CN114019782B

CN114019782B - 自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法及装置

Info

Publication number: CN114019782B
Application number: CN202210008744.2A
Authority: CN
Inventors: 高正杨; 马二虎; 邓志伟
Original assignee: Zhidao Network Technology Beijing Co Ltd
Current assignee: Zhidao Network Technology Beijing Co Ltd
Priority date: 2022-01-06
Filing date: 2022-01-06
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2042-01-06
Also published as: CN114019782A

Abstract

本公开涉及一种自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法及装置、电子设备及计算机可读存储介质，所述方法包括：从接收的GPS报文信息中解析卫星状态信息、定位误差信息和卫星导航时间；根据所述卫星状态信息和/或定位误差信息判断所述卫星导航时间是否可用：当所述卫星导航时间可用时，根据接收的PPS信号和卫星导航时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步；当所述卫星导航时间不可用时，根据本地时钟的时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步，能够通过对卫星导航时间进行有效性的判断来确保应用于自动驾驶域控制器各模块以及各传感器的时间的准确性和稳定性。

Description

自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法及装置

技术领域

本公开涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法及装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术

随着自动驾驶技术的高速发展，自动驾驶域控制器无法使用单个计算平台、单一传感器来实现自动驾驶技术，多计算平台协同工作、多传感器之间的信息融合对时间同步有比较强烈的需求，所以域控制器中需要一个稳定、准确的主时钟。

由于GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统）使用环境硬件比较大，比如市区干扰较大、在隧道、天桥内没有GPS（Global Positioning System，全球位置定位系统）信号或者天气差影响GPS信号时都会导致GNSS模组无法输出稳定、精确的PPS（pulse per second，秒脉冲）信号，无法持续为域控制器进行时间授时。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开的实施例提供了一种自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法及装置、电子设备及计算机可读存储介质。

第一方面，本公开的实施例提供了一种自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法，包括：

从接收的GPS报文信息中解析卫星状态信息、定位误差信息和卫星导航时间；

根据所述卫星状态信息和/或定位误差信息判断所述卫星导航时间是否可用：

当所述卫星导航时间可用时，根据接收的PPS信号和卫星导航时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步；

当所述卫星导航时间不可用时，根据本地时钟的时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步。

在一种可能的实施方式中，所述根据所述卫星状态信息判断所述卫星导航时间是否可用，包括：

根据所述卫星状态信息判断用于接收GPS报文信息的GNSS模组是否锁定卫星：

当用于接收GPS报文信息的GNSS模组锁定卫星时，判定所述卫星导航时间可用，否则，判定所述卫星导航时间不可用。

在一种可能的实施方式中，所述根据所述定位误差信息判断所述卫星导航时间是否可用，包括：

根据所述定位误差信息判断定位误差距离是否小于或等于预设阈值：

当定位误差距离小于或等于预设阈值时，判定所述卫星导航时间可用；

当定位误差距离大于预设阈值时，判定所述卫星导航时间不可用。

在一种可能的实施方式中，所述根据所述卫星状态信息和所述定位误差信息判断所述卫星导航时间是否可用，包括：

当用于接收GPS报文信息的GNSS模组锁定卫星时，判定所述卫星导航时间可用；

当用于接收GPS报文信息的GNSS模组未锁定卫星时，根据所述定位误差信息判断定位误差距离是否小于或等于预设阈值：

在一种可能的实施方式中，所述预设阈值为50~100米中的任意一个数值。

在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

当定位误差距离大于预设阈值时，根据本地时钟的时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步。

在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

当所述卫星导航时间可用时，根据接收的PPS信号和卫星导航时间对本地时钟进行校准。

第二方面，本公开的实施例提供了一种自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的装置，包括：

解析模块，其用于从接收的GPS报文信息中解析卫星状态信息、定位误差信息和卫星导航时间；

判断模块，其用于根据所述卫星状态信息和/或定位误差信息判断所述卫星导航时间是否可用：

同步模块，其用于在所述卫星导航时间可用时，根据接收的PPS信号和卫星导航时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步，并在所述卫星导航时间不可用时，根据本地时钟的时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步。

