CN117978318A - 自动驾驶时钟同步系统、方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种自动驾驶时钟同步系统、方法，所述系统包括：高精RTK设备、摄像头以及时间同步单元，所述高精RTK设备与时间同步单元通信连接，所述摄像头与所述时间同步单元电性连接，所述时间同步单元，用于接收所述摄像头采集的环境图像信息以及所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号、定位数据信息，其中，所述环境图像信息经过处理用以确定自动驾驶系统当前的运行环境，所述定位数据信息经过解算用以确定当前的GPS信号质量；以及根据所述自动驾驶系统当前的运行环境和所述当前的GPS信号质量，确定采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号，或者采用内部时钟信号作为时钟输出。通过本申请为自动驾驶系统提供稳定的时钟同步信号，适用于多种场景。

Description

自动驾驶时钟同步系统、方法

技术领域

本申请涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种自动驾驶时钟同步系统、方法。

背景技术

时钟作为自动驾驶系统的基本单元，为自动驾驶系统提供同步信息，确保自动驾驶主控制器和外围设备协调同步工作。目前通常以GPS作为时钟同步源，在高精定位的场景中基于GPS的RTK设备可以为自动驾驶系统提供准确的时钟同步信号1PPS秒脉冲和厘米级的高精位置信息，具体机结构如图1所示。

采用的高精RTK设备通过天线接收卫星微弱信号、解析后输出定位和授时信息给到自动驾驶的域控制器设备。其中，时间和定位数据一般通过物理串口形式传输NMEA-0183码流、定时信号以1pps秒脉冲电平信号传输；定位数据可以达到厘米级精度、定时信号1PPS可以达到ns级精度。

自动驾驶系统中的域控制器和外围设备同步工作一般需要GPS提供的时钟同步信号，高精RTK设备应用于自动驾驶系统时，可以为设备提供精准的时钟同步和位置信息。但高精RTK设备依赖于卫星信号，当自动驾驶设备运行到有遮挡或隧道环境中时高精RTK设备输出的1PPS精度就会降低甚至没有输出，难以保障自动驾驶系统的正常工作。

发明内容

本申请实施例提供了一种自动驾驶时钟同步系统、方法，以为自动驾驶系统提供稳定的时钟同步信号。

本申请实施例采用下述技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种自动驾驶时钟同步系统，其中，所述系统包括：高精RTK设备、摄像头以及时间同步单元，所述高精RTK设备与时间同步单元通信连接，所述摄像头与所述时间同步单元电性连接，所述时间同步单元，用于

接收所述摄像头采集的环境图像信息以及所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号、定位数据信息，其中，所述环境图像信息经过处理用以确定自动驾驶系统当前的运行环境，所述定位数据信息经过解算用以确定当前的GPS信号质量；以及

根据所述自动驾驶系统当前的运行环境和所述当前的GPS信号质量，确定采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号，或者采用内部时钟信号作为时钟输出。

在一些实施例中，所述时间同步单元还包括：综合处理单元，用以

根据所述环境图像信息，判断所述自动驾驶系统是否运行到预设场景；

在判断所述自动驾驶系统运行到预设场景的情况下，将时钟输出切换为采用内部时钟信号；

在判断所述自动驾驶系统未运行到预设场景的情况下，将时钟输出切换为采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号；

在采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号的情况下，根据所述高精RTK设备发送的定位数据信息的解算结果判断GPS信号质量是否符合预设定位条件；

在根据所述高精RTK设备发送的定位数据信息的解算结果判断GPS信号质量不符合预设定位条件的情况下，将时钟输出切换为采用内部时钟信号。

在一些实施例中，所述综合处理单元，还用以

解算出所述高精RTK设备发送的定位数据信息的码流中携带的当前有用的卫星数和每个有用卫星的载噪比数据；

根据所述当前有用的卫星数和/或每个有用卫星的载噪比数据的变化情况，确定自动驾驶系统的运行环境，其中，所述卫星的载噪比数据用于表征1PPS时钟同步信号的精度，所述卫星数用于表征运行环境是否异常。

