一种无线充电引导定位系统及方法、地面设备、车载设备与流程

本发明涉及无线充电领域，特别涉及一种无线充电引导定位系统及方法、地面设备、车载设备。

背景技术：

无线充电，是近年来兴起的一种新型充电技术，其不借助充电线材即可实现对一定空间范围内的充电。其实现的方法主要是基于无线电能传输wirelesspowertransfer，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。

无线充电系统在实际应用中，为了保证充电机工作在最佳状态，保证每次充电的效率一致性，必须具备停车引导功能，能够确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内，如果车辆距离理想停车点的距离不在无线充电系统定义的允许偏移范围内，则会降低充电的效率，甚至无法为车辆进行有效充电。

所以，有必要提供一种引导定位方法，以解决能够确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种无线充电引导定位系统及方法、地面设备、车载设备，可以使车辆在接近充电位时执行精准定位引导功能，帮助驾驶员停车操作进行引导或自动停车进行引导，并在完成停车后，确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明实施例的一个方面，提供的一种无线充电引导定位系统，所述系统包括：地面设备和车载设备；其中：

所述地面设备安装在充电停车位上，包括：原边充电线圈、若干个发射天线以及发射天线控制模块，所述发射天线固定安装在所述原边充电线圈，通过线束与所述发射天线控制模块相连；若干个所述发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下发射信标信号；

所述车载设备安装在车上，包括：副边充电线圈、若干个接收天线以及接收天线控制模块；所述接收天线安装在所述接收天线控制模块中，用于接收所述信标信号，传送给所述接收天线控制模块；所述接收天线控制模块安装在所述副边充电线圈中，用于接收所述信标信号并测得所述信标信号的信号强度rssi；

所述车载设备根据所述信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位。

在一个可能的设计中，若干个所述发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下发射信标信号，包括：

若干个所述发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下每隔一段预设时间发射一组信标信号，所述组信标信号包括一个唤醒配对码和若干个所述发射天线轮流连续发射的脉冲信号；其中，所述唤醒配对码用于标记一组配对的发射天线和接收天线；若干个所述发射天线轮流连续发射的脉冲信号，用于供车载设备接收并测量信标信号的信号强度rssi。

在一个可能的设计中，所述车载设备还包括车载设备主控模块，所述车载设备主控模块与所述接收天线控制模块进行通信连接；所述接收天线控制模块接收所述信标信号并测得所述信标信号的信号强度，并将所述信标信号的信号强度传送给所述车载设备主控模块。

在一个可能的设计中，所述车载设备根据所述信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位；包括：

所述车载设备主控模块接收若干个所述信标信号的信号强度rssi；

所述车载设备主控模块根据若干个所述信标信号的信号强度rssi，调取预设的等rssi值函数曲线，获得若干个条函数曲线；

对获得的若干条函数曲线进行多次迭代，获得所述车载设备的车辆坐标系相对于地面坐标系的旋转角度α及所述车载设备与所述地面设备之间的距离，得到该车载设备的精准定位点；

重复以上引导车辆定位过程，逐步修正所述车载设备的精准定位点，直至所述旋转角度α为零或接近于零及所述车载设备与所述地面设备之间的距离为零或接近于零，引导所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位。

在一个可能的设计中，所述预设的等rssi值函数曲线是由预设定位算法获得，所述预设定位算法包括：

所述地面设备选取若干个实测点，在每个实测点以若干个预设旋转角度分别检测标定rssi数据，获得若干组预设旋转角度的rssi标定数据，将获得的若干组rssi标定数据合成若干条基础函数曲线；

基于获得的若干组rssi标定数据，按照预设函数分布算法，得到多条延生函数曲线；

将上述获得的若干条基础函数曲线及延生函数曲线，转换得到在旋转角度(-180°～+180°)范围内的预设等rssi值函数曲线。

根据本发明实施例的另一个方面，提供的一种无线充电引导定位方法，应用于一种无线充电引导定位系统，所述系统包括：地面设备和车载设备；所述地面设备包括：若干个发射天线以及发射天线控制模块；所述车载设备包括：若干个接收天线以及接收天线控制模块；所述方法包括：

若干个所述发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下发射信标信号；

所述接收天线接收所述发射天线发射的信标信号，传送给所述接收天线控制模块；

所述接收天线控制模块接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度rssi；

所述车载设备根据所述信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位。

根据本发明实施例的另一个方面，提供一种地面设备，安装在充电停车位上，所述地面设备包括：原边充电线圈、若干个发射天线、发射天线控制模块、地面设备主控模块和地面侧电源，其中：

所述发射天线固定安装在所述原边充电线圈，通过线束与所述发射天线控制模块相连；

所述地面设备主控模块与所述发射天线控制模块进行通信连接；

所述地面侧电源与所述发射天线控制模块连接，用于为所述发射天线控制模块提供电源；

所述发射天线控制模块通过线束与若干个发射天线连接，同时驱动若干个发射天线发射信标信号。

在一个可能的设计中，所述发射天线控制模块通过线束与若干个发射天线连接，同时驱动若干个发射天线发射信标信号，包括：

若干个所述发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下每隔一段预设时间发射一组信标信号，所述组信标信号包括一个唤醒配对码和若干个所述发射天线轮流连续发射的脉冲信号；其中，所述唤醒配对码用于标记一组配对的发射天线和接收天线；若干个所述发射天线轮流连续发射的脉冲信号，用于供车载设备接收并测量信标信号的信号强度rssi。

