JP2009178001A - Power transmission device, power reception device, and energy transmission system - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、電磁波の送信方向の精度を向上させることができる、受電装置及び送電装置、並びにエネルギー伝送システムの提供を目的とする。
【解決手段】電磁波によって路側装置から車両100に向けて無線でエネルギーを伝送するエネルギー伝送システムであって、路側装置から車両100に向けて前記電磁波を偏光させて送信する送電機200と、前記電磁波とその偏光方向の車両100での受信結果に基づいて生成された前記電磁波の送信方向を補正するための補正情報を送信する信号発信機40とを備えることを特徴とする、エネルギー伝送システム。
【選択図】図1An object of the present invention is to provide a power receiving device, a power transmitting device, and an energy transmission system that can improve the accuracy of the transmission direction of electromagnetic waves.
An energy transmission system that wirelessly transmits energy from a roadside device to a vehicle by electromagnetic waves, wherein the power transmission device 200 polarizes and transmits the electromagnetic waves from the roadside device to the vehicle 100, and the electromagnetic waves. And a signal transmitter 40 for transmitting correction information for correcting the transmission direction of the electromagnetic wave generated based on the reception result of the vehicle 100 in the polarization direction.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、電磁波によって移動体に向けて無線でエネルギーを伝送する送電装置、電磁波によって路側装置から無線でエネルギーを受給する移動体に搭載された受電装置、電磁波によって路側装置から移動体に向けて無線でエネルギーを伝送するエネルギー伝送システムに関する。 The present invention relates to a power transmission device that wirelessly transmits energy toward a moving body using electromagnetic waves, a power receiving device that is mounted on a moving body that wirelessly receives energy from roadside devices using electromagnetic waves, and from the roadside devices toward the moving body using electromagnetic waves. The present invention relates to an energy transmission system that transmits energy wirelessly.
近年、電磁波によって路側装置から移動体に向けて無線でエネルギーを伝送するシステムの開発が進んでいる(例えば、特許文献1,2参照)。 In recent years, development of a system that wirelessly transmits energy from a roadside device to a moving body using electromagnetic waves has been progressing (for example, see Patent Documents 1 and 2).
特許文献1には、自車の電力が不足している場合には車両外部から電力の供給を受け、自車の電力に余裕がある場合には電力を車両外部に供給する電力供給システムであって、電磁波を媒介にして電力の送電又は受電を行うことを特徴とする電力供給システムが開示されている。 Patent Document 1 discloses a power supply system that receives power from the outside of the vehicle when the power of the vehicle is insufficient, and supplies the power to the outside of the vehicle when there is a margin in the power of the vehicle. Thus, there is disclosed a power supply system that transmits or receives power through electromagnetic waves.
特許文献2には、受電アンテナを介して受電したマイクロ波により電力の供給を受ける車両搭載の受電装置と、路面側からマイクロ波を照射する送電アンテナを備えた送電装置とを有し、受電装置は、受電アンテナと所定の相対的位置関係を有する基準位置情報と、この基準位置に基づいて定義された受電アンテナの敷設領域情報とを含む情報を送電装置に向けて送出する受電側通信手段を備え、送電装置は、受信した基準位置情報及び敷設領域情報に基づいて照射領域を設定する照射領域設定部と設定した照射領域内の送電アンテナにマイクロ波を照射させる送電制御部とを有する制御手段を備えた、路車間電力供給システムが知られている。
ところで、電磁波によって無線でエネルギーを伝送するシステムでは、受信側に正確にエネルギーを伝送できるように、その送信方向の更なる精度向上が求められている。 By the way, in a system that wirelessly transmits energy using electromagnetic waves, further improvement in accuracy in the transmission direction is required so that energy can be accurately transmitted to the receiving side.
この点、従来技術では、受電側と送電側との間の相対関係に基づいて電磁波の送信を行っていないため(例えば、特許文献2の開示技術では、受電側の基準位置情報のみを基準に照射範囲を設定しているため)、要求される送信方向の精度を満たすことができない場合がある。 In this regard, in the prior art, electromagnetic waves are not transmitted based on the relative relationship between the power receiving side and the power transmitting side (for example, the disclosed technology disclosed in Patent Document 2 uses only the reference position information on the power receiving side as a reference. Because the irradiation range is set), the required accuracy in the transmission direction may not be satisfied.
そこで、本発明は、電磁波の送信方向の精度を向上させることができる、受電装置及び送電装置、並びにエネルギー伝送システムの提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power reception device, a power transmission device, and an energy transmission system that can improve the accuracy of the transmission direction of electromagnetic waves.
上記目的を達成するため、本発明に係る送電装置は、
電磁波によって移動体に向けて無線でエネルギーを伝送する送電装置であって、
前記電磁波を送信する電磁波送信手段と、
前記電磁波の送信方向を特定するための送信条件情報を送信する情報送信手段と、
前記電磁波と前記送信条件情報の前記移動体での受信結果に基づいて生成された前記電磁波の送信方向を補正するための補正情報を受信する補正情報受信手段とを備え、
前記電磁波送信手段は、前記補正情報受信手段によって受信された前記補正情報に基づいて、前記電磁波の送信方向を補正する、ものである。
In order to achieve the above object, a power transmission device according to the present invention includes:
A power transmission device that wirelessly transmits energy toward a moving body by electromagnetic waves,
Electromagnetic wave transmitting means for transmitting the electromagnetic wave;
Information transmitting means for transmitting transmission condition information for specifying the transmission direction of the electromagnetic wave;
Correction information receiving means for receiving correction information for correcting the transmission direction of the electromagnetic wave generated based on the reception result of the electromagnetic wave and the transmission condition information in the moving body,
The electromagnetic wave transmitting unit corrects the transmission direction of the electromagnetic wave based on the correction information received by the correction information receiving unit.
ここで、前記情報送信手段は、前記電磁波の偏光方向の情報を前記送信条件情報として送信するとよく、前記電磁波の偏光方向自体を前記送信条件情報として送信するとさらに好適である。 Here, the information transmission means may transmit information on the polarization direction of the electromagnetic wave as the transmission condition information, and more preferably transmit the polarization direction itself of the electromagnetic wave as the transmission condition information.
また、前記電磁波送信手段は、前記補正情報に基づく前記電磁波の送信方向のずれの大きさに応じて、前記電磁波の強度を変えると好適である。特に、前記電磁波送信手段は、前記送信方向のずれが基準値より小さい場合に比べ前記基準値より大きい場合のほうが強度の小さい電磁波を送信するとよい。更には、前記送信方向のずれが前記基準値より大きい場合に送信される前記電磁波の強度は、人体や他機器に対する影響度に基づいて、決定されるとよい。 Further, it is preferable that the electromagnetic wave transmission means changes the intensity of the electromagnetic wave according to the magnitude of the shift in the transmission direction of the electromagnetic wave based on the correction information. In particular, the electromagnetic wave transmitting means may transmit an electromagnetic wave having a smaller intensity when the transmission direction deviation is larger than the reference value than when the transmission direction deviation is smaller than the reference value. Furthermore, the intensity of the electromagnetic wave transmitted when the deviation in the transmission direction is larger than the reference value may be determined based on the degree of influence on the human body and other devices.
