CN113629890A - 异物检测方法、装置和无线充电系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种异物检测方法、装置和无线充电系统，其中，异物检测装置包括线圈阵列和异物检测电路，线圈阵列包括至少一个线圈组，每个线圈组中包括四个位置互为对称的检测线圈。异物检测电路可以获取各检测线圈产生的感应信号；然后根据在第一时间段获取的每个线圈组的感应信号确定每个线圈组的异常值阈值，再基于各异常值阈值和各线圈组的感应信号，检测是否存在异物；并可以在确定无异物的情况下，根据每个线圈组的感应信号确定各自的信号阈值；然后根据各线圈组的信号阈值和在第二时间段获取的各线圈组的感应信号，检测是否存在异物。本申请提供的技术方案可以提高无线充电的安全性。

Description

异物检测方法、装置和无线充电系统
技术领域
本申请涉及无线电能传输技术领域，尤其涉及一种异物检测方法、装置和无线充电系统。
背景技术
随着现代社会能源短缺和环境污染问题的加剧，电动汽车作为新能源汽车一经推出便受到了各界的广泛关注。电动汽车以车载电源为动力，其充电方法通常包括接触式充电和无线充电。其中，无线充电与接触式充电相比，具有使用方便、无火花及触电危险、无机械磨损、便于实现无人自动充电和移动式充电等优点，将可能成为未来电动汽车充电的主流方式。
无线电能传输(wireless power transmission，WPT)系统主要包括：与供电电源连接的功率发射装置和与负载连接的功率接收装置，功率发射装置中的发射线圈可以与功率接收装置中的接收线圈通过电磁感应来传递能量。发射线圈与接收线圈之间有空气间隙，因而可能会进入异物；其中，当发射线圈与接收线圈之间存在金属异物时，由于涡流效应，金属异物会发热，这样就可能发生自燃或燃烧其他物品等安全性问题，因此，为了保证安全性，有必要进行异物检测。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种异物检测方法、装置和无线充电系统，用于提高无线充电的安全性。
为了实现上述目的，第一方面，本申请实施例提供一种异物检测方法，应用于异物检测装置中的异物检测电路，所述异物检测装置应用于无线充电系统，所述异物检测装置还包括线圈阵列，所述线圈阵列包括至少一个线圈组，每个所述线圈组包括四个卷绕成矩形的检测线圈，所述线圈阵列中的所述检测线圈排列成行数和列数均为偶数的矩阵，所述线圈阵列中位置互为对称的四个所述检测线圈位于同一所述线圈组中，每个所述检测线圈均与所述异物检测电路电连接；
所述方法包括：
获取各所述线圈组中每个所述检测线圈产生的感应信号；
根据在第一时间段内获取的每个所述线圈组的感应信号确定每个所述线圈组的异常值阈值，所述第一时间段为获取所述感应信号后的预设时间段；
根据各所述线圈组的异常值阈值和感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物。
本实施例提供的异物检测方法，在无线充电系统中设置异物检测装置，在开始充电后，获取各检测线圈产生的感应信号；然后根据在第一时间段内获取的每个线圈组的感应信号确定每个线圈组的异常值阈值，第一时间段为开始获取感应信号后的预设时间段；再根据各线圈组的异常值阈值和感应信号，检测线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物，这样在检测到异物的情况下就可以及时排除异物，从而可以提高无线充电的安全性和充电效率。
并且，该技术方案基于获取的感应信号来动态确定异常值阈值，根据该异常值阈值进行异物检测，这样可以实现将固有误差(例如功率调整、混凝土层、保护壳等干扰因素引起的误差)融合进异常值阈值内，从而可以提高异物检测的抗干扰能力和环境自适应性。
另外，该技术方案利用检测线圈的对称性，以线圈组为单位进行异物检测，这样可以降低算法复杂度。
在第一方面的一种可能的实施方式中，所述根据在第一时间段内获取的每个所述线圈组的感应信号确定每个所述线圈组的异常值阈值，包括：
根据在所述第一时间段获取的每个所述线圈组的感应信号的信号值，通过四分位距法确定每个所述线圈组的异常值阈值。
上述实施方式中，采用四分位距法进行异常值阈值的确定，可以降低算法复杂度，并可以提高异常值阈值的准确度。
在第一方面的一种可能的实施方式中，所述线圈组包括多组，所述根据各所述线圈组的异常值阈值和感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物，包括：
对于每个所述线圈组，根据所述线圈组的异常值阈值确定所述线圈组的感应信号中是否存在异常值；
若各所述线圈组的感应信号中均有所述异常值或均无所述异常值，则确定所述线圈阵列所对应的检测区域无异物；
若各所述线圈组中至少一个所述线圈组的感应信号存在异常值，且至少一个所述线圈组的感应信号无异常值，则确定所述线圈阵列所对应的检测区域存在异物。
在发生环境异常时，比如充电初期阶段，充电功率发生波动，会对线圈阵列所在磁场产生影响，上述实施方式中，在进行异物检测时考虑环境异常情况，在各线圈组的感应信号中均有异常值时，认为是发生了环境异常，而不是有异物，即线圈阵列所对应的检测区域无异物，这样确定的异物检测结果更加准确。
在第一方面的一种可能的实施方式中，所述异常值阈值包括第一阈值和大于所述第一阈值的第二阈值，所述根据所述线圈组的异常值阈值确定所述线圈组的感应信号中是否存在异常值，包括：
判断所述线圈组的感应信号中是否存在小于所述第一阈值或大于所述第二阈值的信号值；
若所述线圈组的感应信号中存在小于所述第一阈值或大于所述第二阈值的信号值，则确定所述线圈组的感应信号中存在所述异常值；
若所述线圈组的感应信号中不存在小于所述第一阈值或大于所述第二阈值的信号值，则确定所述线圈组的感应信号中不存在所述异常值。
上述实施方式中，基于第一阈值和第二阈值进行异常值的判断，算法复杂度低。
在第一方面的一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
若所述线圈阵列所对应的检测区域无异物，对于每个所述线圈组，根据在所述第一时间段获取的所述线圈组的感应信号确定所述线圈组的信号阈值；
对于所述第一时间段之后的至少一个第二时间段，根据各所述线圈组的信号阈值和在所述第二时间段内获取的各所述线圈组的感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物。
上述实施方式中，在确定无异物的情况下，基于第一时间段获取的感应信号来确定信号阈值，后续根据该信号阈值进行异物检测，这样可以提高处理速度。
在第一方面的一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
若确定在所述第二时间段中所述线圈阵列所对应的检测区域不存在异物，则根据在所述第二时间段获取的每个所述线圈组的感应信号确定每个所述线圈组的信号阈值。
上述实施方式中，在确定出信号阈值后，在后续的检测过程中，可以对信号阈值进行更新，这样可以进一步提高异物检测的环境自适应性。
在第一方面的一种可能的实施方式中，若所述线圈阵列所对应的检测区域无异物，且各所述线圈组的感应信号中均无异常值，根据在所述第一时间段获取的每个所述线圈组的所述感应信号确定每个所述线圈组的信号阈值。这样确定出的信号阈值更加准确，从而可以提高后续异物检测结果的准确性。
在第一方面的一种可能的实施方式中，获取的所述线圈组的感应信号的信号值包括多种，每种所述信号值均具有对应的信号阈值。
上述实施方式中，对于每个线圈组，获取多种感应信号的信号值，基于多种信号值进行异物检测，这样可以提升异物检测结果的准确性。
在第一方面的一种可能的实施方式中，获取的所述线圈组的感应信号的信号值包括：所述线圈组中每个所述检测线圈的幅值和所述线圈组中各所述检测线圈之间的相位差；所述线圈组的信号阈值包括幅值阈值和相位差阈值。
检测线圈的感应信号的幅值和相位能够较明显的反映出感应信号的变化情况，上述实施方式中，采用检测线圈的感应信号的幅值和相位差进行异物检测，可以提高检测灵敏度，而且也可以便于信号获取。
在第一方面的一种可能的实施方式中，所述根据在所述第一时间段获取的所述线圈组的感应信号确定所述线圈组的信号阈值，包括：
根据在所述第一时间段获取的所述线圈组的感应信号，采用均值法确定所述线圈组的信号阈值。
上述实施方式中，各种信号值的信号阈值采用均值法确定，算法复杂度低。
在第一方面的一种可能的实施方式中，所述线圈组包括多组，所述根据各所述线圈组的信号阈值和在所述第二时间段内获取的各所述线圈组的感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物，包括：
对于每个所述线圈组，根据所述线圈组的信号阈值和在所述第二时间段获取的所述线圈组的感应信号，确定所述线圈组的感应信号是否存在异常值；
若各所述线圈组的感应信号均无异常值或均存在异常值，则确定所述线圈阵列所对应的检测区域无异物；