根据本发明实施例的另一个方面，提供一种车载设备，安装在车上，所述车载设备包括：副边充电线圈、若干个接收天线、接收天线控制模块、车载设备主控模块、车载侧电源，其中：

所述车载侧电源与所述接收天线控制模块连接，用于为所述接收天线控制模块提供电源；

所述接收天线安装在所述接收天线控制模块中，用于接收所述信标信号，传送给所述接收天线控制模块；

所述接收天线控制模块安装在所述副边充电线圈中，与所述车载设备主控模块进行通信连接，用于接收所述信标信号并测得所述信标信号的信号强度rssi，并将所述信标信号的信号强度传送给所述车载设备主控模块；

所述车载设备主控模块根据所述信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位。

在一个可能的设计中，所述车载设备主控模块根据所述信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位；包括：

所述车载设备主控模块接收若干个所述信标信号的信号强度rssi；

所述车载设备主控模块根据若干个所述信标信号的信号强度rssi，调取预设的等rssi值函数曲线，获得若干个条函数曲线；

对获得的若干条函数曲线进行多次迭代，获得所述车载设备的车辆坐标系相对于地面坐标系的旋转角度α及所述车载设备与所述地面设备之间的距离，得到该车载设备的精准定位点；

重复以上引导车辆定位过程，逐步修正所述车载设备的精准定位点，直至所述旋转角度α为零或接近于零及所述车载设备与所述地面设备之间的距离为零或接近于零，引导所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位。

与相关技术相比，本发明实施例提供一种无线充电引导定位系统及方法、地面设备、车载设备，包括：地面设备和车载设备；其中：所述地面设备安装在充电停车位上，包括：原边充电线圈、若干个发射天线以及发射天线控制模块，所述发射天线固定安装在所述原边充电线圈，通过线束与所述发射天线控制模块相连；若干个所述发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下发射信标信号；所述车载设备安装在车上，包括：副边充电线圈、若干个接收天线以及接收天线控制模块；所述接收天线安装在所述接收天线控制模块中，用于接收所述信标信号，传送给所述接收天线控制模块；所述接收天线控制模块安装在所述副边充电线圈中，用于接收所述信标信号并测得所述信标信号的信号强度rssi；所述车载设备根据所述信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位。通过本发明实施例，无线充电系统在实际应用中，可以保证充电机工作在最佳状态，保证每次充电的效率一致性，必须具备停车引导功能，尤其是在距离车位5～6m范围内，在接近充电位时执行精准定位引导功能，帮助驾驶员停车操作进行引导或自动停车进行引导，为驾驶员导航到停车位提供引导精准定位，并在完成停车后，确保所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位，且所述车载设备与所述地面设备的中心点的偏移在wpt系统定义的允许偏移范围内，以确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统中地面设备和车载设备的中心重合的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统中地面设备的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统中车载设备的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统中发射天线发射信标信号的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统中车载设备相对于地面设备的旋转角度的示意图；

图7为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统中选取若干实测点进行标点rssi的流程示意图；

图8为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统选取若干实测点进行标点rssi的曲线分布图；

图9为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位方法的流程示意图；

图10为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统中地面设备的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统中车载设备的结构示意图；

图12为应用本发明提供的一种无线充电引导定位系统进行车辆引导定位的示意图；

图13为应用本发明提供的一种无线充电引导定位系统进行车辆引导定位的示意图；

图14为应用本发明提供的一种无线充电引导定位系统进行车辆引导定位的示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅以解释本发明，并不用于限定本发明。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在一个实施例中，请参考图1。本发明提供一种无线充电引导定位系统，该系统包括：地面设备100(ga)和车载设备200(va)；其中：

该地面设备100安装在充电停车位上，包括：原边充电线圈11、若干个发射天线12以及发射天线控制模块13，该发射天线12通过线束与该发射天线控制模块13相连；该发射天线12固定安装在该原边充电线圈11；若干个该发射天线12在该发射天线控制模块13的驱动下发射信标信号；

该车载设备200安装在车上，包括：副边充电线圈21、若干个接收天线22以及接收天线控制模块23；该接收天线22安装在该接收天线控制模块23中；该接收天线控制模块23安装在该副边充电线圈21中；该接收天线22接收该发射天线12发射的信标信号，传送给该接收天线控制模块23；该接收天线控制模块23接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度rssi(receivedsignalstrengthindication，接收的信号强度指示)；

该车载设备200根据该信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导该车载设备200与该地面设备100的中心点重合定位，达到理想对齐状态。

其中，该理想对齐状态为：该车载设备200和地面设备100的中心点完全重合。将地面设备100的所在充电车位分成x轴和y轴，形成地面坐标系，其中，车辆前后方向(行驶方向)为x轴，车辆左右方向(垂直行驶方向)为y轴。上述完全重合是车载设备200与地面设备100的中心点重合。如图2所示。

在本实施例中，通过该地面设备的若干个所述发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下发射信标信号，该车载设备的接收天线接收所述信标信号，传送给所述接收天线控制模块，所述接收天线控制模块接收所述信标信号并测得所述信标信号的信号强度rssi；所述车载设备根据所述信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位。从而实现在接近充电位时执行精准定位引导功能，帮助驾驶员停车操作进行引导或自动停车进行引导，为驾驶员导航到停车位提供引导精准定位，并在完成停车后，确保所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位，且所述车载设备与所述地面设备的中心点的偏移在wpt系统定义的允许偏移范围内，以确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内。

