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传统的电动汽车采用有线充电方式,存在占用大量空间、易磨损、容易接触不可靠等问题,无线充电技术出现后受到了很多人的关注,它能够解决有线充电技术中存在的一些问题。无线充电系统的能量发射线圈和接收线圈的位置关系对无线充电系统的能量传输功率和效率有重要影响,研究电动汽车无线充电系统的定位技术,可以引导车主将电动汽车开到无线充电系统的最大传输功率点或最大传输效率点,对推动电动汽车无线充电技术市场化和电动汽车的普及具有重要意义。 本文主要研究电动汽车无线充电系统的定位技术,需要在电动汽车无线充电区域内实现较高精度和实时性的定位效果,针对实际的应用场合和定位需求,设计出了基于RSSI的RFID定位系统,能够在电动汽车停车区域达到较高精度的定位效果,本文所做主要工作如下: 首先总结了当前应用于电动汽车无线充电系统的定位技术的发展现状,结合本课题应用的实际环境对比分析了几种常用的定位技术,研究了RFID定位的基本算法以及算法性能评价指标,对RFID定位的低频和超高频通讯原理进行了研究和分析,根据RFID定位基本原理对低频信号获取RSSI值测距进行了分析,通过对数距离路径损耗模型和试验数据回归模型来对当前应用环境下RSSI值与距离的对应关系进行了研究,并分析了其误差特性。 然后设计了低频125kHz和超高频2.4GHz结合的RFID定位系统。选取并设计合适的硬件设备来精确获取RSSI值,通过在地面和车上设置合适数量的低频激活器、RFID阅读器和标签,在一定区域内对汽车进行精确定位,研究分析了标签布局和激活器天线数目等对定位效果的影响。再对定位系统进行软件设计,研究了低频和超高频通讯协议,设计了滤波和定位算法,并将软件和算法通过编程实现。随后针对计算坐标结果波动的情况研究了利用卡尔曼滤波算法来对定位效果进行改进。 最后,文章对本文设计的定位系统进行了实验验证,利用该实验平台验证分析了标签布置方式和激活器天线的数目对定位性能的影响,分析了标签静止状态下的系统定位误差,结果显示大部分情况下定位误差在0.15m以内。然后将该定位系统装在电动汽车上进行了实验验证,汽车移动过程中定位系统的测试数据均为移动到某个位置后0.5s内所测得的数据,具有较高的实时性。实验结果显示,定位x坐标和y坐标精度基本在0.2m以内,但受干扰的影响波动较大,采用卡尔曼滤波改进算法后,定位结果具有较好的平滑度,并且能把定位结果的x坐标和y坐标精度提高到0.05m以内,改进系统的定位精度有了较大的提升,并且兼顾有较好的实时性。