时间同步方法、装置、电子设备、存储介质及车辆

摘要

本发明实施例公开了一种时间同步方法、装置、电子设备、存储介质和车辆，涉及自动驾驶领域。该实施例包括：实时获取第一时钟源信号和第二时钟源信号，第一时钟源为卫星信号，第二时钟源为路侧单元的时间同步信号；在仅获取到第一时钟源信号时，将第一时钟源信号作为全局时钟源；在仅获取到第二时钟源信号时，将第二时钟源信号作为全局时钟源；在同时获取到第一时钟源信号以及第二时钟源信号时，将第一时钟源和第二时钟源中精度较高的时钟源作为全局时钟源；基于全局时钟源，对车载单元的本地时间进行同步。该实施例提供了双时钟源，通过时钟源冗余保证了车端在恶劣环境下能够得到稳定的、准确的授时，保证了车路协同的可实现性和低成本。

权利要求

1.一种时间同步方法，其特征在于，所述方法包括：实时获取第一时钟源信号和第二时钟源信号，其中，所述第一时钟源信号为卫星信号，所述第二时钟源信号为路侧单元的时间同步信号；

在获取到所述第一时钟源信号、未获取到所述第二时钟源信号的情况下，将所述第一时钟源信号作为全局时钟源；

在获取到所述第二时钟源信号、未获取到所述第一时钟源信号的情况下，将所述第二时钟源信号作为所述全局时钟源；

在同时获取到所述第一时钟源信号以及所述第二时钟源信号的情况下，根据所述卫星信号，确定可用卫星的数量；判断所述可用卫星的数量是否大于或等于第二预设阈值；若所述可用卫星的数量大于或等于第二预设阈值，则计算出所述第一时钟源信号对应的第一世界时间以及所述第二时钟源信号对应的第二世界时间；以及比较所述第一世界时间和所述第二世界时间两者之间的精度，以从所述第一时钟源信号和所述第二时钟源信号中确定精度较高的时钟源信号，将所述精度较高的时钟源信号作为全局时钟源；若所述可用卫星的数量小于第二预设阈值，则将所述第二时钟源信号作为全局时钟源；

基于所述全局时钟源，对车载单元的本地时间进行同步。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，比较所述第一世界时间和所述第二世界时间两者之间的精度，以从所述第一时钟源信号和所述第二时钟源信号中确定精度较高的时钟源信号，包括：

获取相邻两次卫星信号，分别基于所述两次卫星信号获取第一候选世界时间和第二候选世界时间；计算所述第二候选世界时间与所述第一候选世界时间的差值，得到第一时间差；

获取相邻两次时间同步信号，分别基于所述两次时间同步信号获取第三候选世界时间和第四候选世界时间；计算所述第四候选世界时间与所述第三候选世界时间的差值，得到第二时间差；

比较所述第一时间差与所述第二时间差，以比较所述第一世界时间和所述第二世界时间两者之间的精度；

若所述第一时间差小于所述第二时间差，则精度较高的时钟源信号为第一时钟源信号，否则精度较高的时钟源信号为第二时钟源信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，比较所述第一时间差与所述第二时间差之前，所述方法还包括：确定所述第一时间差和所述第二时间差均不大于第一预设阈值。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于时间同步信号获取第三候选世界时间或第四候选世界时间包括：

基于时间同步信号，确定所述车载单元与所述路侧单元的链路传播延迟时间和时钟频率比；

根据所述链路传播延迟时间和所述时钟频率比，确定第三候选世界时间或第四候选世界时间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述时钟频率比，修改所述车载单元的本地时钟的计数周期，以使所述车载单元的计数频率与所述路侧单元的计数频率一致。

6.一种时间同步装置，其特征在于，所述装置包括：时钟源获取模块，用于实时获取第一时钟源信号和第二时钟源信号，其中，所述第一时钟源信号为卫星信号，所述第二时钟源信号为路侧单元的时间同步信号；

全局时钟确定模块，用于在获取到所述第一时钟源信号、未获取到所述第二时钟源信号的情况下，将所述第一时钟源信号作为全局时钟源；在获取到所述第二时钟源信号、未获取到所述第一时钟源信号的情况下，将所述第二时钟源信号作为所述全局时钟源；在同时获取到所述第一时钟源信号以及所述第二时钟源信号的情况下，根据所述卫星信号，确定可用卫星的数量；判断所述可用卫星的数量是否大于或等于第二预设阈值；在所述可用卫星的数量大于或等于第二预设阈值的情况下，计算出所述第一时钟源信号对应的第一世界时间以及所述第二时钟源信号对应的第二世界时间；以及比较所述第一世界时间和所述第二世界时间两者之间的精度，以从所述第一时钟源信号和所述第二时钟源信号中确定精度较高的时钟源信号，将所述精度较高的时钟源信号作为全局时钟源；在所述可用卫星的数量小于第二预设阈值的情况下，将所述第二时钟源信号作为全局时钟源；

