CN109905194A - 一种车载终端系统和同步数据获取方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种车载终端系统和同步数据获取方法、装置。该系统中，图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据；第一处理器、第二处理器和第三处理器，分别获取与其相连接的传感器采集的数据，并分别确定所采集的数据的时间戳，将所采集的数据和对应的时间戳分别发送至主控制器；在各个传感器按照相互关联的时刻采集数据之前，主控制器或第二处理器，以及第一处理器和第三处理器作为待授时设备，基于精密时间协议PTP，根据与授时设备之间的交互信息，对待授时设备的系统时刻进行调整，以使待授时设备的时钟与授时设备的时钟同步；主控制器或第二处理器，根据预设的定位传感器的信号确定自身是否为授时设备。应用本发明实施例提供的方案，能够获取各个传感器在时间上同步精度更高的数据。

Description

一种车载终端系统和同步数据获取方法、装置

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，具体而言，涉及一种车载终端系统和同步数据获取方法、装置。

背景技术

在自动驾驶/辅助驾驶系统中，多传感器融合的方案已经成为主流的技术方案之一。自动驾驶/辅助驾驶系统要求获取的各个传感器采集的数据必须是同一个时间基准的，且各个传感器的数据必须是同步采集的。由于各类传感器都是独立工作的，工作频率也不一致，这导致各个传感器采集的数据无法直接被使用。因此需要一种方式来获取各个不同种类传感器采集的时间上同步精度更高的数据。

发明内容

本发明提供了一种车载终端系统和同步数据获取方法、装置，以获取各个传感器在时间上同步精度更高的数据。具体的技术方案如下。

第一方面，本发明实施例提供了一种车载终端系统，包括：主控制器、图像传感器、定位传感器和激光雷达传感器，以及与图像传感器连接的第一处理器，与定位传感器连接的第二处理器，和与雷达传感器连接的第三处理器；主控制器分别与第一处理器、所述第二处理器和所述第三处理器连接；

图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据；

所述第一处理器、所述第二处理器和第三处理器，分别获取与其相连接的传感器采集的数据，并分别确定所采集数据的时间戳，将所采集的数据和对应的时间戳分别发送至所述主控制器；

其中，在所述图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据之前，主控制器或第二处理器，以及第一处理器和第三处理器作为待授时设备，基于精密时间协议PTP，根据与授时设备之间的交互信息，对所述待授时设备自身的系统时刻进行调整，以使所述待授时设备的时钟与所述授时设备的时钟同步；授时设备为主控制器或第二处理器；主控制器或第二处理器，根据预设的定位传感器的信号确定自身是否为授时设备。

可选的，雷达传感器可以为激光雷达传感器；该系统还包括：所述其他车载传感器；所述其他车载传感器包括以下传感器中的至少一个：惯性测量单元IMU传感器、超声波雷达传感器、毫米波雷达传感器和轮速计；

其他车载传感器、所述第二处理器和所述主控制器依次连接；

其他车载传感器，和所述图像传感器、定位传感器、激光雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据；

第二处理器，还获取所述其他车载传感器采集的数据，并确定该数据的时间戳，将该数据和对应的时间戳发送至所述主控制器。

可选的，当授时设备为第二处理器时，所述第二处理器，在基于所述PTP以及所述第二处理器的系统时刻，与所述待授时设备进行信息交互之前，还根据所述定位传感器从卫星获取的授时信息，对所述第二处理器的系统时刻进行调整。

可选的，所述主控制器或所述第二处理器，还在基于所述PTP以及所述授时设备的系统时刻，与所述待授时设备进行信息交互之前，当根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，广播用于标识所述授时设备的通知消息。

可选的，所述主控制器或所述第二处理器，根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，包括：

第二处理器，在以下条件满足时将自身确定为授时设备：预设的第一时间周期到来，且在当前时刻之前的第一预设时长内未接收到广播的标识所述主控制器为授时设备的第一通知消息，且检测到所述定位传感器从卫星获取到的卫星信号的强度大于预设强度阈值；

主控制器，在以下条件满足时将自身确定为授时设备：预设的第二时间周期到来，且在当前时刻之前的第二预设时长内未接收到广播的标识所述第二处理器为授时设备的第二通知消息。

第二方面，本发明实施例提供了一种同步数据获取方法，该方法应用于主控制器，所述主控制器分别与第一处理器、第二处理器和第三处理器连接，所述第一处理器与图像传感器连接，所述第二处理器与定位传感器连接，所述第三处理器与雷达传感器连接；所述方法包括：

在图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据之前，当根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，基于PTP以及所述主控制器的系统时刻，与待授时设备进行信息交互，以使所述待授时设备的时钟与所述主控制器的时钟同步；其中，所述待授时设备包括第一处理器、第二处理器和第三处理器；

在所述图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据时，获取所述第一处理器、第二处理器和第三处理器分别发送的数据和对应的时间戳；其中，所述第一处理器、第二处理器和第三处理器，分别获取与其相连接的传感器采集的数据，并分别确定所采集数据的时间戳。