若各所述线圈组中至少一个所述线圈组的感应信号存在异常值，且至少一个所述线圈组的感应信号无异常值，则确定所述线圈阵列所对应的检测区域存在异物。
在发生环境异常时，比如停车偏移或充电功率发生变化等，会对线圈阵列所在磁场产生影响，上述实施方式中，在进行异物检测时考虑环境异常情况，在各线圈组的感应信号中均有异常值时，认为是发生了环境异常，而不是有异物，即线圈阵列所对应的检测区域无异物，这样确定的异物检测结果更加准确。
在第一方面的一种可能的实施方式中，所述根据所述线圈组的信号阈值和在所述第二时间段获取的所述线圈组的感应信号，确定所述线圈组的感应信号是否存在异常值，包括：
对于所述线圈组中的每个所述检测线圈，确定在所述第二时间段获取的所述检测线圈的感应信号的信号值的平均值与所述线圈组的信号阈值之差的绝对值；
若所述线圈组中每个所述检测线圈对应的绝对值均小于或等于预设值，则确定所述线圈组的感应信号不存在异常值；
若所述线圈组中至少一个所述检测线圈对应的绝对值大于所述预设值，则确定所述线圈组的感应信号存在异常值。
上述实施方式中，基于检测线圈的感应信号的信号值的平均值与对应的信号阈值之差的绝对值来进行异常值判断，算法复杂度低，且判断结果的准确度较高。
在第一方面的一种可能的实施方式中，在所述无线充电系统开始传输电能后，所述方法还包括：向各所述检测线圈输出交流激励信号。
上述实施方式中，异物检测电路可以向各检测线圈提供交流激励信号，即采用有激励源式检测，这样可以使各检测线圈的感应信号的强度主要来源于激励源，从而可以降低环境磁场对检测准确性的影响，进而可以提高异物检测的准确性。
在第一方面的一种可能的实施方式中，向各所述线圈组依次输出所述交流激励信号；和/或，向每个所述线圈组中的各所述检测线圈依次输出所述交流激励信号。
上述实施方式中，依次选通各个线圈组中的检测线圈进行感应信号的获取，这样可以节省能耗。
在第一方面的一种可能的实施方式中，所述方法还包括：
在所述无线充电系统开始传输电能前，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物；
在确定所述线圈阵列所对应的检测区域无异物的情况下，控制所述无线充电系统开始传输电能。
上述实施方式中，在充电前也进行异物检测，在确定无异物的情况下再进行充电，这样可以进一步提高无线充电的安全性。
第二方面，本申请实施例提供一种异物检测装置，应用于无线充电系统，所述异物检测装置包括：线圈阵列和异物检测电路；
所述线圈阵列包括至少一个线圈组，每个所述线圈组包括四个卷绕成矩形的检测线圈，所述线圈阵列中的所述检测线圈排列成行数和列数均为偶数的矩阵，所述线圈阵列中位置互为对称的四个所述检测线圈位于同一所述线圈组中，每个所述检测线圈均与所述异物检测电路电连接；
所述异物检测电路用于根据各所述检测线圈产生的感应信号检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物。
本实施例提供的技术方案，在无线充电系统中设置异物检测装置，异物检测装置包括线圈阵列和异物检测电路，其中，异物检测电路可以根据各检测线圈产生的感应信号检测线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物，这样在检测到异物的情况下就可以及时排除异物，从而可以提高无线充电的安全性和充电效率。而且，线圈阵列中包括至少一个线圈组，线圈阵列中位置互为对称的四个检测线圈位于同一线圈组中，这样就可以利用检测线圈的对称性，以线圈组为单位进行异物检测，从而可以降低算法复杂度。
在第二方面的一种可能的实施方式中，所述线圈组包括多组。这样可以提高异物检测的灵敏度。
在第二方面的一种可能的实施方式中，所述异物检测电路中包括用于为所述检测线圈提供交流激励信号的激励源，所述检测线圈与所述激励源一一对应连接。这样可以降低电路对激励源供电性能的要求。
在第二方面的一种可能的实施方式中，所述检测线圈的匝间距沿着从外部向内部中心的方向逐渐增大。
检测线圈靠近边缘的线圈所对应的检测区域较大，异物位于检测线圈边缘区域的概率相对较高，上述实施方式中，检测线圈边缘区域的匝间距大于中间区域的匝间距，这样可以提高检测线圈边缘区域的检测灵敏度，从而提高异物检测效率。另外，检测线圈的边缘区域的线圈对磁场强度的影响大于中间区域的线圈对磁场强度的影响，在检测线圈的边缘区域增加一匝线圈所提升的磁场强度相当于在中间区域增加多匝线圈所提升的磁场强度，而增加线圈匝数会增加检测线圈的阻抗，在提升相同磁场强度的情况下，采用在中间区域增加线圈匝数的方式会带来更高的阻抗，因此，在检测线圈的边缘区域采用较小的匝间距，中间区域采用较大的匝间距，也可以在提升检测线圈的检测灵敏度的同时，降低检测线圈的阻抗，从而降低检测线圈的功耗。
在第二方面的一种可能的实施方式中，所述异物检测电路用于执行上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的方法。
该实施方式的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
第三方面，本申请实施例提供一种无线充电系统，包括：功率发射装置和异物检测装置；
所述异物检测装置包括：线圈阵列和异物检测电路；
所述线圈阵列包括至少一个线圈组，每个所述线圈组包括四个卷绕成矩形的检测线圈，所述线圈阵列中的所述检测线圈排列成行数和列数均为偶数的矩阵，所述线圈阵列中位置互为对称的四个所述检测线圈位于同一所述线圈组中，每个所述检测线圈均与所述异物检测电路电连接；
所述异物检测电路包括：信号获取单元和信号处理单元，所述信号处理单元与信号获取单元电连接，其中：
所述信号获取单元用于在所述信号处理单元的控制下获取各所述线圈组中每个所述检测线圈产生的感应信号；
所述信号处理单元用于：根据在第一时间段内获取的每个所述线圈组的感应信号确定每个所述线圈组的异常值阈值；并根据各所述线圈组的异常值阈值和感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物，所述第一时间段为开始获取所述感应信号后的预设时间段。
在第三方面的一种可能的实施方式中，所述信号处理单元具体用于：
对于每个所述线圈组，根据在所述第一时间段获取的所述线圈组的感应信号的信号值，通过四分位距法确定所述线圈组的异常值阈值。
在第三方面的一种可能的实施方式中，所述线圈组包括多组，所述信号处理单元具体用于：
对于每个所述线圈组，根据所述线圈组的异常值阈值确定所述线圈组的感应信号中是否存在异常值；
若各所述线圈组的感应信号中均有所述异常值或均无所述异常值，则确定所述线圈阵列所对应的检测区域无异物；
若各所述线圈组中至少一个所述线圈组的感应信号存在异常值，且至少一个所述线圈组的感应信号无异常值，则确定所述线圈阵列所对应的检测区域存在异物。
在第三方面的一种可能的实施方式中，所述异常值阈值包括第一阈值和大于所述第一阈值的第二阈值，所述信号处理单元具体用于：
判断所述线圈组的感应信号中是否存在小于所述第一阈值或大于所述第二阈值的信号值；
若所述线圈组的感应信号中存在小于所述第一阈值或大于所述第二阈值的信号值，则确定所述线圈组的感应信号中存在所述异常值；
若所述线圈组的感应信号中不存在小于所述第一阈值或大于所述第二阈值的信号值，则确定所述线圈组的感应信号中不存在所述异常值。
在第三方面的一种可能的实施方式中，所述信号处理单元还用于：
若所述线圈阵列所对应的检测区域无异物，对于每个所述线圈组，根据在所述第一时间段获取的所述线圈组的感应信号确定所述线圈组的信号阈值；
对于所述第一时间段之后的至少一个第二时间段，根据各所述线圈组的信号阈值和在所述第二时间段内获取的各所述线圈组的感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物。
在第三方面的一种可能的实施方式中，所述信号处理单元还用于：
若确定在所述第二时间段中所述线圈阵列所对应的检测区域不存在异物，则根据在所述第二时间段获取的每个所述线圈组的感应信号确定每个所述线圈组的信号阈值。
在第三方面的一种可能的实施方式中，所述信号处理单元具体用于：若所述线圈阵列所对应的检测区域无异物，且各所述线圈组的感应信号中均无异常值，根据在所述第一时间段获取的每个所述线圈组的所述感应信号确定每个所述线圈组的信号阈值。
在第三方面的一种可能的实施方式中，获取的所述线圈组的感应信号的信号值包括多种，每种所述信号值均具有对应的信号阈值。
在第三方面的一种可能的实施方式中，获取的所述线圈组的感应信号的信号值包括：所述线圈组中每个所述检测线圈的幅值和所述线圈组中各所述检测线圈之间的相位差；所述线圈组的信号阈值包括幅值阈值和相位差阈值。
在第三方面的一种可能的实施方式中，所述信号处理单元具体用于：
根据在所述第一时间段获取的所述线圈组的感应信号，采用均值法确定所述线圈组的信号阈值。
在第三方面的一种可能的实施方式中，所述线圈组包括多组，所述信号处理单元具体用于：
