CN113918652A

CN113918652A - 数据同步方法、装置及可读存储介质

Info

Publication number: CN113918652A
Application number: CN202111217167.XA
Authority: CN
Inventors: 余亮; 朱嘉炜; 蔡浩
Original assignee: Guangzhou Xaircraft Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Xaircraft Technology Co Ltd
Priority date: 2021-10-19
Filing date: 2021-10-19
Publication date: 2022-01-11

Abstract

本申请提供了一种数据同步方法、装置及可读存储介质，涉及数据采集技术领域。该方法应用于作业设备中的第二传感器，作业设备中还包括与第二传感器通信连接的第一传感器，该方法包括：接收第一传感器在采集第一数据时发送的时间同步信号，其中，时间同步信号中包括基准时间，基准时间为第一传感器在采集第一数据时的时间；将本地时间重置为时间同步信号中的基准时间；获得在基准时间时的第二数据，其中，第二数据的类型为第二传感器采集的数据的类型。如此，可保证不同传感器的时间同步，并且即使多传感器的采样频率不同依然可以利用多传感器得到同一时刻下的不同数据。

Description

数据同步方法、装置及可读存储介质

技术领域

本申请涉及数据采集技术领域，具体而言，涉及一种数据同步方法、装置及可读存储介质。

背景技术

目前，在很多应用场景中，都会利用多传感器进行数据采集，进而基于获得的传感器数据中的时间戳，对不同传感器在相同时间采集的数据进行融合。比如，在无人机上安装有图像传感器及IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)传感器，则后续可对图像传感器与IMU传感器在同一时刻下各自获得的数据进行融合，以实现视觉定位等功能。

目前，由于各传感器有自己独立的时钟，并且这些时钟之间并不同步，因此无法对不同传感器在相同时间采集的数据进行融合。

发明内容

本申请提供了一种数据同步方法、装置、传感器及可读存储介质，其能够利用多传感器获得同一时刻下的不同数据。

本申请的实施例可以这样实现：

第一方面，本申请实施例提供一种数据同步方法，应用于作业设备中的第二传感器，所述作业设备中还包括与所述第二传感器通信连接的第一传感器，所述方法包括：

接收所述第一传感器在采集第一数据时发送的时间同步信号，其中，所述时间同步信号中包括基准时间，所述基准时间为所述第一传感器在采集第一数据时的时间；

将本地时间重置为所述时间同步信号中的所述基准时间；

获得在所述基准时间时的第二数据，其中，所述第二数据的类型为所述第二传感器采集的数据的类型。

第二方面，本申请实施例提供一种数据同步方法，应用于作业设备，所述作业设备中包括通信连接的第一传感器及至少一个第二传感器，所述方法包括：

所述第一传感器在采集第一数据时，向所述第二传感器发送时间同步信号，其中，所述时间同步信号中包括基准时间，所述基准时间为所述第一传感器在采集第一数据时的时间；

所述第二传感器接收所述时间同步信号，并将本地时间重置为所述时间同步信号中的所述基准时间；

所述第二传感器获得在所述基准时间时的第二数据，其中，所述第二数据的类型为所述第二传感器采集的数据的类型。

第三方面，本申请实施例提供一种数据同步装置，应用于作业设备中的第二传感器，所述作业设备中还包括与所述第二传感器通信连接的第一传感器，所述装置包括：

接收模块，用于接收所述第一传感器在采集第一数据时发送的时间同步信号，其中，所述时间同步信号中包括基准时间，所述基准时间为所述第一传感器在采集第一数据时的时间；

重置模块，用于将本地时间重置为所述时间同步信号中的所述基准时间；

数据获得模块，用于获得在所述基准时间时的第二数据，其中，所述第二数据的类型为所述第二传感器采集的数据的类型。

第四方面，本申请实施例提供一种传感器，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器可执行所述机器可执行指令以实现前述实施方式所述的数据同步方法。

第五方面，本申请实施例提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述实施方式所述的数据同步方法。

本申请实施例提供的数据同步方法、装置、传感器及可读存储介质，第二传感器在接收到第一传感器在采集第一数据时发送的时间同步信号的情况下，将本地时间重置为该时间同步信号中包括的表示第一传感器采集第一数据时的时间的基准时间，并获得在该基准时间处的第二数据。其中，第二数据的类型为所述第二传感器采集的数据的类型。如此，通过将第一传感器在采集数据时的时间同步给第二传感器，使得第二传感器根据该时间进行本地时间重置，可保证两个传感器的时间同步；在第二传感器获得时间同步信号的情况下，使第二传感器获得在所述第一传感器采集第一数据时的第二数据，可以得到同一时刻下的不同数据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本申请实施例提供的作业设备的方框示意图；

