一种高精度自动充电车辆引导定位系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种高精度自动充电车辆引导定位系统，包括定位接收端和定位发射端，定位发射端包括定位发射端控制器、同步信号发射模块、连接用超声波发射器和若干引导用超声波发射器，同步信号发射模块、连接用超声波发射器和若干引导用超声波发射器均连接至定位发射端控制器，定位接收端包括定位接收端控制器、同步信号接收模块和若干个超声波接收器，同步信号接收模块和若干超声波接收器连接至定位接收端控制器上，定位发射端控制器和定位接收端控制器上均安装有无线通信模块；本实用新型专利技术通过超声波以时钟同步方式实现对电动汽车充电时的准确连接，解决了电动汽车在充电时因空间和位置的距离误差使充电连接不准确，从而造成安全隐患。

A high precision automatic charging vehicle guidance and positioning system

【技术实现步骤摘要】
一种高精度自动充电车辆引导定位系统
本技术属于电动汽车充电桩
，具体涉及一种高精度自动充电车辆引导定位系统。
技术介绍
在现有的自动充电系统中，主要包括车载单元和外部充电设备（可以是充电弓，底盘充电地面单元，侧方充电的机械臂等）两部分组成。在电动汽车需要进行充电时，由驾驶员将车辆上的车载单元停靠到外部充电设备的可充电区域内，然后完成自动充电连接器的准确连接，进行充电。但是由于驾驶员驾驶技术的问题，以及充电系统的车载单元和外部充电设备都在驾驶员的视觉盲区内，导致驾驶员很难将车载单元停靠到外部充电设备的可充电区域内，而且不同车型的电动汽车，其车载单元的安装位置也是不一样的，如果不能停靠到可充电区域内，会影响后续自动充电连接器的连接。同时，当车载单元停靠到外部充电设备的可充电区域内后，进行自动充电连接器的连接时，也需要提供连接器的精确空间定位，从而控制自动充电连接器与受电端完成对接，如果只靠自动充电连接器连接后是否能完成电气连接来确认，这里有不小的隐患。所以自动充电系统需要能够进行车辆的车载单元和外部充电设备的相对定位，来引导驾驶员将车辆停靠到外部充电设备的可充电区域内。同时在自动连接器连接时，要能够提供自动连接器的精确空间定位，控制自动连接器运动到车载单元的受电端处，完成精确连接。本技术主要解决可充电区域停靠引导及充电连接定位问题。应用场景需要定位系统满足以下主要条件：1、在车辆上的车载单元距离外部充电设备一定距离（<5m），一般为要进入停车位时，需要能够在车辆上显示车载单元和外部充电设备可充电区域的相对位置，辅助驾驶员将车辆停靠到指定的位置。2、在车辆停靠完成后，进行自动充电连接器的连接时，外部充电设备需要获取自动充电连接器的空间位置（精度在±1cm内），从而控制自动充电连接器与车载单元受电端的准确连接，提高对接可靠性，减少意外和系统损耗。3、这样的定位装置，在一个场站区域内（一般小于一万平方米）可能会有数十套，在定位的时候，会有串扰问题，需要进行同步处理，避免串扰引起定位错误。现有技术中，GPS、蓝牙、WIFI、ZIgBee、超宽带定位精度都不满足需求（>10cm），GPS伪卫星技术精度勉强，但是无法做到无串扰，同时接收装置位于车底面时，其信号无法保证。激光定位问题有：工作模式不匹配（需要相对定位），最小测距盲区过大（一般>20cm），成本过高（满足需求的至少数千）。
技术实现思路
本技术要解决电动汽车在充电时因空间和人为停靠位置的距离误差使充电连接不准确，从而造成安全隐患的问题，为此提供了一种高精度自动充电车辆引导定位系统。本技术解决其技术问题采用的技术方案是：一种高精度自动充电车辆引导定位系统，包括定位接收端和定位发射端，所述定位发射端通过超声波信号连接至定位接收端，所述定位发射端包括定位发射端控制器、同步信号发射模块、连接用超声波发射器和若干引导用超声波发射器，所述同步信号发射模块、连接用超声波发射器和若干引导用超声波发射器均连接至定位发射端控制器，所述定位接收端包括定位接收端控制器、同步信号接收模块和若干个超声波接收器，所述同步信号接收模块和若干超声波接收器连接至定位接收端控制器上，所述定位发射端控制器和定位接收端控制器上均安装有无线通信模块。进一步的，所述同步信号发射模块上安装有时钟同步模块，所述时钟同步模块控制同步信号发射模块实现信号的时钟同步。进一步的，所述定位发射端控制器内安装有环境检测单元，所述定位接收端控制器通过环境检测单元计算超声波信号在环境中的传播速度。所述环境检测单元包括温度传感器、湿度传感器和大气压传感器。进一步的，所述超声波接收器的数量至少设置3个。