KR101896477B1 - Method and Apparatus for Scanning LiDAR - Google Patents

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KR101896477B1
KR101896477B1 KR1020170153245A KR20170153245A KR101896477B1 KR 101896477 B1 KR101896477 B1 KR 101896477B1 KR 1020170153245 A KR1020170153245 A KR 1020170153245A KR 20170153245 A KR20170153245 A KR 20170153245A KR 101896477 B1 KR101896477 B1 KR 101896477B1
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박용완
김건정
엄정숙
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영남대학교 산학협력단
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Abstract

Disclosed are a scanning light detection and ranging (LIDAR) device and a method thereof. The scanning LIDAR device and the method thereof simultaneously transmit a plurality of laser signals to all measuring points with respect to a measuring direction, identify a plurality of reflection signals in which the laser signal is reflected by a target object and is returned, and calculate a distance between the target object and the scanning LIDAR device and a position of the target object. The scanning LIDAR device comprises: a transmission part; a reception part; and a signal processing part.

Description

스캐닝 라이다 장치 및 그 방법{Method and Apparatus for Scanning LiDAR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a scanning apparatus,

본 실시예는 스캐닝 라이다 장치 및 그 방법에 관한 것이다. This embodiment relates to a scanning line apparatus and a method thereof.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this section merely provide background information on the present embodiment and do not constitute the prior art.

라이다(LIDAR: Light Detection And Ranging) 장치는 레이저를 대상체를 향하여 조사하고 대상체로부터 반사된 광을 수신함으로써, 물체까지의 거리, 방향, 속도, 온도, 물질 분포 및 농도 특성 등을 감지할 수 있다. 라이다 장치는 기상 관측이나 거리 측정 등의 용도를 위해 활용되다가, 최근에는 위성을 이용한 기상 관측, 무인 로봇 센서, 무인 주행차 및 3차원 영상 모델링을 위한 기술을 위해 연구되고 있다. 라이다 장치는 레이저 레이더(Laser Radar)로도 지칭된다.Light Detection And Ranging (LIDAR) devices can detect the distance, direction, speed, temperature, material distribution and concentration characteristics to an object by irradiating the laser toward the object and receiving the reflected light from the object . Lada devices are used for meteorological observation and distance measurement. Recently, they are being studied for satellite observation, unmanned robot sensors, unmanned vehicles and 3D image modeling. The Lidar device is also referred to as a Laser Radar.

일반적인 라이다 장치는 레이저 신호를 송수신하기 위해 걸리는 시간이 필요하며, 송수신 신호 간의 간섭을 줄이기 위해 두 개의 송신부에서 레이저 신호를 번갈아 가면서 송신한다. 이러한 라이다 장치의 경우, 빠르게 지나가는 물체에 대한 스캔이 어렵다. In order to reduce the interference between the transmitting and receiving signals, the two laser beams are alternately transmitted by the two transmitting units. In the case of such a lidar device, it is difficult to scan a passing object.

또한, 일반적인 라이다 장치는 해상도를 높이기 위해 채널 수를 증가시키는 경우, 스캔을 위한 회전 수가 감소하여 측정시간이 증가한다. 따라서, 일반적인 라이다 장치는 해상도 및 스캔 속도 중 하나의 성능을 선택하여 스캔을 진행해야만 한다. 따라서, 해상도 및 스캔 속도를 모두 높이면서 레이저 신호 간의 간섭을 줄일 수 있는 스캐닝 라이다 장치가 필요하다. In addition, when the number of channels is increased in order to increase the resolution, a general Lada apparatus decreases the number of rotations for scanning, thereby increasing the measurement time. Therefore, a general Lada device must select one of the resolution and the scan speed to perform the scan. Accordingly, there is a need for a scanning laser device capable of reducing interference between laser signals while increasing both resolution and scanning speed.