时间同步模块，用于基于所述全局时钟源，对车载单元的本地时间进行同步。

7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；

所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使得所述处理器执行以下步骤：

实时获取第一时钟源信号和第二时钟源信号，其中，所述第一时钟源信号为卫星信号，所述第二时钟源信号为路侧单元的时间同步信号；

在获取到所述第一时钟源信号、未获取到所述第二时钟源信号的情况下，将所述第一时钟源信号作为全局时钟源；

在获取到所述第二时钟源信号、未获取到所述第一时钟源信号的情况下，将所述第二时钟源信号作为所述全局时钟源；

在同时获取到所述第一时钟源信号以及所述第二时钟源信号的情况下，根据所述卫星信号，确定可用卫星的数量；判断所述可用卫星的数量是否大于或等于第二预设阈值；若所述可用卫星的数量大于或等于第二预设阈值，则计算出所述第一时钟源信号对应的第一世界时间以及所述第二时钟源信号对应的第二世界时间；以及比较所述第一世界时间和所述第二世界时间两者之间的精度，以从所述第一时钟源信号和所述第二时钟源信号中确定精度较高的时钟源信号，将所述精度较高的时钟源信号作为全局时钟源；若所述可用卫星的数量小于第二预设阈值，则将所述第二时钟源信号作为全局时钟源；

基于所述全局时钟源，对车载单元的本地时间进行同步。

8.一种计算机可读存储介质，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权利要求1‑5中任一项所述的方法。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求6所述的时间同步装置。

说明书

时间同步方法、装置、电子设备、存储介质及车辆

技术领域

[0001] 本申请涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种时间同步方法、装置、电子设备、存储介质及车辆。

背景技术

[0002] 随着自动驾驶、智慧交通技术的高速发展，车路协同是智能交通系统的高级发展形式，是物联网技术在交通运输领域的重要应用。车路协同一切技术的开端都离不开各控
制单元之间的时间同步，即需要将车载控制单元、路侧单元或云端的时间同步。目前常通过
GNSS模组的PPS信号对车载控制单元、路侧单元进行授时，或者采用高精度的晶体时钟源进
行授时。然而，GNSS模组对环境的要求较高，比如市区干扰较大、在隧道、天桥内没有GPS信
号或者天气差影响GPS信号时都会导致GNSS模组无法输出稳定、精确的PPS信号，无法持续
进行授时。高精度晶体时钟源成本较高，不适用批量产品，且易受到温度影响产生累计误
差。

发明内容

[0003] 为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明实施例提供一种时间同步方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质及车辆。

[0004] 第一方面，本发明实施例提供了一种时间同步方法，包括：实时获取第一时钟源信号和第二时钟源信号，其中，所述第一时钟源信号为卫星信号，所述第二时钟源信号为路侧
单元的时间同步信号；在获取到所述第一时钟源信号、未获取到所述第二时钟源信号的情
况下，将所述第一时钟源信号作为全局时钟源；在获取到所述第二时钟源信号、未获取到所
述第一时钟源信号的情况下，将所述第二时钟源信号作为所述全局时钟源；在同时获取到
所述第一时钟源信号以及所述第二时钟源信号的情况下，计算出所述第一时钟源信号对应
的第一世界时间以及所述第二时钟源信号对应的第二世界时间；比较所述第一世界时间和
所述第二世界时间两者之间的精度，以从所述第一时钟源信号和所述第二时钟源信号中确
定精度较高的时钟源信号，将所述精度较高的时钟源信号作为全局时钟源；基于所述全局
时钟源，对车载单元的本地时间进行同步。

[0005] 在可选的实施例中，比较所述第一世界时间和所述第二世界时间两者之间的精度，以从所述第一时钟源信号和所述第二时钟源信号中确定精度较高的时钟源信号包括：
获取相邻两次卫星信号，分别基于所述两次卫星信号获取第一候选世界时间和第二候选世
界时间；计算所述第二候选世界时间与所述第一候选世界时间的差值，得到第一时间差；获
取相邻两次时间同步信号，分别基于所述两次时间同步信号获取第三候选世界时间和第四
候选世界时间；计算所述第四候选世界时间与所述第三候选世界时间的差值，得到第二时
间差；比较所述第一时间差与所述第二时间差，以比较所述第一世界时间和所述第二世界
时间两者之间的精度；若所述第一时间差小于所述第二时间差，则精度较高的时钟源信号
为第一时钟源信号，否则精度较高的时钟源信号为第二时钟源信号。

[0006] 在可选的实施例中，比较所述第一时间差与所述第二时间差之前，所述方法还包括：确定所述第一时间差和所述第二时间差均不大于第一预设阈值。

[0007] 在可选的实施例中，基于时间同步信号获取第三候选世界时间或第四候选世界时间包括：基于时间同步信号，确定所述车载控制单元与所述路侧单元的链路传播延迟时间、
时钟频率比；根据所述链路传播延迟时间、时钟频率比，确定第三候选世界时间或第四候选
世界时间。

[0008] 在可选的实施例中，所述方法还包括根据如下步骤确定所述链路传播延迟时间：向所述路侧单元发送事件报文，确定发送所述事件报文的第一时间戳；接收所述路侧单元
发送的响应报文和跟随报文，根据所述响应报文，确定所述路侧单元接收到所述事件报文
的第二时间戳，根据所述跟随报文，确定所述路侧单元发送所述响应报文的第三时间戳；确
定接收到所述响应报文的第四时间戳；基于所述第一时间戳、所述第二时间戳、第三时间戳
和第四时间戳，确定所述链路传播延迟时间；

