CN114006672B - 一种车载多传感器数据同步采集方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载多传感器数据同步采集方法及系统，涉及传感器技术领域，所述方法通过比较每个传感器数据采样时间的时间偏差并不断迭代，得到最优时间差，根据最优时间差同步传感器数据的时间序列，解决了不同传感器之间的采集频率与采样时间不同导致多种传感器数据不能保持同步的问题，初步提高了传感器同步采集精度。

Description

一种车载多传感器数据同步采集方法及系统

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种车载多传感器数据同步采集方法及系统。

背景技术

多种传感器(如摄像头、毫米波雷达、激光雷达等)已经成为智能驾驶汽车环境感知模块中不可缺少的一部分，多传感器的感知融合已经成为这个领域不可避免的问题，多传感器数据同步采集是决定数据融合效果的重要因素，多传感器数据采集的同步性质量也决定了多传感器数据融合可信度。由于这些传感器数据采集通道基本都不相同，其采样频率也各有差异，所以会导致多种传感器在采集的同步上存在差异，导致数据融合可信度低。

发明内容

本发明通过提供一种车载多传感器数据同步采集方法及系统，解决了现有技术中采集的车载多传感器数据不同步的技术问题。

一方面，本发明提供如下技术方案：

一种车载多传感器数据同步采集方法，包括：

获取标准时间，对传感器进行数据采集，获取以所述标准时间为基准的传感器数据的采样时间；

将所述采样时间作为时间戳对传感器的数据流进行标记；

选择任意一个传感器作为基准传感器，将所述基准传感器对应的采样时间作为基准时间，获取其它传感器对应的采样时间减去所述基准时间的时间偏差；

对传感器进行多次数据采集，以多次获得所述时间偏差；

根据多次获得的所述时间偏差确定最优时间差；

将传感器的数据流的时间戳减去对应的所述最优时间差，得到传感器数据流新的时间戳。

优选的，所述获取标准时间，对传感器进行数据采集，获取以所述标准时间为基准的传感器数据的采样时间，包括：

获取所述标准时间，对传感器进行数据采集，以所述标准时间为起点进行计时，待采集到传感器数据时停止计时，获得计时时长；

将所述标准时间与所述计时时长之和作为所述采样时间。

优选的，所述根据多次获得的所述时间偏差确定最优时间差，包括：

将多次获得的所述时间偏差中的最小所述时间偏差作为所述最优时间差。

优选的，所述根据多次获得的所述时间偏差确定最优时间差，包括：

将多次获得的所述时间偏差的平均值作为所述最优时间差。

另一方面，本发明还提供如下技术方案：

一种车载多传感器数据同步采集系统，包括：

采样时间获取模块，用于获取标准时间，对传感器进行数据采集，获取以所述标准时间为基准的传感器数据的采样时间；

时间戳标记模块，用于将所述采样时间作为时间戳对传感器的数据流进行标记；

时间偏差获取模块，用于选择任意一个传感器作为基准传感器，将所述基准传感器对应的采样时间作为基准时间，获取其它传感器对应的采样时间减去所述基准时间的时间偏差；

数据采集控制模块，用于对传感器进行多次数据采集，以多次获得所述时间偏差；

最优时间差确定模块，用于根据多次获得的所述时间偏差确定最优时间差；

数据同步处理模块，用于将传感器的数据流的时间戳减去对应的所述最优时间差，得到传感器数据流新的时间戳。

优选的，所述采样时间获取模块还用于：

获取所述标准时间，对传感器进行数据采集，以所述标准时间为起点进行计时，待采集到传感器数据时停止计时，获得计时时长；

将所述标准时间与所述计时时长之和作为所述采样时间。

优选的，所述最优时间差确定模块还用于：

将多次获得的所述时间偏差中的最小所述时间偏差作为所述最优时间差。

优选的，所述最优时间差确定模块还用于：

将多次获得的所述时间偏差的平均值作为所述最优时间差。

另一方面，本发明还提供如下技术方案：

一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一车载多传感器数据同步采集方法。

另一方面，本发明还提供如下技术方案：

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质被执行时实现上述任一车载多传感器数据同步采集方法。

本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过比较每个传感器数据采样时间的时间偏差并不断迭代，得到最优时间差，根据最优时间差同步传感器数据的时间序列，解决了不同传感器之间的采集频率与采样时间不同导致多种传感器数据不能保持同步的问题，初步提高了传感器同步采集精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例中车载多传感器数据同步采集方法的流程图；

