自动驾驶中的精确时间同步：关键技术与应用
自动驾驶中的精确时间同步：关键技术与应用
- 郑林 | 首席技术工程师，康谋科技
自动驾驶依赖摄像头、激光雷达、毫米波雷达等多传感器的协同工作，而时间同步是确保数据一致性的核心。如何平衡时间同步的精度和成本，实际应用中如何确保高精度的全局同步？
本场演讲围绕自动驾驶精确时间同步展开，探讨其在环境感知、路径规划和控制执行中的核心作用。介绍目前主流的技术路线，包括硬件和软件层面的解决方案，同时通过丰富的应用案例，展示时间同步方案在实际项目中的落地效果——从数据采集到传感器协同，增强系统的整体稳定性和响应速度。
（点击视频观看高清版本）
精选Q&A
如何确保数据采集的准确性和稳定性？
主要有两种方式，第一种采集数据实时可视化，观察其数据是否准确感知周围环境信息。第二种是采集帧排序，看是否数据是否有掉帧情况。
如何选择适合的时间同步板卡？有哪些考量因素？
首先看是否具备连接传感器的接口，其次看是否支持常见的时间同步协议(g)PTP，PPS。如果车载相机的时同采集板卡，是否有对应的集成的驱动和API。
软件如何做时间同步？
软件时间同步通常依赖于协议和算法，将硬件时间基准与软件中的时间戳对齐。比如对只能进行软实时的传感器，在软件中记录数据的接收时间，然后根据已同步的时间基准对其进行修正。或者通过软件计算传感器间的数据时间偏移，进行插值对齐。
各个传感器频率不同，对齐方式有哪些？
简单来说有3种，基于最低频率对齐，选择频率最低的传感器作为基准，将其他传感器采样频率调整为其倍数。插值对齐，通过线性插值或高阶插值方法，将高频数据对齐到低频基准。时间窗匹配，在特定时间范围内找到最接近的时间戳匹配点。
多传感器帧率不一致，如何进行同步？
这也分两种方式，第一种在在线帧对齐方式，实际采集过程中，以传感器最低频率为基准，其他传感器对齐这个频率进行数据同频采集。第二种方式，离线插值对齐，常采用的方式。一般RTK采集频率很高100Hz，各传感器数据采集后，同样以传感器最低频率为基准，将该时刻为基准，找其他传感器距离该时刻最近的帧数据，或者两者差较远，就进行帧间插值。
如何实现激光雷达和相机的时间同步？
主要采用PPS+(g)PTP硬件时间同步模式。以激光雷达（支持(g)PTP）和车载相机为例，通过(g)PTP可以有效同步激光雷达与工控机以太网板卡之间时间，通过PPS可以同步以太网板卡与相机采集板卡之间时间，此时整个系统在同一时间域中，这也就实现了激光雷达与相机的时间同步。针对传感器的不同频率采集，车载相机一般支持外触发模式，并且GMSL同轴传输延迟几乎忽略不计。当激光雷达光束扫在相机正中心进行主动触发时，可以进行数据同频采集。