[0009] 根据如下步骤确定所述时钟频率比：周期性确定多个所述第三时间戳和多个所述第四时间戳，基于所述多个所述第三时间戳和多个所述第四时间戳，确定所述时钟频率比。

[0010] 在可选的实施例中，所述方法还包括：根据所述时钟频率比，修改所述车载控制单元的本地时钟的计数周期，以使所述车载控制单元的计数频率与所述路侧单元的计数频率
一致。

[0011] 在可选的实施例中，在获取第一世界时间之前，所述方法还包括确定所述卫星信号满足预设条件。

[0012] 在可选的实施例中，确定所述卫星信号满足预设条件包括：根据所述卫星信号，确定可用卫星的数量；判断所述可用卫星的数量是否大于或等于第二预设阈值；若是，则确定
所述卫星信号满足预设条件。

[0013] 在可选的实施例中，判断所述可用卫星的数量是否大于或等于第二阈值包括：判断所述可用卫星的信噪比是否大于第三预设阈值，将信噪比大于第三预设阈值的可用卫星
作为有效卫星；判断所述有效卫星的数量是否大于或等于第二预设阈值。

[0014] 第二方面，本发明实施例还提供了一种时间同步装置，包括：时钟源获取模块，用于实时获取第一时钟源信号和第二时钟源信号，其中，所述第一时钟源信号为卫星信号，所
述第二时钟源信号为路侧单元的时间同步信号；全局时钟确定模块，用于在获取到所述第
一时钟源信号、未获取到所述第二时钟源信号的情况下，将所述第一时钟源信号作为全局
时钟源；在获取到所述第二时钟源信号、未获取到所述第一时钟源信号的情况下，将所述第
二时钟源信号作为所述全局时钟源；在同时获取到所述第一时钟源信号以及所述第二时钟
源信号的情况下，计算出所述第一时钟源信号对应的第一世界时间以及所述第二时钟源信
号对应的第二世界时间；比较所述第一世界时间和所述第二世界时间两者之间的精度，以
从所述第一时钟源信号和所述第二时钟源信号中确定精度较高的时钟源信号，将所述精度
较高的时钟源信号作为全局时钟源；时间同步模块，用于基于所述全局时钟源，对车载单元
的本地时间进行同步。

[0015] 在可选的实施例中，所述全局时钟确定模块还用于：获取相邻两次卫星信号，分别基于所述两次卫星信号获取第一候选世界时间和第二候选世界时间；计算所述第二候选世
界时间与所述第一候选世界时间的差值，得到第一时间差；获取相邻两次时间同步信号，分
别基于所述两次时间同步信号获取第三候选世界时间和第四候选世界时间；计算所述第四
候选世界时间与所述第三候选世界时间的差值，得到第二时间差；比较所述第一时间差与
所述第二时间差，以比较所述第一世界时间和所述第二世界时间两者之间的精度；若所述
第一时间差小于所述第二时间差，则精度较高的时钟源信号为第一时钟源信号，否则精度
较高的时钟源信号为第二时钟源信号。

[0016] 在可选的实施例中，所述全局时钟确定模块还用于：在比较所述第一时间差与所述第二时间差之前，确定所述第一时间差和所述第二时间差均不大于第一预设阈值。

[0017] 在可选的实施例中，所述全局时钟确定模块还用于：基于时间同步信号，确定所述车载控制单元与所述路侧单元的链路传播延迟时间、时钟频率比；根据所述链路传播延迟
时间、时钟频率比，确定第三候选世界时间或第四候选世界时间。

[0018] 在可选的实施例中，所述全局时钟确定模块还用于：向所述路侧单元发送事件报文，确定发送所述事件报文的第一时间戳；接收所述路侧单元发送的响应报文和跟随报文，
根据所述响应报文，确定所述路侧单元接收到所述事件报文的第二时间戳，根据所述跟随
报文，确定所述路侧单元发送所述响应报文的第三时间戳；确定接收到所述响应报文的第
四时间戳；基于所述第一时间戳、所述第二时间戳、第三时间戳和第四时间戳，确定所述链
路传播延迟时间；周期性确定多个所述第三时间戳和多个第四时间戳，基于所述多个所述
第三时间戳和多个第四时间戳，确定所述时钟频率比。

[0019] 在可选的实施例中，所述装置还包括更新模块，用于：根据所述时钟频率比，修改所述车载控制单元的本地时钟的计数周期，以使所述车载控制单元的计数频率与所述路侧
单元的计数频率一致。

[0020] 在可选的实施例中，所述装置还包括确定模块，用于在获取第一世界时间之前，确定所述卫星信号满足预设条件。

[0021] 在可选的实施例中，所述确定模块还用于：根据所述卫星信号，确定可用卫星的数量；判断所述可用卫星的数量是否大于或等于第二预设阈值；若是，则确定所述卫星信号满
足预设条件。

[0022] 在可选的实施例中，所述确定模块还用于：判断所述可用卫星的信噪比是否大于第三预设阈值，将信噪比大于第三预设阈值的可用卫星作为有效卫星；判断所述有效卫星
的数量是否大于或等于第二预设阈值。

