CN113702890A - 一种基于图像识别的充电桩误差检定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种基于图像识别的充电桩误差检定方法，涉及电力设备检测技术领域，能有效解决的电能比较法测量充电桩的表显有功电能误差时间长，效率低的问题，该包括：获取所检测到的充电桩的母线电流和母线电压；采集充电桩的显示屏上的表显电度值的连续图像；比对所述连续图像中相邻帧之间的图形差异确定表显电度值发生跳变，并计算自该跳变起达到目标走字累计电能的所需时长和/或计算自该跳变起目标时长内该变化的走字累计电能；基于所述母线电流、所述母线电压计算测定时间内所述充电桩输出的有功电能；根据所述测定时间对应的所述目标走字累计电能或所述走字累计电能与所述有功电能确定所述充电桩的走字电能误差。

Description

一种基于图像识别的充电桩误差检定方法及装置

技术领域

本申请属于电力设备检测技术领域，尤其涉及一种基于图像识别的充电桩误差检定方法及装置。

背景技术

电动汽车交(直)流充电桩/非车载直流充电机已经列入《实施强制管理的计量器具目录》的强制目录，充电桩的有功电能将作为每年的强制检定项目，目前大部分的交直充电充电桩都没有硬件的脉冲检测输出，对没有脉冲输出的充电桩使用传统的电能比较法测量有功电能的准确度，其测量速度非常慢，在最小工作电流下，检测一个点要30分钟或更久。

对没有脉冲输出的充电桩一般使用传统的电能比较法，通过充电桩现场校验仪对比充电桩的电能量和现场校验仪的电能量，计算其误差。例如被检充电桩的电能表的分辨率0.01度，这样至少要走2度电，量化误差才能控制到0.5％，对于其分辨率至少要达到0.5％的1级充电桩，这样至少需要2度电才能达到量化误差的要求。对于7kw的单相交流充电桩，在最低工作点5％时有功功率只有0.35kW，检测一个点就需要等待时间2度/0.35kW＝5.7个小时，假如最小检测点在10％的位置，检测一个点的有功电能误差也需要2.86个小时。

由此可见，传统的电能比较法对小电流需要很长的时间才能检定一个点，检测时间长，效率低。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于图像识别的充电桩误差检定方法及装置，旨在解决传统的电能比较法测量充电桩的表显有功电能误差时间长，效率低的问题。

第一方面，本申请提了一种基于图像识别的充电桩误差检定方法，包括：

获取所检测到的充电桩的母线电流和母线电压；

采集充电桩的显示屏上的表显电度值的连续图像；

比对所述连续图像中相邻帧之间的图形差异确定表显电度值发生跳变，并计算自该跳变起达到目标走字累计电能的所需时长和/或计算自该跳变起目标时长内该变化的走字累计电能；

基于所述母线电流、所述母线电压计算测定时间内所述充电桩输出的有功电能，所述测定时间为对应的所述所需时长，或所述目标时长，或所需时长和所述目标时长中的较大值；

根据所述测定时间对应的所述目标走字累计电能或所述走字累计电能与所述有功电能确定所述充电桩的走字电能误差。

上述基于图像识别的充电桩误差检定方法，利用图像识别技术读取充电桩的表显电度值的跳变，用该的跳变起始时间的来控制实际测定的有功电能累计的启动和停止，最后将实测的有功电能和表显走字电能进行比较以确定充电桩的走字电能误差，大大减小走字电能的测量值，如此在短时间内则可快速实现充电桩的表显有功电能误差测量，提高检测速度和效率，对未来计量部门快速检定数以百万级的充电桩有着重要的经济效益。

