一种车辆的时间同步方法、装置及介质与流程

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1.本发明涉及自动驾驶技术领域，特别是涉及一种车辆的时间同步方法、装置及介质。

背景技术：

2.目前汽车自动驾驶技术在给人们生活带来便捷的同时，对安全性提出了更大的挑战。国内近年兴起的自动驾驶内生安全技术，通过在汽车上配置多个异构冗余的感知决策单元，实现动态异构冗余构造，利用多个感知决策单元的信息相比对进行裁决，可以获得自动驾驶感知决策单元功能安全和网络安全一体化增强的效果。
3.由于各执行体内部使用的传感器不完全一致，可能包含相机、毫米波雷达和激光雷达等传感器中的一种或多种，执行体内部为了提升感知决策结果(执行结果)的精度通常采用不同的传感器同步算法解决。现有的各执行体对于同一种环境的执行结果也不相同，由于不同执行体因为频率不同，导致存在大量不同时刻的执行结果难以比对。又由于现有的时间同步方法主要应用于多传感器之间，在进行时钟源同步后，在传感器数据通过同步算法处理后的执行结果、数据处理时间和处理结果的传输时间都有可能造成时间发生偏差，此时并未再次进行时间同步，从而降低了多执行体之间时间同步的精度，进一步影响自动驾驶多执行体技术的有效性和自动驾驶车辆的安全性。
4.因此，如何提高多执行体时间同步的精度问题是本领域技术人员亟需要解决的。

技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种车辆的时间同步方法、装置及介质，提高多执行体时间同步的精度。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种车辆的时间同步方法，包括：
7.获取车载卫星导航的标准时间和秒脉冲信号，并根据标准时间和秒脉冲信号进行校准得到精确时间；
8.根据精确时间和秒脉冲信号对各执行体内的多个传感器进行时间同步得到多个传感器的采样数据；
9.将采样数据进行分析处理得到各执行体的执行结果；
10.将各执行体的执行结果预测至同一时刻以完成车辆的时间同步。
11.优选地，根据标准时间和秒脉冲信号进行校准得到精确时间，包括：
12.将标准时间进行解析得到utc时间；
13.根据秒脉冲信号和utc时间进行校准以得到精确时间。
14.优选地，根据精确时间和秒脉冲信号对各执行体内的多个传感器进行时间同步得到多个传感器的采样数据，包括：
15.根据精确时间和秒脉冲信号对各执行体进行本地时间的校准得到本地校准时间；
16.控制各执行体根据本地校准时间和秒脉冲信号对各自执行体内的多个传感器进
行时间同步以得到采样数据。
17.优选地，根据精确时间和秒脉冲信号对各执行体进行本地时间的校准得到本地校准时间，具体包括：
18.将精确时间发送至各执行体，并记录发送完成的时刻为第一时刻；
19.判断各执行体是否存在秒脉冲信号接口；
20.若不存在，则将差值时刻发送至不存在秒脉冲信号接口的执行体，其中差值时刻为第一时刻与精确时间的差值；
21.控制存在秒脉冲信号接口的执行体根据秒脉冲信号与精确时间进行校准得到存在秒脉冲信号接口的执行体的第一本地校准时间以完成硬件同步；
22.控制不存在秒脉冲信号接口的执行体将接收到精确时间的时刻记为第二时刻，将接收到差值时刻的时刻记为第三时刻，根据第三时刻、第二时刻与第一时刻的关系确定不存在秒脉冲信号接口的执行体的第二本地校准时间以完成软件同步。
23.优选地，控制各执行体根据本地校准时间和秒脉冲信号对各自执行体内的多个传感器进行时间同步以得到采样数据，包括：
24.若当前执行体为不存在秒脉冲信号接口的执行体，在当前执行体内构造秒脉冲信号并发送至当前执行体内的多个传感器；
25.判断各传感器是否存在秒脉冲信号接口；
26.若存在，则将本地校准时间和秒脉冲信号发送至存在秒脉冲信号接口的传感器以得到第一采样数据；
27.若不存在，则根据不存在秒脉冲信号接口的传感器的采样周期、秒脉冲信号与倍频器构造对应的同步脉冲信号，其中同步脉冲信号的周期与不存在秒脉冲信号接口的传感器的采样周期相同；
28.根据同步脉冲信号触发不存在秒脉冲信号接口的传感器以得到第二采样数据；
29.若当前执行体为存在秒脉冲信号接口的执行体，则将秒脉冲信号发送至当前执行体内的多个传感器，并返回至判断多个传感器中是否存在秒脉冲信号接口的步骤以确定采样数据。
30.优选地，根据同步脉冲信号触发不存在秒脉冲信号接口的传感器以得到第二采样数据，包括：
31.获取不存在秒脉冲信号接口的传感器对应的数据传输时间；
32.根据当前执行体收到第二初始采样数据的本地时间与数据传输时间的关系确定不存在秒脉冲信号接口的传感器的采样时间以确定对应的采样时间戳；
33.将采样时间戳添加至对应的不存在秒脉冲信号接口的传感器的第二初始采样数据以得到第二采样数据。
34.优选地，将采样数据进行分析处理得到各执行体的执行结果，包括：
35.接收当前执行体中多个传感器对应的各采样数据；
36.通过融合算法将各采样数据进行融合处理得到初始执行结果；
37.根据各采样数据对应的数据采样时间确定初始执行结果的时间戳；
38.将时间戳添加至初始执行结果以得到当前执行体的执行结果。
39.优选地，将各执行体的执行结果预测至同一时刻以完成车辆的时间同步，包括：
40.根据预设周期获取各执行体的当前执行结果以及当前执行结果的时间戳；
41.根据各当前执行结果的时间戳与预设周期对应的当前时间计算得到各时间差；