본 실시예는 측정 방향에 대한 모든 측정점으로 복수의 레이저 신호를 동시에 송출하고, 레이저 신호가 대상 물체에 반사되어 돌아온 복수의 반사신호를 식별하여 대상 물체와 스캐닝 라이다 장치 간의 거리 및 대상 물체의 위치를 산출하는 스캐닝 라이다 장치 및 그 방법을 제공하는 데 주된 목적이 있다.In this embodiment, a plurality of laser signals are simultaneously transmitted to all the measurement points with respect to the measurement direction, and a plurality of reflection signals returned by reflecting the laser signal to the object are identified, and the distance between the object and the scanning line apparatus and the position The present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 식별정보를 포함하는 복수의 레이저 신호를 송신하는 송신부; 상기 복수의 레이저 신호가 대상 물체에 반사되어 돌아오는 적어도 하나의 레이더 반사신호를 획득하는 수신부; 및 상기 적어도 하나의 레이더 반사신호에 포함된 상기 식별정보에 따라 상기 레이더 신호의 송출방향을 확인하고, 상기 수신부와 상기 대상 물체와의 거리를 산출하는 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다 장치를 제공한다.According to an aspect of the present embodiment, there is provided an information processing apparatus including: a transmitting unit that transmits a plurality of laser signals including identification information; A receiver for acquiring at least one radar reflection signal in which the plurality of laser signals are reflected by the object and are reflected; And a signal processing unit for checking a dispatching direction of the radar signal according to the identification information included in the at least one radar return signal and calculating a distance between the receiving unit and the object. Device.

또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 스캐닝 라이다 장치가 라이다 센싱을 수행하는 방법에 있어서, 송신부를 통해 식별정보를 포함하는 복수의 레이저 신호를 송신하는 송신과정; 상기 복수의 레이저 신호가 대상 물체에 반사되어 돌아오는 적어도 하나의 레이더 반사신호를 획득하는 수신과정; 및 상기 적어도 하나의 레이더 반사신호에 포함된 상기 식별정보에 따라 상기 레이더 신호의 송출방향을 확인하고, 상기 수신부와 상기 대상 물체와의 거리를 산출하는 신호 처리과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다 센싱 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of performing Lazy sensing in a scanning laser apparatus, comprising: a transmitting step of transmitting a plurality of laser signals including identification information through a transmitting unit; A reception process of acquiring at least one radar reflection signal in which the plurality of laser signals are reflected by the object and are reflected; And a signal processing step of checking the dispatching direction of the radar signal according to the identification information included in the at least one radar return signal and calculating the distance between the receiving unit and the object. Is provided.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 복수의 레이저 신호를 동시에 송신하여 대상 물체를 스캔할 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present embodiment, there is an effect that a plurality of laser signals can be simultaneously transmitted to scan an object.

또한, 본 실시예에 의하면, 대상 물체를 스캔하는 측정속도를 높이면서, 측정 정밀도(해상도)도 높일 수 있는 효과가 있다. Further, according to the present embodiment, there is an effect that the measurement accuracy (resolution) can be increased while increasing the measurement speed of scanning the object.

또한, 본 실시예에 의하면, 복수의 채널을 동시에 사용함에 따라 레이저 신호를 번갈아 송신하기 위해 대기할 필요가 없는 효과가 있다. According to the present embodiment, there is an effect that it is not necessary to wait for alternately transmitting laser signals as a plurality of channels are simultaneously used.

도 1은 본 실시예에 따른 스캐닝 라이다 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 스캐닝 라이다 장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 스캐닝 라이다 장치의 라이다 센싱 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 스캐닝 라이다 장치의 수신 및 식별과정을 구체화한 순서도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 스캐닝 라이다 장치의 위치 계산과정을 구체화한 순서도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 실시예에 따른 대상물체의 위치를 계산하는 동작을 설명하기 위한 예시도이다. 1 is a schematic view of a scanning layday system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically showing a scanning laydar device according to the present embodiment.
3 is a flowchart for explaining a ladder sensing method of the scanning laydery device according to the present embodiment.
4 is a flowchart illustrating a receiving and identifying process of the scanning RLayer device according to the present embodiment.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of calculating a position of a scanning RLayer device according to the present embodiment.
6A and 6B are diagrams for explaining an operation of calculating the position of an object according to the present embodiment.

