Velodyne VLP16時間同步
- 時間同步需要GPS信号和PPS信号
- 需求
- 1.介紹
- 2.設定界面
- 3.背景
- 4.PPS Qualifier
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- 4.1 Require GPS Receiver Valid
- 4.2 Require PPS Lock
- 4.3 Delay
- 5. GPS Qualifier
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- 5.1 Require GPS Receiver Valid
- 6.應用
- 7.彙總
- 8.電平需求
時間同步需要GPS信号和PPS信号
需求
高電平 3 ~ 15V
低電平 -15 ~ 1.2V
GPS信号 GPRMC：HHMMSS, HHMMSS.s, HHMMSS.ss 以及 HHMMSS.sss 232電平
PPS信号 TTL電平
固件版本 3.0.34.0 (VLP-16)以上
1.介紹
威力登Velodyne公司的VLP16雷射雷達使用時間同步功能所需信号以及相關設定的說明，供自己以後參考，也希望能夠幫助大家！
2.設定界面
下面兩個按鈕分别用于PPS信号同步(PPS Qualifier)，GPS信号同步(GPS Qualifier)。其中GPS信号使用美國國家海洋電子協會(NMEA)字段。在傳感器網頁界面可以進行設定
下面是預設設定
3.背景
雷射内部隻有一個代表TOH（Top Of Hour）時間的計數器，基于内部晶振器（internal oscillator）。當傳感器收到一個有效的PPS信号時，TOH計數在每個PPS上升沿進行調整，使TOH與UTC時間一緻。TOH在資料和位置/遙測資料包中以一個四位元組的時間戳發送。
TOH時間由兩部分組成，一部分是從TOH時間開始的分鐘數+秒數，一部分是微秒數。如下面所示，雷射隻有目前時刻的分鐘數+秒數+微秒數，不知道具體的年月日時。
傳感器會持續檢測PPS脈沖信号并評估，在網頁界面和位置資料包中都可以看到。如果PPS信号有效，穩定，可靠，網頁界面會顯示PPS: Locked，資料包中PPS狀态值（0xF4）置為0x02。
傳感器使用内部振蕩器記錄微秒數，但是傳感器可以使用PPS信号來調整微秒數，在PPS上升沿對微秒數置零。
如果有NMEA資訊，分鐘數+秒數通過NMEA資料校正，如果沒有，每秒遞增。
使用PPS信号校正微秒計數器允許傳感器同步到外部PPS源。
4.PPS Qualifier
3個設定按鈕，傳感器如何使用GPS、PPS校正TOH計數器。
根據GPS接收器的有效/無效狀态，這三個設定決定傳感器的TOH計數器是否應該進入自由運作模式或使用PPS信号的上升邊緣同步微秒計數器。
4.1 Require GPS Receiver Valid
該設定确定傳感器利用NMEA語句中提供的GPS接收器的目前狀态的方式。
- On 在使用PPS信号的上升邊調整内部微秒計數器之前，該傳感器要求GPS接收器資料有效。PPS校正之前需要GPS信号有效。
傳感器必須接收到有效的NMEA消息，表明GPS接收器正在提供有效的時間戳
- Off 不考慮GPS信号是否有效，使用PPS信号上升沿對微秒計數器同步
4.2 Require PPS Lock
該設定決定了傳感器确認PPS信号有效的方式。在多少個Delay之後才使用PPS信号。
- On 該傳感器利用延遲計數（Delay）中的值來确定有效性。
- Off 該傳感器忽略延遲計數（Delay）中的值，預設經過2個周期之後使用PPS信号。關閉此選項會将延遲值設定為2。
4.3 Delay
該參數是使用者設定的傳感器驗證PPS信号有效性所需的時間，機關是整數秒，可接受的值範圍從0到65535。預設值是5秒。當不使用PPS信号時，會使用内部晶振器對計數。
5. GPS Qualifier
設定TOH時間是否跟随GPS信号同步，或者跟随内部晶振器同步
5.1 Require GPS Receiver Valid
- On GPS信号有用時，使用NMEA資訊對TOH時間同步。
- Off 不管GPS信号是否有效均使用NMEA資訊對TOH時間同步。
6.應用
在預設設定(以及固件的以前版本)中，傳感器使用PPS來同步到GPRMC消息中包含的時間，而不考慮GPRMC消息中有效标志的狀态。在這種配置下，當GPS定位失效時，一個較大系統中的所有器件(雷射雷達、IMU、RGB相機等)将被鎖定在同一時間源(GPS接收器的内部時鐘)。這允許在後期或實時處理期間對資料進行适當的協調
7.彙總
如果沒有提供NMEA語句，分和秒計數器由子秒計數器的翻轉來驅動。
8.電平需求
GPRMC封包資訊需要232電平，PPS信号需要TTL電平。