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：1、系统组成结构简单，通过定位发射端和定位接收端以超声波信号接收阵列就能感知所在范围内的发射端空间坐标；2、只需构建定位系统相关元器件，无需建设外部结构，相比其他测量方式，成本极低；3、通过超声波信号的时钟同步进行定位，达到高精度，在近距离范围内精度可以达到毫米级，远距离达到厘米级；4、超声波测距技术是现有的成熟技术，其较高的可靠性已经得到了广泛的验证；5、耐污染性，超声波不比红外、视觉等测距方式，其收发器上有污染并不影响测距系统的工作；6、低相互干扰，根据应用场景，一片50m*50m的小区域中，可能存在数十套相对定位系统，超声波的有限测距距离可以使相互干扰问题降到最低。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1为本技术实施例的结构示意图；图2为本技术实施例空间三维坐标构建图；图3为本技术实施例场景实例一的示意图；图4为本技术实施例场景实例二的示意图；图5为本技术实施例场景实例三的示意图；本技术实施例最主要的元件符号如下：定位发射端-1、定位发射端控制器-2、环境检测单元-201、温度传感器-202、湿度传感器-203、大气压传感器-204、同步信号发射模块-3、时钟同步模块-301、连接用超声波发射器-4、引导用超声波发射器-5、无线通信模块-6、定位接收端-7、定位接收端控制器-8、同步信号接收模块-9、超声波接收器-10、受电区域-11、可充电区域-12、车载单元-13、充电弓-14、侧方充电机械臂-15。具体实施方式在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。实施例一如图1，一种高精度自动充电车辆引导定位系统，包括定位接收端7和定位发射端1，所述定位发射端1通过超声波信号连接至定位接收端7，所述定位发射端1包括定位发射端控制器2、同步信号发射模块3、连接用超声波发射器4和若干引导用超声波发射器5，所述同步信号发射模块3、连接用超声波发射器4和若干引导用超声波发射器5均连接至定位发射端控制器2，所述定位接收端7包括定位接收端控制器8、同步信号接收模块9和若干个超声波接收器10，所述同步信号接收模块9和若干超声波接收器10连接至定位接收端控制器8上，所述定位发射端控制器2和定位接收端控制器8上均安装有无线通信模块6。所述同步信号发射模块3上安装有时钟同步模块301，所述时钟同步模块301控制同步信号发射模块3实现信号的时钟同步。所述定位发射端控制器2内安装有环境检测单元201，所述定位接收端控制器8通过环境检测单元201计算超声波信号在环境中的传播速度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度自动充电车辆引导定位系统，包括定位接收端（7）和定位发射端（1），所述定位发射端（1）通过超声波信号连接至定位接收端（7），其特征在于：所述定位发射端（1）包括定位发射端控制器（2）、同步信号发射模块（3）、连接用超声波发射器（4）和若干引导用超声波发射器（5），所述同步信号发射模块（3）、连接用超声波发射器（4）和若干引导用超声波发射器（5）均连接至定位发射端控制器（2），所述定位接收端（7）包括定位接收端控制器（8）、同步信号接收模块（9）和若干个超声波接收器（10），所述同步信号接收模块（9）和若干超声波接收器（10）连接至定位接收端控制器（8）上，所述定位发射端控制器（2）和定位接收端控制器（8）上均安装有无线通信模块（6）。/n

【技术特征摘要】
1.一种高精度自动充电车辆引导定位系统，包括定位接收端（7）和定位发射端（1），所述定位发射端（1）通过超声波信号连接至定位接收端（7），其特征在于：所述定位发射端（1）包括定位发射端控制器（2）、同步信号发射模块（3）、连接用超声波发射器（4）和若干引导用超声波发射器（5），所述同步信号发射模块（3）、连接用超声波发射器（4）和若干引导用超声波发射器（5）均连接至定位发射端控制器（2），所述定位接收端（7）包括定位接收端控制器（8）、同步信号接收模块（9）和若干个超声波接收器（10），所述同步信号接收模块（9）和若干超声波接收器（10）连接至定位接收端控制器（8）上，所述定位发射端控制器（2）和定位接收端控制器（8）上均安装有无线通信模块（6）。


2.根据权利要求1所述的一种高精度自动充电车辆引...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱磊，王钰鸣，周昌，邵丹薇，郑隽一，张育铭，李德胜，
申请(专利权)人：国创新能源汽车智慧能源装备创新中心江苏有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32