[发明专利]一种激光雷达的自适应功能实现方法

说明书

本发明公开了一种激光雷达的自适应功能实现方法，使得激光雷达具有网络位置的自适应、时间同步协议类型的自适应、时间同步功能的自适应以及时间戳对应测量时刻的自适应，该方法解决了激光雷达对雷达搭载平台适应性差的问题。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，具体涉及一种激光雷达的自适应功能实现方法。

背景技术

激光雷达作为一种测距传感器广泛应用在机器人、AGV领域中，搭载激光雷达的机器人或AGV的主控系统需要协调包括激光雷达在内的多种传感器的动作，需对激光雷达以及多种传感器进行时间同步。为多传感器数据融合使用的方便，需在激光雷达和多种传感器的测量数据中加入体现测量时刻的时间戳信息。各个传感器间的时间同步可有效降低激光雷达之间以及激光雷达与其他种类传感器之间由物理硬件及软件设定造成的时间差异，数据时间戳的引入可有效排除数据传输过程中的延迟及失序导致的负面影响。

机器人或AGV的主控系统和激光雷达以及其他类型传感器构成了一个局域网络，此局域网络内部激光雷达多处于终端位置，可依托网络实现时间同步。

现有激光雷达与其搭载平台的主控系统之间协作模式分三种：1、雷达与主控系统之间无时间同步，雷达数据带时间戳，主控系统依据雷达数据时间戳进行雷达数据处理。对雷达本身无时间同步的软硬件要求，主控系统只能被动接收和处理数据，雷达时钟的稳定性和基础时刻的设定精准度直接决定了系统数据的准确性；2、雷达与主控系统之间通过IO信号同步，雷达与主控系统之间需附加IO数据线连接，雷达以特定频率或在特定时刻(如每圈扫描的起始时刻或者终止时刻)发一个IO信号高电平，主控系统以接收到的IO高电平信号作为数据包或帧数据的时间基准。此同步方法要求IO信号的发出和接收延迟少，实时性高，但受限于实际的雷达与中控系统硬件条件，虚接、外部干扰、非并行任务造成的时间延迟等因素导致时间同步远低于设计预期；3、雷达与主控系统有时间同步，主控系统配置稳定同步服务资源，雷达作为终端定期与主控系统之间进行时间同步，主控系统是专门为具体任务和确定性控制循环设计的，系统中的雷达等传感设备必须满足时间准确性的条件，任何原因(硬件or软件)引起的同步失败都会引发系统数据处理异常，导致雷达数据的低效或无效使用，主控系统的空间重构、导航定位等功能将受到直接的影响。此种协作模式对雷达、主控系统及二者之间的连接都提出严格软硬件配置和运行稳定性的要求。

在实际应用场景中，搭载激光雷达的中控系统状态受外界影响而复杂多变，组网需求也多种多样。

雷达搭载平台存在多种状态可能，分别是有时间同步服务，无同步服务或同步服务时有时无，在有同步服务时又存在单服务器和多服务器的状态差别，要求激光雷达需满足多种状态下的数据应用。

雷达搭载平台通常会连接多种和多个传感模块，由中控系统和各传感模块共同组成小型的局域网，依据实际需要可能要求激光雷达处于网络的末端，也可能以激光雷达作为网络中间节点，因此激光雷达需满足组网中处于不同网络位置的软硬件配置要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光雷达的自适应功能实现方法，以解决现有激光雷达对雷达搭载平台适应性差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种技术方案：一种激光雷达的自适应功能实现方法：该激光雷达的自适应功能包括网络位置的自适应、时间同步协议类型的自适应、时间同步功能的自适应以及时间戳对应测量时刻的自适应；

网络位置及时间同步协议类型的自适应实现方法为，所采用的激光雷达适用于至少两种的时间同步网络，并同时包含各时间同步网络对应的网络时间协议服务端和网络时间协议客户端；激光雷达作为客户端时，通过其通信端口向外发送所有类型的时间同步网络的请求时间同步报文，根据其接收到的回复报文判断对应的时间同步网络类型并对本地时钟进行校准；激光雷达作为服务端时，根据其接收到的请求时间同步报文判断对应的时间同步网络类型，并利用该时间同步网络类型对应的网络时间协议服务端发送回复报文；