42.选取最小时间差对应的时间戳作为基准时间；
43.根据基准时间与各执行体的当前执行结果对应的时间戳的关系确定对应的差值时间；
44.将基准时间作为同一时刻，根据各差值时间将各执行体的执行结果预测至同一时刻得到对应的当前预测执行结果以完成车辆的时间同步。
45.优选地，在执行结果预测至同一时刻之后，还包括：
46.将当前预测执行结果以集合形式进行输出以便后续处理。
47.为解决上述技术问题，本发明还提供一种车辆的时间同步装置，包括：
48.校准模块，用于获取车载卫星导航的标准时间和秒脉冲信号，并根据标准时间和秒脉冲信号进行校准得到精确时间；
49.传感器同步模块，用于根据精确时间和秒脉冲信号对各执行体内的多个传感器进行时间同步得到多个传感器的采样数据；
50.分析处理模块，用于将采样数据进行分析处理得到各执行体的执行结果；
51.执行体同步模块，用于将各执行体的执行结果预测至同一时刻以完成车辆的时间同步。
52.为解决上述技术问题，本发明还提供一种车辆的时间同步装置，包括：
53.存储器，用于存储计算机程序；
54.处理器，用于执行计算机程序时实现如上述车辆的时间同步方法的步骤。
55.为解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述车辆的时间同步方法的步骤。
56.本发明提供的一种车辆的时间同步方法，包括获取车载卫星导航的标准时间和秒脉冲信号，并根据标准时间和秒脉冲信号进行校准得到精确时间；根据精确时间和秒脉冲信号对各执行体内的多个传感器进行时间同步得到多个传感器的采样数据；将采样数据进行分析处理得到各执行体的执行结果；将各执行体的执行结果预测至同一时刻以完成车辆的时间同步。该方法除了完成执行体内部多传感器的时间同步，同时实现了执行体与执行体之间的时间同步，使得从传感器在进行时间同步后，对于传感器后续的采样数据到执行体通过分析处理得到各执行体的执行结果，再到根据执行体的执行结果的软件同步预测至同一时刻，均基于同一个时间基准，提高多执行体之间时间同步的精度，使得自动驾驶冗余多执行体技术的安全性和有效性大大提高。
57.另外，本发明还提供了一种车辆的时间同步装置及介质，具有如上述车辆的时间同步方法相同的有益效果。
附图说明
58.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
59.图1为本发明实施例提供的一种车辆的时间同步方法的流程图；
60.图2为本发明实施例提供的一种多执行体内传感器时间同步的应用示意图；
61.图3为本发明实施例提供的一种车辆的时间同步装置的结构图；
62.图4为本发明实施例提供的另一种车辆的时间同步装置的结构图；
63.图5为本发明另一实施例提供的一种车辆的时间同步装置的结构图。
具体实施方式
64.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
65.本发明的核心是提供一种车辆的时间同步方法、装置及介质，提高多执行体时间同步的精度。
66.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
67.为了提升自动驾驶的安全性，高级别自动驾驶的实现都具备了冗余设计，针对不同品牌的车辆在生产时采用了不同的冗余方案，实现传感器、传感器融合、决策规划和执行控制部分的冗余。本发明提供的车辆的时间同步方法，均适用于不同品牌厂家生产的车辆。
68.图1为本发明实施例提供的一种车辆的时间同步方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
69.s11：获取车载卫星导航的标准时间和秒脉冲信号，并根据标准时间和秒脉冲信号进行校准得到精确时间；
70.具体地，具备自动驾驶技术的车辆其内部安装有卫星导航授时模块，卫星导航授时模块发送美国国家海洋电子协会(national marine electronics association，nema)数据和秒脉冲(pulse per second，pps)信号。其中nema数据为标准时间，包含世界标准时间(universal time coordinated，utc)时间，经纬度的度分格式、全球定位系统(global positioning system，gps)状态等。
71.pps信号提供精确的时钟同步信号，脉冲宽度为200-300ms，采用上升沿为准时点，上升时间
△
t不超过10ns。卫星导航授时模块中主要输出时标信息，包括pps信号。
72.根据标准时间和pps信号对车辆时间同步单元的本地时间进行校准得到精确时间。车辆的时间同步单元用于获取解析车载导航授时模块的时间信息数据，相当于控制器。其校准方式可以是将标准时间转换为utc时间，通过秒脉冲信号和utc时间对控制器的本地时间进行校准得到精确时间，具体为每个秒脉冲信号的上升沿作为utc时间当前秒数开始的时间，即控制器收到每个秒脉冲信号的上升沿时将utc时间的整秒信息更新为控制器的本地时间，以得到精确时间。
73.s12：根据精确时间和秒脉冲信号对各执行体内的多个传感器进行时间同步得到多个传感器的采样数据；
74.在上述步骤s11中得到的精确时间和pps信号，进而对各执行体内的多个传感器进行时间同步，以得到多个传感器的采样数据。具体地，控制传感器进行采集以及负责传感器
的时间同步是由执行体完成，车辆包含多个执行体，每个执行体根据实际处理以及完成的任务又包含多个传感器。