图2为本申请实施例提供的传感器的方框示意图；

图3为本申请实施例提供的数据同步方法的流程示意图之一；

图4为本申请实施例提供的对两个传感器进行数据同步的示意图之一；

图5为本申请实施例提供的对两个传感器进行数据同步的示意图之二；

图6为本申请实施例提供的对两个传感器进行数据同步的示意图之三；

图7为本申请实施例提供的数据同步方法的流程示意图之二；

图8为本申请实施例提供的数据同步方法的流程示意图之三；

图9为本申请实施例提供的数据同步装置的方框示意图。

图标：10-作业设备；100-第一传感器；200-第二传感器；400-传感器；410-存储器；420-处理器；430-通信单元；500-数据同步装置；510-接收模块；520-重置模块；530-数据获得模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

目前一般通过硬件同步方式或软件同步方式，对不同传感器进行时间同步，以便获得同一时刻的数据。

其中，硬件同步方式为：使用同一种硬件同时发布触发采集命令，实现各传感器采集或测量的时间同步，如此可做到在同一时刻采集不同的信息。比如，多个相机之间通过同一个硬件脉冲信号，达到同时曝光的控制，从而实现多个相机之间的时间同步。

采用硬件同步，需要不同的传感器能支持同时外接一个硬件源(比如，同一个晶振)。若多传感器不能支持同时外接一个硬件源，则无法利用硬件同步方式获得同一时刻的不同信息。若多传感器支持同时外接一个硬件源，需要完成相应的硬件以使得多传感器同时电性连接于一个硬件源，会导致硬件设计比较麻烦。

软件同步方式为：单独设置一主机，通过该主机给各个传感器提供基准时间，各传感器根据被提供的基准时间对自身时间进行校准；各传感器根据已经校准后的各自时间为各自独立采集的数据加上时间戳信息，如此可以做到所有传感器的时间戳同步，也即时间是对齐的。然而，这种方式由于设置单独设置一个主机，因此会增加成本；并且，由于各个传感器各自的采集周期相互独立，因此这种无法保证在同一时刻可以利用多传感器获得不同信息。

针对以上情况，本申请实施例提供了一种数据同步方法、装置、传感器及可读存储介质，在不使用硬件同步的情况下，使用软件同步方式使得多传感器的数据能达到较好的同步效果。如此，在保障数据同步正常的情况下，可简化硬件设计，做到硬件电路上的解耦，方便后续排查各类问题。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，图1是本申请实施例提供的作业设备10的方框示意图。所述作业设备10可以为用于同时采集不同数据的任意设备。所述作业设备10中可以包括多个传感器，各传感器均用于采集数据。比如，所述作业设备10可以为无人机，该无人机上安装有两个传感器：图像传感器及IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)传感器，其中，图像传感器用于采集图像数据，所述IMU传感器用于测量无人机的三轴姿态角及加速度。

所述多个传感器中的其中一个传感器作为第一传感器100，其他传感器作为第二传感器200。其中，所述其他传感器为所述多个传感器中除所述第一传感器100之外的传感器。比如，在上述举例中，若图像传感器作为第一传感器100，则IMU传感器作为第二传感器200。

所述第一传感器100与每个第二传感器200通信连接，用于在自身采集数据时，将自身的当前时间发送每个第二传感器200，以实现多传感器的时间同步，并且可以使每个第二传感器200获得该当前时间时的数据。如此，可以实现多传感器的时间同步及数据同步，并且由于没有增加额外的硬件单元，不会增加成本。

其中，所述第一传感器100与第二传感器200可以是通过网络连接，也可以是电性连接。比如，所述第一传感器100与第二传感器200可以是位于同一块电路板的独立器件，第一传感器100可以通过串口总线或以其他方式与第二传感器200实现电性连接，如此第一传感器100与第二传感器200之间的数据传输时长可以忽略不计。

