CN220475795U - 时钟自动同步装置、自动驾驶系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种时钟自动同步装置、自动驾驶系统和车辆。自动驾驶系统包括感知融合处理器、决策规划处理器和冗余安全处理器。其特征在于，时钟自动同步装置包括时钟源模块和同相模块。时钟源模块用于生成时钟信号。同相模块包括接收端和多个输出端。接收端与时钟源模块电连接，以接收时钟信号。多个输出端分别与感知融合处理器、决策规划处理器和冗余安全处理器电连接，以将经同相模块同相后的时钟信号分别发送至感知融合处理器、决策规划处理器和冗余安全处理器。这样就可以使得整个自动驾驶系统都是同一个时钟源，并且整个自动驾驶系统种的每个处理器的相位，时间抖动都相同，从而实现了整个系统同源同相位的同步。

Description

时钟自动同步装置、自动驾驶系统和车辆

技术领域

本申请涉及时钟自动同步技术领域，特别是涉及一种车辆自动驾驶领域的时钟自动同步装置。

背景技术

在自动驾驶领域，车辆都会安装多种传感器来感知和探测复杂的道路环境，比如摄像头、毫米波雷达、超声波探头等。各个传感器产生的数据通过不同的硬件接口传输到处理器。

现有的车载传感器同步系统一般通过CAN网络进行数据传输以及时钟同步。数据的采集时间信息由各个传感器的内部时间决定。由于各个传感器不一定有内置时钟系统，即使个别传感器有内置时钟系统也很难做到对不同传感器的时钟系统进行相对精确地对时。各传感器数据帧传输存在延时，以及丢失情况，导致无法精准地对数据进行时间同步，数据可靠性差。并且每个传感器的内置时钟的精度也有区别，启动的时间也不是同步的，所以很难做到整体同步。

发明内容

本申请实施例提供了一种时钟自动同步装置、自动驾驶系统和车辆，以至少解决相关技术中的自动驾驶系统各处理器时钟不同步带来的问题。

第一方面，本申请实施例提供了

一种时钟自动同步装置，应用于车辆的自动驾驶系统，其特征在于，所述时钟自动同步装置包括：

时钟源模块，用于生成时钟信号；

同相模块，包括接收端和多个输出端，

其中，所述接收端与所述时钟源模块电连接，以接收所述时钟信号；所述多个输出端与所述自动驾驶系统的多个组件电连接，以将经所述同相模块同相后的时钟信号发送至所述自动驾驶系统的所述多个组件。

可选地，所述同相模块包括PLL芯片；所述接收端和所述多个输出端设置于所述PLL芯片上。

可选地，所述时钟自动同步装置还包括交换机，其中，

所述交换机的第一端与所述同相模块的一个输出端电连接，以接收所述同相模块发出的时钟信号；

所述交换机的第二端与所述自动驾驶系统的所述多个组件通过时间同步协议通信连接。

可选地，所述时间同步协议包括GPTP协议。

第二方面，本申请实施例提供了一种自动驾驶系统，包括如上任一项所述的时钟自动同步装置。

可选地，所述自动驾驶系统还包括感知融合处理器、决策规划处理器和冗余安全处理器，其中，

所述感知融合处理器、所述决策规划处理器和所述冗余安全处理器分别与所述多个输出端电连接，以接收经所述同相模块同相后的时钟信号；

所述交换机分别与所述感知融合处理器、所述决策规划处理器和所述冗余安全处理器通过时间同步协议通信连接。

可选地，所述自动驾驶系统还包括PHY芯片，其中，

所述PHY芯片与所述同相模块的一个输出端电连接，以接收所述同相模块输出的时钟信号；

所述PHY芯片通过时间同步协议与所述交换机通信连接。

可选地，所述自动驾驶系统还包括至少一个接口芯片，其中，

所述至少一个接口芯片与所述同相模块的至少一个输出端电连接，以接收所述同相模块输出的时钟信号；

所述至少一个接口芯片通过时间同步协议与所述交换机通信连接。

第三方面，本申请实施例提供了一种车辆，包括如上所述的时钟自动同步装置。

相比于相关技术，本申请实施例提供的一种时钟自动同步装置、自动驾驶系统和车辆，在整体上由一个高精度的时钟芯片来统筹整个自动驾驶系统的时间，然后由同相模块生成多路多个频率的时钟给需要时钟的处理器或者接口芯片等；

