基于低频磁场的定位系统、设备及方法技术方案

本申请提供一种基于低频磁场的定位系统，包括低频磁场发射装置和低频磁场接收装置，低频磁场发射装置中包括低频磁场发射线圈、冲突检测线圈和磁场生成检测控制模块，低频磁场接收装置包括低频磁场接收线圈和磁场检测控制模块。冲突检测线圈用于感应低频磁场信号；磁场生成检测控制模块用于在冲突检测线圈未感应到低频磁场信号时，控制低频磁场发射线圈发射第一低频磁场信号；磁场检测控制模块用于在确定低频磁场接收线圈接收到的低频磁场信号为第一低频磁场信号时，根据第一低频磁场信号的信号强度确定低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的相对位置。采用本申请，可提高低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的定位准确率，适用性高。

【技术实现步骤摘要】
基于低频磁场的定位系统、设备及方法
本申请涉及电磁感应
，尤其涉及一种基于低频磁场的定位系统、设备及方法。
技术介绍
随着现代社会能源短缺和环境污染问题的加剧，电动汽车作为新能源汽车一经推出便受到了各界的广泛关注。电动汽车是一种以车载电源为动力，利用电机驱动车轮行驶，并符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，磁耦合式无线充电是电动汽车电池充电的方式之一。磁耦合式无线充电是以耦合的电磁场为媒介实现电能的传递，无线充电系统通常包括两个分离的部件，分别为功率发射装置和功率接收装置，功率发射装置位于无线充电站，功率接收装置位于电动汽车上，功率发射装置和功率接收装置通过功率发射线圈和功率接收线圈之间的电磁感应来传递能量。当功率发射线圈和功率接收线圈未对准或者对准程度不满足要求时，无线充电系统的充电功率或者功率效率会下降，因此如何确定功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置以提高功率发射线圈和功率接收线圈的对准程度是当前无线充电系统亟需解决的重要技术问题之一。本申请的专利技术人在研究和实践过程中发现，现有技术在功率发射装置端增加低频磁场发射线圈，通过低频磁场发射线圈对应的控制电路驱动低频磁场发射线圈产生交变的低频磁场。在功率接收装置端增加低频磁场接收线圈，低频磁场接收线圈在交变磁场中产生感应电压或电流，通过感应电压或电流的信号强度得到低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的相对位置，基于低频磁场发射线圈和功率发射线圈的位置关系以及低频磁场接收线圈和功率接收线圈的位置关系获得功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置。然而，低频磁场的有效范围比较大，相邻无线充电站的低频磁场发射线圈产生的低频磁场会相互干扰，使得低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的定位准确率低，从而导致功率发射线圈和功率接收线圈的对准准确率低，无线充电系统的充电功率或功率效率低，适用性差。
技术实现思路
本申请提供了一种基于低频磁场的定位系统、设备及方法，可提高低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的定位准确率，操作简单，适用性高。第一方面，本申请提供了一种基于低频磁场的定位系统，该定位系统包括低频磁场发射装置和低频磁场接收装置，低频磁场发射装置中包括低频磁场发射线圈、冲突检测线圈和磁场生成检测控制模块，低频磁场接收装置包括低频磁场接收线圈和磁场检测控制模块。冲突检测线圈用于感应低频磁场信号，磁场生成检测控制模块用于在冲突检测线圈未感应到低频磁场信号时，控制低频磁场发射线圈发射第一低频磁场信号。这里，低频磁场发射装置在通过低频磁场发射线圈发射低频磁场信号之前，可利用冲突检测线圈确定是否可以感应到低频磁场信号，换句话说，利用冲突检测线圈检测低频磁场信道是否被占用，低频磁场发射线圈在低频磁场信道未被占用的时候发送低频磁场信号，可避免不同定位系统的低频磁场发射线圈发射低频磁场信号的相互干扰。低频磁场接收线圈用于接收低频磁场信号，磁场检测控制模块用于在确定低频磁场接收线圈接收到的低频磁场信号为第一低频磁场信号时，根据第一低频磁场信号的信号强度确定低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的相对位置。在本申请中，低频磁场接收装置只接收本定位系统的低频磁场发射线圈发射的低频磁场信号，换句话说，在低频磁场接收线圈接收到的低频磁场信号为本定位系统的低频磁场发射线圈发射的低频磁场信号时，低频磁场接收装置才基于该低频磁场信号的信号强度来确定低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的相对位置，进可避免被其他定位系统的低频磁场发射线圈发射的低频磁场信号干扰，进而可提高定位准确率。结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，磁场生成检测控制模块用于在启动基于低频磁场的定位功能时，生成倒计时的初始值并开始倒计时，磁场生成检测控制模块用于在冲突检测线圈未感应到低频磁场信号且倒计时结束时，控制低频磁场发射线圈发射第一低频磁场信号。