可选的，所述比对所述连续图像中相邻帧之间的图形差异确定表显电度值发生变化，包括：

采用余弦相似度公式计算所述连续图像的各相邻帧的相似度的数值；

当相邻两帧图像的相似度的数值达到预设百分比以上时，或计算得到的当前相似度值为上一个相似度值的预设倍以上时，确定表显电度值发生跳变。

可选的，所述采集充电桩的显示屏上的表显电度值的连续图像为所述表显电度值中最小电度刻度的连续图像。

可选的，所述表显电度值发生跳变为最小电度刻度的数值发生跳变。

可选的，所述目标走字累计电能为0.001度～0.05度，所述目标时长为30秒～5分钟。

第二方面，本申请提了一种基于图像识别的充电桩误差检定装置，包括：

电压检测电路，与充电桩的母线链接，用于检测母线电流；

电流检测电路，与充电桩的母线链接，用于检测母线电压；

图像采集装置，与充电桩的显示屏相对，用于采集充电桩的显示屏上的表显电度值的连续图像；

控制模块，与所述电压检测电路、所述电流检测电路及所述图像采集装置连接，所述控制模块用于比对所述连续图像中相邻帧之间的图形差异确定表显电度值发生跳变，并计算自该跳变起达到目标走字累计电能的所需时长和/或计算自该跳变起目标时长内该变化的走字累计电能；并基于所述母线电流、所述母线电压计算测定时间内所述充电桩输出的有功电能；还用于根据所述测定时间对应的所述目标走字累计电能或所述走字累计电能与所述有功电能确定所述充电桩的走字电能误差，所述测定时间为对应的所述所需时长，或所述目标时长，或所需时长和所述目标时长中的较大值。

可选的，所采集的连续图像为所述表显电度值中最小电度刻度的连续图像，所述表显电度值发生跳变为最小电度刻度的数值发生跳变。

可选的，所述目标走字累计电能为0.001度～0.05度，所述目标时长为30秒～5分钟。

第三方面，本申请提供一种充电桩检测设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面或第一方面的任意可选方式所述的方法

第四单元，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第一方面的任意可选方式所述的方法。

可以理解的是，上述第二方面至第四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为本申请一实施例提供的基于图像识别的充电桩误差检定装置的模块图；

图2为本申请一实施例提供的基于图像识别的充电桩误差检定装置的电路示意图；

图3为图2所示的基于图像识别的充电桩误差检定装置中电流电压转换模块的示例电路原理图；

图4为图2所示的基于图像识别的充电桩误差检定装置中跟随电路的示例电路原理图；

图5为计算得到的表显走字累计电能和母线输出的有功电能的波形对比图；

图6为本申请第一实施例提供的基于图像识别的充电桩误差检定方法的流程图；

图7为本申请第二实施例提供的基于图像识别的充电桩误差检定方法的流程图；

图8为本申请第三实施例提供的基于图像识别的充电桩误差检定方法的流程图；

图9是本申请实施例提供的一种充电桩检测设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请的基于图像识别的充电桩误差检定方法和装置通过对充电桩的显示器上显示的电度值的最后一位进行图像录取，通过检测出被检充电桩的电度值的最后一位数值跳变n次的起止时间，再计算同样的时间段充电桩输出有功电能值，通过对比n个最后一位数值的电能度数的电能量和测定的有功电能值，从而计算被检充电桩的电能误差。

请参阅图1，本申请实施例提供的基于图像识别的充电桩误差检定装置(下称该装置)，包括电流检测电路30、电压检测电路40、图像采集装置14以及控制模块8。

电流检测电路30用于与充电桩的母线链接，用于检测母线电压；电压检测电路40用于与充电桩的母线链接，用于检测母线电流；图像采集装置14与充电桩的显示屏相对，用于采集充电桩的显示屏上的表显电度值的连续图像；控制模块8与电压检测电路40、电流检测电路30及图像采集装置14连接，控制模块8用于比对连续图像中相邻帧之间的图形差异确定表显电度值发生跳变，并计算自该跳变起达到目标走字累计电能的所需时长和/或计算自该跳变起目标时长内该变化的走字累计电能；并基于母线电流、母线电压计算测定时间内充电桩输出的有功电能；还用于根据测定时间对应的目标走字累计电能或走字累计电能与有功电能确定充电桩的走字电能误差，测定时间为对应的所需时长，或目标时长，或所需时长和目标时长中的较大值。

该装置用被检电能表的量化值的(0.01度变化的时刻)上升沿来控制母线输出的有功电能的计量启动和停止，把被检电能表的量化值变成了上升沿的检测量化值了，实现在同样时间内，对该装置检测的有功电能和被检电能表的表显走字电能进行比对，计算误差，大大减小量化的值，提高检测速度。这好比PPS(秒脉冲)，分辨率只有1秒，但是我们只要能精确检测其上升沿，准确度可以达到1ns，原理是类似的。