[0023] 第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；

[0024] 所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使得所述处理器执行以下步骤：实时获取第一时钟源信号和第二时钟源信号，其中，所述第一时钟源为卫星信号，
所述第二时钟源为路侧单元的时间同步信号；在获取到所述第一时钟源信号、未获取到所
述第二时钟源信号的情况下，将所述第一时钟源信号作为所述全局时钟源；在获取到所述
第二时钟源信号、未获取到所述第一时钟源信号的情况下，将所述第二时钟源信号作为所
述全局时钟源；在同时获取到所述第一时钟源信号以及所述第二时钟源信号的情况下，计
算出所述第一时钟源信号对应的第一世界时间以及所述第二时钟源信号对应的第二世界
时间；比较所述第一世界时间和所述第二世界时间两者之间的精度，以从所述第一时钟源
信号和所述第二时钟源信号中确定精度较高的时钟源信号，将所述精度较高的时钟源信号
作为全局时钟源；基于所述全局时钟源，对车载单元的本地时间进行同步。

[0025] 第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，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本发明实施例的时间同步方法。

[0026] 第五方面，本发明实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括上述任一实施例所述的时间同步装置。

[0027] 上述实施例中的一个或多个技术方案至少具有如下优点的部分或全部：

[0028] 通过将卫星信号作为第一时钟源以及将来自路侧单元的时间同步信号作为第二时钟源（相当于将路侧单元作为第二时钟源），实现了时钟冗余，在同时能接收到时间同步
信号以及稳定的卫星信号的情况下，确定时间精度更好的时钟源，将时间精度更好的时间
源作为全局时钟源，即同步时钟源，基于该全局时钟源进行时间同步；在只能获取到第一时
钟源信号、未能获取到第二时钟源信号的情况下，将第一时钟源信号作为全局时钟源；在只
能获取到第二时钟源信号、未能获取到第一时钟源信号的情况下，将第二时钟源作为全局
时钟源；基于所述全局时钟源，对车载单元的本地时间进行同步的技术手段，实现了全环境
的时间同步，在恶劣天气或隧道、天桥等恶劣环境下获取不到稳定的卫星信号的情况下，将
第二时钟源作为全局时钟源进行时间同步，从而得到稳定的、准确的世界时间，保证了在任
何环境下车载控制单元都能得到稳定的、准确的授时，同时保证了低成本。

附图说明

[0029] 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

[0030] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而
言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0031] 图1示意性地示出了本发明实施例的时间同步方法的主要步骤的流程图；

[0032] 图2示意性地示出了本发明实施例的时间同步方法的场景示意图；

[0033] 图3示意性地示出了本发明实施例的时间同步方法中测量链路传播延迟时间的流程图；

[0034] 图4示意性使示出了本发明实施例的时间同步方法中测量链路传播延迟时间的时序图；

[0035] 图5示意性示出了本发明实施例的时间同步方法中时钟频率比的时序图；

[0036] 图6示意性示出了本发明实施例的时间同步方法的子流程示意图；

[0037] 图7示意性示出了本发明另一实施例的时间同步方法的主要步骤的流程图；

[0038] 图8示意性示出了本发明实施例的时间同步装置的结构示意图；

[0039] 图9示意性示出了本发明实施例提供的电子设备的结构框图。

具体实施方式

[0040] 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
本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人
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，都属于本发明保护的范围。

[0041] 图1示意性地示出了本发明一实施例的时间同步方法的主要步骤的示意图。该方法应用于车载单元。如图1所示，该方法包括：

[0042] 步骤S101：实时获取第一时钟源信号和第二时钟源信号，其中，所述第一时钟源信号为卫星信号，所述第二时钟源信号为路侧单元的时间同步信号；

[0043] 步骤S102：在获取到所述第一时钟源信号、未获取到所述第二时钟源信号的情况下，将所述第一时钟源信号作为所述全局时钟源；

[0044] 步骤S103：在获取到所述第二时钟源信号、未获取到所述第一时钟源信号的情况下，将所述第二时钟源信号作为所述全局时钟源；

[0045] 步骤S104：在同时获取到所述第一时钟源信号以及所述第二时钟源信号的情况下，计算出所述第一时钟源信号对应的第一世界时间以及所述第二时钟源信号对应的第二
世界时间；

[0046] 步骤S105：比较所述第一世界时间和所述第二世界时间两者之间的精度，以从所述第一时钟源信号和所述第二时钟源信号中确定精度较高的时钟源信号，将所述精度较高
的时钟源信号作为全局时钟源；

[0047] 步骤S106：基于所述全局时钟源，对车载单元的本地时间进行同步。

[0048] 本发明实施例提供的时间同步方法可以应用于自动驾驶场景中，如图2所示，在该自动驾驶场景中，车辆基于V2X协议与路侧单元（例如路端基站）进行数据交互，路侧单元可
以接收到卫星信号以及云端的信号，路侧单元可以通过卫星信号或云端得到准确的授时。
路侧单元可以每隔预设距离设置一个，路侧单元之间可以通过有线、无线通信链路或者光
纤电缆等方式进行通信。本发明实施例的时间同步方法可以应用于车载单元。