また、上記目的を達成するため、本発明に係る受電装置は、
電磁波によって路側装置から無線でエネルギーを受給する移動体に搭載された受電装置であって、
前記電磁波を受信する電磁波受信手段と、
前記電磁波の送信方向を特定するための送信条件情報を取得する情報取得手段と、
前記電磁波の受信結果と前記送信条件情報の取得結果に基づいて、前記電磁波の送信方向を補正するための補正情報を生成する補正情報生成手段と、
前記補正情報生成手段によって生成された補正情報を前記路側装置に送信する補正情報送信手段とを備える、ものである。
In order to achieve the above object, a power receiving device according to the present invention includes:
A power receiving device mounted on a moving body that receives energy wirelessly from a roadside device by electromagnetic waves,
Electromagnetic wave receiving means for receiving the electromagnetic wave;
Information acquisition means for acquiring transmission condition information for specifying the transmission direction of the electromagnetic wave;
Correction information generating means for generating correction information for correcting the transmission direction of the electromagnetic wave based on the reception result of the electromagnetic wave and the acquisition result of the transmission condition information;
And correction information transmitting means for transmitting the correction information generated by the correction information generating means to the roadside device.
ここで、前記情報取得手段は、前記電磁波の偏光方向の情報を前記送信条件情報として取得するとよく、前記電磁波の偏光方向自体を前記送信条件情報として取得するとさらに好適である。 Here, the information acquisition means may acquire information on the polarization direction of the electromagnetic wave as the transmission condition information, and more preferably acquire the polarization direction itself of the electromagnetic wave as the transmission condition information.
また、前記電磁波受信手段として、前記電磁波を受電する受電素子と、前記電磁波を2つの方向成分に分けて検出するセンサとを備えると好ましい。また、前記センサが前記受電素子の配置領域を囲うように複数配置されるとよい。 Preferably, the electromagnetic wave receiving means includes a power receiving element that receives the electromagnetic wave and a sensor that detects the electromagnetic wave by dividing it into two directional components. A plurality of the sensors may be arranged so as to surround the arrangement area of the power receiving elements.
また、前記補正情報生成手段は、前記電磁波の送信方向のずれに関する情報を前記補正情報として生成すると好適である。また、前記補正情報生成手段は、前記路側装置側から見た前記ずれに関する情報を生成するとよい。 Further, it is preferable that the correction information generation unit generates information regarding a shift in the transmission direction of the electromagnetic wave as the correction information. In addition, the correction information generation unit may generate information regarding the deviation viewed from the roadside device side.
また、上記目的を達成するため、本発明に係るエネルギー伝送システムは、
電磁波によって路側装置から移動体に向けて無線でエネルギーを伝送するエネルギー伝送システムであって、
前記路側装置から前記移動体に向けて、前記電磁波を送信する電磁波送信手段と、
前記前記電磁波の送信方向を特定するための送信条件情報を取得する情報取得手段と、
前記電磁波の前記移動体での受信結果と前記送信条件情報の取得結果に基づいて、前記電磁波の送信方向を補正するための補正情報を生成する補正情報生成手段と、
前記移動体から前記路側装置に向けて、前記補正情報生成手段によって生成された補正情報を送信する補正情報送信手段とを備える、ものである。
In order to achieve the above object, an energy transmission system according to the present invention includes:
An energy transmission system that wirelessly transmits energy from a roadside device to a moving body by electromagnetic waves,
Electromagnetic wave transmitting means for transmitting the electromagnetic wave from the roadside device toward the moving body;
Information acquisition means for acquiring transmission condition information for specifying a transmission direction of the electromagnetic wave;
Correction information generating means for generating correction information for correcting the transmission direction of the electromagnetic wave based on the reception result of the electromagnetic wave at the moving body and the acquisition result of the transmission condition information;
Correction information transmitting means for transmitting the correction information generated by the correction information generating means from the moving body toward the roadside device.
本発明によれば、電磁波の送信方向の精度を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the precision of the transmission direction of electromagnetic waves can be improved.
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。本発明に係るエネルギー伝送システムとは、マイクロ波等の電磁波(エネルギービーム)を移動体に向けて無配線で送信することによってエネルギーを移動体に伝送するシステムである。図1は、本発明に係るエネルギー伝送システムの実施形態を示す図である。電磁波送信手段である送電機200が移動体である車両100の右斜め後方から電磁波を送信している状態が図示されている。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The energy transmission system according to the present invention is a system that transmits energy to a moving body by transmitting an electromagnetic wave (energy beam) such as a microwave toward the moving body without wiring. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an energy transmission system according to the present invention. The state in which the power transmitter 200 as the electromagnetic wave transmitting means transmits electromagnetic waves from the diagonally right rear of the vehicle 100 as the moving body is illustrated.
車両100は、受電素子30を備える受電機50を電磁波受信手段として搭載する。受電素子30は、送電機200が送信したマイクロ波を受信し、受信したマイクロ波を電気エネルギーに変換し、マイクロ波のエネルギーを直流電流に整流変換する素子である。レクテナとも呼ばれる。変換された電気エネルギーは、バッテリやキャパシタなどの車載の蓄電装置に充電され、車両100に搭載される各電気負荷の電力供給源となる。受電素子30は、車両100の上方からのマイクロ波を受信しやすいように、例えば、車両100のルーフ等の車体上面に配置される。 The vehicle 100 includes a power receiving device 50 including the power receiving element 30 as an electromagnetic wave receiving unit. The power receiving element 30 is an element that receives the microwave transmitted from the power transmitter 200, converts the received microwave into electric energy, and rectifies and converts the microwave energy into a direct current. Also called rectenna. The converted electric energy is charged in an on-vehicle power storage device such as a battery or a capacitor, and becomes a power supply source for each electric load mounted on the vehicle 100. The power receiving element 30 is disposed, for example, on the upper surface of a vehicle body such as a roof of the vehicle 100 so as to easily receive microwaves from above the vehicle 100.
図2は、受電機50の構成を示した図である。図2は、複数の受電素子30が車両100のルーフに取り付けられた場合の受電機50を車両100の上方から見た図である。受電機50は、信号発信機40と、複数の受電素子30と、複数の偏光センサ60とを備える。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the electric receiver 50. FIG. 2 is a view of the power receiving device 50 when the plurality of power receiving elements 30 are attached to the roof of the vehicle 100 as viewed from above the vehicle 100. The power receiver 50 includes a signal transmitter 40, a plurality of power receiving elements 30, and a plurality of polarization sensors 60.
信号発信機40は、送電機200に対して通信信号を送信する。信号発信機40は、受電素子30及び偏光センサ60と離れて車両100に搭載されてよい。図1,2では、送電機200に対して通信信号を送信しやすいように、車両100の後部に取り付けた一例を示している。 The signal transmitter 40 transmits a communication signal to the power transmitter 200. The signal transmitter 40 may be mounted on the vehicle 100 apart from the power receiving element 30 and the polarization sensor 60. In FIGS. 1 and 2, an example in which the communication signal is attached to the rear portion of the vehicle 100 so as to easily transmit a communication signal to the power transmitter 200 is illustrated.
