CN112995524A - 高精采集车及其照片曝光信息生成系统、方法和同步装置 - Google Patents

Abstract

高精采集车及其照片曝光信息生成系统、方法和同步装置，所述生成系统包括：导航装置；同步装置，适于基于所述导航装置输出的卫星定位系统时间工作，向摄像装置发出拍摄触发信号触发摄像装置拍摄照片，接收来自摄像装置拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，每接收到一个曝光反馈信号，将所述同步装置的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间，并将所述照片的拍摄时间发送至数据处理装置；所述摄像装置，适于在拍摄触发信号的控制下拍摄照片，生成拍摄所述照片的曝光反馈信号并输出至所述同步装置，并将拍摄的照片传输至数据处理装置；所述数据处理装置，适于将拍摄的照片与拍摄所述照片的拍摄时间对齐，生成所述照片的曝光信息文件并存储。

Description

高精采集车及其照片曝光信息生成系统、方法和同步装置

技术领域

本说明书实施例涉及高精地图数据采集技术领域，尤其涉及高精采集车及其照片曝光信息生成系统、方法和同步装置。

背景技术

高精地图作为自动驾驶领域的稀缺资源以及刚需，在整个领域扮演着核心角色，可以帮助汽车预先感知路面复杂信息，结合智能路径规划，让汽车做出正确决策。

在高精地图数据采集应用场景下，存在多种数据源，包括激光点云数据、图像数据、定位数据等，这些数据需要互相关联。其中，图像数据也必须与点云和定位系统等对齐，才能为高精地图数据增加更加丰富的纹理信息。让不同设备在时间维度对齐的方法，即时间同步。

对于高精采集车，需要将所有采集数据的时刻信息统一对齐某一个基准时间轴。其中，对于摄像装置而言，与组合惯导装置同步即是获取拍摄装置拍摄的照片曝光时刻的精确的卫星定位系统(如GPS)时间戳。以相机为例，传统的获取相机照片的时间戳的方法的精度一般在10ms～50ms，远远不能满足高精地图数据制作的需求。如何获取相机照片曝光的精确时间信息是决定高精地图数据精度的核心关键技术。例如，车速为72km/h(20m/s)，如果曝光时间有1ms的误差，对应的地图精度相对误差为2cm，无法满足高精地图的精度指标。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种高精采集车及其照片曝光信息生成系统、方法和同步装置，能够提高高精采集车生成的地图数据的精度。

本说明书实施例提供了一种高精采集车的照片曝光信息生成系统，所述生成系统包括导航装置、同步装置、摄像装置、数据处理装置，其中：

所述导航装置，适于输出卫星定位系统时间信息；

所述同步装置，适于基于所述导航装置输出的卫星定位系统时间工作，控制与之连接的摄像装置进行拍摄，包括：向所述摄像装置发出拍摄触发信号触发所述摄像装置拍摄照片，接收来自所述摄像装置拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，每接收到一个曝光反馈信号，将所述同步装置的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间，并将所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间发送至所述数据处理装置；

所述摄像装置，适于在所述同步装置的拍摄触发信号的控制下拍摄照片，每拍摄一张照片生成拍摄所述照片的曝光反馈信号并输出至所述同步装置，并将拍摄的照片传输至所述数据处理装置；

所述数据处理装置，适于将摄像装置拍摄的照片与拍摄所述照片的拍摄时间对齐，生成所述照片的曝光信息文件并存储。

可选地，所述同步装置包括适于通过多个信号连接端与多个拍摄装置连接，控制所述多个拍摄装置同步拍摄。

可选地，所述同步装置包括多个，其中一个同步装置作为主同步装置，其他同步装置作为辅同步装置，所述主同步装置适于与所述辅同步装置级联连接，其中：

所述主同步装置，适于通过同步信号输入端与所述导航装置连接，所述主同步装置通过信号连接端分别与辅同步装置的同步信号输入端连接，传输所述卫星定位系统时间信息；

所述辅同步装置，适于通过同步信号端接收所述主同步装置传输的卫星定位系统时间信息，并进行时间同步，且通过信号连接端与摄像装置连接，向与之连接的摄像装置输出拍摄触发信号触发所述摄像装置拍摄照片，接收来自所述摄像装置拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，每接收到一个曝光反馈信号，将所述同步装置的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间；并将所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间通过数据传输端发送至所述数据处理装置。

