時間同步技術的案例
康謀技術 | 自動駕駛：揭秘高精度時間同步技術（二）
內插外推法是軟件同步中常用的一種算法。通過以下步驟實現(xiàn)同步：
時間差計算：首先，計算兩個傳感器數(shù)據(jù)幀之間的時間差。例如，如果有一個激光雷達（Lidar）數(shù)據(jù)幀和一個相機數(shù)據(jù)幀，它們的時間標簽可能不同，我們需要找出這兩個時間標簽之間的差異；
運動信息獲取：收集傳感器在兩個時間標簽期間的運動信息，這通常包括速度、加速度和旋轉等；
位置推算：利用傳感器的運動信息和時間差，通過物理模型或機器學習模型推算目標在兩個時間點之間的位置變化；
建立新幀：根據(jù)推算出的目標位置，創(chuàng)建一個新的數(shù)據(jù)幀，這個新幀代表了兩個原始數(shù)據(jù)幀之間的某個時間點的狀態(tài)。
軟件同步通過智能的數(shù)據(jù)處理技術彌補了硬件同步的不足，提高了傳感器數(shù)據(jù)的同步精度，當然，它也需要額外的計算和實時性要求，需要精心設計和優(yōu)化算法來實現(xiàn)高效準確的同步。
作者介紹
鄭工
康謀科技自動駕駛技術研發(fā)工程師，具備超過五年的汽車電子和自動駕駛數(shù)據(jù)分析經(jīng)驗。在高精度傳感器數(shù)據(jù)采集、整合與優(yōu)化方面具有深厚的專業(yè)知識，尤其在車載網(wǎng)絡和實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計方面有著豐富的實踐經(jīng)驗。曾多次代表公司參加國內外技術研討會和培訓項目，深入了解國際自動駕駛行業(yè)的最新動態(tài)和技術趨勢，積累了豐富的國際視野。具備跨學科技術整合能力，擅長傳感器數(shù)據(jù)實時處理、可視化和算法開發(fā)與集成，能夠高效優(yōu)化系統(tǒng)性能，增強自動駕駛車輛的環(huán)境感知能力。
展開 康謀方案 | 高精度時間同步技術的實現(xiàn)與應用
以華測慣導CGI430為例，它支持PPS+GPRMC方式完成授時，與PSB+QX550模塊鏈接，進而完成整個系統(tǒng)的時間同步。
圖6：慣導授時
四、總結
隨著大家普遍認同硬件時間戳的不可替代性以及多源冗余架構的必要性，目前自動駕駛時間同步技術發(fā)展趨勢已經(jīng)從“是否需要同步” 轉向 “如何在復雜場景下實現(xiàn)穩(wěn)定同步”，更聚焦于時間同步是否滿足“高精度、高可靠、易集成”。
對于工程師而言，方案的可實施性和故障容錯能力是關鍵。比如PSB+QX550采用即插即用的設計，可以有效的應用到不同測試方案中實現(xiàn)系統(tǒng)時間同步。基于偏差矯正的能力，可以避免時鐘源偏差。
未來，隨著 5G-A 和車路協(xié)同的普及，時間同步將從 “車載剛需” 延伸至 “全域協(xié)同”，推動行業(yè)向納秒級精度邁進。
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展開 關于CAN時間同步的理解
來源 | 汽車ECU開發(fā)
01為什么需要時間同步
對于自動駕駛而言，通常需要攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達、激光雷達等傳感器，而這些傳感器的精確的數(shù)據(jù)采集時間是及其重要的，因為這些數(shù)據(jù)是感知和決策規(guī)劃的輸入。如果輸入數(shù)據(jù)的時間不同步，可能會引起決策規(guī)劃出錯誤的動作，導致車輛做出危險的動作。
時間同步技術就是為了解決精確獲取傳感器采樣時間的，在以太網(wǎng)、CAN、Flexray總線上都有相應的實現(xiàn)。時間同步信息以廣播的形式從Master(TM)節(jié)點發(fā)送至各Slave節(jié)點(TS)，或者通過時間網(wǎng)關將時間同步信息同步至其他子網(wǎng)絡(如圖1所示)，用于解決各ECU因硬件時鐘信號偏差、總線仲裁、總線傳輸、軟件處理等原因帶來的時間延遲。
圖1 時間同步框圖