75.执行体和传感器在生产时已经固定其接口的含义，对于未具备pps信号接口的执行体和传感器与具备pps信号接口的执行体和传感器的时间同步策略不同。具备pps信号接口的执行体和传感器可以通过精确时间和pps信号实现硬件同步或者硬同步。
76.未具备pps信号接口的执行体和传感器需要通过精确时间实现软件同步。
77.一个具备pps信号接口的执行体内可能包含两种传感器(具备pps信号接口和不具备pps信号接口)，一个不具备pps信号接口的执行体内也可能包含两种传感器(具备pps信号接口和不具备pps信号接口)，故形成了四种情况，本发明对于四种情况均进行展开以实现不同的执行体内的不同传感器之间的时间同步。
78.s13：将采样数据进行分析处理得到各执行体的执行结果；
79.在步骤s12中实现传感器同步后，对于传感器的采样数据进行融合处理以得到对应的执行体的执行结果。需要说明的是，分析处理可以是根据具体的算法，例如融合算法，但融合算法具有多种，每个执行体内的融合算法可以相同，也可以不同，本发明不做具体限定，可根据具体的实际情况进行设定。
80.多传感器融合是利用计算机技术，将来自多传感器或多源的信息和数据以一定的准则进行自动分析和综合，以完成所需的决策和估计而进行的信息处理过程。将各种传感器进行多层次、多空间的信息互补和优化组合处理，最终产生对观测环境的一致性解释。在这个过程中要充分利用多源数据进行合理支配与使用，而信息融合的最终目标则是基于各传感器获得的分离观测信息，通过对信息多级别、多方面组合导出更多有用信息。这不仅是利用了多个传感器相互协同操作的优势，而且也综合处理了其它信息源的数据来提高整个传感器系统的智能化。
81.一般情况下，基于非线性的数学方法，如果具有容错性、自适应性、联想记忆和并行处理能力，则都可以用来作为融合方法。主要有加权平均法、卡尔曼滤波法、d-s证据推理法、产生式规则、模糊逻辑推理和人工神经网络等，不做具体限定，只要能够得到目标的一致性描述即可。
82.s14：将各执行体的执行结果预测至同一时刻以完成车辆的时间同步。
83.车辆的时间同步单元将各个执行体的执行结果进一步汇总，对各执行结果进行预测至同一时刻，都基于同一个时间基准，以实现车辆的时间同步。
84.对于各执行体的执行结果的融合预测本发明不做具体限定，可以依据一个基准时间，进而对各个执行结果对应的时间进行预测至基准时间等，还可以参考传感器的融合算法实现各执行体之间的时间同步等。
85.本发明实施例提供的一种车辆的时间同步方法，包括获取车载卫星导航的标准时间和秒脉冲信号，并根据标准时间和秒脉冲信号进行校准得到精确时间；根据精确时间和秒脉冲信号对各执行体内的多个传感器进行时间同步得到多个传感器的采样数据；将采样数据进行分析处理得到各执行体的执行结果；将各执行体的执行结果预测至同一时刻以完成车辆的时间同步。该方法除了完成执行体内部多传感器的时间同步，同时实现了执行体与执行体之间的时间同步，使得从传感器在进行时间同步后，对于传感器后续的采样数据到执行体通过分析处理得到各执行体的执行结果，再到根据执行体的执行结果的软件同步
预测至同一时刻，均基于同一个时间基准，提高多执行体之间时间同步的精度，使得自动驾驶冗余多执行体技术的安全性和有效性大大提高。
86.在上述实施例的基础上，步骤s11中的根据标准时间和秒脉冲信号进行校准得到精确时间，包括：
87.将标准时间进行解析得到utc时间；
88.根据秒脉冲信号和utc时间进行校准以得到精确时间。
89.具体地，将标准时间进行解析处理得到utc时间，在上述实施例中提到，标准时间的信息不仅仅包括时间，还有经纬度信息以及gps状态等，本发明主要针对时间的同步，故对标准时间解析得到utc时间。根据utc时间和pps信号进行校准得到的精确时间发送至各执行体以保证执行体的时间与utc时间的精确同步。具体方式可以为每个秒脉冲信号的上升沿作为utc时间当前秒数开始的时间，即控制器收到每个秒脉冲信号的上升沿时将utc时间的整秒信息更新为控制器的本地时间，也就是精确时间。
90.本发明实施例提供的根据标准时间和秒脉冲信号进行校准得到精确时间，方便后续完成执行体的本地校准。
91.在上述实施例的基础上，步骤s12中的根据精确时间和秒脉冲信号对各执行体内的多个传感器进行时间同步得到多个传感器的采样数据，包括：
92.根据精确时间和秒脉冲信号对各执行体进行本地时间的校准得到本地校准时间；
93.控制各执行体根据本地校准时间和秒脉冲信号对各自执行体内的多个传感器进行时间同步以得到采样数据；
94.其中，根据精确时间和秒脉冲信号对各执行体进行本地时间的校准得到本地校准时间，具体包括：
95.将精确时间发送至各执行体，并记录发送完成的时刻为第一时刻；
96.判断各执行体是否存在秒脉冲信号接口；
97.若不存在，则将差值时刻发送至不存在秒脉冲信号接口的执行体，其中差值时刻为第一时刻与精确时间的差值；
98.控制存在秒脉冲信号接口的执行体根据秒脉冲信号与精确时间进行校准得到存在秒脉冲信号接口的执行体的第一本地校准时间以完成硬件同步；
99.控制不存在秒脉冲信号接口的执行体将接收到精确时间的时刻记为第二时刻，将接收到差值时刻的时刻记为第三时刻，根据第三时刻、第二时刻与第一时刻的关系确定不存在秒脉冲信号接口的执行体的第二本地校准时间以完成软件同步。