可选地，所述级联的多个同步装置具有相同硬件配置或者具有不同硬件配置。

可选地，所述生成系统还包括：轮速测量装置，适于测量所述高精采集车的轮速并输出至所述同步装置，使得所述同步装置基于获取到的所述高精采集车的轮速，按照预设频率输出所述拍摄触发信号。

可选地，所述导航装置为组合惯导装置，所述组合惯导装置包括卫星导航定位模块和惯性导航模块，其中所述卫星导航定位模块适于输出所述卫星定位系统时间信息。

可选地，所述卫星定位系统时间信息包括：每秒脉冲数信息和当前时间信息。

本说明书实施例还提供了一种同步装置，所述同步装置基于卫星定位系统的时间工作，用于控制外接摄像装置进行拍摄，包括：

控制单元，用于向外接的摄像装置发出拍摄触发信号触发所述摄像装置拍摄照片；

信号接收单元，用于接收来自所述摄像装置拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，每接收到一个曝光反馈信号，触发时间记录单元；

时间记录单元，用于接收所述到所述曝光反馈信号时，将所述同步装置的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间。

可选地，所述同步装置还包括信号频率调节单元，适于基于测量得到的车速，调节所述拍摄触发信号的输出频率。

本说明书实施例还提供了一种高精采集车，包括前述任一实施例所述的高精采集车的照片曝光信息生成系统，适于基于所述摄像装置拍摄的照片，实时生成所述照片的曝光信息文件。

本说明书还提供了一种高精采集车的照片曝光信息生成方法，所述高精采集车上设置有摄像装置，所述高精采集车的照片曝光信息生成方法包括：

获取卫星定位系统时间信息，基于所述卫星定位系统时间信息进行时间同步，向所述高精采集车上设置的摄像装置发出拍摄触发信号触发所述摄像装置拍摄照片，接收来自所述摄像装置拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，每接收到一个曝光反馈信号，记录同步的卫星定位系统时间作为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间；

获取所述摄像装置拍摄的照片，将所述摄像装置拍摄的照片与对应的曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间对齐，生成所述照片的曝光信息文件并存储。

采用本说明书实施例的高精采集车的照片曝光信息生成系统，通过基于卫星定位系统时间工作的同步装置向与之连接的摄像装置发出拍摄触发信号触发所述摄像装置拍摄照片，并且，每接收到一个来自所述摄像装置拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，将所述同步装置的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间由于所述同步装置基于卫星定位系统时间工作，因此可以保证所述同步装置的时间精度，且所述同步装置接收到曝光反馈信号的时间相对于所述摄像装置拍摄照片的拍摄时间延时极短，因而将所述同步装置的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间，并与所述照片的存储地址实时对齐，生成所述照片的曝光信息文件，这一曝光信息文件所记录的所述照片的拍摄时间的时间精度可以达到微秒级，可以显著提高地图数据制作过程中高精采集车照片和点云的匹配精度，进而提高地图数据的精度。

进一步地，由于所述同步装置通过多个信号连接端与多台摄像装置连接，控制所述多台拍摄装置同步拍摄，故可以满足高精采集车多方位多视角同步采集图像数据的需求。

进一步地，可以采用多个同步装置，其中一个同步装置作为主同步装置，其他同步装置作为辅同步装置，并由所述主同步装置通过信号连接端分别与辅同步装置的同步信号输入端连接，传输所述卫星定位系统时间信息，由所述辅同步装置通过同步信号端接收所述主同步装置传输的卫星定位系统时间信息，并进行时间同步，使得所述主同步装置与各辅同步装置均可以基于卫星定位系统时间工作，进而各同步装置均可以将收到曝光反馈信号时自身的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间，采用这一方案，通过多个同步装置的级联，可以成倍地扩展所述高精采集车支持的摄像装置的数量。

进一步地，通过所述同步装置基于获取到的所述高精采集车的轮速，按照预设频率输出所述拍摄触发信号，可以使所述高精采集车拍摄的照片的距离间隔更加均匀，可以进一步提高高精地图采集到的图像数据的精度和采集效率。

附图说明

图1示出了拍摄装置拍照过程中涉及到的脉冲的关系示意图；

图2示出了本说明书实施例中一种高精采集车的照片曝光信息生成系统的结构示意图；

图3示出了本说明书实施例中一种多个同步装置级联方式示意图；

图4示出了本说明书实施例中一种同步装置的结构示意图；

图5示出了本说明书实施例中一种高精采集车的照片曝光信息生成方法的流程图；

图6示出了点云矢量元素与采用两种不同的曝光信息生成方式所生成的照片融合效果对比图。

具体实施方式

如前所述，目前在高精地图数据采集过程中，获取到的照片的曝光时刻的时间精度大都在毫秒级，若采用毫秒级精度的照片与点云数据融合时会产生较大误差，无法满足高精地图的精度需求。

