[發明專利]一種多傳感器時間同步裝置及方法

在審

• 申請號: 202011570288.8
• 申請日: 2020-12-26
• 公開（公告）號: CN112787740A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 朱敦堯;周風明;郝江波;王志威
• 申請（專利權）人: 武漢光庭信息技術股份有限公司
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 劉璐

1.一種多傳感器時間同步裝置，至少包括采集數據處理模塊、分頻器、相機、激光雷達和數據存儲模塊，其特征在于，所述采集數據處理模塊、所述分頻器、所述激光雷達均與GPS模塊相連，至少一個相機與所述分頻器相連；

所述分頻器用于接收GPS模塊發送的秒脈沖PPS信號，將秒脈沖PPS信號分頻后，發送至相連的相機；

所述相機用于根據分頻器發送的秒脈沖PPS信號，觸發圖像數據采集；

所述激光雷達用于根據GPS模塊發送的秒脈沖PPS信號，觸發點云數據采集；

所述采集數據處理模塊用于接收GPS模塊發送的GPGGA報文，從GPGGA報文中提取UTC時間作為系統時間源，以及接收采集的圖像數據和點云數據，并根據系統時間源為圖像數據和點云數據添加時間戳；

所述數據存儲模塊，用于存儲添加過時間戳的圖像數據和點云數據。

2.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，將相機的GPIO接口模式配置成外部觸發曝光的模式，多個相機的外部觸發脈沖信號來自同一脈沖源。

3.根據權利要求1所述裝置，其特征在于，通過上位機將激光雷達配置為PPS模式，并設置激光雷達的掃描頻率，其中，相機采集頻率為激光雷達掃描頻率的整數倍。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，將激光雷達的起始掃描角度設置在相機的視角范圍內。

5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述根據系統時間源為圖像數據和點云數據添加時間戳包括：

分別測量出數據處理模塊接收到的點云數據與激光雷達接收到PPS信號的平均時延T_{delay_lidar}，以及數據處理模塊接收到的圖像數據與分頻器接收到的PPS信號的平均時延T_{delay_camera}；

采集數據處理模塊接收到點云數據時系統時間為T_{re_lidar}，采集數據處理模塊接收到圖像數據的系統時間為T_{re_camera}，則激光點云數據的時間戳為T_lidar＝T_{re_lidar}-T_{delay_lidar}，圖像數據的時間戳為T_camera＝T_{re_camera}-T_{delay_camera}。

6.一種多傳感器時間同步方法，其特征在于，包括：

GPS模塊發送秒脈沖PPS信號至分頻器和激光雷達，分頻器將秒脈沖PPS信號分頻后發送至與分頻器相連的相機，觸發相機進行圖像采集，激光雷達接收到秒脈沖PPS信號后進行點云數據采集；

采集數據處理模塊接收GPS模塊發送GPGGA報文，從所述GPGGA報文中提取UTC時間作為系統時間源；

采集數據處理模塊接收采集的圖像數據和點云數據，根據所述系統時間源為圖像數據和點云數據添加時間戳。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，將相機的GPIO接口模式配置成外部觸發曝光的模式，多個相機的外部觸發脈沖信號來自同一脈沖源。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，通過上位機將激光雷達配置為PPS模式，并設置激光雷達的掃描頻率，其中，相機采集頻率為激光雷達掃描頻率的整數倍。

9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，將激光雷達的起始掃描角度設置在相機的視角范圍內。

10.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據所述系統時間源為圖像數據和點云數據添加時間戳包括：

分別測量出數據處理模塊接收到的點云數據與激光雷達接收到PPS信號的平均時延T_{delay_lidar}，以及數據處理模塊接收到的圖像數據與分頻器接收到的PPS信號的平均時延T_{delay_camera}；

采集數據處理模塊接收到點云數據時系統時間為T_{re_lidar}，采集數據處理模塊接收到圖像數據的系統時間為T_{re_camera}，則激光點云數據的時間戳為T_lidar＝T_{re_lidar}-T_{delay_lidar}，圖像數據的時間戳為T_camera＝T_{re_camera}-T_{delay_camera}。