이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In explaining the present invention, '... Quot ;, " module ", and " module " refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

도 1은 본 실시예에 따른 스캐닝 라이다 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다. 1 is a schematic view of a scanning layday system according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 스캐닝 라이다 시스템(100)은 스캐닝 라이다 장치(110) 및 대상 물체(120)를 포함한다. The scanning laydar system 100 according to the present embodiment includes a scanning laydery apparatus 110 and a target object 120. [

스캐닝 라이다 장치(110)는 레이저 광원을 이용하여 레이저 신호를 송신하고, 송신된 레이저 신호는 대상 물체(120)에 반사되어 다시 스캐닝 라이다 장치(110)로 되돌아오게 된다. The scanning lidar 110 transmits a laser signal using a laser light source, and the transmitted laser signal is reflected on the object 120 and returned to the scanning lidar 110 again.

스캐닝 라이다 장치(110)는 는 대상 물체(120)에 반사되어 되돌아온 레이저 반사신호를 수신하고, 레이저 신호를 출력한 때부터 레이저 반사신호를 수신한 때까지의 시간(즉, 레이저의 비행시간)을 측정하여 대상 물체(120)까지의 거리 및 대상 물체(120)의 위치를 계산한다. The scanning lidar apparatus 110 receives the returned laser reflected signal reflected by the object 120 and calculates the time from the output of the laser signal to the reception of the laser reflected signal (i.e., the flight time of the laser) The distance to the target object 120 and the position of the target object 120 are calculated.

본 실시예에 따른 스캐닝 라이다 장치(110)는 복수의 송신 다이오드에서 송출하는 레이저 신호에 각각의 송신 다이오드에 대한 고유 식별정보를 포함하고 있어서 모든 송신 다이오드가 동시에 거리를 측정한다. 각각의 송신 다이오드에서 송출하는 레이저 신호는 모든 송신 다이오드 각각을 구분할 수 있는 고유 식별 정보를 포함하고 있어서 레이저 반사신호를 수신하면 해당 레이저 반사신호가 어떤 송신 다이오드에서 송출한 레이저 신호인지 판단할 수 있다. The scanning lidar apparatus 110 according to the present embodiment includes the unique identification information for each of the transmitting diodes in the laser signal transmitted from the plurality of transmitting diodes so that all the transmitting diodes measure the distance at the same time. The laser signal transmitted from each of the transmission diodes includes unique identification information for distinguishing each of all the transmission diodes, so that upon receipt of the laser reflection signal, it can be determined which laser signal is transmitted from which transmission diode.

이러한 특성으로 스캐닝 라이다 장치(110)는 최대 측정 거리, 수평 각 해상도, 채널 개수, 재생률 사이의 상충 관계를 제거하여 측정 거리, 해상도, 재생률에 상관없이 항상 일정한 측정시간으로 대상 물체(120)를 스캔할 수 있으며, 원거리, 고해상도, 고재생률의 스캔 동작이 동시에 가능하다.With this characteristic, the scanning lidar apparatus 110 eliminates the trade-off between the maximum measurement distance, the horizontal angular resolution, the number of channels, and the reproduction rate, so that the object 120 is always displayed at a constant measurement time regardless of the measurement distance, resolution, Scan, and it is possible to perform a scan operation at a long distance, a high resolution and a high refresh rate at the same time.

대상 물체(120)는 스캐닝 라이다 장치(110)가 측정하고자 하는 대상을 의미한다. 대상 물체(120)는 스캐닝 라이다 장치(110) 주변에서 고정되거나 이동 가능한 특정 물체 또는 주변 환경의 전체 또는 일부일 수 있다. 한편, 대상 물체(120)는 스캐닝 라이다 장치(110)의 최적화를 위해 설치된 샘플 보드(물체)일 수도 있다. The object 120 refers to an object to be measured by the scanning lidar apparatus 110. The object 120 may be all or part of a particular object or environment that is fixed or movable around the scanning lidar 110. [ Meanwhile, the object 120 may be a sample board (object) installed for the optimization of the scanning line apparatus 110. [

도 2는 본 실시예에 따른 스캐닝 라이다 장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다. 2 is a block diagram schematically showing a scanning laydar device according to the present embodiment.

