供電線圈6的中心為圓心，以半徑1^ 8、半徑rb 9、半徑r。10可以畫(huà)出3個(gè)圓周。如果3個(gè)圓周交于同一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)的位置就是能量接收器2的位置。如果3個(gè)圓周不交于同一個(gè)點(diǎn)，形成相互重疊的區(qū)域。如圖3(b)所示，3個(gè)圓周相互重疊的區(qū)域12就是能量接收器2所處的區(qū)域。
[0033]如果3個(gè)圓周相互重疊的區(qū)域12的面積比預(yù)定的定位面積小，可以由供電線圈D7的電流值id由1-r函數(shù)關(guān)系得到供電線圈D 7與能量接收器2的半徑rd 11，然后以供電線圈D 7的中心為圓心以半徑rd 11畫(huà)出第4個(gè)圓。如圖4所示，4個(gè)圓相互重疊的區(qū)域13的面積會(huì)比3個(gè)圓周相互重疊的區(qū)域12的面積小，將這個(gè)更小區(qū)域的面積與預(yù)定的定位面積進(jìn)行比較，如果仍然比預(yù)定的定位面積大，就按照步驟A)中的線圈排序添加位列第4之后的圓周，形成的重疊區(qū)域面積小于4個(gè)圓相互重疊區(qū)域13的面積，直至達(dá)到預(yù)定的定位面積要求。
[0034]如圖5所示是定位方法的流程圖，下面結(jié)合流程圖詳細(xì)描述這種定位方法的步驟:
[0035]A):初步確定能量接收器2所處的范圍
[0036]將供電單元I線圈陣列中的供電線圈3按照在線圈陣列中的坐標(biāo)進(jìn)行編號(hào)。
[0037]檢測(cè)每個(gè)供電線圈3中的電流值，按照供電線圈電流值的大小將供電線圈2進(jìn)行降序排列。
[0038]由線圈排序中位列第I的供電線圈A4的位置初步確定能量接收器2所處的范圍，即把電流值最大的供電線圈A 4所處的位置當(dāng)作能量接收器2所在的范圍；
[0039]B):進(jìn)一步確定能量接收器2所處的區(qū)域
[0040]由步驟A)線圈排序中位列第1、2、3的供電線圈A 4、供電線圈B 5、供電線圈6的電流值ia、ib、i。，依據(jù)1-r函數(shù)關(guān)系可以分別得到的3個(gè)圓周半徑的半徑ra 8、半徑rb 9、
半徑r。10。
[0041]分別以供電線圈A 4、供電線圈B 5、供電線圈6的中心為圓心，以半徑ra8、半徑rb9、半徑r。10為半徑可以畫(huà)出3個(gè)圓周。3個(gè)圓周交于同一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)的位置就是能量接收器2的位置。
[0042]通常3個(gè)圓周不會(huì)相交于同一個(gè)點(diǎn)，會(huì)有相互重疊的區(qū)域。把3個(gè)圓周相互重疊的區(qū)域12當(dāng)作能量接收器2所處的區(qū)域。
[0043]C):縮小能量接收器2的所處的區(qū)域面積直至滿足預(yù)定定位面積的要求
[0044]如果3個(gè)圓周相互重疊的區(qū)域12的面積比預(yù)定的定位面積小，可以由供電線圈D7的電流值id由1-r函數(shù)關(guān)系得到供電線圈D 7與能量接收器2的半徑rd 11，然后以供電線圈D 7的中心為圓心以半徑rd 11畫(huà)出第4個(gè)圓。4個(gè)圓相互重疊的區(qū)域13的面積會(huì)比3個(gè)圓周相互重疊的區(qū)域12的面積小，將這個(gè)更小區(qū)域的面積與預(yù)定的定位面積進(jìn)行比較，如果仍然比預(yù)定的定位面積大，就按照步驟A)線圈排序添加位列第4之后的圓周，形成的重疊區(qū)域面積小于4個(gè)圓相互重疊區(qū)域13的面積，直至達(dá)到預(yù)定的定位面積要求。
[0045]D):得到能量接收器2所處的位置
[0046]步驟C)中直至滿足預(yù)定的定位面積要求用到的圓相互重疊的區(qū)域就是能量接收器2的所處的位置，這個(gè)位置信息將為優(yōu)化能量傳輸?shù)男Ч峁┮罁?jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于多供電線圈下無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的自動(dòng)定位方法，該方法是在無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行，無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)中包括供電單元(I)與手機(jī)、平板電腦支持無(wú)線充電的能量接收器(2)，供電單元(I)是由多個(gè)供電線圈(3)排列組成的線圈陣列，無(wú)線能量傳輸時(shí)由電流傳感器檢測(cè)各個(gè)供電線圈(3)中的電流值，該方法包括以下步驟: A):初步確定能量接收器(2)所處的范圍 將供電單元(I)線圈陣列中的供電線圈(3)按照在線圈陣列中的坐標(biāo)進(jìn)行編號(hào)； 按照供電線圈電流值的大小將供電線圈(2)進(jìn)行降序排列，由位列第I的供電線圈A⑷的位置初步確定能量接收器(2)所處的范圍，把位列第I的供電線圈A(4)即電流值最大的供電線圈A(4)在線圈陣列中的坐標(biāo)，作為能量接收器(2)所在的位置坐標(biāo)； B):進(jìn)一步確定能量接收器(2)所處的區(qū)域 由單個(gè)供電線圈⑶的電流值i與能量接收器⑵距各個(gè)供電線圈⑶距離r的1-r函數(shù)關(guān)系得到能量接收器(2)所在的圓周，圓周以供電線圈(3)中心為圓心，以由1-r函數(shù)關(guān)系得到的距離r為半徑，能量接收器(2)就位于圓周上； 根據(jù)步驟A)線圈排序中位列第1、2、3的供電線圈A(4)、供電線圈B(5)、供電線圈C(6)的3個(gè)電流值ia、ib、i。