对于每个所述线圈组，根据所述线圈组的信号阈值和在所述第二时间段获取的所述线圈组的感应信号，确定所述线圈组的感应信号是否存在异常值；
若各所述线圈组的感应信号均无异常值或均存在异常值，则确定所述线圈阵列所对应的检测区域无异物；
若各所述线圈组中至少一个所述线圈组的感应信号存在异常值，且至少一个所述线圈组的感应信号无异常值，则确定所述线圈阵列所对应的检测区域存在异物。
在第三方面的一种可能的实施方式中，所述信号处理单元具体用于：
对于所述线圈组中的每个所述检测线圈，确定在所述第二时间段获取的所述检测线圈的感应信号的信号值的平均值与所述线圈组的信号阈值之差的绝对值；
若所述线圈组中每个所述检测线圈对应的绝对值均小于或等于预设值，则确定所述线圈组的感应信号不存在异常值；
若所述线圈组中至少一个所述检测线圈对应的绝对值大于所述预设值，则确定所述线圈组的感应信号存在异常值。
在第三方面的一种可能的实施方式中，所述异物检测电路还包括：激励源，所述激励源与所述信号处理单元电连接，所述信号处理单元还用于：在所述无线充电系统开始传输电能后，控制所述激励源向各所述检测线圈输出交流激励信号。
在第三方面的一种可能的实施方式中，所述信号处理单元具体用于：控制所述激励源向各所述线圈组依次输出所述交流激励信号；和/或，向每个所述线圈组中的各所述检测线圈依次输出所述交流激励信号。
在第三方面的一种可能的实施方式中，所述信号处理单元还用于：
在所述无线充电系统开始传输电能前，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物；
在确定所述线圈阵列所对应的检测区域无异物的情况下，控制所述无线充电系统开始传输电能。
第四方面，本申请实施例提供一种异物检测设备，包括：存储器和处理器，存储器用于存储计算机程序；处理器用于在调用计算机程序时执行上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的方法。
第五方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的方法。
第六方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的方法。
第七方面，本申请实施例提供一种芯片系统，包括处理器，所述处理器与存储器耦合，所述处理器执行存储器中存储的计算机程序，以实现上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的方法。其中，所述芯片系统可以为单个芯片，或者多个芯片组成的芯片模组。
可以理解的是，上述第三方面至第七方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的无线电能传输系统的架构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种应用场景示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种应用场景示意图；
图4为本申请实施例提供的异物检测装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种线圈阵列的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的检测线圈的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种线圈阵列的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的线圈组的划分结果示意图；
图9为本申请实施例提供的异物检测方法的流程示意图；
图10为本申请实施例提供的线圈组A的异常检测过程示意图；
图11为本申请实施例提供的异物检测设备的结构示意图。
具体实施方式
在无线充电系统中，发射线圈与接收线圈之间可能会进入金属异物或生物体(例如小鸟)等异物。当发射线圈与接收线圈之间存在金属异物时，由于涡流效应，金属异物会发热，这样就可能发生自燃(例如锡箔纸温度高到一定程度会自燃)或燃烧其他物品(金属发热导致位于其上的树叶或纸片等燃烧)等安全性问题；如果发射线圈与接收线圈之间存在生物体，发射线圈与接收线圈之间的高频交变磁场会给生物体的健康带来一定程度的伤害；另外，异物的存在也会影响充电效率。
针对上述问题，本实施例提供一种异物检测方法、装置和无线充电系统，以提高无线充电的安全性和充电效率。下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。本申请实施例的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。
图1为本申请实施例提供的无线电能传输系统的架构示意图，如图1所示，该无线电能传输系统可以包括：功率发射装置10、功率接收装置20和异物检测装置30。
其中，功率接收装置20可以设置在受电设备中，图2和图3示出了无线电能传输系统的两种应用场景示意图，参见图2和图3，该受电设备可以为图2中所示的电动车辆，也可以为图3中所示的移动终端。其中，电动车辆可以是电动汽车或电动自行车等，图2中是以电动汽车为例进行示例性说明；另外，移动终端可以是手机、平板电脑或智能穿戴设备等，图3中是以手机为例进行示例性说明。
功率发射装置10设置在充电设备中，充电设备可以为图2中所示的非便携式充电板，也可以为图3中所示的便携式充电器。其中，充电板可以设置在无线充电站、无线充电停车位或无线充电道路等区域，其可以设置在地面上，也可以埋于地面之下，图2中是以充电板埋于地面之下为例进行示例性说明。
可以理解的是，受电设备不限于上述电动车辆和移动终端，还可以是其他支持无线充电的电子设备，例如电动机器人；同样的，充电设备不限于上述充电板和充电器，本实施例对受电设备和充电设备的类型不做特别限定。
功率发射装置10和功率接收装置20可以通过电磁感应的方式相互传递能量。其中，功率发射装置10可以与供电电源连接，功率接收装置20可以与待充电设备的电源连接。当待充电设备进入功率发射装置10的无线充电范围内后，启动无线充电系统，供电电源即可通过功率发射装置10和功率接收装置20为待充电设备的电源充电。
具体地，功率发射装置10可以包括发射线圈和与发射线圈相连的发射控制电路，发射线圈可以与电感和电容等谐振元件构成谐振电路，以提升传输效率；发射控制电路可以为发射线圈提供高频交流电，使发射线圈产生交变磁场，通过该交变磁场发射能量。
其中，发射控制电路与供电电源连接，供电电源可以采用交流电源，以降低电路结构复杂性；也可以采用直流电源，以降低成本。当供电电源为直流电源时，发射控制电路可以通过逆变电路将供电电源产生的直流电转换成高频交流电。
功率接收装置20可以包括接收线圈和与接收线圈相连的接收控制电路，接收线圈与发射线圈耦合，可以通过发射线圈产生的交变磁场接收能量，产生感应电流或电压；接收控制电路可以将整流电路等将发射线圈产生的感应电流或电压转换为直流电流或电压，为待充电设备的电源充电。
可以理解的是，上述只是简要介绍了功率发射装置10和功率接收装置20，功率发射装置10和功率接收装置20还可以包括其他模块，例如通信模块和存储模块，本实施例对功率发射装置10和功率接收装置20的具体结构不做特别限定。
为了提高无线充电的安全性和充电效率，本实施例中，在功率发射装置10和功率接收装置20之间设置上述异物检测装置30。其中，异物检测装置30可以设置在受电侧，考虑到受电设备相对比较多，为了降低成本，提高设置异物检测装置30的便利性，如图1所示，异物检测装置30也可以设置在充电侧，与功率发射装置10组成无线充电系统。
在具体实现时，功率发射装置10与异物检测装置30可以设置在不同的设备中，例如图2中所示的，功率发射装置10设置在充电板中，异物检测装置30设置在充电板上方的异物检测设备中。功率发射装置10与异物检测装置30也可以设置在同一设备中，例如图3中所示的，功率发射装置10与异物检测装置30均设置在充电器中。
可以理解的是，对于电动车辆无线充电场景中，功率发射装置10与异物检测装置30也可以设置在同一设备中，即可以均设置在充电板上，图2中只是以功率发射装置10与异物检测装置30设置在不同设备中为例进行示例性说明，其并非用于限定本申请。
图4为本申请实施例提供的异物检测装置的结构示意图，如图1和图4所示，异物检测装置30可以包括：线圈阵列31和异物检测电路32。
具体地，如图4所示，线圈阵列31可以铺设在发射线圈与接收线圈之间，其铺设平面可以与发射线圈的铺设平面平行，线圈阵列31的中心在发射线圈的铺设平面上的投影可以与发射线圈的中心重合。其中，线圈阵列31的覆盖面积可以大于或等于发射线圈的覆盖面积，以便可以对整个发射线圈所对应的检测区域(即发射线圈朝向接收线圈方向的投影区域)进行异物检测。与功率发射装置10类似，线圈阵列31可以设置在地面上，也可以埋于地面之下。