100.需要说明的是，判断各执行体是否存在秒脉冲信号接口，由于执行体的数量不定，其判断步骤可以针对各执行体全部判断完成后，针对存在秒脉冲信号接口的执行体执行硬件同步，针对不存在秒脉冲信号接口的执行体执行软件同步；也可以是针对当前一个执行体判断是否存在秒脉冲信号接口，若存在，则执行硬件同步，若不存在，则执行软件同步，执行完同步步骤之后再次判断下一个当前执行体是否存在秒脉冲信号接口，直至完成最后一个执行体的同步步骤。
101.初始状态下控制器的时间为精确时间，本实施例的初始状态为控制器与执行体之间未进行校准时的状态，此时执行体的时间还未完成校准，故控制器的本地时间与执行体的本地时间不一致。例如，控制器将精确时间t0发送至执行体，控制器将精确时间发送至执
行体的完成时刻对应的控制器的本地时间t1记为第一时刻，执行体接收精确时间的接收时刻对应的执行体的本地时间t2记为第二时刻。
102.对于不同的执行体其时间同步的过程不同，存在秒脉冲信号接口的执行体直接根据pps信号与接收到的精确时间对自身的本地时间进行校准得到对应的第一本地校准时间，此时完成的时间同步为硬件同步；不存在秒脉冲信号接口的执行体需要进行软件同步，此时控制器再次发送一条时间信息至该执行体，发送的时间信息为t1-t0的差值信息，在控制器将差值信息发送至该执行体的完成时刻对应的控制器的本地时间t’1，执行体收到差值信息的接收时刻对应的执行体的本地时间t3，记为第三时刻。若执行体在t3时刻计算出t’1的具体数值用来更新本地时间即可完成时间同步，因此t’1为该执行体的第二本地校准时间。
103.例如，对于不存在pps信号接口的执行体，控制器的精确时间t0为0ns，控制器将精确时间t0发送至执行体，发送精确时间的完成时刻对应的控制器的本地时间t1(10ns)，执行体接收精确时间的接收时刻对应的执行体的本地时间t2(100ns)。控制器再次发送一条时间信息至该执行体，发送的时间信息为t1-t0的差值信息，在控制器将差值信息发送至该执行体的完成时刻对应的控制器的本地时间t’1(12ns)，执行体收到差值信息的接收时刻对应地执行体的本地时间t3。对于控制器再次发送的时刻(t’1)与第一次发送的时刻(t1)之间的时间间隔本发明不做具体限定，可以根据实际情况进行设定。由于控制器的发送完成时刻与执行体的接收时刻仅是各自知道具体时刻，也就是执行体仅知道自己的接收时刻，控制器仅知道自己的发送完成时刻。控制器在自身的本地系统中知道自己的发送时间间隔(t’1-t1)，执行体在自身的本地系统中知道自己的接收时间间隔(t3-t2)。控制器和执行体的时间间隔相同，也就是(t’1-t1＝t3-t2)，本实施例中对于不具备pps信号接口的执行体的时间校准，目的是希望将执行体的t3时刻校准至控制器的t’1时刻。可以根据公式t’1-t1＝t3-t2，推导得到t’1＝t3-t2+t1。对于执行体来说，未知数t1可以通过两次传输内容相加可以得到(即t0+(t1-t0)＝t1)，故执行体可以在t3时刻顺利完成本地时间的校准。
104.由此可见，第二本地校准时间通过第三时刻减去第二时刻加上第一时刻得到，即第二本地校准时间＝第三时刻-第二时刻+第一时刻。
105.得到不同的本地校准时间以完成执行体的本地时间校准，进而根据不同的本地校准时间和秒脉冲信号对各自执行体内的传感器进行时间同步，使得传感器采样数据具备相同的时间源，支持后续的融合算法处理。对于各自执行体内的传感器同步本发明不做具体限定，需要说明的一点，传感器也有具备pps接口和不具备pps接口区分，在进行传感器同步过程中也需要考虑到不同的接口进行的软件同步和硬件同步。
106.作为一种优选的实施例，控制各执行体根据本地校准时间和秒脉冲信号对各自执行体内的多个传感器进行时间同步以得到采样数据，包括：
107.若当前执行体为不存在秒脉冲信号接口的执行体，在当前执行体内构造秒脉冲信号并发送至当前执行体内的多个传感器；
108.判断各传感器是否存在秒脉冲信号接口；
109.若存在，则将本地校准时间和秒脉冲信号发送至存在秒脉冲信号接口的传感器以得到第一采样数据；
110.若不存在，则根据不存在秒脉冲信号接口的传感器的采样周期、秒脉冲信号与倍
频器构造对应的同步脉冲信号，其中同步脉冲信号的周期与不存在秒脉冲信号接口的传感器的采样周期相同；
111.根据同步脉冲信号触发不存在秒脉冲信号接口的传感器以得到第二采样数据；
112.若当前执行体为存在秒脉冲信号接口的执行体，则将秒脉冲信号发送至当前执行体内的多个传感器，并返回至判断多个传感器内是否存在秒脉冲信号接口的步骤以确定采样数据。
113.其中，根据同步脉冲信号触发不存在秒脉冲信号接口的传感器以得到第二采样数据，具体包括：
114.获取不存在秒脉冲信号接口的传感器对应的数据传输时间；
115.根据当前执行体收到第二初始采样数据的本地时间与数据传输时间的关系确定不存在秒脉冲信号接口的传感器的采样时间以确定对应的采样时间戳；
116.将采样时间戳添加至对应的不存在秒脉冲信号接口的传感器的第二初始采样数据以得到第二采样数据；
117.具体地，获取当前执行体，判断当前执行体是否为存在秒脉冲信号接口的执行体，若是不存在秒脉冲信号接口的执行体，则需要软件模拟构造秒脉冲信号，具体地在当前执行体内构造秒脉冲信号，此时的秒脉冲信号与步骤s11的秒脉冲信号相同，并发送至当前执行体内的多个传感器中。进一步，判断在多个传感器中是否存在pps信号接口，若存在，则将本地校准时间和构造的pps信号发送至存在秒脉冲信号接口的传感器得到对应的第一采样数据。
