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自动驾驶时间同步解决方案

自动驾驶时间同步解决方案

授时系统是自动驾驶系统的重要组成部份之一,其主要作用是为自动驾驶车内的激光雷达、毫米波雷达、摄像机、相机、ubumtu系统的工控机和Windows系统等单元提供统一的标准时间信息,使系统各单元的时间高精度同步,各个单元之间稳定、高效的协调稳定运行,为自动驾驶提供准确定位和快速协调反应,这样自动驾驶车辆才能安全、稳定的行驶在路上。

自动驾驶PTP授时系统方案
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自动驾驶车辆需要一台主时钟,主时钟的作用是为各个设备提供统一的时间源。这里酷鲨科技有时间同步盒Auto66 V2。Auto66 V2的时间可以手动设置初始时间,也可以从卫星接收机或者惯导等设备处获取。手动设置初始时间适用于无法接收卫星的场所,比如室内、山洞、矿井、隧道等。

作为时间源,Auto66 V2可以提供PTP或gPTP、NTP、PPS/ToD、相位对齐的触发频率等等。

相机一般是不支持ptp协议的,作为相机的同步,一般采用相位对齐的触发脉冲,Auto66可以同时向多个相机发送同一时刻的脉冲信号。

激光雷达和毫米波雷达,一般是网络时间同步。作为NTP,在精度上无法达到自动驾驶的精度要求。一种方法是使用PTP,此时可以使用普通交换机,Auto66提供PTP时间源。如下图所示:

自动驾驶gPTP授时系统方案
自动驾驶授时原理图(gPTP).jpg

雷达还有一种同步协议是gPTP,也就是802.1AS,此时就要求交换机必须使用支持802.1AS协议的交换机,无法使用普通交换机,Auto66 V2提供gPTP时间源。如下图所示:

工控机一般承担着自动驾驶的核心计算,图像和雷达数据在这里会被及时处理,类似域控制器的角色,一般采用Ubuntu系统。如果网卡支持硬件时间戳,可以采用开源软件PTP4L进行授时,更进一步,可以使用专业的PCIE硬件授时板卡提供更高精度的授时。

还有一些查看和管理功能的windows系统,机器对设备时间要求不是那么精准,可以选用NTP协议,从Auto66V2获取时间信息。一般开源软件支持Linux不支持WIN。

在自动驾驶车辆解决方案中,最好采用专业的时间源,因为在自动驾驶领域,精准的时间非常关键,不能出现差错。Auto66 V2内置高稳恒温晶振,运行起来非常稳定可靠,时间精准,在没有卫星信号时还可以做到优于4小时1.5us的守时功能,在汽车熄火后还可以提供RTC计时功能,保证设备关机后时间仍然正常运行。

Auto66 V2是针对自动驾驶专门设计的时间源,用于车辆测试,后期可以和厂家的设备融合为一体,酷鲨科技可以提供板卡或者核心板的方式,直接与客户的设备集成一体,提供集成度更高的解决方案。

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