目前已知的一种方案为：由计算机设备与导航设备进行时间同步，并输出拍照触发信号，同时记录拍照触发时间作为所述照片的曝光时刻，所述方案的时间精度受计算机自身多线程、偶发任务等影响，精度一般在10～50ms级别。

发明人经研究和实践发现，触发时刻与所述相机拍摄所述照片时真正的照片有毫秒级的时间误差，因为相机本身的曝光时间就是毫秒级别的，参照图1所示的拍摄装置拍照过程中涉及到的脉冲的关系示意图，其中，脉冲Tr为触发相机拍照的触发脉冲，脉冲Ex为所述相机拍摄照片过程中对应的曝光脉冲，图1示出了两个周期的触发脉冲和曝光脉冲，由图1所知，曝光脉冲Ex相对于触发脉冲Tr有一定时延，且每一张照片曝光均会持续一段时间，且由于拍摄环境的不同，曝光时间差异较大，如图1所示，第一张照片对应的曝光时间接近2ms，而紧接着的第二张照片对应的曝光时间接近10ms。而毫秒级的时间无法满足高精地图的精度指标。

针对上述问题，本说明书实施例提供了相应的解决方案，其中包括数据处理装置及基于卫星定位系统时间工作的同步装置。通过所述同步装置向与之连接的摄像装置输出拍摄触发信号触发所述摄像装置拍摄照片，并且，每接收到一个来自所述摄像装置拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，将所述同步装置的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间，由于所述同步装置基于卫星定位系统时间工作，因此可以保证所述同步装置的时间精度，且所述同步装置接收到曝光反馈信号的时间相对于所述拍摄装置拍摄照片的拍摄时间延时极短，因而将所述同步装置的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间，并与所述照片的存储地址实时对齐，生成所述照片的曝光信息文件，这一曝光信息文件所记录的所述照片的拍摄时间的时间精度可以达到微秒级，可以显著提高地图数据制作过程中高精采集车照片和点云的匹配精度，进而可以提高地图数据的精度。

为使本领域技术人员更好地理解和实现本说明书实施例，以下参照附图，通过具体实施例，并结合具体应用场景进行详细描述。

图2示出了的本说明书实施例中一种高精采集车的照片曝光信息生成系统的结构示意图。在本说明书实施例中，如图2所示，高精采集车的照片曝光信息生成系统20可以包括：导航装置21、同步装置22、摄像装置23、数据处理装置24，其中：

所述导航装置21，适于输出卫星定位系统时间信息；

所述同步装置22，适于基于所述导航装置21输出的卫星定位系统时间工作，控制与之连接的摄像装置23进行拍摄，包括：向所述摄像装置23发出拍摄触发信号触发所述摄像装置拍摄照片，接收来自所述摄像装置23拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，每接收到一个曝光反馈信号，将所述同步装置22的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间，并将所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间发送至所述数据处理装置24；

所述摄像装置23，适于在所述同步装置22的拍摄触发信号的控制下拍摄照片，每拍摄一张照片生成拍摄所述照片的曝光反馈信号并输出至所述同步装置22，并将拍摄的照片传输至所述数据处理装置24；

所述数据处理装置24，适于将摄像装置23拍摄的照片与拍摄所述照片的拍摄时间对齐，生成所述照片的曝光信息文件并存储。

采用上述高精采集车的照片曝光信息生成系统，通过基于卫星定位系统时间工作的同步装置向与之连接的摄像装置发出拍摄触发信号触发所述摄像装置拍摄照片，并且，每接收到一个来自所述摄像装置拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，将所述同步装置的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间由于所述同步装置基于卫星定位系统时间工作，因此可以保证所述同步装置的时间精度，且所述同步装置接收到曝光反馈信号的时间相对于所述摄像装置拍摄照片的拍摄时间延时极短，因而将所述同步装置的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间，并与所述照片与拍摄所述照片的拍摄时间对齐，生成所述照片的曝光信息文件，这一曝光信息文件所记录的所述照片的拍摄时间的时间精度可以达到微秒级，可以显著提高地图数据制作过程中高精采集车照片和点云的匹配精度，进而提高地图数据的精度。

