用于在无线充电前的车辆对准的方法和装置与流程

用于在无线充电前的车辆对准的方法和装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年12月20日提交的美国专利申请第16/723,750号的优先权权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
3.本专利申请描述了涉及通过使用磁共振感应来进行无线充电的车辆对准系统。


背景技术：

4.共振感应无线充电使用了空气芯变压器，空气芯变压器包括沿着公共线圈轴设置的两个同心线圈。如果初级线圈和次级线圈没有轴向对准，则会降低变压器耦合系数和无线电力传送效率。对于车辆无线充电，这意味着必须采取一些措施使得车辆停放位置精确且可重复，以便确保线圈轴向对准。


技术实现要素：

5.在附图和下面的详细描述文本中提供了本发明主题的实施方式的各种细节。
6.车辆对准系统将车辆与无线电力感应线圈对准，以通过使用磁共振感应进行无线充电。该系统包括传输线，该传输线泄漏具有工作频率的信号，并且该传输线设置在包含无线电力感应线圈的停车位中。传输线将车辆引导至无线电力感应线圈以进行充电。当车辆在停车位中对准时，安装在传输线的各个侧的，并且通常是相对于传输线对称的，至少两个车载天线检测从传输线泄漏的信号。信号处理电路检测由传输线的相对侧上的天线接收到的信号之间的相对信号相位。来自天线的检测信号之间的相对相位差表示相对于传输线的车辆的左右对准。
7.在示例实施方式中，车辆对准系统将车辆的第一无线电力感应线圈与停车位中的第二无线电力感应线圈对准，以通过使用磁共振感应进行无线充电。该系统包括设置在停车位中的地面组件。地面组件可以包括无线充电器和信标信号源，该无线充电器包括一个或更多个无线充电线圈以及磁感应共振通信收发器，该信标信号源发射信标信号。该系统还包括传输线，该传输线连接至地面组件并且设置在停车位中，以泄漏由车辆检测的具有工作频率的信号，以将车辆引导至第二无线电力感应线圈以进行充电。在示例实施方式中，传输线包括相对于地面组件以折叠图案设置的连续有线单极天线或者具有远离地面组件延伸的第一部段和第二部段的会聚有线偶极天线。在操作中，当在停车位中对准车辆时，车辆使用安装在传输线的相对侧上的至少两个车载天线来检测从传输线泄漏的具有工作频率的信号，并且处理由所述至少两个车载天线检测到的各个信号以确定各个信号之间的相对信号相位，该相对信号相位表示相对于传输线的车辆的左右对准。传输线可以沿着停车位的中心线设置，或者平行于但偏离于停车位的中心线。传输线也可以沿着将车辆引导至停车位中的地面组件的轨迹而弯曲。在示例实施方式中，工作频率是40.68mhz或13.56mhz。
8.在另一示例实施方式中，连续有线单极天线的第一端部连接至地面组件并且在地
面组件的中心线的第一侧偏移。连续有线单极天线的第二端部在地面组件的中心线的第二侧与地面组件相邻。连续有线单极天线还包括在地面组件的中心线的第一侧和第二侧基本平行延伸的第一部段和第二部段。
9.在其他示例实施方式中，会聚有线偶极天线的远离地面组件延伸的第一部段和第二部端彼此平行并且在地面组件的中心线的相应侧偏移，并且第一部段的第一端部和第二部段的第一端部连接至地面组件。
10.在又一示例实施方式中，泄漏传输线连接至地面组件，并且远离地面组件延伸超过传输线的远离地面组件的端部。在这样的实施方式中，地面组件的信标信号源在泄漏传输线上脉冲生成信标信号并且在传输线上提供连续信标信号，该传输线包括连续有线单极天线或会聚有线偶极天线。
11.在又一示例实施方式中，在泄漏传输线的远离地面组件的端部处设置发射器。发射器经由泄漏传输线从地面组件接收数据，并且广播从地面组件接收到的数据的至少一部分。由泄漏传输线的端部处的发射器广播的数据可以包括：由地面组件提供的功率水平、地面组件处可用的电力类型(ac/dc)、由地面组件支持的连接器类型、由地面组件接受的支付形式、地面组件的无线充电器是否在使用中、和/或由地面组件正在执行的充电会话中剩余的时间。