可选的，所述雷达传感器为激光雷达传感器；所述方法还包括：

获取所述第二处理器发送的其他车载传感器采集的数据和对应的时间戳；其中，所述其他车载传感器采集的数据的时间戳为所述第二处理器确定，所述其他车载传感器与所述第二处理器连接，所述其他车载传感器包括以下传感器中的至少一个：IMU传感器、超声波雷达传感器、毫米波雷达传感器和轮速计。

可选的，该方法还可以包括：

当根据预设的定位传感器的信号确定自身不为授时设备时，基于所述PTP，根据与授时设备之间的交互信息，对所述主控制器的系统时刻进行调整，以使所述主控制器的时钟与所述授时设备的时钟同步；

其中，所述授时设备为所述第二处理器，所述待授时设备包括第一处理器、第三处理器和主控制器，并且在基于所述PTP，根据与授时设备之间的交互信息，对所述主控制器的系统时刻进行调整之前，第二处理器的系统时刻已经根据所述定位传感器从卫星获取的授时信息进行调整。

可选的，该方法还可以包括：

当根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，在基于PTP以及所述主控制器的系统时刻，与待授时设备进行信息交互之前，广播用于标识所述主控制器为授时设备的第一通知消息。

可选的，在以下条件满足时将所述主控制器确定为授时设备：预设的第二时间周期到来，且在当前时刻之前的第二预设时长内未接收到广播的标识所述第二处理器为授时设备的第二通知消息；

该方法还包括：

接收广播的所述第二通知消息；其中，所述第二通知消息为所述第二处理器在确定自身为授时设备时发送，所述第二处理器在以下条件满足时确定自身为授时设备：预设的第一时间周期到来，且在当前时刻之前的第一预设时长内未接收到广播的所述第一通知消息，且检测到所述定位传感器从卫星获取到的卫星信号的强度大于预设强度阈值。

第三方面，本发明实施例提供了一种同步数据获取装置，应用于主控制器，所述主控制器分别与第一处理器、第二处理器和第三处理器连接，所述第一处理器与图像传感器连接，所述第二处理器与定位传感器连接，所述第三处理器与雷达传感器连接；所述装置包括：

时钟同步模块710，被配置为在图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据之前，当根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，基于PTP以及主控制器的系统时刻，与待授时设备进行信息交互，以使待授时设备的时钟与主控制器的时钟同步；其中，待授时设备包括第一处理器、第二处理器和第三处理器；

数据获取模块720，被配置为在图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据时，获取第一处理器、第二处理器和第三处理器分别发送的数据和对应的时间戳；其中，第一处理器、第二处理器和第三处理器，分别获取与其相连接的传感器采集的数据，并分别确定所采集数据的时间戳。

可选的，雷达传感器可以为激光雷达传感器；数据获取模块720，还被配置为：

获取第二处理器发送的其他车载传感器采集的数据和对应的时间戳；其中，其他车载传感器采集的数据的时间戳为第二处理器确定，其他车载传感器与第二处理器连接，其他车载传感器包括以下传感器中的至少一个：IMU传感器、超声波雷达传感器、毫米波雷达传感器和轮速计。

可选的，该装置还可以包括：

时刻调整模块，被配置为当根据预设的定位传感器的信号确定自身不为授时设备时，基于PTP，根据与授时设备之间的交互信息，对主控制器的系统时刻进行调整，以使主控制器的时钟与授时设备的时钟同步；

其中，授时设备为第二处理器，待授时设备包括第一处理器、第三处理器和主控制器，并且在基于PTP，根据与授时设备之间的交互信息，对主控制器的系统时刻进行调整之前，第二处理器的系统时刻已经根据定位传感器从卫星获取的授时信息进行调整。

可选的，该装置还可以包括：

消息广播模块，被配置为当根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，在基于PTP以及主控制器的系统时刻，与待授时设备进行信息交互之前，广播用于标识主控制器为授时设备的第一通知消息。

可选的，该装置还可以包括：

授时确定模块，被配置为在以下条件满足时将主控制器确定为授时设备：预设的第二时间周期到来，且在当前时刻之前的第二预设时长内未接收到广播的标识第二处理器为授时设备的第二通知消息；

该装置还可以包括：

消息接收模块，被配置为接收广播的第二通知消息；其中，第二通知消息为第二处理器在确定自身为授时设备时发送，第二处理器在以下条件满足时确定自身为授时设备：预设的第一时间周期到来，且在当前时刻之前的第一预设时长内未接收到广播的第一通知消息，且检测到定位传感器从卫星获取到的卫星信号的强度大于预设强度阈值。

由上述内容可知，本发明实施例提供的车载终端系统和同步户籍获取方法、装置中，各个传感器可以将采集的数据发送至对应连接的处理器，处理器确定传感器采集的数据的时间戳，并将采集的数据和时间戳发送至主控制器。当图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据时，各种数据的采集时刻是同步的。由处理器确定数据的时间戳，能够更快速直接地确定数据的时间戳，使得各个传感器采集的数据的时间戳一致性更强，各个处理器将数据和时间戳均发送至主控制器，能够使得主控制器获取到各个传感器在时间上同步精度更高的数据。同时，在各个传感器采集数据之前，主控制器、第一处理器、第二处理器和第三处理器之间基于PTP进行时钟对时，能够使得各个处理器以及控制器之间的时钟一致，并且，主控制器和第二处理器可以根据定位传感器的信号确定自身是否为授时设备，这样能够使得车载终端系统选择更好的授时设备进行时钟同步，进而使得各个传感器的数据在时间上的同步性更高。