请参照图2，图2为本申请实施例提供的传感器400的方框示意图。所述传感器400可以作为上述作业设备10中的第一传感器100，也可以作为上述作业设备10中的第二传感器200。所述传感器400包括存储器410、处理器420及通信单元430。所述存储器410、处理器420以及通信单元430各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。

其中，存储器410用于存储程序或者数据。所述存储器410可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric ErasableProgrammable Read-Only Memory，EEPROM)等。

处理器420用于读/写存储器410中存储的数据或程序，并执行相应地功能。比如，在该传感器400作为第一传感器100时，存储器410中存储有数据同步装置，所述数据同步装置包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器410中的软件功能模块。所述处理器420通过运行存储在存储器410内的软件程序以及模块，如本申请实施例中的数据同步装置，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现本申请实施例中的数据同步方法。

通信单元430用于通过网络建立所述传感器400与其它通信终端之间的通信连接，并用于通过所述网络收发数据。

应当理解的是，图2所示的结构仅为传感器400的结构示意图，所述传感器400还可包括比图2中所示更多或者更少的组件，或者具有与图2所示不同的配置。图2中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

请参照图3，图3为本申请实施例提供的数据同步方法的流程示意图之一。所述方法可应用于作业设备10中的第二传感器200。作业设备10可以包括任意一个第二传感器200，各第二传感器200可通过执行下述方法从而实现数据同步。所述作业设备10中还包括与所述第二传感器200通信连接的第一传感器100。下面对数据同步方法的具体流程进行详细阐述。该数据同步方法可以包括步骤S110～步骤S130。

步骤S110，接收所述第一传感器100在采集第一数据时发送的时间同步信号。

在本实施例中，所述第一传感器100在采集第一数据时，生成时间同步信号，并将该时间同步信号发送给所述第二传感器200。其中，所述第一数据的类型为所述第一传感器100需要采集的数据的类型，也即，所述第一数据是所述第一传感器100用于采集的数据，比如，所述第一传感器100为图像传感器，所述第一数据则为图像。

其中，所述时间同步信号中包括基准时间，所述基准时间为所述第一传感器在采集第一数据时的时间。

步骤S120，将本地时间重置为所述时间同步信号中的所述基准时间。

在本实施例中，所述第二传感器200在接收到所述第一传感器100发送的所述时间同步信号之后，可以获得该时间同步信号中所包括的基准时间，进而可以将自身的本地时间重置为该基准时间。也即，所述第二传感器200将本地时间重置为所述第一传感器100在采集第一数据时的时间。

步骤S130，获得在所述基准时间时的第二数据。

在本实施例中，所述第二传感器200还可以在接收到所述时间同步信号的情况下，通过一些方式获得所述基准时间时的第二数据。其中，所述第二数据的类型为所述第二传感器200采集的数据的类型。所述第二传感器200获得的在所述基准时间时的第二数据，可以作为所述第二传感器200在所述基准时间时进行数据采集获得的数据。

如此，通过将第一传感器100在采集数据时的时间同步给第二传感器200，使得第二传感器200根据该时间进行本地时间重置，可保证不同传感器的时间同步，并且无需单独设置一硬件单元以对多传感器进行时间同步或软件同步，不会增加硬件电路的设计难度。同时，在第二传感器200获得时间同步信号的情况下，使第二传感器200获得在所述第一传感器100采集第一数据时的第二数据，可使得即使多传感器的采样频率不同，依然可以利用多传感器得到同一时刻下的不同数据，以便对不同传感器在相同时间下的数据进行融合。

在本实施例中，可以通过任意方式先从所述作业设备10的多个传感器中选出一个传感器作为第一传感器100，并将剩余的每个传感器作为第二传感器200。

可选地，作为一种可选的实施方式，可以根据每个传感器的时间准确性，选出准确性最好的传感器作为所述第一传感器100。如此，在传感器数据中包括采集到的数据以及时间戳的情况下，便于保证时间戳的准确性。

其中，可以通过以下方式获得每个传感器的时间准确性。每个传感器中包括晶振，晶振可以产生时钟频率信号，可以根据晶振的规格说明确定每个传感器的时间准确性，进而确定出时间准确性最好的传感器。

比如，作业设备10中包括一个图像传感器和一个IMU传感器，图像传感器的晶振时间比IMU传感器的晶振时间更准确，因此可以将图像传感器作为第一传感器100，将非图像传感器的IMU传感器作为第二传感器200。