12.根据其他方面，提供了用于将车辆的第一无线电力感应线圈与停车位中的第二无线电力感应线圈对准、以通过使用磁共振感应进行无线充电的方法。该方法包括：设置在停车位中的地面组件向设置在停车位中的传输线提供信标信号，以将车辆引导至第二无线电力感应线圈以进行充电；传输线泄漏工作频率的信标信号，传输线包括相对于地面组件以折叠图案设置的连续有线单极天线和具有远离地面组件延伸的第一部段和第二部端的会聚有线偶极天线中的一个；相对于传输线在停车位中左右对准车辆，以用于通过第二无线电力感应线圈进行充电，所述对准包括：当在停车位中对准车辆时，安装在传输线的相对侧上的至少两个车载天线检测从传输线泄漏的工作频率的信标信号；以及基于各个信号之间的相对信号相位来调整车辆相对于第二无线电力感应线圈的对准，该相对信号相位表示相对于传输线的车辆的左右对准。
13.在示例实施方式中，该方法还包括：将连续有线单极天线的第一端部连接至地面组件，并且使第一端部在地面组件的中心线的第一侧偏移；使连续有线单极天线的第一部段和第二部段在地面组件的中心线的第一侧和第二侧基本平行地延伸；以及将连续有线单极天线的第二端部放置成在地面组件的中心线的第二侧与地面组件相邻。
14.在其他示例实施方式中，该方法还包括：将第一部段会聚有线偶极天线和第二部段会聚有线偶极天线彼此平行放置，以使其在地面组件的中心线的相应侧偏移；以及将第一部段的第一端部和第二部段的第一端部连接至地面组件。
15.在又一示例实施方式中，该方法包括：将泄漏传输线连接至地面组件，使得泄漏传输线远离地面组件延伸超过传输线的远离地面组件的端部。在这样的实施方式中，地面组件在泄漏传输线上脉冲生成信标信号并且在传输线上提供连续信标信号，该传输线包括连续有线单极天线或会聚有线偶极天线。
16.在又一示例实施方式中，该方法包括：在泄漏传输线的远离地面组件的端部处设置发射器，该发射器经由泄漏传输线从地面组件接收数据，并且该发射器广播从地面组件
接收到的数据的至少一部分。在示例实施方式中，发射器广播包括以下至少之一的数据：由地面组件提供的功率水平、地面组件处可用的电力类型(ac/dc)、由地面组件支持的连接器类型、由地面组件接受的支付形式、地面组件的无线充电器是否在使用中、和/或由地面组件正在执行的充电会话中剩余的时间。
17.如本文中所讨论的，可以在包括处理器、存储器和有线通信子系统的计算系统中提供实现本文中描述的方法的方面的逻辑、命令或指令。本文中讨论的另一实施方式包括将本文中讨论的技术并入其他形式，包括并入其他形式的编程逻辑、硬件配置或专用的部件或模块，包括具有执行这样的技术的功能的各个手段的装置。用于实现这样的技术的功能的相应算法可以包括本文中描述的电子操作中的一些或全部的序列，或者在附图和下面的详细描述中描绘的其他方面。这样的系统和包括用于实现本文中描述的方法的指令的计算机可读介质也构成示例实施方式。
18.提供本发明内容部分以用简化的形式介绍本发明主题的方面，之后在具体实施方式的正文中进一步解释本发明主题。本发明内容部分并非意图标识要求保护的主题的基本或必需的特征，并且本发明内容部分列出的元素的特定组合和顺序并非意图提供对要求保护的主题的要素的限制。相反，应当理解，以下部分提供了在以下具体实施方式中描述的一些实施方式的概括示例。
附图说明
19.根据以下结合附图的详细描述，本文中描述的系统和方法的前述有益特征和优点以及其他有益特征和优点将变得明显，在附图中：
20.图1a示出了车辆停车位的表示，该车辆停车位具有感应无线电力发送线圈和对准系统，该对准系统包括与停车位的中心线一致的传输线。
21.图1b示出了车辆停车位的表示，该车辆停车位具有成角度的停车位、感应无线电力发送线圈和对准系统，该对准系统包括帮助将车辆引导至停车位内的适当位置以进行充电的弯曲传输线。
22.图1c示出了巴士在转弯之后靠近感应充电位置的表示，由此对准系统的长弯曲传输线确保了适当的轨迹以在充电线圈处实现对准。
23.图2a示出了根据示例实施方式的用于车辆停放对准的装置的概念性表示。
24.图2b示出了车辆天线相位差与车辆对准之间的代表性关系。
25.图3a示出了停车位射频源以及实现为300欧姆平衡传输线的传输线的实施方式。
26.图3b示出了停车位射频源和实现为端接的50或75欧姆同轴电缆的传输线的替选实施方式，该同轴电缆在外导体或屏蔽中具有特别设计的槽。
27.图4示出了天线转换开关和相关联的电路的实施方式。
28.图5示出了后置fm接收器信号处理电路的实施方式。
29.图6示出了用于靠近典型的开入式停车位中的磁感应共振无线充电器的对准系统的替选实施方式。
30.图7示出了用于靠近典型的开入式停车位中的磁感应共振无线充电器的对准系统的另一替选实施方式。
31.图8a示出了折叠有线偶极天线，在其一端具有承载信标信号源的地面组件。
32.图8b示出了图8a中所示的折叠有线偶极天线的信号误差函数的图形表示。