第三方面，本公开的实施例提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述的自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法。

第四方面，本公开的实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法。

本公开实施例提供的上述技术方案与现有技术相比至少具有如下优点的部分或全部：

本公开实施例所述的自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法，从接收的GPS报文信息中解析卫星状态信息、定位误差信息和卫星导航时间；根据所述卫星状态信息和/或定位误差信息判断所述卫星导航时间是否可用：当所述卫星导航时间可用时，根据接收的PPS信号和卫星导航时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步；当所述卫星导航时间不可用时，根据本地时钟的时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步，能够通过对卫星导航时间进行有效性的判断来确保应用于自动驾驶域控制器各模块以及各传感器的时间的准确性和稳定性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示意性示出了根据本公开实施例的自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法流程示意图；

图2示意性示出了根据本公开实施例的步骤S12的详细流程示意图；

图3示意性示出了根据本公开实施例的步骤S12的另一详细流程示意图；

图4示意性示出了根据本公开实施例的步骤S12的又一详细流程示意图；

图5示意性示出了根据本公开实施例的自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的装置的结构框图；

图6示意性示出了根据本公开实施例的自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的系统的结构框图；

图7示意性示出了RTK模组PPS信号和GPRMC、GPGGA报文信息的走向示意图；以及

图8示意性示出了根据本公开实施例的电子设备的结构框图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

参见图1，本公开的实施例提供了一种自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法，包括以下步骤：

S11，从接收的GPS报文信息中解析卫星状态信息、定位误差信息和卫星导航时间；

S12，根据所述卫星状态信息和/或定位误差信息判断所述卫星导航时间是否可用：

若是，则执行步骤S13；

若否，则执行步骤S14；

S13，根据接收的PPS信号和卫星导航时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步；

S14，根据本地时钟的时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步。

参见图2，在本实施例中，步骤S12中，所述根据所述卫星状态信息判断所述卫星导航时间是否可用，包括：

S21，根据所述卫星状态信息判断用于接收GPS报文信息的GNSS模组是否锁定卫星：

若是，则执行步骤S22；

若否，则执行步骤S23；

S22，判定所述卫星导航时间可用；

S23，判定所述卫星导航时间不可用。

参见图3，在本实施例中，步骤S12中，所述根据所述定位误差信息判断所述卫星导航时间是否可用，包括：

S31，根据所述定位误差信息判断定位误差距离是否小于或等于预设阈值：

若是，则执行步骤S32；

若否，则执行步骤S33；

S32，判定所述卫星导航时间可用；

S33，判定所述卫星导航时间不可用。

参见图4，在本实施例中，步骤S12中，所述根据所述卫星状态信息和所述定位误差信息判断所述卫星导航时间是否可用，包括：

S41，根据所述卫星状态信息判断用于接收GPS报文信息的GNSS模组是否锁定卫星：

若是，则执行步骤S42；

若否，则执行步骤S43；

S42，判定所述卫星导航时间可用；

S43，根据所述定位误差信息判断定位误差距离是否小于或等于预设阈值：

若是，则执行步骤S42；

若否，则执行步骤S44；

S44，判定所述卫星导航时间不可用，以根据本地时钟的时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步。

在本实施例中，所述预设阈值为50~100米中的任意一个数值。

在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

本公开的自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法在不增加硬件成本的条件下有效判决卫星导航时间的可靠性，为自动驾驶域控制器提高有效可靠时间源。

参照图5所示，本公开的第二个示例性实施例提供的自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的装置，包括：解析模块11、判断模块12和同步模块13。

在本实施例中，解析模块11，其用于从接收的GPS报文信息中解析卫星状态信息、定位误差信息和卫星导航时间；

在本实施例中，判断模块12，其用于根据所述卫星状态信息和/或定位误差信息判断所述卫星导航时间是否可用：

在本实施例中，同步模块13，其用于在所述卫星导航时间可用时，根据接收的PPS信号和卫星导航时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步，并在所述卫星导航时间不可用时，根据本地时钟的时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步。

