無人車多傳感器數據同步采集系統技術方案

本發明專利技術涉及一種無人車多傳感器數據同步采集系統，包括：環境感知數據采集裝置、以太網交換機1、慣導數據采集裝置、整車控制器、指令下發及整車狀態反饋Nport、以太網交換機2、規劃工控機、感知工控機、CAN數據采集設備、CAN網絡、CAN網絡數據采集裝置；規劃工控機中保存了CAN網絡數據、整車控制器通過CAN網絡下發的底層時間和CAN數據采集設備自身定時器之間的時間對應關系以及慣導數據，感知工控機中保存了環境感知數據，實現了以整車控制器下發的底層時間為標志的CAN網絡數據、環境感知數據和慣導數據的同步關聯，經測試穩定可靠，為實現無人車環境信息數據、導航定位數據、車輛姿態信息以及車輛底層狀態信息的同步回放提供了技術保障。

Multi sensor data synchronous acquisition system for unmanned vehicle

The invention relates to an unmanned vehicle synchronous acquisition system, multi sensor data comprises a sensing data acquisition device, Ethernet switch, 1 Environmental inertial navigation data acquisition device and vehicle controller, under the instruction and the vehicle state feedback Nport, Ethernet switch 2, planning of IPC, perception of IPC, CAN data acquisition equipment, network, CAN CAN network data acquisition device; planning IPC in the preservation of correspondence between the time data of the CAN network, the vehicle controller through the bottom CAN network time issued and CAN data acquisition equipment self timer and inertial navigation data stored in the computer, the perception of environmental sensing data, in order to realize the bottom time vehicle controller issued as a symbol of the data, the CAN network environment and inertial sensing data synchronous data association guide tested, stable and reliable, for the realization of unmanned vehicle ring It provides a technical guarantee for environmental information, data, navigation and positioning data, vehicle attitude information and the synchronization of vehicle bottom state information.