また、受電機50は、平面上に配置された複数の受電素子30と、それらの受電素子30を取り囲むように配置された複数の偏光センサ60とを備える。受電素子30と偏光センサ60は、路面に対して略平行な面に配置される。図2では、四角形の領域内に受電素子30が複数配置され、マイクロ波が受電素子30の配置領域からずれて照射されることを防ぐために、その四角形の各辺の外側に偏光センサ60が各辺に沿って複数配置されている。マイクロ波が受電素子30の配置領域からずれると偏光センサ60に当たるため、それによる偏光センサ60の出力の変化に基づいて、マイクロ波が当該配置領域からずれているか否かを判断することが可能となる。その判断は、例えば、車載のマイクロコンピュータ等の演算装置によって行われるとよい。 The power receiving machine 50 includes a plurality of power receiving elements 30 disposed on a plane and a plurality of polarization sensors 60 disposed so as to surround the power receiving elements 30. The power receiving element 30 and the polarization sensor 60 are disposed on a plane substantially parallel to the road surface. In FIG. 2, a plurality of power receiving elements 30 are arranged in a rectangular area, and in order to prevent the microwaves from being shifted from the arrangement area of the power receiving elements 30, the polarization sensor 60 is provided outside each side of the square. A plurality are arranged along the side. When the microwave deviates from the arrangement region of the power receiving element 30, it hits the polarization sensor 60. Therefore, based on the change in the output of the polarization sensor 60, it is possible to determine whether the microwave deviates from the arrangement region. Become. The determination may be performed by an arithmetic device such as an in-vehicle microcomputer.
図3は、偏光センサ60の構成を示した図である。偏光センサ60は、路面に対して略平行な面上の第1の方向成分の電磁波強度を検出する第1の偏光センサ61と、その平行面上で第1の方向に直角な第2の方向成分の電磁波強度を検出する第2の偏光センサ62とを備える。例えば、第1の偏光センサ61は、第1の方向を車両の車幅方向とする横偏光センサであり、第2の偏光センサ62は、第2の方向を車両の前後方向とする縦偏光センサである。 FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the polarization sensor 60. The polarization sensor 60 includes a first polarization sensor 61 that detects the electromagnetic wave intensity of a first direction component on a plane substantially parallel to the road surface, and a second direction that is perpendicular to the first direction on the parallel plane. A second polarization sensor 62 that detects the electromagnetic wave intensity of the component. For example, the first polarization sensor 61 is a lateral polarization sensor having the first direction as the vehicle width direction of the vehicle, and the second polarization sensor 62 is a vertical polarization sensor having the second direction as the vehicle front-rear direction. It is.
一方、車両100に向けてマイクロ波を送信する送電機200は、マイクロ波送信アンテナとマイクロ波生成器(不図示)を備える。マイクロ波送信アンテナは、マイクロ波生成器が生成したマイクロ波を車両100に向けて送信可能なアンテナである。マイクロ波送信アンテナは、車両100の上方からマイクロ波を送信できるように地面から所定の高さ(例えば、地面から10m)の位置に設置される。例えば、マイクロ波送信アンテナは、家屋やビル等の建物、高架、電柱、塔、信号機などの地上設備に取付けられたり、飛行機、人工衛星、宇宙ステーションなどに取り付けられたりする。マイクロ波生成器は、直流または交流の電力をマイクロ波に変換して生成する。マイクロ波生成器の具体例として、電子レンジにも使用されるマグネトロンが挙げられる。 On the other hand, the power transmitter 200 that transmits a microwave toward the vehicle 100 includes a microwave transmission antenna and a microwave generator (not shown). The microwave transmission antenna is an antenna that can transmit the microwave generated by the microwave generator toward the vehicle 100. The microwave transmission antenna is installed at a predetermined height from the ground (for example, 10 m from the ground) so that microwaves can be transmitted from above the vehicle 100. For example, the microwave transmission antenna is attached to a ground facility such as a building such as a house or a building, an overhead, a power pole, a tower, or a traffic light, or is attached to an airplane, an artificial satellite, a space station, or the like. The microwave generator generates direct-current or alternating-current power by converting it into microwaves. A specific example of the microwave generator is a magnetron that is also used in a microwave oven.
送電機200は、マイクロ波を所定の偏光方向に偏光する偏光手段を備える。すなわち、送電機200は、マイクロ波を偏光させて送信する。送電機200は、例えば、図1に示されるように、偏光子によって、路面に対して垂直方向に偏光したビーム、すなわち路面に対して垂直方向成分のみを持った直線偏光を送信する。 The power transmission device 200 includes a polarization unit that polarizes the microwave in a predetermined polarization direction. That is, the power transmitter 200 transmits the polarized microwave. For example, as illustrated in FIG. 1, the power transmitter 200 transmits a beam polarized in a direction perpendicular to the road surface by a polarizer, that is, linearly polarized light having only a component in the vertical direction with respect to the road surface.
ところで、マイクロ波などの電磁波によるエネルギー伝送は空間を介して無配線で行われるため、電磁波の受信側の受信部分にその電磁波を精度良く送信できなければ、車両100に対するエネルギー伝送を確実に行うことができなくなる。また、電磁波が精度良く送信できなければ、車両100以外の人や物などの本来電磁波を照射すべきでない対象物に電磁波が当たってしまうおそれがある。そこで、送電機200から伝送されるビームの送信方向の精度を向上すべく、図1に示される本発明に係るエネルギー伝送システムの実施形態は、以下のような特徴を有している。 By the way, energy transmission by electromagnetic waves such as microwaves is performed without wiring through the space. Therefore, if the electromagnetic waves cannot be accurately transmitted to the reception part on the reception side of the electromagnetic waves, the energy transmission to the vehicle 100 is surely performed. Can not be. In addition, if electromagnetic waves cannot be transmitted with high accuracy, there is a risk that the electromagnetic waves may hit objects that should not be irradiated with electromagnetic waves, such as people or objects other than the vehicle 100. Therefore, in order to improve the accuracy of the transmission direction of the beam transmitted from the power transmitter 200, the embodiment of the energy transmission system according to the present invention shown in FIG. 1 has the following characteristics.