请参阅图2，在其中一个实施例中，该装置还包括交流供电插座10、60，交流供电插座10和交流供电插座60内部通过电能传输母线串接，电压检测电路40和电流检测电路30连接到该电能传输母线，交流供电插座10与充电桩的输出口的插接，交流供电插座60与模拟负载及电池管理系统(BMS)模拟器连接。可选地，该充电桩可以是交流输出的充电桩，或直流输出的充电桩，本申请的实施例以交流输出的充电桩为例。

请参阅图2，在其中一个实施例中，以三相交流母线L1、L2、L3检测为例，电流检测电路30包括三个与三相交流母线L1、L2、L3藕接的电流互感器3a、3b、3c，以及分别与三个电流互感器3a、3b、3c连接的三个电流电压转换模块5a、5b、5c，构成三个电流检测子电路，电流电压转换模块5a、5b、5c用将三个电流互感器3a、3b、3c输出的电流转换为表征母线电流的低压电压信号输出。三个电流检测子电路分别对三相交流母线L1、L2、L3的电流进行采集，如果是对单相交流母线进行检测，则只需要一个电流检测子电路。其中，电流互感器3a、3b、3c采用0.01级的零磁通电流互感器，零磁通电流互感器的变比为8000:1.例如是一次侧80A电流输入，二次侧输出10mA。请参阅图3，电流电压转换模块5a、5b、5c包括运算放大器U5和0.01％准确的电阻RF(1ppm温漂)组成、电阻RF阻值为100欧，可以对于10mA的电流输出转换为1V电压输出。

请参阅图2，在其中一个实施例中，以三相交流母线L1、L2、L3检测为例，电压检测电路40包括与三相交流母线L1、L2、L3连接的分压网络4和与分压网络4连接的三个跟随电路7a、7b、7c，构成三个电压检测子电路，分别对三相交流母线L1、L2、L3的电压进行采集，如果是对单相交流母线进行检测，则只需要一个电压检测子电路。在一个实施例中，电阻网络4各个电阻可采用1ppm温漂、0.01％准确的高稳定电阻，电阻R1、R3、R5的值为199K，电阻R2、R4、R6的值为1K，分压比为200:1，也就是200V的电压输入，可分压输出1V的电压。请参阅图4，跟随电路7a、7b、7c为由运算放大器U7构成的射极跟随电路。

请参阅图2，在其中一个实施例中，该装置还包括模数(AD)转换电路15，模数转换电路15输入端与电流检测电路30和电压检测电路40连接，模数转换电路15的输出端与控制模块8连接，模数转换电路15将电流检测电路30和电压检测电路40输出的模拟电压信号转换为数字信号输入到控制模块8。在一个示例中，模数转换电路15采用24BIT的8个通道严格同步Sigma-Delta AD转换器，积分误差典型值为：±0.0003％，最大采样率128KSPS。可理解的是，如果控制模块8有内置的AD转换器件，则可以省略该模数转换电路15。

具体的，在一个实施例中，电阻网络4把三相交流电压信号缩小200倍输入到跟随电路7a/7b/7c后输入到模数转换电路15的三个通道上，三相电流通过电流互感器3a/3b/3c把充电桩的输出电流缩小8000倍后输入到电流电压转换模块5a/5b/5c上，电流电压转换模块5a/5b/5c跨导放大后输出连接模数转换电路15的三个通道，模数转换电路15以2KSPS的采样率连续不断的采集母线电压和电流的波形值以转换后输出到控制模块8；同时控制模块8连续不断接收并判断图像的最后一位数值的跳变时刻和跳变的累积数量n，根据图像信号的最后一位数值的跳变时刻T1控制充电桩误差检定装置的启动以及跳变时刻Tn控制有功电能Eb的停止，并计算被检充电桩的表显走字有功电能误差。

对于母线电压的采集：

假设充电桩的交流电压输入为Ua、Ub、Uc，跟随电路7a、7b、7c的输出值入为U2a、U2b、U2c；其变比为200倍(电阻网络4的分压比)：

经过变换后，220V*1.1的交流电压输出值为：1.21V_AC，峰峰值为-1.71～+1.71V；AD转换输入值为-2.5V～+2.5V，符合设计满足输入条件。