图5为本申请实施例提供的线圈阵列的结构示意图，如图5所示，线圈阵列31可以包括呈矩阵排列的多个检测线圈311，各检测线圈311的材质、匝数和绕制方式可以相同，检测线圈311具体可以卷绕成矩形结构，以消除圆形线圈间的星型盲区。
检测线圈311可以采用导线绕制而成，也可以采用印刷电路板(printed circuitboard，PCB)线圈，以减小线圈绕制过程中产生的误差。
图6为本申请实施例提供的检测线圈的结构示意图，如图6中的(a)所示，检测线圈311可以是线圈紧密度均匀分布的线圈结构，即各匝线圈等间距排布，该绕制方式较为简单。
考虑到检测线圈311靠近边缘的线圈所对应的检测区域较大，异物位于检测线圈311边缘区域的概率相对较高，本实施例中，检测线圈311边缘区域的匝间距可以大于中间区域的匝间距，例如图6中的(b)所示的，检测线圈311的匝间距从外向内依次增大，这样可以提高检测线圈311边缘区域的检测灵敏度。另外，检测线圈311的边缘区域的线圈对磁场强度的影响大于中间区域的线圈对磁场强度的影响，在检测线圈311的边缘区域增加一匝线圈所提升的磁场强度相当于在中间区域增加多匝线圈所提升的磁场强度，而增加线圈匝数会增加检测线圈311的阻抗，在提升相同磁场强度的情况下，采用在中间区域增加线圈匝数的方式会带来更高的阻抗，因此，在检测线圈311的边缘区域采用较小的匝间距，中间区域采用较大的匝间距，也可以在提升检测线圈311的检测灵敏度的同时，降低检测线圈311的阻抗，从而降低检测线圈311的功耗。
可以理解的是，图6只是一种示例，其并非用于限定本申请，例如也可以将检测线圈311从外向内分成两部分：第一宽度的边缘区域和第二宽度的中间区域，边缘区域的线圈采用第一匝间距等间距排布，中间区域的线圈采用第二匝间距等间距排布。在具体实现时可以根据需要选择检测线圈311的排布方式，本实施例对此不做特别限定。
本实施例中，各个检测线圈311均与异物检测电路32电连接，线圈阵列31中的检测线圈311受环境磁场(即发射线圈与接收线圈之间的磁场)的作用，可以产生感应信号；当检测线圈311所对应的检测区域有异物时，受异物的影响，检测线圈311的感应信号会发生变化。基于此，异物检测电路32可以根据各个检测线圈311产生的感应信号，检测线圈阵列31所对应的检测区域是否有异物。
理想情况下，线圈阵列31中相对于行中心线或列中心线对称的检测线圈311受到的环境磁场的大小和分布基本一致，对应的，这些对称的检测线圈311产生的感应信号也基本一致，在进行异物检测时，则可以利用该特性进行异物检测，以降低算法复杂度。基于此，本实施例中，线圈阵列31中检测线圈311的行数和列数具体可以均为偶数。对于应用于电动车辆的异物检测装置30，线圈阵列31的行数和列数中的至少一个可以为4的倍数，以提高异物检测的灵敏度。图5中是以行数和列数均为4为例进行示例性说明。
考虑到检测线圈311的感应信号若都源于环境磁场，即充电线圈(包括发射线圈和接收线圈)产生的磁场为唯一激励源，这样无激励时异物检测装置30就无法检测已存在的异物，并且在基于检测线圈311的对称性检测异物时，检测准确性主要由环境磁场决定，而环境磁场的磁场大小和分布是非线性非均匀的，且可能会发生变化，这些因素会影响检测结果的准确性。因此，本实施例中，可以采用有激励源式检测，即异物检测电路32可以向各检测线圈311提供交流激励信号，使各检测线圈311的感应信号的强度主要来源于异物检测电路32提供的激励信号，以降低环境磁场对检测准确性的影响，进而提高异物检测的准确性。可以理解的是，有激励源式检测与无激励源式检测的主要区别在于，有激励源式检测中各检测线圈311的感应信号的强度会更强些，两种方式的异物检测过程类似，为了便于说明，后续以有激励源式检测为例进行示例性说明。
异物检测电路32向线圈阵列31输出交流激励信号后，线圈阵列31中的每个检测线圈311除了受到环境磁场的影响之外，也会受到周围检测线圈的磁场影响。如前所述，本实施例中利用检测线圈的对称性进行异物检测，基于此，线圈阵列31中的检测线圈311所采用的走线结构可以包括但不限于如下两种方式：
第一种，参见图5，阵列中的各检测线圈311的走线结构均相同，例如图5中所示的，各检测线圈311顺时针绕制，外侧端子均朝上。
第二种，参见图7，按照线圈阵列31的行中心线和列中心线对线圈阵列31进行划分可以得到四个象限，其中，同一象限中的各检测线圈311的走线结构相同，相邻象限中的检测线圈311的走线结构相对于该相邻象限之间的中心线对称。
例如图7中所示的，左上角第二象限中各检测线圈311顺时针绕制，外侧端子均朝上；右上角第一象限中的检测线圈311与第二象限中的检测线圈311的走线结构相对于线圈阵列31的列中心线对称，第一象限中的各检测线圈311逆时针绕制，外侧端子均朝上；左下角第三象限中的检测线圈311与第二象限中的检测线圈311的走线结构相对于线圈阵列31的行中心线对称，第三象限中的各检测线圈311逆时针绕制，外侧端子均朝下；右下角第四象限中的检测线圈311与第三象限中的检测线圈311的走线结构相对于线圈阵列31的列中心线对称，第四象限中的各检测线圈311顺时针绕制，外侧端子均朝下，第四象限中的检测线圈311还与第一象限中的检测线圈311的走线结构相对于线圈阵列31的行中心线对称。
其中，第一种方式的走线结构可以使线圈阵列31中相对于线圈阵列31的行中心线或列中心线对称的两个检测线圈311受到的环境磁场一致，该结构相对简单一些，易于制作；第二种方式的走线结构可以使线圈阵列31中相对于线圈阵列31的行中心线或列中心线对称的两个检测线圈311受到周围检测线圈的磁场一致。在实际应用中，可以根据需要选择线圈阵列31中各检测线圈311的走线结构，本实施例对此不做特别限定。
如图4所示，异物检测电路32可以包括激励源321、信号获取单元322和信号处理单元323。
其中，激励源321与功率发射装置10中的供电电源类似，可以直接采用交流电源，向检测线圈311提供交流电(即激励信号)；或者采用直流电源加逆变电路的方式，通过逆变电路将直流电源产生的直流电转换成高频交流电，以节省成本。激励源321的电压大小可以根据需要选择，例如可以是4V或者12V等。
本实施例中，线圈阵列31与激励源321连接时，各检测线圈311之间可以互不串联，以避免串联引起的寄生参数对检测结果的影响。另外，考虑到激励源321具有一定的功率上限，各检测线圈311之间也可以互不并联，即每个检测线圈311采用独立的激励源提供激励信号，以降低电路对激励源的要求。
信号获取单元322获取的检测线圈311的感应信号的信号值可以包括下列中的至少一种：电压(可以是有效值、瞬时值、峰峰值或幅值)、电流、阻抗和相位等。
信号获取单元322可以采集各检测线圈311的感应信号，也可以从其他电路获取各检测线圈311的感应信号。本实施例中后续以信号获取单元322主动采集各检测线圈311的感应信号为例进行示例性说明。
信号处理单元323可以控制激励源321提供激励信号，以及获取信号获取单元322获取的感应信号，基于获取的感应信号进行异物检测。
可以理解的是，异物检测电路32的结构不限于图4所示的结构。为了提高检测结果的准确性，信号获取单元322获取的感应信号也可以经过放大、滤波后输出给信号处理单元323，供信号处理单元323进行异物检测，即异物检测电路32还可以包括信号放大电路和信号滤波电路等其他电路模块，本实施例对异物检测电路32的具体电路结构不做特别限定。异物检测电路32所包括的各电路结构可以以硬件，软件或软件和硬件组合的方式实现，多个电路结构也可以集成在同一部件中。
异物检测电路32在进行异物检测时，对于每个检测线圈311，可以将获取的该检测线圈311的感应信号的信号值与预设的信号阈值进行比较，来确定该检测线圈311的感应信号是否异常，进而确定该检测线圈311所对应的检测区域是否有异物。
考虑到在无线充电系统的使用过程中，系统参数可能发生改变，比如，充电功率进行了调整；异物检测装置30也可能会受到环境干扰，例如异物检测装置30埋于地下时，线圈阵列31会受到来自混凝土层和保护壳的干扰，这样预设的信号阈值的有效性会降低，需要再更改信号阈值，而一旦异物检测装置30封装埋入地下，内部预设的信号阈值将难以矫正。基于此，本实施例中，在进行异物检测时，可以基于获取的感应信号来动态确定异常值阈值，实现将固有误差(例如上述功率调整、混凝土层、保护壳等干扰因素引起的误差)融合进异常值阈值内，然后基于该异常值阈值进行异物检测，以提高异物检测的抗干扰能力和环境自适应性；为了提高处理速度，可以在确定线圈阵列31所对应的检测区域无异物的情况下，基于上述获取的感应信号来确定信号阈值，后续可以根据该信号阈值进行异物检测。下面对该异物检测过程进行说明。
如前所述，本实施例中是利用检测线圈的对称性进行异物检测，线圈阵列31中相对于行中心线或列中心线对称的检测线圈受到的环境磁场的大小和分布大致相同，因此，在具体实现时，可以将线圈阵列31中位置相对称的四个检测线圈(即线圈阵列31中相对于行中心线对称的两个检测线圈和与该两个检测线圈相对于列中心线对称的两个检测线圈)作为同一线圈组，以线圈组为单位进行异物检测。也就是说，每个线圈组中的四个检测线圈均呈2×2阵列，同一线圈组中同一行的两个检测线圈相对于线圈阵列31的列中心线对称分布，同一线圈组中同一列的两个检测线圈相对于线圈阵列31的行中心线对称分布。