可选地，作为另一种可选的实施方式，还可以根据每个传感器的采样频率，选出使用最大采样频率或者最小采样频率的传感器作为所述第一传感器100。如此，便于后续进行不同传感器数据的融合。

可以理解的是，上述第一传感器100的选择方式仅为举例说明，也可以通过其他方式选择，在此不做具体限定。

可选地，在利用多作业设备10不进行长时间的数据采集的情况下，所述第一传感器100可以在基于第一预设采样频率采集第一数据时，仅同时向每个第二传感器200发送一次所述时间同步信号。每个第二传感器200在接收到该时间同步信号的情况下，则基于该时间同步信号中的基准时间对本机时间进行重置，并将该基准时间作为自身进行数据采集的时间起点，然后开始基于本机使用的第二预设采样频率进行数据采集，从而获得在基准时间时的第二数据以及在基准时间之后的第二数据。如此，通过一次时间同步，可以使得多传感器的采样起点一致，同时由于使用时间短，因此也可以保证在一次时间同步之后到停止采集之间各传感器的时间差不大。

可选地，所述第一传感器100也可以在目标同步频率下，在采集第一数据时，向每个第二传感器200发送所述时间同步信号，即以目标同步频率发送时间同步信号。如此，可以周期性地获得同一时刻下的不同数据，同时保证第一传感器100与第二传感器200的时间差较小。其中，所述目标同步频率可以是所述第一传感器100自行确定的，也可以是用户输入的，还可以是其他设备确定之后发送给所述第一传感器100的。

其中，所述第一传感器100使用的第一预设采样频率可以是所述目标同步频率的整数倍。具体倍数关系可以根据实际情况确定。

作为一种可能的实现方式，所述第一预设采样频率与所述目标同步频率相同，即所述第一预设采样频率为所述目标同步频率的1倍。如此，所述第一传感器100每采集一次第一数据，就发送一次时间同步信号给每个第二传感器200，以便第二传感器200频繁进行时间同步，从而保证时间一致性。

作为另一种可能的实现方式，由于短时间内第一传感器100与第二传感器200的时间相差不大，因此所述第一预设采样频率可以是所述目标同步频率的N倍，N大于等于2。如此，可以通过减少时间同步的频率，从而节省通信带宽。

在所述第一传感器100会进行多次时间同步的情况下，在所述第一传感器100第一次发送时间同步信号时，也即所述第二传感器在所述基准时间之前未经采集得到第二数据时，所述第二传感器200在第一次接收时间同步信号后，可以将第一次接收到的时间同步信号中的基准时间作为采样起点，然后按照第二预设采样频率进行数据采集，获得第二数据。其中，在将第一次接收到的时间同步信号中的基准时间作为采样起点，然后按照第二预设采样频率进行数据采集的过程中，获得的第一个第二数据即为在第一次时间同步信号中的基准时间时的第二数据。

在进行第一次时间同步之后，第一传感器100与第二传感器200各自按照自身的采样频率进行数据采集。

在进行第m(m为大于等于2的正整数)次时间同步时，所述第二传感器200在接收到第m次时间同步信号的情况下，可以将本地时间重置为第m次时间同步信号中的基准时间，然后可以通过数据采集获得在第m次时间同步信号中的基准时间时的第二数据。之后，继续以第一次接收到的基准时间为采集起点，按照自身的第二预设采样频率进行数据采集。相当于第二传感器200不仅根据第二预设采样频率进行数据采集，还会在时间同步时进行数据采集，由此可保证在进行第m次时间同步时获得的第二数据的准确性。

可选地，所述第二传感器200在将本地时间重置为第m次时间同步信号中的基准时间的情况下，还可以获得自身在第m次时间同步信号中的基准时间之前得到的多个第二数据。其中，所述在该第m次时间同步信号中的基准时间之前得到的多个第二数据，包括所述第二传感器200在按照第二预设采样频率进行数据采集时获得的第二数据，所述基准时间不是所述第二传感器200的采样时间。所述第二传感器200可以根据在第m次时间同步信号中的基准时间之前得到的多个第二数据，预测得到在第m次同步的基准时间时的第二数据。