对于母线电流的采集：

假设充电桩的交流电流输入为Ia、Ib、Ic；电流电压转换模块5a、5b、5c的输出值电压值为VI2a、VI2b、VI2c；

8000：为电流互感器3a、3b、3c的变比，100：的电阻RF阻值；

经过电流互感器3a、3b、3c和电流电压转换模块5a、5b、5c变换后，63A的电流值对应的二次电压值0.7875V_AC，对应的峰峰值为1.113525V，AD转换输入值为-2.5V～+2.5V，符合设计满足输入条件。

请参阅图2，在其中一个实施例中，图像采集装置14为显微镜摄像头。在一个示例中，采用USB显微镜摄像头，比如韧跃1～1000倍电子数码手机显微镜，可以手动调整焦距，能够很好调焦到表显电度值的最后一个刻度上，比如0.01度，或0.001度。

在其中一个实施例中，控制模块8包括数字信号处理(Digital Signal Process，DSP)芯片，比如BF609芯片及其外设，芯片内置了大量的外设，包括1个SPI接口、USB物理层、定时器、16个通用IO口、AMC接口(异步存储接口)等，256M Byte动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)、用于完成本申请的核心算法、任务调度及显示和输入等。

请参阅图2，在其中一个实施例中，该装置还包括电源电路，电源电路与母线连接，接入母线电流进行电压变换后输出一个或多个直流电压。

其中，电源电路包括电源模块2、第一电源变换器11、第二电源变换器12以及参考电压模块13。电源模块2采用+/-15V和5V输出的开关小电源，电流输出2A。第一电源变换器11接入电源模块2输出5V，第一电源变换器11将5V输入电压转换为3.3V输出的线性稳压模块，3.3V输出供控制模块8和模数转换电路15使用。第二电源变换器12为5转1.8V的线性稳压模块，把5V的电源转换为1.8V供控制模块8和模数转换电路15使用。参考电压模块13输出2.5V的电压值。

请参阅图1，在其中一个实施例中，该装置还包括显示器9，显示器9与控制模块8连接，用于显示误差的数值。显示器9直接由DSP芯片及其外设通过AMC接口驱动显示。该装置还包括键盘10，键盘10与控制模块8连接，用于输入操作指令。在一个示例中，键盘10为简易键盘，共6个键盘输入到DSP芯片的6个IO上。

本申请中提供的装置中，图像采集装置14所采集的连续图像为充电桩的表显电度值中最小电度刻度的连续图像，比如是0.01度或0.001度。可以理解的是，表显电度值发生跳变即为最小电度刻度的数值发生跳变，请参阅图5，比如最小电度刻度为0.01度，其数值由0跳变至1，1跳变至2等，那么该跳变每次发生时，实际上走字累计电能将增加0.01度。另外，可选的，目标走字累计电能为0.001度～0.05度，目标时长为30秒～5分钟。

常规检定方式：

尽管普通的标准表(即充电桩现场校验仪)的电能走字量化误差可以忽悠，但是被检的电能量化误差无法忽略，也就是我们不清楚被检电能误差走到0～0.01度之间的值，这样我们的走字的时间只有足够长才能把0.01度的量化误差忽略掉，而且走字的时间和被检充电桩的充电桩功率有关，当充电桩功率很低的时候，比如交流充电桩在0.35kW的功率时，0.01度的电能需要走0.01/(0.35)＝0.028小时，要达到1％的分辨率至少需要100*0.28＝2.8个小时。要达到0.1％的分辨率就需要28个小时。

采用本申请的检定方式：

使用显微镜摄像头一秒钟拍摄60帧图片，对拍摄表显电度值中最小电度刻度为0.01度的刻度图像，其每帧图像的有功电能测定时间(时长)固定为16.67ms，所以，本申请把非固定值(和充电功率有关)的量化值，变成了固定值量化值，前提是必须走字累计电能最少要累加0.01度，为了保证能够获取较好的准确度，检测的目标时长取60秒或0.01刻度的数值跳变一次所需时长取其大值。假设，按照60秒，其最大量化误差为16.67ms/60ms＝0.0278％，也就是只需要一分钟或一个被检电能表的最小电度刻度一次跳变的所需时长就可以达到0.0278％的准确度。利用本申请提供该装置，检定交流充电桩在0.35kW的功率时的表显走字误差，0.01度的电能需要走0.01/(0.35)＝0.028小时，按0.03％的准确度比传统模式可节约时间3000倍。