33.图9a示出了会聚有线偶极天线(converging wireline dipole antenna)，在其一端具有承载信标信号源的地面组件。
34.图9b示出了图9a中所示的会聚有线偶极天线的信号误差函数的图形表示。
35.图10a示出了使用泄漏传输线以及1/2波“会聚天线”两者来进行无线电力传送定位的车辆对准系统，其中泄漏传输线用于提供初始引导，1/2波“会聚天线”用于对准并且从天线端部到地面组件的无线充电板进行测距。
36.图10b示出了图10a中所示的车辆对准系统的信号误差函数的图形表示。
具体实施方式
37.通过参考以下结合形成本公开内容的一部分的附图和示例的详细描述，可以更容易地理解本发明的系统和方法。要理解的是，系统和方法不限于本文中描述和/或示出的特定产品、方法、条件或参数，并且本文中使用的术语仅用于通过示例的方式描述特定实施方式的目的，而不意图进行限制。类似地，关于可能用于改进的行为或理由的机制或模式仅意味着是说明性的，并且本文中描述的系统和方法不受任何这样建议的用于改进的行为或理由的机制或模式的正确性或不正确性的约束。遍及本文，认识到的是，描述既涉及方法又涉及用于实现这样的方法的软件。
38.现在将参照图1至图10描述说明性实施方式的详细描述。尽管该描述提供了本文中描述的系统和方法的可能实现方式的详细示例，但是应当注意，这些细节仅意图是举例的方式，并且绝不限定所要求保护的主题的范围。
39.在一个或更多个实施方式中，本文描述的功能可以至少部分地以软件实现。该软件可以由计算机可执行指令组成，所述计算机可执行指令存储在计算机可读介质或计算机可读存储设备上，例如一个或更多个非暂态存储器或者其他类型的基于硬件的存储设备(本地或联网的)。此外，这样的功能对应于模块，所述模块可以是软件、硬件、固件或其任意组合。根据需要可以在一个或更多个模块中执行多个功能，并且所描述的实施方式仅是示例。可以在数字信号处理器、asic、微处理器或在诸如个人计算机、服务器的计算机系统或其他计算机系统上操作的其他类型的处理器上执行软件，从而将这样的计算机系统转变成特定编程的机器。
40.图1a是汽车停车位10的示意性表示。无线电力传送初级线圈12被示出为靠近停车位10的头部，但是无线电力传送初级线圈12也可以位于停车位10的尾部或者停车位边界内的其他地方。无论初级线圈处于什么位置，车辆都必须停放在停车位10的所示边界内。埋入的或表面安装的传输线14沿着停车位的中心线延伸。连接至低功率连续波射频源20(图2)的该传输线14产生局部射频场，车载电子设备使用该局部射频场确定在停车位10的周界内的车辆对准。根据图1a所示的短且直的实施方式或图1b和图1c所示的更长且弯曲的实施方式，传输线14在长度和取向上可以变化。
41.图1b是一系列成角度的停车位10的表示。无线电力传送初级线圈12被示出为在每个成角度的停车位10中靠近头部端。埋入的或表面安装的传输线14沿着将车辆引导至停车位10中的无线电力感应线圈12的轨迹沿着中心线在停车位内行进，并且从停车位中延伸出来，弯曲至车辆行驶车道中。车辆15沿从右向左的方向行驶，并且接收来自传输线和低功率
连续波射频源20(图2)的对准信号，以用于到达充电初级线圈12可用的合适停车位。如以下关于图2所描述的，车辆15结合车辆15上的接收天线使用来自传输线14的对准信号。
42.图1c是巴士16在完成转弯之后靠近包括无线电力感应线圈12的无线感应充电站的表示。重要的是，巴士16在无线电力感应线圈12处适当地对准，并且合适的转弯半径和位置对于实现正确的轨迹至关重要。在该示例中，传输线14具有数十英尺长的长度并且以适当的取向嵌入在道路17中，以持续地沿着正确的路径引导巴士16以用于在充电线圈12处适当地对准。
43.图2a是对准电子设备的框图表示。在地上，存在着射频源20和一段传输线14。在车辆上，存在着距车辆中心线左右等距离地安装的两个小天线22、24。本领域技术人员将理解，如果在所检测的相位偏移中考虑了偏移，则天线22、24也可以偏移(不等距)。天线22、24通过同轴电缆26连接至天线开关28。天线开关28由天线转换(commutation)时钟30控制，以将天线22、24依次交替地连接至常规的调频无线电接收器32。在示例实施方式中，转换信号是占空比为50％的方波。