02 CAN時間同步機制
下面我們主要來梳理基于CAN總線的時間同步。從AUTOSAR規(guī)范來看，其主要分為兩步，第一步是TM發(fā)送SYNC信息，第二步是發(fā)送FUP(Timeadjustment message (Follow-Up)，時間調整信息)，如圖2所示。
圖2 CAN時間同步步驟
具體如下：
1、TM節(jié)點在t0r時刻調用接口發(fā)送SYNC信號，SYNC信號中包含的時間信息為t0r，在t1r時刻SYNC信號發(fā)送完成，此時的時間為t1r。TS節(jié)點在t2r時刻接收到了SYNC信號。
展開 康謀技術 | 自動駕駛：揭秘高精度時間同步技術（一）
因此，通過XTSS軟件可以在BRICK/AXT4工控機上（支持硬件時間戳的以太網(wǎng)接口）捕獲精確的硬件時間戳。
五、應用案例
1、數(shù)采系統(tǒng)
通過BRICK/ATX4系列工控機和XTSS軟件，我們可以方便快捷的搭載數(shù)采系統(tǒng)并配置時間同步服務。此次，我們聯(lián)合友思特，搭載了以Blickfeld LiDAR+BRICK plus+XTSS軟件的數(shù)采采集系統(tǒng)，如圖6所示。
圖6：數(shù)采系統(tǒng)
在搭載好整個系統(tǒng)后，就可以對XTSS軟件配置PTP時間同步服務，以確保BRICKplus端口支持PTP同步，隨后在LiDAR的GUI界面中配置同樣的PTP，我們就可以完成激光雷達的時間同步配置。如圖7所示，我們可以看到激光雷達時間同步配置服務成功，與主時鐘的誤差在us級別。
圖7：時間同步配置
這里我們也附上了激光雷達與XTSS配置的視頻，歡迎各位點擊觀看，了解更多詳情。
作者介紹
鄭工
康謀科技自動駕駛技術研發(fā)工程師 具備超過五年的汽車電子和自動駕駛數(shù)據(jù)分析經(jīng)驗。在高精度傳感器數(shù)據(jù)采集、整合與優(yōu)化方面具有深厚的專業(yè)知識，尤其在車載網(wǎng)絡和實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計方面有著豐富的實踐經(jīng)驗。 曾多次代表公司參加國內外技術研討會和培訓項目，深入了解國際自動駕駛行業(yè)的最新動態(tài)和技術趨勢，積累了豐富的國際視野。 具備跨學科技術整合能力，擅長傳感器數(shù)據(jù)實時處理、可視化和算法開發(fā)與集成，能夠高效優(yōu)化系統(tǒng)性能，增強自動駕駛車輛的環(huán)境感知能力。
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自動駕駛時間同步
沒有準確的時鐘同步，各傳感器在哪一幀進行融合，在哪里進行插值都沒法進行判斷。兩個傳感器即使采樣頻率一致，其每幀數(shù)據(jù)的采樣點也一般不一致。真正應了那句，不主動求變，那就只能生死由命富貴在天了。
除了自動駕駛域需要精確的時鐘信息外，其他域相關功能同樣也需要。大屏上實時高精地圖顯示；駕駛員實時疲勞檢測；實時的流媒體后視鏡顯示；車輛與路側RSU之間的實時信息交互，無一不需要全域架構內的精確時間同步。
時間同步技術
要實現(xiàn)時間同步，首先需要一位德高望重，威名遠播的的族長（時鐘源）。族長負責宗族內部的管理和各項事務的主持（進行時間同步）。有的家族過于龐大，族長年事又高，一般會再選一名柱首（主時鐘節(jié)點）及幾名房長（邊界時鐘節(jié)點）替族長處理族里日常雜事，族員的恩怨情仇（主時鐘設備對其它設備進行授時）。
時鐘源
自動駕駛系統(tǒng)目前絕大多數(shù)標配高精度GNSS接收機，而GNSS中導航衛(wèi)星內置高精度原子鐘，GNSS接收機通過解算導航衛(wèi)星信號，可以獲得超高精度的時鐘信號。所以GNSS除了廣為人知的定位功能，還有一個鮮為人知但重要非凡的授時功能。
原子鐘是人類目前最精確的時間測量儀器，原子在不同能級之間的移動稱為“躍遷”，且由高能級躍遷到低能級時，會釋放電磁波。而對同一種原子來說，這種頻率是固定的，且不受溫度和壓力影響，只與自身能量有關，物理學上稱之為“共振頻率”。