在本申请中，低频磁场发射线圈在冲突检测线圈未感应到低频磁场信号且倒计时结束时发射低频磁场信号，可降低与其他定位系统的低频磁场发射线圈同时发射低频磁场信号而产生冲突的概率。结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，磁场生成检测控制模块还用于在冲突检测线圈感应到第二低频磁场信号时，停止倒计时并检测第二低频磁场信号的信号长度，并在第二低频磁场信号的信号长度检测完成时继续倒计时。在本申请中，若冲突检测线圈感应到背景信号，磁场生成检测控制模块可暂停倒计时并检测背景信号的信号长度之后再继续倒计时，可保证低频磁场发射线圈在倒计时结束时发射低频磁场信号不会与其他定位系统的低频磁场发射线圈发射低频磁场信号产生冲突。结合第一方面第一种可能的实现方式或者第一方面第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，上述倒计时的初始值为随机数。在本申请中，将倒计时初始值设置为随机数，可避免多个定位系统的低频磁场发射线圈在检测到低频磁场信道未被占用的情况下同时发射低频磁场信号，操作简单，适用性高。结合第一方面第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，上述第一低频磁场信号的第一信号长度与第二低频磁场信号的第二信号长度不同。在本申请中，低频磁场发射线圈发射的低频磁场信号的信号长度可为约定信号长度，若冲突检测线圈检测到的背景信号(即第二低频磁场信号)的信号长度与该约定信号长度相同，则调整低频磁场发射线圈发射的低频磁场信号的约定信号长度，以使低频磁场发射线圈发射的低频磁场信号(即第一低频磁场信号)的信号长度(即第一信号长度)与第二低频磁场信号的信号长度(即第二信号长度)不同，可保证低频磁场接收装置接收到的低频磁场信号是本定位系统的低频磁场发射线圈发射的低频磁场信号，进而可保证低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的定位准确率。结合第一方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，上述磁场生成检测控制模块还用于向磁场检测控制模块发送第一信号长度。磁场检测控制模块用于在检测到低频磁场接收线圈接收到的低频磁场信号的信号长度与第一信号长度相同时，确定低频磁场接收线圈接收到的低频磁场信号为第一低频磁场信号。在本申请中，磁场检测控制模块通过低频磁场接收线圈接收到的低频磁场信号的信号长度来确定该低频磁场信号是否为本定位系统的低频磁场发射线圈发射的低频磁场信号，操作简单。结合第一方面至第一方面第五种可能的实现方式任一种，在第六种可能的实现方式中，上述磁场生成检测控制模块中包括低频磁场检测电路和第一电容，冲突检测线圈与第一电容并联以得到并联谐振电路，并联谐振电路连接低频磁场检测电路。结合第一方面至第一方面第五种可能的实现方式任一种，在第七种可能的实现方式中，低频磁场发射线圈和冲突检测线圈为同一线圈，磁场生成检测控制模块中包括低频磁场发射控制模块、低频磁场检测电路、直流电源、第一开关、第二开关和第一电容，该线圈与第一电容并联以得到并联谐振电路，该并联谐振电路连接低频磁场检测电路；第一开关和第二开关串联之后并联于直流电源两端以得到逆变电路，第一电容的一端分别连接第一开关和第二开关，第一电容的另一端与该线圈串联以得到串联谐振电路，第一电容和逆变电路构成该线圈的低频磁场生成电路。低频磁场发射控制模块用于控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于低频磁场的定位系统，其特征在于，所述定位系统包括低频磁场发射装置和低频磁场接收装置，所述低频磁场发射装置中包括低频磁场发射线圈、冲突检测线圈和磁场生成检测控制模块，所述低频磁场接收装置包括低频磁场接收线圈和磁场检测控制模块；/n所述冲突检测线圈用于感应低频磁场信号；/n所述磁场生成检测控制模块用于在所述冲突检测线圈未感应到低频磁场信号时，控制所述低频磁场发射线圈发射第一低频磁场信号；/n所述低频磁场接收线圈用于接收低频磁场信号；/n所述磁场检测控制模块用于在确定所述低频磁场接收线圈接收到的低频磁场信号为所述第一低频磁场信号时，根据所述第一低频磁场信号的信号强度确定所述低频磁场发射线圈和所述低频磁场接收线圈的相对位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于低频磁场的定位系统，其特征在于，所述定位系统包括低频磁场发射装置和低频磁场接收装置，所述低频磁场发射装置中包括低频磁场发射线圈、冲突检测线圈和磁场生成检测控制模块，所述低频磁场接收装置包括低频磁场接收线圈和磁场检测控制模块；
所述冲突检测线圈用于感应低频磁场信号；
所述磁场生成检测控制模块用于在所述冲突检测线圈未感应到低频磁场信号时，控制所述低频磁场发射线圈发射第一低频磁场信号；
所述低频磁场接收线圈用于接收低频磁场信号；
所述磁场检测控制模块用于在确定所述低频磁场接收线圈接收到的低频磁场信号为所述第一低频磁场信号时，根据所述第一低频磁场信号的信号强度确定所述低频磁场发射线圈和所述低频磁场接收线圈的相对位置。