可选地，若干个发射天线包括1个、2个或多个；若干个接收天线包括1个、2个或多个。

可选地，该发射天线控制模块包括1个、2个或多个；该接收天线控制模块包括1个、2个或多个。

在一个实施例中，如图3所示。该发射天线控制模块13通过线束与多个发射天线12连接，同时驱动多个发射天线12发射信标信号。

在一个实施例中，该地面设备100还包括地面设备主控模块14，该地面设备主控模块14与该发射天线控制模块13进行通信连接，通讯交互相关信息。

在一个实施例中，该地面设备100还包括地面侧电源15，该地面侧电源15与该发射天线控制模块13连接，用于为该发射天线控制模块13提供电源。

在一个实施例中，如图4所示，该车载设备200还包括车载设备主控模块24，该车载设备主控模块24与该接收天线控制模块23进行通信连接，通讯交互相关信息。

在一个实施例中，该车载设备va还包括车载侧电源25，该车载侧电源25与该接收天线控制模块23连接，用于为该接收天线控制模块23提供电源。

在一个实施例中，若干个该发射天线12在该发射天线控制模块13的驱动下发射信标信号，包括：

若干个该发射天线12在该发射天线控制模块13的驱动下每隔一段预设时间(例如50-100ms，越小越准确)发射一组信标信号，该组信标信号包括一个唤醒配对码和若干个该发射天线轮流连续发射的脉冲信号；其中，该唤醒配对码用于标记一组配对的地面设备100的发射天线12和对应的车载设备200的接收天线22；若干个该发射天线12轮流连续发射的脉冲信号，用于供车载设备200端接收并测量信标信号的信号强度rssi。如图5所示。

在本实施例中，若干个该发射天线12每隔一段预设时间发射一组信标信号，通过该组信标信号中的唤醒配对码实现地面设备100的发射天线12和对应的车载设备200的接收天线22的配对；通过该组信标信号中的若干个该发射天线12轮流连续发射的脉冲信号，供车载设备200端接收并测量信标信号的信号强度rssi。

在一个实施例中，该接收天线控制模块23接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度；包括：

该接收天线控制模块23接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度，并将该信标信号的信号强度传送给该车载设备200的车载设备主控模块24。

在一个实施例中，该车载设备200根据该信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导该车载设备200与该地面设备100的中心点重合定位；包括：

该车载设备主控模块24接收若干个该信标信号的信号强度rssi；

该车载设备主控模块24根据若干个该信标信号的信号强度rssi，调取预设的等rssi值函数曲线，获得若干条函数曲线；

对获得的若干条函数曲线进行多次迭代，获得该车载设备的车辆坐标系相对于该地面设备的地面坐标系的旋转角度α及该车载设备与该地面设备之间的距离，得到该车载设备200的精准定位点。其中，该旋转角度为该车载设备所在车辆坐标系相对于该地面设备所在地面坐标系的旋转角度α，该旋转角度α在(-180°～+180°)。如图6所示。

重复以上引导车辆定位过程，逐步修正该车载设备200的精准定位点，直至该旋转角度α为零或接近于零及该车载设备与该地面设备之间的距离为零或接近于零，引导该车载设备200与该地面设备100的中心点重合定位。

其中，对获得的若干条函数曲线进行多次迭代，获得该车载设备的车辆坐标系相对于该地面设备的地面坐标系的旋转角度α及该车载设备与该地面设备之间的距离，得到该车载设备200的精准定位点，获取方法如下(如图6所示)：

a、地面设备100包括4个发射天线lf1、lf2、lf3、lf4，车载设备200包括两个接收天线x1和x2，两个接收天线所在坐标分别为x1和x2，其中，坐标x1与x2与基于地面坐标系的点坐标o的相对位置在车载设备设计安装时已经确定，确定坐标x1与x2后，即可根据以上的相对位置，即可获得坐标o的相对位置，通过坐标o的相对位置，即可得到该车载设备的车辆坐标系相对于该地面设备的地面坐标系的旋转角度α及该车载设备与该地面设备之间的距离。

b、将地面设备100的4个发射天线与车载设备的接收天线x1形成三发一收的4组天线组，分别为：第1天线组(lf1，lf2，lf3，x1)、第2天线组(lf1，lf2，lf4，x1)、第3天线组(lf1，lf3，lf4，x1)、第4天线组(lf2，lf3，lf4，x1)。

c、该车载设备主控模块24接收发射天线lf1、lf2和lf3发射的3个信标信号的信号强度rssi。

d、该车载设备主控模块24根据获得的3个信标信号的信号强度rssi，调取预设的等rssi值函数曲线，获得3条等rssi值函数曲线。

e、通过三角质心算法，获得第1天线组中接收天线x1相对于发射天线lf1、lf2和lf3的基于地面坐标系的第1组x1坐标。

f、再通过类似以上步骤c、d、e，分别获得第2天线组中接收天线x1相对于发射天线lf1、lf2和lf4的基于地面坐标系的第2组x1坐标、第3天线组中接收天线x1相对于发射天线lf1、lf3和lf4的基于地面坐标系的第3组x1坐标、第4天线组中接收天线x1相对于发射天线lf2、lf3和lf4的基于地面坐标系的第4组x1坐标。

g、至此，共获取得到了4组x1坐标。将得到的4组x1坐标根据预设坐标算法得到x1最接近于地面坐标系的实际坐标，得到x1基于地面坐标系的实际坐标。其中，预设坐标算法包括均值算法。

h、再通过类似以上获取x1最接近于地面坐标系的实际坐标的步骤b、c、d、e、f、g、h的方法，获取x2最接近于地面坐标系的实际坐标，得到x2基于地面坐标系的实际坐标。

i、根据获得的x1坐标和x2坐标，以及x1坐标与x2坐标与点o坐标的相对位置，获得基于地面坐标系的点o坐标和车辆坐标系相对于地面坐标系的旋转角度α，该旋转角度α在(-180°～+180°)。该点o坐标就是该车载设备的精准定位点。通过坐标o的相对位置，即可得到该车载设备的车辆坐标系相对于该地面设备的地面坐标系的旋转角度α及该车载设备与该地面设备之间的距离。

