(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気バスバッテリー交換ステーションにおいて、
放電されたバッテリーを除去し、充電されたバッテリーを提供するために電気バス上部のバッテリー交換口と接続可能なように突出形成されたバッテリー交換部を含む交換ステーション本体；
放電されたバッテリーの交換のために前記交換ステーション本体に向かって進入する電気バスのイメージを撮像するイメージ撮像部；
前記電気バスが前記バッテリー交換部の下部に整合的に位置するために必要な進入過程情報を貯蔵する進入過程貯蔵部；
前記イメージ撮像部で撮像したイメージ上において獲得した前記進入する電気バスの進入状態を前記進入過程貯蔵部に貯蔵された前記進入過程情報と比較して前記電気バスの進入状態が前記進入過程情報に対応するように補正するための進入情報を算出する進入情報算出部；及び
前記進入情報算出部で算出された進入情報を前記電気バスに提供する進入情報提供部、
を含むことを特徴とする、電気バスバッテリー交換ステーション。
【請求項２】
前記進入過程情報は進入経路、進入位置、進入方向及び区間別速度のうち少なくとも１つを含む情報であることを特徴とする、請求項１に記載の電気バスバッテリー交換ステーション。
【請求項３】
前記進入する電気バスがバッテリー交換のための予約がされているか否かを確認する予約確認部を更に含み、
前記イメージ撮像部は前記予約確認部で予約があるものと確認された前記電気バスに対してイメージを撮像することを特徴とする、請求項１に記載の電気バスバッテリー交換ステーション。
【請求項４】
前記交換ステーション本体には前記バッテリー交換部が複数個設けられ、
前記複数個のバッテリー交換部の中から択一して前記電気バスに割り当てる交換位置割当部を更に含み、
前記進入情報算出部は前記電気バスが割り当てられた前記バッテリー交換部の下部に整合的に位置するための進入情報を算出することを特徴とする、請求項１に記載の電気バスバッテリー交換ステーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気バスバッテリー交換ステーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気バスは電気エネルギーを動力源として運行されるバスであって、電気バスは化石燃料を用いる既存のバスと比較するとき、有害ガスの排出がない環境に優しい特性を有しておりその研究開発及び商用化が漸次加速化している趨勢である。
【０００３】
例えば、ソウル市は２０１０年に世界で最初に電気バスを開通して運行して以降、２０１４年まで電気バスを拡充して運行する予定にある。
【０００４】
現在運行中の電気バスは一回充電後走行可能距離が長くないため、長距離を走行するためには運行の途中でバッテリーに電気エネルギーを供給する充電ステーションの経由が不可避である。しかし、現在の技術では電気バスバッテリーの充電に約３０分程度かかり乗客に不便を強いるようになるので、充電ステーションを経由しないように路線が短く運行されたり、平地のみ含む路線のみ運行されたりしているのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８０１３５７１号明細書
【特許文献２】米国特許第８１６４３００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の問題を解決するために、本出願人は充電時間が長時間かかる従来のプラグイン方式でなく、放電されたバッテリーを事前に緩衝（充電）させたバッテリーに交換する交換式充電システムを提案したことがある。例えば、現在、韓国特許出願第２０１１−３２０２４号、第２０１１−３４９９４号、第２０１１−５２９１３号等が出願係属中にある。提案された技術によれば路線上に位置するバス停留場で乗客の搭乗のための停車時間内に電気バス上部の交換口を介してバッテリー交換が迅速に行われて待機時間が殆どなく、路線の長さと関係なく配車と運行を円滑に行うことができる。
【０００７】