44.当两个接收天线22、24被放置成距传输线14等距时，如车辆在停车位10周界内对称地对准的情况下，天线开关28的转换动作对接收器信号没有影响。两个天线输入信号31的幅度和相位相同，并且不存在来自接收器32的响应。然而，如果车辆在停车位10内未对准，则车辆天线22、24不再相对于传输线14对称。然后，天线切换动作以转换速率引入信号幅度和相位扰动。来自更靠近传输线14的天线的信号相对于更远的天线将具有较大的幅度和超前相位。调频接收器32忽略幅度扰动，但是检测相位扰动，频率是相位的时间变化率，从而在接收器音频输出34中复制天线开关转换信号。由受限的接收器带宽来改变接收器音频转换信号复制品。如果转换信号频率高于接收器恢复的音频通带，则不存在恢复的转换信号。尽管被接收器音频通带上限进行低通滤波，但是如果转换信号频率刚好高于接收器音频通带的下限频率，则恢复的转换信号将近似原始的转换方波。接收器音频通带的上半部分中的转换信号频率导致大致正弦的恢复的音频信号。
45.如图2a中进一步示出的，音频输出34被提供给同步检测器36以检测各个天线信号之间的相位差，表示任何未对准的输出信号被提供至电压比较器38以基于哪个信号具有超前相位或滞后相位来确定对准误差极性，表示任何未对准的输出信号被提供至确定对准误差幅度的绝对值检测器40。在示例实施方式中，将对准误差极性和对准误差幅度信号提供给显示设备和其他视听装置，以向驾驶员提供反馈，用于相对于无线电力感应线圈12来调节停车位10中的车辆。
46.图2b描绘了各个对准天线之间的相位差的示例表示，该相位差是相对于中心线的对准误差或位移的函数。
47.由射频源20提供的系统最大工作频率由两个车载天线22、24之间的间隔来设置，该间隔必须小于车辆的宽度。在美国，平均停车位宽度约为九英尺。汽车通常不超过8英尺宽。为了避免相位模糊，两个感测天线22、24必须在工作频率处间隔不超过λ/2。对于分开八英尺的两个感测天线，最大系统工作频率约为61.5mhz。如果可以假设车辆驾驶员以小于停车位宽度的1/2的初始对准误差进入停车位，则可以使用更高的频率和更窄的天线间距。通过使用多于两个的车载天线(具有用于解决相位模糊的一个或多个另外的天线)，可以有更高的工作频率。本领域技术人员将理解，对系统工作频率没有下限，除非随着工作频率降低
对准误差的信噪比进一步变差。
48.本文中描述的装置提供用于相对于停车位的中心线的车辆左右对准。通过可视、可听或触觉手段将车辆左右未对准指示给驾驶员。视觉指示可以是点亮的指示器、图形显示、或施加在摄像机图像上的软件生成的图形叠加层。可听指示可以是连续或脉冲化的声音或者软件生成的语音合成器。触觉指示可以通过车辆方向盘或转向机构、变速杆、驾驶员座椅来提供，或者通过车辆地板或通过安装在地板上的车辆控制踏板来提供。例如，可以使用于在2013年8月6日提交的美国临时专利申请第61/862,572号中描述的驾驶员视觉提示或技术手段来指示和控制对准的车辆应该在哪里停下来，以用于沿前后方向的轴向线圈对准，以确保驾驶员向停车位10中开入足够远来对准电磁线圈以进行充电。
49.图3a和图3b示出了传输线14的示例实施方式。特别地，图3a示出了射频源20以及埋入的或表面安装的传输线14，该传输线14泄漏工作频率的信号。在该实施方式中，40.68mhz、五十欧姆阻抗的连续波射频源20提供射频激励。使用大约1mw的功率水平。型号为adt 4-6t的微型电路rf变压器42用作阻抗匹配平衡-不平衡变压器(balun)。传输线14以一段普通的300欧姆特性阻抗平衡传输线来实现。尽管该传输线不被设计成泄漏的，但是在示例实施方式中，存在足够的泄漏以被天线22、24接收。以300欧姆的电阻器44终止平衡线的端部，以便消除反射和驻波。传输线不是必须被平衡；泄漏性未平衡同轴线将同样适用。可替选地，同样可以使用其他传输线阻抗，例如在外屏蔽中有槽的50或75欧姆的同轴电缆。图3b描绘了不平衡的50或75欧姆同轴电缆传输线14’，同轴电缆传输线14’具有专门设计的槽43以及匹配同轴电缆的特性阻抗的终止电阻器45。
