖直虚线进行标识,则第1组3个立柱宽度的第2个宽度有立柱,则记为1;第2组3个立柱宽度的第2个宽度无立柱,则记为0;第3组3个立柱宽度的第2个宽度有立柱,则记为1;第4组3个立柱宽度的第2个宽度无立柱,则记为0;第5组3个立柱宽度的第2个宽度无立柱,则记为0;第6组3个立柱宽度的第2个宽度有立柱,则记为1;第7组3个立柱宽度的第2个宽度有立柱,则记为1;第8组3个立柱宽度的第2个宽度有立柱,则记为1;组成数据尾10100111。
数据尾的信息是代表这一行信息的结束,是由最后一个接收线圈自身编码结束后开始的,该信息全部含有立柱,如附图7中d所示,剩余的所有位置均含有立柱作为数据尾。
为了防止磕碰、污泥等破坏信息的完整性,所以每一行的信息需要有冗余保证。在每一行的信息中,行号信息18与发射线圈自身编码19是重复循环的,直至最终无法再放置一个完整的循环而结束,附图7中的重复循环的行号信息及接收线圈自身编码信息20为一个重复的循环,也就是附图7中的c3所示,以上的编码信息具体说明可以参考附图7。
至此,接收端设备通过接收线圈的外观结构,就将自身的编码信息发送给了发射设备,发射设备由此知道了需要连接的对象。
本实施例只是在详细阐述该方案的实现过程,凸显接收线圈通过外观结构,即可对外发送信息,这也是本发明最终提出的诉求及保护主体,而非为了定义该方案的具体细节。上述所有的具体参数,比如立柱高度、宽度、长度、排序、间距、数据格式、数据类别、数据位数等所有相关的具体细节参数,会依据实际现场环境、实现效果、设备分辨率、加工及成本等等其他具体因素而有所变化。这些细节的变更都是基于本发明主旨而产生的,所以也应在本发明保护范围之内。
无线供电设备连接的流程如下,本实施例中采用载有接收设备的汽车或带有AGV的设备作为待充电设备:
首先载有接收设备的汽车或者AGV的设备进入充电区域,其设备上的无线通讯模块会自动加入到公共网段。因为此时公共网段中有多台发射设备及多台接收设备,所以相互之间互相分离,没有进行配对。
当汽车驶入到其中一个充电桩后,充电桩即发射设备,激光扫描测距雷达检测到接收线圈上由立柱所构成的编码信息,也就是立柱信息,得知了接收线圈的身份,也就是唯一编码地址或唯一的身份信息是10100111。
此时,发射设备会在公网主动呼叫接收设备,并与其建立连接。而后开始跳转信道,避免干扰,独立而安全快捷的互传数据。接收线圈的立柱所传达的不只是唯一编码地址等这些固定的信息这样简单,它还会在车辆充电对位时,向激光雷达传送实时变化的动态信息。
发射线圈及接收线圈对位的整体原理如下:
激光扫描测距雷达在得到立柱的信息之后,解析出了数据头和数据尾。数据头的端头其实就是接收线圈的一个边界,而数据尾的端头其实是接收线圈的另一个边界。至此,整个接收线圈的长度就会得知。其实如果只知道数据头是可以推算出个接收线圈长度的,因为依照上边的标准,数据头的长度是占整个接收线圈长度的10%。那么,经过整理与运算,可以将接收线圈简化成一根有固定长度的直线,暂且称为探测直线23。
在实验室中,会预先对齐接收线圈及发射线圈,并且将激光扫描测距雷达放置到合适位置,作为一个***对齐的标准,而此时的激光扫描测距雷达经过探测接收线圈而拟合出的直线,定义为标准直线22。一般情况下,该“标准直线”所扫描的位置是接收线圈的最后一行立柱,该“标准直线”的数据已经提前固化到发射设备中。
由此可见,在实际的应用中,发射线圈及接收线圈的对齐过程,其实就是“探测直线”与“标准直线”重叠的过程。当驾驶员慢慢驾驶汽车靠近发射线圈,则“探测直线”会逐渐靠近“标准直线”。当二者重叠后,就代表着驾驶员已经将接收线圈对准发射线圈了。
附图8是说明汽车刚进入对位状态时,两条直线的相对位置。
当车辆入库时发生偏移,则“探测直线”也会发生位移,假设该位移只有横向,即垂直于汽车行驶方向,则位移图示如附图9所示。
假设驾驶员将汽车驾驶的相对于发射线圈歪斜,则简化后效果如附图10。
以上是横向位移和歪斜的情况,还有纵向位移的情况,也就是汽车的行进方向的位置,这个检测方式用到了之前提及的“行号信息”。
在每一行中,有一个地方是不同的,就是行号。那么当激光扫描测距雷达扫到该行后,会解码出该行的行号。行号是按照顺序排列的,并且没有重复。利用行号,进行反推,得出最后一行的行号位置,进而可以间接得出接收线圈已经移动了多远。
举例说明如下,参考附图11:假设激光雷达扫描到一行数据,得出该行数据的行号为5,如附图11中A的位置,也就是行号5立柱的位置。而行号的总位数是4位,即最多是16个行号。这16个行号就相当于在接收线圈上分了16等分,如附图11中B为行号为1的立柱行,C为行号为16的立柱行。则可以通过以上数据,算出此时激光束打在接收线圈的5/16的位置。假设接收线圈总宽度为50cm,则可以推算出,现在激光打在整个接收线圈的15.625cm的位置,如附图11中E的位置,推算出行号为1的立柱行所在的位置,该位置距离探测直线15.625cm,即驾驶员驾驶汽车,将接收线圈向发射线圈纵向移动了15.625cm的位移。那么相应的,最后一行的位置应该距离激光扫描测距雷达位置为34.375cm,如附图11中F的位置,推算出行号为16的立柱行所在的位置,该位置距离探测直线34.375cm。
当激光扫描测距雷达检测到行号为16的立柱行,到达标准直线处,且拟合的探测直线没有偏移、歪斜等情况,则会判定汽车对位成功,提示驾驶员或者AGV停车。
综上所有对位信息,包含探测直线信息、标准直线信息、偏移信息、歪斜信息等,都会通过已经建立连接的接收设备告知车载显示屏显示出来。这些信息会提示驾驶员扭动方向盘,控制车速,及时的调整角度,使其更加的对齐发射设备。