在一些实施例中，所述综合处理单元，还用以

根据所述摄像头采集的环境图像信息获取所述自动驾驶系统当前的运行环境；

判断所述自动驾驶系统是运行在正常区域或者非正常区域，其中，所述正常区域包括开阔区域，所述非正常区域至少包括如下之一：树荫遮挡区域、隧道口、隧道中。

在一些实施例中，所述时间同步单元包括：时钟管理单元，用以

接收所述高精RTK设备提供的1PPS时钟同步信号以及内部时钟信号的两路输入信号；

基于内部同步机制在GPS信号质量符合预设定位条件的情况下，在所述时钟管理单元内部同步所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号；

通过预设时钟接口输出时钟信号；以及

响应于所述综合处理单元的切换控制信号。

在一些实施例中，所述时间同步单元还包括：内部时钟单元，用以

在没有GPS信号提供1PPS时钟同步信号时，为自动驾驶系统提供独立工作的时钟基准信号；

当有GPS信号且高精RTK设备输入的1PPS时钟信号准确时，同步跟踪所述高精RTK设备输出的1PPS时钟同步信号。

在一些实施例中，所述时间同步单元包括：

第一RTK数据接口，接收所述高精RTK设备发送的高精度时间、定位数据，所述定位数据的码流中还包括可用卫星数、接收到各个卫星信号的载噪比、卫星健康状态的信息；

第二RTK数据接口，用以接收所述高精RTK设备发送的高精度1PPS秒脉冲信号。

在一些实施例中，所述时间同步单元还包括：图像数据处理单元，用以

实时接收所述摄像头采集的图像信息，并根据所述图像信息分析所述自动驾驶系统目前的运行环境状态。

在一些实施例中，所述时间同步单元，还用于

通过所述定位数据信息解析的码流信息，判断当前获取载噪比大于第一门限值的卫星数是否大于3颗；

如果判断当前获取载噪比大于第一门限值的卫星数不大于3颗，则判断当前自动驾驶的GPS信号环境异常，并保持系统时钟采用内部时钟信号；

如果判断当前获取载噪比大于第一门限值的卫星数大于3颗，且可用卫星数大于5颗，则判断当前自动驾驶的GPS信号环境正常，切换系统时钟采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号。

第二方面，本申请实施例还提供一种自动驾驶时钟同步方法，应用于第一方面中所述的系统，其中，所述方法包括：

接收所述摄像头采集的环境图像信息以及所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号、定位数据信息，其中，所述环境图像信息经过处理用以确定自动驾驶系统当前的运行环境，所述定位数据信息经过解算用以确定当前的GPS信号质量；以及

如果判断所述自动驾驶系统当前的运行环境为进入隧道或地下室，则保持采用内部时钟信号作为时钟输出；

如果判断所述自动驾驶系统当前的运行环境为未进入隧道或地下室，则根据所述当前的GPS信号质量，判断自动驾驶系统运行环境GPS信号是否满足预设定位条件；

如果自动驾驶系统运行环境GPS信号满足预设定位条件，保持采用内部时钟信号作为时钟输出；

如果自动驾驶系统运行环境GPS信号不满足预设定位条件，切换采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：自动驾驶时钟同步系统包括高精RTK设备、摄像头以及时间同步单元，所述高精RTK设备与时间同步单元通信连接，所述摄像头与所述时间同步单元电性连接。通过时间同步单元接收所述摄像头采集的环境图像信息以及所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号、定位数据信息。根据定位数据信息确定当前的GPS信号质量，根据环境图像信息经过处理确定自动驾驶系统当前的运行环境可以用于之后1PPS时钟同步信号的判断。通过时间同步单元根据所述自动驾驶系统当前的运行环境和所述当前的GPS信号质量，确定采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号，或者采用内部时钟信号作为时钟输出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为相关技术中同步系统的电路结构示意图；

