1.一种机载激光雷达和定位定姿系统时间同步的方法,其特征在于,将机载激光雷达和定位定姿系统产生的数据进行事后同步,由定位定姿系统统一提供时间戳;
定位定姿系统采用ZYNQ芯片作为处理器,ZYNQ芯片分为PS部分和PL部分,卫星接收机通过串口协议发送时间信息,惯性测量单元通过串口协议发送加速度和角速度,ZYNQ芯片的PS部分通过串口协议与卫星接收机连接,ZYNQ芯片的PL部分通过PPS信号与卫星接收机连接,ZYNQ芯片的PL部分仅通过串口协议与惯性测量单元连接或者通过串口协议和数据准备完成信号与惯性测量单元连接;
所述时间同步的方法包括以下步骤:I、先由定位定姿系统进行工作,通过ZYNQ芯片的PL部分检测卫星接收机的PPS信号是否稳定,当PPS信号稳定的时候开启PL部分的计数器,同时通知PS部分开始接收并解析卫星数据,PS部分通过解析卫星数据得到协调世界时,然后将协调世界时传回给PL部分,完成PL部分的时间初始化;
II、PL部分在时间初始化成功之后开始接收惯性测量单元发送的数据,同时等待LORA模块发送机载激光雷达开始采集点云数据的信号;
III、当PL部分接收到LORA模块发送的机载激光雷达开始采集点云数据的信号后,PL部分获取当前计数器的时间,获得机载激光雷达开始采集点云数据的时间,同时PL部分通过分频器输出对应频率的脉冲控制信号,机载激光雷达接收脉冲控制信号后将按脉冲控制信号的频率进行点云数据的采集;
IV、在事后根据机载激光雷达开始采集点云数据的时间和脉冲控制信号的频率进行时间戳的添加。
2.根据权利要求1所述的机载激光雷达和定位定姿系统时间同步的方法,其特征在于,机载激光雷达采用脉冲控制信号来控制发射激光脉冲,当在脉冲触发模式下,机载激光雷达在接收到脉冲控制信号后发射一个激光脉冲,并记录下相应的反射信号,通过时间同步,保证每个激光脉冲的数据与飞行器的准确位置和姿态相对应。
3.根据权利要求2所述的机载激光雷达和定位定姿系统时间同步的方法,其特征在于,当ZYNQ芯片的PL部分仅通过串口协议与惯性测量单元连接时,则惯性测量单元发送的数据的时间确定方法包括以下步骤:A1、当PL部分接收到惯性测量单元发送的一条数据的第一个字节时,获取计数器的时间,则惯性测量单元发送的所述数据的真实时间为协调世界时与获取的计数器的时间之和;
A2、当PL部分接收到下一个PPS信号时,将协调世界时累加一秒,同时将计数器清零;
重复步骤A1~A2,惯性测量单元发送的每条数据的时间均为协调世界时与获取的计数器的时间之和。
4.根据权利要求2所述的机载激光雷达和定位定姿系统时间同步的方法,其特征在于,当ZYNQ芯片的PL部分通过串口协议和数据准备完成信号与惯性测量单元连接时,则惯性测量单元发送的数据的时间确定方法包括以下步骤:B1、当PL部分接收到数据准备完成信号时,获取计数器的时间,则惯性测量单元发送的数据的真实时间为协调世界时与获取的计数器的时间之和;
B2、当PL部分接收到下一个PPS信号时,将协调世界时累加一秒,同时将计数器清零;
重复步骤B1~B2,惯性测量单元发送的每条数据的时间均为协调世界时与获取的计数器的时间之和。
5.根据权利要求3或4所述的机载激光雷达和定位定姿系统时间同步的方法,其特征在于,在步骤III中,所述机载激光雷达开始采集点云数据的时间为定位定姿系统的秒级时间和秒内时间之和;
定位定姿系统的秒级时间采用初始化时的协调世界时和PPS信号来维持,每当PPS信号到来一次则协调世界时增加一秒;
定位定姿系统的秒内时间通过PL部分的计数器获取。
6.根据权利要求5所述的机载激光雷达和定位定姿系统时间同步的方法,其特征在于,ZYNQ芯片的PS部分和PL部分之间通过AXI协议进行数据交互。