본 실시예에 따른 스캐닝 라이다 장치(110)는 송신부(210), 수신부(220), 신호 처리부(230)를 포함한다. 스캐닝 라이다 장치(110)는 송신부(210), 수신부(220) 및 신호 처리부(230)의 전체 또는 일부가 하나의 패널에 구비될 수 있으며, 해당 패널을 360°회전시키는 회전부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다. The scanning lidar apparatus 110 according to the present embodiment includes a transmitting unit 210, a receiving unit 220, and a signal processing unit 230. The scanning lidar apparatus 110 may include a transmitting unit 210, a receiving unit 220 and a signal processing unit 230 all or part of which may be provided on one panel and may include a rotation unit (not shown) May be further included.

송신부(210)는 광원을 이용하여 레이저 신호를 출력한다. 본 실시예에 따른 송신부(210)는 복수의 송신 다이오드를 포함하며, 복수의 송신 다이오드 각각을 통해 레이저 신호를 송출하는 동작을 수행한다. The transmitting unit 210 outputs a laser signal using a light source. The transmitting unit 210 according to the present embodiment includes a plurality of transmitting diodes and performs an operation of transmitting a laser signal through each of a plurality of transmitting diodes.

송신부(210)는 각각의 송신 다이오드에 대한 식별정보를 포함하는 레이저 신호를 전송한다. 여기서, 식별정보는 송신 다이오드마다 기 설정된 고유 식별정보로서, 스캐닝 라이다 장치(110)에 구비된 모든 송신 다이오드를 구분할 수 있는 정보를 의미한다. 식별정보는 2 진화된 데이터의 형태로 표현되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 송신부(210)는 광 코드분할 다중접속(Optical CDMA) 방식을 사용하여 식별정보를 포함하는 레이저 신호를 생성하고, 생성된 레이저 신호를 송출한다. 여기서, 식별정보는 송신부(210)를 식별할 수 있는 정보라면 그 어떤 형태의 정보라도 이용될 수 있다. The transmitting unit 210 transmits a laser signal including identification information for each of the transmitting diodes. Herein, the identification information is information that can be used to distinguish all of the transmit diodes included in the scanning loudspeaker 110 as the unique identification information predetermined for each of the transmit diodes. The identification information is preferably expressed in the form of binary data, but is not limited thereto. For example, the transmitting unit 210 generates a laser signal including identification information using an optical CDMA (optical CDMA) scheme, and transmits the generated laser signal. Here, the identification information may be any type of information as long as the information is capable of identifying the transmitter 210.

송신부(210)에 포함된 복수의 송신 다이오드 각각은 고유한 측정방향이 설정되어 있으며, 기 설정된 측정방향으로 복수의 송신 다이오드의 전체 또는 일부를 이용하여 동시에 레이저 신호를 송출할 수 있다. 복수의 송신 다이오드는 생성될 이미지의 복수의 픽셀 각각에 대응하는 방향으로 복수의 레이저 신호를 송신할 수 있다. Each of the plurality of transmitting diodes included in the transmitting unit 210 has a unique measuring direction set therein and can emit a laser signal at the same time using all or a part of a plurality of transmitting diodes in a predetermined measuring direction. The plurality of transmitting diodes can transmit a plurality of laser signals in a direction corresponding to each of the plurality of pixels of the image to be generated.