图2为本申请实施例中自动驾驶时钟同步系统的内部结构示意图；

图3为本申请实施例中自动驾驶时钟同步系统的电路结构示意图；

图4为本申请实施例中自动驾驶时钟同步方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

本申请实施例提供了一种自动驾驶时钟同步系统，如图2所示，提供了本申请实施例中自动驾驶时钟同步系统的内部结构示意图，所述系统包括：高精RTK设备200、摄像头100以及时间同步单元300，所述高精RTK设备200与时间同步单元300通信连接，所述摄像头100与所述时间同步单元300电性连接，所述时间同步单元300，用于接收所述摄像头100采集的环境图像信息以及所述高精RTK设备200发送的1PPS时钟同步信号、定位数据信息，其中，所述环境图像信息经过处理用以确定自动驾驶系统当前的运行环境，所述定位数据信息经过解算用以确定当前的GPS信号质量；以及根据所述自动驾驶系统当前的运行环境和所述当前的GPS信号质量，确定采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号，或者采用内部时钟信号作为时钟输出。

具体实施时，所述高精RTK设备200作为外部设备，通过接收微弱GPS卫星信号，经过解码解析后为自动驾驶系统提供主同步信号，输出1PPS高精度时间信息和高精度位置信号。所述摄像头100也作为外部设备，通过实时采集外部环境信息，送给时间同步单元300进行分析。所述时间同步单元300通过环境图像信息，确定自动驾驶系统当前的运行环境，通过将定位数据信息经过解算，确定当前的GPS信号质量。根据自动驾驶系统当前的运行环境和GPS信号质量，时间同步单元300确定自动驾驶系统是采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号，还是采用内部时钟信号作为时钟输出。

进一步地，在所述时间同步单元300需要设置图像数据处理单元，用以处理摄像头输入的环境信息图像。在所述时间同步单元300还需要具有定位数据获取单元接口和PPS_IN接口，通过所述定位数据获取单元接口可以接收来自高精RTK设备的高精度时间及定位数据。

进一步地，在所述时间同步单元300还需要设置综合处理单元，具体包括综合分析高精RTK设备输出信息以及摄像头采集的环境图像信息，之后判断当前自动驾驶系统运行环境，再做出决策判断，控制时钟管理单元的动作切换。

此外，在所述时间同步单元300还具有时钟管理单元，时钟管理单元具有两个输入信号，一个输入信号是由高精RTK设备提供的1PPS时钟基准，另一个输入信号则是由自动驾驶系统内部OSC时钟提供。此外，时钟管理单元具有一个时钟输出CLK_Out，可以将时钟同步信号提供给自动驾驶系统使用。

上述自动驾驶时钟同步系统，通过独立的时钟同步单元及外部输入，在时钟同步单元结合实时图像数据和RTK提供卫星解析数据判断目前系统运行环境，在各种场景下为自动驾驶系统提供稳定精准的时钟同步信号，保障系统正常运行。

采用上述自动驾驶时钟同步系统，基于自动驾驶系统中的域控制器和外围设备同步工作时都需要GPS提供的时钟同步信号的需求出发，采用高精RTK设备提供的精准的时钟同步和位置信息。同时，针对高精RTK设备过于依赖于卫星信号的问题，通过时钟同步单元可以在自动驾驶系统运行到有遮挡或隧道环境中时，仍然能够在一定时间段内稳定提供较为准确的时钟同步信号。这样，同步系统就可以在各种场景下为自动驾驶系统提供稳定精准的时钟同步信号，保障系统正常稳定运行。

采用上述自动驾驶时钟同步系统，通过增加独立的时钟同步单元及相应控制单元，综合判断自动驾驶系统的工作环境或者说对工作环境进行了详细的划分，在各种场景（GPS信号较好或没有GPS信号、GPS信号较弱）下为自动驾驶系统提供稳定的时钟同步信号，保障系统的正常工作。这样，根据不同的划分结果，可以使用对应的时钟同步信号。

采用上述自动驾驶时钟同步系统，根据摄像头采集的环境图像信息判断出当前自动驾驶系统是否即将要进入隧道或地下室等没有GPS信号的区域，如果判断当前自动驾驶系统即将要进入隧道或地下室，则会保持时钟基准为内部不变，并将时钟基准同步给自动驾驶系统。这样不会由于没有GPS信号而造成时钟同步信号不准确。自动驾驶系统仍然能够通过时钟同步单元发送的时钟基准进行同步。