其中，该三角质心算法如下：

该车载设备主控模块24根据获得的3个信标信号的信号强度rssi，调取预设的等rssi值函数曲线，获得3条等rssi值函数曲线，其中，该等rssi值函数曲线是一条圆形或椭圆形曲线。

在这3条圆形或椭圆形曲线中，选取最接近的3个点，这3个点构成一个三角形，选取该三角形的中心点坐标作为该x1的坐标，即可得到第1天线组中接收天线x1相对于发射天线lf1、lf2和lf3的基于地面坐标系的第1组x1坐标。

在本实施例中，通过该车载设备200的车载设备主控模块24接收若干个该信标信号的信号强度rssi，并根据该信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，从预设等rssi值函数曲线获取该车载设备的车辆坐标系相对于地面坐标系的旋转角度α及该车载设备与该地面设备之间的距离，得到该车载设备200的精准定位点，再重复以上引导车辆定位过程，逐步修正该车载设备200的精准定位点，修正该旋转角度α为零或接近于零及该车载设备与该地面设备之间的距离为零或接近于零，使该车载设备200与该地面设备100的中心点重合定位。从而实现在接近充电位时执行精准定位引导功能，帮助驾驶员停车操作进行引导或自动停车进行引导，为驾驶员导航到停车位提供引导精准定位，并在完成停车后，确保所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位，且所述车载设备与所述地面设备的中心点的偏移在wpt系统定义的允许偏移范围内，以确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内。

在一个实施例中，该预设的等rssi值函数曲线是由该地面设备主控模块根据该信标信号的信号强度及预设定位算法获得。

在一个实施例中，如图6至图8所示，该预设定位算法为：

该地面设备以该发射天线为基准，选取若干个实测点，在每个实测点以若干个预设旋转角度分别检测标定rssi数据，获得若干组预设旋转角度的rssi标定数据，将获得的若干组rssi标定数据合成若干条基础函数曲线，得到该发射天线可感应最大距离内的每个实测点与rssi之间的对应关系。

例如，选取31个实测点，在每个实测点以预设旋转角度为0度、45度、90度分别检测在该实测点的rssi数据，获得预设旋转角度0度、45度、90度的3组rssi标定数据，将获得的3组rssi标定数据合成3条基础函数曲线；得到该发射天线可感应最大距离内的31个实测点与rssi之间的对应关系。

基于获得的若干组rssi标定数据，按照预设函数分布算法(例如指数函数分布)，得到多条延生函数曲线，得到xy平面内在预设旋转角度范围内(0°～+90°)的每个实测点与rssi之间的对应关系；

将上述获得的若干条基础函数曲线及延生函数曲线，转换得到在旋转角度(-180°～+180°)范围内的预设等rssi值函数曲线，从而得到xy平面内在旋转角度范围内(-180°～+180°)的每个实测点与rssi之间的对应关系。该等rssi值函数曲线表示在相同的rssi值情况下，不同实测点在旋转角度(-180°～+180°)范围内对应的不同距离，从而形成一个椭圆形曲线或不规则曲线。

在一个实施例中，该等rssi值函数曲线可以预设保存在后台系统中，也可预设保存在地面设备100中，该车载设备200可以通过本地网络(例如wifi、蓝牙等)接入后台系统或该地面设备100，调取预设的等rssi值函数曲线。

优选地，该无线充电引导定位系统的工作频段可选择设置为104khz、114khz或145khz等。

本发明实施例提供的一种无线充电引导定位系统，所述系统包括：地面设备和车载设备；其中：所述地面设备安装在充电停车位上，包括：原边充电线圈、若干个发射天线以及发射天线控制模块，所述发射天线固定安装在所述原边充电线圈，通过线束与所述发射天线控制模块相连；若干个所述发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下发射信标信号；所述车载设备安装在车上，包括：副边充电线圈、若干个接收天线以及接收天线控制模块；所述接收天线安装在所述接收天线控制模块中，用于接收所述信标信号，传送给所述接收天线控制模块；所述接收天线控制模块安装在所述副边充电线圈中，用于接收所述信标信号并测得所述信标信号的信号强度rssi；所述车载设备根据所述信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位。通过本发明实施例，无线充电系统在实际应用中，可以保证充电机工作在最佳状态，保证每次充电的效率一致性，必须具备停车引导功能，尤其是在距离车位5～6m范围内，在接近充电位时执行精准定位引导功能，帮助驾驶员停车操作进行引导或自动停车进行引导，为驾驶员导航到停车位提供引导精准定位，并在完成停车后，确保所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位，且所述车载设备与所述地面设备的中心点的偏移在wpt系统定义的允许偏移范围内，以确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内。