本发明实施例的创新点包括：

1、各个传感器在相互关联的时刻采集数据，由处理器为数据附加时间戳信息，并且将数据和时间戳发送至主控制器，使得整个车载终端系统能够得到在时间上同步精度更高的数据。

2、主控制器和各个处理器之间采用PTP同步时钟，使得各个处理器的时钟同步性在亚微秒级，这使得车载终端系统中各个部件之间的时间一致性更强。

3、主控制器和第二处理器均可以作为授时设备，且第二处理器可以与卫星时间同步，这使得车载终端系统的时刻可以与卫星时间同步，时间准确性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。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。

图1为本发明实施例提供的车载终端系统的一种结构示意图；

图2为本发明实施例提供的同步采集数据时的一种设备交互图；

图3为本发明实施例提供的第二处理器同步时钟的一种设备交互图；

图4和图5为本发明实施例提供的车载终端系统的两种结构示意图；

图6为本发明实施例提供的同步数据获取方法的一种流程示意图；

图7为本发明实施例提供的同步数据获取装置的一种结构示意图。

具体实施方式

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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本发明实施例公开了一种车载终端系统和同步数据获取方法、装置，能够获取到各个传感器在时间上同步精度更高的数据。下面对本发明实施例进行详细说明。

图1为本发明实施例提供的车载终端系统的一种结构示意图。该车载终端系统包括：主控制器110、图像传感器220、定位传感器230和激光雷达传感器240，以及与图像传感器220连接的第一处理器120，与定位传感器230连接的第二处理器130，和与雷达传感器240连接的第三处理器140。主控制器110分别与第一处理器、第二处理器和第三处理器连接。

本实施例中，图像传感器220、定位传感器230和雷达传感器240按照相互关联的时刻采集数据。雷达传感器可以为激光雷达传感器、超声波雷达传感器或毫米波雷达传感器。图像传感器220可以采集图像，定位传感器可以获取到位置信息，激光雷达传感器可以获取发射后返回的激光数据，以检测车辆周围的其他物体。相互关联的时刻，可以理解为，在时间流逝过程中每次的采集时刻都为同一时刻。

第一处理器120、第二处理器130和第三处理器140，分别获取与其相连接的传感器采集的数据，并分别确定所采集数据的时间戳，将所采集的数据和对应的时间戳分别发送至主控制器110。

主控制器110，可以分别获取第一处理器120、第二处理器130和第三处理器140发送的数据和对应的时间戳。

具体的，第一处理器120，可以获取图像传感器220采集的第一数据，并确定第一数据的第一时间戳，将第一数据和第一时间戳发送至主控制器110；

第二处理器130，可以获取定位传感器230采集的第二数据，并确定第二数据的第二时间戳，将第二数据和第二时间戳发送至主控制器110；

第三处理器140，可以获取雷达传感器240采集的第三数据，并确定第三数据的第三时间戳，将第三数据和第三时间戳发送至主控制器110；

主控制器110，获取第一处理器120发送的第一数据和第一时间戳，第二处理器130发送的第二数据和第二时间戳，以及第三处理器140发送的第三数据和第三时间戳。

其中，第一数据可以理解为图像，第二数据可以理解为定位信息，第三数据可以理解为激光数据、超声波数据或毫米波数据。

定位传感器可以为全球定位系统(Global Positioning System，GPS)或北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)。由于图像传感器可以周期性采集连续的图像帧，激光雷达传感器可以周期性采集激光数据，图像帧和激光数据的数据量较大，因此第一处理器和第三处理器可以采用CPU等计算能力较大的处理器。定位传感器采集的定位数据的数据量较小，故第二处理器可以采用微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)等。

图像传感器220可以按照预设帧率采集图像帧，并将图像帧发送至第一处理器120。第一处理器120可以直接接收图像传感器220发送的图像帧。第一处理器120在确定第一时间戳时，可以根据图像传感器发送的开始曝光图像的信号的时刻，确定第一时间戳。处理器120在将第一数据和第一时间戳发送至主控制器110时，可以将第一时间戳添加在第一数据的第一预设位置处，得到携带第一时间戳的第一数据，并将携带第一时间戳的第一数据发送至主控制器110。其中，第一预设位置为预先设置的位置，例如头部、尾部等。

第二处理器130可以向定位传感器230请求定位信息，并接收定位传感器发送的定位信息。其中，定位信息可以包括车辆的经度、纬度等信息。第二处理器130在确定第二数据的第二时间戳时，可以将接收第二数据的时刻确定为第二时间戳。第二处理器130在将第二数据和第二时间戳发送至主控制器110时，可以将第二时间戳添加在第二数据的第二预设位置处，得到携带第二时间戳的第二数据，并将携带第二时间戳的第二数据发送至主控制器110。其中，第二预设位置为预先设置的位置，例如头部、尾部等。