【技術實現步驟摘要】
無人車多傳感器數據同步采集系統
本專利技術涉及無人車
，尤其涉及一種無人車多傳感器數據同步采集系統。
技術介紹
無人駕駛技術作為當今車輛的前沿技術受到了各國學者的廣泛關注。傳統的車輛數據采集系統俗稱黑匣子，是一種能夠采集、保存并能夠實現對所采集數據進行回放的數字式電子記錄裝置。其采集的數據以車輛底層數據為主，包括了車輛行駛速度、時間、里程以及有關車輛行駛的其他狀態信息。但無人車所搭載的傳感設備眾多，除了車輛底層數據，如發動機轉速、檔位、扭矩等；還包括了組合導航系統所輸出的位置信息和姿態信息，如經緯度、高度、航向角、俯仰角等；以及環境感知系統所采集的激光雷達信息、視覺信息等。綜上所述，無人車數據采集系統需要采集環境信息、導航定位信息、車輛姿態信息以及車輛底層狀態信息，現有的車載信息采集系統顯然難以應對，所以有必要加以改進。
技術實現思路
鑒于上述的分析，本專利技術旨在提供一種無人車多傳感器數據同步采集系統，用以解決現有無人車數據采集系統的問題。本專利技術的目的主要是通過以下技術方案實現的：一種無人車多傳感器數據同步采集系統，包括環境感知數據采集裝置、以太網交換機1、慣導數據采集裝置、整車控制器、指令下發及整車狀態反饋Nport、以太網交換機2、規劃工控機、感知工控機、CAN數據采集設備、CAN網絡、CAN網絡數據采集裝置；其中，環境感知數據采集裝置與以太網交換機1相連；以太網交換機1與感知工控機相連；整車控制器與指令下發及整車狀態反饋Nport相連，慣導數據采集裝置、指令下發及整車狀態反饋Nport與以太網交換機2相連；以太網交換機2與感知工控機以及規劃工控機相連；CAN數據采集設備與規劃工控機相連，CAN數據采集設備通過CAN網絡與CAN網絡數據采集裝置相連。所述環境感知數據采集裝置包括雙目相機、32線激光雷達、64線激光雷達；所述慣導數據采集裝置包括慣導串口0、慣導數據接收Nport；所述CAN網絡數據采集裝置包括整車控制器、轉向控制器、AMT控制器、發動機控制器和扭矩傳感器；所述規劃工控機還包括規劃工控機網口1和規劃工控機網口2；所述感知工控機還包括感知工控機網口1和感知工控機網口2；所述CAN網絡還包括CAN1網絡和CAN2網絡；所述CAN數據采集設備還包括CAN數據采集USB接口。以太網交換機1與感知工控機之間通過感知工控機網口1相連；慣導串口0與慣導數據接收Nport相連，慣導數據接收Nport與以太網交換機2相連；以太網交換機2與感知工控機之間通過感知工控機網口2相連，與規劃工控機之間通過規劃工控機網口2相連，規劃工控機網口1為預留接口；CAN數據采集設備與規劃工控機之間通過CAN數據采集USB接口相連，與整車控制器、轉向控制器、AMT控制器以及發動機控制器之間通過CAN1網絡相連，與扭矩傳感器之間通過CAN2網絡相連。環境感知數據采集裝置采集的環境感知數據通過以太網交換機1存入感知工控機中；慣導數據采集裝置采集的慣導數據通過以太網交換機2存入規劃工控機中；整車控制器通過以太網交換機2將底層時間信息存入感知工控機和規劃工控機中；CAN網絡數據采集裝置采集的CAN網絡數據通過CAN網絡和CAN數據采集設備存入規劃工控機中。感知工控機在每一幀所述環境感知數據的末位加入底層時間，實現環境感知數據與底層時間的同步關聯。規劃工控機在每一幀所述慣導數據的末位加入底層時間，實現慣導數據與底層時間的同步關聯。利用CAN數據采集設備內部的定時器給兩路CAN網絡上的每一幀數據加上時間標記，將帶有時間標記的CAN網絡數據保存至規劃工控機中，實現所有CAN網絡數據的同步保存以及數據回溯。整車控制器通過自身的定時器向CAN1網絡中下發底層時間，底層時間被CAN數據采集設備記錄，與CAN數據采集設備內部的定時器時間共同保存，兩者之間的時間對應關系保存至規劃工控機中。整車控制器接收數據回放系統發送的數據回放時間戳，通過系統時間戳確定環境感知數據和慣導數據，采用系統時間戳與數據回放時間戳最接近的一組環境感知數據和慣導數據同步輸出至數據回放系統；整車控制器查找與系統時間戳最接近的底層時間戳，查找與底層時間戳最接近的CAN數據采集設備定時器時間戳，提取底層CAN網絡數據并發送至數據回放系統，實現CAN網絡數據和環境感知數據以及慣導數據的同步回放。本專利技術有益效果如下：能夠實現無人車上所搭載各傳感器數據的同步記錄和保存，為實現無人車環境信息數據、導航定位數據、車輛姿態信息以及車輛底層狀態信息的同步回放提供了技術保障。本專利技術的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。本專利技術的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。附圖說明附圖僅用于示出具體實施例的目的，而并不認為是對本專利技術的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表示相同的部件。圖1為以太網構建的環境感知數據和導航數據采集系統結構圖；圖2為CAN網構建的底層數據采集系統結構圖；圖3為扭矩傳感器數據采集示意圖；圖4為整車控制器數據采集示意圖；圖5為轉向控制器數據采集示意圖；圖6為AMT控制器數據采集示意圖；圖7為發動機控制器數據采集示意圖；圖8為數據同步采集系統采集數據時間關聯示意圖。具體實施方式下面結合附圖來具體描述本專利技術的優選實施例，其中，附圖構成本申請一部分，并與本專利技術的實施例一起用于闡釋本專利技術的原理。根據本專利技術的一個具體實施例，公開了一種無人車多傳感器數據同步采集系統，包括：雙目相機、32線激光雷達、64線激光雷達、慣導串口0、慣導數據接收Nport、整車控制器、指令下發及整車狀態反饋Nport、以太網交換機1、以太網交換機2、規劃工控機、感知工控機、CAN數據采集設備、CAN1網絡、CAN2網絡、轉向控制器、AMT控制器、發動機控制器和扭矩傳感器；進一步地，所述雙目相機包括雙目相機(前左)和雙目相機(前右)；進一步地，所述規劃工控機還包括規劃工控機網口1和規劃工控機網口2；進一步地，所述感知工控機還包括感知工控機網口1和感知工控機網口2；進一步地，所述CAN數據采集設備還包括CAN數據采集USB接口。雙目相機、32線激光雷達、64線激光雷達與以太網交換機1相連；以太網交換機1通過感知工控機網口1與感知工控機相連；慣導數據接收Nport、指令下發及整車狀態反饋Nport與以太網交換機2相連，慣導串口0與慣導數據接收Nport相連，整車控制器與指令下發及整車狀態反饋Nport相連，整車控制器通過GPIO接口與外部設備控制繼電器模塊組相連；以太網交換機2通過感知工控機網口2與感知工控機相連，通過規劃工控機網口2與規劃工控機相連，規劃工控機網口1為預留接口；CAN數據采集設備通過CAN數據采集USB接口與規劃工控機相連，通過CAN1網絡與整車控制器、轉向控制器、AMT控制器以及發動機控制器相連，通過CAN2網絡與扭矩傳感器相連。如圖1所示，雙目相機、32線激光雷達、64線激光雷達用于采集環境感知數據，并將環境感知數據傳輸到以太網交換機1，然后通過感知工控機網口1存至感知工控機中；如圖1所示，慣導數據接收Nport通過慣導串口0采集導航數據，將導航數據傳輸至以太網交換機2，然后通本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無人車多傳感器數據同步采集系統，其特征在于，包括環境感知數據采集裝置、以太網交換機1、慣導數據采集裝置、整車控制器、指令下發及整車狀態反饋Nport、以太網交換機2、規劃工控機、感知工控機、CAN數據采集設備、CAN網絡、CAN網絡數據采集裝置；其中，環境感知數據采集裝置與以太網交換機1相連；以太網交換機1與感知工控機相連；整車控制器與指令下發及整車狀態反饋Nport相連，慣導數據采集裝置、指令下發及整車狀態反饋Nport與以太網交換機2相連；以太網交換機2與感知工控機以及規劃工控機相連；CAN數據采集設備與規劃工控機相連，CAN數據采集設備通過CAN網絡與CAN網絡數據采集裝置相連。