在一个实施例中，如图9所示。本发明提供一种无线充电引导定位方法，该方法应用于无线充电引导定位系统，该系统包括：地面设备和车载设备；该地面设备安装在充电停车位上，包括：原边充电线圈、若干个发射天线以及发射天线控制模块，该发射天线通过线束与该发射天线控制模块相连；该发射天线固定安装在该原边充电线圈；该车载设备安装在车上，包括：副边充电线圈、若干个接收天线以及接收天线控制模块；该接收天线安装在该接收天线控制模块中；该接收天线控制模块安装在该副边充电线圈中；

该方法包括：

步骤s1，若干个该发射天线在该发射天线控制模块的驱动下发射信标信号；

步骤s2，该接收天线接收该发射天线发射的信标信号，传送给该接收天线控制模块；

步骤s3，该接收天线控制模块接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度rssi；

步骤s4，该车载设备根据该信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导该车载设备与该地面设备的中心点重合定位，达到理想对齐状态。

其中，该步骤s4中，该理想对齐状态为：车载设备和地面设备的中心点完全重合。将地面设备的所在充电车位分成x轴和y轴，形成地面坐标系，其中，车辆前后方向(行驶方向)为x轴，车辆左右方向(垂直行驶方向)为y轴。上述完全重合是车载设备与地面设备的中心点重合。

在一个实施例中，该步骤s1中，该发射天线控制模块通过线束与多个发射天线连接，同时驱动多个发射天线发射信标信号。

在一个实施例中，该地面设备还包括地面设备主控模块，该地面设备主控模块与该发射天线控制模块进行通信连接，通讯交互相关信息。

在一个实施例中，该地面设备还包括地面侧电源，该地面侧电源与该发射天线控制模块连接，用于为该发射天线控制模块提供电源。

在一个实施例中，该车载设备还包括车载设备主控模块，该车载设备主控模块与该接收天线控制模块进行通信连接，通讯交互相关信息。

在一个实施例中，该车载设备还包括车载侧电源，该车载侧电源与该接收天线控制模块连接，用于为该接收天线控制模块提供电源。

在一个实施例中，该步骤s1中，若干个该发射天线在该发射天线控制模块的驱动下发射信标信号，包括：

若干个该发射天线在该发射天线控制模块的驱动下每隔一段预设时间发射一组信标信号，该组信标信号包括一个唤醒配对码和若干个该发射天线轮流连续发射的脉冲信号；其中，该唤醒配对码用于标记一组配对的地面设备的发射天线和对应的车载设备的接收天线；若干个该发射天线轮流连续发射的脉冲信号，用于供车载设备端接收并测量信标信号的信号强度rssi。

在一个实施例中，该步骤s3中，该接收天线控制模块接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度rssi；包括：

该接收天线控制模块接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度，并将该信标信号的信号强度传送给该车载设备的车载设备主控模块。

在一个实施例中，该步骤s4中，该车载设备根据该信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导该车载设备与该地面设备的中心点重合定位；包括：

该车载设备主控模块接收若干个该信标信号的信号强度rssi；

该车载设备主控模块根据若干个该信标信号的信号强度rssi，调取预设的等rssi值函数曲线，获得若干个条函数曲线；

对获得的若干条函数曲线进行多次迭代，获得该车载设备的车辆坐标系相对于该地面设备的地面坐标系的旋转角度α及该车载设备与该地面设备之间的距离，得到该车载设备200的精准定位点。其中，该旋转角度为该车载设备所在车辆坐标系相对于该地面设备所在地面坐标系的旋转角度α，该旋转角度α在(-180°～+180°)。

重复以上引导车辆定位过程，逐步修正该车载设备的精准定位点，直至该旋转角度α为零或接近于零及该车载设备与该地面设备之间的距离为零或接近于零，引导该车载设备与该地面设备的中心点重合定位。

在一个实施例中，该预设的等rssi值函数曲线是由该地面设备主控模块根据该信标信号的信号强度及预设定位算法获得。

在一个实施例中，该预设定位算法为：

该地面设备以该发射天线为基准，选取若干个实测点，在每个实测点以若干个预设旋转角度分别检测标定rssi数据，获得若干组预设旋转角度的rssi标定数据，将获得的若干组rssi标定数据合成若干条基础函数曲线，得到该发射天线可感应最大距离内的每个实测点与rssi之间的对应关系。

基于获得的若干组rssi标定数据，按照预设函数分布算法(例如指数函数分布)，得到多条延生函数曲线，得到xy平面内在预设旋转角度范围内(0°～+90°)的每个实测点与rssi之间的对应关系；

将上述获得的若干条基础函数曲线及延生函数曲线，转换得到在旋转角度(-180°～+180°)范围内的预设等rssi值函数曲线，从而得到xy平面内在旋转角度范围内(-180°～+180°)的每个实测点与rssi之间的对应关系。该等rssi值函数曲线表示在相同的rssi值情况下，不同实测点在旋转角度(-180°～+180°)范围内对应的不同距离，从而形成一个椭圆形曲线或不规则曲线。

在一个实施例中，该等rssi值函数曲线可以预设保存在后台系统中，也可预设保存在地面设备100中，该车载设备200可以通过本地网络(例如wifi、蓝牙等)接入后台系统或该地面设备100，调取预设的等rssi值函数曲线。