このように、電気バス上部の交換口を介してバッテリー交換が行われる場合、電気バスが上部のバッテリー交換位置に整合的に位置するか否かが迅速なバッテリー交換の鍵となる。従って、本出願人は路線の運行の妨げとなる別個の設備を設置することなく電気バスがバッテリー交換位置に正確に位置することができるように電気バスの進入を誘導するバッテリー交換ステーションを提案するようになった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、路線の運行の妨げとなる別個の設備なしにバッテリー交換位置に電気バスを正確に移動させてバッテリー交換を迅速に行うための、新規かつ改良された電気バスバッテリー交換ステーションを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電気バスバッテリー交換ステーションにおいて、放電されたバッテリーを除去し、充電されたバッテリーを提供するために電気バス上部のバッテリー交換口と接続可能なように突出形成されたバッテリー交換部を含む交換ステーション本体、放電されたバッテリーの交換のために前記交換ステーション本体に向かって進入する電気バスのイメージを撮像するイメージ撮像部、前記電気バスが前記バッテリー交換部の下部に整合的に位置するために必要な進入過程情報を貯蔵する進入過程貯蔵部、前記イメージ撮像部で撮像したイメージ上において獲得した前記進入する電気バスの進入状態を前記進入過程貯蔵部に貯蔵された前記進入過程情報と比較して前記電気バスの進入状態が前記進入過程情報に対応するように補正するための進入情報を算出する進入情報算出部、及び前記進入情報算出部で算出された進入情報を前記電気バスに提供する進入情報提供部、を含むことを特徴とする、電気バスバッテリー交換ステーションが提供される。
【００１０】
前記進入過程情報は進入経路、進入位置、進入方向及び区間別速度のうち少なくとも１つを含む情報であってもよい。
【００１１】
電気バスバッテリー交換ステーションは、前記進入する電気バスがバッテリー交換のための予約がされているか否かを確認する予約確認部を更に含み、前記イメージ撮像部は前記予約確認部で予約があるものと確認された前記電気バスに対してイメージを撮像してもよい。
【００１２】
前記交換ステーション本体には前記バッテリー交換部が複数個設けられ、前記複数個のバッテリー交換部の中から択一して前記電気バスに割り当てる交換位置割当部を更に含み、前記進入情報算出部は前記電気バスが割り当てられた前記バッテリー交換部の下部に整合的に位置するための進入情報を算出してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明によれば、路線の運行の妨げとなる別個の設備なしにバッテリー交換位置に電気バスを正確に移動させてバッテリー交換を迅速に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例による電気バスバッテリー交換ステーションの概略的な構成図である。
【図２】本発明の実施例による電気バスバッテリー交換ステーションの概略的な構成図である。
【図３】本発明の実施例による電気バスバッテリー交換ステーションの概略的な構成図である。
【図４】本発明の実施例による電気バスバッテリー交換ステーションのブロック図である。
【図５】進入過程貯蔵部に貯蔵される進入過程情報の一例を説明するための図面である。
【図６】進入情報算出部で進入情報を算出する方法を説明するための一例を図式化したものである。
【図７】進入情報算出部で進入情報を算出する方法を説明するための一例を図式化したものである。
【図８】進入情報算出部で進入情報を算出する方法を説明するための一例を図式化したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１６】
図１〜図３は本発明の実施例による電気バスバッテリー交換ステーション（１００）の概略的な構成図であり、図４は本発明の実施例による電気バスバッテリー交換ステーション（１００）のブロック図である。
【００１７】
図１〜図４を参照すると、本発明の実施例による電気バスバッテリー交換ステーション（１００）は交換ステーション本体（１０）、イメージ撮像部（２０）、進入過程貯蔵部（３０）、進入情報算出部（４０）、進入情報提供部（５０）、予約確認部（６０）及び交換位置割当部（７０）を含む。
【００１８】
交換ステーション本体（１０）は電気バスが進入した後、放電されたバッテリーを充電されたバッテリーに交換する作業が実質的に行われる領域の構造体であって、バッテリー交換を提供するバッテリー交換部（１１）を含む。バッテリー交換部（１１）はバッテリーが装着される電気バス上部のバッテリー交換口と接続して放電バッテリーを分離し充電バッテリーへの交換作業を行う。このため、バッテリー交換部（１１）は電気バス上部のバッテリー交換口と接続可能なように突出形成され、バッテリーの着脱のためにバッテリー交換ロボット（未図示）を含んで構成される。一方、バッテリー交換部（１１）が複数個含まれ同時に複数台の電気バスに充電バッテリーを提供して時間節約を図ることができる。