当雷达传感器240为激光雷达传感器时，由于激光雷达传感器可以周期性地采集激光数据。第三处理器140可以直接接收激光雷达传感器240发送的激光数据。第三处理器140在确定第三数据的第三时间戳时，可以根据接收激光传感器240发送的第二数据的时刻确定第三时间戳。第三处理器140，将第三数据和第三时间戳发送至主控制器110时，可以将第三时间戳添加在第三数据的第三预设位置处，得到携带第三时间戳的第三数据，并将携带第三时间戳的第三数据发送至主控制器110。其中，第三预设位置为预先设置的位置，例如头部、尾部等。

主控制器110，可以获取到携带第一时间戳的第一数据，携带第二时间戳的第二数据，以及携带第三时间戳的第三数据。主控制器110与第一传感器120、第二传感器130和第三传感器140之间可以采用以太网通信连接发送数据。由于每个数据都携带对应的时间戳，即便数据在以太网发送过程中存在不同程度的时间延迟，也不会影响数据时间戳的准确性，因此能够提高数据的同步性。同时，相比于采用控制器局域网络(Controller AreaNetwork，CAN)总线通信，以太网通信的方式速度更快。

其中，在图像传感器220、定位传感器230和雷达传感器240按照相互关联的时刻采集数据之前，主控制器110或第二处理器130，以及第一处理器120和第三处理器140作为待授时设备，基于精密时间协议(Precision Time Protocol，PTP)，根据与授时设备之间的交互信息，对待授时设备自身的系统时刻进行调整，以使待授时设备的时钟与授时设备的时钟同步。上述授时设备为主控制器110或第二处理器130。

授时设备，可以基于PTP以及授时设备的系统时刻，与待授时设备进行信息交互。

授时设备可以分别与每个待授时设备建立通信连接。待授时设备与授时设备之间相互发送多个消息，并且待授时设备根据接收消息和发送消息的时间，确定待授时设备的系统时刻与授时设备的时刻之间的时钟偏差，根据该时钟偏差，可以对待授时设备的系统时刻进行调整。

对待授时设备的系统时刻进行调整，具体可以包括，根据该时钟偏差，将待授时设备的系统时刻调早或调晚。

各个传感器采集的数据在时间上的同步精度，取决于各传感器连接的处理器的时钟精度。各个待授时设备与授时设备之间采用PTP协议进行对时，这能够保证各传感器采集的数据在时间上的精度为亚微秒级。

参见图2，该图2为本发明实施例中同步采集数据时的一种设备交互图。其中，处理器包括第一处理器、第二处理器和第三处理器，传感器包括图像传感器、定位传感器和激光雷达传感器等。主控制器为授时设备，在各个传感器采集数据之前，主控制器与各个处理器之间通过交互信息实现时钟同步。各个传感器在相互关联的时刻采集实时数据，并将实时数据发送至处理器。处理器确定实时数据的时间戳，并确定带时间戳的数据，将带时间戳的数据发送至主控制器。主控制器对接收的来自各个处理器的数据进行数据处理。

主控制器110和第二处理器130可以根据预设的定位传感器的信号确定自身是否为授时设备。例如，当定位传感器的信号强度大于预设强度阈值时，可以将第二处理器130作为授时设备，当定位传感器的信号强度不大于预设强度阈值时，可以将主控制器作为授时设备。当定位传感器的信号强度较大时，第二处理器可以通过定位传感器与卫星时钟进行同步对时，此时以第二处理器作为授时设备，可以使得车辆终端系统整体上的时钟与卫星时钟进行同步。

上述图像传感器、定位传感器和雷达传感器均为车载终端系统中不可缺少的传感器，将这些传感器采集的数据以及时间戳均发送至主控制器，由主控制器对各个种类的携带时间戳的数据进行处理，通过车载终端实现对车辆的控制。

由上述内容可知，本实施例中，各个传感器可以将采集的数据发送至对应连接的处理器，处理器确定传感器采集的数据的时间戳，并将采集的数据和时间戳发送至主控制器。当图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据时，各种数据的采集时刻是同步的。由处理器确定数据的时间戳，能够更快速直接地确定数据的时间戳，使得各个传感器采集的数据的时间戳一致性更强，各个处理器将数据和时间戳均发送至主控制器，能够使得主控制器获取到各个传感器在时间上同步精度更高的数据。同时，在各个传感器采集数据之前，主控制器、第一处理器、第二处理器和第三处理器之间基于PTP进行时钟对时，能够使得各个处理器以及控制器之间的时钟一致，并且，主控制器和第二处理器可以根据定位传感器的信号确定自身是否为授时设备，这样能够使得车载终端系统选择更好的授时设备进行时钟同步，进而使得各个传感器的数据在时间上的同步性更高。

在本发明的另一实施例中，图1所示实施例中，当上述雷达传感器为激光雷达传感器时，该系统还可以包括其他车载传感器(图1中未示出)。其他车载传感器用于检测车辆的运行状态和/或用于检测车辆周围的环境状态。其他车载传感器包括以下传感器中的至少一个：惯性测量单元(Inertial measurement unit，IMU)传感器、超声波雷达传感器、毫米波雷达传感器和轮速计。惯性测量单元可以测量车辆的速度、加速度、转动加速度等数据，超声波雷达传感器可以接收发射后返回的超声波，以检测车辆周围的环境状态，毫米波雷达传感器可以接收发射后返回的毫米波，以检测车辆周围的环境状态，轮速计可以采集车辆车轮的转动速度。