50.图4示出了与图2的天线22、24、天线转换开关28、和转换时钟30相关联的电路。天线22、24包括制造在印刷电路板上的矩形螺旋，以确保天线间的一致性。矩形螺旋的匝数取决于将与电容发生共振以在工作频率处实现期望响应的天线的电感的期望值。在示例配置中，针对天线22、24使用了十匝矩形螺旋。天线22、24在电气上是小型的，并且在不采用另外的电容的情况下不在工作频率处共振。每个天线22、24连接至一段普通的50欧姆特性阻抗同轴电缆26。两个电缆26在天线相对于车辆的中心线对称地间隔开时长度相等，并且均具有铁氧体套管46，铁氧体套管46在连接至天线22、24的端部处包括在电缆26上滑动的几个铁氧体珠，以用作平衡-不平衡变压器，并且抑制否则会在电缆外部导体上感生的rf电流。感生的rf电流引入显著的系统误差并且必须被抑制。在示例实施方式中，使用40.68mhz的工作频率。该频率接近该应用的最佳值，并且在国内和国际上被分配给ism(工业、科学和医学)用途，该用途包括rf加热、基于多普勒的频率或相位敏感运动和侵入警报、透热疗法、电灼和其他非通信用途。ism频率被预留用于非通信用途，但是如果用户愿意接受来自主要ism应用的无线电干扰的可能性，它们也可以用于通信。这样做的优点是显著减少了设备认证和频谱分配监管负担。由于本文中描述的车辆对准系统的最大范围最大为几英尺，因此来自其他40.68mhz ism频率用户的无线电干扰的概率非常小。
51.包括两个逻辑反相器48、电阻器r6和r7以及电容器c6的rc振荡器30生成矩形波信号，其频率两倍于期望的天线转换频率，然后由d触发器50除以2，从而生成具有50-50占空比的期望频率的转换时钟。部件r1、r3、r4、d1、d2和l1包括二极管rf开关28，二极管rf开关28由q和非q触发器输出来控制。r2、r5、c4和c5减慢了开关控制波形的上升沿和下降沿，从而限制了开关瞬变。r8、c8和相关联的逻辑反相器52延迟天线转换时钟控制信号以补偿接
收器延迟。c1、c2和c3是阻挡dc(直流)信号但是使rf(射频)信号通过的ac(交流)耦合电容器。c7是过滤来自d触发器50的电压源的rf噪声的旁路电容器。
52.图5示出了后置接收器信号处理电路。天线转换开关28的输出到达常规的窄带fm接收器32的天线输入。该电路包括消费级袖珍扫描接收器、uniden bc72xly紧凑型扫描仪，但是可以接受任何窄带vhf fm接收器实现方式、模拟或数字、硬件或软件。车辆对准误差出现在接收器音频输出中，作为天线转换时钟频率处的带宽受限的方波。方波幅度指示对准误差幅度，方波极性指示向左或向右的对准误差方向。然后，同步检测产生dc电压，其幅度与对准误差成比例，并且其极性指示对准误差方向。
53.两个运算放大器54以1和负1的增益对来自fm接收器的音频信号进行放大。集成电路56包含三个单刀双掷(spdt)cmos fet开关，其中之一用作由延迟的天线转换开关控制信号驱动的同步整流器。包括电阻器r16和电容器c11的低通滤波器58跟随spdt开关56，并且去除所有转换频率纹波，留下直流信号，其幅度与车辆未对准成比例，并且极性由车辆对准误差的方向(即停车位的中心线向左或向右)来确定。绝对幅度电路40恢复车辆位移误差的幅度，而电压比较器确定误差极性。
54.两个运算放大器60、62分别用作后置rc低通滤波缓冲放大器和零参考电压比较器。与晶体管64相关联的部件使运算放大器部分保持不处于电压饱和，从而避免在开环连接中使用运算放大器作为电压比较器时有时遇到的细微问题。由运算放大器62实现的电压比较器38提供逻辑电平信号，该逻辑电平信号指示对准误差的极性，向左或向右。运算放大器66和相关联的部件包括绝对值检测器40，绝对值检测器40提供与后置同步检测器信号的极性无关的对准误差幅度的单极性表示。
55.在上述实现方式中，分别沿着车辆中心线和停车位的中心线安装车辆双感测天线22、24和传输线14。可以通过在后置同步检测器硬件或软件中包括适当的偏移校正来适应可能需要避免车辆底部和停车位障碍物的偏移位置。在后一种情况下，所需的偏移校正由地到车的通信链路来提供。
56.替选实施方式
57.作为替选实施方式，可以实现更复杂的天线形状和嵌入路面中或固定至路面表面的另外的天线，以为车辆对准系统增加功能。这个增加的功能包括以下能力：使用相同的车载接收器和天线确定车辆靠近时到地面组件(ga)充电板的近似距离、速度和减速率(rate of deceleration)。可以将距离、速度和减速率提供给车辆控制器，或者车辆控制器可以根据提供的测量结果计算这些值。在这样的实施方式中，射频源(与ga共置或包含在ga内)可以在天线上产生连续波信标信号或脉冲或以其他方式调制的输出。在实现泄漏线时，如前所述使用接收到的信号强度和接收到的相位两者的误差函数可以用于对准。
