[发明专利]一种控照型光测距与定位系统

说明书

本发明提出了一种控照型光测距与定位系统，包括点光源、内壁反光罩、光接收器阵列、发射端控制电路、接收端控制电路和电机传动装置I，点光源设置在内壁反光罩的顶部，内壁反光罩通过反射作用将点光源发出的光向一个方向散射形成投射光柱，投射光柱上设有光接收器阵列、并在光接收器阵列上产生投射区域，投射区域与投射光柱的轴线之间设有夹角，投射光柱的轴线指向投射区域，光接收器阵列的覆盖面积大于投射区域的面积；所述发射端控制电路和电机传动装置I均与点光源相连接，发射端控制电路与电机传动装置I相连接，光接收器阵列与接收端控制电路相连接。本发明可以实现非接触供电原边线圈和副边线圈的精确定位和测距，同时具有通信功能。

技术领域

本发明涉及测距与定位的技术领域，具体涉及一种控照型光测距与定位系统。

背景技术

基于电动汽车的非接触充电技术已日趋成熟，在电动汽车上安装副边线圈和能量接收与充电装置，在地面车位上安装充电桩与原边线圈，原边线圈向副边线圈传递磁场能量。在原边线圈和副边线圈位置完全对正且在特定距离时，电动汽车非接触充电获得最大传输效率。当电动汽车停在具有充电线圈的车位上，非接触电能传输系统的原副边线圈相对位置由自动控制系统调节到水平方向x轴和y轴完全对正，且垂直方向z轴调整到最佳的相对距离。

当电动汽车停在具有充电线圈的车位上，由于原边线圈和副边线圈的相对距离通常不大于50 cm，其定位和测距的精度要求比较高，同时还要有通信功能，传统的定位和测距方法难以同时满足定位精度、测距精度和通信要求。

发明内容

针对传统的定位和测距方法难以同时满足定位精度、测距精度和通信要求的技术问题，本发明提出了一种控照型光测距与定位系统，可以实现非接触供电原边线圈和副边线圈的精确定位和测距，同时具有通信功能。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种控照型光测距与定位系统，包括点光源、内壁反光罩、光接收器阵列、发射端控制电路、接收端控制电路和电机传动装置I，点光源设置在内壁反光罩的顶部，内壁反光罩通过反射作用将点光源发出的光向一个方向散射形成投射光柱，投射光柱上设有光接收器阵列，投射光柱在光接收器阵列上产生投射区域，投射区域与投射光柱的轴线之间设定有夹角，投射光柱的轴线指向投射区域，光接收器阵列的覆盖面积大于投射区域的面积；所述发射端控制电路和电机传动装置I均与点光源相连接，发射端控制电路与电机传动装置I相连接，光接收器阵列与接收端控制电路相连接。

所述点光源的类型是激光、可见光、红外光或不可见光的光源；点光源为连续照射或断续照射的光源；光接收器阵列的光接收器使用的光敏器件是光敏二极管、光敏三极管、CCD传感器等器件；发射端控制电路按照特定时钟频率控制断续照射的点光源可实现点对点单向通信。

所述点光源的通信采用异步串行通信方式，异步串行通信以字符为单位，即一个字将传送一个字符，一个字符是1位或多位二进制数；异步串行通信每帧的字符包括依次串接的起始位、1个或若干个数据位、奇偶校验位和停止位；异步串行通信是一帧接一帧进行，数据传送是连续或断续的。

所述内壁反光罩包括细部与截面部，细部与截面部固定连接，截面部的底部开口，细部的顶部封闭，细部与截面部连接处的截面贯通；当点光源位于细部的顶部时，细部能使点光源发出的光汇聚在一个小区域或一个点上；当点光源位于细部与截面部的结合处时，截面部能使点光源发出的光沿一个方向散射。

所述内壁反光罩的细部为细长的柱体或多面体，内壁反光罩的截面部为圆锥体、椭圆锥体或多面锥体。

一种控照型光测距与定位系统其测量点光源到投射区域的距离的方法为：