118.需要说明的是，判断各传感器是否存在秒脉冲信号接口，由于传感器的数量不定，其判断步骤可以针对各传感器全部判断完成后，针对存在秒脉冲信号接口的传感器通过本地校准时间与秒脉冲信号以得到第一采样数据，针对不存在秒脉冲信号接口的传感器构造同步脉冲信号以得到第二采样数据；也可以是针对当前一个传感器判断是否存在秒脉冲信号接口，若存在，则通过本地校准时间与秒脉冲信号以得到第一采样数据，若不存在，则通过构造同步脉冲信号以得到第二采样数据，传感器得到采样数据之后再次判断下一个当前传感器是否存在秒脉冲信号接口，直至得到最后一个传感器的采样数据。
119.对于不存在pps信号接口的传感器，则需要根据各自传感器的采样周期、构造的秒脉冲信号与倍频器进而构造对应的同步脉冲信号。倍频器的输出信号的频率是输入信号频率的整倍数，也就是说，可以成倍将信号频谱搬移至更高的频段，针对于本实施例中可以是1s内形成多个脉冲信号。同步脉冲信号可以依据各自传感器的采样周期，利用构造的秒脉冲信号与倍频器构造得到。
120.需要说明的是，传感器对于采样方式有两种，触发采样和自动采样。执行体为了获取准确时间，不需要传感器自己采样，而是需要定时触发采样，此时的定时需要执行体在固定时间内发送报文，根据采样的周期以及构造的同步脉冲信号触发传感器进行采样。同步脉冲信号的周期与该传感器的采样周期相同。对于倍频器的倍频数本发明不做具体限定，可根据实际情况进行设置。
121.根据构造的同步脉冲信号触发该传感器得到对应的第二初始采样数据。同时获取该传感器对应的数据传输时间，使用执行体收到第二初始采样数据的本地时间减去数据传输时间得到采样时间，其采样时间为该传感器对应的采样时间戳，将得到的采样时间戳添
加至第二初始采样数据以得到对应的第二采样数据。
122.若当前执行体为存在pps信号接口的执行体，则将pps信号发送至当前执行体的多个传感器，进而和上述的传感器的判断步骤相同，需要返回至判断多个传感器内是否存在秒脉冲信号接口的步骤。
123.图2为本发明实施例提供的一种多执行体内传感器时间同步的应用示意图，如图2所示，传感器中的激光雷达其本身具有pps信号接口，执行体发送本地校准时间和pps信号到激光雷达，激光雷达据此进行时间校准，然后采集数据后发送至执行体。摄像头和毫米波雷达不具备pps信号接口，执行体根据摄像头或毫米波雷达的采样周期，利用pps信号和倍频器构造与采样周期相同周期的同步脉冲信号触发摄像头或毫米波雷达进行采样，采集后的数据发送至执行体后，使用执行体的本地时间减去数据传输时间得到采样时间，并添加采样时间戳。
124.针对具备pps接口的执行体3，通过精确时间和pps信号实现硬件同步；针对不具备pps接口的执行体1和2，通过精确时间实现软件同步。
125.进一步的，执行体代理模块依托的执行体，可以具备pps接口，如执行体3，也可以不具备pps接口，如执行体1和2。执行体代理模块可以为控制器在执行体内部加载的实现时间同步的软件程序等。执行体模块内部的传感器，可以为单独的摄像头，如执行体2，可以为摄像头和毫米波雷达的组合，如执行体1，也可以为摄像头、毫米波雷达和激光雷达的组合，如执行体3。执行体利用秒脉冲信号和不同的倍频器，分别根据摄像头和毫米波雷达的采样周期发送相应的同步脉冲信号触发摄像头和毫米波雷达进行采样，采集后的数据发送到执行体后，使用执行体的本地时间减去数据传输时间得到采样时间，并添加采样时间戳，完成执行体内部传感器的时间同步。
126.本发明实施例提供的根据精确时间和秒脉冲信号对各执行体内的多个传感器进行时间同步得到多个传感器的采样数据，针对软件同步的执行体其本地校准时间的确定，在进行传感器同步校准之前先实现执行体的本地校准，提高传感器的时间同步的精度。对于传感器在进行软件同步时，根据pps信号和倍频器构造与传感器相同采样周期的同步脉冲信号，使得传感器采样数据具备相同时钟源，便于后续的采样数据处理。
127.在上述实施例的基础上，步骤s13中的将采样数据进行分析处理得到各执行体的执行结果，包括：
128.接收当前执行体中多个所述传感器对应的各采样数据；
129.通过融合算法将各采样数据进行融合处理得到初始执行结果；
130.根据各采样数据对应的数据采样时间确定初始执行结果对应的时间戳；
131.将时间戳添加至初始执行结果以得到当前执行体的执行结果。
132.具体地，当前执行体接收到具备相同时间源的各采样数据，进而通过融合算法将采样数据融合处理得到初始执行结果，由于当前执行体对于传感器的融合处理未标记融合后的执行结果，则需要根据其数据采样时间确定其时间戳，进而将时间戳添加至初始执行结果以完成当前执行体的执行结果。
133.对于融合算法本发明不做具体限定，可以是根据当前执行体内的各传感器的数据采样时间进行预测至同一时刻，根据同一时刻作为时间戳等。
134.本发明提供的将采样数据进行分析处理得到各执行体的执行结果，考虑数据处理
过程以及数据传输过程的时间同步，进而得到当前执行体的执行结果，为后续多个执行体之间的时间同步提供保障。
135.在上述实施例的基础上，步骤s14中的将各执行体的执行结果预测至同一时刻以完成车辆的时间同步，包括：
136.根据预设周期获取各执行体的当前执行结果以及所述当前执行结果的时间戳；
137.根据各当前执行结果的时间戳与预设周期对应的当前时间计算得到各时间差；
138.选取最小时间差对应的时间戳作为基准时间；
139.根据基准时间与各执行体的当前执行结果对应的时间戳的关系确定对应的差值时间；