其他车载传感器、第二处理器和主控制器依次连接。其他车载传感器和图像传感器、定位传感器、激光雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据。

第二处理器130，还获取其他车载传感器采集的数据，并确定该数据的时间戳，将该数据和对应的时间戳发送至主控制器110。

具体的，第二处理器130，还可以获取其他车载传感器采集的第四数据，并确定第四数据的第四时间戳，将第四数据和第四时间戳发送至主控制器110。主控制器110，还获取第二处理器130发送的第四数据和第四时间戳。

第二处理器130可以向其他车载传感器请求采集数据，并接收其他车载传感器发送的数据。第二处理器130在确定第四数据的第四时间戳时，可以将接收第四数据的时刻确定为第四时间戳。第二处理器130在将第四数据和第四时间戳发送至主控制器110时，可以将第四时间戳添加在第四数据的第四预设位置处，得到携带第四时间戳的第四数据，并将携带第四时间戳的第四数据发送至主控制器110。其中，第四预设位置为预先设置的位置，例如头部、尾部等。第一预设位置、第二预设位置、第三预设位置和第四预设位置可以相同，也可以不同。

由于IMU传感器、超声波雷达传感器和轮速计的数据量均比较小，且在接收到这些传感器外部的请求时采集数据，其数据量均比较小，因此可以与定位传感器一同连接至第二处理器。

在本发明的另一实施例中，基于图1所示实施例，当授时设备为第二处理器130时，第二处理器130在基于PTP以及第二处理器的系统时刻，与待授时设备进行信息交互之前，还可以根据定位传感器230从卫星获取的授时信息，对第二处理器130的系统时刻进行调整。

其中，授时信息可以包括卫星上的时间点，例如几点几分几秒等信息。定位传感器可以从卫星中获取授时信息，该授时信息包含了卫星时刻。

参见图3，该图3为第二处理器作为授时设备时的一种设备交互图。其中，第二处理器作为授时设备与主控制器、第一处理器和第三处理器，通过相互发送消息，进行时间同步。

主控制器或第二处理器均可以作为授时设备，则主控制器或第二处理器中的时钟均为主时钟。当主控制器为授时设备时，主控制器的时钟优先级高于第二处理器的时钟优先级。最高优先级的主时钟作为授权设备向车载终端系统中的其他部件进行授时服务。

第二处理器130根据定位传感器230从卫星获取的授时信息，对第二处理器130的系统时刻进行调整时，具体可以包括：接收定位传感器230发送的包含时分秒信息的当前时刻，将第二处理器130的当前时刻更新为定位传感器230发送的当前时刻；接收定位传感器发送的整秒脉冲信号，根据该整秒脉冲信号，将第二处理器130计数的晶振数量进行重置。其中，第二处理器130根据计数的晶振数量对整秒进行进位。整秒脉冲信号(Pulse PerSecond，PPS)可以通过定位传感器与第二处理器之间的物理线路进行发送，这样能够尽可能减小发送过程的时间延迟。

例如，定位传感器向第二处理器发送的当前时刻为9点30分0秒，第二处理器接收到9点30分0秒的信息时，自身时刻为9点30分1秒54毫秒，则将自身时刻调早为9点30分0秒；定位传感器向第二处理器发送当前时刻时，在9点30分0秒0毫秒的时刻，也会向第二处理器发送整秒脉冲信号。第二处理器接收到该整秒脉冲信号时，将计数的晶振数量重置为0，这样即实现与卫星时钟的对时。

第二处理器130根据定位传感器230从卫星获取的授时信息，对第二处理器130的系统时刻进行调整的操作可以周期性进行。

本实施例中，第二处理器可以通过定位传感器与卫星时间进行对时，而第二处理器作为授时设备，与车载终端系统中的待授时设备进行对时，不仅可以使得车载终端系统的各个部件之间时钟一致，还可以使得车载终端系统各部件的时钟与卫星时钟同步。

主控制器110或第二处理器130，还在基于PTP以及授时设备的系统时刻，与待授时设备进行信息交互之前，当根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，广播用于标识授时设备的通知消息。

主控制器110或第二处理器130，均可以根据预设的定位传感器的信号确定自身是否为授时设备。

当确定自身为授时设备时，在车载终端系统中广播通知消息，这样能够使得车载终端中的各个部件及时地确定授时设备。通知消息具体可以携带用于标识授时设备的信息。

主控制器110或第二处理器130，根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，具体可以包括以下实施方式。

第二处理器130，在以下条件满足时将自身确定为授时设备：预设的第一时间周期到来，且在当前时刻之前的第一预设时长内未接收到广播的标识主控制器为授时设备的第一通知消息，且检测到定位传感器从卫星获取到的卫星信号的强度大于预设强度阈值。当上述条件不满足时，第二处理器不作为授时设备。

其中，第一通知消息为用于标识主控制器为授时设备的消息。第一预设时长可以为根据车载终端系统时间同步一次的耗费时长确定的值，例如可以为比该耗费时长大预设值的时长。定位传感器能从卫星获取到卫星信号，认为定位传感器处于有信号状态。在当前时刻之前的第一预设时长内未接收到第一通知消息，认为当前时刻主控制器没有作为授时设备对待授时设备进行授时。

