[发明专利]基于位置信息的多传感器时间同步方法

说明书

本发明提出一种多传感器数据的时间同步方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤一、通过滑动时间窗口的方式处理传感器的位置序列，得到能够反映相应时刻该传感器运动状态的表征向量序列；步骤二、对该表征向量定义差分运算，得到能够反映相应时刻该传感器运动状态变化的表征变化序列；步骤三、对多传感器中不同传感器的表征变化序列进行对齐处理，得到不同传感器数据间的时间差，从而实现不同传感器间的时间同步。本发明仅通过传感器数据得到位置信息，对表征向量序列进行差分运算得到表征变化序列，有效提高计算效率，使用软件实现传感器间的时间同步，降低应用成本，可扩展性强，针对不同的场景可以选择不同类型的表征或多表征组合。

技术领域

本发明涉及传感器数据应用技术领域，具体涉及一种基于位置信息的多传感器时间同步方法。

背景技术

在自动驾驶领域以及机器人应用领域中，需要使用多种传感器来感知设备周围的环境并确定设备自身的状态。但是由于各类传感器因其实现的差异及其在系统中设置方式的不同，会造成多种传感器数据在延迟、频率、精度、类型等方面存在较大区别，如何有效地对不同传感器进行时间同步将直接影响后续算法的效果。

目前，主要存在两种进行传感器时间同步的方式：一是采用硬件同步，该方式虽然精度高，但其成本高且灵活性低；二是采用软件同步，采用软件同步方法，或者计算过程复杂、实现难度高，或者只能利用传感器提供的角度变化信息来对齐时间，但无法适用于仅能提供位置信息的传感器。

发明内容

本发明为解决现有技术提出的问题，提出一种基于位置信息的多传感器时间同步方法，目的在于解决现有技术进行传感器时间同步，或者采用硬件同步，但成本高且灵活性低，或者采用软件同步只能利用传感器提供的角度变化信息来对齐时间，无法适用于仅能提供位置信息的传感器的问题。

本发明为解决其技术问题，提出以下技术方案:

一种基于位置信息的多传感器时间同步方法，其特点是:包括以下步骤:

步骤一、通过滑动时间窗口的方式处理传感器的位置序列，得到能够反映相应时刻该传感器运动状态的表征向量序列Y；具体过程如下:

1)将传感器数据X至位置序列P；

具体过程如下:

i、传感器的输出x为时间t的函数，记作x(t)；

对于单目摄像头，x(t)为传感器在t时刻捕捉到的图像；对于GPS接

收器，x(t)为传感器在t时刻计算得到经纬度坐标序列；

ii、设传感器的子位置p为时间t的函数，记作p(t)；

对于单目摄像头，p(t)为其在t时刻的图像帧在初始帧的相机坐标系

中的坐标；对于GPS接收器，p(t)为其在t时刻的经纬度坐标点在UTM坐标系中的坐标；

iii、设传感器的采样时刻的集合为T＝{t_n|n∈N，t_n≤t_n+1}，则：

传感器数据的集合为X＝{x_n|x_n＝x(t_n)，t_n∈T}；

传感器位置的集合为P＝{p_n|p_n＝p(t_n),t_n∈T}；

对于单目摄像头，X和P分别为其在离散的采样时刻集合T时，所对应的图像序列与位置序列；对于GPS接收器，X和P分别为其在离散的采样时刻集合T时，所对应的经纬度坐标序列与位置序列；