虹科分享丨智能駕駛數據融合的時間同步關鍵技術

近年來，隨著汽車電子系統的升級，人們對聯網智能汽車的需求不斷增長，高級駕駛輔助系統（ADAS）和自動駕駛技術正迅速改變汽車行業。然而，實現自動駕駛技術涉及感知、規劃和執行三個關鍵層面，在汽車行駛于未知、動態環境中時，確保各種傳感器數據的精確時間同步變得至關重要。

一、多傳感器時間同步方式

在自動駕駛領域，各種傳感器，如相機、激光雷達（Lidar）、GPS/IMU等，需要高度同步以確保數據的精確性。時間同步可以采用以下幾種方式。

1、統一時鐘源

一種常見的方法是使用全球衛星定位系統（GPS）時間作為統一的時間源。GPS提供了高精度的時間信息，可以用來校準各傳感器的時鐘。這種方法能夠確保各傳感器的數據具有相同的時間基準，從而實現數據同步。主要包括基于GPS的“PPS+NMEA”和基于以太網的PTP（IEEE 1588）時鐘同步協議。

1）基于GPS的“PPS+NMEA”同步方式

以GPS作為統一時間源，通過RS232連接將GPS提供的時間信息傳遞給各傳感器，以實現時間同步。然而，這種方法在多設備之間實現同步較為困難，因此在實際應用中存在一定限制。

2）PTP（Precision Time Protocol）時鐘同步協議

PTP是一種基于以太網的高精度時鐘同步協議，可實現亞微秒級的時間同步。該協議采用硬件時間戳，從而顯著減少軟件處理時間，提高時間同步的精度。不僅如此，PTP可以運行在數據鏈路層（L2），避免了通過四層UDP協議棧的處理，進一步提高了時間同步的準確性，使其成為自動駕駛系統的理想選擇。

2、硬件同步

硬件同步方法通常涉及使用專用硬件來確保傳感器之間的時間同步。這種方法可以減少軟件處理時間，提高同步精度。

3、軟件同步

軟件同步方法通過協議棧和網絡通信來實現傳感器之間的時間同步。雖然軟件同步通常比硬件同步慢一些，但它仍然可以提供足夠的精度，以滿足自動駕駛系統的要求。

二、雅名特自動駕駛數據采集與測試解決方案

為了應對傳感器數據的巨大量和時間同步的挑戰，雅名特提供一體化的數據采集與測試解決方案。

在這個過程中，XTSS軟件發揮了關鍵作用。XTSS是一種高度精確的時間同步解決方案，可廣泛配置和即插即用。它為每個數據包提供了時間戳，以確保數據的時間同步。這種系統可以確保整個系統的時鐘都在相同的時間基準上運行，從而構建一個時間域。

XTSS提供CTSS（集群時間同步服務）和PTSS（平臺時間同步服務）。在CTSS中，通過以太網提供基于gPTP（IEEE 802.1AS-2020）和PTP（IEEE 1588v2）的同步，以確保不同設備之間的高精度時間同步。在PTSS中，各接口的時鐘通過硬件機制同步，從而實現高度精確的時間同步。

自動駕駛領域的時間同步技術是確保各傳感器數據一致性和準確性的關鍵。這項技術的應用有助于提高自動駕駛系統的性能和安全性，使智能駕駛成為可能。

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