以图5所示的线圈阵列31为例，其对应的线圈组划分结果可以如图8所示，线圈组A包括检测线圈A1、A2、A3和A4，线圈组B包括检测线圈B1、B2、B3和B4，线圈组C包括检测线圈C1、C2、C3和C4，线圈组D包括检测线圈D1、D2、D3和D4。
基于上述分组，在充电过程中进行异物检测时，对于每个线圈组，可以在初期基于获取的该线圈组的感应信号确定该线圈组的信号阈值；后期可以基于确定的各线圈组的信号阈值进行异物检测。具体过程可以参见图9，图9为本申请实施例提供的异物检测方法的流程示意图，如图9所示，该方法可以包括如下步骤：
S110、在无线充电系统传输电能的过程中，向各线圈组中的检测线圈输出交流激励信号，并获取各线圈组中的各个检测线圈产生的感应信号。
具体地，在开始充电时，异物检测电路可以向线圈阵列中的各个检测线圈输出相同的交流激励信号；获取的检测线圈的感应信号的信号值可以包括前述的电压、电流、阻抗和相位等信号值中的至少一种。
其中，采用多种感应信号的信号值，可以提升异物检测结果的准确性。例如，获取的检测线圈的感应信号的信号值包括：检测线圈的幅值和相位。考虑到单个检测线圈的相位较难采集，同一线圈组中各检测线圈的感应信号基本一致，因此，在具体获取时，对于每个线圈组，也可以获取该线圈组中检测线圈之间的相位差来进行异物检测，例如可以采集该线圈组中每个检测线圈与其他每个检测线圈之间的相位差，也可以采集该线圈组中相邻检测线圈之间的相位差，即，对于每个线圈组，获取的感应信号的信号值可以包括：该线圈组中每个检测线圈的幅值和该线圈组中每对相邻检测线圈的相位差，本实施例中后续即以此为例示例性说明异物检测过程。
对于每个检测线圈，在开始充电后，可以获取一预设时间段(此处称为第一时间段)内的感应信号，在该第一时间段内，获取的每个检测线圈的感应信号的信号值可以包括多个，以提高检测结果的准确性。其中，第一时间段可以是预设时长，也可以预先根据待获取的感应信号的信号值的数量确定，即可以是获取预设数量个(比如100个)信号值所需的时长。
本实施例中，可以是持续地向各个检测线圈并行输出交流激励信号，同时并行采集各个检测线圈产生的感应信号；也可以依次选通各个线圈组中的检测线圈进行感应信号的采集。其中，并行采集感应信号的方式实时性更高，依次采集感应信号的方式可以节省能耗，在实际应用中可以根据需要选择，本实施例对此不做特别限定。本实施例中后续以依次采集感应信号的方式为例示例性说明本申请的技术方案。
具体地，对于依次采集感应信号的方式，可以在第一时间段，按照预设的顺序(此处称为第一预设顺序)依次选通各个线圈组，向选通的线圈组输出交流激励信号，并进行感应信号的采集。例如，对于图8中所示的四个线圈组，可以按照A→B→C→D的顺序，依次向各个线圈组进行激励信号的输出和感应信号的采集。
对于每个线圈组，也可以按照预设的顺序(此处称为第二预设顺序)依次选通该线圈组中的各个检测线圈，向选通的检测线圈输出交流激励信号，并进行感应信号的采集。例如，对于线圈组A，考虑到相位差的采集，可以按照A1A2→A2A3→A3A4→A4A1的顺序，依次选通各对检测线圈，向选通的检测线圈进行激励信号的输出和感应信号的采集。
S120、根据在第一时间段获取的每个线圈组的感应信号确定每个线圈组的异常值阈值，并根据各线圈组的异常值阈值和在该第一时间段获取的各线圈组的感应信号，检测线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物。
如前所述，对于每个检测线圈，在第一时间段获取的检测线圈的感应信号的信号值可以包括多个。以线圈组A为例，如图10所示，当检测线圈A1和A2被选通时，可以获取k个周期的幅值和相位差，存入数组A12(步骤S1)，即数组A12中包括k组数据，每组数据包括A1的幅值、A2的幅值和A1A2的相位差，其中，A1A2的相位差具体可以是A1和A2中其中一个的相位减另一个的相位之差，也可以是A1与A2之间的相位之差的绝对值。数组A12中的各个信号值可以进行标号，通过标号标识所对应的检测线圈。
对于数组A12中存储的每个信号值，该信号值也可以是基于一个采样周期中的多个采样值确定的，例如，针对A1的幅值，在上述k个周期中的每个周期，可以采样多次，将各采样值取平均作为该周期获取的A1的幅值。采用这种方式可以降低电路信号波动对获取结果的影响。
获取完检测线圈A1A2的数据后，如前所述，依次选通A2A3、A3A4、A4A1，线圈组A中其他次选通的检测线圈的数据获取方式与检测线圈A1A2类似，每次选通的检测线圈对应一数组。具体地，检测线圈A2A3对应数组A23，检测线圈A3A4对应数组A34，检测线圈A4A1对应数组A41(步骤S2)。
如前所述，同一线圈组中各检测线圈接收的交流激励信号相同，且受到的环境磁场的大小和分布大致相同，对应的，在正常情况下，各检测线圈产生的感应信号也大致相同。基于此，在线圈组A的信号获取完毕后，针对每种信号值，可以将线圈组A对应的各数组A12、A23、A34、A41中的数据汇集在一起，采用异常值检测算法(例如四分位距法)检测其中的异常值(步骤S3)，进而根据异常值检测结果确定线圈组A所对应的检测区域是否存在异物。
可以理解的是，异常值检测算法也可以采用除四分位距法之外的其他算法，比如：中位数法、平均数法、聚类法等，其中，四分位距法算法简单有效，下面以该算法为例说明线圈组A的异常值检测过程。
基于前述的数据获取方式，线圈组A对应的各数组中包括：8*k(即8k)个幅值(线圈组A中的每个检测线圈各获取2*k(即2k)个周期的幅值)和4*k(即4k)个相位差。
以幅值为例，可以将这8k个幅值从小到大排列，然后把数列分割成四等份，在分割点位置的数值即为四分位数，则可以得到三个四分位数：第一四分位数(Q1)、第二四分位数(Q2，也即中位数)和第三四分位数(Q3)，四分位距(interquartile range，IQR)即为：Q3-Q1。
根据IQR，可以确定正常数据范围为：[Q1-n×IQR，Q3+n×IQR]，根据该范围可以判断8k个幅值中是否存在异常值(步骤S4)，落在该范围之外的幅值为异常值，即异常值阈值可以包括第一阈值(Q1-n×IQR)和第二阈值(Q3+n×IQR)，小于该第一阈值或大于该第二阈值的信号值为异常值。其中，n可以根据灵敏度需求设置，例如可以为1.5。
相位差的异常值判断过程与幅值类似，其他线圈组的异常值判断过程与线圈组A类似，此处不再赘述。
在进行异物判断时，作为一种可选的实施方式，对于每个线圈组，若该线圈组的感应信号中不存在异常值，则可以认为该线圈组所对应的检测区域无异物；若该线圈组的感应信号中存在异常值，则可以认为该线圈组所对应的检测区域存在异物。
考虑到可能存在环境异常的情况，比如，在开始充电后的初期阶段，充电功率会发生波动等，这些情况会对线圈阵列所在磁场产生影响，从而影响线圈阵列中各个检测线圈的感应信号。因此，为了提高检测结果的准确性，本实施例中，作为另一种可选的实施方式，对于每个线圈组，如果该线圈组的感应信号中存在异常值，则可以查看其他线圈组的工作情况，即查看其他线圈组的感应信号中是否也都存在异常值(步骤S5)；如果所有线圈组的感应信号中均存在异常值，则可以认为是环境异常；否则，可以认为该线圈组所对应的检测区域有异物。也就是说，如果各线圈组的感应信号均存在异常值，则可以认为发生了环境异常，线圈阵列所对应的检测区域无异物；如果各线圈组的感应信号均无异常值，则可以认为线圈阵列所对应的检测区域无异物，且未发生环境异常；如果各线圈组中至少一个线圈组的感应信号存在异常值，至少一个线圈组的感应信号无异常值，则可以认为线圈阵列所对应的检测区域存在异物。
可以理解的是，上述异物判断方式只是一种示例，其并非用于限定本申请，在具体实现时也可以采用其他方式，比如结合异常值的比例进行异物判断，本实施例对此不做特别限定。
如果确定线圈阵列所对应的检测区域无异物，可以继续进行后续的检测过程。其中，如果发生环境异常，即所有线圈组的感应信号中均存在异常值，可以再获取一个第一时间段(即下一个第一时间段)的感应信号，基于在下一个第一时间段获取的感应信号进行异常值检测(步骤S6)；如果未发生环境异常，即各线圈组的感应信号均无异常值，可以进行后续的步骤，确定各线圈组的信号阈值(步骤S8)。
如果确定线圈阵列所对应的检测区域有异物，即各线圈组中至少一个线圈组的感应信号存在异常值，至少一个线圈组的感应信号无异常值，则可以报警并停止充电(步骤S7)，并且还可以进一步根据异常值所对应的检测线圈来确定是哪个检测线圈所对应的检测区域存在异物，在报警时可以通过语音方式和/或图像显示方式提醒异物所在位置。例如，异常值为检测线圈A1的幅值，则说明检测线圈A1所对应的检测区域有异物；又例如，异常值包括检测线圈A1A2的相位差和A2A3的相位差，A3A4的相位差和A4A1的相位差均为正常值，则说明检测线圈A2所对应的检测区域有异物。