[ビーム方向の演算]
例として、ビームが車両100の後方から送信される図4の状況を考える。例えば、送電機200は、受電機50(移動体100)の基準方向(例えば、前方方向)とビームの送信方向との角度関係(例えば、ビーム角度φ)を特定するためのリファレンス情報(送信条件情報)を送信する送信手段を有し、受電機50はそのリファレンス情報を受信する受信手段を有している。本実施例では、リファレンス情報の送信手段と電磁波の送信手段を兼用して効率化を図るために、リファレンス情報を電磁波自体に含ませている。すなわち、ビームそのものの偏光方向をリファレンス情報としている。ビームの偏光は、各偏光センサ60上では図5の矢印方向に進行する。車両100の基準方向と偏光とがなす角度をφとした場合、各偏光センサ60の出力について、
縦偏光センサの出力Sxn=Sn・cosφ・・・(1)
横偏光センサの出力Syn=Sn・sinφ・・・(2)
となる。ここで、Snは各偏光センサ60に当たっているビームの強度で、nは偏光センサ60のそれぞれに付与された通し番号である。各偏光センサ60についてのビーム角度φの推定値φnは、
φn=tan−1(Syn/Sxn)・・・(3)
に従って演算可能である。
[Calculation of beam direction]
As an example, consider the situation of FIG. 4 where the beam is transmitted from behind the vehicle 100. For example, the power transmission device 200 uses the reference information (transmission condition) for specifying the angular relationship (for example, the beam angle φ) between the reference direction (for example, the forward direction) of the power receiver 50 (the moving body 100) and the transmission direction of the beam. Information), and the receiving device 50 has receiving means for receiving the reference information. In this embodiment, the reference information is included in the electromagnetic wave itself in order to improve efficiency by using both the reference information transmitting means and the electromagnetic wave transmitting means. That is, the polarization direction of the beam itself is used as reference information. The polarization of the beam proceeds in the direction of the arrow in FIG. 5 on each polarization sensor 60. When the angle between the reference direction of the vehicle 100 and the polarized light is φ, the output of each polarization sensor 60 is
Output of vertical polarization sensor Sxn = Sn · cosφ (1)
Output of horizontal polarization sensor Syn = Sn · sinφ (2)
It becomes. Here, Sn is the intensity of the beam hitting each polarization sensor 60, and n is a serial number assigned to each polarization sensor 60. The estimated value φn of the beam angle φ for each polarization sensor 60 is
φn = tan −1 (Syn / Sxn) (3)
Can be calculated according to
理論的には、推定値φnは各nの値において同じ値をとるはずだが、様々な誤差によって多少ばらつくので、φnの平均値をとることによって、φの値を十分な精度で推定することができる。なお、この演算では、ビーム角度がφの場合の方向からのビームであるのかビーム角度が(φ+180)の場合の方向からのビームであるのかの判別がつかないが、適切な方向特定手段を用いて、ビームの送信元が存在する方向をはじめビーム角度φの値を特定することが可能である。 Theoretically, the estimated value φn should have the same value for each value of n, but varies somewhat due to various errors. Therefore, by taking the average value of φn, the value of φ can be estimated with sufficient accuracy. it can. In this calculation, it is impossible to determine whether the beam is from the direction when the beam angle is φ or from the direction when the beam angle is (φ + 180), but an appropriate direction specifying unit is used. Thus, it is possible to specify the value of the beam angle φ including the direction in which the beam transmission source exists.
例えば、ビームの送信方向に発光する発光手段を送電機200に備えるとともに、所定の方向領域毎に受光手段を受電機50や車両100などの受電側に備えることによって、各受光手段の受光結果に基づいて、ビーム角度がφか(φ+180)かのいずれかに特定することができる。 For example, the power transmitter 200 includes a light emitting unit that emits light in the beam transmission direction, and a light receiving unit is provided on the power receiving side of the power receiver 50, the vehicle 100, or the like for each predetermined direction area. Based on this, the beam angle can be specified as either φ or (φ + 180).
また、方位磁石により得られる方位情報に基づいて、ビーム角度φの値を特定することができる。例えば、送電機200に搭載された方位磁石によりビームの送信方向を示す方位情報を検出し、その検出された方位情報が車両100に送信される。一方、車両100に搭載された方位磁石により車両100の基準方向を示す方位情報を検出し、その検出された方位情報を送電機200から送信された方位情報と比較することによって、ビーム角度φの値を特定することができる。 Further, the value of the beam angle φ can be specified based on the azimuth information obtained by the azimuth magnet. For example, azimuth information indicating the transmission direction of the beam is detected by a azimuth magnet mounted on the power transmitter 200, and the detected azimuth information is transmitted to the vehicle 100. On the other hand, by detecting the azimuth information indicating the reference direction of the vehicle 100 with the azimuth magnet mounted on the vehicle 100, and comparing the detected azimuth information with the azimuth information transmitted from the power transmitter 200, the beam angle φ The value can be specified.
また、GPS装置により得られる位置情報(座標情報)に基づいて、ビーム角度φの値を特定することができる。例えば、送電機200に搭載されたGPS装置により送電機200の位置情報を検出し、その検出された位置情報が車両100に送信される。一方、車両100に搭載されたGPS装置により車両100の位置情報を検出し、その検出された位置情報を送電機200から送信された位置情報と比較することによって、ビーム角度φの値を特定することができる。 Further, the value of the beam angle φ can be specified based on position information (coordinate information) obtained by the GPS device. For example, position information of the power transmitter 200 is detected by a GPS device mounted on the power transmitter 200, and the detected position information is transmitted to the vehicle 100. On the other hand, the position information of the vehicle 100 is detected by the GPS device mounted on the vehicle 100, and the value of the beam angle φ is specified by comparing the detected position information with the position information transmitted from the power transmitter 200. be able to.
また、カメラ等により得られる画像認識情報に基づいて、ビーム角度φの値を特定することができる。例えば、車両100に搭載されたカメラによって送電機200のマイクロ波送信アンテナや送電面の傾きの画像認識結果を取得することによって、ビームの送信方向を推定する。車両100の基準位置情報とその推定されたビームの送信方向とに基づいて、ビーム角度φの値を特定してもよい。また、送電機200に搭載されたカメラ等により得られる画像認識情報に基づいて、ビームの送信方向を推定してもよい。この場合、画像認識情報又はその画像認識情報に基づき得られるビームの送信方向の推定情報が車両100に送信されるとよい。 Further, the value of the beam angle φ can be specified based on image recognition information obtained by a camera or the like. For example, the beam transmission direction is estimated by acquiring the image recognition result of the microwave transmission antenna of the power transmission device 200 and the inclination of the power transmission surface with a camera mounted on the vehicle 100. The value of the beam angle φ may be specified based on the reference position information of the vehicle 100 and the estimated beam transmission direction. Further, the beam transmission direction may be estimated based on image recognition information obtained by a camera or the like mounted on the power transmission device 200. In this case, it is preferable that the image recognition information or the estimation information of the beam transmission direction obtained based on the image recognition information is transmitted to the vehicle 100.
[ビームずれの演算]
例として、図6の状況を考える。偏光センサ60は、1〜28の28個のセンサから構成される(n=1〜28)。送電機200から送信されるビームは、受電素子30の配置領域(四角形の領域)内に収束するように照射制御される。図6は、ビームの目標照射領域である受電素子30の配置領域からずれた照射領域Aに、ビームが照射されている状況を示している。すなわち、センサ10〜20にビームが当たっており、センサ1〜9及び21〜28にビームは当たっていない。
[Calculation of beam deviation]
As an example, consider the situation of FIG. The polarization sensor 60 includes 28 sensors 1 to 28 (n = 1 to 28). Irradiation control is performed so that the beam transmitted from the power transmitter 200 converges in the arrangement area (rectangular area) of the power receiving element 30. FIG. 6 shows a situation in which the beam is irradiated to the irradiation area A that is shifted from the arrangement area of the power receiving element 30 that is the target irradiation area of the beam. That is, the beams are hitting the sensors 10-20, and the beams are not hitting the sensors 1-9 and 21-28.