图2为本发明实施例中车载多传感器数据同步采集系统的结构框图。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种车载多传感器数据同步采集方法及系统，解决了现有技术中采集的车载多传感器数据不同步的技术问题。

为了更好的理解本发明的技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本发明的技术方案进行详细的说明。

首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

如图1所示，本实施例的车载多传感器数据同步采集方法，包括：

步骤S1，获取标准时间，对传感器进行数据采集，获取以标准时间为基准的传感器数据的采样时间；

步骤S2，将采样时间作为时间戳对传感器的数据流进行标记；

步骤S3，选择任意一个传感器作为基准传感器，将基准传感器对应的采样时间作为基准时间，获取其它传感器对应的采样时间减去基准时间的时间偏差；

步骤S4，对传感器进行多次数据采集，以多次获得时间偏差；

步骤S5，根据多次获得的时间偏差确定最优时间差；

步骤S6，将传感器的数据流的时间戳减去对应的最优时间差，得到传感器数据流新的时间戳。

本实施例的车载多传感器包括但不限于摄像头、毫米波雷达、激光雷达等，车载总线也相当于一种传感器，因此传感器数据包括摄像头数据、毫米波雷达数据、激光雷达数据、车载总线数据等。

步骤S1中，标准时间来自于车载GPS模块，由于GPS模块会接收卫星的定位数据及世界协调时间UTC，所以引入标准时间以保证采样时间的精准。由于每个传感器的采集频率和采样时间不同，假如获取的标准时间为8:30，则以标准时间为基准的传感器数据的采样时间可能包括：激光雷达数据的采样时间为8:31、毫米波雷达数据的采样时间为8:34等；假如获取的标准时间为9:00，则以标准时间为基准的传感器数据的采样时间可能包括：激光雷达数据的采样时间为9:02、毫米波雷达数据的采样时间为9:03等。由于采样时间无法同标准时间一样直接获得，为获取每个传感器的采样时间，本实施例为每个传感器串联了一个计时器，步骤S1包括：

获取标准时间，对传感器进行数据采集，以标准时间为起点进行计时，待采集到传感器数据时停止计时，获得计时时长；

将标准时间与计时时长之和作为采样时间。

以激光雷达为例，若获取的标准时间为8:30，此时激光雷达串联的计时器开始计时，当采集到激光雷达数据时则停止计时，若计时时长为1min，则采样时间为8:31。这样可以基于标准时间获得准确的采样时间。

步骤S2中，每采集一次某个传感器数据，便会获得一个数据流，假设第一次获取的标准时间为8:30，第一次获得的激光雷达数据的采样时间为8:31，则第一个激光雷达数据流的时间戳为8:31。

步骤S3中，假设以激光雷达为基准传感器，第一次采样时激光雷达数据的采样时间为8:31，则第一次采样的基准时间为8:31，第一次获得的毫米波雷达数据的采样时间为8:34，减去基准时间的时间偏差为3。

步骤S4中，以步骤S1中对传感器数据进行两次采集为例，第一次获得的时间偏差为3。以激光雷达为基准传感器，第二次获取的标准时间为9:00，第二次采样时激光雷达数据的采样时间为9:02，第二次采样时毫米波雷达数据的采样时间为9:03，则第二次获得的时间偏差为1。

步骤S5中，可通过两种方式确定最优时间差，第一种如将两次获得的时间偏差中的最小时间偏差1作为最优时间差，此时步骤S5包括：将多次获得的时间偏差中的最小时间偏差作为最优时间差；第二种如将两次获得的时间偏差的平均值2作为最优时间差，此时步骤S5包括：将多次获得的时间偏差的平均值作为最优时间差。