S130、在确定线圈阵列所对应的检测区域无异物的情况下，根据在第一时间段获取的每个线圈组各自的感应信号确定各自的信号阈值。
具体地，如果线圈组的感应信号无异常值，则说明该线圈组所在区域无异物，此时可以确定出该线圈组的信号阈值，下面继续以线圈组A为例进行说明。
如前所述，在第一时间段获取的线圈组A的感应信号的信号值包括幅值和相位差，对于每种信号值，可以采用均值法确定该种信号值的信号阈值。例如，可以将在第一时间段获取的线圈组A的该种信号值的所有值取平均，将该平均值作为该种信号值的信号阈值。继续以前述举例为例，线圈组A的幅值阈值即为线圈组A对应的各数组中所包括的8k个幅值的平均值，线圈组A的相位差阈值即为线圈组A对应的各数组中所包括的4k个相位差的平均值。
可以理解的是，上述的信号阈值确定方法只是一种较为简单的方法，在实际应用中也可以采用其他方法确定信号阈值，例如加权平均法或中位数法等，本实施例对此不做特别限定。
对于其他的线圈组，其信号阈值确定方式与线圈组A类似，此处不再赘述。可以理解的是，对于每个线圈组，可以在确定该线圈组的感应信号无异常值的情况下即确定信号阈值，也可以是在确定各线圈组的感应信号均无异常值的情况下再确定信号阈值，这样若其他线圈组的感应信号存在异常值，则无需再进行信号阈值的确定，从而可以节省处理资源。
S140、对于第一时间段之后的至少一个第二时间段，根据各线圈组的信号阈值在该第二时间段获取的各线圈组的感应信号，检测线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物。
在确定了各线圈组的信号阈值后，在后续检测时，即可基于该信号阈值进行异物检测。
与第一时间段的信号获取过程类似，在第二时间段，可以并行采集各个检测线圈产生的感应信号；也可以依次选通各个线圈组中的检测线圈进行感应信号的采集。对于每个检测线圈，在第二时间段获取的检测线圈的感应信号的信号值可以包括多个。
继续以线圈组A为例，在任意一个第二时间段，当任意一对相邻检测线圈被选通时，可以获取k'个周期的幅值和相位差，最终可以得到8k'个幅值(线圈组A中的每个检测线圈各获取2k'个周期的幅值)和4k'个相位差。与第一时间段类似，每个周期的信号值可以是对应的多个采样值的平均值。其中，k'可以与k相等，也可以小于k，以提高检测实时性。
在获取完线圈组A的数据后，作为一种可选的实施方式，可以将获取的各个幅值分别与线圈组A的幅值阈值比较，将获取的各个相位差分别与线圈组A的相位差阈值比较，判断各个幅值和相位差是否异常，进而确定线圈组A是否工作异常。
作为另一种可选的实施方式，可以将每个检测线圈的2k'个幅值或者在一次选通过程中所获取的k'个周期的幅值，取平均后与线圈组A的幅值阈值进行比较，将每对相邻检测线圈的k'个相位差取平均后与线圈组A的相位差阈值进行比较，判断各幅值平均值和相位差平均值是否异常，进而确定线圈组A是否工作异常。这样可以提高处理效率，也可以减小电路信号波动对检测结果的影响。
在具体判断各信号值平均值是否异常时，以幅值为例，例如可以是判断幅值平均值与幅值阈值之差的绝对值是否超过一个预设值(此处称为第一预设值)，若超过则认为该幅值平均值异常，即该幅值平均值对应的各幅值中存在异常值；若未超过，则认为该幅值平均值正常，即该幅值平均值对应的各幅值中无异常值。其中，该第一预设值可以根据所需的检测精度确定。相位差的异常判断方式与幅值类似，此处不再赘述。可以理解的是，也可以采用其他方式进行异常判断，本实施例对此不做特别限定。
如果根据比较结果确定线圈组A的各幅值平均值和相位差平均值均正常，则可以认为线圈组A工作正常，否则，可以认为线圈组A工作异常。
其他线圈组的异常判断过程与线圈组A类似，此处不再赘述。
与第一时间段对应的异物检测过程类似，在进行异物判断时，作为一种可选的实施方式，对于每个线圈组，若该线圈组工作正常，则可以认为该线圈组所对应的检测区域无异物；若该线圈组工作异常，则可以认为该线圈组所对应的检测区域存在异物。
考虑到可能存在环境异常的情况，比如，停车偏移或充电功率发生变化等，这些情况会对线圈阵列所在磁场产生影响，因此，为了提高检测结果的准确性，本实施例中，作为另一种可选的实施方式，对于每个线圈组，如果该线圈组工作异常，可以查看其他线圈组的工作情况，如果所有线圈组都工作异常，则可以认为是环境异常；否则，可以认为该线圈组所对应的检测区域有异物。也就是说，如果各线圈组均工作正常或均工作异常，即各线圈组的感应信号均无异常值或均存在异常值，则可以认为线圈阵列所对应的检测区域无异物；如果各线圈组中至少一个线圈组工作正常，至少一个线圈组工作异常，即各线圈组中至少一个线圈组的感应信号存在异常值，至少一个线圈组的感应信号无异常值，则可以认为线圈阵列所对应的检测区域存在异物。
与第一时间段对应的异物检测过程类似，上述异物判断方式只是一种示例，其并非用于限定本申请，在具体实现时也可以采用其他方式，比如结合异常值的比例进行异物判断，本实施例对此不做特别限定。
如果确定线圈阵列所对应的检测区域无异物，则可以继续获取下一个第二时间段的感应信号，进行异物检测；如果确定线圈阵列所对应的检测区域有异物，则可以报警并停止充电，并且可以进一步根据异常值所对应的检测线圈来确定是哪个检测线圈所对应的检测区域存在异物，在报警时可以通过语音方式和/或图像显示方式提醒异物所在位置。
可以理解的是，在基于第一时间段确定线圈阵列所对应的检测区域无异物的情况下，也可以继续采用步骤S120中所采用的异物检测方法，其中，基于信号阈值进行异物检测，算法更为简单，而且也可以有效的检测出线圈阵列中心位置存在异物的情况。具体地，当线圈阵列中心位置存在异物时，对周围的四个检测线圈的影响基本一致，继续采用四分位距法等异常值检测算法进行异物检测，则检测不出异常；采用信号阈值进行异物检测，则可以有效判断出中间的线圈组的各个检测线圈均工作异常，从而确定出线圈阵列中心位置存在异物。
另外，在进行异物检测时，对于幅值，也可以替换为幅值差，对应的，步骤S130中线圈组的幅值阈值对应的替换为幅值差阈值。其中，在出现环境异常时，采用幅值，可以更有效的判断出各检测线圈的感应信号是否存在异常值，因而可以提升异物检测结果的准确性。
S150、对于任意第二时间段，若根据在该第二时间段获取的各线圈组的感应信号，检测出线圈阵列所对应的检测区域不存在异物，则根据在该第二时间段获取的每个线圈组各自的感应信号更新各自的信号阈值。
在确定出信号阈值后，在后续的检测过程中，也可以对信号阈值进行更新，以进一步提高异物检测的环境自适应性。
在具体实现时，可以针对每个第二时间段，在进行完异物检测后，若确定线圈阵列所对应的检测区域不存在异物，则对各线圈组的信号阈值进行更新；也可以只在出现环境异常的情况下，对各线圈组的信号阈值进行更新，即对于某个第二时间段，如果确定线圈阵列所对应的检测区域不存在异物，且未发生环境异常，则无需对各线圈组的信号阈值进行更新，以节省处理资源。
在具体更新时，以线圈组A的幅值阈值为例，在基于某个第二时间段获取的感应信号进行完异物检测后，可以将在该第二时间段获取的线圈组A的各个幅值与幅值阈值进行取平均或加权平均，将得到的结果作为更新后的幅值阈值。相位值阈值和其他线圈组的信号阈值的更新方法与上述幅值阈值的更新方法类似，此处不再赘述。可以理解的是，信号阈值的更新方法不限于上述方法，上述更新方法只是一种示例，其并非用于限定本申请，本实施例信号阈值的更新方法不作特别限定。
为了进一步提高无线充电的安全性，本实施例中，也可以在发射线圈向接收线圈传输电能前，检测线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物；在确定线圈阵列所对应的检测区域无异物的情况下，再控制发射线圈向接收线圈传输电能。
其中，充电前采用的异物检测方法可以与第一时间段的异物检测方法类似，即可以采用四分位距法等方法进行异物检测，具体检测过程可以参见步骤S120中的相关描述，不同之处在于，在进行异物检测时可以不考虑环境异常，即对于每个线圈组，如果该线圈组的感应信号均无异常值，则可以认为该线圈组所对应的检测区域无异物；如果该线圈组的感应信号存在异常值，则可以认为该线圈组所对应的检测区域存在异物。
考虑到在检测系统启动之前，可能存在如下情况：线圈阵列所对应的检测区域内已经存在了一种大型(面积超过线圈阵列覆盖区域)且对称的金属异物，如铝板，这会导致同一线圈组中各检测线圈的感应信号都产生了相同的变化量。基于此，本实施例中，异物检测电路也可以预先存储一套理想情况下(即未启动充电、无环境异物时)各线圈组的感应信号的信号值(此处称为初始值)；在充电前进行异物检测时，对于每个线圈组，可以将该线圈组的感应信号与对应的初始值进行比对来确定该线圈组的感应信号是否存在异常值，如果该线圈组的感应信号均无异常值，则可以确定该线圈组所对应的检测区域无异物。
