一种用于自动驾驶车辆的多传感器授时同步方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于自动驾驶车辆的多传感器授时同步方法和系统，具体包括：对主控芯片进行上电和初始化操作，设置各个传感器的触发时间参数；捕获授时服务器发出的脉冲信号和时钟信号，对主控芯片的内部时钟与授时服务器时钟进行对齐，接收授时服务器的脉冲信号和时钟信号，并判断所述脉冲信号和时钟信号是否正常；判断脉冲信号和时钟信号是否为正常信号，切换主控芯片的触发源和授时源工作模式。授时服务器的输出信号和主控芯片的接收端通过硬连接和中断机制进行连接，保证最高级别的快速响应，几乎不存在内部串行任务导致的时间误差；在卫星信号稳定时，确保多传感器的同步采样精度；丢失卫星信号时，代替授时服务器的同步授时工作。同步授时工作。同步授时工作。

A multi-sensor timing synchronization method and system for autonomous vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种用于自动驾驶车辆的多传感器授时同步方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种多传感器授时同步方法和系统，尤其涉及一种用于自动驾驶车辆的多传感器授时同步方法和系统。

技术介绍

[0002]在自动驾驶系统中，感知、规划、决策的数据来源于传感器，基于自动驾驶多传感器数据同步方法可以实现各传感器的多源数据在时间和空间高度同步，能更有效、准确的实现对自动驾驶车辆的精确定姿和定位。
[0003]目前在数据采集端的传感器数据同步方案主要包括：
[0004]1、直接使用工业控制计算机或者采用单片机作为主控芯片进行同步授时的系统。此方案在进行多任务处理操作时工作模式为多线程串行工作，不能精确的估计出任务处理所需时长，进而不能保证各传感器授时的实时性，故此方案还有待完善的空间。
[0005]2、部分传感器自身集成了GPS通信接收模块，可以接收GPS的脉冲信号和时钟信号实现自我授时。此方案存在的缺陷有：一方面不同的传感器在读取和解析时间数据过程中存在着不尽相同的相对授时误差；另一方面，主控芯片对传感器的控制以及数据采集是由不同的串行时序协议实现的，即使在主程序中使用同一个基准时间，对采集信息进行标识也无法保证数据的实时性。
[0006]现有技术的空间同步可以通过标定技术得到各传感器的相对位置关系，进而推算出传感器在特定坐标系统中的确切位置。而时间的同步则要保证时间精度在极小的误差范围内能够对多传感器数据进行超低延时的同步采集。时间的高度同步是目前需要克服的困难，因为在自动驾驶系统中各传感器的工作时钟源和采样频率都是独立的。上述技术难题尚未得到有效的解决，已经不能满足人们的要求。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种用于自动驾驶车辆的多传感器授时同步方法和系统，解决现有技术存在的缺憾。
[0008]本专利技术提供了下述方案：
[0009]一种用于自动驾驶车辆的多传感器授时同步方法，具体包括：
[0010]根据连接的传感器类型和实际安装情况，对主控芯片进行上电和初始化操作，设置各个传感器的触发时间参数；
[0011]捕获授时服务器发出的脉冲信号和时钟信号，对主控芯片的内部时钟与授时服务器时钟进行对齐，进入正常工作状态；
[0012]在正常工作状态下接收授时服务器的脉冲信号和时钟信号，并判断所述脉冲信号和时钟信号是否正常；
[0013]如果脉冲信号和时钟信号为正常信号，则操作主控芯片接收授时服务器的脉冲信号和时钟信号；
[0014]如果脉冲信号和时钟信号为非正常信号，则操作主控芯片代替授时服务器作为授时源，产生正常的脉冲信号和时钟信号发送给各个传感器；
[0015]实时判断授时服务器的脉冲信号和时钟信号是否恢复正常，如果授时服务器恢复正常，则操作主控芯片从授时源工作模式切换到触发源工作模式，接收授时服务器的脉冲信号和时钟信号并进行转发。
[0016]进一步的，所述主控芯片为工业控制计算机。
[0017]进一步的，所述主控芯片为单片机。
[0018]进一步的，通过硬中断机制捕获授时服务器发出的脉冲信号和时钟信号。
[0019]进一步的，如果脉冲信号和时钟信号为正常信号，则操作主控芯片接收授时服务器的脉冲信号和时钟信号，并根据设置的时间参数在相应节点完成转发。
[0020]一种用于自动驾驶车辆的多传感器授时同步系统，具体包括：
[0021]主控PC，通过授时服务器完成自身校时，接收授时服务的时钟信息和各传感器的时钟信息和数据，将同步采集的数据进行融合；
[0022]授时服务器，与主控PC相连，作为主控PC的校时标准源，同时作为硬同步授时时钟源产生脉冲信号和时钟信号，实时发送给主控芯片；
[0023]触发源，在正常工作状态下接收授时服务器的脉冲信号和时钟信号，并判断所述脉冲信号和时钟信号是否正常；
