一种时间同步触发装置及方法制造方法及图纸

本申请提供了一种时间同步触发装置及方法。所述装置包括：卫星惯导模块、工控机、时间同步硬件模块以及至少一摄像头。本申请通过基于GPS时间戳与CPU硬件时间戳进行时间信号拟合，可以保证不同类型传感器及工控机之间的同步精度，且在一些GPS无法应用的场合内仍有高精度的时间同步性能，确保时间数据的有效性。本申请可以提供基于PTP协议的硬件同步方式、提供NTP协议的时间同步方式，以及采用时间同步硬件模块通过CPLD单元同步触发多路摄像头，同时提供PPS、CAN协议方式以同步其它传感器。CAN协议方式以同步其它传感器。CAN协议方式以同步其它传感器。

【技术实现步骤摘要】
一种时间同步触发装置及方法


[0001]本申请实施例涉及自动驾驶
，尤其涉及一种用于自动驾驶车辆真值测试系统的时间同步触发装置及方法。

技术介绍

[0002]自动驾驶车辆是融合环境感知、路径规划、模式状态识别以及车辆控制等多元一体的集成化、智能化的新时代技术产物。为了实现自动驾驶，必须借用多种传感器的信息，并进行融合来识别车辆所处在的环境信息，然后进行规划决策。由于每个传感器的系统时间、处理时间和数据传送时间都可能不一样，自动驾驶系统对时间非常敏感，对时间同步也提出了更高的要求。
[0003]由于车辆驾驶辅助系统和自动驾驶功能的开发测试极其复杂和耗时，真值采集及测评工具链开始逐渐被引入，其主要由多颗高线束激光雷达及其它传感器融合系统为主，通过在自动驾驶车辆测试过程中获取比待测系统更为准确目标检测与预测结果，提供准确的障碍物分类、速度、距离、角度、车道线、道路边界等数据。典型真值测评系统由车端采集硬件及服务器端数据融合及测评工具组成。车端采集硬件一般包括多台工控机、1
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5台激光雷达、1
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6台毫米波雷达、1
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12枚摄像头、1台卫星惯导设备，通过专用数据采集上位软件同步采集存储车端采集硬件中所有传感器的数据。所示各类型传感器中，有些传感器仅使用PPS同步技术，有些传感器使用NTP协议进行时间同步，有些传感器采用PTP协议进行时间同步，有些传感器甚至只有CAN节点来获取同步时间。如何协调同步各类型传感器及工控机的时间，保证其时间误差不超过10ms或更优，是真值测评系统需要解决的关键问题。
[0004]目前一般使用单一协议的软同步方式，如基于GPS的时间同步技术，通过GPS接收机获取UTC时间，并给工控机授时，各传感器数据抵达工控机后再由采集软件打时间戳。由于其在应用层面同步时间，故无法有效控制数据间的时延，且无法协调两台以上工控机的时间同步问题。
[0005]以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本申请的构思及技术方案，其并不必然属于本申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于，提供一种时间同步触发装置及方法，可以克服现有技术的不足，提供真值测试系统中全场景环境下多传感器硬时间同步，保证不同类型传感器及工控机之间的同步精度，以及提供集中式内外时间同步能力。
[0007]为实现上述目的，本申请第一实施例提供了时间同步触发装置，应用于自动驾驶车辆的真值测试系统所述装置包括：工控机、卫星惯导模块、时间同步硬件模块以及至少一摄像头；所述卫星惯导模块用于通过GPS天线接收GPS射频信号，并输出不间断时间数据帧，所述时间数据帧具有GPS时间戳；所述工控机用于采用时间同步控制软件获取所述GPS时间
戳，同步调取CPU硬件时间戳，以进行时间信号拟合获取拟合系统时间，并根据所述拟合系统时间发出带有时间戳的PTP报文，以与支持PTP协议的传感器进行时间同步；所述时间同步硬件模块用于通过PTP协议接收所述拟合系统时间完成时间同步，并发出时间硬同步触发信号以与所述至少一摄像头进行时间同步。
[0008]为实现上述目的，本申请第二实施例提供了一种时间同步触发方法，采用本申请所述的时间同步触发装置，所述方法包括如下步骤：采用卫星惯导模块通过GPS天线接收GPS射频信号，并输出不间断时间数据帧，所述时间数据帧具有GPS时间戳；采用工控机利用时间同步控制软件获取所述GPS时间戳，同步调取CPU硬件时间戳，以进行时间信号拟合获取拟合系统时间；根据所述拟合系统时间发出带有时间戳的PTP报文，以与支持PTP协议的传感器进行时间同步；以及采用时间同步硬件模块通过PTP协议接收所述拟合系统时间完成时间同步，并发出时间硬同步触发信号以与至少一摄像头进行时间同步。
[0009]与现有技术相比，本申请实施例提供的时间同步触发方式，可以解决真值测试系统中全场景环境下多源异构传感器、工控机之间的时间硬同步触发问题，保证不同类型传感器及工控机之间的同步精度；以及提供集中式内外时间同步能力，可以协调两台以上工控机的时间同步问题。本申请实施例通过基于GPS时间戳与CPU硬件时间戳进行时间信号拟合，可以保证不同类型传感器及工控机之间的同步精度，且在一些GPS无法应用的场合内仍有高精度的时间同步性能，确保时间数据的有效性。本申请实施例可以提供基于PTP协议的硬件同步方式与支持PTP协议的传感器进行时间同步，同时提供NTP协议的时间同步方式以同步其它传感器；以及采用时间同步硬件模块通过CPLD单元同步触发多路摄像头，同时提供PPS、CAN协议方式以同步其它传感器。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0011]图1为本申请实施例提供的时间同步触发装置的架构示意图；图2为本申请实施例提供的时间同步触发装置的工作原理示意图；图3为本申请实施例提供的时间同步触发装置之间的时间同步架构示意图；图4为本申请实施例提供的时间同步触发方法的流程示意图。