与信号阈值类似，每个线圈组的感应信号的每种信号值都具有对应的初始值。在具体判断线圈组的感应信号是否存在异常值时，与步骤S140中基于信号阈值判断感应信号是否存在异常值类似，继续以幅值为例，对于某个线圈组，例如可以是判断该线圈组的各个幅值的平均值与对应的初始值之差的绝对值是否超过一个预设值(此处称为第二预设值)，若超过则认为该线圈组的幅值存在异常值；若未超过，则认为该线圈组的幅值不存在异常值。其中，该第二预设值可以大于第一预设值。相位差的异常判断方式与幅值类似，此处不再赘述。
如果该线圈组的幅值和相位差均无异常值，则可以确定该线圈组所对应的检测区域无异物；否则，可以认为该线圈组所对应的检测区域存在异物。
可以理解的是，也可以采用其他方式判断线圈组的感应信号是否正常，本实施例对此不做特别限定。
本领域技术人员可以理解，以上实施例是示例性的，并非用于限定本申请。在可能的情况下，以上步骤中的一个或者几个步骤的执行顺序可以进行调整，也可以进行选择性组合，得到一个或多个其他实施例。本领域技术人员可以根据需要从上述步骤中任意进行选择组合，凡是未脱离本申请方案实质的，都落入本申请的保护范围。
本实施例提供的异物检测方法，在无线充电系统中设置异物检测装置，在开始充电后，获取各检测线圈产生的感应信号；然后根据在第一时间段内获取的每个线圈组的感应信号确定每个线圈组的异常值阈值，第一时间段为开始获取感应信号后的预设时间段；再根据各线圈组的异常值阈值和感应信号，检测线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物，这样在检测到异物的情况下就可以及时排除异物，从而可以提高无线充电的安全性和充电效率。
并且，该技术方案基于获取的感应信号来动态确定异常值阈值，根据该异常值阈值进行异物检测，这样可以实现将固有误差(例如功率调整、混凝土层、保护壳等干扰因素引起的误差)融合进异常值阈值内，从而可以提高异物检测的抗干扰能力和环境自适应性。
另外，该技术方案利用检测线圈的对称性，以线圈组为单位进行异物检测，这样可以降低算法复杂度。
此外，本实施例提供的技术方案，异物检测电路可以向各检测线圈提供交流激励信号，即采用有激励源式检测，这样可以使各检测线圈的感应信号的强度主要来源于激励源，从而可以降低环境磁场对检测准确性的影响，进而可以提高异物检测的准确性。
而且，上述技术方案在确定无异物的情况下，基于第一时间段获取的感应信号来确定信号阈值，后续根据该信号阈值进行异物检测，这样可以提高处理速度。
本实施例提供的异物检测方法，在确定出信号阈值后，在后续的检测过程中，可以对信号阈值进行更新，这样可以进一步提高异物检测的环境自适应性。
本申请实施例还提供一种异物检测设备，请参阅图11，图11为本申请实施例提供的异物检测设备的结构示意图。
如图11所示，异物检测设备可以包括：线圈阵列110、处理器120、存储器130、通信模块140、音频模块150和显示屏160。
可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对异物检测设备的具体限定。在本申请另一些实施例中，异物检测设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。
其中，线圈阵列110的结构可以参见前述实施例中的相关描述，此处不再赘述。
处理器120可以是中央处理单元(central processing unit，CPU)，还可以是其他通用处理器120、数字信号处理器120(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器120可以是微处理器120或者该处理器120也可以是任何常规的处理器120等。前述的异物检测电路的各电路模块可以部分或全部地集成在处理器120中。
存储器130用来存储指令和数据(例如信号采集单元采集的感应信号)，其可以包括计算机可读介质中的非永久性存储器130、随机存取存储器130(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器130(ROM)或闪存(flash RAM)。
存储器130可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器，其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器130(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)或闪存(flash)。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，可以采用各种形式的RAM，例如静态随机存取存储器(staticRAM，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamicRAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronousDRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data date SDRAM，DDR SDRAM)等。
异物检测设备可以通过通信模块140与功率发射装置、功率接收装置和/或其他设备进行通信。通信模块140可以提供应用在异物检测装置上的包括无线局域网(wirelesslocal area networks，WLAN)(如无线保真(wireless fidelity，Wi-Fi)网络)，蓝牙(bluetooth，BT)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)，调频(frequency modulation，FM)，近场通信技术(near field communication，NFC)，红外技术(infrared，IR)等无线通信的解决方案。
音频模块150可以提供声音信号，异物检测设备可以通过音频模块150进行上述方法实施例中语音方式的报警。
显示屏160用于显示图像，视频等。例如，异物检测设备可以通过显示屏160显示异物在线圈阵列上的位置。
显示屏160包括显示面板。显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystaldisplay，LCD)，有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)，有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrix organic light emitting diode，AMOLED)，柔性发光二极管(flex light-emitting diode，FLED)，Mini LED，Micro LED，量子点发光二极管(quantum dot light emitting diodes，QLED)等。
本实施例提供的异物检测设备可以执行上述方法实施例，其实现原理与技术效果类似，此处不再赘述。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例所述的方法。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行时实现上述方法实施例所述的方法。
本申请实施例还提供一种芯片系统，包括处理器，所述处理器与存储器耦合，所述处理器执行存储器中存储的计算机程序，以实现上述方法实施例所述的方法。其中，所述芯片系统可以为单个芯片，或者多个芯片组成的芯片模组。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过所述计算机可读存储介质进行传输。所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如软盘、硬盘或磁带)、光介质(例如DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，该流程可以由计算机程序来指令相关的硬件完成，该程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。而前述的存储介质可以包括：ROM或随机存储记忆体RAM、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。
在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系，例如，A/B可以表示A或B；本申请中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。
并且，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个。“以下至少一项”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (22)