，由1-r函數(shù)關(guān)系能夠分別得到的3個(gè)圓周的半徑ra⑶、半徑rb (9)、半徑rJlO)，分別以供電線圈A(4)、供電線圈B(5)、供電線圈C(6)的中心為圓心，以半徑畫(huà)出3個(gè)圓周，如果3個(gè)圓周交于同一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)的位置就是能量接收器(2)的位置； 如果3個(gè)圓周不相交于同一個(gè)點(diǎn)，形成相互重疊的區(qū)域，3個(gè)圓周相互重疊的區(qū)域(12)就是能量接收器(2)所處的區(qū)域； C):縮小能量接收器(2)的所處的區(qū)域面積直至滿足預(yù)定定位面積的要求 若3個(gè)圓周相互重疊的區(qū)域(12)的面積小于預(yù)定的定位面積，則由供電線圈D(7)的電流值i _r函數(shù)關(guān)系得到供電線圈D(7)與能量接收器(2)的距離rd(ll)，然后以供電線圈D(7)的中心為圓心以半徑rd(ll)畫(huà)出第4個(gè)圓，半徑分別為ra(8)、半徑rb(9)、半徑I^(1)Agrd(Il)的4個(gè)圓相互重疊的區(qū)域(13)的面積小于步驟B)中由3個(gè)圓相互重疊的區(qū)域(12)的面積，將這個(gè)區(qū)域(13)的面積與預(yù)定的定位面積進(jìn)行比較，如果仍然比預(yù)定的定位面積大，就按照步驟A)中的線圈排序，依據(jù)步驟B)中的方法添加位列第4之后的圓周，形成的重疊區(qū)域面積小于4個(gè)圓相互重疊區(qū)域(13)的面積，直至達(dá)到預(yù)定的定位面積要求； D):得到能量接收器(2)所處的位置 步驟C)中直至滿足預(yù)定的定位面積要求用到的圓相互重疊的區(qū)域就是能量接收器(2)的所處的位置，這個(gè)位置信息將為優(yōu)化能量傳輸?shù)男Ч峁┮罁?jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多供電線圈下無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的自動(dòng)定位方法，其特征是:步驟B)中，單個(gè)供電線圈(3)電流值i與能量接收器(2)距線圈距離r的1-r函數(shù)關(guān)系是單調(diào)的函數(shù)關(guān)系，即由一個(gè)電流值i只能得到一個(gè)距離r。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多供電線圈下無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的自動(dòng)定位方法，其特征是:步驟D)中，根據(jù)權(quán)利2中1- r的函數(shù)關(guān)系，改變供電線圈(3)與能量接收器(2)之間的距離r，能夠改變供電線圈電流i。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于多供電線圈下無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)的自動(dòng)定位方法，該方法步驟是初步確定能量接收器所處的范圍；進(jìn)一步確定能量接收器所處的區(qū)域；縮小能量接收器的所處的區(qū)域面積直至滿足預(yù)定定位面積的要求；直至滿足預(yù)定的定位面積要求用到的圓相互重疊的區(qū)域就是能量接收器的所處的位置，這個(gè)位置信息將為優(yōu)化能量傳輸?shù)男Ч峁┮罁?jù)。本方法的效果是用于無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)不需要增加額外的設(shè)備與通信協(xié)議，不會(huì)受到無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)中高頻電磁場(chǎng)的干擾，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性與成本，能夠方便可靠地自動(dòng)為WPT系統(tǒng)獲得能量接收器的位置信息，為改變供電線圈與能量接收器之間相對(duì)位置以優(yōu)化能量傳輸?shù)男Ч峁┮罁?jù)。
【IPC分類】H02J17-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104779715
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510133019
【發(fā)明人】張鎮(zhèn), 劉陽(yáng), 王江, 鄧斌, 魏熙樂(lè), 于海濤
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年3月25日