本发明实施例提供的一种无线充电引导定位方法，包括：若干个该发射天线在该发射天线控制模块的驱动下发射信标信号；该接收天线接收该发射天线发射的信标信号，传送给该接收天线控制模块；该接收天线控制模块接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度rssi；该车载设备va根据该信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导该车载设备va与该地面设备ga的中心点重合定位，达到理想对齐状态。通过本发明实施例，无线充电系统在实际应用中，可以保证充电机工作在最佳状态，保证每次充电的效率一致性，必须具备停车引导功能，尤其是在距离车位5～6m范围内，在接近充电位时执行精准定位引导功能，帮助驾驶员停车操作进行引导或自动停车进行引导，为驾驶员导航到停车位提供引导精准定位，并在完成停车后，确保所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位，且所述车载设备与所述地面设备的中心点的偏移在wpt系统定义的允许偏移范围内，以确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内。

需要说明的是，上述方法实施例与系统实施例属于同一构思，其具体实现过程详见系统实施例，且系统实施例中的技术特征在所述方法实施例中均对应适用，这里不再赘述。

在一个实施例中，如图1和图3所示，本发明提供一种地面设备100，该地面设备100安装在充电停车位上，包括：原边充电线圈11、若干个发射天线12以及发射天线控制模块13，其中：

该发射天线12固定安装在该原边充电线圈11，通过线束与该发射天线控制模块13相连；

该发射天线控制模块13用于驱动若干个该发射天线12发射信标信号；

若干个该发射天线12在该发射天线控制模块13的驱动下发射信标信号。

在本实施例中，通过该地面设备的若干个所述发射天线在所述发射天线控制模块的驱动下发射信标信号，可以供车载设备接收并测量信标信号的信号强度rssi。

在一个实施例中，该发射天线控制模块13通过线束与多个发射天线12连接，同时驱动多个发射天线12发射信标信号。

在一个实施例中，该地面设备100还包括地面设备主控模块14，该地面设备主控模块14与该发射天线控制模块13进行通信连接，通讯交互相关信息。

在一个实施例中，该地面设备100还包括地面侧电源15，该地面侧电源15与该发射天线控制模块13连接，用于为该发射天线控制模块13提供电源。

在一个实施例中，若干个该发射天线12在该发射天线控制模块13的驱动下发射信标信号，包括：

若干个该发射天线12在该发射天线控制模块13的驱动下每隔一段预设时间(例如50-100ms，越小越准确)发射一组信标信号，该组信标信号包括一个唤醒配对码和若干个该发射天线轮流连续发射的脉冲信号；其中，该唤醒配对码用于标记一组配对的地面设备100的发射天线12和对应的车载设备200的接收天线22；若干个该发射天线12轮流连续发射的脉冲信号，用于供车载设备200端接收并测量信标信号的信号强度rssi。如图5所示。

在本实施例中，若干个该发射天线12每隔一段预设时间发射一组信标信号，通过该组信标信号中的唤醒配对码实现地面设备100的发射天线12和对应的车载设备200的接收天线22的配对；通过该组信标信号中的若干个该发射天线12轮流连续发射的脉冲信号，供车载设备200端接收并测量信标信号的信号强度rssi。

在一个实施例中，该地面设备主控模块14根据该信标信号的信号强度及预设定位算法获得该预设的等rssi值函数曲线。

在一个实施例中，该预设定位算法为：

该地面设备以该发射天线为基准，选取若干个实测点，在每个实测点以若干个预设旋转角度分别检测标定rssi数据，获得若干组预设旋转角度的rssi标定数据，将获得的若干组rssi标定数据合成若干条基础函数曲线，得到该发射天线可感应最大距离内的每个实测点与rssi之间的对应关系。

基于获得的若干组rssi标定数据，按照预设函数分布算法(例如指数函数分布)，得到多条延生函数曲线，得到xy平面内在预设旋转角度范围内(0°～+90°)的每个实测点与rssi之间的对应关系；

将上述获得的若干条基础函数曲线及延生函数曲线，转换得到在旋转角度(-180°～+180°)范围内的预设等rssi值函数曲线，从而得到xy平面内在旋转角度范围内(-180°～+180°)的每个实测点与rssi之间的对应关系。该等rssi值函数曲线表示在相同的rssi值情况下，不同实测点在旋转角度(-180°～+180°)范围内对应的不同距离，从而形成一个椭圆形曲线或不规则曲线。

在一个实施例中，如图1和图4所示，本发明提供一种车载设备200，该车载设备200安装在车上，包括：副边充电线圈21、若干个接收天线22以及接收天线控制模块23；其中：

该接收天线22安装在该接收天线控制模块23中；该接收天线控制模块23安装在该副边充电线圈21中；

该接收天线22接收该发射天线发射的信标信号，传送给该接收天线控制模块23；

该接收天线控制模块23接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度rssi；

该车载设备200根据该信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导该车载设备200与该地面设备ga的中心点重合定位，达到理想对齐状态。

在本实施例中，通过该车载设备的接收天线接收发射天线发射的信标信号，传送给所述接收天线控制模块，所述接收天线控制模块接收所述信标信号并测得所述信标信号的信号强度rssi；所述车载设备根据所述信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位。从而实现在接近充电位时执行精准定位引导功能，帮助驾驶员停车操作进行引导或自动停车进行引导，为驾驶员导航到停车位提供引导精准定位，并在完成停车后，确保所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位，且所述车载设备与所述地面设备的中心点的偏移在wpt系统定义的允许偏移范围内，以确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内。

在一个实施例中，该车载设备200还包括车载设备主控模块24，该车载设备主控模块24与该接收天线控制模块23进行通信连接，通讯交互相关信息。

在一个实施例中，该车载设备200还包括车载侧电源25，该车载侧电源25与该接收天线控制模块23连接，用于为该接收天线控制模块23提供电源。

在一个实施例中，该接收天线控制模块23接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度；包括：

该接收天线控制模块23接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度，并将该信标信号的信号强度传送给该车载设备200的车载设备主控模块24。