在具体实施中，所述同步装置可以通过多个信号连接端与多个拍摄装置连接，控制所述多个拍摄装置同步拍摄。

在具体实施中，如图2所示，数据处理装置24可以将获取的所述照片与所述摄像装置23拍摄所述照片的拍照时间实时对齐，生成所述照片的曝光信息文件，并存储至所述存储装置25。可以理解的是，所述存储装置25也可以内置于所述数据处理装置内部，或者设置在云端。所述存储装置可以为磁盘等大容量存储装置。在具体实施中，可以采用大容量高速存储硬盘用于存储高精采集车实时采集照片及生成的曝光信息文件等数据。

在本说明书一些实施例中，所述同步装置22可以包括同步信号输入端、数据传输端和多个信号连接端，其中，所述同步装置22可以通过所述同步信号输入端与所述导航装置21连接，适于基于所述导航装置21输出的卫星定位系统时间，进行时间同步，以基于卫星定位系统时间工作；通过所述信号连接端与摄像装置23连接，向与之连接的摄像装置23输出拍摄触发信号触发所述摄像装置23拍摄照片，接收来自所述摄像装置23拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，并且，每接收一个曝光反馈信号，将所述同步装置22的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间。所述同步装置22可以将记录的所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间通过所述数据传输端实时传输至所述数据处理装置24。

采用上述实施例，所述同步装置通过多个信号连接端与多台摄像装置连接，控制所述多台拍摄装置同步拍摄，故可以满足高精采集车多方位多视角同步采集图像数据的需求。

在具体实施中，所述导航装置21可以为组合惯导装置，所述组合惯导装置可以包括卫星导航定位模块和惯性导航模块，其中所述卫星导航定位模块适于输出所述卫星定位系统时间信息。

在具体应用过程中，所述卫星导航定位模块可以为全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)模块、北斗卫星导航系统模块、伽利略卫星导航系统模块、格洛纳斯卫星导航系统模块，或为集成多种导航系统的全球卫星导航系统(Global NavigationSatellite System，GNSS)模块。所述惯性导航模块可以基于其内部设置的惯性器件如陀螺仪、加速度计等获取当前位置信息。

在具体实施中，所述卫星定位系统时间信息可以包括：每秒脉冲数(Pulse PerSecond，PPS)信息和当前时间信息。例如对于包含GPS模块的导航装置21，所述当前时间信息可以采用美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association，NMEA)标准格式的当前时间信息(GPZDA)，可以获取到精确到秒级的当前时间。

在具体实施中，在具体实施中，所述摄像装置23可以记录所述照片的曝光时刻，基于所述照片的曝光时刻生成所述曝光反馈信号。例如，所述摄像装置23根据自身设置，可以获得照片曝光过程中的某一确定时刻作为曝光时刻，并可以记录在曝光时刻寄存器中。当所述摄像装置23获得所述曝光时刻时，可以立即产生一个脉冲信号作为所述曝光反馈信号输出至所述同步装置22，向所述同步装置22反馈，所述同步装置22接收到所述曝光反馈信号时，可以立即生成一个时间戳记录所述时间作为所述摄像装置23拍摄所述照片的拍摄时间。

在具体实施中，同步装置22还可以记录开始拍摄时间和每一张照片的曝光时长，后续可以通过后解算的方式得到每张照片的拍摄时间。其中，对于每一张照片，同步装置22可以将拍摄触发信号发出的时刻作为开始拍摄时间，每一张照片的曝光时长可以通过所述曝光反馈信号获取。

如果有多台摄像装置，在具体实施中，所述同步装置22可以分别记录各摄像装置开始拍摄的时间，及获取摄像装置反馈的每一张照片的曝光时长信息。

作为一示例，对于多台摄像装置，同步装置可以通过所述拍摄触发信号同步触发，并可以通过补偿的方式，使多台摄像装置按照相同的曝光时长工作。这样，对于所述多台摄像装置同步拍摄的照片，所述同步装置可以仅记录一条开始拍摄时间信息和曝光时长信息。

作为另一示例，对于多台摄像装置，同步装置还可以通过不同时间发送拍摄触发信号控制不同曝光能力的相机在相同的时间拍摄照片。这样，对于所述多台摄像装置同步拍摄的照片，所述同步装置也可以仅记录一条开始拍摄时间信息和曝光时长信息。

