[发明专利]一种用于无线电能传输的运动物体检测装置、系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于无线电能传输的运动物体检测装置、系统及方法。检测装置包括用于探测运动物体的探测模块、用于判断是否有运动物体进入预设保护区域的控制模块。系统包括多个检测装置和预设保护区域。本发明的运动物体检测装置通过微波探测器及相应的计算机程序实现对运动物体的检测，通过在地面无线能量发射装置周围布置多个运动物体检测装置组成运动物体检测系统以实现对预设保护区域的全覆盖，成本低，实用性高，具有良好的经济和社会效益。

技术领域

本发明涉及无线电能传输领域，尤其是涉及一种用于无线电能传输的运动物体检测装置、系统及方法。

背景技术

无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)技术利用磁谐振耦合、激光、微波等原理将电能以非接触的方式由电源端传送到用电设备端，可以实现用电设备的无线充/供电，具有安全可靠、灵活便捷、环境友好、可全天候工作等优点，因而近年来受到了广泛关注。当用于大功率用电设备(如电动汽车)无线充电时，地面无线能量发射装置和车载无线能量接收装置之间的空间区域将存在较大的电磁能量，可能会对非法进入无线充电区域的生物体造成一定的电磁危害。因此，为了防止这种情况的发生，大功率无线电能传输系统必须具备运动物体(包括运动的生物体和非生物体)检测功能，以便于当系统检测到有运动物体非法进入到预设保护区域时做出停机或降低传输功率等保护动作，当检测到运动物体离开预设保护区域后再恢复正常的功率传输。

现有技术中，一种解决方案是：利用电容数字转换器输出的电容与电容阈值之间的关系来判断是否有活体进入无线电能传输系统中，但是该方案只能检测出位于无线电能发射线圈上方的活体，而实际应用中，预设保护区域往往不仅限于发射线圈上方，而是需要向其四周延伸一定距离，因此，该方案的实用性较低；另一种解决方案是：当微波传感器检测到有运动物体通过检测区域时，再通过超声波传感器进一步确认物体进入探测区域，并获取物体的距离和速度。该方法需要同时采用微波传感器和超声波传感器，增加了硬件成本。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种用于无线电能传输的运动物体检测装置、系统及方法，运动物体检测装置通过微波探测器及相应的计算机程序实现对运动物体的检测，通过在地面无线能量发射装置周围布置多个运动物体检测装置组成运动物体检测系统以实现对预设保护区域的全覆盖。

本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种用于无线电能传输的运动物体检测装置，包括用于探测运动物体的探测模块、用于判断是否有运动物体进入预设保护区域的控制模块，所述探测模块的输出端与所述控制模块的输入端连接。

进一步地，所述运动物体检测装置还包括信号处理模块，所述探测模块的输出端与所述信号处理模块的输入端连接，所述信号处理模块的输出端与所述控制模块的输入端连接。

进一步地，所述信号处理模块包括信号放大滤波电路，所述探测模块的输出端与所述信号放大滤波电路的输入端连接，所述信号放大滤波电路的输出端与所述控制模块的输入端连接。

进一步地，所述运动物体检测装置还包括电源模块，所述电源模块的输出端分别与所述探测模块的输入端、所述控制模块的输入端、所述信号处理模块的输入端连接，以提供工作电源。

进一步地，所述探测模块包括微波探测器。

第二方面，本发明提供一种用于无线电能传输的运动物体检测系统，包括预设保护区域和多个上述的用于无线电能传输的运动物体检测装置，多个所述运动物体检测装置分散设置在所述预设保护区域。

进一步地，所述运动物体检测系统还包括地面无线电能发射装置，多个所述运动物体检测装置分散设置在所述地面无线电能发射装置的周围。

进一步地，所述运动物体检测系统还包括中央控制器和通信总线，所述运动物体检测装置通过所述通信总线与所述中央控制器连接。