无线能量发射和接收系统以及车辆定位方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无线能量发射系统、无线能量接收系统以及车辆定位方法，无线能量发射系统能够向无线能量接收系统发射动态功率信号，无线能量接收系统能够接收来自无线能量发射系统的动态功率信号，无线能量接收系统通过处理动态功率信号实现对自身的定位。车辆包括无线能量接收系统，无线能量接收系统处理来自无线能量发射系统的动态功率信号，实现对车辆的辅助定位。公路以及铁路均包括无线能量发射系统，公路以及铁路不需要安装定位通讯系统即可实现对车辆的辅助定位，能够有效降低成本，具有良好的经济效益。具有良好的经济效益。具有良好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
无线能量发射和接收系统以及车辆定位方法


[0001]本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种无线能量发射系统、无线能量接收系统、车辆的定位方法、车辆、公路以及铁轨。

技术介绍

[0002]无线电能传输技术是目前一种应用领域较多的技术，例如在小功率设备：手机以及电动牙刷；例如在大功率设备：电动汽车以及轨道交通等领域均有较多研究。其基本原理是基于电磁感应原理，通过在发射线圈中通入高频电流实现电能从发射端无线传输至接收端，具有无接触的优点。
[0003]无线电能传输技术是目前应用于智能手机、电动牙刷、电动汽车以及电力机车的新型供电技术，该技术通过无接触传输电能，解决了接触式传输存在的机械摩擦、接头放电以及线缆过多等问题。目前无线电能传输技术可分为静止无线充电以及移动式无线供电，分别针对静止放置物体及运动物体进行无线电能传输。静止式无线电能传输系统一般具有限位装置，而移动式无线电能传输系统需判断受电体位置，一种方式是安装有附加定位及通讯装置，多采用激光器和传感器装置实现定位。该方法需在无线电能传输装置外安装附加设备，提高了系统复杂度与实现成本；另一种方式是采用安装附加通信装置的方式实现，该方式属于能量传输和信号传输双系统耦合实用，增加了系统复杂度和控制难度，同时增加成本，由于无线电能传输系统以电磁场传输能量，传输功率一般远大于信号传输功率，因此在传输信号的过程中可能会出现干扰以及误码率增大，不利于信号传递的快速性和准确性。考虑到目前设计的不足，需要一种利用传输线圈本身实现辅助定位的方法与结构。
[0004]因此，需从无线电能传输系统中寻找一种更简单便捷的辅助通讯定位方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种无线能量发射系统、无线能量接收系统、车辆的定位方法、车辆、公路以及铁轨，无线能量发射系统以及无线能量接收系统之间不仅能够实现电能的传输，而且能够实现动态功率信号的传输，车辆内安装有无线能量接收系统，无线能量接收系统通过处理动态功率信号实现对车辆的定位，无线能量发射系统中不需要附加定位通讯系统即可实现对车辆的辅助定位，能够有效降低成本，具有良好的经济效益。
[0006]一方面，本专利技术提供一种无线能量发射系统，用于向无线能量接收系统发射动态功率信号，包括功率发射线圈，所述功率发射线圈包括多个连续排布且相互连接设置的功率发射子线圈，任意两个相邻的所述功率发射子线圈相连接的端部交叉设置，以使任意两个相邻的功率发射子线圈的电流方向相反；所述无线能量接收系统能够沿多个所述功率发射子线圈排布的方向移动，通过处理所述动态功率信号以获取所述无线能量接收系统的实际位置。
[0007]在一些可选的实施例中，任意两个相邻的所述功率发射子线圈的交叉位置位于多个所述功率发射子线圈排布方向的中心线。
[0008]在一些可选的实施例中，在多个所述功率发射子线圈排布的方向，任意两个相邻的所述功率发射子线圈交叉位置之间的距离相等。
[0009]在一些可选的实施例中，在多个所述功率发射子线圈排布的方向，任意两个相邻的所述功率发射子线圈的交叉位置之间的距离越来越大。
[0010]在一些可选的实施例中，在多个所述功率发射线圈排布的方向，任意两个相邻的所述功率发射子线圈的交叉位置之间的距离呈等差数列。
[0011]另一方面，本专利技术提供了一种无线能量接收系统，用于接收来自以上任意位置提到的所述的无线能量发射系统的动态功率信号，包括功率接收线圈、位置获取模块、信号采集模块、信号处理模块以及计算模块，所述功率接收线圈分别与所述位置获取模块以及所述信号采集模块电连接；所述信号采集模块与所述信号处理模块电连接；所述信号处理模块以及所述位置获取模块分别与所述计算模块电连接；所述功率接收线圈能够沿多个所述功率发射子线圈排布的方向行驶，所述位置获取模块用于采集所述功率接收线圈的初始位置，所述信号采集模块用于收集所述功率接收线圈的动态功率信号，所述信号处理模块处理所述动态功率信号以得到零电压值的个数，所述计算模块根据所述零电压值的个数计算出所述功率接收线圈位于所述功率发射线圈的相对位置，所述位置获取模块根据所述功率接收线圈的初始位置和相对位置确定所述功率线圈的实际位置。