在利用预测方式获得第m次发送的基准时间时的第二数据之后，所述第二传感器200可继续以第一次接收到的基准时间为采集起点，按照自身的第二预设采样频率进行数据采集。如此，在第一传感器100与第二传感器200的采样频率不是整数倍、且不调整第二传感器200使用的采样频率的情况下，可使得第一传感器100与第二传感器200的数据在时间上对齐。

其中，具体的预测算法，可以结合实际需求确定，在此不进行具体限定。

可选地，为了尽可能地保证数据在时间上的对齐，在所述第一预设采样频率是所述目标同步频率的整数倍、且该整数倍大于1的情况下，在进行第m次时间同步之后，所述第二传感器200可以根据所述第二传感器200在目标采样时间附近已采集的第二数据，获得在所述目标采样时间时的第二数据。其中，所述目标采样时间是所述第一传感器100的在第m次进行时间同步使用的基准时间之前的任一采样时间。

可选地，所述第二传感器200可以根据所述第一预设采样频率以及本次接收到的基准时间及上一次接收到的基准时间，确定出所述第一传感器100在时间同步中未使用的至少一个目标采样时间，然而根据自身在目标采样时间附近已采集的第二数据，得到在目标采样时间时的第二数据。其中，所述第一传感器100在时间同步中未使用的目标采样时间，表示所述第一传感器100在进行第一数据采集但没有发送时间同步信号给第二传感器200的时间。

比如，所述第一传感器100的采样时间有0、1、2、3，其中，在采样时间0、3时分别进行了时间同步，则表示采样时间1、2为时间同步时未使用的采样时间，目标采样时间可以为采样时间1及2或者为采样时间1、2中的其中一个。

在目标采样时间为采样时间1及2的情况下，可根据所述第二传感器200当前已获得的第二数据各自对应的时间戳，找出时间戳与目标采样时间1接近的多个第二数据，然后基于该多个第二数据得到在目标采样时间1处的第二数据；并找出时间戳与目标采样时间2接近的多个第二数据，然后基于该多个第二数据得到在目标采样时间2处的第二数据。如此，可以尽可能地保证第一数据与第二数据在时间上对齐。

可以理解的是，上述目标采样时间的确定方式仅为举例说明，也可以通过其他方式确定，比如，其他设备确定出目标采样时间，并将该目标采样时间发送给第二传感器200。

可选地，所述第二传感器200在目标采样时间附近已采集的第二数据，可以包括所述第二传感器200在目标采样时间之前采集的第二数据和/或在目标采样时间之后采集的第二数据。比如，可以根据所述第二传感器200在目标采样时间之前采集的第二数据，或者，根据所述第二传感器200在目标采样时间之后采集的第二数据，预测得到在目标采样时间时的第二数据。还可以根据所述第二传感器在目标采样时间之前和之后采集的第二数据，插值得到在所述目标采样时间时的第二数据。

由于晶振频率与温度有关，在作业设备10工作较长时间后，作业设备10内部温度可能比较高，从而影响各传感器的晶振频率，进而导致第一传感器100与第二传感器200之间的时间差增大，因此可以根据所述作业设备10的内部温度调整使用的目标同步频率，比如，在内部温度升高的情况下可以减小两次时间同步之间的间隔。

可选地，作为一种可能的实现方式，一个第二传感器200可以通过任意方式获取所述作业设备10的内部温度，比如，通过与一温度传感器的数据通信获得所述内部温度。该第二传感器200可以根据该内部温度调整所述目标同步频率，并将调整后的目标同步频率发送给所述第一传感器100。第一传感器100则根据该调整后的目标同步频率发送时间同步信号。其中，所述第一传感器使用的第一预设采样频率可以仍然为调整后的目标同步频率的整数倍。所述目标同步频率与环境温度之间的关系可以为正相关。如此，可避免由于温度对晶振频率的影响导致传感器之间的时间差一直增大。

作为另一种可能的实现方式，也可以是所述第一传感器100获取所述作业设备10的内部温度，并根据所述内部温度调整所述目标同步频率。还可以是其他器件根据所述作业设备10的内部温度对所述目标同步频率进行调整，并将调整后的目标同步频率发送给所述第一传感器100。

在所述第一传感器100周期性地向所述第二传感器200发送时间同步信号的情况下，可以在环境温度高于预设温度的情况下，增大所使用的目标同步频率，也即提高目标同步频率，以避免由于温度的影响导致第一传感器100与第二传感器200之间的时间差增大。其中，所述预设温度可以基于实际需求确定，目标同步频率的增大幅度也可以结合温度的变化幅度确定。