140.将基准时间作为同一时刻，根据各差值时间将各执行体的执行结果预测至同一时刻得到对应的当前预测执行结果以完成车辆的时间同步。
141.具体地，首先到存储单元中执行体的执行结果对应的时间戳中与当前时间差值最小的时间戳作为基准时间，其次计算此基准时间与存储单元中其他各执行体的执行结果时间戳的差值，最后根据差值对各执行结果进行预测得到基准时间的执行结果，完成软件同步，并将已同步的执行结果集合发送出去。需要说明的是，对于预测至同一时刻的预测方法不做具体限定，可以通过预测模型或者滤波方法，作为一种实施例，本实施例提供的将各执行体的执行结果可以通过卡尔曼滤波方法预测至同一时刻完成车辆的时间同步。
142.例如，预设周期为50ms，即每50ms获取一次存储器中的执行结果，若系统于第100ms获取执行结果，则此时间对应所述当前时间(该时间为车辆时间同步单元的本地时间，即经过校准后的精确时间)，获取到的执行体a、b、c的执行结果对应时间戳分别为80ms、90ms和95ms，则根据当前时间与各时间戳的差值到最小时间差对应的时间戳，也就是95ms，选取该时间戳作为基准时间，进一步确定执行体a与此基准时间的差值为15ms，执行体b与此基准时间的差值为5ms，然后将执行体a和b分别按时间差将执行结果预测到此基准时间，完成软件同步。
143.对于各执行体的执行结果存储在对应的存储单元中，每次收到执行体发送的执行结果后会覆盖式更新到相应的存储单元。根据预设周期获取各执行体的当前执行结果，在当前执行结果中获取与预设周期对应的当前时间里最近的时间戳作为基准时间。
144.本发明实施例提供的将各执行体的执行结果预测至同一时刻以完成车辆的时间同步。基于同一个时间基准(同一时刻)，提高多执行体之间时间同步的精度，使得自动驾驶冗余多执行体技术的安全性和有效性大大提高。
145.在上述实施例的基础上，在步骤s14中的执行结果预测至同一时刻之后，还包括：
146.将当前预测执行结果以集合形式进行输出以便后续处理。
147.具体地，将每次预设周期内采集的当前预测执行结果以集合的形式发送输出，以便于工作人员进行后续的数据处理。
148.本发明实施例提供的将当前预测执行结果以集合形式进行输出以便后续处理。在完成自动驾驶冗余多执行体时间同步后，也方便后续对执行结果的数据处理，提高安全性。
149.上述详细描述了车辆的时间同步方法对应的各个实施例，在此基础上，本发明还公开与上述方法对应的车辆的时间同步装置，图3为本发明实施例提供的一种车辆的时间同步装置的结构图。如图3所示，车辆的时间同步装置包括：
150.校准模块11，用于获取车载卫星导航的标准时间和秒脉冲信号，并根据标准时间和秒脉冲信号进行校准得到精确时间；
151.传感器同步模块12，用于根据精确时间和秒脉冲信号对各执行体内的多个传感器进行时间同步得到多个传感器的采样数据；
152.分析处理模块13，用于将采样数据进行分析处理得到各执行体的执行结果；
153.执行体同步模块14，用于将各执行体的执行结果预测至同一时刻以完成车辆的时间同步。
154.由于装置部分的实施例与上述的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参照上述方法部分的实施例描述，在此不再赘述。
155.本发明实施例提供的一种车辆的时间同步装置，包括获取车载卫星导航的标准时间和秒脉冲信号，并根据标准时间和秒脉冲信号进行校准得到精确时间；根据精确时间和秒脉冲信号对各执行体内的多个传感器进行时间同步得到多个传感器的采样数据；将采样数据进行分析处理得到各执行体的执行结果；将各执行体的执行结果预测至同一时刻以完成车辆的时间同步。该装置除了完成执行体内部多传感器的时间同步，同时实现了执行体与执行体之间的时间同步，使得从传感器在进行时钟同步后，对于传感器后续的采样数据到执行体通过分析处理得到各执行体的执行结果，再到根据执行体的执行结果的软件同步预测至同一时刻，均基于同一个时间基准，提高多执行体之间时间同步的精度，使得自动驾驶冗余多执行体技术的安全性和有效性大大提高。
156.图4为本发明实施例提供的另一种车辆的时间同步装置的结构图，如图4所示，该装置包括：
157.存储器21，用于存储计算机程序；
158.处理器22，用于执行计算机程序时实现车辆的时间同步方法的步骤。
159.本实施例提供的车辆的时间同步装置可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或者台式电脑等。
160.其中，处理器22可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器22可以采用数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)、可编程逻辑阵列(programmable logic array，pla)中的至少一种硬件形式来实现。处理器22也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器(central processing unit，cpu)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器22可以集成有图像处理器(graphics processing unit，gpu)，gpu用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器22还可以包括人工智能(artificial intelligence，ai)处理器，该ai处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