58.注意，在以下图中，右侧的附图标记和左侧的附图标记是从正在靠近的车辆的视角来看的，并且仅用于说明目的，并且在应用中可以颠倒。例如，当车辆倒退进入停车位时，左侧和右侧颠倒。x轴和y轴如iso 4130中限定的那样。所有示例都使用“开入(pull-in)”或“向前开(pull-forward)”视角来保持一致性。当使用“倒入(reverse-in)”停车方法(其中车辆倒退进入停车位)时，左右方向将颠倒。
59.图6示出了用于靠近典型的(例如90
°
)开入式停车位中的磁感应共振无线充电器的一种这样改进的对准机制的实施方式。相同的机制可以部署在其他停车布置中，例如45
°
停车位或侧方停车(平行停车)路边停车位。“折叠的”或“半椭圆形天线”从各个方向(直向、从右侧或从左侧)为进入停车位的车辆提供对准服务。
60.停车位601是由路面划线、杆、路缘石或其他标记限定的区域。地面组件(ga)602(包括一个或更多个无线充电线圈和辅助磁感应共振通信收发器的无线充电器)被放置以供进入车辆使用(注意，在各个国家中，ga在停车位内的放置可能受到当地法规、要服务的车辆类型和当地停车习惯影响)。折叠的连续有线单极传输天线603包括左侧部段604和右侧部段605。铺设传输天线603(固定至表面或嵌入路面中)以形成折叠或半椭圆形图案，信号和天线源自面向进入方向607的ga 602的中心线606附近的位置处，并且在中心线606的相对侧与ga 602邻近处结束。取决于停车位601的长度和所使用的频率，单极天线603可以延伸全波长或部分波长。例如，使用13.56mhz的ism频率，22.11米的全波天线将允许在总长度608中的11米以下的折叠部署。传输天线609的平行部段的间隔使得在车辆从行进方向610转入停车位601后车载接收器天线22、24在传输天线部段609内部。
61.图7示出了用于靠近典型的(例如90
°
)开入式停车位中的磁感应共振无线充电器的改进的对准机制的另一实施方式。相同的机制可以部署在其他停车布置中，例如45
°
停车位或侧方停车(平行停车)路边停车位。图7所示的“会聚天线”设计为从右侧、左侧或直向方向中的任一者进入停车位的车辆提供对准服务。
62.停车位701是由路面划线、杆、路缘石或其他标记限定的区域。地面组件(ga)702(包括一个或更多个无线充电线圈和辅助磁感应共振通信收发器的无线充电器)被放置以供进入车辆使用(在各个国家中，ga的放置可能受到当地法规、要服务的车辆类型和当地停车习惯影响)，以用于开入、倒入或停车位类型(45
°
、90
°
、平行或路边)停车。图7的会聚泄漏线传输天线车辆对准系统允许从行进方向710或直向进入方向707靠近。未示出但支持的是使用会聚泄漏线传输天线车辆对准系统以用于平行或路边停车用途。
63.会聚有线偶极天线703包括左侧部段704和右侧部段705。铺设基于泄漏线的传输天线703(固定至表面或嵌入路面中)以形成平行图案，其中，信号和天线均源自位于ga 702的中心线706处的与ga 702共置或包含在ga 702内的发射器。取决于停车位701的长度和所使用的频率，单极天线703可以延伸全波长或部分波长。例如，使用13.56mhz的ism频率，22.11米的全波天线703将允许刚好超过11米的部署，最终得到5.5米的总长度708。紧邻ga 702发生物理天线拆分709，并且出于说明的目的，图7中的表观距离被夸大。
64.如果已知偏移用于补偿接收到的信号特性(例如，接收到的信号强度和信号相位)，则还考虑传输天线703的非对称(围绕中心线706)放置。
65.图8a示出了折叠有线偶极天线802。折叠偶极天线802的一端是承载信标信号源的ga 801。ga 801的中心线804示出了y轴点，车辆的va(车辆组件)共振感应线圈中心应定位在该y轴点以实现最大的无线电力传送效率。天线802在与靠近方向相反的方向上延伸至1/2波长(或者如果实现为半波天线，则为1/4波长)的限度。折叠天线802的弯曲的端部803用作信号获取阈值806，在该信号获取阈值806处，两个接收器天线22、24可以可靠地检测信标信号，而不管车辆的靠近角度(指示天线802的开始端)如何。ga至天线阈值(ga-to-antenna threshold)805是由有线偶极天线802传输的信号指示天线802的端部的点。
66.图8b示出了图8a中所示的折叠有线偶极天线的信号误差函数的图形表示。x轴809示出了范围，而y轴808示出了接收器天线22、24之间的相对信标信号相位差807。随着车辆