[0049] 在本实施例中，在车辆上设置有GNSS模组（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统），通过GNSS模组接收卫星信号，其中，卫星信号是指导航卫星系
统的信号，例如可以是GPS信号也可以是北斗信号。基于卫星信号可以得到第一世界时间，
因此可以将卫星信号作为第一时钟源信号。例如，在接收到GPS信号之后，从该GPS信号中解
析得到PPS信号（秒脉冲信号），基于该PPS信号获取第一世界时间。

[0050] 本实施例可以基于V2X技术规范（vehicle‑to‑everything，实现车辆与一切可能影响车辆的实体实现信息交互的技术规范）和802.1AS协议（Generalized Precision Time 
Protocol，通用精确时间协议）接收路侧单元的时间同步信号。基于时间同步信号可以获得
第二世界时间，因此将路侧单元的时间同步信号作为第二时钟源信号。

[0051] 对于步骤S102‑S105，本发明实施例提供了两个时钟源，在不同情况下选择不同的时钟源作为全局时钟源进行时间同步，例如在获取到第一时钟源信号、未获取到第二时钟
源信号的情况下，将第一时钟源信号作为全局时钟源；在获取到第二时钟源信号、未获取到
第一时钟源信号的情况下，将第二时钟源信号作为全局时钟源；在同时获取到第一时钟源
信号和第二时钟源信号的情况下，比较第一时钟源信号与第二时钟源信号的精度，从第一
时钟源信号和第二时钟源信号中选择精度较高的时钟源作为全局时钟源。其中，比较第一
时钟源信号与第二时钟源信号的精度的过程包括：计算出所述第一时钟源信号对应的第一
世界时间以及所述第二时钟源信号对应的第二世界时间；比较所述第一世界时间和所述第
二世界时间两者之间的精度，以比较第一时钟源信号与第二时钟源信号的精度。

[0052] 在可选的实施例中，从第二时钟源信号中获得第二世界时间的步骤可以包括：

[0053] 基于所述第二时钟源，确定车载单元与所述路侧单元的链路传播延迟时间、时钟频率比；根据所述链路传播延迟时间、时钟频率比，确定第二世界时间。

[0054] 其中，链路传播延迟时间是指通信的节点（如本实施例中的车载单元与路侧单元）之间的通信链路，在单方向上传播所需要的时间，也称为链路平均传播时间。时钟频率比是
通信的节点的计数频率的比值，由于通信的节点之间的时钟的频率可能存在差异，两者并
不总是完全一致，这就造成时间测量基准不同，从而引入误差，因此需要通过时钟频率比进
行调整。本实施例依据802.1AS协议确定链路传播延迟时间和时钟频率比。802.1AS协议中
的报文包含事件报文和通用报文，事件报文在发送和接收的过程中会生成时间戳，而通用
报文不需要生成时间戳。事件报文包括：Sync报文、PDelay_Req报文、PDelay_Resp报文。通
用报文包括Follow_up报文和PDelay_Resp_Followup报文。Sync报文和Follow_up报文为一
组报文，Sync报文定期发送，触发记录本地时间，Follow_up报文负责将记录的本地时间发
送到节点。PDelay_Req报文、PDelay_Resp报文和PDelay_Resp_Followup报文用来对等延迟
机制情况下测量节点之间的链路传播延迟时间。具体的，如图3、4、5所示，上述链路传播延
迟时间和时钟频率比根据如下步骤确定：

[0055] 步骤S301：向所述路侧单元发送事件报文，确定发送所述事件报文的第一时间戳T1；

[0056] 步骤S302：接收所述路侧单元发送的响应报文和跟随报文，根据所述响应报文，确定所述路侧单元接收到所述事件报文的第二时间戳T2，根据所述跟随报文，确定所述路侧
单元发送所述响应报文的第三时间戳T3；

[0057] 步骤S303：确定接收到所述响应报文的第四时间戳T4；

[0058] 步骤S304：基于所述第一时间戳、所述第二时间戳、第三时间戳和第四时间戳，确定所述链路传播延迟时间；

[0059] 步骤S305：周期性确定多个所述第三时间戳和多个所述第四时间戳，基于多个所述第三时间戳和多个所述第四时间戳，确定所述时钟频率比。

[0060] 图4示意性地示出了本实施例中确定链路传播延迟时间的时序图。在图4中，请求方可以是本实施例中的车载单元控制单元，应答方可以是路侧单元。

[0061] 如图4所示，请求方向应答方发送事件报文（即PDelay_Req报文），请求测量链路延迟时间。PDelay_Req报文离开请求方的物理层时，请求方利用本地时钟获得T1。PDelay_Req
报文到达应答方物理层时，应答方利用本地时钟获得T2。应答方生成一个响应报文（即
PDelay_Resp报文）并在T3时刻将该响应报文发送给请求方，该PDelay_Resp报文携带有T2。
请求方接收该PDelay_Resp报文，并利用本地时钟捕获收到PDelay_Resp报文的T4,。应答方
在发送PDelay_Resp报文之后，向请求方发送跟随报文（即PDelay_Resp_Followup报文），该
PDelay_Resp_Followup报文携带有T3。因此，请求方获得了T1、T2、T3和T4，然后利用下式计
算链路传播延迟时间Pdelay：

[0062]