図6において、車両の前後方向の基準線Yと車両の車幅方向の基準線Xとの交点を原点Oとする。基準線Yは偏光センサの数が車両の車幅方向で等分されるように設けられ、基準線Xは偏光センサの数が車両の前後方向で等分されるように設けられる。また、各センサの位置と原点Oとを結ぶ各センサの位置方向と基準線Yの前方方向とのなす反時計回りの角度を位置角θnと定義する(センサ2の位置角は、θ2と表すことができる)。位置角θnは、設計上、既知の値である。 In FIG. 6, an intersection point between a reference line Y in the front-rear direction of the vehicle and a reference line X in the vehicle width direction of the vehicle is defined as an origin O. The reference line Y is provided so that the number of polarization sensors is equally divided in the vehicle width direction of the vehicle, and the reference line X is provided so that the number of polarization sensors is equally divided in the vehicle front-rear direction. Further, a counterclockwise angle formed by the position direction of each sensor connecting the position of each sensor and the origin O and the forward direction of the reference line Y is defined as a position angle θn (the position angle of the sensor 2 is θ 2 Can be represented). The position angle θn is a known value in design.
各センサの出力絶対値Snは、式(1)(2)に基づいて、
Sn=√(Sxn2+Syn2)・・・(4)
に従って算出することができる。
The output absolute value Sn of each sensor is based on the equations (1) and (2),
Sn = √ (Sxn 2 + Syn 2 ) (4)
Can be calculated according to
いま、各センサをθnが0°以上180°以下のセンサ群と180°以上360°以下のセンサ群に分ける。例えば、図6の28個のセンサを右半分と左半分に分けるとするならば、センサ1〜11及び26〜28を第1のセンサ群に属するものとし、センサ12〜25を第2のセンサ群に属するものとする。そして、それぞれのセンサ群における出力平均Sm1,Sm2及び位置角θnの重み平均Θ1,Θ2、並びに全センサの出力の総和の平均値Sm及び分布ΔS2は、
Sm1=ΣSn2/N1・・・(5)
Sm2=ΣSn2/N2・・・(6)
Sm=(Sm1+Sm2)/2・・・(7)
ΔS2=Σ(Sn2−Sm)2・・・(8)
Θ1=Σ{θn・Sn2}/(Sm1・N1)・・・(9)
Θ2=Σ{θn・Sn2}/(Sm2・N2)・・・(10)
に従って算出することができる。ここで、総和Σは各群に属するnの値で行う。また、N1,N2はそれぞれの群に属するセンサの数で、図6の場合、共に14である。
Now, each sensor is divided into a sensor group having θn of 0 ° to 180 ° and a sensor group of 180 ° to 360 °. For example, if the 28 sensors in FIG. 6 are divided into a right half and a left half, the sensors 1 to 11 and 26 to 28 belong to the first sensor group, and the sensors 12 to 25 are the second sensors. It belongs to the group. The output averages Sm 1 and Sm 2 and the weighted averages Θ 1 and Θ 2 of the position angle θn in each sensor group, and the average value Sm and the distribution ΔS 2 of the total output of all the sensors are as follows:
Sm 1 = ΣSn 2 / N 1 (5)
Sm 2 = ΣSn 2 / N 2 (6)
Sm = (Sm 1 + Sm 2 ) / 2 (7)
ΔS 2 = Σ (Sn 2 −Sm) 2 (8)
Θ 1 = Σ {θn · Sn 2 } / (Sm 1 · N 1 ) (9)
Θ 2 = Σ {θn · Sn 2 } / (Sm 2 · N 2 ) (10)
Can be calculated according to Here, the sum Σ is performed with the value of n belonging to each group. N 1 and N 2 are the number of sensors belonging to each group, and in the case of FIG.
すなわち、式(5)の総和Σは、第1のセンサ群に属する14個のセンサ(1〜11及び26〜28)についての総和であり、式(6)の総和Σは、第2のセンサ群に属する14個のセンサ(12〜25)についての総和である。 In other words, the sum Σ in Expression (5) is the sum for the 14 sensors (1 to 11 and 26 to 28) belonging to the first sensor group, and the sum Σ in Expression (6) is the second sensor. It is the sum total of 14 sensors (12 to 25) belonging to the group.
また、式(7)のSmは、受電素子30の配置領域(目標照射領域)からはみ出たビームの強度(ビーム量)を表す(ビームの照射が目標照射領域に収まれば、Smはほぼ零となる)。 In addition, Sm in Expression (7) represents the intensity (beam amount) of the beam that protrudes from the arrangement region (target irradiation region) of the power receiving element 30 (Sm is almost zero if the beam irradiation falls within the target irradiation region). Become).
式(8)のΔS2は、各センサの出力Snと全センサの出力の平均値Smとの差の2乗をn=1〜28について総和したものである。例えば、すべてのセンサが同じ出力値を出していたとするとΔS2は零になるが、図6のようにビームがずれていると各センサの出力値が変化するためΔS2は大きくなる。すなわち、ΔS2は、ビームのずれを表す指標であり、ΔS2が所定値以下であればビームは受電素子30の配置領域に収まっていると考えることができる。また、ΔS2が小さいにもかかわらずSmが大きければ、送電機200に何らかの異常(例えば、ビームを受電素子30の配置領域に収束させる送電機200のビーム収束機能の故障)が起こってビームが拡散していると考えられる。すなわち、ビームの送信方向のずれは生じていないにもかかわらずビームの照射面積が広がることによって、Smの値が大きくなっていることを示す。 ΔS 2 in equation (8) is the sum of the squares of the difference between the output Sn of each sensor and the average value Sm of the outputs of all sensors for n = 1 to 28. For example, if all the sensors output the same output value, ΔS 2 becomes zero, but if the beam is shifted as shown in FIG. 6, ΔS 2 increases because the output value of each sensor changes. That is, ΔS 2 is an index representing the beam shift. If ΔS 2 is equal to or less than a predetermined value, it can be considered that the beam is within the arrangement region of the power receiving element 30. If Sm is large even though ΔS 2 is small, some abnormality (for example, failure of the beam convergence function of the power transmitter 200 that converges the beam to the arrangement region of the power receiving element 30) occurs in the power transmitter 200, and the beam It is thought that it is spreading. In other words, it indicates that the value of Sm is increased by increasing the irradiation area of the beam even though there is no deviation in the beam transmission direction.
式(9),(10)は、Snで重みを付けた、位置角θnの重み平均を表す。ビームの照射領域の中心Cに近いほどセンサの出力値は大きくなるため、ビームがずれて照射されている方向に存在するセンサほどその出力値は大きくなると考えられる。したがって、式(9)(10)のように、センサの出力Snとそのセンサの位置角θnとの乗算値をセンサ群に含まれる全センサについて加算した総和値の平均をとることによって、出力値の大きいセンサの位置角θnが大きく反映された値(すなわち、Θ1,Θ2)が得られる。 Equations (9) and (10) represent the weighted average of the position angle θn weighted with Sn. Since the output value of the sensor increases as it is closer to the center C of the irradiation region of the beam, the output value is considered to increase as the sensor exists in the direction in which the beam is shifted and irradiated. Therefore, as shown in equations (9) and (10), the output value is obtained by taking the average of the total sum obtained by adding the product of the sensor output Sn and the position angle θn of the sensor for all the sensors included in the sensor group. A value (that is, Θ 1 , Θ 2 ) in which the position angle θn of a sensor having a large value is greatly reflected is obtained.