展開 技術分享 | 車載以太網(wǎng)gPTP時間同步：從協(xié)議到工程實踐
LinuxPTP 作為開源工具鏈，為 gPTP 的工程落地提供了低成本路徑，但從協(xié)議到實踐開發(fā)，還需完成硬件適配、主從時同配置、系統(tǒng)級同步等步驟。
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康謀方案 | BEV感知技術：多相機數(shù)據(jù)采集與高精度時間同步方案
在BEV Camera數(shù)據(jù)采集方案中，進一步支持相機進行硬件時間同步。通過XTSS軟件可以有效管理數(shù)采平臺的時間同步功能，能夠快速輕便配備各個傳感器的時間同步配置。
圖6：XTSS 時間同步管理
通過GPS模塊提供高精度的時間基準，并利用支持硬件時間戳的以太網(wǎng)接口直接捕獲數(shù)據(jù)包的時間戳。其時間同步精度可以達到納秒級別，具備高穩(wěn)定性，不受軟件和網(wǎng)絡延遲影響。
圖7：多相機硬件時間同步
五、總結
在自動駕駛技術的快速發(fā)展中，BEV Camera數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構建至關重要。通過采用BRICKplus平臺，結合PCIe Slot ETH6000模塊和iDS相機，我們實現(xiàn)了多相機的高效數(shù)據(jù)采集和存儲。通過ROS+PEAK SDK的深度集成，實現(xiàn)了多相機的參數(shù)配置、數(shù)據(jù)采集與傳輸。利用GPS接收模塊和XTSS時間同步服務，確保了多相機的高精度時間同步。
康謀的BEV Camera數(shù)據(jù)采集方案有效解決了多相機同步采集和高精度時間同步的難題，還提供了靈活的相機參數(shù)配置和高效的數(shù)據(jù)傳輸，能夠滿足自動駕駛和高精度測量等場景的需求。
展開 gPTP，自動駕駛時間同步里的“有趣靈魂”
來源 |
11號線人
一輛宣稱具備L4/L5自動駕駛功能的車輛，如果多個激光雷達之間的時間同步不夠精確？如果傳感器感知數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)傳輸?shù)街邱{域控制器的延遲不可控？如果智駕域控制器規(guī)劃決策的結果通過以太網(wǎng)傳輸?shù)降妆P域控制器的延遲也不可控？如果座艙域內屏幕顯示的變道決策與揚聲器播報的聲音不同步？那將仍然只是一輛適合演示或測試的無情機器，一副沒有“有趣靈魂”的軀體。
自動駕駛功能對數(shù)據(jù)在傳輸過程的可靠性和實時性要求遠超汽車以往任何功能，而作為域架構/中央計算架構下承載數(shù)據(jù)傳輸?shù)能囕d以太網(wǎng)，必須具備類似當前CAN/LIN網(wǎng)絡下數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_定性、實時性能力。而TSN作為一種可以基于車載以太網(wǎng)提供確定性和實時性數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜戮W(wǎng)絡技術，開始進入到自動駕駛產(chǎn)業(yè)上下游的視野。
TSN的確定性和實時性優(yōu)勢是建立在精確的時間同步基礎之上，而TSN中用于實現(xiàn)精確時間同步的協(xié)議是IEEE 802.1AS，也就是業(yè)界常說的gPTP。在《時間同步，自動駕駛里的花好月圓》這篇文章中，作者介紹了PPS+PTP的全域架構下時間同步系統(tǒng)方案，可以認為是TSN產(chǎn)業(yè)尚未成熟背景下的一種最佳選擇。而隨著TSN上下游產(chǎn)業(yè)的成熟，以及自動駕駛量產(chǎn)落地的推進，PPS+gPTP必將契合全域架構/中央計算架構下自動駕駛功能的需求。
展開 基于PTP，如何做好多傳感器微秒級時間同步？
此外，通過 YAML 參數(shù)化配置、自動化部署腳本與完整文檔體系，降低了技術門檻與部署難度，支持從單相機到多相機部署、對激光雷達等設備靈活擴展能力。
