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申请/专利权人：山东科技大学

摘要：本发明提供了一种基于机载激光雷达系统时延设计的时间同步方法，涉及机载激光雷达时间同步技术领域，对全球导航卫星系统和惯性导航系统进行时间同步；以PPS为时间基准，使用FPGA产生机载激光雷达系统所需的多种不同频率信号；机载激光雷达系统在飞行探测过程中接收地面计算机远程发送的命令，控制激光器、扫描镜和摄像头的开启和关闭；根据延迟时间构建时间延时误差模型；由时间延时误差模型修正激光回波强度数据、扫描镜角度数据和图像像素数据，确保各数据源起始时刻时间戳与数据对齐。本发明的技术方案克服现有技术中激光测距、扫描镜和其他雷达外设等组件不能实现高精度时间同步的问题。

主权项：1.一种基于机载激光雷达系统时延设计的时间同步方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1，对全球导航卫星系统GNSS和惯性导航系统INS进行时间同步；S2，以PPS为时间基准，使用FPGA产生机载激光雷达系统所需的多种不同频率信号；S3，机载激光雷达系统在飞行探测过程中接收地面计算机远程发送的命令，控制激光器、扫描镜和摄像头的开启和关闭；S4，根据延迟时间构建机载激光雷达系统中各个组件的时间延时误差模型，组件包括：激光器、扫描镜和摄像头；S5，由时间延时误差模型修正激光回波强度数据、扫描镜角度数据和图像像素数据，确保各数据源起始时刻时间戳与数据对齐；步骤S1具体包括如下步骤：S1.1，在收到PPS信号后，机载激光雷达系统记录当下系统时间戳；S1.2，将记录的PPS时间戳与解析的GPRMC时间信息进行比对，计算两者之间的时间差；S1.3，使用步骤S1.2得到的时间差，对INS的时间进行校准，根据时间差调整INS的系统时间，使INS的系统时间与GNSS的系统时间保持时间同步；步骤S4具体包括：S4.1，将GNSS的时钟作为基准时钟，各组件数据采集起始时刻表示为： ；其中，为机载激光雷达系统各组件，如扫描镜、激光器或摄像头；S4.2，为某组件的延迟时间，表示为： ；其中，为机载激光雷达系统接收到远程激光开启命令的时刻，为地面接收机发出开启命令后PPS信号的第一个上升沿时刻，为信号最长周期的机载激光雷达系统组件在开启命令后的信号第二个上升沿时刻，为随机不确定性时延，为根据实际情况人为指定的整数倍数；步骤S5具体为： ； ； ；其中，表示某一时刻的激光回波强度数据，表示某一时刻的扫描镜角度数据；表示某一时刻的图像像素数据；、、分别为激光回波强度数据、扫描镜角度数据和图像像素数据的各自时间戳；激光回波强度数据、扫描镜角度数据和图像像素数据三者均为从时刻至各数据源停止采集时刻采集的数据。

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百度查询： 山东科技大学 一种基于机载激光雷达系统时延设计的时间同步方法