三合一电子公路无人驾驶导航系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种三合一电子公路无人驾驶导航系统及方法，其特征在于：在无人驾驶汽车上至少按照左右对称设置有第一检测线圈和第二检测线圈，在无人驾驶汽车专用行驶公路的中间设置有无线能量发射导轨，所述第一检测线圈和第二检测线圈将拾取的能量信号传输至控制器，控制器根据两个线圈能量信号变化情况确定无人驾驶汽车与无线能量发射导轨之间的偏移状态，并校正行驶方向，使其沿着所述无线能量发射导轨行驶。其显著效果是：既可利用无线充电导轨作为无人驾驶的导航引导装置，又可利用无线充电导轨向无人驾驶汽车进行动态充电，提升其续航能力，而且基于无线充电进行导航，能够确保无人驾驶汽车保持高效充电状态。

Three-in-one Electronic Highway Unmanned Navigation System and Method

The invention discloses a three-in-one electronic highway unmanned navigation system and method, which is characterized in that the first detection coil and the second detection coil are arranged symmetrically on the unmanned vehicle at least according to the left and right sides, and the wireless energy launching guide rail is arranged in the middle of the special driving highway for the unmanned vehicle, and the energy signal picked up by the first detection coil and the second detection coil is provided. No. 1 is transmitted to the controller, which determines the offset state between the driverless vehicle and the wireless energy transmitting guideway according to the change of the energy signals of the two coils, and corrects the driving direction so that the driverless vehicle can travel along the wireless energy transmitting guideway. The remarkable effect is that the wireless charging guide can be used not only as an unmanned navigation guidance device, but also as a dynamic charging device to enhance the endurance of the unmanned vehicle, and navigation based on wireless charging can ensure that the unmanned vehicle maintains an efficient charging state.

【技术实现步骤摘要】
三合一电子公路无人驾驶导航系统及方法
本专利技术涉及无人驾驶技术，尤其涉及一种三合一电子公路无人驾驶导航系统及方法。
技术介绍