161.存储器21可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器21还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器21至少用于存储以下计算机程序211，其中，该计算机程序被处理器22加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的车辆的时间同步方法的相关步骤。另外，存储器21所存储的资源还可以包括操作系统212和数据
213等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统212可以包括windows、unix、linux等。数据213可以包括但不限于车辆的时间同步方法所涉及到的数据等等。
162.在一些实施例中，车辆的时间同步装置还可包括有显示屏23、输入输出接口24、通信接口25、电源26以及通信总线27。
163.领域技术人员可以理解，图4中示出的结构并不构成对车辆的时间同步装置的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。
164.处理器22通过调用存储于存储器21中的指令以实现上述任一实施例所提供的车辆的时间同步方法。
165.对于本发明提供的一种车辆的时间同步装置的结构图的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述，其具有上述车辆的时间同步方法相同的有益效果。
166.进一步的，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器22执行时实现如上述车辆的时间同步方法的步骤。
167.可以理解的是，如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(randomaccess memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
168.对于本发明提供的一种计算机可读存储介质的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述，其具有上述车辆的时间同步方法相同的有益效果。
169.作为一种实施例，图5为本发明另一实施例提供的一种车辆的时间同步装置的结构图，如图5所示，该装置包括车载卫星导航授时模块31，时间同步模块32和执行体代理模块33；
170.车载卫星导航授时模块31连接其余模块，用于提供时间信息数据和秒脉冲信号，可以为gps授时模块或北斗授时模块；
171.时间同步模块32相当于本发明的控制器，也就是图2的控制器连接执行体代理模块33，获取并解析车载卫星导航授时模块31的时间信息数据，用于根据解析时间校准各执行体的时间，并根据执行体代理模块33反馈的执行结果进行预测，实现软件同步；其中，针对具备秒脉冲信号硬件接口执行体，时间同步模块32通过解析时间和秒脉冲信号实现硬件同步；针对不具备秒脉冲信号硬件接口执行体，时间同步模块32通过解析时间实现软件同步；
172.执行体代理模块33部署在执行体内部，用于获取时间同步模块32发送的解析时间和车载卫星导航授时模块31发送的秒脉冲信号，完成执行体的时间校准和执行体内部多传感器的时间同步，并将执行体的执行结果添加采样时间戳后发送到时间同步模块32，便于进行后续同步。
173.对于本发明另一实施例提供的一种车辆的时间同步装置的结构图、本发明另一实施例提供的一种车辆的时间同步方法的流程图的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不再赘述，其具有上述车辆的时间同步方法相同的有益效果。
174.以上对本发明所提供的一种车辆的时间同步方法、装置及介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
175.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

技术特征：

1.一种车辆的时间同步方法，其特征在于，包括：获取车载卫星导航的标准时间和秒脉冲信号，并根据所述标准时间和所述秒脉冲信号进行校准得到精确时间；根据所述精确时间和所述秒脉冲信号对各执行体内的多个传感器进行时间同步得到多个所述传感器的采样数据；将所述采样数据进行分析处理得到各所述执行体的执行结果；将各所述执行体的所述执行结果预测至同一时刻以完成所述车辆的时间同步。2.根据权利要求1所述的车辆的时间同步方法，其特征在于，所述根据所述标准时间和所述秒脉冲信号进行校准得到精确时间，包括：将所述标准时间进行解析得到utc时间；根据所述秒脉冲信号和所述utc时间进行校准以得到所述精确时间。3.根据权利要求2所述的车辆的时间同步方法，其特征在于，所述根据所述精确时间和所述秒脉冲信号对各执行体内的多个传感器进行时间同步得到多个所述传感器的采样数据，包括：根据所述精确时间和所述秒脉冲信号对各所述执行体进行本地时间的校准得到本地校准时间；控制各所述执行体根据所述本地校准时间和所述秒脉冲信号对各自执行体内的多个所述传感器进行时间同步以得到所述采样数据。