在一个实施例中，该车载设备200根据该信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导该车载设备200与该地面设备100的中心点重合定位；包括：

该车载设备主控模块24接收若干个该信标信号的信号强度rssi；

该车载设备主控模块24根据若干个该信标信号的信号强度rssi，调取预设的等rssi值函数曲线，获得若干条函数曲线；

对获得的若干条函数曲线进行多次迭代，获得该车载设备的车辆坐标系相对于该地面设备的地面坐标系的旋转角度α及该车载设备与该地面设备之间的距离，得到该车载设备200的精准定位点。其中，该旋转角度为该车载设备所在车辆坐标系相对于该地面设备所在地面坐标系的旋转角度α，该旋转角度α在(-180°～+180°)。如图6所示。

重复以上引导车辆定位过程，逐步修正该车载设备200的精准定位点，直至该旋转角度α为零或接近于零及该车载设备与该地面设备之间的距离为零或接近于零，引导该车载设备200与该地面设备100的中心点重合定位。

在本实施例中，通过该车载设备200的车载设备主控模块24接收若干个该信标信号的信号强度rssi，并根据该信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，从预设等rssi值函数曲线获取该车载设备的车辆坐标系相对于地面坐标系的旋转角度α及该车载设备与该地面设备之间的距离，得到该车载设备200的精准定位点，再重复以上引导车辆定位过程，逐步修正该车载设备200的精准定位点，修正该旋转角度α为零或接近于零及该车载设备与该地面设备之间的距离为零或接近于零，使该车载设备200与该地面设备100的中心点重合定位。从而实现在接近充电位时执行精准定位引导功能，帮助驾驶员停车操作进行引导或自动停车进行引导，为驾驶员导航到停车位提供引导精准定位，并在完成停车后，确保所述车载设备与所述地面设备的中心点重合定位，且所述车载设备与所述地面设备的中心点的偏移在wpt系统定义的允许偏移范围内，以确保车辆距离理想停车点的距离在无线充电系统定义的允许偏移范围内。

在以上的任一个实施例中，该原边充电线圈11、若干个发射天线12以及发射天线控制模块13也可以安装在该车载设备200上，该副边充电线圈21、若干个接收天线22以及接收天线控制模块23也可以安装在该地面设备100。即由该车载设备200来发射信标信号，该地面设备来接收信标信号。其此之外，其它的结构及原理与以上的任一个实施例相同，在此不再重复描述。

如图5所示，本发明提供一种rc振荡器电路，该rc振荡电路200包括至少一个如上述任一实施例所述的比较器100。例如，该rc振荡电路为单比较器振荡电路，包括一个上述的比较器；又如，该rc振荡电路为双比较器振荡电路，包括两个上述的比较器，或者包括一个上述的比较器和一个普通比较器。又如，该rc振荡电路包括三个及以上比较器，其中至少一个比较器采用如上述任一实施例所述的比较器结构。本申请对rc振荡电路中的比较器数量不做限制。

以下结合更为具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。

在一个实施例中，请参考图1、图10和图11。本发明提供一种无线充电引导定位系统，该无线充电引导定位系统的工作频段设置为104khz。该系统包括：地面设备ga和车载设备va；其中：地面设备ga包括4个发射天线、发射天线可感应的最大距离是6m、车载设备va包括2个接收天线为例进行说明。

在本实施例中，本发明提供一种无线充电引导定位系统，该系统包括：地面设备100和车载设备200；其中：

该地面设备100安装在充电停车位上，包括：原边充电线圈11、4个发射天线12、发射天线控制模块13、地面设备主控模块14、地面侧电源15；其中：

该发射天线12固定安装在该原边充电线圈11，该发射天线控制模块13通过线束与4个发射天线12连接，同时驱动4个发射天线12发射信标信号，即4个发射天线12在该发射天线控制模块13的驱动下发射信标信号。

该地面设备主控模块14，与该发射天线控制模块13进行通信连接，通讯交互相关信息。

该地面侧电源15，与该发射天线控制模块13连接，用于为该发射天线控制模块13提供电源。

该车载设备200安装在车上，包括：副边充电线圈21、2个接收天线22、接收天线控制模块23、车载设备主控模块24、车载侧电源25；其中：

该接收天线22安装在该接收天线控制模块23中，接收该发射天线12发射的信标信号，传送给该接收天线控制模块23。

该接收天线控制模块23安装在该副边充电线圈21中，接收该接收天线22传送的该信标信号并测得该信标信号的信号强度rssi。

该车载设备主控模块24，与该接收天线控制模块23进行通信连接，通讯交互相关信息。

该车载侧电源25，与该接收天线控制模块23连接，用于为该接收天线控制模块23提供电源。

该车载设备200根据该信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导该车载设备200与该地面设备100的中心点重合定位，达到理想对齐状态。

其中，该理想对齐状态为：车载设备200和地面设备100的中心点完全重合。将地面设备100的所在充电车位分成x轴和y轴，形成地面坐标系，其中，车辆前后方向(行驶方向)为x轴，车辆左右方向(垂直行驶方向)为y轴。上述完全重合是车载设备200与地面设备100的中心点重合。

