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地图采集车传感器的时间同步

发布时间:2024-01-17 作者: 来源: 阅读量:0

[摘要]地图采集车上有相机、激光、惯导等多种传感器设备,采集的数据为图像、激光点云、轨迹等,生成地图数据的流程中,需要将这些数据关联起来,但是这些设备都是各自独立运行的,而能完成这个任务的就是时间同步系统。时间同步系统是以GPS的时间信息为基础进行时间授时的。

地图采集车上有相机、激光、惯导等多种传感器设备,采集的数据为图像、激光点云、轨迹等,生成地图数据的流程中,需要将这些数据关联起来,但是这些设备都是各自独立运行的,而能完成这个任务的就是时间同步系统。时间同步系统是以GPS的时间信息为基础进行时间授时的。

 

  GPS卫星上搭载有高精度原子钟(铯原子),它能够让各个卫星之间保持高精度的时间同步,并且各自的时间起始时刻也能够对的很准。由于用户接收机与卫星存在钟差,对零点做时间参考系至少需要四颗卫星才能实现导航定位。当用户解算出自己和卫星的钟差之后就可以校正自己本地的时钟,将其和卫星精准的时钟同步到同一个时刻,这个过程就叫授时。

 

  原子钟的原理:原子中的电子从一个能级跃迁到另一个能级的时候,频率非常稳定,以此为钟摆就能得到非常精准的时间。

 

  GPS授时原理是GPS接收机在任意时刻能同时接收其视野范围内>=4颗卫星信号,经译码和处理后从中提取并输出两种时间信号:

 

  1、时间间隔为1S的同步脉冲信号PPS,其脉冲前沿与国际标准时间的同步误差<1us.

 

  2、串行口输出的信息是与PPS前沿对应的国际标准时间和日期,应用最为广泛的是NMEA-0183协议,如$GPGGA,$GPRMC等。

 

  GPS接收机在定位的情况下产生输出PPS脉冲信号,以及有效的GPS时间信息,此信息以串行通信输出,TTL/RS232信号类型,ASCII码,波特率9600bps~460800bps,可配置,遵循的是NMEA-0183协议,此协议的数据信息有十几种之多,而提取GPS时间信息的语句,通常RMC足以满足要求。

 

  晶振可以为MCU提供精确的时钟源,维持系统运行,受环境影响较大,特别是温度变化。可选用OCXO恒温晶振,温度特性达到3ppb。通过提取RMC中的GPS时间信息,得到时分秒、年月日,并赋值给以晶振为时钟源的系统时间,使MCU的系统时间校正为UTC时间。MCU利用IO的中断机制得到PPS的脉冲时刻,以此为基础将毫秒及以下时间清零,从而校正系统时间的整秒零时刻。Check时间,等3秒后,再取GPS时间与系统时间对比,是否吻合,验证PPS授时整秒时可能出现的+1秒或-1秒的情况。

 

  图像数据来源是采集车上的传感器——相机,我们的采集车上安装有多个相机,分布在车顶平台的不同位置,朝向各个方向,采集道路标识、POI等,这些图像信息要与位置轨迹信息匹配才能作为地图数据,时间同步系统就可以将这些数据进行唯一匹配。


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