用於自動駕駛的鐳射雷達必須支援與主機或其他感測器的時鐘同步,同步精度通常要達到毫秒級。常見的同步技術有兩種,一種是基於GPS的“PPS+NMEA”,另一種是基於乙太網的IEEE 1588時鐘同步協議。
GPS能夠從衛星獲得高精度的時鐘訊號,因此通常作為整個系統的時鐘源。常規的GPS單元都支援輸出精確到毫秒的秒脈衝訊號PPS和包含年月日時分秒資訊的NMEA指令,透過PPS和NMEA的組合就能夠實現對鐳射雷達或主機的毫秒級時鐘同步。只要鐳射雷達支援基於RS232介面的PPS+NMEA時鐘同步輸入訊號,就可以實現毫秒級的時鐘同步。
PPS+NMEA的優點是協議簡單,容易實現;缺點是必須基於RS232,多個裝置之間實現同步比較困難。IEEE 1588就成了最好的選擇,1588是基於乙太網的高精度時鐘同步協議,能夠實現乙太網中多個從節點(各種感測器)與主節點(主機)之間的亞微秒級時鐘同步,前提是所有節點之間都透過乙太網互聯,並且每個節點都支援1588協議。
如果鐳射雷達支援1588協議,就可以使用如下的架構實現時鐘同步:
鐳射雷達輸出的點雲中,每個點除了(x,y,z)座標之外,還有一個重要的欄位就是時間戳。相對於相機,鐳射雷達是一個慢速掃描裝置,每一幀點雲中的不同點的時間戳是不一樣的,以每秒10幀的鐳射雷達為例,每幀點雲耗時100毫秒,每幀點雲中的第一個點和最後一個點之間相差約100毫秒。掃描高速運動的物體時,原始點雲是“變形”的,類似於相機的快門速度太慢時拍攝的運動物體都是模糊和拉長的一樣,必須利用點雲中的時間戳對點雲進行校正才能恢復被掃描物體的本來面貌。
鐳射雷達與主機或GPS實現高精度的時鐘同步之後,就會基於這個時鐘為每個鐳射點生成一個時間戳,有了這個時間戳很多工作開展起來就方便多了,例如多感測器的融合等等。
用於自動駕駛的鐳射雷達必須支援與主機或其他感測器的時鐘同步,同步精度通常要達到毫秒級。常見的同步技術有兩種,一種是基於GPS的“PPS+NMEA”,另一種是基於乙太網的IEEE 1588時鐘同步協議。
GPS能夠從衛星獲得高精度的時鐘訊號,因此通常作為整個系統的時鐘源。常規的GPS單元都支援輸出精確到毫秒的秒脈衝訊號PPS和包含年月日時分秒資訊的NMEA指令,透過PPS和NMEA的組合就能夠實現對鐳射雷達或主機的毫秒級時鐘同步。只要鐳射雷達支援基於RS232介面的PPS+NMEA時鐘同步輸入訊號,就可以實現毫秒級的時鐘同步。
PPS+NMEA的優點是協議簡單,容易實現;缺點是必須基於RS232,多個裝置之間實現同步比較困難。IEEE 1588就成了最好的選擇,1588是基於乙太網的高精度時鐘同步協議,能夠實現乙太網中多個從節點(各種感測器)與主節點(主機)之間的亞微秒級時鐘同步,前提是所有節點之間都透過乙太網互聯,並且每個節點都支援1588協議。
如果鐳射雷達支援1588協議,就可以使用如下的架構實現時鐘同步:
主機透過PPS+NMEA實現與GPS的時鐘同步;鐳射雷達等其他節點透過1588協議實現與主機的時鐘同步;鐳射雷達輸出的點雲中,每個點除了(x,y,z)座標之外,還有一個重要的欄位就是時間戳。相對於相機,鐳射雷達是一個慢速掃描裝置,每一幀點雲中的不同點的時間戳是不一樣的,以每秒10幀的鐳射雷達為例,每幀點雲耗時100毫秒,每幀點雲中的第一個點和最後一個點之間相差約100毫秒。掃描高速運動的物體時,原始點雲是“變形”的,類似於相機的快門速度太慢時拍攝的運動物體都是模糊和拉長的一樣,必須利用點雲中的時間戳對點雲進行校正才能恢復被掃描物體的本來面貌。
鐳射雷達與主機或GPS實現高精度的時鐘同步之後,就會基於這個時鐘為每個鐳射點生成一個時間戳,有了這個時間戳很多工作開展起來就方便多了,例如多感測器的融合等等。