[0063] 图5示意性地示出了本实施例中测量时钟频率比的时序图。如图5所示，请求方周期性地向应答方发送事件报文，应答方周期性地反馈响应报文（PDelay_Resp报文）和跟随
报文（PDelay_Resp_Followup报文），周期性确定第三时间戳和第四时间戳，如t31、t41、t32、
t42，然后利用下式计算时钟频率比Ratio，以校准车载单元控制单元的计时频率。

[0064]

[0065] 在确定链路传播延迟时间和时钟频率比之后，利用该链路传播延迟时间、时钟频率比确定车载单元控制单元在任意一时刻t对应的第二世界时间T，具体如下式（3）所示：

[0066]

[0067] 其中，Ta表示应答方发送Sync报文的时间戳，Tb表示请求方接收到Follow_up报文的时间戳。

[0068] 在获得第一世界时间和第二世界时间之后，比较两者的精度，选取精度较高的世界时间对应的时钟源作为全局时钟源，基于该全局时钟源与车载单元进行时间同步。在可
选的实施例中，如图6所示，通过以下步骤比较第一世界时间和第二世界时间的精度：

[0069] 步骤S601：获取相邻两次卫星信号，分别基于所述两次卫星信号获取第一候选世界时间和第二候选世界时间；计算所述第二候选世界时间与所述第一候选世界时间的差
值，得到第一时间差；

[0070] 步骤S602：获取相邻两次时间同步信号，分别基于所述两次时间同步信号获取第三候选世界时间和第四候选世界时间；计算所述第四候选世界时间与所述第三候选世界时
间的差值，得到第二时间差；

[0071] 步骤S603：比较所述第一时间差与所述第二时间差，以比较所述第一世界时间和所述第二世界时间两者之间的精度；

[0072] 步骤S604：若所述第一时间差小于所述第二时间差，则精度较高的时钟源信号为第一时钟源信号，否则精度较高的时钟源信号为第二时钟源信号。

[0073] 对于步骤S601，获取相邻两次卫星信号，基于第一次获取的卫星信号，获取第一候选世界时间 ，基于第二次获取的卫星信号，获取第二候选世界时间 。计算第二候选
世界时间 和第二候选世界时间 之间的差值，得到第一时间差 。

[0074] 对于步骤S602，获取相邻两次时钟同步信号，对每一时钟同步信号，参考上述获取第二世界时间的步骤获得世界时间，作为第三候选世界时间 和第四候选世界时间 ，
计算第三候选世界时间 和第四候选世界时间 的差值，得到第二时间差
。

[0075] 对于步骤S603‑604，比较 与 ，若 小于 ，则说明基于卫星信号获得的世界时间的精度高，即第一时钟源的精度高，则将第一时钟源作为全局时钟源，基于
该全局时钟源获得的世界时间即为车载控制单元的世界时间。若 小于或等于 ，
则说明基于路侧单元的时间同步信号获得的世界时间的精度高，则即第二时钟源的精度
高，则将第二时钟源作为全局时钟源，基于该全局时钟源获得的世界时间即为车载控制单
元的世界时间，即根据上式（3）计算车载单元控制单元在任意时刻的时间t确定对应的世界
时间T。

[0076] 本发明实施例的时间同步方法，通过将卫星信号作为第一时钟源以及将来自路侧单元的时间同步信号作为第二时钟源（相当于将路侧单元作为第二时钟源），实现了时钟冗
余，在同时能接收到时间同步信号以及稳定的卫星信号的情况下，确定时间精度更好的时
钟源，将时间精度更好的时间源作为全局时钟源，即同步时钟源，基于该全局时钟源进行时
间同步；在只能获取到第一时钟源信号、未能获取到第二时钟源信号的情况下，将第一时钟
源信号作为全局时钟源；在只能获取到第二时钟源信号、未能获取到第一时钟源信号的情
况下，将第二时钟源作为全局时钟源；基于所述全局时钟源，对车载单元的本地时间进行同
步的技术手段，实现了全环境的时间同步，在恶劣天气或隧道、天桥等恶劣环境下获取不到
稳定的卫星信号的情况下，将第二时钟源作为全局时钟源进行时间同步，从而得到稳定的、
准确的世界时间，保证了在任何环境下车载控制单元都能得到稳定的、准确的授时，同时保
证了低成本。

[0077] 本发明实施例的时间同步方法可以按照预定时间间隔周期性地执行，以周期性地对车载单元的时间进行时间同步，以减少误差。

[0078] 在可选的实施例中，该时间同步方法在比较第一时间差与第二时间差之前，还包括确定该第一时间差与第二时间差均不大于第一预设阈值。若第一时间差与第二时间差均
大于第一预设阈值，则确认此次时间同步无效，等待下一周期的时间同步。其中，第一预设
阈值可以根据应用场景灵活设置，本发明在此不做限制。其中，第一时间差与第二时间差均
不大于第一预设阈值的情况包括：

[0079] 第一时间差小于或等于第一预设阈值，第二时间差大于第一预设阈值；

[0080] 第二时间差小于或等于第一预设阈值，第一时间差大于第一预设阈值；

[0081] 第一时间差和第二时间差均小于或等于第一预设阈值。

[0082] 本实施例通过设置第一预设阈值来限定对时间精度的基本要求或最低要求，若第一时间差与第二时间差均大于第一预设阈值，则说明时间精度不满足基本要求或最低要
求，无论以卫星信号或时钟同步信号进行时间同步都不满足要求。