その結果、ビームのずれている方向を示す角度Θ(推定値)は、センサの平均値Smで重み付けする以下の演算処理で算出(推定)することが可能である。Θは、例えば、ビームの照射領域の中心Cと原点Oとを結ぶ方向と基準線Yの前方方向とのなす反時計回りの角度である。 As a result, the angle Θ (estimated value) indicating the direction in which the beam is displaced can be calculated (estimated) by the following calculation process weighted by the average value Sm of the sensor. Θ is, for example, a counterclockwise angle formed by the direction connecting the center C of the beam irradiation region and the origin O and the forward direction of the reference line Y.
Θ1が90°以上でΘ2が270°以下の場合(ビームが図6上で下半分側にずれたと推定可能な場合)、
Θ=(Sm1・Θ1+Sm2・Θ2)/2Sm・・・(11)
Θ1が90°以下でΘ2が270°以上の場合(ビームが図6上で上半分側にずれたと推定可能な場合)、
Θ=(Sm1・Θ1+Sm2・(Θ2−360°))/2Sm・・・(12)
上記以外の場合、
Sm1>Sm2のときは Θ=Θ1・・・(13a)
Sm1<Sm2のときは Θ=Θ2・・・(13b)
とする。
When Θ 1 is 90 ° or more and Θ 2 is 270 ° or less (when it can be estimated that the beam has shifted to the lower half side in FIG. 6),
Θ = (Sm 1 · Θ 1 + Sm 2 · Θ 2 ) / 2Sm (11)
When Θ 1 is 90 ° or less and Θ 2 is 270 ° or more (when it can be estimated that the beam is shifted to the upper half side in FIG. 6),
Θ = (Sm 1 · Θ 1 + Sm 2 · (Θ 2 -360 °)) / 2Sm (12)
Otherwise,
When Sm 1 > Sm 2 Θ = Θ 1 (13a)
When Sm 1 <Sm 2 Θ = Θ 2 (13b)
And
図6に例示した場合であれば、図の右下側にずれて照射されているので、式(11)に従って、Θ1に比べΘ2のほうが強く反映された値(すなわち、Θ)が算出され得る。一方、ビームが図の上側にずれて照射されている場合、式(11)のままでは、Θ1とΘ2を単純に加算してその平均値をとることによってビームの方向Θを推定する式(11)のままでは、ビームのずれ方向についての正しい演算結果が得られない。そこで、ビームが図の上側にずれて照射されている場合には、Θ2から360°を予め減算して平均値Smで重み付けを行った式(12)に従って、ビームの方向Θを推定すればよい。式(13a)(13b)は、ビームが図6上で上下方向にはずれずに完全に右側又は左側にずれているような状況では、演算誤差等の影響によって、式(11)又は(12)のいずれかの演算式を選択するための選択条件に当てはまらない場合も考えられ得るために、規定されている。 In the case illustrated in FIG. 6, since irradiation is performed by shifting to the lower right side of the drawing, a value (that is, Θ) in which Θ 2 is more strongly reflected than Θ 1 is calculated according to Equation (11). Can be done. On the other hand, when the beam is irradiated with being shifted to the upper side in the figure, the equation for estimating the beam direction Θ by simply adding Θ 1 and Θ 2 and taking the average value with the equation (11) as it is. With (11) as it is, a correct calculation result for the beam shift direction cannot be obtained. Therefore, when the beam is irradiated with being shifted to the upper side in the figure, if the beam direction Θ is estimated according to the equation (12) obtained by subtracting 360 ° from Θ 2 in advance and weighting with the average value Sm, Good. Expressions (13a) and (13b) can be expressed by Expressions (11) or (12) due to the influence of a calculation error or the like in a situation where the beam is not shifted vertically in FIG. This is specified because it may be considered that the selection condition for selecting any one of the following formulas is not satisfied.
ここで、Θは、車両100の基準方向(基準線Yを基準とする方向)を基準としてみた場合のビームのずれの方向であり、送電機200側からみたずれの方向とは異なる。そこで、送電機200側からみたずれの方向の推定値Θ’は、
Θ’=Θ−φ・・・(14)
によって補正することができる。
Here, Θ is the direction of beam deviation when viewed from the reference direction of vehicle 100 (direction with reference line Y as a reference), and is different from the direction of deviation seen from the power transmitter 200 side. Therefore, the estimated value Θ ′ of the direction of deviation from the power transmitter 200 side is
Θ ′ = Θ−φ (14)
Can be corrected.
上述のビームずれの演算は、受電機50に内蔵のマイクロコンピュータ等の演算装置によって演算される。受電機50は、信号発信機40を介して、ビームずれの演算結果の情報Θ’,Sm,ΔS2をビームの送信方向を補正するための補正情報として送電機200に向けて送信する。 The above-described beam shift calculation is performed by a calculation device such as a microcomputer built in the receiver 50. The electric receiver 50 transmits the information Θ ′, Sm, ΔS 2 of the beam deviation calculation result to the power transmitter 200 as correction information for correcting the beam transmission direction via the signal transmitter 40.
信号発信機40は、例えば、光通信に係る通信光を発光する発光手段でもよく、可視光や赤外線等に相当する光を信号波として発光してもよい。この場合、信号発信機40は、発光ダイオードや半導体レーザーなどの発光素子によって形成される。信号発信機40は、エンコーダの駆動によって通信光(信号波)を点滅させる。信号発信機40は、受電機50の演算装置からの制御指令に従って、通信相手に伝達すべき情報に応じた通信光を発光する。その演算装置は、所定の光通信フォーマットに従い、通信相手に伝達すべき情報に、その情報の送信元を特定するための送信元IDや送信先を特定するための送信先IDなどを付与して、エンコード処理を行って、信号発信機40を発光させる。 The signal transmitter 40 may be, for example, a light emitting unit that emits communication light related to optical communication, or may emit light corresponding to visible light, infrared light, or the like as a signal wave. In this case, the signal transmitter 40 is formed by a light emitting element such as a light emitting diode or a semiconductor laser. The signal transmitter 40 blinks communication light (signal wave) by driving the encoder. The signal transmitter 40 emits communication light corresponding to information to be transmitted to the communication partner in accordance with a control command from the arithmetic unit of the power receiving device 50. According to a predetermined optical communication format, the arithmetic device assigns information to be transmitted to the communication partner with a transmission source ID for specifying the transmission source of the information and a transmission destination ID for specifying the transmission destination. Then, the encoding process is performed to make the signal transmitter 40 emit light.
[送電機50の動作]
送電機200は、信号受信機70を介して、信号発信機40の発信情報を受信する。送電機50は、その受信情報Θ’,Sm,ΔS2に基づいて、ビームの送信方向を修正する。
[Operation of power transmitter 50]
The power transmitter 200 receives the transmission information of the signal transmitter 40 via the signal receiver 70. The power transmitter 50 corrects the beam transmission direction based on the reception information Θ ′, Sm, ΔS 2 .