其中，该4个发射天线12在该发射天线控制模块13的驱动下发射信标信号，包括：

4个发射天线12在该发射天线控制模块13的驱动下每隔50-100ms发射一组信标信号，该组信标信号包括一个唤醒配对码和4个发射天线轮流连续发射的4个脉冲信号；其中，该唤醒配对码用于标记一组配对的地面设备ga的发射天线和对应的车载设备的接收天线；4个发射天线轮流连续发射的4个脉冲信号，用于供车载设备端接收并测量信标信号的信号强度rssi。

其中，该接收天线控制模块23接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度；包括：

该接收天线控制模块23接收该信标信号并测得该信标信号的信号强度，并将该信标信号的信号强度传送给该车载设备200的车载设备主控模块24。

其中，该车载设备200根据该信标信号的信号强度，调取预设的等rssi值函数曲线，引导该车载设备200与该地面设备100的中心点重合定位；包括：

该车载设备主控模块24接收3个信标信号的信号强度rssi；

该车载设备主控模块24根据3个该信标信号的信号强度rssi，调取预设的等rssi值函数曲线，获得3条函数曲线；

对获得的3条函数曲线进行多次迭代，获得该车载设备的车辆坐标系相对于该地面设备的地面坐标系的旋转角度α及该车载设备与该地面设备之间的距离，得到该车载设备200的精准定位点。其中，该旋转角度为该车载设备所在车辆坐标系相对于该地面设备所在地面坐标系的旋转角度α，该旋转角度α在(-180°～+180°)。

重复以上引导车辆定位过程，逐步修正该车载设备200的精准定位点，直至该旋转角度α为零或接近于零及该车载设备与该地面设备之间的距离为零或接近于零，引导该车载设备200与该地面设备100的中心点重合定位。

其中，该预设的等rssi值函数曲线是由该地面设备主控模块24根据该信标信号的信号强度及预设定位算法获得。

其中，该预设定位算法为：

地面设备100安装后，以发射天线为基准，在其固定高度以预设旋转角度为0度、45度、90度取31个实测点进行标定；如图7和图8所示，横坐标x代表0～6m的距离，纵坐标y代表信标信号的信号强度rssi；

选取31个实测点，在每个实测点以预设旋转角度为0度、45度、90度分别检测在该实测点的rssi数据，获得预设旋转角度0度、45度、90度的3组rssi标定数据，将获得的3组rssi标定数据合成3条基础函数曲线，如下式所示，得到该发射天线可感应最大距离6m内的31个实测点与rssi之间的对应关系：

f(x)＝ax^6+bx^5+cx^4+dx^3+ex^2+fx+g

其中，三组(a，b，c，d，e，f，g)常数对应3条基础函数曲线。

其中，该(a，b，c，d，e，f，g)常数可以通过安装地面设备100的现场测试得到。在现场实际测试31个实测点的rssi值，然后使用软件绘出相应曲线得到对应的常数。

基于获得的3组标定数据，按照指数函数分布，计算得出1～44度、46～89度共88条延生函数曲线，得到xy平面内在预设旋转角度范围内(0°～+90°)的每个实测点与rssi之间的对应关系；其中，该88条延生函数曲线通过软件模拟得到，即在每个度数和无线天线磁场边缘做标记然后通过软件计算得到。

将上述获得的3条基础函数曲线及88条延生函数曲线，转换得到在旋转角度(-180°～+180°)范围内的预设等rssi值函数曲线，从而得到在旋转角度范围内(-180°～+180°)的每个实测点与rssi之间的对应关系。该等rssi值函数曲线表示在相同的rssi值情况下，不同实测点在旋转角度(-180°～+180°)范围内对应的不同距离，从而形成一个椭圆形曲线或不规则曲线。

如图12至图14所示，是应用本发明提供一种无线充电引导定位系统进行车辆引导定位的实施例。

在空的充电车位的两侧都已停有车辆，在如图12至图14所示的三种车位情况下，地面设备ga在充电车位上的安装位置相同，即发射天线的位置相同，但车载设备va在车辆上的安装位置不同，分别装在车头或车尾，故接收天线的位置不同。

在以下三种情况下，图12和图14中标有横条纹和竖条纹的区域是车辆正常合理的进入范围。图12和图14的角度数据是本发明实施例提供一个测定值，车载设备位置在这些范围内才合理。

如图12所示，车载设备va安装在车辆的车头位置，从左侧或右侧倒车进入充电车位，车辆的合理入库区域的角度为146.8度，此时，发射天线的覆盖范围离充电车位的最小距离为430cm。

如图13所示，车载设备va安装在车辆的车头位置，从左侧或右侧前进进入充电车位，车辆的合理入库区域的角度为101.3度，此时，发射天线的覆盖范围离充电车位的最小距离为430cm。

如图14所示，车载设备va安装在车辆的车尾位置，从左侧或右侧倒车进入充电车位，车辆的合理入库区域的角度为76.8度，此时，发射天线的覆盖范围离充电车位的最小距离为119cm。

在多个接收天线的定位计算中，若有个别点落入标有横条纹和竖条纹的区域，则研判为错误结果，不予采纳；如有多个运算结果，则优先选择落入该区域内的数据。

车辆进入充电车位时为一合理圆滑轨迹。可以通过以上的逻辑将偏离值过大的点直接剔除，将误差收敛。

因此，标有横条纹和竖条纹的区域越小，车辆的合理入库区域的角度越小，定位检测的数据误差收敛度越高，检测精度则越高；且优先选择有效区域内的定位数据，其它区域的数据快速进行筛选或弃用，可进一步提高检测速度。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干个指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。