[0083] 图7示意性地示出了本发明另一实施例的时间同步方法的主要步骤的示意图。如图7所示，该方法包括：

[0084] 步骤S701：实时获取第一时钟源信号和第二时钟源信号，其中，所述第一时钟源信号为卫星信号，所述第二时钟源信号为路侧单元的时间同步信号；

[0085] 步骤S702：在获取到所述第一时钟源信号、未获取到所述第二时钟源信号的情况下，将所述第一时钟源信号作为所述全局时钟源；

[0086] 步骤S703：在获取到所述第二时钟源信号、未获取到所述第一时钟源信号的情况下，将所述第二时钟源信号作为所述全局时钟源；

[0087] 步骤S704：在同时获取到所述第一时钟源信号以及所述第二时钟源信号的情况下，确定所述卫星信号是否满足预设条件；若所述卫星信号满足所述预设条件，则执行步骤
S705‑S706；若所述卫星信号不满足所述预设条件，则执行步骤S708；

[0088] 步骤S705：计算出所述第一时钟源信号对应的第一世界时间以及所述第二时钟源信号对应的第二世界时间；

[0089] 步骤S706：比较所述第一世界时间和所述第二世界时间两者之间的精度，以从所述第一时钟源信号和所述第二时钟源信号中确定精度较高的时钟源信号，将所述精度较高
的时钟源信号作为全局时钟源；

[0090] 步骤S707：基于所述全局时钟源，对所述车载控制单元的本地时间进行同步；

[0091] 步骤S708：若所述卫星信号不满足预设条件，将第二时间源作为全局时钟源，基于所述全局时钟源，对所述车载单元的本地时间进行同步。

[0092] 对于步骤S704，可以根据如下步骤确定卫星信号是否满足预设条件：根据所述卫星信号，确定可用卫星的数量；判断所述可用卫星的数量是否大于或等于第二预设阈值；若
是，则确定所述卫星信号满足预设条件。其中，第二预设阈值可以根据应用场景灵活设置，
本发明在此不做限制。

[0093] 本发明实施例的时间同步方法，在既能获取到第一时钟源信号与第二时钟源信号的情况下，通过卫星数量粗略判断基于卫星信号获得的世界时间的精度，若卫星数量大于
或等于第二预设阈值，则说明基于卫星信号获得的世界时间初步满足精度要求，若卫星数
量小于第二预设阈值，则说明基于卫星信号获得的世界时间不能满足精度要求，此时直接
将第二时间源作为全局时间源进行时间同步，保证了在隧道、桥洞内或恶劣天气下车辆也
能得到高精度、稳定的授时。

[0094] 图8示意性地示出了本发明一实施例的时间同步装置800的结构示意图，如图8所示，该装置800包括：

[0095] 时钟源获取模块801，用于实时获取第一时钟源信号和第二时钟源信号，其中，所述第一时钟源信号为卫星信号，所述第二时钟源信号为路侧单元的时间同步信号；

[0096] 全局时钟确定模块802，用于在获取到所述第一时钟源信号、未获取到所述第二时钟源信号的情况下，将所述第一时钟源信号作为所述全局时钟源；在获取到所述第二时钟
源信号、未获取到所述第一时钟源信号的情况下，将所述第二时钟源信号作为所述全局时
钟源；在同时获取到所述第一时钟源信号以及所述第二时钟源信号的情况下，计算出所述
第一时钟源信号对应的第一世界时间以及所述第二时钟源信号对应的第二世界时间；比较
所述第一世界时间和所述第二世界时间两者之间的精度，以从所述第一时钟源信号和所述
第二时钟源信号中确定精度较高的时钟源信号，将所述精度较高的时钟源信号作为全局时
钟源；

[0097] 时间同步模块803，用于基于所述全局时钟源，对车载单元的本地时间进行同步。

[0098] 可选地，所述全局时钟确定模块802还用于：获取相邻两次卫星信号，分别基于所述两次卫星信号获取第一候选世界时间和第二候选世界时间；计算所述第二候选世界时间
与所述第一候选世界时间的差值，得到第一时间差；获取相邻两次时间同步信号，分别基于
所述两次时间同步信号获取第三候选世界时间和第四候选世界时间；计算所述第四候选世
界时间与所述第三候选世界时间的差值，得到第二时间差；比较所述第一时间差与所述第
二时间差，以比较所述第一世界时间和所述第二世界时间两者之间的精度；若所述第一时
间差小于所述第二时间差，则精度较高的时钟源信号为第一时钟源信号，否则精度较高的
时钟源信号为第二时钟源信号。

[0099] 可选地，所述全局时钟确定模块802还用于：在比较所述第一时间差与所述第二时间差之前，确定所述第一时间差和所述第二时间差均不大于第一预设阈值。

[0100] 可选地，所述全局时钟确定模块802还用于：基于时间同步信号，确定所述车载控制单元与所述路侧单元的链路传播延迟时间、时钟频率比；根据所述链路传播延迟时间、时
钟频率比，确定第三候选世界时间或第四候选世界时间。