在另一些实施例中，该装置同样适用于对直流输出的充电桩的表显电度值进行误差检定，应用在直流充电桩时，与上述实施例不同的在于：

交流供电插座10、60改为直流供电插座。

电流检测电路只有一个电流检测子电路，将采用直流零磁通互感器和电流放大模块，比如，直流零磁通互感器使用LEM公司IT 200-S，最大输出250A，200A:200mA,变比1000:1。电流放大模块将采用，增益放大器。当充电桩输出的直流为250A时候、直流零磁通互感器的输出电流为0.25A，通过变换后，输出电压为0.25A*2Ω＝0.5V，变换为1V。电压检测电路只有一个电压检测子电路。

请参阅图6，本申请一实施例提供的一种基于图像识别的充电桩误差检定方法，包括：

步骤S110，获取所检测到的充电桩的母线电流和母线电压。

可理解，结合图2，系统将获取电压检测电路40、电流检测电路30检测得到的母线电压和母线电流，其中可以通过模数转换再输入。

步骤S120，采集充电桩的显示屏上的表显电度值的连续图像。

本申请中，所采集的连续图像为充电桩的表显电度值中最小电度刻度的连续图像，比如是0.01度或0.001度。

步骤S130，比对连续图像中相邻帧之间的图形差异确定表显电度值发生跳变，并计算自该跳变起达到目标走字累计电能的所需时长和计算自该跳变起目标时长内该变化的走字累计电能；

可以理解的是，表显电度值发生跳变即为最小电度刻度的数值发生跳变，而走字累计电能实质体现的是跳变的次数n，其中，n≥1，且n的选择保证被检充电桩运行的时间＞60秒。

请参阅图5，比如最小电度刻度为0.01度，其数值由0跳变至1，1跳变至2等，那么该跳变每次发生时，实际上走字累计电能将增加0.01度。

其中，在一种方案中，可以设定固定的目标时间作为测定时间；或在另一种方案中，设定固定的目标表显走字累计电能并计算所需时间作为测定时间，都可以用于计算母线实质输出的有功电能，在另一种方案中，上述的目标时间和所需时间都计算出来并选较大值作为测定时间，是有利于提高测量的准确度；相对地，仅计算其中一项作为测定时间，则可以降低系统的计算量，降低系统功耗。

另外，可选的，目标走字累计电能为0.001度～0.05度，目标时长为30秒～5分钟。

步骤S140，基于母线电流、母线电压计算测定时间内充电桩输出的有功电能，测定时间为对应的所需时长，或目标时长，或所需时长和目标时长中的较大值。经过上述步骤S130，可以得到当前的表显走字累计电能，并选定了相应的所需时长或目标时长作为测定时间，那么本步骤则可以计算，在充电桩的显示屏上的增加了走字累计电能的期间的实际输出的有功电能。

步骤S140，根据测定时间对应的目标走字累计电能或走字累计电能与有功电能确定充电桩的走字电能误差。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

在一个实施例中，请参阅图7，本申请一实施例提供的一种基于图像识别的充电桩误差检定方法，

步骤S210，采集充电桩的显示屏上的表显电度值的连续图像，并获取第一个0.01度的跳变起始时刻T1。

步骤S220，获取的母线电流和母线电压，并从T1时刻开始对有功电能Eb(t)进行累计。其中，在一个示例中，母线电流和母线电压采样率是2kSPS，启动误差0.5ms(一个采样点的时间)，而0.5mS相对于测量时间60秒，0.5ms/60000ms＝0.0008％的误差可以忽略。

步骤S230，获取第n个0.01度的翻转起始时刻Tn，当Tn＞60秒时，停止读取。连续图像的获取采用USB显微镜，每秒帧速度为60fps，这样读取的量化误差为1/60＝16.67ms，60秒钟的可保证量化误差为16.6ms/20000ms＝0.027％。