移动到折叠有线天线802的端部803时，两个接收器天线22、24开始接收信标信号。在该第一信号获取检测阈值806处，接收到的信标幅度和相位几乎相同，从而使误差函数最小化。在右侧24天线和左侧22天线经过天线802的端部803周围的初始模糊区域后(朝向ga 801移动)，由右侧24va接收器天线和左侧22va接收器天线接收到的信号的相位开始偏离。
67.随着车辆继续向ga 801行进，系统使用在右侧24接收器天线和左侧22接收器天线处的信号强度来提供车辆y轴对准指示，而使用右侧24接收器天线和左侧22接收器天线处的信号相位的偏离来提供车辆x轴指示。车辆x轴指示和y轴指示(以及可能地计算出的速度和减速度)被定期传送给驾驶员、驾驶员辅助系统或全自动驾驶系统，以用于控制转向和制动。
68.随着车辆继续向ga 801行进，车辆对准系统继续使用右侧24接收器天线和左侧22接收器天线处的接收到的信号强度来提供y轴对准指示，而右侧24接收器天线和左侧22接收器天线处的接收到的信号相位的偏离在天线原点805处接近180
°
。在相位等于180
°
的天线阈值位置805处，预计两个接收器天线22、24之间的相对信号强度将减小到零，给出已经达到天线阈值805的第二指示，因此提供以下明确指示：已经到达ga 801的边缘，并且可以激活最终的精确定位系统以覆盖从805至804的距离，或者可以使用天线阈值805处的车辆速度来估计车辆何时必须为零速度以定位到ga中心线804。在从ga边缘805至ga中心线804的距离810中的最终定位可以是线圈对准方法(例如，如2016年2月4日提交的第14/910,071号“method of and apparatus for detecting coil alignment error in wireless inductive power transmission”中所述)，或使用基于速度、减速度和车辆停止特性(例如制动率、车辆重量)的预测模型。
69.图9a示出了在其一端具有承载信标信号源的ga 901的会聚有线偶极天线902。ga 901的中心线904示出了y轴点，车辆的va(车辆组件)共振感应线圈中心应定位在该y轴点以实现最大的无线电力传送效率。天线902与靠近方向相反地延伸至1/2波长(或者如果实现为半波天线，则为1/4波长)的限度。平行的右天线元件907和左天线元件908的分开的端部903用作信号获取阈值906，在该获取阈值906处，基于车辆的接收器天线22、24二者都可以可靠地检测传输的信标信号，而不管车辆靠近角度如何。ga至天线阈值905是由有线偶极天线902传输的信号指示天线902的端部的点。
70.当使用会聚有线偶极天线902用于车辆对准时，无论是人工驾驶还是自动驾驶的车辆进入配备有充电器的停车位，朝向ga 901移动。车载接收器天线22、24将在信号获取阈值906处检测来自会聚有线偶极天线902的传输信号。传输信号将在右侧24接收器天线和左侧22接收器天线处被接收。
71.图9b示出了图9a中所示的会聚有线偶极天线902的信号误差函数的图形表示。x轴911示出了范围，而y轴912示出了接收器天线22、24之间的相对信标信号相位差913。随着车辆移动到有线天线902的端部903，两个接收器天线22、24开始接收信标信号。首先，信号获取、检测、幅度相对幅度将指示y定位中的错误(相对信号强度中的零指示正确的y定位)，而在右侧24接收器天线和左侧22接收器天线处，在初始信号获取处接收到的相位将为180
°
异相(注意，如果使用1/4波天线，则相位差将为90
°
)。随着车辆向前移动，在右侧24天线和左侧22天线经过天线902的端部903之后(朝向ga 901移动)，由右侧24接收器天线和左侧22接收器天线接收到的信号的相位差913随着车辆靠近ga 901开始减小。使用在右侧24接收器
天线和左侧22接收器天线处接收到的信号的幅度相对值来确定y轴(一侧到另一侧(side-to-side))轴跟踪。x轴指示和y轴指示被定期传送给驾驶员、驾驶员辅助系统或全自动驾驶系统，以用于控制转向和制动。
72.随着车辆继续向ga 901行进，系统使用右侧24接收器天线和左侧22接收器天线处的信号强度来继续产生y轴对准指示，同时在右侧24接收器和左侧22接收器处接收到的信号相位的减小的差提供x轴范围至ga(x-axis range-to-ga)的指示。在相位差等于0
°