[0101] 可选地，所述全局时钟确定模块802还用于：向所述路侧单元发送事件报文，确定发送所述事件报文的第一时间戳；接收所述路侧单元发送的响应报文和跟随报文，根据所
述响应报文，确定所述路侧单元接收到所述事件报文的第二时间戳，根据所述跟随报文，确
定所述路侧单元发送所述响应报文的第三时间戳；确定接收到所述响应报文的第四时间
戳；基于所述第一时间戳、所述第二时间戳、第三时间戳和第四时间戳，确定所述链路传播
延迟时间；周期性确定多个所述第三时间戳和多个所述第四时间戳，基于所述多个所述第
三时间戳和多个第四时间戳，确定所述时钟频率比。

[0102] 可选地，所述装置还包括更新模块，用于：根据所述时钟频率比，修改所述车载控制单元的本地时钟的计数周期，以使所述车载控制单元的计数频率与所述路侧单元的计数
频率一致。

[0103] 可选地，所述装置还包括确定模块，用于在获取第一世界时间之前，确定所述卫星信号满足预设条件。

[0104] 可选地，所述确定模块还用于：根据所述卫星信号，确定可用卫星的数量；判断所述可用卫星的数量是否大于或等于第二预设阈值；若是，则确定所述卫星信号满足预设条
件。

[0105] 可选地，所述确定模块还用于：在所述卫星信号不满足预设条件的情况下，将所述第二时间源作为全局时间源。

[0106] 本发明实施例的时间同步装置，通过将卫星信号作为第一时钟源以及将来自路侧单元的时间同步信号作为第二时钟源（相当于将路侧单元作为第二时钟源），实现了时钟冗
余，在同时能接收到时间同步信号以及稳定的卫星信号的情况下，确定时间精度更好的时
钟源，将时间精度更好的时间源作为全局时钟源，即同步时钟源，基于该全局时钟源进行时
间同步；在只能获取到第一时钟源信号、未能获取到第二时钟源信号的情况下，将第一时钟
源信号作为全局时钟源；在只能获取到第二时钟源信号、未能获取到第一时钟源信号的情
况下，将第二时钟源作为全局时钟源；基于所述全局时钟源，对车载单元的本地时间进行同
步的技术手段，实现了全环境的时间同步，在恶劣天气或隧道、天桥等恶劣环境下获取不到
稳定的卫星信号的情况下，将第二时钟源作为全局时钟源进行时间同步，从而得到稳定的、
准确的世界时间，保证了在任何环境下车载控制单元都能得到稳定的、准确的授时，同时保
证了低成本。

[0107] 图9示意性示出了本发明一实施例的电子设备的示意图。如图9所示，本发明实施例提供的电子设备900包括处理器901、通信接口902、存储器903和通信总线904，其中，处理
器901、通信接口902和存储器903通过通信总线904完成相互间的通信；存储器903，用于存
放至少一可执行指令；处理器901，用于执行存储器上所存放的可执行指令时，实现如上所
述的时间同步方法。

[0108] 具体而言，当实现上述时间同步方法时，上述可执行指令使得上述处理器执行以下步骤：实时获取第一时钟源信号和第二时钟源信号，其中，所述第一时钟源信号为卫星信
号，所述第二时钟源信号为路侧单元的时间同步信号；在获取到所述第一时钟源信号、未获
取到所述第二时钟源信号的情况下，将所述第一时钟源信号作为全局时钟源；在获取到所
述第二时钟源信号、未获取到所述第一时钟源信号的情况下，将所述第二时钟源信号作为
所述全局时钟源；在同时获取到所述第一时钟源信号以及所述第二时钟源信号的情况下，
计算出所述第一时钟源信号对应的第一世界时间以及所述第二时钟源信号对应的第二世
界时间；比较所述第一世界时间和所述第二世界时间两者之间的精度，以从所述第一时钟
源信号和所述第二时钟源信号中确定精度较高的时钟源信号，将所述精度较高的时钟源信
号作为全局时钟源；基于所述全局时钟源，对车载单元的本地时间进行同步。

[0109] 上述存储器903可以是诸如闪存、EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器903具有用于执行上述方法中的任何方法步骤的程序
代码的存储空间。例如，用于程序代码的存储空间可以包括分别用于实现上面的方法中的
各个步骤的各个程序代码。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者
写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，光盘（CD）、
存储卡或者软盘之类的程序代码载体。这样的计算机程序产品通常为便携式或者固定存储
单元。该存储单元可以具有与上述电子设备中的存储器903类似布置的存储段或者存储空
间等。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。通常，存储单元包括用于执行根据本发明的
实施例的方法步骤的程序，即可以由例如诸如901之类的处理器读取的代码，这些代码当由
电子设备运行时，导致该电子设备执行上面所描述的方法中的各个步骤。

[0110] 本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质。上述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的时间同步方法。

[0111] 该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个
程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本发明实施例的方法。

[0112] 根据本发明的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器
（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD‑ROM）、光
存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可
以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或
者与其结合使用。

[0113] 本发明的实施例提供的上述各个技术方案可以全部或部分步骤以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术
人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器（DSP）来实现根据本发明
的实施例的电子设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明的实施例还可以
实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序（例如，计算机
程序和计算机程序产品）。实现本发明的实施例的程序可以存储在计算机可读介质上，或者
可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载
体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

[0114] 需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者步骤与另一个实体或步骤区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或步骤之
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……”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。

[0115] 以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明
将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。