4.根据权利要求3所述的车辆的时间同步方法，其特征在于，所述根据所述精确时间和所述秒脉冲信号对各所述执行体进行本地时间的校准得到本地校准时间，具体包括：将所述精确时间发送至各所述执行体，并记录发送完成的时刻为第一时刻；判断各所述执行体是否存在秒脉冲信号接口；若不存在，则将差值时刻发送至不存在所述秒脉冲信号接口的执行体，其中所述差值时刻为所述第一时刻与所述精确时间的差值；控制存在所述秒脉冲信号接口的执行体根据所述秒脉冲信号与所述精确时间进行校准得到存在所述秒脉冲信号接口的执行体的第一本地校准时间以完成硬件同步；控制不存在所述秒脉冲信号接口的执行体将接收到所述精确时间的时刻记为第二时刻，将接收到所述差值时刻的时刻记为第三时刻，根据所述第三时刻、所述第二时刻与所述第一时刻的关系确定不存在所述秒脉冲信号接口的执行体的第二本地校准时间以完成软件同步。5.根据权利要求4所述的车辆的时间同步方法，其特征在于，所述控制各所述执行体根据所述本地校准时间和所述秒脉冲信号对各自执行体内的多个所述传感器进行时间同步以得到所述采样数据，包括：若当前执行体为不存在所述秒脉冲信号接口的执行体，在所述当前执行体内构造所述秒脉冲信号并发送至所述当前执行体内的多个传感器；判断各所述传感器是否存在所述秒脉冲信号接口；若存在，则将所述本地校准时间和所述秒脉冲信号发送至存在所述秒脉冲信号接口的传感器以得到第一采样数据；若不存在，则根据不存在所述秒脉冲信号接口的传感器的采样周期、所述秒脉冲信号
与倍频器构造对应的同步脉冲信号，其中所述同步脉冲信号的周期与不存在所述秒脉冲信号接口的传感器的采样周期相同；根据所述同步脉冲信号触发不存在所述秒脉冲信号接口的传感器以得到第二采样数据；若所述当前执行体为存在所述秒脉冲信号接口的执行体，则将所述秒脉冲信号发送至所述当前执行体内的多个传感器，并返回至所述判断多个所述传感器中是否存在所述秒脉冲信号接口的步骤以确定所述采样数据。6.根据权利5所述的车辆的时间同步方法，其特征在于，所述根据所述同步脉冲信号触发不存在所述秒脉冲信号接口的传感器以得到第二采样数据，包括：获取不存在所述秒脉冲信号接口的传感器对应的数据传输时间；根据所述当前执行体收到所述第二初始采样数据的本地时间与所述数据传输时间的关系确定不存在所述秒脉冲信号接口的传感器的采样时间以确定对应的采样时间戳；将所述采样时间戳添加至对应的不存在所述秒脉冲信号接口的传感器的所述第二初始采样数据以得到所述第二采样数据。7.根据权利要求1所述的车辆的时间同步方法，其特征在于，所述将所述采样数据进行分析处理得到各所述执行体的执行结果，包括：接收当前执行体中多个所述传感器对应的各所述采样数据；通过融合算法将各所述采样数据进行融合处理得到初始执行结果；根据各所述采样数据对应的数据采样时间确定所述初始执行结果的时间戳；将所述时间戳添加至所述初始执行结果以得到所述当前执行体的执行结果。8.根据权利要求1至7任意一项所述的车辆的时间同步方法，其特征在于，所述将各所述执行体的所述执行结果预测至同一时刻以完成所述车辆的时间同步，包括：根据预设周期获取各所述执行体的当前执行结果以及所述当前执行结果的时间戳；根据各所述当前执行结果的时间戳与所述预设周期对应的当前时间计算得到各时间差；选取最小时间差对应的时间戳作为基准时间；根据所述基准时间与各所述执行体的当前执行结果对应的时间戳的关系确定对应的差值时间；将所述基准时间作为所述同一时刻，根据各所述差值时间将各所述执行体的执行结果预测至所述同一时刻得到对应的当前预测执行结果以完成所述车辆的时间同步。9.根据权利要求8所述的车辆的时间同步方法，其特征在于，在所述执行结果预测至所述同一时刻之后，还包括：将所述当前预测执行结果以集合形式进行输出以便后续处理。10.一种车辆的时间同步装置，其特征在于，包括：校准模块，用于获取车载卫星导航的标准时间和秒脉冲信号，并根据所述标准时间和所述秒脉冲信号进行校准得到精确时间；传感器同步模块，用于根据所述精确时间和所述秒脉冲信号对各执行体内的多个传感器进行时间同步得到多个所述传感器的采样数据；分析处理模块，用于将所述采样数据进行分析处理得到各所述执行体的执行结果；
执行体同步模块，用于将各所述执行体的所述执行结果预测至同一时刻以完成所述车辆的时间同步。11.一种车辆的时间同步装置，其特征在于，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至9任一项所述的车辆的时间同步方法的步骤。12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的车辆的时间同步方法的步骤。

技术总结

本发明公开了一种车辆的时间同步方法、装置及介质，适用于自动驾驶技术领域。根据精确时间和秒脉冲信号对各执行体内的多个传感器进行时间同步得到多个传感器的采样数据；将采样数据进行分析处理得到各执行体的执行结果；将各执行体的执行结果预测至同一时刻以完成车辆的时间同步。除了完成执行体内部多传感器的时间同步，同时实现了执行体与执行体之间的时间同步，使得从传感器在进行时间同步后，对于传感器后续的采样数据到执行体通过分析处理得到各执行体的执行结果，再到根据执行体的执行结果的软件同步预测至同一时刻，均基于同一个时间基准，提高多执行体之间时间同步的精度，使得自动驾驶冗余多执行体技术的安全性和有效性大大提高。有效性大大提高。有效性大大提高。