[0012]再一方面，本专利技术提供了一种车辆的定位方法，所述方法应用于如以上任意位置提到的所述的无线能量接收系统，所述车辆包括所述无线能量接收系统，所述方法包括：获取所述功率接收线圈的初始位置信息；接收所述功率发射线圈发射的功率信号；根据所述功率信号确定所述功率接收线圈所经过的零电位点，所述零电位点为所述交叉位置的电位点；根据所述功率接收线圈的初始位置信息以及所述功率接收线圈所经过的零电位点，确定所述车辆的实际位置信息。
[0013]在一些可选的实施例中，所述根据所述功率接收线圈的初始位置信息以及所述功率接收线圈所经过的零电位点，确定所述车辆的实际位置信息，包括，根据所述功率接收线圈所经过的零电位点，确定所述功率接收线圈位于所述功率发射线圈的相对位置。
[0014]在一些可选的实施例中，所述根据所述功率接收线圈所经过的零电位点，确定所述功率接收线圈位于所述功率发射线圈的相对位置，包括，根据所述功率接收线圈所经过的零电位点，获取所述功率发射线圈的交叉位置信息。
[0015]另一方面，本专利技术提供了一种车辆，包括以上任一项提到的所述的无线能量接收系统。
[0016]另一方面，本专利技术提供了一种公路，包括以上任一项提到的所述的无线能量发射系统。
[0017]另一方面，本专利技术提供了一种铁轨，包括以上任一项提到的所述的无线能量发射系统。
[0018]本申请与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0019]1.本专利技术提供了一种无线能量发射系统，无线能量发射系统能够向无线能量接收系统发射动态功率信号，无线能量发射系统包括功率发射线圈，功率发射线圈包括多个连续排布且相互连接设置的功率发射子线圈，任意两个相邻的功率发射子线圈相连接的端部交叉设置，以使任意两个相邻的功率发射子线圈的电流方向相反，以使任意两个相邻的功
率发射子线圈的磁场方向相反，任意交叉位置均为零电位，因此，在多个功率发射子线圈排布的方向，无线能量发射系统可以向无线能量接收系统发射便于处理的包括多个零电位的动态功率信号，无线能量发射系统长距离铺设，不需要安装辅助定位系统即可实现向无线能量接收系统发射动态功率信号和电能信号，将辅助定位与无线电能传输结合能够有效降低成本，具有良好的经济效益。
[0020]2.本专利技术提供了一种无线能量接收系统，无线能量接收系统能够沿多个功率发射子线圈的排布方向移动，进而能够不断接收来自无线能量发射系统发射的包含多个零电位的动态功率信号，无线能量接收系统通过处理态功率信号实现对自身的定位。
[0021]3.本专利技术提供了一种车辆的定位方法，车辆的定位方法应用于无线能量接收系统，车辆包括无线能量接收系统，无线能量接收系统通过获取功率接收线圈的初始位置信息以及功率接收线圈所经过的零电位点，进而确定车辆的实际位置信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线能量发射系统，其特征在于，用于向无线能量接收系统发射动态功率信号，包括功率发射线圈，所述功率发射线圈包括多个连续排布且相互连接设置的功率发射子线圈，任意两个相邻的所述功率发射子线圈相连接的端部交叉设置，以使任意两个相邻的功率发射子线圈的电流方向相反；所述无线能量接收系统能够沿多个所述功率发射子线圈排布的方向移动，通过处理所述动态功率信号以获取所述无线能量接收系统的实际位置。2.根据权利要求1所述的无线能量发射系统，其特征在于，任意两个相邻的所述功率发射子线圈的交叉位置位于多个所述功率发射子线圈排布方向的中心线。3.根据权利要求2所述的无线能量发射系统，其特征在于，在多个所述功率发射子线圈排布的方向，任意两个相邻的所述功率发射子线圈交叉位置之间的距离相等。4.根据权利要求2所述的无线能量发射系统，其特征在于，在多个所述功率发射子线圈排布的方向，任意两个相邻的所述功率发射子线圈的交叉位置之间的距离越来越大。5.根据权利要求4所述的无线能量发射系统，其特征在于，在多个所述功率发射线圈排布的方向，任意两个相邻的所述功率发射子线圈的交叉位置之间的距离呈等差数列。6.一种无线能量接收系统，其特征在于，用于接收来自权利要求1
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5任一项所述的无线能量发射系统的动态功率信号，包括功率接收线圈、位置获取模块、信号采集模块、信号处理模块以及计算模块，所述功率接收线圈分别与所述位置获取模块以及所述信号采集模块电连接；所述信号采集模块与所述信号处理模块电连接；所述信号处理模块以及所述位置获取模块分别与所述计算模块电连接；所述功率接收线圈能够沿多个所述功率发射子线圈排布的方向行驶，所述位置获取模块用于采集所述功率接收线圈的初始位置，所述信号采集模块用...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛凯，张艳清，马逊，蔡华，曹斌，杨光，孙绍哲，李萍，朱然，
申请(专利权)人：中国航天科工飞航技术研究院中国航天海鹰机电技术研究院，
类型：发明
国别省市：