采用上述自动驾驶时钟同步系统，如果判断当前自动驾驶系统不会进入隧道或地下室，此时可能出现的情况是GPS信号被树木或高楼遮挡。根据高精RTK设备输出的NMEA0183码流中含有当前有用的卫星数和各个卫星的载噪比数据，可以判断出GPS信号的质量是否被影响，根据GPS信号的质量判断结果，选择是以外部基准还是按照内部基准向自动驾驶系统输出时钟同步信号。自动驾驶系统仍然能够通过时钟同步单元发送的时钟基准进行同步。

区别于相关技术中，当自动驾驶设备运行到有遮挡或隧道环境中时，采用高精RTK设备输出的1PPS精度就会降低甚至没有输出的问题。采用上述自动驾驶同步系统，由于在自动驾驶系统未隧道或地下室之前，高精RTK设备正常发送高精度的时间和定位数据、1PPS秒脉冲信号，所以系统时钟都是准确的。所以通过摄像头判断出自动驾驶系统要进入隧道或地下室，保持系统时钟为内部时钟不变，可以在自动驾驶设备运行到有遮挡或隧道环境中时，仍然提供较为精准的时钟同步信号。

区别于相关技术中，依赖高精RTK设备，时钟同步信号无法稳定输出的问题。采用上述自动驾驶同步系统，如果判断系统不在隧道或地下室环境，则会再继续结合RTK输出码流信息中的GPS卫星信号、判断系统运行环境GPS信号是否足够好。这样即使在高精RTK设备时效的情况下，同步系统仍然可以提供较为精准的时钟同步信号。

区别于相关技术中，无法在内部时钟基准和外部时钟基准之间切换，无法在各种场景下为自动驾驶系统提供稳定的时钟同步信号的问题。采用上述自动驾驶同步系统，如果判断系统不在隧道或地下室环境，则会再继续结合RTK输出码流信息中的GPS卫星信号、判断系统运行环境GPS信号是否足够好。如果认为系统运行于开阔环境中，将系统时钟切换为外部RTK提供的1PPS时钟提供给CLK_Out输出使用；如果认为目前GPS信号环境不佳、认为系统运行在有树荫或楼宇建筑遮挡环境中，保持系统时钟为内部基准不变。

在本申请的一个实施例中，所述时间同步单元还包括：综合处理单元，用以根据所述环境图像信息，判断所述自动驾驶系统是否运行到预设场景；在判断所述自动驾驶系统运行到预设场景的情况下，将时钟输出切换为采用内部时钟信号；在判断所述自动驾驶系统未运行到预设场景的情况下，将时钟输出切换为采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号；在采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号的情况下，根据所述高精RTK设备发送的定位数据信息的解算结果判断GPS信号质量是否符合预设定位条件；在根据所述高精RTK设备发送的定位数据信息的解算结果判断GPS信号质量不符合预设定位条件的情况下，将时钟输出切换为采用内部时钟信号。

请参考图3，所述综合处理单元是所述时钟同步单元的核心单元，主要综合分析RTK输出信息和摄像头采集的环境图像信息、判断当前系统运行环境，做出决策判断、控制时钟管理单元的动作切换。

具体而言，综合处理的过程包括：结合RTK输出卫星信号状态和摄像头采集到的图像信号以及综合判断处理，确定系统是采用RTK输出的1PPS时钟还是内部时钟、进而给出控制信号控制时钟管理单元做出相应动作，综合判断可以按照如下逻辑进行操作：

a.考虑实时图像提供的信息，当图像判断设备运行到隧道口或者要进入地下室时，将时钟输出切换到内部基准，否则采用外部RTK提供的1PPS基准。采用这样的处理方式，可以根据明确的场景信息确定出时钟同步信号是按照内部基准或是外部基准。

b.在采用外部1PPS基准时，认为设备运行在GPS信号良好的区域，进一步根据RTK实时输出的码流中判断GPS信号质量，当载噪比在40dB以上的卫星数小于3颗时，则认为信号质量变差，设备运行在有树荫或者楼宇遮挡区域、再将时钟输出切换回内部时钟基准。采用这样的处理方式，可以将场景细化，从而确定出影像GPS信号质量不佳的原因，是载噪比还是卫星数。之后可以再详细的判断，比如，当可用卫星载噪比降低时，说明系统运行环境有树荫楼宇或高架桥等遮挡物，此时高精RTK设备输出1PPS精度也会相应降低。或者，当可用卫星数量严重减少时，说明系统运行环境有严重遮挡、可能运行到隧道或地下室等环境中。这样场景划分更加精准，也就更利于选择时钟同步信号。