至此,经过接收线圈与激光扫描测距雷达共同组成的对位及信息传递方案完成。
本发明在功率拾取设备上添加两组激光束,或小角度红外线等,具体不做特定说明,只要能达到本发明核心意思即可。在激光束的对面,放置接收元件,该元件不做特殊说明,既可以使用光敏电阻,也可是使用光敏二极管,也可以使用专用的激光检测元件,总之能达到本申请核心意思即可。在功率拾取设备运动的过程中,功率发射电缆应该一直在激光束所围成的半开口范围之内。如果电缆下垂或者横向移位,则会遮挡激光束光路,导致接收元件收不到激光照射,而呈现相反的状态,通态或阻态。这一状态被后续电路处理,可以发出报警。甚至可以与第三方***进行数据通信后,指示出具体的故障点位置,指引维修人员直接维修。而不必沿着轨道从头至尾的检查。该方案也可以在***运行中,实时检测线路问题,最大化的降低故障风险。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的***,其特征在于:
接收线圈上设置有m*n矩阵排列的多个立柱,m*n矩阵内的多个立柱高度均相同,宽度均相同,长度均不相同;
在列的方向上,第i列的多个立柱的长度由第1行至第m行逐渐增大,其中m大于等于2,m为整数,第i列以外的其余各列的多个立柱,每个列内的多个立柱长度相同,1≤i≤n,其中n大于等于2,i、n均为整数,第1列至第n列的每列立柱之间长度也不相同,相邻列之间的间距不均等;
在行的方向上,相邻行之间的间距相同,在每行立柱内位于第i列的立柱长度不同,每行立柱内的多个立柱之间的长度均不相同。
2.如权利要求1所述的基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的***,其特征在于:
接收线圈安装在接收端设备上,接收线圈上设置有多个立柱的一面位于发射线圈的正上方,发射线圈上安装有激光扫描测距雷达,接收线圈上的立柱均面向激光扫描测距雷达安装,激光扫描测距雷达获取接收线圈上立柱信息。
3.如权利要求2所述的基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的***,其特征在于:
接收线圈上立柱信息包括数据头、行号信息、接收线圈自身编码、数据尾;
数据头是某行立柱信息的开始,数据头长度占整行信息的10%位置,其中5%是包含立柱长度,剩余5%是无立柱长度;
行号信息采用5位立柱宽度构成,其中前4位信息由二进制编码组成,最大为16,最后一个立柱宽度是该行号信息的停止位;
接收线圈自身编码是代表接收端设备唯一身份的信息,用于整体的无线充电***的配对使用,接收线圈自身编码由8位数据组成,而每一位数据占用3个立柱的长度,其中第一个立柱长度上放置一个立柱,而第二个立柱长度上是根据数据而确定是否含有立柱;如果该位是1,则有一个立柱;如果该位是0,则此处没有立柱;第三个立柱长度上没有立柱,作为一个停止的符号使用;
数据尾代表这一行信息的结束,是由最后一个接收线圈自身编码结束后开始的,该信息全部含有立柱。
4.如权利要求3所述的基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的***,其特征在于:
在每一行的信息中,行号信息与发射线圈自身编码重复循环,直至最终无法再放置一个完整的循环而结束。
5.如权利要求4所述的基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的***,其特征在于:
每一行的名称或者编号是由行号信息而定义,行号信息取决于该行内第i列的立柱。
6.基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的方法,其特征在于:
载有接收设备的待充电设备进入充电区域,接收设备上的接收线圈与发电设备的发射线圈通过接收线圈上的立柱信息进行配对,实现对位及信息传递;
发射设备上的激光扫描测距雷达检测到接收线圈上由立柱信息所构成的编码信息,也就是立柱信息,获取接收线圈的身份,也就是唯一编码地址或唯一的身份信息;
发射设备会主动呼叫接收设备,并与接收设备建立连接,进行互传数据。
7.如权利要求6所述的基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的方法,其特征在于:
发射线圈及接收线圈对位具体为:
激光扫描测距雷达在得到立柱的信息之后,解析数据头和数据尾,数据头的端头是接收线圈的一个边界,而数据尾的端头是接收线圈的另一个边界,获取整个接收线圈的长度,将接收线圈转化为有固定长度的直线形成探测直线;
接收线圈的标准直线为接收线圈及发射线圈对齐状态下,激光扫描测距雷达经过探测接收线圈而拟合出的直线,通过探测直线与标准直线的位置状态,判断待充电设备的接收线圈是否与发电设备的发射线圈对齐。
8.如权利要求7所述的基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的方法,其特征在于:
若探测直线逐渐靠近标准直线,二者重叠,则接收线圈对准发射线圈;
若探测直线逐渐靠近标准直线发生偏移,则接收线圈未对准发射线圈。
9.如权利要求8所述的基于线圈结构进行无线充电对位及信息传递的方法,其特征在于:
利用行号信息判断接收线圈的偏移,
当激光扫描测距雷达扫到某行后,会解码出该行的行号,行号按照顺序排列,根据该行号以及最后一行的行号位置,得出接收线圈的移动距离。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114079325A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-02-22 | Oppo广东移动通信有限公司 | 无线充电方法、装置、电子设备、***和可读存储介质 |
Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102460478A (zh) * | 2009-04-08 | 2012-05-16 | 大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司 | 二维符号代码和用于读取符号代码的方法 |
CN105631409A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-06-01 | 北京科技大学 | 一种通过信标识别确定车辆位置姿态的方法 |
CN106786991A (zh) * | 2017-02-16 | 2017-05-31 | 刘崇朴 | 一种车载无人机充电*** |
US20170212237A1 (en) * | 2014-06-05 | 2017-07-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Positioning system for determining the position of a vehicle in a charging station |
WO2017208498A1 (ja) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 非接触給電システム及び非接触電力伝送システム |
US20180015836A1 (en) * | 2016-07-17 | 2018-01-18 | Bezan Phiroz Madon | System for Automatically Connecting a Parked Vehicle to a Power Source, Using Intersecting Lines of Contacts |
US20180275666A1 (en) * | 2017-03-24 | 2018-09-27 | Casio Computer Co., Ltd. | Autonomous mobile apparatus returning to charger to be charged, autonomous moving method, and non-transitory computer-readable storage medium |
CN108688500A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-10-23 | 上海理工大学 | 一种电动公交车视觉检测充电控制***及其设计方法 |
CN109270953A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-25 | 大连理工大学 | 一种基于同心圆视觉标识的多旋翼无人机自主降落方法 |
CN109387857A (zh) * | 2017-08-02 | 2019-02-26 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 激光雷达***中的跨网段检测方法和设备 |
US20190184841A1 (en) * | 2017-12-18 | 2019-06-20 | Ford Global Technologies, Llc | Wireless vehicle charging |
CN110014902A (zh) * | 2017-07-13 | 2019-07-16 | 福特全球技术公司 | 用于车辆充电的充电线圈定位和数据编码磁体阵列 |
JP2019180184A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 移動体および移動体システム |
US20200130864A1 (en) * | 2018-10-29 | 2020-04-30 | California Institute Of Technology | Long-duration, fully autonomous operation of rotorcraft unmanned aerial systems including energy replenishment |
WO2020159027A1 (ko) * | 2019-02-01 | 2020-08-06 | (주)에바 | 전기자동차용 충전 로봇, 전기자동차 충전용 충전 커넥터, 도킹 소켓 및 도킹 어셈블리 |
CN211839078U (zh) * | 2020-01-17 | 2020-11-03 | 辽宁黑北健科技有限公司 | 一种物流分拣机载物小车的唯一性识别装置 |
CN112240205A (zh) * | 2019-07-18 | 2021-01-19 | 联邦科学和工业研究组织 | 机器引导集成 |
CN113067386A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-07-02 | 山东沐点智能科技有限公司 | 一种防爆型巡检机器人无线充电***及方法 |
-
2021
- 2021-08-02 CN CN202110880151.0A patent/CN113572276B/zh active Active
