【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及时间同步，特别是多传感器同步触发技术。
技术介绍
1、随着科技的不断发展，传感器技术已广泛应用于各个领域中，为多源信息融合提供了丰富的数据源。在多传感器系统中，时间同步技术是实现精确信息融合的关键环节。然而，由于传感器类型和技术特性的差异，实现多传感器的时间同步成为一项具有挑战性的任务。
2、具体而言，一些传感器，如imu(惯性测量单元)和相机，支持主动触发机制，可以通过外部信号或脉冲精确控制其数据采集过程。这种主动触发的方式能够确保在特定时刻进行数据采集，为后续的数据融合提供了可靠的时间基准。然而，并非所有传感器都具备主动触发的能力。例如，雷达传感器通常依赖于ptp(精确时间协议)进行时间同步。ptp是一种用于网络时钟同步的协议，通过确保不同设备之间的时间戳准确性和一致性，为雷达数据提供了精确的时间标签。
3、目前，在slam(simultaneous localization and mapping，即时定位与地图构建)领域常见的多传感器时间同步方法主要有：1)多种传感器都利用ptp时间同步，从而实现数据融合；2)通过软同步的方法；3)利用gps实现时间同步。
4、例如：公布号为cn117176285a的中国专利技术专利公开了一种基于fpga的ptp时间同步方法及装置，该方法包括与处理器交换ptp报文，并记录ptp报文中的时间戳信息；根据时间戳信息计算本地时钟系统当前的偏移量；基于偏移量的占比，按照预设标准调整本地时钟系统的时钟频率；其中，与处理器交换ptp报文，并记录ptp
5、当前的多传感器时间同步方法主要分为两大类，基于硬件的时间同步和基于软件的时间同步。使用基于硬件的时间同步方法更加精确，对支持硬件触发的传感器进行触发式同步，即使用硬件触发器，直接通过物理信号控制传感器的组帧频率，常用的硬件触发方式有定时脉冲触发和机械式触发等。硬同步简单来说是通过唯一时钟源给各传感器提供相同的基准时间，各传感器根据提供的基准时间校准各自的时钟时间，从硬件上实现时间同步。目前很多基于硬件的时间同步方法是使用pps的方法进行同步，但是这种方法需要gps信号，在室内或者隧道等有遮挡卫星信号的地方，这种方法就会失效。而且，许多传感器并不支持硬件触发。
6、综上，目前有些传感器本身不支持主动触发，不能利用fpga脉冲实现触发；软同步只是寻找时间戳相近的方法去判定传感器是在同一时刻采集的数据，实际上会有很大的误差；在某些特定的场景下，gps信号可能无法获得，无法实现时间同步。最重要的是上述方法都不是在同一时刻触发传感器，采集的数据始终会有偏差。
7、因此，在多传感器系统中，如何实现支持主动触发和不支持主动触发传感器的精确时间同步，成为了一个亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于如何现支持主动触发和不支持主动触发传感器的精确时间同步。
2、本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种多传感器同步触发方法，包括下述步骤：
3、步骤1：fpga与设备初始化
4、首先，对fpga以及支持主动触发的设备以及不支持主动触发但是支持ptp时间同步的雷达进行初始化，包括初始化fpga的时钟源和脉冲生成模块，使主动触发的设备以及不支持主动触发的设备准备好接收触发信号并开始数据采集；
5、步骤2：fpga脉冲触发配置
6、配置fpga以生成不同频率的脉冲信号，用于触发支持主动触发的设备，设定支持主动触发的设备的触发频率，确保fpga在同一时钟周期内同时发送触发信号；
7、步骤3：雷达的ptp时间同步
8、通过ptp对雷达进行时间同步，计算出处理器到雷达之间的传输路径延时和时间偏移，传输路径延时：
9、delay＝[(t4-t1)-(t3-t2)]/2
10、其中，t1是处理器向雷达发送同步消息的时间戳，t2是雷达接收到处理器同步消息的时间戳，t3是雷达向处理器回复同步确认消息的时间戳，t4是处理器接收到雷达回复的同步确认消息的时间戳；
11、时间偏移：
12、toffset＝(t2-t1)-delay＝[(t2-t1)+(t3-t4)]/2
13、toffset是处理器与雷达之间的时间偏移值，用于对处理器的时钟进行补偿；
14、记录雷达从触发、数据采集到数据处理完成的时间即点云采集处理时间tl，以及数据传输到处理器的数据传输时间tt；
15、步骤4：测量与校准fpga启动延迟
16、测量从处理器发送控制fpga启动脉冲的指令到fpga实际接收到并开始执行该指令的时间tf；
17、步骤5：下发触发命令实现同步，包括
18、5.1假设激光雷达的固定帧率为f帧/秒，每帧的时间间隔t表示为
19、5.2基于帧率和第n帧的时间戳tn，预测下一帧到达的时间tn+1:
20、tn+1＝tn+t+delay+toffset；
21、5.3考虑到点云采集处理时间tl以及数据传输时间tt，则fpga的触发时间为：
22、ttri＝tn+1-tl-tt-tf
23、在ttri时刻处理器下达触发fpga的命令就实现所有传感器在同一时刻触发。
24、作为进一步优化的技术方案，所述步骤1中，支持主动触本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多传感器同步触发方法，其特征在于：包括下述步骤：
2.如权利要求1所述的一种多传感器同步触发方法，其特征在于：所述步骤1中，支持主动触发的设备包括支持主动触发的传感器IMU和相机，所述不支持主动触发但是支持PTP时间同步的雷达包括激光雷达和毫米波雷达。
3.如权利要求2所述的一种多传感器同步触发方法，其特征在于：所述步骤2中，IMU的触发频率为200Hz，相机的触发频率为25Hz。
4.一种采用权利要求1所述的一种多传感器同步触发方法的触发系统，其特征在于：包含处理器、FPGA以及两类触发类型的传感器，一类是支持主动触发的设备，另一类是不支持主动触发但是支持PTP时间同步的雷达，所述支持主动触发的设备连接到FPGA，不支持主动触发的雷达连接到处理器，处理器和FPGA连接。
5.如权利要求4所述的一种多传感器同步触发系统，其特征在于：所述支持主动触发的设备包括支持主动触发的传感器IMU和相机，所述不支持主动触发但是支持PTP时间同步的雷达包括激光雷达和毫米波雷达。
6.如权利要求5所述的一种多传感器同步触发系统，其
...【技术特征摘要】
1.一种多传感器同步触发方法，其特征在于：包括下述步骤：
2.如权利要求1所述的一种多传感器同步触发方法，其特征在于：所述步骤1中，支持主动触发的设备包括支持主动触发的传感器imu和相机，所述不支持主动触发但是支持ptp时间同步的雷达包括激光雷达和毫米波雷达。
3.如权利要求2所述的一种多传感器同步触发方法，其特征在于：所述步骤2中，imu的触发频率为200hz，相机的触发频率为25hz。
4.一种采用权利要求1所述的一种多传感器同步触发方法的触发系统，其特征在于：包含处理器、fpga以及两类触...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁斌，刘厚德，郭超，韦邦国，梁论飞，兰斌，朱晓俊，
申请(专利权)人：江淮前沿技术协同创新中心，
类型：发明
国别省市：
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