需要注意的是，上述载噪比以及卫星数的判断方式以及标准属于本领域技术人员公知的，并不用于限定本申请的保护范围。

可以理解，运行到隧道口或者要进入地下室的场景仅为举例，并不用于限定本申请的保护范围，在其他场景中任然适用。

在本申请的一个实施例中，所述综合处理单元，还用以解算出所述高精RTK设备发送的定位数据信息的码流中携带的当前有用的卫星数和每个有用卫星的载噪比数据；根据所述当前有用的卫星数和/或每个有用卫星的载噪比数据的变化情况，确定自动驾驶系统的运行环境，其中，所述卫星的载噪比数据用于表征1PPS时钟同步信号的精度，所述卫星数用于表征运行环境是否异常。

请参考图3，所述综合处理单元中对于高精RTK设备输出部分的信息判断方式包括：

前提条件：高精RTK设备输出的NMEA0183码流中含有当前有用的卫星数和各个卫星的载噪比数据，一般在GPS信号良好的相对开阔区域,能有至少5颗以上的可用卫星且其中至少有3颗以上卫星载噪比在40dB以上。

情况一，当可用卫星载噪比降低时，说明系统运行环境有树荫楼宇或高架桥等遮挡物，此时高精RTK设备输出1PPS精度也会相应降低。

情况二，当可用卫星数量严重减少时，说明系统运行环境有严重遮挡、可能运行到隧道或地下室等环境中。

在本申请的一个实施例中，所述综合处理单元，还用以根据所述摄像头采集的环境图像信息获取所述自动驾驶系统当前的运行环境；判断所述自动驾驶系统是运行在正常区域或者非正常区域，其中，所述正常区域包括开阔区域，所述非正常区域至少包括如下之一：树荫遮挡区域、隧道口、隧道中。

请参考图3，图像采集部分的信息判断包括根据摄像头采集到的实时图像、获取系统目前运行环境，判断设备是运行在开阔地带、树荫楼宇遮挡环境、隧道（隧道口、隧道中）还是地下室环境。

在本申请的一个实施例中，所述时间同步单元包括：时钟管理单元，用以接收所述高精RTK设备提供的1PPS时钟同步信号以及内部时钟信号的两路输入信号；基于内部同步机制在GPS信号质量符合预设定位条件的情况下，在所述时钟管理单元内部同步所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号；通过预设时钟接口输出时钟信号；以及响应于所述综合处理单元的切换控制信号。

请参考图3，时钟管理单元有两个输入信号，包括高精RTK设备提供的1PPS时钟基准和时钟同步系统内部的OSC时钟，此外还包括一个时钟输出CLK_Out提供给自动驾驶系统使用，切换控制命令来自于综合处理单元。

在本申请的一个实施例中，所述时间同步单元还包括：内部时钟单元，用以在没有GPS信号提供1PPS时钟同步信号时，为自动驾驶系统提供独立工作的时钟基准信号；当有GPS信号且高精RTK设备输入的1PPS时钟信号准确时，同步跟踪所述高精RTK设备输出的1PPS时钟同步信号。

请参考图3，在时钟管理单元内部也有自身的同步机制，在开阔区域即GPS信号较好的情况下，内部时钟单元实时同步1PPS信号，内部时钟保持绝对准确，如果RTK没有1PPS输出或者1PPS精度变差，内部时钟也能保持相对的精度。

在本申请的一个实施例中，所述时间同步单元包括：第一RTK数据接口，接收所述高精RTK设备发送的高精度时间、定位数据，所述定位数据的码流中还包括可用卫星数、接收到各个卫星信号的载噪比、卫星健康状态的信息；第二RTK数据接口，用以接收所述高精RTK设备发送的高精度1PPS秒脉冲信号。

具体实施时，RTK数据接口主要用于接收RTK送来的信号，主要包括两部分：1PPS时钟同步信号和定位数据信息。定位数据信息以NMEA0183码流的形式在串口中进行传输，而NMEA0183码流中除了定位数据外，还包含可用卫星数、接收到各个卫星信号的载噪比、卫星健康状态等信息。