ところで、Θ’は受電機50を垂直に見下ろした面(路面に対して平行な平行面)内でのビームのずれの方向を示しているが、その平行面と送電機200のビームの送信方向との間には角度Ωが実際には存在するため(図7参照)、推定値Θ’は送電機200からみたビームのずれの方向Θ’’との間にずれがある(図8参照)。図6の場合、図8に示されるように、受電機50から見るとビームは右下に大きくずれているが、送電機200から見ると右へのずれは同じままであるが下方向のずれは小さい。したがって、送電機200は、そのずれを補正するため、Θ’とΩに基づいて、送電機200からみたビームのずれの方向Θ’’を
Θ’’=tan−1(sinΘ’/(cosΘ’cosΩ))・・・(15)
に従って、演算することができる。角度Ωは、ビームの送信方向を制御するために必要な情報のため、送電機200にとって既知の値である(送電機200は、角度センサの出力に基づいて、角度Ωを認識可能である)。式(15)の演算は、送電機200に内蔵のマイクロコンピュータ等の演算装置によって行われる。送電機200は、式(15)に基づいて演算されたΘ’’に従って、ビームの送信方向を調整する。
By the way, Θ 'indicates the direction of beam deviation in a plane (parallel plane parallel to the road surface) when the power receiving device 50 is looked down vertically, but the parallel plane and the transmission direction of the beam of the power transmitter 200 are shown. Is actually present (see FIG. 7), the estimated value Θ ′ is deviated from the beam deviation direction Θ ″ as seen from the transmitter 200 (see FIG. 8). . In the case of FIG. 6, as shown in FIG. 8, the beam is greatly shifted to the lower right when viewed from the power receiver 50, but the shift to the right remains the same when viewed from the power transmitter 200, but is shifted downward. Is small. Therefore, in order to correct the deviation, the transmitter 200 changes the beam deviation direction Θ ″ viewed from the transmitter 200 to Θ ″ = tan −1 (sinΘ ′ / (cosΘ ′ cosΩ)) ... (15)
According to the calculation. Since the angle Ω is information necessary for controlling the beam transmission direction, the angle Ω is a known value for the power transmitter 200 (the power transmitter 200 can recognize the angle Ω based on the output of the angle sensor). . The calculation of Expression (15) is performed by an arithmetic device such as a microcomputer built in the power transmitter 200. The power transmitter 200 adjusts the beam transmission direction according to Θ ″ calculated based on the equation (15).
送電機200は、ビームのずれの大きさに応じて、送信ビームの強度を変化させる。例えば、送電機200は、ビームのずれが大きいほど送信ビームの強度を小さくする。これによって、ビームがずれることによって車両100以外の人や物にビームが当たったとしても、ビームが当たることによる人や物への影響を抑えることができる。また、送電機200は、例えば、強度の弱いビームから送信し始め、ビームのずれが所定値以内になってからビームの強度を上げ、その後ビームのずれが所定値を超えた場合にはビームの強度を下げてもよい。 The power transmitter 200 changes the intensity of the transmission beam according to the magnitude of the beam shift. For example, the power transmitter 200 decreases the intensity of the transmission beam as the beam deviation increases. Thereby, even if the beam hits a person or an object other than the vehicle 100 due to the beam being deviated, the influence on the person or the object due to the beam hitting can be suppressed. Further, for example, the power transmitter 200 starts transmission from a beam having a low intensity, increases the beam intensity after the beam deviation falls within a predetermined value, and when the beam deviation exceeds a predetermined value after that, The strength may be lowered.
ここで、一般にビームの出力は微妙に定常的に変化するためにビームの照射領域のずれが同じであってもΔS2は送電機200のビームの送信出力Seに比例するため、ビームのずれの大きさに応じて送信ビームの強度を変化させる場合では、ΔS2と送電機200のビームの送信出力Seの2乗「Se2」との比に基づいて、ビームのずれの度合いを推定することができる。なお、受電機50のばらつきやビームの収束状況の影響を受けるためΔS2とSe2との関係は完全な比例関係ではないものの、ビームのずれの度合いは、当該比に基づいて簡易的に推定され得る。 Here, since the beam output generally changes slightly and steadily, ΔS 2 is proportional to the beam transmission output Se of the power transmission device 200 even if the beam irradiation region shift is the same. In the case of changing the intensity of the transmission beam according to the size, the degree of beam deviation is estimated based on the ratio of ΔS 2 and the square “Se 2 ” of the beam transmission output Se of the power transmitter 200. Can do. Although the relationship between ΔS 2 and Se 2 is not completely proportional because of the influence of variations in the receiver 50 and the beam convergence state, the degree of beam deviation is simply estimated based on the ratio. Can be done.
送電機200は、ビームの方向をゆっくりと修正する。ビーム方向を変化させる速度は、予め決められた係数でもってΔS2/Se2に比例した値とするとよい。すなわち、送電機200は、ビームが小さくずれている場合は大きくずれている場合に比べその送信方向の変化速度が遅くなるように制御し、ビームが大きくずれている場合は小さくずれている場合に比べその送信方向の変化速度が速くなるように制御する。目標とする送信方向に対してオーバーシュートする度合いを抑えることができる。 The power transmitter 200 slowly corrects the beam direction. The speed for changing the beam direction may be a value proportional to ΔS 2 / Se 2 with a predetermined coefficient. That is, the power transmission device 200 controls the transmission direction so that the rate of change in the transmission direction is slower when the beam is slightly deviated than when the beam is largely deviated. In comparison, control is performed so that the changing speed of the transmission direction becomes faster. The degree of overshooting with respect to the target transmission direction can be suppressed.
また、送信機200は、ΔS2やSmの値によってビームが目標照射領域外にどれだけ照射されているのかを把握することが可能であるため、ΔS2/Se2とSm/Se2の値が予め決められた所定値以下になるように出力を調整する。これにより、車両100周囲の人や物にビームが当たってもその影響を抑えることができる。また、ΔS2/Se2とSm/Se2の値が共に基準値ΔS2 0,Sm0以下になった場合にはビームの送信出力をゆっくり増加させ、基準値ΔS2 0,Sm0のいずれかが超えた場合には直ちに送信出力を減少させる。基準値ΔS2 0,Sm0は、シミュレーションや法規情報等によって決定され、車両100以外の人や電子機器などの電磁波の照射が不要の対象物に害のない予め決められた値である。このように照射制御することによって、目標照射領域からはみ出たビームの量を小さく抑えつつ可能な限りのエネルギーを伝送することができる。 Further, since the transmitter 200 can grasp how much the beam is irradiated outside the target irradiation area based on the values of ΔS 2 and Sm, the values of ΔS 2 / Se 2 and Sm / Se 2 can be obtained. The output is adjusted so that is less than or equal to a predetermined value. Thereby, even if a beam hits a person or an object around the vehicle 100, the influence can be suppressed. Further, when both the values of ΔS 2 / Se 2 and Sm / Se 2 are equal to or smaller than the reference values ΔS 2 0 and Sm 0 , the beam transmission output is slowly increased, and any of the reference values ΔS 2 0 and Sm 0 is obtained. If that exceeds, the transmission output is immediately reduced. The reference values ΔS 2 0 and Sm 0 are determined by simulation, legal information, and the like, and are predetermined values that are not harmful to objects that do not require irradiation of electromagnetic waves such as people other than the vehicle 100 and electronic devices. By controlling the irradiation in this way, it is possible to transmit as much energy as possible while keeping the amount of the beam protruding from the target irradiation region small.