主控制器110，在以下条件满足时将自身确定为授时设备：预设的第二时间周期到来，且在当前时刻之前的第二预设时长内未接收到广播的标识第二处理器为授时设备的第二通知消息。

其中，第二时间周期可以小于第一时间周期。例如，第一时间周期可以为1天，第二时间周期可以为1小时等。这样能够尽可能保证第二处理器有足够多的处理能力来确定第三数据和第四数据的时间戳。

第二预设时长可以与第一预设时长相同，也可以不同。第二通知消息为用于标识第二处理器为授时设备的消息。在当前时刻之前的第二预设时长内未接收到第二通知消息，认为当前时刻第二处理器没有作为授时设备对待授时设备进行授时。

第一通知消息和第二通知消息可以采用相同的消息格式。第一通知消息和第二通知消息中可以携带主时钟设备以及主时钟设备的优先级。主时钟设备可以包括主控制器和第二处理器。待授时设备接收到第一通知消息或第二通知消息时，可以将优先级较高的主时钟设备作为授时设备。

图4为本发明实施例提供的车载终端系统的一种结构示意图。其中，主控制器作为数据接收端，可以为处理器或工业个人计算机(Industrinl Pesonal Computer，IPC)。主控制器中部署有软件系统。数据采集端包括各个处理器和各个传感器。第一处理器和图像传感器组成图像采集设备。第二处理器为MCU，第二处理器及其连接的轮速计、IMU、GPS、毫米波雷达和超声波雷达组成MCU采集设备。第二处理器可以通过CAN总线接口分别连接轮速计和IMU传感器，通过通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)接口分别连接超声波雷达传感器和GPS传感器。第三处理器和激光雷达传感器组成激光雷达信号采集设备。主控制器与图像采集设备、MCU采集设备和激光雷达信号采集设备之间可以采用以太网通信连接，例如，可以采用电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE)1588v2协议进行通信。

图5为图4中各个部件的一种内部单元示意图。主控制器中部署接收程序和PTP程序。接收程序的功能是接收图像采集设备、激光雷达信号采集设备和MCU采集设备发送的传感器数据。主控制器中的PTP程序的功能是向各个采集设备提供PTP授时服务，这种模式称为PTP主时钟模式；或者，从MCU采集设备中获取授时信息，这种模式称为PTP从时钟模式。每个采集设备中均部署授时程序PTP从时钟和采集程序。图像采集设备和激光雷达信号采集设备中的授时程序只能作为PTP从时钟，从PTP主时钟获取授时信息。MCU采集设备中的授时程序既可作为PTP主时钟，也可以作为PTP从时钟。采集设备中的采集程序负责采集传感器的数据，并在采集的时刻给数据赋上该时刻的时间信息，称之为带时间戳的数据。

图6为本发明实施例提供的同步数据获取方法的一种流程示意图。该方法应用于主控制器，主控制器分别与第一处理器、第二处理器和第三处理器连接，第一处理器与图像传感器连接，第二处理器与定位传感器连接，第三处理器与雷达传感器连接。本方法实施例与图1所示系统实施例对应。该方法包括：

S610：在图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据之前，当根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，基于PTP以及主控制器的系统时刻，与待授时设备进行信息交互，以使待授时设备的时钟与主控制器的时钟同步。

其中，待授时设备包括第一处理器、第二处理器和第三处理器。

S620：在图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据时，获取第一处理器、第二处理器和第三处理器分别发送的数据和对应的时间戳。

其中，第一处理器、第二处理器和第三处理器，分别获取与其相连接的传感器采集的数据，并分别确定所采集数据的时间戳。

本实施例在具体实施时，可以周期性进行。例如，步骤S610可以按照预定的周期1周期性进行，步骤S620可以按照预定的周期2周期性进行。周期1可以大于周期2。周期性同步时钟能够减小时钟的累计误差，提高时钟的一致性。

在本发明的另一实施例中，图6所示实施例中，雷达传感器可以为激光雷达传感器。该方法还可以包括：

获取第二处理器发送的其他车载传感器采集的数据和对应的时间戳。

其中，其他车载传感器采集的数据的时间戳为第二处理器确定，其他车载传感器与第二处理器连接，其他车载传感器包括以下传感器中的至少一个：IMU传感器、超声波雷达传感器、毫米波雷达传感器和轮速计。

在本发明的另一实施例中，图6所示实施例还可以包括：

当根据预设的定位传感器的信号确定自身不为授时设备时，基于PTP，根据与授时设备之间的交互信息，对主控制器的系统时刻进行调整，以使主控制器的时钟与授时设备的时钟同步；

其中，授时设备为第二处理器，待授时设备包括第一处理器、第三处理器和主控制器，并且在基于PTP，根据与授时设备之间的交互信息，对主控制器的系统时刻进行调整之前，第二处理器的系统时刻已经根据定位传感器从卫星获取的授时信息进行调整。

在本发明的另一实施例中，图6所示实施例还可以包括：

当根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，在基于PTP以及主控制器的系统时刻，与待授时设备进行信息交互之前，广播用于标识主控制器为授时设备的第一通知消息。