步骤S240，从Tn时刻停止对有功电能Eb(t)进行累计。

1、按公式3计算充电桩输出的有功电能值：

Eb单位为WS(瓦秒)，p(t)为充电桩输出瞬时有功功率，p(t)的量化值由母线电流和母线电压的乘积决定，比如由于使用24Bit AD，去掉符号位1个比特

其量化值为

可以忽略，也就是电桩输出的有功电能的量化值可忽略。

具体地，首先把Ua、Ia、Ub、Ib、Uc、Ic的采样点数据按电压变比(公式1)和电流变比(公式2)折算到一次值，按照电压单位为V、电流单位为A，转存到如下的双精度浮点数组：

Ua[1,n]、Ub[1,n]、Uc[1,n]、Ia[1,n]、Ib[1,n]、Ic[1,n]；

n为Tn时刻对有功电能的最后一个采样点，由公式3得：

其中，采样率：2KSPS；TS：为采样时间1/2K＝0.5ms；i＝1时为T1时刻开始对有功电能的第一个采样点；i＝n时为Tn时刻对有功电能的第的最后一个采样点，假如采样时间为60S，则n＝60s/0.5ms＝120000。

而，对于单相交流充电桩，公式4也同样适用，只是B相和C想的电流和电压值为0.，对应的积分值也接近0。

2、计算被检交流充电桩的表显有功电能(即走字累计电能)

Ex＝(0.01)*n度＝(0.01)*n*3600*1000瓦秒；(式6)

(1度＝1000瓦x1小时＝1000瓦x3600秒)

被检的量化值为0.01度，本申请利用被检量化的上升沿来控制有功电能Eb的计量启动和停止，实现在同样的0.01度的时间内，对标准电能表和被检电能表的电能进行比对，计算误差。

步骤S240，根据公式7计算被检充电桩的表显有功电能误差。

Ex(t)为被检充电桩的走字电能，量化误差为0.01度

Eb(t)为充电桩校验仪的标准表走字电能，量化误差如(式4)所示，可以忽略，认为是连续的。

在本申请中，把传统需要的被检充电桩电能走字的量化误差0.01度，转换为0.01度的上升沿检测误差16.67ms所对应的标准电能表的走字电度。

常规方式：

尽管标准表的电能走字量化误差可以忽悠，但是被检的电能量化误差无法忽略，也就是我们不清楚被检电能误差走到0～0.01度之间的值，这样我们的走字的时间只有足够长才能把0.01度的量化误差忽略掉，而且走字的时间和被检充电桩的充电桩功率有关，当充电桩功率很低的时候，比如交流充电桩在0.35kW的功率时，0.01度的电能需要走0.01/(0.35)＝0.028小时，要达到1％的分辨率至少需要100*0.28＝2.8个小时。要达到0.1％的分辨率就需要28个小时。

本申请方式：

用被检电能表的量化值的上升沿来控制标准电能表的启动和停止，

被检电能表的量化值变成了上升沿的检测量化值了，由于使用显微镜一秒钟60帧，其量化值固定为16.67ms(视频检测误差)，所以，本申请把非固定值(和充电功率有关)的量化值，变成了固定值量化值，前提是必须最少要走0.01度，为了保证能够获取较好的准确度，检测时间取60秒或一个0.01度的时间取其大值。按照60秒，其最大量化误差为16.67ms/60ms＝0.0278％，也就是只需要一分钟或一个被检电能表的量化值就可以达到0.0278％的准确度。

在本发明模式下交流充电桩在0.35kW的功率时，0.01度的电能需要走0.01/(0.35)＝0.028小时，按0.03％的准确度比传统模式可节约时间3000倍。

请参阅图8，在其中一个实施例中，步骤S130中的比对连续图像中相邻帧之间的图形差异确定表显电度值发生变化，包括：

步骤S131，采用余弦相似度公式计算连续图像的各相邻帧的相似度的数值；

步骤S132，当相邻两帧图像的相似度的数值达到预设百分比以上时，或计算得到的当前相似度值为上一个相似度值的预设倍以上时，确定表显电度值发生跳变。

具体地，设每一帧图像的像素f(n)

f(n)：为第n帧的图像数据组，包括M×N的数组，M为视频行点数，N为视频的列点数；

使用余弦相似度来计算两帧视频的相似度T(n)，其公式如式8：

其中，M为显微镜摄像的行点数，N为显微镜摄像的列点数；f(n)为第n帧的像素数组；f(n-1)为第n-1帧的像素数组，n:当前录像帧数，n>1；

T(n)值的范围为[-1,1]，值越大，相似度就越小；值为0时，说明两个图片完全相同，在被检充电桩的表显电度值数字没有变化的时候，视频的前后两张图的非常相似，T(n)值接近于0，假如相似度突变增大，说明被检充电桩的表显电度值又增加了0.01度，通过查询T(n)突变量值确定0.01度变化的上升沿时间Tn。