[0024]如果脉冲信号和时钟信号为正常信号，则操作主控芯片接收授时服务器的脉冲信号和时钟信号，并根据不同类型传感器产生相应的触发脉冲信号，触发各传感器采集数据，并转发时钟信号给各传感器；
[0025]如果脉冲信号和时钟信号为非正常信号，则操作主控芯片代替授时服务器作为授时源，产生正常的脉冲信号和时钟信号发送给各个传感器；
[0026]实时判断授时服务器的脉冲信号和时钟信号是否恢复正常，如果授时服务器恢复正常，则操作主控芯片从授时源工作模式切换到触发源工作模式，接收授时服务器的脉冲信号和时钟信号并进行转发；
[0027]传感器，接收触发源的脉冲信号和时钟信号，进行数据采集并反馈给主控PC。
[0028]进一步的，所述授时服务器通过以太网与主控PC相连，授时服务器通过串行接口与触发源相连，传感器通过USB接口或以太网与主控PC连接。
[0029]进一步的，所述主控芯片包括工业计算机和单片机。
[0030]一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述方法的步骤。
[0031]一种计算机可读存储介质，其存储有可由电子设备执行的计算机程序，当所述计算机程序在所述电子设备上运行时，使得所述电子设备执行所述方法的步骤。
[0032]本专利技术与现有技术相比具有以下的优点：授时服务器的输出信号和单片机/工业计算机接收端是通过硬连接和中断机制进行连接，保证最高级别的快速响应，相比现有方案几乎不存在内部串行任务导致的时间误差；在卫星信号稳定时，通过授时服务器产生的脉冲信号和时钟信号来确保多传感器的同步采样精度；丢失卫星信号时，可以切换到单片机的内部时钟代替授时服务器的同步授时工作。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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他的附图。
[0034]图1是本专利技术用于自动驾驶车辆的多传感器授时同步方法的流程图。
[0035]图2是本专利技术用于自动驾驶车辆的多传感器授时同步系统的架构图。
[0036]图3是一个实施例中的整体结构示意图。
[0037]图4是一个实施例中的工作流程图。
[0038]图5是电子设备的架构图。
具体实施方式
[0039]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]本专利技术的中心思想是以单片机/工业计算机和授时服务器相结合的方法作为各个传感器的同步时钟源，保证在任何情况下各个传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于自动驾驶车辆的多传感器授时同步方法，其特征在于，具体包括：对主控芯片进行上电和初始化操作，设置各个传感器的触发时间参数；捕获授时服务器发出的脉冲信号和时钟信号，对主控芯片的内部时钟与授时服务器时钟进行对齐，进入正常工作状态；在正常工作状态下接收授时服务器的脉冲信号和时钟信号，并判断所述脉冲信号和时钟信号是否正常；如果脉冲信号和时钟信号为正常信号，则操作主控芯片接收授时服务器的脉冲信号和时钟信号；如果脉冲信号和时钟信号为非正常信号，则操作主控芯片代替授时服务器作为授时源，产生正常的脉冲信号和时钟信号发送给各个传感器；实时判断授时服务器的脉冲信号和时钟信号是否恢复正常，如果授时服务器恢复正常，则操作主控芯片从授时源工作模式切换到触发源工作模式，接收授时服务器的脉冲信号和时钟信号并进行转发。2.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的多传感器授时同步方法，其特征在于，所述主控芯片为工业控制计算机。3.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的多传感器授时同步方法，其特征在于，所述主控芯片为单片机。4.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的多传感器授时同步方法，其特征在于，通过硬中断机制捕获授时服务器发出的脉冲信号和时钟信号。5.根据权利要求1所述的用于自动驾驶车辆的多传感器授时同步方法，其特征在于，如果脉冲信号和时钟信号为正常信号，则操作主控芯片接收授时服务器的脉冲信号和时钟信号，并根据设置的时间参数在相应节点完成转发。6.一种用于自动驾驶车辆的多传感器授时同步系统，其特征在于，具体包括：主控PC，通过授时服务器完成自身校时，接收授时服务的时钟信息和各传感器的时钟信息和数据，将同步采集的数据进行融合；授时服务器，与主控PC相连，作为主控PC的校时标准源...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊晓，周彤，褚方周，李静，
申请(专利权)人：青岛慧拓智能机器有限公司，
类型：发明
国别省市：