步骤S6中，两次采集的激光雷达数据流的时间序列为8:31、9:02，两次采集的毫米波雷达数据流的原始时间序列为8:34、9:03，两次得到的毫米波雷达数据流新的时间戳分别为8:33、9:02或8:32、9:01，即同步后毫米波雷达数据流的时间序列为8:33、9:02或8:32、9:01。可以看到，无论以何种方式确定最优时间差，同步后的激光雷达数据流的时间序列与毫米波雷达数据流的时间序列更加接近，数据更加同步。容易想到，经过多次数据采集后，多个传感器数据流的时间序列更加对齐，这样在需要进行数据融合时，根据时间序列选择的各个传感器数据更靠近同一时刻的真实数据，数据融合可信度更高。

由上文可知，本实施例通过对每个传感器采集的数据进行计时，然后比较计时时长之间的时间偏差，不断迭代计算多次计时时长之间的时间偏差，根据最优时间差同步传感器数据的时间序列，解决了不同传感器之间的采集频率与采样时间不同导致多种传感器数据不能保持同步的问题，初步提高了传感器同步采集精度。

如图2所示，本实施例还提供一种车载多传感器数据同步采集系统，包括：

采样时间获取模块，用于获取标准时间，对传感器进行数据采集，获取以标准时间为基准的传感器数据的采样时间；

时间戳标记模块，用于将采样时间作为时间戳对传感器的数据流进行标记；

时间偏差获取模块，用于选择任意一个传感器作为基准传感器，将基准传感器对应的采样时间作为基准时间，获取其它传感器对应的采样时间与基准时间之间的时间偏差；

数据采集控制模块，用于对传感器进行多次数据采集，以多次获得时间偏差；

最优时间差确定模块，用于根据多次获得的时间偏差确定最优时间差；

数据同步处理模块，用于将传感器的数据流的时间戳加上对应的最优时间差，得到传感器数据流新的时间戳。

采样时间获取模块获取的标准时间来自于车载GPS模块，由于GPS模块会接收卫星的定位数据及世界协调时间UTC，所以引入标准时间以保证采样时间的精准。由于每个传感器的采集频率和采样时间不同，假如获取的标准时间为8:30，则以标准时间为基准的传感器数据的采样时间可能包括：激光雷达数据的采样时间为8:31、毫米波雷达数据的采样时间为8:34等；假如获取的标准时间为9:00，则以标准时间为基准的传感器数据的采样时间可能包括：激光雷达数据的采样时间为9:02、毫米波雷达数据的采样时间为9:03等。由于采样时间无法同标准时间一样直接获得，为获取每个传感器的采样时间，本实施例为每个传感器串联了一个计时器，采样时间获取模块还用于：

获取标准时间，对传感器进行数据采集，以标准时间为起点进行计时，待采集到传感器数据时停止计时，获得计时时长；

将标准时间与计时时长之和作为采样时间。

以激光雷达为例，若获取的标准时间为8:30，此时激光雷达串联的计时器开始计时，当采集到激光雷达数据时则停止计时，若计时时长为1min，则采样时间为8:31。这样可以基于标准时间获得准确的采样时间。

时间戳标记模块每采集一次某个传感器数据，便会获得一个数据流，假设第一次获取的标准时间为8:30，第一次获得的激光雷达数据的采样时间为8:31，则第一个激光雷达数据流的时间戳为8:31。

时间偏差获取模块中，假设以激光雷达为基准传感器，第一次采样时激光雷达数据的采样时间为8:31，则第一次采样的基准时间为8:31，第一次获得的毫米波雷达数据的采样时间为8:34，减去基准时间的时间偏差为3。

数据采集控制模块中，以对传感器数据进行两次采集为例，以激光雷达为基准传感器，第一次获得的时间偏差为3，第二次获取的标准时间为9:00，第二次采样时激光雷达数据的采样时间为9:02，第二次采样时毫米波雷达数据的采样时间为9:03，则第二次获得的时间偏差为1。

最优时间差确定模块可通过两种方式确定最优时间差，第一种如将两次获得的时间偏差中的最小时间偏差1作为最优时间差，此时最优时间差确定模块还用于：将多次获得的时间偏差中的最小时间偏差作为最优时间差；第二种如将两次获得的时间偏差的平均值2作为最优时间差，此时最优时间差确定模块还用于：将多次获得的时间偏差的平均值作为最优时间差。