在一些实施例中，所述判断模块，还用于：

在一些实施例中，所述判断模块中，所述预设阈值为50~100米中的任意一个数值。

在一些实施例中，所述判断模块，还用于：

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

上述第二个实施例中，解析模块11、判断模块12和同步模块13中的任意多个可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。解析模块11、判断模块12和同步模块13中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列（FPGA）、可编程逻辑阵列（PLA）、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路（ASIC），或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，解析模块11、判断模块12和同步模块13中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。

Kinematic，载波相位差分技术）模组、OCXO（Oven Controlled 基于同一发明构思，参照图6所示，本公开的第三个示例性实施例提供的自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的系统，包括：RTK（Real Time Crystal Oscillator，恒温晶体振荡器）晶振、FPGA（FieldProgrammable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列）组成。FPGA内部由RTC（Real_TimeClock，实时时钟）模块、数字锁相环以及同步时间计算模块，实现主时钟的驯服系统，输出稳定、准确的PPS信号和TSU（TimestampUnit，时间戳单元）对域控制器和各传感器进行时间同步。

所述时钟驯服系统的工作原理如下：

域控制器开机之后，接收如图7所示的RTK模组PPS信号和GPRMC、GPGGA报文信息，解析时间信息和卫星状态信息，通过卫星状态信息、以及定位误差范围判断卫星导航时间是否有效可靠，如果有效可靠，采用卫星导航时间对域控制器进行授时；如果不可靠，采用本地晶振维持FPGA内部RTC模块进行守时，来维持稳定的时钟源。具体地，系统初始化后，FPGA接收RTK模块的GPGGA数据，监测卫星状态信号判断RTK模组是否锁定卫星，如果已锁定卫星，说明PPS信号有效，可以采用卫星导航时间授时本地系统时间，如果RTK没有锁定卫星，解析RTK模组定位误差信息，如果误差值小于60ｍ（60m为预设阈值），说明卫星导航时间误差小于200ns，可以为本地时间授时，如果定位误差大于60m，说明卫星导航时间不可靠需要进入本地时间守时模式。

本公开通过自动驾驶域控制器实现卫星导航时钟的驯服系统来获取稳定、准确的参考时钟源，为自动驾驶域控制器各模块之间以及各传感器达到时间同步、空间同步提供必要的基础。

基于同一发明构思，参照图7所示，本公开的第四个示例性实施例提供的电子设备，包括处理器1110、通信接口1120、存储器1130和通信总线1140，其中，处理器1110，通信接口1120，存储器1130通过通信总线1140完成相互间的通信；

存储器1130，用于存放计算机程序；

处理器1110，用于执行存储器1130上所存放的程序时，实现如下所示自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法：

上述的通信总线1140可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该通信总线1140可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口1120用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器1130可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器1130还可以是至少一个位于远离前述处理器1110的存储装置。

上述的处理器1110可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

基于同一发明构思，本公开的第五个示例性实施例还提供了一种计算机可读存储介质。上述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法。

该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本公开实施例的自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法。

根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

需要说明的是，在本文中，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。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据所述卫星状态信息和定位误差信息判断所述卫星导航时间是否可用：

当所述卫星导航时间不可用时，根据本地时钟的时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步，

其中，所述根据所述卫星状态信息和所述定位误差信息判断所述卫星导航时间是否可用，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设阈值为50~100米中的任意一个数值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.一种自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的装置，其特征在于，包括：

判断模块，其用于根据所述卫星状态信息和定位误差信息判断所述卫星导航时间是否可用：

同步模块，其用于在所述卫星导航时间可用时，根据接收的PPS信号和卫星导航时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步，并在所述卫星导航时间不可用时，根据本地时钟的时间对自动驾驶域控制器各模块以及各传感器进行时间同步，

6.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-4中任一项所述的自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4中任一项所述的自动驾驶域控制器导航卫星时钟驯服的方法。