2.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述磁场生成检测控制模块用于在启动基于低频磁场的定位功能时，生成倒计时的初始值并开始倒计时；
所述磁场生成检测控制模块用于在所述冲突检测线圈未感应到低频磁场信号且倒计时结束时，控制所述低频磁场发射线圈发射所述第一低频磁场信号。


3.根据权利要求2所述的定位系统，其特征在于，所述磁场生成检测控制模块还用于在所述冲突检测线圈感应到第二低频磁场信号时，停止倒计时并检测所述第二低频磁场信号的信号长度，并在所述第二低频磁场信号的信号长度检测完成时继续倒计时。


4.根据权利要求2或3所述的定位系统，其特征在于，所述倒计时的初始值为随机数。


5.根据权利要求3所述的定位系统，其特征在于，所述第一低频磁场信号的第一信号长度与所述第二低频磁场信号的第二信号长度不同。


6.根据权利要求5所述的定位系统，其特征在于，所述磁场生成检测控制模块还用于向所述磁场检测控制模块发送所述第一信号长度；
所述磁场检测控制模块用于在检测到所述低频磁场接收线圈接收到的低频磁场信号的信号长度与所述第一信号长度相同时，确定所述低频磁场接收线圈接收到的低频磁场信号为所述第一低频磁场信号。


7.根据权利要求1-6任一项所述的定位系统，其特征在于，所述磁场生成检测控制模块中包括低频磁场检测电路和第一电容，所述冲突检测线圈与所述第一电容并联以得到并联谐振电路，所述并联谐振电路连接所述低频磁场检测电路。


8.根据权利要求1-6任一项所述的定位系统，其特征在于，所述低频磁场发射线圈和所述冲突检测线圈为同一线圈；所述磁场生成检测控制模块中包括低频磁场发射控制模块、低频磁场检测电路、直流电源、第一开关、第二开关和第一电容；
所述线圈与所述第一电容并联以得到并联谐振电路，所述并联谐振电路连接所述低频磁场检测电路；
所述第一开关和所述第二开关串联之后并联于所述直流电源两端以得到逆变电路，所述第一电容的一端分别连接所述第一开关和所述第二开关，所述第一电容的另一端与所述线圈串联以得到串联谐振电路，所述第一电容和所述逆变电路构成所述线圈的低频磁场生成电路；
所述低频磁场发射控制模块用于控制所述第一开关和所述第二开关的导通或关断以控制所述线圈用于感应低频磁场信号或控制所述线圈用于发射所述第一低频磁场信号。


9.一种基于低频磁场的定位方法，其特征在于，所述方法适用于基于低频磁场的定位系统，所述定位系统中包括低频磁场发射装置和低频磁场接收装置，所述方法包括：
所述低频磁场发射装置通过冲突检测线圈感应低频磁场信号；
若通过所述冲突检测线圈未感应到低频磁场信号，所述低频磁场发射装置则控制低频磁场发射线圈发射第一低频磁场信号；
所述低频磁场接收装置通过低频磁场接收线圈接收低频磁场信号；
所述低频磁场接收装置在确定通过低频磁场接收线圈接收到的低频磁场信号为所述第一低频磁场信号时，根据所述第一低频磁场信号的信号强度确定所述低频磁场发射线圈和所述低频磁场接收线圈的相对位置。


10.根据权利要求9所述的定位方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述低频磁场发射装置在启动基于低频磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：游洪程，曾晓生，毛云鹤，武志贤，陈双全，刘彦丁，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44