在本申请的一个实施例中，所述时间同步单元还包括：图像数据处理单元，用以实时接收所述摄像头采集的图像信息，并根据所述图像信息分析所述自动驾驶系统目前的运行环境状态。

请参考图3，通过所述图像数据处理单元实时接收摄像头采集的环境信息并进行分析，为后续的决策提供判断依据；需要根据图像信息分析自动驾驶系统目前的运行环境状态，判断系统是运行在开阔区域、树荫遮挡区域、隧道口、隧道中还是其它等环境中。

可以理解，本领域技术人员可以采用多种方式实现图像数据的处理，包括但不限于基于神经卷积网络模型的图像数据处理或者采用传统图像处理方式的图像数据处理。

在本申请的一个实施例中，所述时间同步单元，还用于通过所述定位数据信息解析的码流信息，判断当前获取载噪比大于第一门限值的卫星数是否大于3颗；如果判断当前获取载噪比大于第一门限值的卫星数不大于3颗，则判断当前自动驾驶的GPS信号环境异常，并保持系统时钟采用内部时钟信号；如果判断当前获取载噪比大于第一门限值的卫星数大于3颗，且可用卫星数大于5颗，则判断当前自动驾驶的GPS信号环境正常，切换系统时钟采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号。

请参考图4，如果所述时间同步单元判断系统要进入隧道或地下室、保持系统时钟为内部时钟不变；若所述时间同步单元判断系统不在隧道或地下室环境，综合处理单元再继续结合RTK输出码流信息中的GPS卫星信号、判断系统运行环境GPS信号是否足够好。

进一步地，所述时间同步单元的综合处理单元从码流信息中判断目前获取载噪比大于40dB（第一门限值）的卫星数是否大于3颗，若小于3颗、则目前GPS信号环境不佳、认为自动驾驶系统运行在有树荫或楼宇建筑遮挡环境中，保持自动驾驶系统时钟为内部基准不变。

进一步地，如果目前获取载噪比大于40dB的卫星数量大于3颗、且可用卫星数大于5颗，则目前GPS信号环境较好、1PPS时钟精度很高，认为自动驾驶系统运行于开阔环境中，将自动驾驶系统时钟切换为外部RTK提供的1PPS时钟提供给CLK_Out输出使用。

本申请的实施例中还提供了一种自动驾驶时钟同步方法，应用于所述的自动驾驶时钟同步系统，其中，所述方法包括：

S1，接收所述摄像头采集的环境图像信息以及所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号、定位数据信息，其中，所述环境图像信息经过处理用以确定自动驾驶系统当前的运行环境，所述定位数据信息经过解算用以确定当前的GPS信号质量；以及

S2，如果判断所述自动驾驶系统当前的运行环境为进入隧道或地下室，则保持采用内部时钟信号作为时钟输出；

S3，如果判断所述自动驾驶系统当前的运行环境为未进入隧道或地下室，则根据所述当前的GPS信号质量，判断自动驾驶系统运行环境GPS信号是否满足预设定位条件；

S4，如果自动驾驶系统运行环境GPS信号满足预设定位条件，保持采用内部时钟信号作为时钟输出；

S5，如果自动驾驶系统运行环境GPS信号不满足预设定位条件，切换采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号

请参考图4，为本申请实施例中自动驾驶时钟同步方法的流程示意图，具体包括如下步骤：

步骤S410，系统上电，程序运行。

步骤S420，综合处理单元控制将获得同步后的内部时钟给到输出CLK_Out。

时钟管理单元有两个输入信号，包括高精RTK设备提供的1PPS时钟基准和时钟同步系统内部的OSC时钟，此外还包括一个时钟输出CLK_Out提供给自动驾驶系统使用，切换控制命令来自于综合处理单元。