对于本说明书实施例采用的摄像装置23，根据需要，可以采用在高精采集车上设置的一台或多台摄像装置23采集照片。在具体实施中，为提高采集的地图数据的完整性，可以在高精采集车上安装多台CMOS相机。在本说明书一实施例中，高精采集车搭载6台CMOS相机，其中5台CMOS相机环形分布在所述采集车上，顶部设置一台，采用所述6台CMOS相机可以采集到道路相关信息的全景画面。在具体应用过程中，可以根据需要，可以调节所述高精采集车搭载的摄像装置23的数量、分布位置，以及所选用的摄像装置23的像素。

在具体实施中，所述数据处理装置24可以为具有数据处理能力的计算机。为满足高精地图对数据处理可靠性及稳定性要求，可以采用满足工业标准的工控机实现。

在具体实施中，所述同步装置22也可以作为一个同步模块内置到所述数据处理装置24如工控机中。

如前所述，所述存储装置25可以采用硬盘等大容量存储介质。在具体实施中，所述照片及生成的所述照片的曝光信息文件可以存储在同一存储介质上，可以存储在同一存储介质上的同一物理分区，也可以存储在同一存储介质的不同物理分区，所述照片及生成的所述照片的曝光信息文件也可以存储在不同的存储介质上。

可以理解的是，本说明书实施例中的存储装置25可以为一个物理存储体，也可以为多个物理存储体的组合，所述存储装置25可以包括多个存储介质或多种存储介质。

在本说明书实施例中，高精采集车的照片曝光信息生成系统中同步装置22、数据处理装置24、摄像装置23、存储装置25等各装置之间可以采用千兆网工业相机(GigabitEthernet，GigE)接口、通用串行总线(Universal Series Bus，USB)接口、串型接口等多种硬件接口连接线连接，也可以采用5G无线通信接口。

在具体实施中，还可以根据实际情况及具体需求，对上述高精采集车的照片曝光信息生成系统作进一步的扩展和优化。

例如，所采用的同步装置22的信号连接端的数量小于所述高精采集车上搭载的摄像装置23的数量时，可以采用多个同步装置22，通过多个同步装置22级联的方式获得所述高精采集车上搭载的所有摄像装置23拍摄的照片的曝光信息，生成曝光信息文件。

具体而言，所采用的多个同步装置22中，其中一个同步装置22可以作为主同步装置，其他同步装置22可以作为辅同步装置，其中：

所述主同步装置，适于通过同步信号输入端与所述导航装置21连接，所述主同步装置通过信号连接端分别与辅同步装置的同步信号输入端连接，传输所述卫星定位系统时间信息；

所述辅同步装置，适于通过同步信号端接收所述主同步装置传输的卫星定位系统时间信息，并进行时间同步，且通过信号连接端与摄像装置23连接，向与之连接的摄像装置23输出拍摄触发信号触发所述摄像装置23拍摄照片，接收来自所述摄像装置23拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，每接收到一个曝光反馈信号，将所述同步装置22的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间；并将所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间通过所述数据传输端发送至所述数据处理装置24。

参照图3所示的本说明书实施例中一种多个同步装置级联方式示意图，包括主同步装置31以及与之级联的辅同步装置32和辅同步装置33。参照图3，若每个同步装置上均设置有6个信号连接端S₁～S₆，则采用图3所示多个同步装置的级联方式，采用3个同步装置，最多可以同时获取12个摄像装置拍摄的照片的曝光信息。

在具体实施中，可以根据所采用的同步装置的信号连接端的数量和所需要支持的摄像装置的数量，灵活设置级联的同步装置的数量。可以理解的是，级联的各同步装置可以完全相同，也可以采用不同的同步装置，例如采用的信号连接端的数量不同。例如，共采用三个同步装置，其中采用的主同步装置的信号连接端为2个，2个辅同步装置的信号连接端的数量均为6个，则采用所述三个同步装置最多可以支持12个摄像装置拍摄的照片的曝光信息文件的同时实时生成。所述多个辅同步装置也可以不同，例如3个辅同步装置所具有的信号连接端的数量分别为3、6、8，则将所述3个辅同步装置与匹配的主同步装置级联，最多可以支持17个摄像装置。