其中，在调整之前使用的目标同步频率，可以是所述第一传感器100自行设置的，比如，结合当时作业设备10内的内部温度设置的。也可以是其他设备确定并发送给所述第一传感器100的。在此不对调整之前使用的目标同步频率的具体设置方式进行限定，可以结合实际情况设置。

在选出的第一传感器100不能正常工作的情况下，还可以从作业设备10包括的第二传感器200中选出一个传感器作为新的第一传感器100，然后其他第二传感器200根据该新的第一传感器100的时间进行时间同步，也即执行上述步骤S110～步骤S130。

下面结合图4～图6，对上述数据同步方法进行举例说明。

假设作业设备10为无人机，无人机上设置有2个传感器：传感器1及传感器2。传感器1为图像传感器，传感器2为IMU传感器。

图像传感器的晶振时间比IMU传感器的晶振时间更准确。一般情况下，图像传感器的曝光时间间隔不是固定的，间隔在28ms～34ms之间。图像传感器每曝光一次就采集一帧图像数据。在本实施例中，假设图像传感器的采样率为33HZ。

IMU传感器的晶振时间没有图像传感器的晶振时间准确，采样率固定为200Hz。因为IMU传感器的晶振时间不是准确的，所以实际的采样频率会是在200hz附近左右波动。

图像传感器在采集第一个数据时，可以将一个时间同步信号发送给IMU传感器。在该时间同步信号中包括：图像传感器在采集第一个数据时生成的中断信号(interruptsignal)以及当前的图像时间(T_image)。该时间同步信号相当于图4中的触发信号，是用于触发IMU传感器进行时间同步的。

IMU传感器在收到上述时间同步信号后，可以向图像传感器返回一个应答信号，并将自己的时间(T_IMU)重置为收到的图像时间(T_image)，此时IMU传感器和图像传感器的时间同步。比如，如图4所示，假设当前的图像时间(T_image)为t0，则IMU传感器将本地时间重置为t0。

在同步时间之后，IMU传感器可以按照自身使用的第二预设采样频率采集数据。在第一次同步之后，图像传感器和IMU传感器的采样起点就一致了。

由于两者的晶振频率不同，随着时间的增长，两者的时间差可能会越大越大，因此可以通过多次同步来缓解上述可能出现的情况。

可选地，图像传感器可以在每次采样时，都通过以上方式告知IMU传感器当前的时间；IMU传感器每次接收到时间同步信号后，都把自己的时间重新设置成图像的时间。如此，目标同步频率是每帧一次，时间差最小。

如图5所示，如果图像传感器的曝光时间间隔为33ms，IMU传感器的采样频率是5ms一次，那么图像传感器的时间戳在进行第一次同步到第二次同步时为：T0、T0+33，对应地，IMU的时间戳在此期间为：T0、T0+5、T0+10、T0+15、T0+20、T0+25、T0+30、T0+33，IMU传感器在完成第二次同步到第三同步时的时间戳则如图6所示：T0+35、T0+40、T0+45等。

IMU传感器在T0+30时采集了一个数据，由于IMU传感器的采样频率相对固定，所以IMU传感器下一次采集数据的时间是T0+35，即T0+33这一时间并不是IMU在使用200HZ作为采样频率时的采样时间，在时间T0+33，IMU传感器并不会采集数据，由此则会出现在T0+33这一时间，图像数据没有与之对应的IMU数据。

为了图像数据与IMU数据在时间上对齐，可以通过预测的算法结合历史数据预测出在T0+33这一时间的IMU数据。

以x轴为例，可以取插值前两组数据，即：T0+25和T0+30时间下的加速度数据，计算加速度的变化率：

按照图像采样的时间计算倒数第二个采样的时间与最后一个插值数据的时间间隔：Δt＝33-30＝3ms。

那么，插值的数据就为上一采样时间的加速度+加速度的变化率*时间间隔，即：

同理：y、z轴的加速度与陀螺仪的三轴也可以通过类似的方式计算得到。

在上述方式，图像传感器每次采集图像都进行一次同步，但由于短时间内图像传感器和IMU传感器的时间相差不大，因此可以减少同步的频率，从而可以节省通信带宽，比如可以每隔n帧图像同步一次时间。