通过时钟输出CLK_Out，可以向自动驾驶系统提供时钟同步信号，包括内部时钟基准或者外部时钟基准。

步骤S430，综合处理单元根据实时图像数据判断目前系统是否要进入隧道或地下室。如果是则进入步骤S440，如果否则进入步骤S450。

步骤S440，综合控制单元输出控制信号，保持时钟基准为内部不变。进入步骤S460。

步骤S460，时钟管理单元将内部时钟基准输出给CLK_Out使用。

考虑实时图像提供的信息，当图像判断自动驾驶系统运行到隧道口或者要进入地下室时，将时钟输出切换到内部基准，否则采用外部RTK提供的1PPS基准。

需要注意的是，步骤S440以及步骤S460可以对自动驾驶系统所处的环境进行粗略判断，并且在判断自动驾驶系统运行到隧道口或者要进入地下室时时，直接使用内部基准的时钟同步信号。

步骤S450，综合处理单元根据RTK提供0813码流信息判断目前载噪比大于40dB的卫星数是否大于3颗，且可用卫星数大于5颗。如果是进入步骤S470。

对于步骤S450可以对自动驾驶系统所处的环境进行更加细致的判断，即判断目前载噪比大于40dB的卫星数是否大于3颗，且可用卫星数大于5颗。如果是，则可以将外部基准的时钟同步信号作为自动驾驶系统的时钟同步信号。如果否，则切换到内部基准的时钟同步信号作为自动驾驶系统的时钟同步信号。

步骤S470，目前GPS信号环境较好，RTK输出1PPS时钟精度很高。

步骤S490，（自动驾驶）系统运行于开阔区域。

步骤S4110，综合控制单元输出控制信号，时钟基准切换为外部基准。

步骤S4130，时钟管理单元将外部1PPS时钟输出给CLK_Out使用。

在采用外部1PPS基准时，认为设备运行在GPS信号良好的区域，进一步根据RTK实时输出的码流中判断GPS信号质量，当载噪比在40dB以上的卫星数小于3颗时，则认为信号质量变差，设备运行在有树荫或者楼宇遮挡区域、再将时钟输出切换回内部时钟基准。

如果否进入步骤S480。

步骤S480，目前GPS信号环境不好，输出1PPS精度变差。

步骤S4100，（自动驾驶）系统运行于受遮挡的树荫或者楼宇建筑间。

步骤S4120，综合控制单元输出控制信号，保持时钟基准为内部不变。

步骤S4140，时钟管理单元将内部时钟基准输出给CLK_Out使用。

高精RTK设备输出的NMEA0183码流中含有当前有用的卫星数和各个卫星的载噪比数据，一般在GPS信号良好的相对开阔区域，能有至少5颗以上的可用卫星且其中至少有3颗以上卫星载噪比在40dB以上。

情况一，当可用卫星载噪比降低时，说明系统运行环境有树荫楼宇或高架桥等遮挡物，此时高精RTK设备输出1PPS精度也会相应降低。

情况二，当可用卫星数量严重减少时，说明系统运行环境有严重遮挡、可能运行到隧道或地下室等环境中。

如果判断当前获取载噪比大于第一门限值的卫星数不大于3颗，则判断当前自动驾驶的GPS信号环境异常，并保持系统时钟采用内部时钟信号；

如果判断当前获取载噪比大于第一门限值（比如40dB）的卫星数大于3颗，且可用卫星数大于5颗，则判断当前自动驾驶的GPS信号环境正常，切换系统时钟采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种自动驾驶时钟同步系统，其中，所述系统包括：高精RTK设备、摄像头以及时间同步单元，所述高精RTK设备与时间同步单元通信连接，所述摄像头与所述时间同步单元电性连接，所述时间同步单元，用于

接收所述摄像头采集的环境图像信息以及所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号、定位数据信息，其中，所述环境图像信息经过处理用以确定自动驾驶系统当前的运行环境，所述定位数据信息经过解算用以确定当前的GPS信号质量；以及

根据所述自动驾驶系统当前的运行环境和所述当前的GPS信号质量，确定采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号，或者采用内部时钟信号作为时钟输出。

2.如权利要求1所述系统，其中，所述时间同步单元还包括：综合处理单元，用以

根据所述环境图像信息，判断所述自动驾驶系统是否运行到预设场景；

在判断所述自动驾驶系统运行到预设场景的情况下，将时钟输出切换为采用内部时钟信号；

在判断所述自动驾驶系统未运行到预设场景的情况下，将时钟输出切换为采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号；