由以上实施例可知，通过多个同步装置的级联，可以成倍地扩展所述高精采集车支持的摄像装置的数量。

在本说明书一实施例中，继续参照图2所述的高精采集车的照片曝光信息生成系统的结构示意图，除所包含的上述装置外，高精采集车的照片曝光信息生成系统20还可包括轮速测量装置26，适于测量所述高精采集车的轮速并输出至所述同步装置22，使得所述同步装置22基于获取到的所述高精采集车的轮速，按照预设频率输出所述拍摄触发信号。

在具体实施中，可以采用轮速计等轮速传感器作为所述轮速测量装置26。

采用上述实施例，所述同步装置基于获取到的所述高精采集车的轮速，按照预设频率输出所述拍摄触发信号，可以使所述高精采集车拍摄的照片的距离间隔更加均匀，可以进一步提高高精地图采集到的图像数据的精度和采集效率。

本说明书实施例还提供了一种同步装置，所述同步装置可以基于卫星定位系统的时间工作，用于控制外接摄像装置进行拍摄，参照图4所示的同步装置的结构示意图，在本说明书一实施例中，同步装置40，可以包括：控制单元401、信号接收单元402和时间记录单元403，其中：

所述控制单元401，用于向外接的摄像装置发出拍摄触发信号触发所述摄像装置拍摄照片；

所述信号接收单元402，用于接收来自所述摄像装置拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，每接收到一个曝光反馈信号，触发时间记录模块；

所述时间记录单元403，用于将接收所述到所述曝光反馈信号时，所述同步装置的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间。

采用上述同步装置基于精确的卫星定位系统时间工作，从而可以保证所述同步装置的时间精度，且可以接收到来自各摄像装置的曝光反馈信号时同步装置的时间作为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间，因此可以提高获取到的照片的拍摄时间的精度。

继续参照图4，所述同步装置40还可以包括数据发送单元404，适于将记录的照片的拍摄时间同步传输至数据处理装置。之后，数据处理装置将各摄像装置拍摄的照片的存储地址分别与各自的拍摄时间对齐，即可生成相应照片的曝光信息文件。

在具体实施中，如图4所示，所述同步装置40可以运行于一同步电路板4A上，所述同步电路板4A可以包括：同步信号输入端Sync、多个信号连接端S₁～S_n和数据传输端D，其中：所述同步电路板4A可以通过所述同步信号输入端Sync与导航装置41连接，通过所述信号连接端S₁～S_n可以分别与摄像装置42连接，通过所述数据传输端D与数据处理装置43连接。

在同步装置的上述处理过程中，以接收到所述照片的曝光时刻时返回的曝光反馈信号的同步装置的时间，记录为摄像装置拍摄所述照片的拍摄时间，这一处理方式充分考虑到摄像装置拍摄照片时的曝光的发生机制，相对于以摄像装置的拍照触发时刻作为曝光时刻，可以极大地提高所生成的照片的曝光信息文件的时间精度，在具体应用过程中，可以达到微秒级的精度，满足高精地图的制作指标。

此外，采用所述同步装置，可以同时控制高精采集车上的多个摄像装置，可以满足高精采集车多方位多视角采集图像数据的需求。

此外，采用本说明书实施例的同步装置，无须采用专门可以触发拍摄装置拍照的导航装置，通过通用的导航装置能够获取到用于时间同步的卫星定位系统时间信息即可，因而无须对高精采集车上通用的导航装置进行替换，仅需将本说明书实施例的同步装置安装于高精采集车上，与高精采集车上已有的导航装置、数据处理装置、摄像装置配合即可使用，对现有的高精采集车升级改造的成本较小，易于推广普及。

继续参照图4，在本说明书实施例中，同步装置40还可以包括信号频率调节单元405，所述信号频率调节单元405可以基于测量得到的车速，调节所述拍摄触发信号的输出频率。在具体实施中，所述同步电路板4A上可以包括测速信号输入端Wh，适于获取所述测量得到的车速。

在具体实施中，所述同步电路板4A可以通过测速信号输入端Wh与轮速计44连接，获得车轮转动的速度，通过车轮转动的速度得到高精采集车的实时车速。

在具体实施中，可以采用本说明书实施例的多个同步装置级联连接，由一个同步装置作为主同步装置，其他同步装置作为辅同步装置，从而可任意成倍地扩展所接入的摄像装置的数量。

在所述同步装置作为主同步装置时，可以通过同步信号输入端与所述导航装置连接，通过信号连接端与辅同步装置的同步信号输入端连接，向所述辅同步装置传输卫星定位系统时间信息。