比如，可以每2帧图像同步一次。在这种方式下，如图6所示，在时间T0+33并不进行时间同步，而是在时间T0+66图像传感器才进行同步，即发时间同步信号给IMU传感器，使IMU传感器同步自己的时间，以保持时间和图像传感器的时间一致。

如此，对于T0+66的图像数据，其对应的IMU传感器在T0+66的数据仍然可以通过前述的预测算法计算得到。

而对于T0+33的图像数据，其在时间上一致的IMU数据则可以通过插值方法得到，即可以利用T0+30和T0+35的数据插值出T0+33的数据，具体可以表示为：

在飞机工作较长时间后，飞控内部的温度可能比较高，从而影响晶振频率。可以通过飞控内部的温度传感器获取内部温度，并根据内部温度调整目标同步频率。比如，当温度在设定的范围内时，可以每隔5帧图像同步一次；在温度超出设定的范围时，可以提高目标同步频率，比如每帧均进行同步。

本申请实施例可在不采用硬件同步的情况下，使用软件实现多传感器的数据同步，达到较好的效果，且软件计算量不大。并且，可以解决由于采样频率不是倍数关系导致的同一时间没有对应数据的问题，比如，可以通过插值或者预测的方式得到同一时间下的IMU数据。同时，在按照一定频率进行时间同步的情况下，还可以根据温度情况调整时间同步的频率，以保证第二传感器200的时间与第一传感器100的时间一致。

请参照图7，图7为本申请实施例提供的数据同步方法的流程示意图之二。该数据同步方法可以应用于作业设备10，该所述作业设备10中包括通信连接的第一传感器100及至少一个第二传感器200。该数据同步方法可以包括步骤S210～步骤S230。

步骤S210，所述第一传感器100在采集第一数据时，向所述第二传感器200发送时间同步信号。

其中，所述时间同步信号中包括基准时间，所述基准时间为所述第一传感器100在采集第一数据时的时间。

步骤S220，所述第二传感器200接收所述时间同步信号，并将本地时间重置为所述时间同步信号中的所述基准时间。

步骤S230，所述第二传感器200获得在所述基准时间时的第二数据。

其中，所述第二数据的类型为所述第二传感器200采集的数据的类型。

请参照图8，图8为本申请实施例提供的数据同步方法的流程示意图之三。可选地，在本实施例中，所述方法还可以包括步骤S201。

步骤S201，所述第一传感器100根据使用的第一预设采样频率，设置目标同步频率。

其中，所述目标同步频率表示发送所述时间同步信号的频率，所述目标同步频率为所述第一预设采样频率的整数倍。

可选地，所述第一传感器100还可以获取所述作业设备10的内部温度，并根据所述内部温度调整所述目标同步频率。其中，所述目标同步频率与所述内部温度正相关。比如，所述第一传感器100在内部温度高于预设温度的情况下，增大所使用的目标同步频率。

在本实施例中，关于应用于作业设备10的数据同步方法的具体描述，可以参照上文对步骤S110～步骤S130的描述，在此不再赘述。

为了执行上述实施例及各个可能的方式中的相应步骤，下面给出一种数据同步装置500的实现方式，可选地，该数据同步装置500可以采用上述图2所示的传感器400的器件结构。进一步地，请参照图9，图9为本申请实施例提供的数据同步装置500的方框示意图。需要说明的是，本实施例所提供的数据同步装置500，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。所述数据同步装置500可以包括：接收模块510、重置模块520及数据获得模块530。

所述接收模块510，用于接收所述第一传感器100在采集第一数据时发送的时间同步信号。

所述重置模块520，用于将本地时间重置为所述时间同步信号中的所述基准时间。

所述数据获得模块530，用于获得在所述基准时间时的第二数据。

可选地，在本实施例中，所述数据获得模块530具体用于：根据在所述基准时间之前得到的多个第二数据，预测得到在所述基准时间时的第二数据，其中，所述在所述基准时间之前得到的多个第二数据包括所述第二传感器200在按照第二预设采样频率进行数据采集时获得的第二数据，所述基准时间不是所述第二传感器的采样时间。

