无人车多传感器数据同步采集系统技术方案

本发明专利技术涉及一种无人车多传感器数据同步采集系统，包括：环境感知数据采集装置、以太网交换机1、惯导数据采集装置、整车控制器、指令下发及整车状态反馈Nport、以太网交换机2、规划工控机、感知工控机、CAN数据采集设备、CAN网络、CAN网络数据采集装置；规划工控机中保存了CAN网络数据、整车控制器通过CAN网络下发的底层时间和CAN数据采集设备自身定时器之间的时间对应关系以及惯导数据，感知工控机中保存了环境感知数据，实现了以整车控制器下发的底层时间为标志的CAN网络数据、环境感知数据和惯导数据的同步关联，经测试稳定可靠，为实现无人车环境信息数据、导航定位数据、车辆姿态信息以及车辆底层状态信息的同步回放提供了技术保障。

Multi sensor data synchronous acquisition system for unmanned vehicle

The invention relates to an unmanned vehicle synchronous acquisition system, multi sensor data comprises a sensing data acquisition device, Ethernet switch, 1 Environmental inertial navigation data acquisition device and vehicle controller, under the instruction and the vehicle state feedback Nport, Ethernet switch 2, planning of IPC, perception of IPC, CAN data acquisition equipment, network, CAN CAN network data acquisition device; planning IPC in the preservation of correspondence between the time data of the CAN network, the vehicle controller through the bottom CAN network time issued and CAN data acquisition equipment self timer and inertial navigation data stored in the computer, the perception of environmental sensing data, in order to realize the bottom time vehicle controller issued as a symbol of the data, the CAN network environment and inertial sensing data synchronous data association guide tested, stable and reliable, for the realization of unmanned vehicle ring It provides a technical guarantee for environmental information, data, navigation and positioning data, vehicle attitude information and the synchronization of vehicle bottom state information.

【技术实现步骤摘要】
无人车多传感器数据同步采集系统
本专利技术涉及无人车
，尤其涉及一种无人车多传感器数据同步采集系统。
技术介绍
无人驾驶技术作为当今车辆的前沿技术受到了各国学者的广泛关注。传统的车辆数据采集系统俗称黑匣子，是一种能够采集、保存并能够实现对所采集数据进行回放的数字式电子记录装置。其采集的数据以车辆底层数据为主，包括了车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息。但无人车所搭载的传感设备众多，除了车辆底层数据，如发动机转速、档位、扭矩等；还包括了组合导航系统所输出的位置信息和姿态信息，如经纬度、高度、航向角、俯仰角等；以及环境感知系统所采集的激光雷达信息、视觉信息等。综上所述，无人车数据采集系统需要采集环境信息、导航定位信息、车辆姿态信息以及车辆底层状态信息，现有的车载信息采集系统显然难以应对，所以有必要加以改进。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种无人车多传感器数据同步采集系统，用以解决现有无人车数据采集系统的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种无人车多传感器数据同步采集系统，包括环境感知数据采集装置、以太网交换机1、惯导数据采集装置、整车控制器、指令下发及整车状态反馈Nport、以太网交换机2、规划工控机、感知工控机、CAN数据采集设备、CAN网络、CAN网络数据采集装置；其中，环境感知数据采集装置与以太网交换机1相连；以太网交换机1与感知工控机相连；整车控制器与指令下发及整车状态反馈Nport相连，惯导数据采集装置、指令下发及整车状态反馈Nport与以太网交换机2相连；以太网交换机2与感知工控机以及规划工控机相连；CAN数据采集设备与规划工控机相连，CAN数据采集设备通过CAN网络与CAN网络数据采集装置相连。所述环境感知数据采集装置包括双目相机、32线激光雷达、64线激光雷达；所述惯导数据采集装置包括惯导串口0、惯导数据接收Nport；所述CAN网络数据采集装置包括整车控制器、转向控制器、AMT控制器、发动机控制器和扭矩传感器；所述规划工控机还包括规划工控机网口1和规划工控机网口2；所述感知工控机还包括感知工控机网口1和感知工控机网口2；所述CAN网络还包括CAN1网络和CAN2网络；所述CAN数据采集设备还包括CAN数据采集USB接口。以太网交换机1与感知工控机之间通过感知工控机网口1相连；惯导串口0与惯导数据接收Nport相连，惯导数据接收Nport与以太网交换机2相连；以太网交换机2与感知工控机之间通过感知工控机网口2相连，与规划工控机之间通过规划工控机网口2相连，规划工控机网口1为预留接口；CAN数据采集设备与规划工控机之间通过CAN数据采集USB接口相连，与整车控制器、转向控制器、AMT控制器以及发动机控制器之间通过CAN1网络相连，与扭矩传感器之间通过CAN2网络相连。环境感知数据采集装置采集的环境感知数据通过以太网交换机1存入感知工控机中；惯导数据采集装置采集的惯导数据通过以太网交换机2存入规划工控机中；整车控制器通过以太网交换机2将底层时间信息存入感知工控机和规划工控机中；CAN网络数据采集装置采集的CAN网络数据通过CAN网络和CAN数据采集设备存入规划工控机中。感知工控机在每一帧所述环境感知数据的末位加入底层时间，实现环境感知数据与底层时间的同步关联。规划工控机在每一帧所述惯导数据的末位加入底层时间，实现惯导数据与底层时间的同步关联。利用CAN数据采集设备内部的定时器给两路CAN网络上的每一帧数据加上时间标记，将带有时间标记的CAN网络数据保存至规划工控机中，实现所有CAN网络数据的同步保存以及数据回溯。整车控制器通过自身的定时器向CAN1网络中下发底层时间，底层时间被CAN数据采集设备记录，与CAN数据采集设备内部的定时器时间共同保存，两者之间的时间对应关系保存至规划工控机中。整车控制器接收数据回放系统发送的数据回放时间戳，通过系统时间戳确定环境感知数据和惯导数据，采用系统时间戳与数据回放时间戳最接近的一组环境感知数据和惯导数据同步输出至数据回放系统；整车控制器查找与系统时间戳最接近的底层时间戳，查找与底层时间戳最接近的CAN数据采集设备定时器时间戳，提取底层CAN网络数据并发送至数据回放系统，实现CAN网络数据和环境感知数据以及惯导数据的同步回放。本专利技术有益效果如下：能够实现无人车上所搭载各传感器数据的同步记录和保存，为实现无人车环境信息数据、导航定位数据、车辆姿态信息以及车辆底层状态信息的同步回放提供了技术保障。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为以太网构建的环境感知数据和导航数据采集系统结构图；图2为CAN网构建的底层数据采集系统结构图；图3为扭矩传感器数据采集示意图；图4为整车控制器数据采集示意图；图5为转向控制器数据采集示意图；图6为AMT控制器数据采集示意图；图7为发动机控制器数据采集示意图；图8为数据同步采集系统采集数据时间关联示意图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。根据本专利技术的一个具体实施例，公开了一种无人车多传感器数据同步采集系统，包括：双目相机、32线激光雷达、64线激光雷达、惯导串口0、惯导数据接收Nport、整车控制器、指令下发及整车状态反馈Nport、以太网交换机1、以太网交换机2、规划工控机、感知工控机、CAN数据采集设备、CAN1网络、CAN2网络、转向控制器、AMT控制器、发动机控制器和扭矩传感器；进一步地，所述双目相机包括双目相机(前左)和双目相机(前右)；进一步地，所述规划工控机还包括规划工控机网口1和规划工控机网口2；进一步地，所述感知工控机还包括感知工控机网口1和感知工控机网口2；进一步地，所述CAN数据采集设备还包括CAN数据采集USB接口。双目相机、32线激光雷达、64线激光雷达与以太网交换机1相连；以太网交换机1通过感知工控机网口1与感知工控机相连；惯导数据接收Nport、指令下发及整车状态反馈Nport与以太网交换机2相连，惯导串口0与惯导数据接收Nport相连，整车控制器与指令下发及整车状态反馈Nport相连，整车控制器通过GPIO接口与外部设备控制继电器模块组相连；以太网交换机2通过感知工控机网口2与感知工控机相连，通过规划工控机网口2与规划工控机相连，规划工控机网口1为预留接口；CAN数据采集设备通过CAN数据采集USB接口与规划工控机相连，通过CAN1网络与整车控制器、转向控制器、AMT控制器以及发动机控制器相连，通过CAN2网络与扭矩传感器相连。如图1所示，双目相机、32线激光雷达、64线激光雷达用于采集环境感知数据，并将环境感知数据传输到以太网交换机1，然后通过感知工控机网口1存至感知工控机中；如图1所示，惯导数据接收Nport通过惯导串口0采集导航数据，将导航数据传输至以太网交换机2，然后通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人车多传感器数据同步采集系统，其特征在于，包括环境感知数据采集装置、以太网交换机1、惯导数据采集装置、整车控制器、指令下发及整车状态反馈Nport、以太网交换机2、规划工控机、感知工控机、CAN数据采集设备、CAN网络、CAN网络数据采集装置；其中，环境感知数据采集装置与以太网交换机1相连；以太网交换机1与感知工控机相连；整车控制器与指令下发及整车状态反馈Nport相连，惯导数据采集装置、指令下发及整车状态反馈Nport与以太网交换机2相连；以太网交换机2与感知工控机以及规划工控机相连；CAN数据采集设备与规划工控机相连，CAN数据采集设备通过CAN网络与CAN网络数据采集装置相连。