在所述同步装置作为辅同步装置时，可以接收来自所述摄像装置拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，每接收到一个曝光反馈信号，将所述同步装置的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间；并将所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间过所述数据传输端发送至所述数据处理装置。

其中，所述多个信号连接端可以采用双向信号连接端，例如可以采用USB、串行接口等。

可以理解的是，采用本说明书实施例的多个同步装置所组成的同步系统中，所采用的同步装置的规格和参数可以完全相同，也可以不完全相同。其中各同步装置所设置的信号连接端的数量可以不同。

本说明书实施例还提供了一种高精采集车，所述高精高精车上可以设置上述实施例中所介绍的照片曝光信息生成系统，适于基于所述摄像装置拍摄的照片，实时生成所述照片的曝光信息文件，从而可以提高高精采集车生成的地图数据的精度，且可以满足高精采集车全方位采集图像数据的需求，具体设置及实现方式可以参见上述实施例的介绍，此处不再赘述。

本说明书实施例还提供了一种高精采集车的照片曝光信息生成方法，其中所述高精采集车上设置有摄像装置，参照图5，本说明书实施例的高精采集车的照片曝光信息生成方法可以包括如下步骤：

S51，获取卫星定位系统时间信息，基于所述卫星定位系统时间信息进行时间同步。

S52，向所述高精采集车上设置的摄像装置输出拍摄触发信号触发所述摄像装置拍摄照片。

S53，接收来自所述摄像装置拍摄照片时反馈的曝光反馈信号。

S54，每接收到一个曝光反馈信号，记录同步的卫星定位系统时间作为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间。

S55，获取所述摄像装置拍摄的照片，将所述摄像装置拍摄的照片与对应的曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间对齐，生成所述照片的曝光信息文件并存储。

在具体实施中，所述曝光信息文件可以记录所述照片的存储地址及所述照片对应的拍摄时间。

采用上述高精采集车的照片曝光信息生成方法，可以提高高精采集车照片和点云的匹配精度，进而提高地图数据的精度。

以下参照图6所示的点云矢量元素与采用两种不同的曝光信息生成方式所生成的照片融合效果对比图进行对比说明。图6中a)与b)均为照片底图与对应的高精采集车上的激光雷达采集到的点云数据所对应的矢量元素融合生成，其中地面上的矩形框表示点云对应的车道线、地面箭头等元素，地面以上的矢量元素用纵向线段表示杆状物，如电线杆、矩形框表示相应位置的路牌，圆形框标记相应位置的红绿灯等矢量元素。其中，高精采集车上的激光雷达与导航装置直接连接，激光雷达所生成的点云数据已经完成时间同步，因此无须另外单独同步；且不论a)或b)，照片底图已均与高精采集车上对应的激光雷达的空间坐标系完成空间标定，达到高精地图所要求的空间精度。

其中，图6中a)照片所对应的曝光时刻为摄像装置的拍照触发时刻，图6中b)照片所对应的曝光时刻为采用本说明书实施例所记录的照片的拍摄时间。可以明显看出，图6的a)中，地面上的矢量元素箭头无法与照片底图中的地面箭头重合，而图6的b)中地面上的矢量元素箭头则可以与照片底图中的地面箭头重合。

由图6中a)和b)对比可知，图6中a)的照片底图与对应的激光点云矢量数据融合时偏差较大，说明其曝光信息文件中记录的拍照时间的时间戳不精确，图6中b)的照片底图与对应的激光点云矢量元素的位置则可以高度匹配，充分融合，因此可知采用本说明书实施例的方案可以显著地提高高精采集车照片和点云的匹配精度，进而提高地图数据的精度。

在具体实施中，步骤S51和S52可以采用上述实施例中介绍的同步装置进行处理，步骤S53可以采用上述实施例中介绍的数据处理装置进行处理。可以理解的是，在具体实施中，所述同步装置也可以作为一个同步模块内置到所述数据处理装置如工控机中。

所述数据处理装置如工控机可以通过执行计算机指令将获取的所述照片的存储地址与所述摄像装置拍摄所述照片的拍照时间实时对齐，生成所述照片的曝光信息文件，并存储至所述存储装置。所述计算机指令可以包括通过使用任何合适的高级、低级、面向对象的、可视化的、编译的和/或解释的编程语言来实现的任何合适类型的代码，例如，源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码、加密代码等。

虽然本说明书实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种高精采集车的照片曝光信息生成系统，其特征在于，包括导航装置、同步装置、摄像装置、数据处理装置，其中：