なお、ΔS2/Se2の値が小さいにもかかわらず、Sm/Se2の値が大きいということは、前述したように、ビームが拡散していることを示しており、送電機200に何らかの異常が起きてビームが拡散しているか、あるいは送受電機間の距離が遠すぎてビームが絞れる限界を超えていることが考えられる。送受電機間の距離を計測する距離計測手段を設けることによって、ビームの拡散が検出されても送受電機間の距離が近ければ、送電機200自体に何らかの異常が発生したと特定することができる。また、送電機200の故障を警報する警報手段を設けることによって、送電機200の故障が発生しても、その故障に対する何らかの対処を早急に実行することができる。 In addition, although the value of ΔS 2 / Se 2 is small, the fact that the value of Sm / Se 2 is large indicates that the beam is diffused as described above. It is conceivable that an abnormality has occurred and the beam is diffused, or that the distance between the transmitting and receiving electric machines is too far beyond the limit for narrowing the beam. By providing the distance measuring means for measuring the distance between the transmitter and the receiver, even if the beam diffusion is detected, if the distance between the transmitter and the receiver is close, it can be determined that some abnormality has occurred in the transmitter 200 itself. In addition, by providing an alarm unit that warns of a failure of the power transmission device 200, even if a failure of the power transmission device 200 occurs, some measures against the failure can be immediately executed.
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.
例えば、上述の実施例のように電磁波を偏光することによって電磁波の送信条件情報をその電磁波自体に含めて送信してもよいが、送信条件情報(例えば、電磁波の偏光方向の情報、方位情報、位置情報、画像認識情報)を電磁波自体に含めずに無線信号を送信する信号送信機によって送信してもよい。また、送信条件情報が送電機側から受電機側に送信されなくても、受電機側は送電機を受電機側から撮影した画像情報に基づいてマイクロ波の送信方向の情報を取得することができる。 For example, the transmission condition information of the electromagnetic wave may be included in the electromagnetic wave itself and transmitted by polarizing the electromagnetic wave as in the above-described embodiment, but the transmission condition information (for example, information on the polarization direction of the electromagnetic wave, direction information, (Position information, image recognition information) may be transmitted by a signal transmitter that transmits a wireless signal without including the electromagnetic wave itself. Further, even if the transmission condition information is not transmitted from the power transmitter side to the power receiver side, the power receiver side may acquire information on the transmission direction of the microwave based on image information obtained by photographing the power transmitter from the power receiver side. it can.
また、例えば、エネルギー伝送の対象となる移動体の具体例として「車両」を挙げて本発明の実施形態を説明したが、本発明に係るエネルギー伝送システムが対象とする移動体は、飛行機、船舶、ロボットなどでもよい。 In addition, for example, the embodiment of the present invention has been described with reference to a “vehicle” as a specific example of a mobile object that is an object of energy transmission. However, the mobile object that is an object of the energy transmission system according to the present invention is an airplane or a ship. Or a robot.
また、エネルギーを伝送する電磁波の具体例として「マイクロ波」を挙げて本発明の実施形態を説明したが、本発明に係るエネルギー伝送システムにおいてエネルギー伝送に用いられ電磁波は、効率や信号波との干渉などを考慮の上、赤外線等の他の周波数帯の電磁波でもよい。 In addition, although the embodiment of the present invention has been described with reference to “microwave” as a specific example of the electromagnetic wave that transmits energy, the electromagnetic wave used for energy transmission in the energy transmission system according to the present invention has an efficiency and a signal wave. In consideration of interference and the like, electromagnetic waves in other frequency bands such as infrared rays may be used.
1〜28 偏光センサ
30 受電素子
40 信号発信機
50 受電機
60 偏光センサ
61 横偏光センサ
62 縦偏光センサ
70 信号受信機
100 車両
200 送電機
1 to 28 Polarization sensor 30 Power receiving element 40 Signal transmitter 50 Power receiving device 60 Polarization sensor 61 Horizontal polarization sensor 62 Vertical polarization sensor 70 Signal receiver 100 Vehicle 200 Power transmission
Claims (16)
前記電磁波を送信する電磁波送信手段と、
前記電磁波の送信方向を特定するための送信条件情報を送信する情報送信手段と、
前記電磁波と前記送信条件情報の前記移動体での受信結果に基づいて生成された前記電磁波の送信方向を補正するための補正情報を受信する補正情報受信手段とを備え、
前記電磁波送信手段は、前記補正情報受信手段によって受信された前記補正情報に基づいて、前記電磁波の送信方向を補正する、送電装置。 A power transmission device that wirelessly transmits energy toward a moving body by electromagnetic waves,
Electromagnetic wave transmitting means for transmitting the electromagnetic wave;
Information transmitting means for transmitting transmission condition information for specifying the transmission direction of the electromagnetic wave;
Correction information receiving means for receiving correction information for correcting the transmission direction of the electromagnetic wave generated based on the reception result of the electromagnetic wave and the transmission condition information in the moving body,
The electromagnetic wave transmission unit corrects the transmission direction of the electromagnetic wave based on the correction information received by the correction information reception unit.
前記電磁波を受信する電磁波受信手段と、
前記電磁波の送信方向を特定するための送信条件情報を取得する情報取得手段と、
前記電磁波の受信結果と前記送信条件情報の取得結果に基づいて、前記電磁波の送信方向を補正するための補正情報を生成する補正情報生成手段と、
前記補正情報生成手段によって生成された補正情報を前記路側装置に送信する補正情報送信手段とを備える、受電装置。 A power receiving device mounted on a moving body that receives energy wirelessly from a roadside device by electromagnetic waves,
Electromagnetic wave receiving means for receiving the electromagnetic wave;
Information acquisition means for acquiring transmission condition information for specifying the transmission direction of the electromagnetic wave;
Correction information generating means for generating correction information for correcting the transmission direction of the electromagnetic wave based on the reception result of the electromagnetic wave and the acquisition result of the transmission condition information;
A power receiving device, comprising: correction information transmitting means for transmitting the correction information generated by the correction information generating means to the roadside device.
前記電磁波を受電する受電素子と、
前記電磁波を2つの方向成分に分けて検出するセンサとを備える、請求項7から9のいずれか一項に記載の受電装置。 As the electromagnetic wave receiving means,
A power receiving element for receiving the electromagnetic wave;
The power receiving device according to any one of claims 7 to 9, further comprising a sensor that detects the electromagnetic wave by dividing it into two directional components.
前記路側装置から前記移動体に向けて、前記電磁波を送信する電磁波送信手段と、
前記前記電磁波の送信方向を特定するための送信条件情報を取得する情報取得手段と、
前記電磁波の前記移動体での受信結果と前記送信条件情報の取得結果に基づいて、前記電磁波の送信方向を補正するための補正情報を生成する補正情報生成手段と、
前記移動体から前記路側装置に向けて、前記補正情報生成手段によって生成された補正情報を送信する補正情報送信手段とを備えることを特徴とする、エネルギー伝送システム。 An energy transmission system that wirelessly transmits energy from a roadside device to a moving body by electromagnetic waves,
Electromagnetic wave transmitting means for transmitting the electromagnetic wave from the roadside device toward the moving body;
Information acquisition means for acquiring transmission condition information for specifying a transmission direction of the electromagnetic wave;
Correction information generating means for generating correction information for correcting the transmission direction of the electromagnetic wave based on the reception result of the electromagnetic wave at the moving body and the acquisition result of the transmission condition information;
An energy transmission system comprising: correction information transmission means for transmitting correction information generated by the correction information generation means from the mobile body toward the roadside device.
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