在采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号的情况下，根据所述高精RTK设备发送的定位数据信息的解算结果判断GPS信号质量是否符合预设定位条件；

在根据所述高精RTK设备发送的定位数据信息的解算结果判断GPS信号质量不符合预设定位条件的情况下，将时钟输出切换为采用内部时钟信号。

3.如权利要求2所述系统，其中，所述综合处理单元，还用以

解算出所述高精RTK设备发送的定位数据信息的码流中携带的当前有用的卫星数和每个有用卫星的载噪比数据；

根据所述当前有用的卫星数和/或每个有用卫星的载噪比数据的变化情况，确定自动驾驶系统的运行环境，其中，所述卫星的载噪比数据用于表征1PPS时钟同步信号的精度，所述卫星数用于表征运行环境是否异常。

4.如权利要求3所述系统，其中，所述综合处理单元，还用以

根据所述摄像头采集的环境图像信息获取所述自动驾驶系统当前的运行环境；

判断所述自动驾驶系统是运行在正常区域或者非正常区域，其中，所述正常区域包括开阔区域，所述非正常区域至少包括如下之一：树荫遮挡区域、隧道口、隧道中。

5.如权利要求2所述系统，其中，所述时间同步单元包括：时钟管理单元，用以

接收所述高精RTK设备提供的1PPS时钟同步信号以及内部时钟信号的两路输入信号；

基于内部同步机制在GPS信号质量符合预设定位条件的情况下，在所述时钟管理单元内部同步所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号；

通过预设时钟接口输出时钟信号；以及

响应于所述综合处理单元输出的切换控制信号。

6.如权利要求1所述系统，其中，所述时间同步单元还包括：内部时钟单元，用以

在没有GPS信号提供1PPS时钟同步信号时，为自动驾驶系统提供独立工作的时钟基准信号；

当有GPS信号且高精RTK设备输入的1PPS时钟信号准确时，同步跟踪所述高精RTK设备输出的1PPS时钟同步信号。

7.如权利要求1所述系统，其中，所述时间同步单元包括：

第一RTK数据接口，接收所述高精RTK设备发送的高精度时间、定位数据，所述定位数据的码流中还包括可用卫星数、接收到各个卫星信号的载噪比、卫星健康状态的信息；

第二RTK数据接口，用以接收所述高精RTK设备发送的高精度1PPS秒脉冲信号。

8.如权利要求1所述系统，其中，所述时间同步单元还包括：图像数据处理单元，用以

实时接收所述摄像头采集的图像信息，并根据所述图像信息分析所述自动驾驶系统目前的运行环境状态。

9.如权利要求1所述系统，其中，所述时间同步单元，还用于

通过所述定位数据信息解析的码流信息，判断当前获取载噪比大于第一门限值的卫星数是否大于3颗；

如果判断当前获取载噪比大于第一门限值的卫星数不大于3颗，则判断当前自动驾驶的GPS信号环境异常，并保持系统时钟采用内部时钟信号；

如果判断当前获取载噪比大于第一门限值的卫星数大于3颗，且可用卫星数大于5颗，则判断当前自动驾驶的GPS信号环境正常，切换系统时钟采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号。

10.一种自动驾驶时钟同步方法，应用于如权利要求1至9任一项所述的系统，其中，所述方法包括：

接收所述摄像头采集的环境图像信息以及所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号、定位数据信息，其中，所述环境图像信息经过处理用以确定自动驾驶系统当前的运行环境，所述定位数据信息经过解算用以确定当前的GPS信号质量；以及

如果判断所述自动驾驶系统当前的运行环境为进入隧道或地下室，则保持采用内部时钟信号作为时钟输出；

如果判断所述自动驾驶系统当前的运行环境为未进入隧道或地下室，则根据所述当前的GPS信号质量，判断自动驾驶系统运行环境GPS信号是否满足预设定位条件；

如果自动驾驶系统运行环境GPS信号满足预设定位条件，保持采用内部时钟信号作为时钟输出；

如果自动驾驶系统运行环境GPS信号不满足预设定位条件，切换采用所述高精RTK设备发送的1PPS时钟同步信号。