Patent Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102460478A (zh) * | 2009-04-08 | 2012-05-16 | 大陆-特韦斯贸易合伙股份公司及两合公司 | 二维符号代码和用于读取符号代码的方法 |
US20170212237A1 (en) * | 2014-06-05 | 2017-07-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Positioning system for determining the position of a vehicle in a charging station |
CN105631409A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-06-01 | 北京科技大学 | 一种通过信标识别确定车辆位置姿态的方法 |
WO2017208498A1 (ja) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 非接触給電システム及び非接触電力伝送システム |
US20180015836A1 (en) * | 2016-07-17 | 2018-01-18 | Bezan Phiroz Madon | System for Automatically Connecting a Parked Vehicle to a Power Source, Using Intersecting Lines of Contacts |
CN106786991A (zh) * | 2017-02-16 | 2017-05-31 | 刘崇朴 | 一种车载无人机充电*** |
US20180275666A1 (en) * | 2017-03-24 | 2018-09-27 | Casio Computer Co., Ltd. | Autonomous mobile apparatus returning to charger to be charged, autonomous moving method, and non-transitory computer-readable storage medium |
CN110014902A (zh) * | 2017-07-13 | 2019-07-16 | 福特全球技术公司 | 用于车辆充电的充电线圈定位和数据编码磁体阵列 |
CN109387857A (zh) * | 2017-08-02 | 2019-02-26 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 激光雷达***中的跨网段检测方法和设备 |
US20190184841A1 (en) * | 2017-12-18 | 2019-06-20 | Ford Global Technologies, Llc | Wireless vehicle charging |
JP2019180184A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 移動体および移動体システム |
CN108688500A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-10-23 | 上海理工大学 | 一种电动公交车视觉检测充电控制***及其设计方法 |
CN109270953A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-01-25 | 大连理工大学 | 一种基于同心圆视觉标识的多旋翼无人机自主降落方法 |
US20200130864A1 (en) * | 2018-10-29 | 2020-04-30 | California Institute Of Technology | Long-duration, fully autonomous operation of rotorcraft unmanned aerial systems including energy replenishment |
WO2020159027A1 (ko) * | 2019-02-01 | 2020-08-06 | (주)에바 | 전기자동차용 충전 로봇, 전기자동차 충전용 충전 커넥터, 도킹 소켓 및 도킹 어셈블리 |
CN112240205A (zh) * | 2019-07-18 | 2021-01-19 | 联邦科学和工业研究组织 | 机器引导集成 |
CN211839078U (zh) * | 2020-01-17 | 2020-11-03 | 辽宁黑北健科技有限公司 | 一种物流分拣机载物小车的唯一性识别装置 |
CN113067386A (zh) * | 2021-04-07 | 2021-07-02 | 山东沐点智能科技有限公司 | 一种防爆型巡检机器人无线充电***及方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114079325A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-02-22 | Oppo广东移动通信有限公司 | 无线充电方法、装置、电子设备、***和可读存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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