[发明专利]一种地面移动充电设备被动式自动无线充电的方法

说明书

针对地面移动充电设备，如电动汽车，在日常生活中发挥着越发重要的作用，但其在运行过程中常常面临电量不足的情况需要定期充电，目前的自动充电主要分为触点式和无线式两种模式，其中因无线电磁感应导致充电效率偏低。本专利提出被动式的自动无线充电模式，仅需在充电桩一端安装充电发射器，利用图像识别和测距器技术实现移动充电设备与充电桩高精度对接，即可完成地面移动充电设备高效率、自动化的无线式充电。

技术领域

本发明涉及到智能充电领域，特别是自动无线充电的方法。

背景技术

自动充电主要分为触点式和无线式两种模式。触点式充电有可能引发电火花、短路等问题，增加了充电过程的安全隐患。近些年无线技术的发展为充电服务提供了更大的安全保障，但其也面临两个主要问题。首先，传统的无线对接方式均为主动对接模式，即需要移动充电设备和充电桩互相发射、接受信号来实现对接完成充电，这需要部署较多的通信器件，导致系统设计复杂性较高，增加了开发成本，降低了充电过程的可靠性和稳定性。其次，无线电磁感应的充电效率与充电距离密切相关，为了保证移动充电设备达到最大充电效率，需要精确控制移动充电设备充电板与充电桩中的充电源之间的距离，而目前依靠简单系统设计尚无法达到精确控制，导致充电效率偏低。因此，如何实现移动充电设备更加高效、更加安全的无线自动化充电，目前还尚未形成一个有效的技术方案。

发明内容

本专利的目的是提出一种自动无线充电模式，仅需在充电桩一端安装充电发射器，利用图像识别和测距器技术实现移动充电设备与充电桩高精度对接，即可完成地面移动充电设备高效率、自动化的无线式充电。

具体的技术方案为：一种地面移动充电设备被动式自动无线充电的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)充电提示：当剩余电量低于设定阈值时，开启自动充电模式；

(2)寻找站点：利用自主导航系统搜索并定位到最近的充电桩，距充电桩一定距离设有指定的充电对接站点，移动充电设备规划出最佳路径，自动移动到该充电桩对应的对接站点；

(3)抵近对接：充电桩配有电磁感应无线充电装置，为移动充电设备提供续航的充电服务，移动充电设备到达充电桩对接站点后，将通过图像识别自动锁定充电源位置，实现移动充电设备与充电桩充电源的抵近,移动充电设备通过传感器识别指示性标识物完成初步定位；

(4)最终对接：移动充电设备利用测距器实现最终对接。

进一步的，所述的步骤3中所述的标识物包括：充电标识码或具有红外线荧光功能的标识物，移动充电设备通过传感器，包括但不限于激光、红外线、超声波、雷达等识别标识物。

进一步的，所述的步骤3中的抵近对接包括：

(a)利用图像识别寻找标识码，若标识码不在镜头视野内，则旋转移动充电设备搜索，直到搜索到识别码；

(b)找到标识码后，确定标识码的坐标系.计算与当前镜头坐标系原点的误差，进一步计算对应的纠偏角速度和线速度，传递给控制系统，调整移动充电设备使其对准标识码正中心；

(c)前进接近标识码，接近至设定好的最终对接距离；

(d)到达最终对接距离后，使用最终对接速度行进，锁定标识码并继续纠偏，完成对充电源的抵近对接。

进一步的，所述的步骤4还包括以下步骤：

(1)当移动充电设备进入高精度对接距离内，开启测距器进行距离检测，精确控制移动充电设备的行进路径；

(2)当两侧测距模块读数差值超过设定的差值d时，计算对应的纠偏角速度，W＝k1·d+k2·，其中W是角速度，k1是比例控制参数，k2是微分控制参数；k1和k2的实际取值与移动充电设备物理尺寸和移动充电设备驱动系统响应相关；传递W数值给控制系统，调整移动充电设备使其对始终正对充电桩，并逐渐接近；