虹科分享丨智能駕駛數(shù)據(jù)融合的時間同步關(guān)鍵技術(shù)

近年來，隨著汽車電子系統(tǒng)的升級，人們對聯(lián)網(wǎng)智能汽車的需求不斷增長，高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和自動駕駛技術(shù)正迅速改變汽車行業(yè)。然而，實現(xiàn)自動駕駛技術(shù)涉及感知、規(guī)劃和執(zhí)行三個關(guān)鍵層面，在汽車行駛于未知、動態(tài)環(huán)境中時，確保各種傳感器數(shù)據(jù)的精確時間同步變得至關(guān)重要。

一、多傳感器時間同步方式

在自動駕駛領(lǐng)域，各種傳感器，如相機、激光雷達（Lidar）、GPS/IMU等，需要高度同步以確保數(shù)據(jù)的精確性。時間同步可以采用以下幾種方式。

1、統(tǒng)一時鐘源

一種常見的方法是使用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）時間作為統(tǒng)一的時間源。GPS提供了高精度的時間信息，可以用來校準各傳感器的時鐘。這種方法能夠確保各傳感器的數(shù)據(jù)具有相同的時間基準，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。主要包括基于GPS的“PPS+NMEA”和基于以太網(wǎng)的PTP（IEEE 1588）時鐘同步協(xié)議。

1）基于GPS的“PPS+NMEA”同步方式

以GPS作為統(tǒng)一時間源，通過RS232連接將GPS提供的時間信息傳遞給各傳感器，以實現(xiàn)時間同步。然而，這種方法在多設(shè)備之間實現(xiàn)同步較為困難，因此在實際應用中存在一定限制。

2）PTP（Precision Time Protocol）時鐘同步協(xié)議

PTP是一種基于以太網(wǎng)的高精度時鐘同步協(xié)議，可實現(xiàn)亞微秒級的時間同步。該協(xié)議采用硬件時間戳，從而顯著減少軟件處理時間，提高時間同步的精度。不僅如此，PTP可以運行在數(shù)據(jù)鏈路層（L2），避免了通過四層UDP協(xié)議棧的處理，進一步提高了時間同步的準確性，使其成為自動駕駛系統(tǒng)的理想選擇。

2、硬件同步

硬件同步方法通常涉及使用專用硬件來確保傳感器之間的時間同步。這種方法可以減少軟件處理時間，提高同步精度。

3、軟件同步

軟件同步方法通過協(xié)議棧和網(wǎng)絡(luò)通信來實現(xiàn)傳感器之間的時間同步。雖然軟件同步通常比硬件同步慢一些，但它仍然可以提供足夠的精度，以滿足自動駕駛系統(tǒng)的要求。

二、雅名特自動駕駛數(shù)據(jù)采集與測試解決方案

為了應對傳感器數(shù)據(jù)的巨大量和時間同步的挑戰(zhàn)，雅名特提供一體化的數(shù)據(jù)采集與測試解決方案。

在這個過程中，XTSS軟件發(fā)揮了關(guān)鍵作用。XTSS是一種高度精確的時間同步解決方案，可廣泛配置和即插即用。它為每個數(shù)據(jù)包提供了時間戳，以確保數(shù)據(jù)的時間同步。這種系統(tǒng)可以確保整個系統(tǒng)的時鐘都在相同的時間基準上運行，從而構(gòu)建一個時間域。

XTSS提供CTSS（集群時間同步服務(wù)）和PTSS（平臺時間同步服務(wù)）。在CTSS中，通過以太網(wǎng)提供基于gPTP（IEEE 802.1AS-2020）和PTP（IEEE 1588v2）的同步，以確保不同設(shè)備之間的高精度時間同步。在PTSS中，各接口的時鐘通過硬件機制同步，從而實現(xiàn)高度精確的時間同步。

自動駕駛領(lǐng)域的時間同步技術(shù)是確保各傳感器數(shù)據(jù)一致性和準確性的關(guān)鍵。這項技術(shù)的應用有助于提高自動駕駛系統(tǒng)的性能和安全性，使智能駕駛成為可能。

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