[发明专利]移动高级主时钟、建立高级主时钟的方法和自主车辆

说明书

提供移动高级主时钟、建立高级主时钟的方法和自主车辆。一种高级主时钟被提出。高级主时钟具有：GNSS接口，接收GNSS时间同步数据；实时时钟(RTC)，具有晶体振荡器；一个或多个通信接口，与时钟校正源交换数据；以及时钟校正主机。时钟校正主机基于GNSS时间同步数据和来自时钟校正源的数据计算时钟漂移，生成调整的时钟数据，并且将调整的时钟数据写到来自不同位置的RTC。高级主时钟可在车辆中。

本申请要求于2018年9月28日提交的第62/739,100号美国临时专利申请的权益，其内容通过引用包含于此。

技术领域

本公开涉及一种用于跨多个域同步时钟的方法和设备。

背景技术

装置在时域中同步自身的一种常见方法是通过与全球导航卫星系统(GNSS)时钟自相关。遗憾的是，难以实现卫星中的时钟和装置接收器中的时钟之间的完全同步。由于这些相隔很远的时钟(一个在地球上并且一个在太空中)不能彼此完全步伐一致，因此它们生成的代码也不能完全同步。自然，由于这两个时钟之间的不一致，出现了时间偏移。时间偏移不仅包含信号从卫星到接收机的传输时间，它也包含时钟误差。事实上，每当对照小心控制的GNSS时间来检查卫星时钟和接收器时钟时，都会发现漂移。它们的振荡器是不完美的。它们受到温度、加速度、辐射和其它不一致的不稳定影响。结果，与GNSS同步的各种装置没有自动导致可位于不同域中的不同装置彼此完全同步。

自主车辆的操作需要精确的方法来同步输入数据、执行必要的计算并输出用于控制车辆的指令。在使自主车辆有效操作中包含三个域：车辆域、边缘域和云计算域。如图8所示，车辆域包括多个电子控制模块、传感器以及驱动装置。这些装置中的每一个通常由内部晶体振荡器钟控。边缘域包含两个或更多个车辆之间(V2X)以及车辆和周围基础设施或边缘之间(V2I)的时间同步。云计算域包含与车辆和边缘进行通信的计算机/服务器的组合。需要三个域之间的精确的时间同步，以确保云到边缘到车辆的协调，从而导致车辆的安全、有效的操作。时间参照中的任何不明确都可能产生灾难性的结果。

需要一种准确的同步车辆域、边缘域和云计算域的方法以预防事故和灾难。

发明内容

在一方面，本发明构思包括高级主时钟(GMC)，高级主时钟具有：接收GNSS时间同步数据的GNSS接口；实时时钟(RTC)，具有晶体振荡器；一个或多个通信接口，与时钟校正源交换数据；以及时钟校正主机，基于GNSS时间同步数据和来自时钟校正源的数据计算时钟漂移，生成调整的时钟数据，并且将调整的时钟数据写到RTC。

在另一方面，本发明构思包括建立高级主时钟的方法。所述方法需要：获得GNSS时间同步数据；检查使用GNSS时间同步数据的同步误差是否在预定义范围内；检查使用来自一个或多个时钟校正源的数据的同步误差是否在预定义范围内；如果任意同步误差在预定义范围之外，则计算对实时时钟(RTC)的校正；以及将所述校正应用于RTC。

在又一方面，本发明构思适用于一种包括多个传感器和高级主时钟的自主车辆，其中，所述多个传感器被同步到高级主时钟。高级主时钟包括：GNSS接口，接收GNSS时间同步数据；实时时钟(RTC)，包括晶体振荡器；一个或多个通信接口，与时钟校正源交换数据；以及时钟校正主机，基于GNSS时间同步数据和来自时钟校正源的数据计算时钟漂移，生成调整的时钟数据，并且将调整的时钟数据写到RTC。

附图说明

图1是描绘根据本发明构思的高级主时钟(Grandmaster Clock)的示例性实施例的框图。

图2是描绘由时钟校正主机用来将自身建立为高级主时钟的GNSS时间校正计算的示图。

图3描绘高级主时钟在与以太网源交互时如何充当时间同步的最高权威。

图4描绘高级主时钟在与无线源交互时如何充当时间同步的最高权威。

图5A是示出将具有足够高可靠性的时钟实现为主时钟的可行方法的表。