随着新能源汽车的大范围推广，并逐渐被消费者所认可，尤其是在当前充电难问题依然困扰着整个新能源汽车行业之际，国内外对无线充电技术在新能源汽车的应用的关注度就越来越高。特别针对电动汽车的应用，有研究人员提出了将无线充电技术应用在道路建设中，使电动汽车在道路行驶过程中能够动态的充电，从而提升电动汽车的续航能力。然而，电动车并非像交通轨道车一样只能在给定轨道上运行，行驶过程中的行驶线路有较大的自由度，会导致较大的实时偏差。当电动车偏移度在允许范围内时仍可正常工作，但当偏移度太大将会降低电能的传输能力。因此，对于电动车不停车实时无线充电/供电系统，车辆偏移轨道的实时状况，对于高效无线电能获取非常重要。随着无人驾驶技术的发展，已经实现了无人驾驶汽车高速上路行驶，但现有无人驾驶的控制往往是基于道路GPS导航和障碍物检测来实现，针对无线充电道路而言，要想实现精准的行驶轨迹控制使其无线传输效率更高，还得需要辅助其他的控制手段。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术首先提出了一种三合一电子公路无人驾驶导航系统，将光伏发电、无人驾驶以及无线充电三种前沿技术整合形成三合一电子公路系统，通过在无人驾驶汽车中设置相应的检测线圈，道路预设无线充电导轨的磁场分布情况，一旦行驶路径发生偏离，检测线圈获取的能量即会发生改变，从而校正无人驾驶的方向，使其维持无线充电导轨上方运行。为了实现上述目的，本专利技术所采用的具体技术方案如下：一种三合一电子公路无人驾驶导航系统，其关键在于：在无人驾驶汽车上至少按照左右对称设置有第一检测线圈和第二检测线圈，在无人驾驶汽车专用行驶公路的中间设置有无线能量发射导轨，所述第一检测线圈和第二检测线圈将拾取的能量信号传输至控制器，控制器根据所述第一检测线圈和所述第二检测线圈的能量信号变化情况确定无人驾驶汽车与无线能量发射导轨之间的偏移状态，并根据所述偏移状态校正所述无人驾驶汽车的行驶方向，使其沿着所述无线能量发射导轨行驶。可选地，在无人驾驶汽车上还设置有第三检测线圈，所述第一检测线圈和第二检测线圈位于所述第三检测线圈的左右两侧且三个线圈的中心点呈三角形分布。可选地，所述第一检测线圈、第二检测线圈以及第三检测线圈均连接有调理电路，每一路调理电路与比较电路或多路选择电路连接，所述比较电路或多路选择电路选定拾取能量最强的一路输出到功率变换电路中并为负载供电。可选地，所述控制器通过AD采样电路从所述比较电路或多路选择电路中获取所述第一检测线圈、第二检测线圈以及第三检测线圈所拾取的能量情况。可选地，所述第一检测线圈、第二检测线圈以及第三检测线圈位于同一水平面上，设置第一检测线圈的中心点为A点，第二检测线圈的中心点为B点，第三检测线圈的中心点为C点，ABC三点组成的三角形为等腰直角三角形，且AB、AC两个边为直角边。基于现有技术的缺陷，本专利技术还提出一种于无线充电引导的无人驾驶导航方法，其关键在于：在无人驾驶汽车上至少按照左右对称设置第一检测线圈和第二检测线圈，在无人驾驶汽车专用行驶公路的中间设置有无线能量发射导轨，根据所述第一检测线圈和所述第二检测线圈的拾取的能量信号变化情况确定无人驾驶汽车与无线能量发射导轨之间的偏移状态，并根据所述偏移状态校正所述无人驾驶汽车的行驶方向，使其沿着所述无线能量发射导轨行驶。可选地，在无人驾驶汽车上还设置有第三检测线圈，所述第一检测线圈和第二检测线圈位于所述第三检测线圈的左右两侧且三个线圈的中心点呈三角形分布，利用第一检测线圈、第二检测线圈以及第三检测线圈三个线圈拾取的能量信号变化情况确定无人驾驶汽车与无线能量发射导轨之间的偏移状态，并根据所述偏移状态校正所述无人驾驶汽车的行驶方向，使其沿着所述无线能量发射导轨行驶。可选地，将所述第一检测线圈、第二检测线圈以及第三检测线圈设置在同一水平面上，设第一检测线圈的中心点为A点，第二检测线圈的中心点为B点，第三检测线圈的中心点为C点，ABC三点组成的三角形为等腰直角三角形，且AB、AC两个边为直角边。本专利技术的显著效果是：既可利用无线充电导轨作为无人驾驶的导航引导装置，又可利用无线充电导轨向无人驾驶汽车进行动态充电，提升其续航能力，而且基于无线充电进行导航，能够确保无人驾驶汽车保持高效充电状态，利用本地化控制，导航校正的精度也更高，实时性更强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1为本专利技术的结构架构图；图2为无线充电的电路原理图；图3为本专利技术具体实施例中系统控制原理框图；图4为具体实施例中两线圈位置检测的结构示意图；图5为图4所示两线圈对称导引方式的第一数学模型图；图6为图4所示两线圈对称导引方式的第二数学模型图图7为具体实施例中三线圈位置检测的结构示意图；图8为图7所示三角形布局导引方式的第一数学模型图；图9为图7所示三角形布局导引方式的第二数学模型图