的位置处，预计从右到左的差信号强度将减小至零。这一事件给出以下清楚的指示：已经到达ga 901的边缘，并且可以激活最终线圈定位(例如，如2016年2月4日提交的第14/910,071号“method of and apparatus for detecting coil alignment error in wireless inductive power transmission”中所述)以覆盖从ga边缘905到ga中心线904的距离910，或者考虑到诸如制动速率和车辆重量的车辆特性，可以使用天线阈值905处的车辆速度和减速率来估计车辆何时必须为零速度以定位到ga中心线904。
73.图10a示出了用于使用用于提供初始引导的长(取决于部署，长天线可能比全波长更短或更长)泄漏传输线1007以及用于对准并且范围从天线端部1006到ga 1003的无线充电板的1/2波“会聚天线”1004、1005两者(注意，图6中所述的折叠天线系统可以用于提供等效服务)进行无线电力传送定位的车辆对准系统。所有三个天线元件1004、1005和1007都起源于ga 1003。
74.在图10a的示例中，在长泄漏线1007上脉冲生成信标信号，并且信标信号在会聚天线1004、1005的部段上连续传输以允许差异化，因为所有天线1004、1005和1007都以相同的ism频谱(例如13.56mhz、27.12mhz、40.68mhz之一)传输。在长泄漏线天线1007和会聚天线段1004、1005中使用的信标信号可以是同相的或异相的，因为两个天线之间的差异化是基于信号调制(例如，ask、脉冲)。
75.图10b示出了图10a中所示的车辆对准系统的信号误差函数的图形表示。x轴1011示出了范围，而y轴1012示出了接收器天线22、24之间的相对信标信号相位差1009。随着车辆移动到有线天线1007的端部，两个接收器天线22、24开始接收范围1016的端部处的信标信号。
76.随着车辆靠近长泄漏线1007，经由接收器天线22、24中的一者或二者的信号检测允许使用幅度和相位差进行初始引导，以提供y轴(一侧到另一侧)误差指示1010。当车辆组件安装的天线22、24检测到来自会聚天线结构1004、1005的连续信标信号时，指示接收器天线22、24已经经过会聚天线结构阈值1006，将执行从使用泄漏线1007到会聚天线1004、1005的转换。如图10b所示，随着接收到的信标信号改变，这个转换导致了接收相位1008的突然变化(在区域1017之后，其中在区域1017中三个传输信号同信道干扰产生了阻碍信号差异化的模糊区域)，并且相对接收信号相位差1009达到180
°
异相。一旦完成信号源转变，车辆对准和测距如图9b中详细描述的那样进行(或者如果使用折叠天线，则如图8b中那样)。
77.一旦车辆接收器天线已经靠近零相位差阈值1002，基于车辆组件的发射器可以启动与地面组件接收器的通信。对于零相对相位差阈值1002与ga 1003的中线1001之间的距离1014，可以使用最终定位方法(或基于速度的预测模型，该速度由通过使用会聚天线系统而提供的测距确定)。
78.这种多天线方法也可以用作“软故障”(soft-fail)系统，其中天线结构或传输设
施的故障将不会妨碍另一个的运行。
79.在任何泄漏线设施的端部处可以包括可选的短程发射器单元1013(例如，射频发射器)。射频发射器单元1013可以包括发射器、处理器和存储器以及有线通信子系统，该有线通信子系统用于经由泄漏线电缆1007从ga 1003或经由ga 1003接收数据。该发射器单元1013可以广播其gps位置和充电站的能力(例如，提供的功率水平、可用的电力类型(ac/dc)、支持的连接器类型、可用的支付形式(例如，虚拟钱包支持、支持的在线账户、支持的会员、刷卡，信用卡，借记卡，俱乐部卡))。还使用对泄漏线信标信号的dc偏移经由泄漏线1012向发射器单元1013供电。
80.在充电会话期间(即，一旦车辆被定位到ga 1003)，发射器单元1013可以关闭或者可以向其他经过的车辆广播信息(例如，充电器正在使用中、充电会话中剩余的时间)。可以使用信号调制(例如，脉冲、幅度调制)经由泄漏线1007从ga 1003更新信息。
81.在任何所描述的设施中，当可以获得高于阈值的范围测量结果时(例如，当获得了用于校正任何y轴(一侧到另一侧)误差的足够范围时)，可以通过移除ga并且重新启动对准过程来重置发生故障的预充电会话对准。
82.尽管上面已经描述了各种实现方式，但是应当理解，它们仅以示例而非限制的方式呈现。例如，与上述系统和方法相关联的任何元件可以采用上文中阐述的任何期望的功能。因此，优选实现方式的广度和范围不应受任何上述示例实现方式限制。