在本发明的另一实施例中，图6所示实施例，在以下条件满足时将主控制器确定为授时设备：预设的第二时间周期到来，且在当前时刻之前的第二预设时长内未接收到广播的标识第二处理器为授时设备的第二通知消息；

本实施例的方法还可以包括：

接收广播的第二通知消息；其中，第二通知消息为第二处理器在确定自身为授时设备时发送，第二处理器在以下条件满足时确定自身为授时设备：预设的第一时间周期到来，且在当前时刻之前的第一预设时长内未接收到广播的第一通知消息，且检测到定位传感器从卫星获取到的卫星信号的强度大于预设强度阈值。

该方法实施例与图1所示系统实施例是基于同一发明构思得到的实施例，相关之处可以相互参照。上述方法实施例与系统实施例相对应，与该系统实施例具有同样的技术效果，具体说明参见系统实施例。

图7为本发明实施例提供的同步数据获取装置的一种结构示意图。该装置应用于主控制器，主控制器分别与第一处理器、第二处理器和第三处理器连接，第一处理器与图像传感器连接，第二处理器与定位传感器连接，第三处理器与雷达传感器连接。该装置与图6所示方法实施例相对于，具体描述也可以参照图1所示实施例。该装置包括：

时钟同步模块710，被配置为在图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据之前，当根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，基于PTP以及主控制器的系统时刻，与待授时设备进行信息交互，以使待授时设备的时钟与主控制器的时钟同步；其中，待授时设备包括第一处理器、第二处理器和第三处理器；

数据获取模块720，被配置为在图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据时，获取第一处理器、第二处理器和第三处理器分别发送的数据和对应的时间戳；其中，第一处理器、第二处理器和第三处理器，分别获取与其相连接的传感器采集的数据，并分别确定所采集数据的时间戳。

在本发明的另一实施例中，图7所示实施例中，雷达传感器为激光雷达传感器；数据获取模块720，还被配置为：

获取第二处理器发送的其他车载传感器采集的数据和对应的时间戳；其中，其他车载传感器采集的数据的时间戳为第二处理器确定，其他车载传感器与第二处理器连接，其他车载传感器包括以下传感器中的至少一个：IMU传感器、超声波雷达传感器、毫米波雷达传感器和轮速计。

在本发明的另一实施例中，图7所示实施例中，该装置还包括：

时刻调整模块(图中未示出)，被配置为当根据预设的定位传感器的信号确定自身不为授时设备时，基于PTP，根据与授时设备之间的交互信息，对主控制器的系统时刻进行调整，以使主控制器的时钟与授时设备的时钟同步；

其中，授时设备为第二处理器，待授时设备包括第一处理器、第三处理器和主控制器，并且在基于PTP，根据与授时设备之间的交互信息，对主控制器的系统时刻进行调整之前，第二处理器的系统时刻已经根据定位传感器从卫星获取的授时信息进行调整。

在本发明的另一实施例中，图7所示实施例中，该装置还包括：

消息广播模块(图中未示出)，被配置为当根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，在基于PTP以及主控制器的系统时刻，与待授时设备进行信息交互之前，广播用于标识主控制器为授时设备的第一通知消息。

在本发明的另一实施例中，图7所示实施例中，该装置还可以包括：

授时确定模块(图中未示出)，被配置为在以下条件满足时将主控制器确定为授时设备：预设的第二时间周期到来，且在当前时刻之前的第二预设时长内未接收到广播的标识第二处理器为授时设备的第二通知消息；

该装置还包括：

消息接收模块(图中未示出)，被配置为接收广播的第二通知消息；其中，第二通知消息为第二处理器在确定自身为授时设备时发送，第二处理器在以下条件满足时确定自身为授时设备：预设的第一时间周期到来，且在当前时刻之前的第一预设时长内未接收到广播的第一通知消息，且检测到定位传感器从卫星获取到的卫星信号的强度大于预设强度阈值。

上述装置实施例与系统实施例相对应，与系统实施例具有同样的技术效果，具体说明参见系统实施例。装置实施例是基于系统实施例得到的，具体的说明可以参见系统实施例部分，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种车载终端系统，其特征在于，包括：主控制器、图像传感器、定位传感器和激光雷达传感器，以及与所述图像传感器连接的第一处理器，与所述定位传感器连接的第二处理器，和与所述雷达传感器连接的第三处理器；所述主控制器分别与所述第一处理器、所述第二处理器和所述第三处理器连接；

所述图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据；

所述第一处理器、所述第二处理器和第三处理器，分别获取与其相连接的传感器采集的数据，并分别确定所采集数据的时间戳，将所采集的数据和对应的时间戳分别发送至所述主控制器；

其中，在所述图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据之前，所述主控制器或所述第二处理器，以及所述第一处理器和第三处理器作为待授时设备，基于精密时间协议PTP，根据与授时设备之间的交互信息，对所述待授时设备自身的系统时刻进行调整，以使所述待授时设备的时钟与所述授时设备的时钟同步；所述授时设备为所述主控制器或所述第二处理器；所述主控制器或所述第二处理器，根据预设的定位传感器的信号确定自身是否为授时设备。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述雷达传感器为激光雷达传感器；所述系统还包括：所述其他车载传感器；所述其他车载传感器包括以下传感器中的至少一个：惯性测量单元IMU传感器、超声波雷达传感器、毫米波雷达传感器和轮速计；