【技術特征摘要】
1.一種無人車多傳感器數據同步采集系統，其特征在于，包括環境感知數據采集裝置、以太網交換機1、慣導數據采集裝置、整車控制器、指令下發及整車狀態反饋Nport、以太網交換機2、規劃工控機、感知工控機、CAN數據采集設備、CAN網絡、CAN網絡數據采集裝置；其中，環境感知數據采集裝置與以太網交換機1相連；以太網交換機1與感知工控機相連；整車控制器與指令下發及整車狀態反饋Nport相連，慣導數據采集裝置、指令下發及整車狀態反饋Nport與以太網交換機2相連；以太網交換機2與感知工控機以及規劃工控機相連；CAN數據采集設備與規劃工控機相連，CAN數據采集設備通過CAN網絡與CAN網絡數據采集裝置相連。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述環境感知數據采集裝置包括雙目相機、32線激光雷達、64線激光雷達；所述慣導數據采集裝置包括慣導串口0、慣導數據接收Nport；所述CAN網絡數據采集裝置包括整車控制器、轉向控制器、AMT控制器、發動機控制器和扭矩傳感器；所述規劃工控機還包括規劃工控機網口1和規劃工控機網口2；所述感知工控機還包括感知工控機網口1和感知工控機網口2；所述CAN網絡還包括CAN1網絡和CAN2網絡；所述CAN數據采集設備還包括CAN數據采集USB接口。3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，以太網交換機1與感知工控機之間通過感知工控機網口1相連；慣導串口0與慣導數據接收Nport相連，慣導數據接收Nport與以太網交換機2相連；以太網交換機2與感知工控機之間通過感知工控機網口2相連，與規劃工控機之間通過規劃工控機網口2相連，規劃工控機網口1為預留接口；CAN數據采集設備與規劃工控機之間通過CAN數據采集USB接口相連，與整車控制器、轉向控制器、AMT控制器以及發動機控制器之間通過C...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳慧巖，王博洋，翟涌，韓雨，
申請(專利權)人：北京理工大學，
類型：發明
國別省市：北京,11