【００１９】
交換ステーション本体（１０）は電気バスの進入及び進出が容易であり、バッテリー交換作業の遂行が可能であればその具体的な構造又は形態に制限されない。本実施例では雨、雪等の悪天候でもバッテリー交換作業を行うのに支障がないように図１〜図４に示すように道路に接して垂直方向に形成される垂直本体と垂直本体の上側で道路側に延長されて形成される水平本体を備えた構造に形成されている。
【００２０】
イメージ撮像部（２０）は放電されたバッテリーの交換のために交換ステーション本体（１０）に向かって進入する電気バスを撮像し、撮像のためにカメラを含む。このとき、イメージ撮像のためのカメラとして多様な種類のカメラが適用され得る。例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳカメラを適用することができる。イメージ撮像部（２０）は電気バスが交換ステーション本体（１０）に進入するとき当該電気バスを撮像してイメージを獲得する。また、カメラは単数であることもあるが、複数のカメラを含んで位置別にカメラが配当され、当該位置を通過する電気バスに対するイメージを撮像するようにすることができる。
【００２１】
イメージ撮像部（２０）で撮像されるイメージは電気バスの進行情報の把握及びバッテリー交換部（１１）下部の整合的な位置に電気バスを誘導するための情報を算出するための基準に用いられる。従って、イメージ撮像部（２０）のカメラは電気バスの進入方向、進入位置等の撮像が可能な所に位置しなければならず、  電気バスのイメージをいろいろな角度及び方向から獲得することができるように撮像角度を変化させることが可能なように形成され得る。
【００２２】
進入過程貯蔵部（３０）は電気バスがバッテリー交換部（１１）の下部に整合的に位置するために必要な進入過程情報を貯蔵する。進入過程情報とは、電気バスがバッテリー交換部（１１）まで到達するための過程において必要な進行情報を言う。
【００２３】
以下では、図５を参照して、進入過程情報について更に詳しく考察することにする。
【００２４】
図５は進入過程貯蔵部（３０）に貯蔵される進入過程情報の一例を説明するための図面である。図５を参照すると、進入過程情報は進入経路、進入位置、進入方向及び区間別速度を含み得る。進入経路（ａ）とは、電気バスの進入が始まる所からバッテリー交換部（１１）下部の整合的位置までの経路であって、進入過程貯蔵部（３０）は電気バスの進入が始まる所に対応してバッテリー交換部（１１）下部の整合的位置まで到達可能なそれぞれの進入経路（ａ）に関する位置情報を貯蔵することができる。
【００２５】
進入位置（ｂ）は進入経路を基準としたとき、電気バスの相対的位置を意味するもので、例えば、進入過程貯蔵部（３０）は進入経路上の中間に電気バスが位置したときの電気バスの位置情報を貯蔵することができる。
【００２６】
また、進入方向（ｃ）は電気バスの進行方向であってバッテリー交換部（１１）に向かって一直線上に進入しているか否か、すなわち車体がそれているか否かに対応する情報であり、区間別速度（ｄ）は進入経路（ａ）をバッテリー交換部（１１）との距離に応じて一定の区間に分けたとき電気バスに勧奨される各区間別速度であって、電気バスがバッテリー交換部（１１）下部の整合的位置に停車するための減速情報を提供することができる。例えば、図５に示すように、バッテリー交換部（１１）との距離が近くなるにつれ区間別速度（ｄ）が漸次減少しなければならない。
【００２７】
一方、交換ステーション本体（１０）に複数個のバッテリー交換部（１１）が含まれる場合、それぞれのバッテリー交換部（１１）による進入過程情報を貯蔵することができる。このとき、複数個のバッテリー交換部（１１）の位置が互いに異なるため、それぞれのバッテリー交換部（１１）の位置に応じて進入過程情報が決定される。
【００２８】
進入情報算出部（４０）はイメージ撮像部（２０）で撮像されたイメージから把握された交換ステーション本体（１０）に進入する電気バスの進入状態を進入過程貯蔵部（３０）に貯蔵された進入過程情報と比較し、進入状態を進入過程情報に対応するように補正するための進入情報を算出する。以下では、図６〜図８を参照して進入情報算出部（４０）の進入情報算出方法を説明することにする。
【００２９】