實踐證明，該套方案能有效解決傳統(tǒng)方案中，客戶所面臨的時間同步精度不足、多傳感器時間戳不一致、系統(tǒng)部署復雜、數(shù)據(jù)質量不可控等核心痛點。此外，更可保障系統(tǒng)數(shù)小時連續(xù)穩(wěn)定運行，提升數(shù)據(jù)采集效率與質量。
礦山數(shù)采時間同步方案實測與選型
排查表明，根因通常是時間同步。
具體來說，激光雷達、相機、IMU各自維護獨立時鐘，數(shù)據(jù)融合需要統(tǒng)一的時間基準。點云與圖像之間若存在100ms的時間偏差，車速30km/h時對應83cm的空間誤差。在礦山這類復雜環(huán)境中，該偏差足以導致融合結果出現(xiàn)可觀測的空間錯位，影響檢測可靠性。
結合實際調研發(fā)現(xiàn)，目前時間同步方案的選擇存在兩種常見偏差：一是認為固定偏置補償足以覆蓋所有工況，二是不加區(qū)分地追求高精度方案而忽視硬件約束。前者在振動、EMI干擾下性能衰減嚴重，后者則因設備不支持PTP或網(wǎng)絡條件不達標而無法落地。
本文基于實測數(shù)據(jù)，對比軟實時、NTP、PTP三類方案的技術本質、精度邊界與適用條件，說明誤差隨工況的變化規(guī)律，并給出選型建議。下文按精度從低到高逐一分析。
二、三類同步方案的技術特性
2.1 軟實時方案：應用層時間戳
軟實時方案在數(shù)據(jù)到達應用層時調用系統(tǒng)時鐘打戳。完整鏈路為：相機曝光 → 編碼 → 網(wǎng)絡傳輸 → 解碼 → 應用層 → 打戳，每個環(huán)節(jié)都會引入延遲且延遲不固定。
下圖為實測數(shù)據(jù)（某相機，1920×1080/25fps，ROS1節(jié)點，RTSP over TCP），屏攝回環(huán)測試端到端時間差約200ms，扣除顯示鏈路延遲后估算軟實時時間戳誤差為100~200ms。
軟實時方案的核心問題不是誤差值大，而是誤差不穩(wěn)定。
展開 高校科研多傳感器時間同步方案
</p><h1><strong>3）方案概述及科研價值</strong></h1><h3><strong>3.1方案概述</strong></h3><p><strong>多源異構傳感器納秒級時間同步</strong>解決方案（簡稱<strong>多傳感器時間同步方案</strong>）是一套基于<strong> XTSS 服務</strong>的完整時間同步體系：以 DATALynx ATX4 或 BRICK2 作為 PTP Grandmaster（主時鐘），通過 IEEE 1588 PTP 高精度協(xié)議<strong>抵消</strong>各傳感器獨立晶振的 ppm 級<strong>溫漂誤差</strong>；</p><p>同時借助 QX550、ProFrame3 等硬件<strong>直接對接傳感器物理層</strong>，在數(shù)據(jù)離開傳感器的瞬間完成時間戳記錄，規(guī)避‘滯后時間戳’問題；并通過硬件觸發(fā)替代軟件觸發(fā)，減少操作系統(tǒng)調度抖動，最終構建納秒級精度的統(tǒng)一時間基準，通過 ADTF/ROS 等軟件框架貫穿數(shù)據(jù)處理鏈路，實現(xiàn)從<strong>微秒級‘軟件對齊’</strong>到<strong>納秒級‘硬件同步’</strong>的工程跨越。
展開 
高速永磁同步電機快速原型開發(fā)技術
10秒的加速時間進入弱磁升速的現(xiàn)象
在額定轉速（20000rpm）下突加額定負載
（來源：商飛信息科技（上海）有限公司，版權歸原作者）
無縫嵌入MCAD環(huán)境的同步工程軟件FloEFD網(wǎng)絡技術講座
2012年10月25號晚上7點30分（周四）海基科技將要舉辦：“無縫嵌入MCAD環(huán)境的同步工程軟件FloEFD網(wǎng)絡技術講座”，讓您在電腦前就能實時地與海基科技的高級技術工程師進行交流和學習。
FLOEFD是一款無縫嵌入MCAD環(huán)境，可以同步實現(xiàn)設計-仿真的通用CFD軟件。