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1：如图1所示，一种三合一电子公路无人驾驶导航系统，在无人驾驶汽车上按照左右对称设置有第一检测线圈和第二检测线圈，在无人驾驶汽车专用行驶公路的中间设置有无线能量发射导轨，本例中的无线能量发射导轨采用分段式控制，每一段无线能量发射导轨上对应设置有一个控制电路，在每一段无线能量发射导轨的前端和后端还分别设置有用于检测无人驾驶汽车进出的检测装置，当无人驾驶汽车驶入该段导轨时，控制电路控制其发出能量，结合图2所示的无线能量传输系统架构原理，在无人驾驶汽车上设置对应的能量拾取线圈即可获取无线能量为蓄电池充电，通过在行驶过程中动态充电，从而提升无人驾驶汽车的续航能力。在具体实施时，所述第一检测线圈和第二检测线圈将拾取的能量信号传输至控制器，控制器根据所述第一检测线圈和所述第二检测线圈的能量信号变化情况确定无人驾驶汽车与无线能量发射导轨之间的偏移状态，并根据所述偏移状态校正所述无人驾驶汽车的行驶方向，使其沿着所述无线能量发射导轨行驶。实施例2：如图3所示，在无人驾驶汽车上还设置有第三检测线圈，所述第一检测线圈和第二检测线圈位于所述第三检测线圈的左右两侧且三个线圈的中心点呈三角形分布。通过图3可以看出，所述第一检测线圈、第二检测线圈以及第三检测线圈均连接有调理电路，每一路调理电路与比较电路或多路选择电路连接，所述比较电路或多路选择电路选定拾取能量最强的一路输出到功率变换电路中并为负载供电。具体实施时，所述控制器通过AD采样电路从所述比较电路或多路选择电路中获取所述第一检测线圈、第二检测线圈以及第三检测线圈所拾取的能量情况。作为优选，所述第一检测线圈、第二检测线圈以及第三检测线圈位于同一水平面上，设置第一检测线圈的中心点为A点，第二检测线圈的中心点为B点，第三检测线圈的中心点为C点，ABC三点组成的三角形为等腰直角三角形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三合一电子公路无人驾驶导航系统，其特征在于：在无人驾驶汽车上至少按照左右对称设置有第一检测线圈和第二检测线圈，在无人驾驶汽车专用行驶公路的中间设置有无线能量发射导轨，所述第一检测线圈和第二检测线圈将拾取的能量信号传输至控制器，控制器根据所述第一检测线圈和所述第二检测线圈的能量信号变化情况确定无人驾驶汽车与无线能量发射导轨之间的偏移状态，并根据所述偏移状态校正所述无人驾驶汽车的行驶方向，使其沿着所述无线能量发射导轨行驶。

【技术特征摘要】
1.一种三合一电子公路无人驾驶导航系统，其特征在于：在无人驾驶汽车上至少按照左右对称设置有第一检测线圈和第二检测线圈，在无人驾驶汽车专用行驶公路的中间设置有无线能量发射导轨，所述第一检测线圈和第二检测线圈将拾取的能量信号传输至控制器，控制器根据所述第一检测线圈和所述第二检测线圈的能量信号变化情况确定无人驾驶汽车与无线能量发射导轨之间的偏移状态，并根据所述偏移状态校正所述无人驾驶汽车的行驶方向，使其沿着所述无线能量发射导轨行驶。2.根据权利要求1所述的三合一电子公路无人驾驶导航系统，其特征在于：在无人驾驶汽车上还设置有第三检测线圈，所述第一检测线圈和第二检测线圈位于所述第三检测线圈的左右两侧且三个线圈的中心点呈三角形分布。3.根据权利要求2所述的三合一电子公路无人驾驶导航系统，其特征在于：所述第一检测线圈、第二检测线圈以及第三检测线圈均连接有调理电路，每一路调理电路与比较电路或多路选择电路连接，所述比较电路或多路选择电路选定拾取能量最强的一路输出到功率变换电路中并为负载供电。4.根据权利要求3所述的三合一电子公路无人驾驶导航系统，其特征在于：所述控制器通过AD采样电路从所述比较电路或多路选择电路中获取所述第一检测线圈、第二检测线圈以及第三检测线圈所拾取的能量情况。5.根据权利要求2所述的三合一电子公路无人驾驶导航系统，其特征在于：所述第一检测线圈、第二检测线圈以及第三检测线圈位于同一水平面上，设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金虎，王成亮，翟学锋，郑海雁，黄郑，王智慧，唐春森，杨庆胜，徐妍，左志平，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，重庆大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32