具体实施方式
[0012]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
[0013]需要说明的是，本申请的文件中涉及的术语“包括”和“具有”以及它们的变形，意图在于覆盖不排他的包含。术语“第一”、“第二”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，除非上下文有明确指示，应该理解这样使用的数据在适当情况下
可以互换。另外，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。
[0014]请一并参阅图1~图2，其中图1为本申请实施例提供的时间同步触发装置的架构示意图，图2为本申请实施例提供的时间同步触发装置的工作原理示意图。本实施例所述的时间同步触发装置可应用于自动驾驶车辆的真值测试系统，能满足真值测试系统内不同传感器类型、不同操作系统（operating system，简称OS）的工控机、嵌入式设备的时间硬同步触发需求。
[0015]如图1~图2所示，所述装置10包括卫星惯导模块11、工控机12、时间同步硬件模块13以及至少一摄像头14。
[0016]具体地，所述卫星惯导模块11用于通过GPS天线19接收GPS射频信号，并输出不间断时间数据帧，所述时间数据帧具有GPS时间戳。卫星惯导模块11可以为小型卫惯设备，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时间同步触发装置，应用于自动驾驶车辆的真值测试系统，其特征在于，所述装置包括：卫星惯导模块、工控机、时间同步硬件模块以及至少一摄像头；所述卫星惯导模块用于通过GPS天线接收GPS射频信号，并输出不间断时间数据帧，所述时间数据帧具有GPS时间戳；所述工控机用于采用时间同步控制软件获取所述GPS时间戳，同步调取CPU硬件时间戳，以进行时间信号拟合获取拟合系统时间，并根据所述拟合系统时间发出带有时间戳的PTP报文，以与支持PTP协议的传感器进行时间同步；所述时间同步硬件模块用于通过PTP协议接收所述拟合系统时间完成时间同步，并发出时间硬同步触发信号以与所述至少一摄像头进行时间同步。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述工控机进一步采用时间同步控制软件通过串口链路获取所述GPS时间戳。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述工控机进一步用于根据所述拟合系统时间通过网卡发出所述带有时间戳的PTP报文。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述工控机进一步用于根据所述拟合系统时间通过以太网端口发送带有时间戳的NTP报文，以使相应传感器通过以太网获取所述带有时间戳的NTP报文进行时间同步。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述时间同步硬件模块进一步用于发出时间硬同步触发信号，并在所述时间硬同步触发信号发出后预设时间内进行相应的摄像头的视频数据读出；所述相应的摄像头在视频数据读出过程中进行下一帧曝光。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括：8个周视摄像头和/或4个环视摄像头；所述时间同步硬件模块包括多路CPLD单元，每一路CPLD单元与一摄像头对应。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：至少一雷达，所述雷达预先标定每个相位之间的时间差；所述时间同步硬件模块包括频率计数单元，用于设定所述雷达的每个相位的触发时间，从而采用所述雷达的相位触发所述摄像头的同步曝光。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述时间同步硬件模块包括频率计数单元，所述频率计数单元用于通过PPS或10MHZ方式发出时间硬同步触发信号，以与支持PPS同步方式的低频传感器进行时间同步。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述时间同步硬件模块包括频率计数单元，所述频率计数单元用于根据所述拟合系统时间发出带有时间戳的CAN报文，以使相应传感器通过CAN节点获取所述带有时间戳的CAN报文进行时间同步。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述频率计数单元进一步用于根据所述拟合系统时间以预设频率通过预设波特率发出带有时间戳的CAN报文，其中，所述带有时间戳的CAN报文的格式为标准UTC。11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：移动通信网络模块；当一所述时间同步触发装置被设定为主装置、其它所述时间同步触发装置被设定为从装置时，所述主装置通过所述移动通信网络模块建立组播，用于轮流与每个从装置进行时间同步。12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述主装置根据从装置的IP进行轮询邀请相应的从装置进入组...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞剑峰，叶枫，王远远，张春鑫，
申请(专利权)人：智己汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：