所述其他车载传感器、所述第二处理器和所述主控制器依次连接；

所述其他车载传感器，和所述图像传感器、定位传感器、激光雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据；

所述第二处理器，还获取所述其他车载传感器采集的数据，并确定该数据的时间戳，将该数据和对应的时间戳发送至所述主控制器。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述授时设备为所述第二处理器时，所述第二处理器，在基于所述PTP以及所述第二处理器的系统时刻，与所述待授时设备进行信息交互之前，还根据所述定位传感器从卫星获取的授时信息，对所述第二处理器的系统时刻进行调整。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控制器或所述第二处理器，还在基于所述PTP以及所述授时设备的系统时刻，与所述待授时设备进行信息交互之前，当根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，广播用于标识所述授时设备的通知消息。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述主控制器或所述第二处理器，根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，包括：

所述第二处理器，在以下条件满足时将自身确定为授时设备：预设的第一时间周期到来，且在当前时刻之前的第一预设时长内未接收到广播的标识所述主控制器为授时设备的第一通知消息，且检测到所述定位传感器从卫星获取到的卫星信号的强度大于预设强度阈值；

所述主控制器，在以下条件满足时将自身确定为授时设备：预设的第二时间周期到来，且在当前时刻之前的第二预设时长内未接收到广播的标识所述第二处理器为授时设备的第二通知消息。

6.一种同步数据获取方法，其特征在于，应用于主控制器，所述主控制器分别与第一处理器、第二处理器和第三处理器连接，所述第一处理器与图像传感器连接，所述第二处理器与定位传感器连接，所述第三处理器与雷达传感器连接；所述方法包括：

在图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据之前，当根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，基于PTP以及所述主控制器的系统时刻，与待授时设备进行信息交互，以使所述待授时设备的时钟与所述主控制器的时钟同步；其中，所述待授时设备包括第一处理器、第二处理器和第三处理器；

在所述图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据时，获取所述第一处理器、第二处理器和第三处理器分别发送的数据和对应的时间戳；其中，所述第一处理器、第二处理器和第三处理器，分别获取与其相连接的传感器采集的数据，并分别确定所采集数据的时间戳。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述雷达传感器为激光雷达传感器；所述方法还包括：

获取所述第二处理器发送的其他车载传感器采集的数据和对应的时间戳；其中，所述其他车载传感器采集的数据的时间戳为所述第二处理器确定，所述其他车载传感器与所述第二处理器连接，所述其他车载传感器包括以下传感器中的至少一个：IMU传感器、超声波雷达传感器、毫米波雷达传感器和轮速计。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

当根据预设的定位传感器的信号确定自身不为授时设备时，基于所述PTP，根据与授时设备之间的交互信息，对所述主控制器的系统时刻进行调整，以使所述主控制器的时钟与所述授时设备的时钟同步；

其中，所述授时设备为所述第二处理器，所述待授时设备包括第一处理器、第三处理器和主控制器，并且在基于所述PTP，根据与授时设备之间的交互信息，对所述主控制器的系统时刻进行调整之前，第二处理器的系统时刻已经根据所述定位传感器从卫星获取的授时信息进行调整。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

当根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，在基于PTP以及所述主控制器的系统时刻，与待授时设备进行信息交互之前，广播用于标识所述主控制器为授时设备的第一通知消息。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在以下条件满足时将所述主控制器确定为授时设备：预设的第二时间周期到来，且在当前时刻之前的第二预设时长内未接收到广播的标识所述第二处理器为授时设备的第二通知消息；

所述方法还包括：

接收广播的所述第二通知消息；其中，所述第二通知消息为所述第二处理器在确定自身为授时设备时发送，所述第二处理器在以下条件满足时确定自身为授时设备：预设的第一时间周期到来，且在当前时刻之前的第一预设时长内未接收到广播的所述第一通知消息，且检测到所述定位传感器从卫星获取到的卫星信号的强度大于预设强度阈值。

11.一种同步数据获取装置，其特征在于，应用于主控制器，所述主控制器分别与第一处理器、第二处理器和第三处理器连接，所述第一处理器与图像传感器连接，所述第二处理器与定位传感器连接，所述第三处理器与雷达传感器连接；所述装置包括：

时钟同步模块，被配置为在图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据之前，当根据预设的定位传感器的信号确定自身为授时设备时，基于PTP以及所述主控制器的系统时刻，与待授时设备进行信息交互，以使所述待授时设备的时钟与所述主控制器的时钟同步；其中，所述待授时设备包括第一处理器、第二处理器和第三处理器；

数据获取模块，被配置为在所述图像传感器、定位传感器和雷达传感器按照相互关联的时刻采集数据时，获取所述第一处理器、第二处理器和第三处理器分别发送的数据和对应的时间戳；其中，所述第一处理器、第二处理器和第三处理器，分别获取与其相连接的传感器采集的数据，并分别确定所采集数据的时间戳。