基于制造技术

本发明专利技术公开了基于

【技术实现步骤摘要】
基于C
‑
ATS算法的自动驾驶车辆用多传感器时间同步方法


[0001]本专利技术涉及传感器时间同步领域，是自动驾驶车辆实现信息感知的传感器时间同步的方法，即基于
C
‑
ATS
算法的自动驾驶车辆用多传感器时间同步方法
。

技术介绍

[0002]随着当前的辅助自动驾驶和未来的无人驾驶技术的发展，自动驾驶车辆已经进入商业化试点落地阶段，自动驾驶车辆的技术要求也不断提高
。
自动驾驶车辆的工作过程可以分为环境感知
、
行为决策
、
路径规划和自动控制四部分，其中环境感知是实现自动驾驶安全稳定行驶的先决条件和至关重要的一环
。
自动驾驶车辆通过多个激光雷达
、
单目
(
双目
)
摄像头和毫米波雷达等传感器之间的优势互补
、
相互融合，将多传感器精确集成，从而实现自动驾驶系统稳定的信息获取和分析
。
但自动驾驶里的域控制器和传感器若都采用内置的硬件时钟，同样会存在不同硬件时间存在偏差的现象
。
如果各个传感器的时间不能同步，那么信息融合根本无法进行，如当激光雷达和摄像头时间不同步，激光雷达前的点云数据与摄像头的图像数据进行错误融合，决策单元会做出错误判断，从而影响当前的行车状态，进一步则可能出现严重的交通事故
。
[0003]目前国内外学者已经关注到自动驾驶车辆传感器的时间同步问题，研究了通过时间交互的方法实现传感器的时间同步方案
。
但由于多个激光雷达
、
单目
(
双目
)
摄像头和毫米波雷达等传感器处在汽车的局域网内，各个传感器在进行同步通讯时，会出现无法控制的随机网络延迟，导致传感器发送和接受时间信息链路网络延迟的不对称，造成时间同步发散，时间偏差较大，无法满足自动驾驶车辆对传感器时间同步精度的要求
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种基于
C
‑
ATS
算法的自动驾驶车辆用多传感器时间同步方法，本专利技术设计了基于
ATS
改进权重的
C
‑
ATS
算法，对时间服务器与自动驾驶车辆传感器时钟进行协同同步，克服非对称随机通讯时间延迟对时间同步精度造成的影响，实现了多传感器较高的时间同步精度
。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]基于
C
‑
ATS
算法的自动驾驶车辆用多传感器时间同步方法，自动驾驶车辆上设置有用于提供基准时间的时间服务器和若干个传感器；时间服务器与每个传感器之间均通过周期性发送报文的形式进行交互；
[0007]时间同步方法具体包括：
[0008]步骤
1、
传感器
c
i
在交互的第
k
轮广播一个数据包，
i≤n
‑1，
n∈N
+
，传感器
c
i
发送该数据包的时间为时间服务器收到该数据包的时间为时间服务器收到该数据包后将自己的本地时间传递给传感器
c
i
，传感器
c
i
收到时间服务器发送的数据包的时间为
[0009]步骤
2、
传感器
c
i
记录时间服务器发送当前广播消息的本地时钟和传感器
c
i
收到
时间服务器发送的数据包的时间
[0010]步骤
3、k
＝1时，通过预设的漂移修正系数和偏移修正系数的值对时间进行修正，得到
[0011]步骤
4、
对于任意
ε
>0
，若则完成时间同步，否则，执行步骤5；
[0012]步骤
5、
将赋值给
[0013]步骤
6、k
＝
k+1
；执行步骤1和步骤2；根据
C
‑
ATS
算法计算滤波比例因子，通过滤波比例因子计算漂移修正系数和偏移修正系数
[0014]步骤
7、
通过漂移修正系数和偏移修正系数对传感器的本地时间进行修正，得到
[0015]步骤
8、
对于任意
ε
>0
，若则完成时间同步，否则，返回步骤
5。
[0016]作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述的步骤3中，
[0017]作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述的滤波比例因子为：
[0018][0019]其中，
ρ
η
为滤波比例因子的权重系数
。
[0020]作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述的漂移修正系数为：
[0021][0022]其中，
ρ
α
为传感器
c
i
修正自身本地时间估计值的漂移权重系数
。
[0023]作为本专利技术进一步改进的技术方案，所述的偏移修正系数为：
[0024][0025]其中，
ρ
o
为传感器
c
i
修正自身本地时间估计值的偏移权重系数
。
[0026]作为本专利技术进一步改进的技术方案，通过漂移修正系数和偏移修正系数对传感器的本地时间进行修正，得到具体为：
[0027]本专利技术的有益效果为：
[0028]本专利技术基于发送者
‑
接收者的双向时间同步机制，建立了时间服务器和传感器的时间交互同步模型，设计了基于
ATS
改进权重的
C
‑
ATS
算法，对时间服务器与自动驾驶车辆传感器时钟进行协同同步，克服非对称随机通讯时间延迟对时间同步精度造成的影响，满足了自动驾驶车辆对传感器时间同步精度的要求
。
并且通过仿真实验证明了
C
‑
ATS
算法可以实现较高的时间同步精度
。
附图说明
[0029]图1是时间服务器和传感器协同交互图
。
[0030]图2是时间服务器和传感器的时间同步模型图
。
[0031]图3是于发送者
‑
接收者的双向时间同步图
。
[0032]图4是
ATS
算法的时间偏差图
。
[0033]图5是
WMTS
算法的时间偏差图
。
[0034]图6是
LSTS
和
C
‑
ATS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于
C
‑
ATS
算法的自动驾驶车辆用多传感器时间同步方法，其特征在于，自动驾驶车辆上设置有用于提供基准时间的时间服务器和若干个传感器；时间服务器与每个传感器之间均通过周期性发送报文的形式进行交互；时间同步方法具体包括：步骤
1、
传感器
c
i
在交互的第
k
轮广播一个数据包，
i≤n
‑
1,n∈N
+
，传感器
c
i
发送该数据包的时间为时间服务器收到该数据包的时间为时间服务器收到该数据包后将自己的本地时间传递给传感器
c
i
，传感器
c
i
收到时间服务器发送的数据包的时间为步骤
2、
传感器
c
i
记录时间服务器发送当前广播消息的本地时钟和传感器
c
i
收到时间服务器发送的数据包的时间步骤
3、k
＝1时，通过预设的漂移修正系数和偏移修正系数的值对时间进行修正，得到步骤
4、
对于任意
ε
>0
，若则完成时间同步，否则，执行步骤5；步骤
5、
将赋值给步骤
6、k
＝
k+1
；执行步骤1和步骤2；根据
C
‑
ATS
算法计算滤波比例因子，通过滤波比例因子计算漂移修正系数和偏移修正系数步骤
7、
通过漂移修正系数和...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖广兵，顾瑞杰，邢启明，冀风州，李志成，刘康，孙宁，赵风财，徐晓美，张涌，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：