1.一种异物检测方法，应用于异物检测装置中的异物检测电路，所述异物检测装置应用于无线充电系统，其特征在于，所述异物检测装置还包括线圈阵列，所述线圈阵列包括至少一个线圈组，每个所述线圈组包括四个卷绕成矩形的检测线圈，所述线圈阵列中的所述检测线圈排列成行数和列数均为偶数的矩阵，所述线圈阵列中位置互为对称的四个所述检测线圈位于同一所述线圈组中，每个所述检测线圈均与所述异物检测电路电连接；
所述方法包括：
获取各所述线圈组中每个所述检测线圈产生的感应信号；
根据在第一时间段内获取的每个所述线圈组的感应信号确定每个所述线圈组的异常值阈值，所述第一时间段为获取所述感应信号后的预设时间段；
根据各所述线圈组的异常值阈值和感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据在第一时间段内获取的每个所述线圈组的感应信号确定每个所述线圈组的异常值阈值，包括：
根据在所述第一时间段获取的每个所述线圈组的感应信号的信号值，通过四分位距法确定每个所述线圈组的异常值阈值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述线圈组包括多组，所述根据各所述线圈组的异常值阈值和感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物，包括：
对于每个所述线圈组，根据所述线圈组的异常值阈值确定所述线圈组的感应信号中是否存在异常值；
若各所述线圈组的感应信号中均有所述异常值或均无所述异常值，则确定所述线圈阵列所对应的检测区域无异物；
若各所述线圈组中至少一个所述线圈组的感应信号存在异常值，且至少一个所述线圈组的感应信号无异常值，则确定所述线圈阵列所对应的检测区域存在异物。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述异常值阈值包括第一阈值和大于所述第一阈值的第二阈值，所述根据所述线圈组的异常值阈值确定所述线圈组的感应信号中是否存在异常值，包括：
判断所述线圈组的感应信号中是否存在小于所述第一阈值或大于所述第二阈值的信号值；
若所述线圈组的感应信号中存在小于所述第一阈值或大于所述第二阈值的信号值，则确定所述线圈组的感应信号中存在所述异常值；
若所述线圈组的感应信号中不存在小于所述第一阈值或大于所述第二阈值的信号值，则确定所述线圈组的感应信号中不存在所述异常值。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述线圈阵列所对应的检测区域无异物，对于每个所述线圈组，根据在所述第一时间段获取的所述线圈组的感应信号确定所述线圈组的信号阈值；
对于所述第一时间段之后的至少一个第二时间段，根据各所述线圈组的信号阈值和在所述第二时间段内获取的各所述线圈组的感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若确定在所述第二时间段中所述线圈阵列所对应的检测区域不存在异物，则根据在所述第二时间段获取的每个所述线圈组的感应信号确定每个所述线圈组的信号阈值。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，若所述线圈阵列所对应的检测区域无异物，且各所述线圈组的感应信号中均无异常值，根据在所述第一时间段获取的每个所述线圈组的所述感应信号确定每个所述线圈组的信号阈值。
8.根据权利要求5-7任一项所述的方法，其特征在于，获取的所述线圈组的感应信号的信号值包括多种，每种所述信号值均具有对应的信号阈值。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，获取的所述线圈组的感应信号的信号值包括：所述线圈组中每个所述检测线圈的幅值和所述线圈组中各所述检测线圈之间的相位差；所述线圈组的信号阈值包括幅值阈值和相位差阈值。
10.根据权利要求5-9任一项所述的方法，其特征在于，所述根据在所述第一时间段获取的所述线圈组的感应信号确定所述线圈组的信号阈值，包括：
根据在所述第一时间段获取的所述线圈组的感应信号，采用均值法确定所述线圈组的信号阈值。
11.根据权利要求5-10任一项所述的方法，其特征在于，所述线圈组包括多组，所述根据各所述线圈组的信号阈值和在所述第二时间段内获取的各所述线圈组的感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物，包括：
对于每个所述线圈组，根据所述线圈组的信号阈值和在所述第二时间段获取的所述线圈组的感应信号，确定所述线圈组的感应信号是否存在异常值；
若各所述线圈组的感应信号均无异常值或均存在异常值，则确定所述线圈阵列所对应的检测区域无异物；
若各所述线圈组中至少一个所述线圈组的感应信号存在异常值，且至少一个所述线圈组的感应信号无异常值，则确定所述线圈阵列所对应的检测区域存在异物。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述线圈组的信号阈值和在所述第二时间段获取的所述线圈组的感应信号，确定所述线圈组的感应信号是否存在异常值，包括：
对于所述线圈组中的每个所述检测线圈，确定在所述第二时间段获取的所述检测线圈的感应信号的信号值的平均值与所述线圈组的信号阈值之差的绝对值；
若所述线圈组中每个所述检测线圈对应的绝对值均小于或等于预设值，则确定所述线圈组的感应信号不存在异常值；
若所述线圈组中至少一个所述检测线圈对应的绝对值大于所述预设值，则确定所述线圈组的感应信号存在异常值。
13.根据权利要求1-12任一项所述的方法，其特征在于，在所述无线充电系统开始传输电能后，所述方法还包括：
向各所述检测线圈输出交流激励信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，向各所述线圈组依次输出所述交流激励信号；和/或，向每个所述线圈组中的各所述检测线圈依次输出所述交流激励信号。
15.根据权利要求1-14任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述无线充电系统开始传输电能前，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物；
在确定所述线圈阵列所对应的检测区域无异物的情况下，控制所述无线充电系统开始传输电能。
16.一种异物检测装置，应用于无线充电系统，其特征在于，所述异物检测装置包括：线圈阵列和异物检测电路；
所述线圈阵列包括至少一个线圈组，每个所述线圈组包括四个卷绕成矩形的检测线圈，所述线圈阵列中的所述检测线圈排列成行数和列数均为偶数的矩阵，所述线圈阵列中位置互为对称的四个所述检测线圈位于同一所述线圈组中，每个所述检测线圈均与所述异物检测电路电连接；
所述异物检测电路用于根据各所述检测线圈产生的感应信号检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述线圈组包括多组。
18.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，所述异物检测电路中包括用于为所述检测线圈提供交流激励信号的激励源，所述检测线圈与所述激励源一一对应连接。
19.根据权利要求16-18任一项所述的装置，其特征在于，所述检测线圈的匝间距沿着从外部向内部中心的方向逐渐增大。
20.根据权利要求16-19任一项所述的装置，其特征在于，所述异物检测电路具体用于执行如权利要求1-15任一项所述的方法。
21.一种无线充电系统，其特征在于，包括：功率发射装置和异物检测装置；
所述异物检测装置包括：线圈阵列和异物检测电路；
所述线圈阵列包括至少一个线圈组，每个所述线圈组包括四个卷绕成矩形的检测线圈，所述线圈阵列中的所述检测线圈排列成行数和列数均为偶数的矩阵，所述线圈阵列中位置互为对称的四个所述检测线圈位于同一所述线圈组中，每个所述检测线圈均与所述异物检测电路电连接；
所述异物检测电路包括：信号获取单元和信号处理单元，所述信号处理单元与信号获取单元电连接，其中：
所述信号获取单元用于在所述信号处理单元的控制下获取各所述线圈组中每个所述检测线圈产生的感应信号；
所述信号处理单元用于：根据在第一时间段内获取的每个所述线圈组的感应信号确定每个所述线圈组的异常值阈值；并根据各所述线圈组的异常值阈值和感应信号，检测所述线圈阵列所对应的检测区域是否存在异物，所述第一时间段为开始获取所述感应信号后的预设时间段。
22.根据权利要求21所述的无线充电系统，其特征在于，所述异物检测电路还包括：激励源，所述激励源与所述信号处理单元电连接，所述激励源用于在所述信号处理单元的控制下向各所述线圈组中的检测线圈输出交流激励信号。
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