进一步地，为了兼顾噪音采用如下判据判断突变量T；

T＝(|T(n)|>5*|T(n-1)|)||(|T(n)|>0.05) (式9)

其中，n:为当前录像帧数，n>2；||为“或”的数学符号。

那么，当两个图像的差异达到5％，或比上次相似度多出5倍，证明是0.01度的上升沿。

当T为真值时，记录Tn的时刻，该时刻使用DSP内置的系统时钟调用函数表示。

进一步地，为了减少运算量，把显微镜摄像头的像素修改为640*480，这样M＝640，N＝480，

DSP芯片采用BF609芯片时，其的内置了双核四线程乘积累加运算(MultiplyAccumulate，MAC)模块，共有4个MAC模块，最大速度500MAC。

公式8的

可以分别用3个MAC同时单周期计算，DSP芯片内核运算一个周期并行计算2ns，由于DSP需要对DRAM取图像数据，一个周期大约7.5ns，共需要3个周期，共需要640*480*(2+7.5*3)ns＝7526400ns＝7.5ms。

一帧的时间为1/60＝16.67ms，计算需要的时间为7.5ms，可以满足运算要求。而对于DSP芯片速度比较慢的可以使用两种方法降低对DSP的速度要求，第一种方法是降低像素，只取一个数，实际上像素在32*32就可以了，第二个方法是截取图像的一部分进行对比。

更具体地，通过图像差异突变量，检测被检充电桩的电度变化的时刻的原理如下，

对每一帧视频的相邻两帧的相似度进行比较，并且找出相似度的突变量，按照(式9)的评判规则找出突变量，并标定被检充电桩的电度变化的时刻。如(公式8)使用余选相似度算法比较两帧图像差异T(n)，并计算本帧f(n)和上一帧f(n-1)图形差异值以及上一帧f(n-1)和上上一帧f(n-2)的图形差异值的变化，利用差异变化的突变量(见公式9)，检测被检充电桩的电度变化(0.01度)的时刻。

在另一些实施例中，该方法同样适用于对直流输出的充电桩的表显电度值进行误差检定，应用在直流充电桩时，与上述实施例不同的在于：

对于母线电压的计算：

假设充电桩的直流电压输入为Udc，假设跟随电路的输出值入为U2dc

其变比为1000倍(R1和R2的分压比)：

经过变换后，1000V的直流电压输出值为：1V，AD转换输入值为-2.5V～+2.5V，符合设计满足输入条件。

对于母线电流的计算：

假设充电桩的直流电流输入为Idc，假设电压放大模块输出电压值为I2dc

其中，1000为直流零磁通互感器变比，2为增益电阻阻值，2：为电压放大模块放大倍数，经过直流零磁通互感器和电压变化后，250A的电流值对应的二次电压值1V，AD转换输入值为-2.5V～+2.5V，符合设计满足输入条件。

对于充电桩输出的有功电能值的计算，

首先把Udc、IDc的采样点数据按电压变比和电流变比折算到一次值，按照电压单位为V、电流单位为A，转存到如下的双精度浮点数组：

Udc[1,n]、Idc[1,n]；

n为Tn时刻对有功电能的第的最后一个采样点：

得到：

其中，采样率：2KSPS，TS为采样时间1/2K＝0.5ms；i＝1时为T1时刻开始对有功电能的第一个采样点，i＝n时为Tn时刻对有功电能的第的最后一个采样点，假如采样时间为60S，则n＝60s/0.5ms＝120 000。

图9是本申请实施例提供的充电桩检测设备的示意图。如图9所示，该实施例的充电桩检测设备26包括：处理器260、存储器261以及存储在所述存储器261中并可在所述处理器260上运行的计算机程序262。处理器260执行所述计算机程序262时实现上述各个基于图像识别的充电桩误差检定方法实施例中的步骤，例如图6所示的步骤S110-S150。或者，所述处理器260执行所述计算机程序262时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图2所示模块的功能。