所述导航装置，适于输出卫星定位系统时间信息；

所述同步装置，适于基于所述导航装置输出的卫星定位系统时间工作，控制与之连接的摄像装置进行拍摄，包括：向所述摄像装置发出拍摄触发信号触发所述摄像装置拍摄照片，接收来自所述摄像装置拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，每接收到一个曝光反馈信号，将所述同步装置的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间，并将所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间发送至所述数据处理装置；

所述摄像装置，适于在所述同步装置的拍摄触发信号的控制下拍摄照片，每拍摄一张照片生成拍摄所述照片的曝光反馈信号并输出至所述同步装置，并将拍摄的照片传输至所述数据处理装置；

所述数据处理装置，适于将摄像装置拍摄的照片与拍摄所述照片的拍摄时间对齐，生成所述照片的曝光信息文件并存储。

2.根据权利要求1所述的高精采集车的照片曝光信息生成系统，其特征在于，所述同步装置包括适于通过多个信号连接端与多个拍摄装置连接，控制所述多个拍摄装置同步拍摄。

3.根据权利要求1所述的高精采集车的照片曝光信息生成系统，其特征在于，所述同步装置包括多个，其中一个同步装置作为主同步装置，其他同步装置作为辅同步装置，所述主同步装置适于与所述辅同步装置级联连接，其中：

所述主同步装置，适于通过同步信号输入端与所述导航装置连接，所述主同步装置通过信号连接端分别与辅同步装置的同步信号输入端连接，传输所述卫星定位系统时间信息；

所述辅同步装置，适于通过同步信号端接收所述主同步装置传输的卫星定位系统时间信息，并进行时间同步，且通过信号连接端与摄像装置连接，向与之连接的摄像装置输出拍摄触发信号触发所述摄像装置拍摄照片，接收来自所述摄像装置拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，每接收到一个曝光反馈信号，将所述同步装置的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间；并将所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间通过数据传输端发送至所述数据处理装置。

4.根据权利要求2所述的高精采集车的照片曝光信息生成系统，其特征在于，所述级联的多个同步装置具有相同硬件配置或者具有不同硬件配置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的高精采集车的照片曝光信息生成系统，其特征在于，还包括：

轮速测量装置，适于测量所述高精采集车的轮速并输出至所述同步装置，使得所述同步装置基于获取到的所述高精采集车的轮速，按照预设频率输出所述拍摄触发信号。

6.根据权利要求1所述的高精采集车的照片曝光信息生成系统，其特征在于，所述导航装置为组合惯导装置，所述组合惯导装置包括卫星导航定位模块和惯性导航模块，其中所述卫星导航定位模块适于输出所述卫星定位系统时间信息。

7.根据权利要求6所述的高精采集车的照片曝光信息生成系统，其特征在于，所述卫星定位系统时间信息包括：每秒脉冲数信息和当前时间信息。

8.一种同步装置，其特征在于，所述同步装置基于卫星定位系统的时间工作，用于控制外接摄像装置进行拍摄，包括：

控制单元，用于向外接的摄像装置发出拍摄触发信号触发所述摄像装置拍摄照片；

信号接收单元，用于接收来自所述摄像装置拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，每接收到一个曝光反馈信号，触发时间记录单元；

时间记录单元，用于接收所述到所述曝光反馈信号时，将所述同步装置的时间记录为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间。

9.根据权利要求8所述的同步装置，其特征在于，还包括信号频率调节单元，适于基于测量得到的车速，调节所述拍摄触发信号的输出频率。

10.一种高精采集车，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的高精采集车的照片曝光信息生成系统，适于基于所述摄像装置拍摄的照片，实时生成所述照片的曝光信息文件。

11.一种高精采集车的照片曝光信息生成方法，所述高精采集车上设置有摄像装置，其特征在于，所述高精采集车的照片曝光信息生成方法包括：

获取卫星定位系统时间信息，基于所述卫星定位系统时间信息进行时间同步，向所述高精采集车上设置的摄像装置发出拍摄触发信号触发所述摄像装置拍摄照片，接收来自所述摄像装置拍摄照片时反馈的曝光反馈信号，每接收到一个曝光反馈信号，记录同步的卫星定位系统时间作为所述曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间；

获取所述摄像装置拍摄的照片，将所述摄像装置拍摄的照片与对应的曝光反馈信号拍摄的照片的拍摄时间对齐，生成所述照片的曝光信息文件并存储。

Images