図６〜図８は進入情報算出部（４０）で進入情報を算出する方法を説明するための一例を図式化したものである。参考として、現在進入状態（黒色図示）との比較のために進入過程貯蔵部（３０）に貯蔵された進入過程情報を赤色で図示した。
【００３０】
図６〜図８を参照すると、進入情報算出部（４０）はイメージ撮像部（２０）で撮像されたイメージに基づいて進入が始まる所を把握し、進入過程貯蔵部（３０）に貯蔵された情報に基づいてこれに対応する進入経路（ａ）を算出する。電気バスがバッテリー交換部（１１）に向かって進行する間、イメージ撮像部（２０）で撮像されたイメージに基づいて順次に電気バスの現在の進入位置（ｂ）、進行方向（ｃ）、区間別速度（ｄ）を進入過程貯蔵部（３０）に貯蔵された情報と比較し、もし互いに一致しなければこれを一致させるための補正情報を算出する。
【００３１】
例えば、進入情報算出部（４０）は進入位置（ｂ）が互いに一致しなければ、右側又は左側にどのくらいずれているか計算し、一致のために電気バスが移動しなければならない距離及び方向情報を算出する。また、進入方向（ｃ）又は区間別速度（ｄ）が一致しなければ、進入情報算出部（４０）はそれぞれ電気バスの車体をそらせなければならない方向及び角度、減速しなければならない速度の大きさを算出するようになる。
【００３２】
さらに図１〜図４を参照すると、進入情報提供部（５０）は進入情報算出部（４０）で算出された進入情報を電気バスに提供して電気バスが算出された進入情報により進行状態を修正できるようにする。このため、進入情報提供部（５０）は無線通信手段を含み、無線通信方式はＣＤＭＡ方式をはじめとした多様な無線通信方式が採用され得る。提供された進入情報は電気バス内部に位置するディスプレイに表示され得る。
【００３３】
一方、本発明の実施例による電気バスバッテリー交換ステーション（１００）は予約確認部（６０）を更に含んで交換ステーション本体（１０）に進入する電気バスがバッテリー交換のための予約があるものと確認された電気バスに対してのみイメージを撮像し、ガイド情報を提供することができる。すなわち、電気バスの進入が感知されると、予約確認部（６０）は電気バスに予約があるか否かを確認する信号を伝送し、電気バスからこれに対する応答を受信する。電気バスから予約があるものと確認された場合にのみイメージ撮像部（２０）及び進入情報算出部（４０）が動作するようにして通信負荷及び電力消耗を減少させることができる。
【００３４】
交換位置割当部（７０）は交換ステーション本体（１０）に複数個のバッテリー交換部（１１）が設けられる場合、この中から択一して電気バスに割り当てる。このため、各バッテリー交換部（１１）の交換作業現況に対する情報を貯蔵しており、これに基づいて待機時間を最少化することができ、相対的に進入が容易なバッテリー交換部（１１）を割り当てることにより電気バスバッテリー交換ステーション（１００）の効率的運用が可能なようにする。また、交換位置割当部（７０）は割り当てられたバッテリー交換部（１１）を変更しなければならない必要性が生じた場合、バッテリー交換部（１１）を再割当して電気バスに提供することもできる。
【００３５】
一方、進入情報算出部（４０）は交換位置割当部（７０）の選択に対応して電気バスに割り当てられたバッテリー交換部（１１）の下部に整合的に位置するための進入情報を算出する。このため、進入情報算出部（４０）は進入過程貯蔵部（３０）に貯蔵された進入過程情報の中から割り当てられたバッテリー交換部（１１）に対応する進入過程情報に基づいて進入情報を算出する。
【００３６】
以上説明したように、本発明によれば、イメージプロセッシングを介してバッテリー交換のために進入する電気バスにバッテリー交換位置に到達するための走行情報を実時間で提供することにより電気バスがバッテリー交換位置に正確に位置するように誘導することが可能である。
【００３７】
なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００３８】
１０  交換ステーション本体
１１  バッテリー交換部
２０  イメージ撮像部
３０  進入過程貯蔵部
４０  進入情報算出部
５０  進入情報提供部
６０  予約確認部
７０  交換位置割当部
１００  電気バスバッテリー交換ステーション
【図１】
0005395220.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005395220.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005395220.tif 000009