【技术特征摘要】
1.一种无人车多传感器数据同步采集系统，其特征在于，包括环境感知数据采集装置、以太网交换机1、惯导数据采集装置、整车控制器、指令下发及整车状态反馈Nport、以太网交换机2、规划工控机、感知工控机、CAN数据采集设备、CAN网络、CAN网络数据采集装置；其中，环境感知数据采集装置与以太网交换机1相连；以太网交换机1与感知工控机相连；整车控制器与指令下发及整车状态反馈Nport相连，惯导数据采集装置、指令下发及整车状态反馈Nport与以太网交换机2相连；以太网交换机2与感知工控机以及规划工控机相连；CAN数据采集设备与规划工控机相连，CAN数据采集设备通过CAN网络与CAN网络数据采集装置相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述环境感知数据采集装置包括双目相机、32线激光雷达、64线激光雷达；所述惯导数据采集装置包括惯导串口0、惯导数据接收Nport；所述CAN网络数据采集装置包括整车控制器、转向控制器、AMT控制器、发动机控制器和扭矩传感器；所述规划工控机还包括规划工控机网口1和规划工控机网口2；所述感知工控机还包括感知工控机网口1和感知工控机网口2；所述CAN网络还包括CAN1网络和CAN2网络；所述CAN数据采集设备还包括CAN数据采集USB接口。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，以太网交换机1与感知工控机之间通过感知工控机网口1相连；惯导串口0与惯导数据接收Nport相连，惯导数据接收Nport与以太网交换机2相连；以太网交换机2与感知工控机之间通过感知工控机网口2相连，与规划工控机之间通过规划工控机网口2相连，规划工控机网口1为预留接口；CAN数据采集设备与规划工控机之间通过CAN数据采集USB接口相连，与整车控制器、转向控制器、AMT控制器以及发动机控制器之间通过C...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈慧岩，王博洋，翟涌，韩雨，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11