[发明专利]时间同步设备、方法以及自动驾驶系统

说明书

本发明提供一种时间同步设备、方法以及自动驾驶系统，涉及自动控制的技术领域，时间同步设备包括：授时信息接收接口，以及与授时信息接收接口连接的PTP模块、分频模块和转换模块；授时信息接收接口用于接收携带有基准输入的授时信息；PTP模块用于基于基准输入对当前自动驾驶系统的整秒时刻进行时间同步，分频模块用于对基准输入进行分频处理；转换模块用于将授时信息转换成至少一路子授时信息。本发明提供的时间同步设备、方法以及自动驾驶系统，可以给自动驾驶系统包括的传感器提供一致的时间基准和稳定的触发信号，不仅优化了自动驾驶性能，也有助于降低安全隐患。

技术领域

本发明涉及自动控制的技术领域，尤其是涉及一种时间同步设备、方法以及自动驾驶系统。

背景技术

自动驾驶系统通常包含一个集中式计算处理单元与多个传感器子系统，集中式计算处理单元与各传感器子系统之间的系统时间均是相互独立的，这使得传感器发送给集中式计算处理单元的数据并不是位于一个统一的时空坐标系当中。传统的自动驾驶系统主要工作于低速领域，其对此类问题的处理方法是使用集中式计算处理单元的系统时间作为自动驾驶系统的基准时间，用数据抵达集中式计算处理单元的时刻，减去预先评估的线路传输延时，可以得到数据采样时刻的估计时间，但是，这个过程忽略了各传感器子系统的时钟漂移，使得传感器采样不再以预先设定的频率进行，忽略了线路传输延时的不确定性，使得估计的时间误差不再是一个确定值等等。

在自动驾驶工作于低速领域时，该问题并不明显，然而当自动驾驶系统工作于高速领域时，该问题变得尤为突出，极大的劣化了自动驾驶性能，甚至会导致自动驾驶系统不可用，造成极大的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种时间同步设备、方法以及自动驾驶系统，以缓解上述技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种时间同步设备，设置于自动驾驶系统，自动驾驶系统包括以下传感器至少之一：毫米波雷达传感器、视觉传感器、激光雷达传感器；所述时间同步设备包括：授时信息接收接口，以及与所述授时信息接收接口连接的PTP模块、分频模块和转换模块；所述授时信息接收接口用于接收携带有基准输入的授时信息；所述PTP模块用于提取所述基准输入，基于所述基准输入对当前自动驾驶系统的整秒时刻进行时间同步，并将同步后的时间信息发送至所述自动驾驶系统，以使所述自动驾驶系统的系统时间与所述基准输入进行同步；所述分频模块用于对所述基准输入进行分频处理，得到多路触发信号，以触发所述自动驾驶系统的视觉传感器；所述转换模块用于将所述授时信息转换成至少一路子授时信息，并将所述子授时信息发送至所述自动驾驶系统，以使所述自动驾驶系统对所述激光雷达传感器进行时间同步。

优选地，在一种可能的实施方式中，上述PTP模块包括PTP芯片，以及，与所述PTP芯片连接的PTP输出接口；所述基准输入包括秒脉冲信号和UTC时间；所述PTP芯片用于将所述自动驾驶系统的系统时间整秒时刻与所述秒脉冲信号的上升沿对齐，以使所述自动驾驶系统的系统时间与所述UTC时间同步；以及，基于PTP协议将同步后包含有时间戳的时间信息发送至所述自动驾驶系统。

优选地，在一种可能的实施方式中，上述分频模块包括分频芯片以及脉冲输出接口；所述脉冲输出接口用于与所述自动驾驶系统的视觉传感器连接；所述分频芯片用于获取所述秒脉冲信号，将所述秒脉冲信号分频为至少一路占空比可变的触发信号，以触发所述自动驾驶系统的视觉传感器在预设的时刻曝光预设时长。

优选地，在一种可能的实施方式中，上述转换模块包括转换芯片和转换输出接口，所述转换输出接口与所述自动驾驶系统的所述激光雷达传感器连接；所述UTC时间携带在RMC语句；所述转换芯片用于将所述授时信息转换成至少一路包括所述RMC语句和所述秒脉冲信号的子授时信息，并将所述子授时信息通过所述转换输出接口发送至所述激光雷达传感器，以对所述激光雷达传感器进行时间同步。

优选地，在一种可能的实施方式中，上述分频芯片为Altera MAX ii系列的CPLD芯片。