主要核心優(yōu)勢：
1、
無縫嵌入MCAD環(huán)境中：完全集成在工程師使用的主流三維CAD環(huán)境中，直接在熟悉的3D CAD界面中進行仿真分析，而不需要工程師進行來回的導入、導出，縮短時間。
2、
向導式設置：FloEFD采用向導式的設置來進行仿真分析，不需要工程師具備很豐富的專業(yè)知識。。
3、
高效的網(wǎng)格劃分技術：FLOEFD可以自動識別固體及流體域，并根據(jù)結構特點，采用的矩形自適應網(wǎng)格生成技術，保證了不花費大量的時間就能劃分出高質量的網(wǎng)格。
4、
修正的壁面函數(shù)：采用的修正壁面函數(shù)技術使得接近壁面的處理與網(wǎng)格無關，自動判定層流、過渡、湍流區(qū)域。
5、
變量設計分析：在修改結構、更改模型的時候，還可以克隆以前的設置，而不需要重復定義材料、邊界條件等設置。
6、
自動收斂控制：采用Cutting-edge數(shù)值方法和多重網(wǎng)格技術，可保證一次收斂，無數(shù)值假擴散。
海基科技誠邀您的參與，謝謝！
報名Email：wangqi@sheenray.com
展開 德國同步雙頻表面感應淬火技術，完美
德國的感應淬火技術大家所熟知的有eldec、艾洛特姆和艾瑪，今天我們給大家?guī)淼氖莈ldec感應加熱技術。
看一下eldec對一些零部件感應加熱之后的切片試樣圖片
或許有人看完這些切片會嘖嘖稱贊，這是怎么做出來的？感應器怎么設計的？
其實這些就是同步雙頻感應淬火技術的結晶。了解同步雙頻淬火技術之前咱們先欣賞一個eldec的宣傳短片。
友情提示，建議在wifi下欣賞
繼續(xù)話題。什么是同步雙頻感應淬火技術？
名詞解釋
同
步雙頻淬火技術SDF
?
（Simultaneous Dual Frequency)在一個感應線圈上同時產(chǎn)生中頻和高頻電流，在工件表面感應漩渦電流，使工件表面在極短的時間內迅速加熱，然后急速冷卻，在工件表面獲取輪廓硬化層的感應淬火技術。
對于該技術，我們的簡單理解是用下面的幾幅圖來解釋會更好。
對于類似齒輪這樣具有凹凸表面結構的工件而言，常規(guī)的單頻感應加熱技術無法實現(xiàn)令人滿意的處理效果。由于齒輪存在凸面和凹面，采用高頻感應加熱進行齒輪表面淬火（如圖1），感應電流產(chǎn)生的熱量迅速傳導至輪齒的中心，齒冠得到完全硬化，但是齒根硬化不足。
圖1
此外，這種處理方法還容易在根齒面上增加殘留應力，導致斷裂的發(fā)生。同樣采用中頻感應加熱進行齒輪的表面淬火（如圖2），熱量在齒根進行傳導，由于齒根的凹面形狀，熱量傳導的過程中以指數(shù)形式遞減，齒根得到有效的硬化，而齒冠卻硬化不足。
展開 新能源汽車技術|車用永磁同步電機定子鐵耗的分析與優(yōu)化
（a）A點磁密隨時間變化
（b）A點磁密變化軌跡
（c）B點磁密隨時間變化
（d）B點磁密變化軌跡
（e）C點磁密隨時間變化
（f）C點磁密變化軌跡
（g）D點磁密隨時間變化
（h）D點磁密變化軌跡
圖11 轉速8 000 r/min時定子特征點處的磁化方式
在選定電機硅鋼片型號后，鐵耗由磁密幅值和頻率決定。表5為特征點處磁密的基波幅值和諧波含量，其中方案二的某點基波磁密幅值相比方案一減小的最大值為
0.02 T
，THD減小值為
4.0%~5.3%
，
8 000 r/min
時基波頻率
f=400 Hz
，考慮諧波頻率是基波的倍頻數(shù)且鐵耗與頻率的1~2次方有關，故諧波含量下降是鐵耗減小的主要原因。通過2種方案在特征點處的諧波分析可知2種方案下各點分布規(guī)律沒有變化，但方案二改善了鐵心的磁密諧波含量，尤其是齒頂A點處。
2.3 電機轉速與鐵耗的關系
車用驅動電機對電磁振動噪聲要求指標高。為進一步消除齒諧波，經(jīng)過理論分析和有限元仿真可知定子斜槽一個齒距對齒槽轉矩抑制效果最好[12]。定子斜槽示意圖如圖12(a)所示。設電機轉子開輔助槽加定子斜槽設計為方案三。電機3種方案的齒槽轉矩如圖12(b)所示。
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