示例性的，所述计算机程序262可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器261中，并由处理器260执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序262在所述充电桩检测设备26中的执行过程。

所述充电桩检测设备可包括，但不仅限于，处理器260、存储器261。本领域技术人员可以理解，图9仅仅是充电桩检测设备26的示例，并不构成对充电桩检测设备26的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述充电桩检测设备26还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器260可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(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。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器261可以是所述充电桩检测设备26的内部存储单元，例如充电桩检测设备26的硬盘或内存。所述存储器261也可以是所述充电桩检测设备26的外部存储设备，例如所述充电桩检测设备26上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器261还可以既包括所述充电桩检测设备26的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器261用于存储所述计算机程序以及所述视频处理设备所需的其他程序和数据。所述存储器261还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述基于图像识别的充电桩误差检定方法。

本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在充电桩检测设备上运行时，使得充电桩检测设备执行时实现可实现上述基于图像识别的充电桩误差检定方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

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。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

以上所述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精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于图像识别的充电桩误差检定方法，其特征在于，包括：

获取所检测到的充电桩的母线电流和母线电压；

采集充电桩的显示屏上的表显电度值的连续图像；

比对所述连续图像中相邻帧之间的图形差异确定表显电度值发生跳变，并计算自该跳变起达到目标走字累计电能的所需时长和/或计算自该跳变起目标时长内该变化的走字累计电能；

基于所述母线电流、所述母线电压计算测定时间内所述充电桩输出的有功电能，所述测定时间为对应的所述所需时长，或所述目标时长，或所需时长和所述目标时长中的较大值；

根据所述测定时间对应的所述目标走字累计电能或所述走字累计电能与所述有功电能确定所述充电桩的走字电能误差。

2.如权利要求1所述的基于图像识别的充电桩误差检定方法，其特征在于，所述比对所述连续图像中相邻帧之间的图形差异确定表显电度值发生变化，包括：

采用余弦相似度公式计算所述连续图像的各相邻帧的相似度的数值；

当相邻两帧图像的相似度的数值达到预设百分比以上时，或计算得到的当前相似度值为上一个相似度值的预设倍以上时，确定表显电度值发生跳变。

3.如权利要求1或2所述的基于图像识别的充电桩误差检定方法，其特征在于，所述采集充电桩的显示屏上的表显电度值的连续图像为所述表显电度值中最小电度刻度的连续图像。

4.如权利要求1或2所述的基于图像识别的充电桩误差检定方法，其特征在于，所述表显电度值发生跳变为最小电度刻度数值发生跳变。

5.如权利要求1或2所述的基于图像识别的充电桩误差检定方法，其特征在于，所述目标走字累计电能为0.001度～0.05度，所述目标时长为30秒～5分钟。

6.一种基于图像识别的充电桩误差检定装置，其特征在于，包括：

电压检测电路，与充电桩的母线链接，用于检测母线电流；

电流检测电路，与充电桩的母线链接，用于检测母线电压；

图像采集装置，与充电桩的显示屏相对，用于采集充电桩的显示屏上的表显电度值的连续图像；

控制模块，与所述电压检测电路、所述电流检测电路及所述图像采集装置连接，所述控制模块用于比对所述连续图像中相邻帧之间的图形差异确定表显电度值发生跳变，并计算自该跳变起达到目标走字累计电能的所需时长和/或计算自该跳变起目标时长内该变化的走字累计电能；并基于所述母线电流、所述母线电压计算测定时间内所述充电桩输出的有功电能；还用于根据所述测定时间对应的所述目标走字累计电能或所述走字累计电能与所述有功电能确定所述充电桩的走字电能误差，所述测定时间为对应的所述所需时长，或所述目标时长，或所需时长和所述目标时长中的较大值。

7.如权利要求6所述的基于图像识别的充电桩误差检定装置，其特征在于，所采集的连续图像为所述表显电度值中最小电度刻度的连续图像，所述表显电度值发生跳变为最小电度刻度的数值发生跳变。

8.如权利要求6所述的基于图像识别的充电桩误差检定装置，其特征在于，所述目标走字累计电能为0.001度～0.05度，所述目标时长为30秒～5分钟。

9.一种充电桩检测设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的方法。

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