可选地，在本实施例中，所述数据获得模块530具体用于：将第一次接收到的所述基准时间作为采样起点，按照所述第二预设采样频率继续采集后续的第二数据。

可选地，在本实施例中，所述接收模块510具体用于：接收所述第一传感器以目标同步频率发送的所述时间同步信号。其中，所述第一传感器100使用的第一预设采样频率为所述目标同步频率的整数倍。

可选地，在本实施例中，在所述整数倍大于1的情况下，所述数据获得模块530还用于：根据所述第二传感器在目标采样时间之前和之后采集的第二数据，插值得到在所述目标采样时间时的第二数据。其中，所述目标采样时间是所述第一传感器的在所述基准时间之前的任一采样时间。

可选地，在本实施例中，所述数据同步装置500还可以包括调整模块，所述调整模块用于：获取所述作业设备10的内部温度；根据所述内部温度调整所述目标同步频率。其中，所述目标同步频率与所述内部温度正相关。

可选地，在本实施例中，所述第一传感器100为图像传感器，所述第二传感器200为惯性测量单元。

可选地，上述模块可以软件或固件(Firmware)的形式存储于图2所示的存储器410中或固化于传感器400的操作***(Operating System，OS)中，并可由图2中的处理器420执行。同时，执行上述模块所需的数据、程序的代码等可以存储在存储器410中。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的数据同步方法。

综上所述，本申请实施例提供一种数据同步方法、装置、传感器及可读存储介质，第二传感器在接收到第一传感器在采集第一数据时发送的时间同步信号的情况下，将本地时间重置为该时间同步信号中包括的表示第一传感器采集第一数据时的时间的基准时间，并获得在该基准时间处的第二数据。其中，第二数据的类型为所述第二传感器采集的数据的类型。如此，通过将第一传感器在采集数据时的时间同步给第二传感器，使得第二传感器根据该时间进行本地时间重置，可保证不同传感器的时间同步，并且无需单独设置一硬件单元以对多传感器进行时间同步或软件同步，不会增加硬件电路的设计难度；同时，在第二传感器获得时间同步信号的情况下，使第二传感器获得在所述第一传感器采集第一数据时的第二数据，可使得即使多传感器的采样频率不同，依然可以利用多传感器得到同一时刻下的不同数据。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种数据同步方法，其特征在于，应用于作业设备中的第二传感器，所述作业设备中还包括与所述第二传感器通信连接的第一传感器，所述方法包括：

将本地时间重置为所述时间同步信号中的所述基准时间；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得在所述基准时间时的第二数据，包括：

根据在所述基准时间之前得到的多个第二数据，预测得到在所述基准时间时的第二数据，其中，所述在所述基准时间之前得到的多个第二数据包括所述第二传感器在按照第二预设采样频率进行数据采集时获得的第二数据，所述基准时间不是所述第二传感器的采样时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获得在所述基准时间时的第二数据之后，所述方法还包括：

将第一次接收到的所述基准时间作为采样起点，按照第二预设采样频率继续采集后续的第二数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收所述第一传感器在采集第一数据时发送的时间同步信号，包括：

接收所述第一传感器以目标同步频率发送的所述时间同步信号，其中，所述第一传感器使用的第一预设采样频率为所述目标同步频率的整数倍。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述整数倍大于1的情况下，所述方法还包括：

根据所述第二传感器在目标采样时间之前和之后采集的第二数据，插值得到在所述目标采样时间时的第二数据，其中，所述目标采样时间是所述第一传感器的在所述基准时间之前的任一采样时间。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述作业设备的内部温度；

根据所述内部温度调整所述目标同步频率，其中，所述目标同步频率与所述内部温度正相关。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述第一传感器为图像传感器，所述第二传感器为惯性测量单元。

8.一种数据同步方法，其特征在于，应用于作业设备，所述作业设备中包括通信连接的第一传感器及至少一个第二传感器，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一传感器根据使用的第一预设采样频率，设置目标同步频率，其中，所述目标同步频率表示发送所述时间同步信号的频率，所述目标同步频率为所述第一预设采样频率的整数倍。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第一传感器获取所述作业设备的内部温度；

所述第一传感器根据所述内部温度调整所述目标同步频率，其中，所述目标同步频率与所述内部温度正相关。

11.一种数据同步装置，其特征在于，应用于作业设备中的第二传感器，所述作业设备中还包括与所述第二传感器通信连接的第一传感器，所述装置包括：

12.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述的数据同步方法。