可以使得整个自动驾驶系统都是同一个时钟源，并且整个自动驾驶系统种的每个处理器的相位、时间抖动都相同，从而实现了整个系统同源同相位的同步。

本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。

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是本申请一实施例提供的时钟同步装置示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(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，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”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。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本实施例提供了一种车辆。本实施例中的车辆可以是乘用车，也可以是商用车，本实施例中并不对此进行限制。其中乘用车指的是车辆座位少于九坐(含驾驶员位)，以载客为主要目的的车辆。具体来说，乘用车又分为基本乘用车即轿车，MPV车型，SUV车型以及其他车型比如皮卡等。商用车指车辆座位大于九座(含驾驶员位)或者以载货为主要目的的车辆。具体又分为：客车、载货车、半挂车、客车非完整车、载货非完整车。

本实施例中的车辆具有自动驾驶系统。自动驾驶系统是一个汇集众多高新技术的综合系统，作为关键环节的环境信息获取和智能决策控制依赖于传感器技术、图像识别技术、电子与计算机技术与控制技术等一系列高新技术的创新和突破。而图像识别技术主要依靠车辆的雷达、摄像头和超声波探头等。具体地，如图1所示，本实施例中的自动驾驶系统包括感知融合处理器、决策规划处理器、冗余安全处理器；感知融合处理器、决策规划处理器和冗余安全处理器分别与时钟自动同步装置的多个输出端电连接，以接收经同相模块同相后的时钟信号；交换机分别与感知融合处理器、决策规划处理器和冗余安全处理器通过时间同步协议通信连接。可选地，自动驾驶系统还包括PHY芯片；PHY芯片与同相模块的一个输出端电连接，以接收同相模块输出的时钟信号；PHY芯片通过时间同步协议与交换机通信连接。可选地，自动驾驶系统还包括至少一个接口芯片；至少一个接口芯片与同相模块的至少一个输出端电连接，以接收经同相模块同相后的时钟信号；至少一个接口芯片通过时间同步协议与交换机通信连接。

其中，感知融合处理器主要功能是对多个传感器的感知进行融合处理，具体地，每个传感器都有自己独立的感知，比如雷达有雷达的感知，摄像头有摄像头的感知，超声波探头也会做出自己的感知；当所有传感器完成目标数据生成后，再由感知融合处理器进行数据融合，即感知融合处理器用于将车辆的雷达、摄像头和超声波探头所得到的消息进行汇总以及融合，从而使得自动驾驶系统能够识别车辆的周围环境。

决策规划处理器依据感知融合处理器融合输出的数据，以及根据驾驶需求进行任务决策，接着在能避开可能存在的障碍物前提下，通过一些特定的约束条件，规划出两点间多条可选安全路径，并在这些路径中选取一条最优的路径作为车辆行驶轨迹。即决策规划处理器相当于车辆自动驾驶系统的大脑。

冗余安全处理器是自动驾驶系统的保险栓。在决策规划处理器根据感知融合处理器融合输出的数据无法得出安全驾驶路径时，冗余安全处理器便会发出指令，控制车辆停止运行。

可选地，自动驾驶系统还可以包括系统其他设备。系统其他设备可以包括云平台信息处理器。云平台信息处理器主要用于接收云平台的地图信息和向云平台发出车辆相关的位置和速度信息，并确定出车辆处于云平台地图中的位置信息，并将车辆处于云平台地图的位置信息发送给决策规划处理器。其中，云平台信息处理器主要依靠GNSS。其中，GNSS是所有导航定位卫星的总称，凡是可以通过捕获跟踪其卫星信号实现定位的系统，均可纳入GNSS系统的范围。

综上所述，在车辆的自动驾驶行驶过程中，在识别阶段的雷达、摄像头和超声波探头的时钟同步以及在判断阶段的感知融合处理器、决策规划处理器和冗余安全处理器时钟同步都是相当重要的，若在识别阶段的雷达、摄像头和超声波探头的时钟不同步，那么很有可能就造成感知融合处理器无法识别车辆的周围环境；若在判断阶段的感知融合处理器、决策规划处理器和冗余安全处理器的时钟不同步，那么很有可能就造成决策规划处理器作出错误的判断或者冗余安全处理器不能及时发出停车指令的严重后果。