数据同步处理模块中，两次采集的激光雷达数据流的时间序列为8:31、9:02，两次采集的毫米波雷达数据流的原始时间序列为8:34、9:03，同步后毫米波雷达数据流的时间序列为8:33、9:02或8:32、9:01。可以看到，无论以何种方式确定最优时间差，同步后的激光雷达数据流的时间序列与毫米波雷达数据流的时间序列更加接近，数据更加同步。容易想到，经过多次数据采集后，多个传感器数据流的时间序列更加对齐，这样在需要进行数据融合时，根据时间序列选择的各个传感器数据更靠近同一时刻的真实数据，数据融合可信度更高。

基于与前文所述的车载多传感器数据同步采集方法同样的发明构思，本实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前文所述的车载多传感器数据同步采集方法的任一方法的步骤。

其中，总线架构(用总线来代表)，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将包括由处理器代表的一个或多个处理器和存储器代表的存储器的各种电路链接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和接收器和发送器之间提供接口。接收器和发送器可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器负责管理总线和通常的处理，而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。

由于本实施例所介绍的电子设备为实施本发明实施例中车载多传感器数据同步采集方法所采用的电子设备，故而基于本发明实施例中所介绍的车载多传感器数据同步采集方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本发明实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本发明实施例中车载多传感器数据同步采集方法所采用的电子设备，都属于本发明所欲保护的范围。

基于与上述车载多传感器数据同步采集方法同样的发明构思，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被执行时实现上述任一车载多传感器数据同步采集方法。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种车载多传感器数据同步采集方法，其特征在于，包括：

获取标准时间，对传感器进行数据采集，获取以所述标准时间为基准的传感器数据的采样时间，所述传感器包括毫米波雷达、激光雷达；

所述获取标准时间，对传感器进行数据采集，获取以所述标准时间为基准的传感器数据的采样时间，包括：获取所述标准时间，对传感器进行数据采集，以所述标准时间为起点进行计时，待采集到传感器数据时停止计时，获得计时时长；将所述标准时间与所述计时时长之和作为所述采样时间；

将所述采样时间作为时间戳对传感器的数据流进行标记；

选择任意一个传感器作为基准传感器，将所述基准传感器对应的采样时间作为基准时间，获取其它传感器对应的采样时间减去所述基准时间的时间偏差；

对传感器进行多次数据采集，以多次获得所述时间偏差；

根据多次获得的所述时间偏差确定最优时间差；所述根据多次获得的所述时间偏差确定最优时间差，包括：将多次获得的所述时间偏差中的最小所述时间偏差作为所述最优时间差；

将传感器的数据流的时间戳减去对应的所述最优时间差，得到传感器数据流新的时间戳。

2.一种车载多传感器数据同步采集系统，其特征在于，包括：

采样时间获取模块，用于获取标准时间，对传感器进行数据采集，获取以所述标准时间为基准的传感器数据的采样时间，所述传感器包括毫米波雷达、激光雷达；

所述采样时间获取模块还用于：获取所述标准时间，对传感器进行数据采集，以所述标准时间为起点进行计时，待采集到传感器数据时停止计时，获得计时时长；将所述标准时间与所述计时时长之和作为所述采样时间；

时间戳标记模块，用于将所述采样时间作为时间戳对传感器的数据流进行标记；

时间偏差获取模块，用于选择任意一个传感器作为基准传感器，将所述基准传感器对应的采样时间作为基准时间，获取其它传感器对应的采样时间减去所述基准时间的时间偏差；

数据采集控制模块，用于对传感器进行多次数据采集，以多次获得所述时间偏差；

最优时间差确定模块，用于根据多次获得的所述时间偏差确定最优时间差；所述根据多次获得的所述时间偏差确定最优时间差，包括：将多次获得的所述时间偏差中的最小所述时间偏差作为所述最优时间差；

数据同步处理模块，用于将传感器的数据流的时间戳减去对应的所述最优时间差，得到传感器数据流新的时间戳。

3.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1所述的车载多传感器数据同步采集方法。

4.一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被执行时实现权利要求1所述的车载多传感器数据同步采集方法。