因此，本实施例中的自动驾驶系统还包括时钟自动同步装置；该时钟自动同步装置能够使得车辆的雷达、摄像头、超声波探头、感知融合处理器、决策规划处理器和冗余安全处理器都使用同一个时钟源，并且整个自动驾驶系统种的每个处理器的相位、时间抖动都相同，从而实现了整个系统同源同相位的同步。

具体地，本实施例中的时钟自动同步装置包括时钟源模块和同相模块；时钟源模块用于生成时钟信号；同相模块包括接收端和多个输出端；接收端与时钟源模块电连接，以接收时钟信号；多个输出端分别与感知融合处理器、决策规划处理器和冗余安全处理器电连接，以将经同相模块同相后的时钟信号分别发送至感知融合处理器、决策规划处理器和冗余安全处理器。

本实施例在整体上由一个高精度的时钟芯片来统筹整个自动驾驶系统的时间，然后由同相模块生成多路多个频率的时钟给需要时钟的处理器或者接口芯片等；这样就可以使得整个自动驾驶系统都是同一个时钟源，并且整个自动驾驶系统种的每个处理器的相位、时间抖动都相同，从而实现了整个系统同源同相位的同步。

作为可选地一种实施方式，同相模块包括PLL芯片；接收端和多个输出端均设置于PLL芯片上。PLL芯片作为一种锁相环电路，能够生成多路多个频率的时钟给需要时钟的处理器或者接口芯片等；这样就可以使得整个自动驾驶系统都是同一个时钟源，并且整个自动驾驶系统种的每个处理器的相位、时间抖动都相同，从而实现了整个系统同源同相位的同步。

作为可选地一种实施方式，时钟自动同步装置还包括交换机；交换机的第一端与同相模块的一个输出端电连接，以接收同相模块发出的时钟信号；交换机的第二端分别与感知融合处理器、决策规划处理器和冗余安全处理器通过时间同步协议通信连接。

作为可选地一种实施方式，时间同步协议包括GPTP协议。当然，在其他实施方式中，时间同步协议还可以是PTP协议、PPS+NMEA协议等，本实施方式中并不对此进行限制。

本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种时钟自动同步装置，应用于车辆的自动驾驶系统，其特征在于，所述时钟自动同步装置包括：

时钟源模块，用于生成时钟信号；

同相模块，包括接收端和多个输出端，

其中，所述接收端与所述时钟源模块电连接，以接收所述时钟信号；所述多个输出端与所述自动驾驶系统的多个组件电连接，以将经所述同相模块同相后的时钟信号发送至所述自动驾驶系统的所述多个组件。

2.根据权利要求1所述的时钟自动同步装置，其特征在于，所述同相模块包括PLL芯片；所述接收端和所述多个输出端设置于所述PLL芯片上。

3.根据权利要求1所述的时钟自动同步装置，其特征在于，所述时钟自动同步装置还包括交换机，其中，

所述交换机的第一端与所述同相模块的一个输出端电连接，以接收所述同相模块发出的时钟信号；

所述交换机的第二端与所述自动驾驶系统的所述多个组件通过时间同步协议通信连接。

4.根据权利要求3所述的时钟自动同步装置，其特征在于，所述时间同步协议包括GPTP协议。

5.一种自动驾驶系统，其特征在于，包括如权利要求1-4中任一项所述的时钟自动同步装置。

6.根据权利要求5所述的自动驾驶系统，其特征在于，所述自动驾驶系统还包括感知融合处理器、决策规划处理器和冗余安全处理器，其中，

所述感知融合处理器、所述决策规划处理器和所述冗余安全处理器分别与所述多个输出端电连接，以接收经所述同相模块同相后的时钟信号；

所述交换机分别与所述感知融合处理器、所述决策规划处理器和所述冗余安全处理器通过时间同步协议通信连接。

7.根据权利要求6所述的自动驾驶系统，其特征在于，所述自动驾驶系统还包括PHY芯片，其中，

所述PHY芯片与所述同相模块的一个输出端电连接，以接收所述同相模块输出的时钟信号；

所述PHY芯片通过时间同步协议与所述交换机通信连接。

8.根据权利要求5所述的自动驾驶系统，其特征在于，所述自动驾驶系统还包括至少一个接口芯片，其中，

所述至少一个接口芯片与所述同相模块的至少一个输出端电连接，以接收所述同相模块输出的时钟信号；

所述至少一个接口芯片通过时间同步协议与所述交换机通信连接。

9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-4中任一项所述的时钟自动同步装置。