송신부(210)는 레이저 신호의 첫 번째 펄스 송출시간을 측정 시작시간으로 기록한다. 여기서, 송출시간은 신호 처리부(230)에서 거리 측정을 위해 활용될 수 있다. The transmission unit 210 records the first pulse transmission time of the laser signal as the measurement start time. Here, the dispatch time may be utilized for distance measurement in the signal processing unit 230. [

송신부(210)는 레이저 신호의 첫 번째 펄스 송출시간을 스캐닝 라이다 장치(110) 내에 구비된 저장부(미도시)에 기록할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 레이저 신호의 첫 번째 펄스 송출시간을 신호 처리부(230)로 전송하여 기록되도록 처리할 수도 있다. The transmitter 210 may record the first pulse transmission time of the laser signal in a storage unit (not shown) provided in the scanning laser apparatus 110, but is not limited thereto. The first pulse transmission time of the laser signal To the signal processing unit 230 so as to be recorded.

또한, 송신부(210)는 체크섬 정보를 포함하는 레이저 신호를 송신할 수 있다. 여기서, 체크섬 정보는 레이저 신호 또는 레이저 신호에 포함된 식별정보의 손상 여부를 판단하기 위한 정보를 의미한다. Also, the transmitting unit 210 can transmit a laser signal including the checksum information. Here, the checksum information is information for judging whether or not the identification information included in the laser signal or the laser signal is damaged.

수신부(220)는 레이저 신호가 대상 물체(120)로부터 반사되어 돌아오는 레이저 반사신호를 수신한다. 수신부(220)는 식별정보를 포함하는 복수의 반사신호를 동시에 수신할 수 있다. The receiving unit 220 receives a laser reflection signal that is reflected from the object 120 and returns. The receiving unit 220 can simultaneously receive a plurality of reflection signals including identification information.

본 실시예에 따른 수신부(220)는 복수 개로 구현될 수 있으며, 각각의 수신부(220)는 레이저 반사신호를 포커싱하기 위한 수신렌즈와 수신한 레이저 반사광을 전기적 신호로 변환하는 포토 다이오드(Photodiode)의 쌍으로 구성된다. Each of the receiving units 220 may include a receiving lens for focusing a laser reflection signal and a photodiode for converting the received laser reflection light into an electrical signal. .

각 수신부(220)는 레이저 반사신호를 수신한 후 수신된 신호의 세기를 기록한다. 또한, 각 수신부(220)는 레이저 반사신호를 수신한 후 수신된 신호의 수신시간을 측정 종료시간으로 기록할 수 있다. 여기서, 수신시간은 신호 처리부(230)에서 거리 측정을 위해 활용될 수 있다. Each receiving unit 220 records the intensity of the received signal after receiving the laser reflected signal. In addition, each receiving unit 220 can record the reception time of the received signal after receiving the laser reflected signal as the measurement end time. Here, the reception time may be utilized for distance measurement in the signal processing unit 230. [

수신부(220)는 레이저 반사신호의 마지막 펄스 수신시간을 스캐닝 라이다 장치(110) 내에 구비된 저장부(미도시)에 기록할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 레이저 반사신호의 마지막 펄스 수신시간을 신호 처리부(230)로 전송하여 기록되도록 처리할 수도 있다. The receiving unit 220 may record the last pulse receiving time of the laser reflected signal in a storage unit (not shown) provided in the scanning laser apparatus 110. However, To the signal processing unit 230 so as to be recorded.

신호 처리부(230)는 수신부(220)를 통해 수신된 레이저 반사신호를 이용하여 레이저 신호의 송출방향 즉, 레이저 신호를 송신한 송신 다이오드를 확인하고, 스캐닝 라이다 장치(110)와 대상 물체(120) 간의 거리, 대상 물체(120)의 위치정보 등을 산출한다. 본 실시예에 따른 신호 처리부(230)는 식별 처리부(232) 및 위치 산출부(234)를 포함하며, 이하 각각의 구성요소 별 동작을 위주로 설명하도록 한다. The signal processing unit 230 checks the transmission direction of the laser signal using the laser reflection signal received through the reception unit 220, that is, the transmission diode that has transmitted the laser signal, , The position information of the object 120, and the like. The signal processing unit 230 according to the present embodiment includes an identification processing unit 232 and a position calculation unit 234, and the operation of each component will be mainly described below.

식별 처리부(232)는 레이저 반사신호에 포함된 식별정보를 확인한다. 식별 처리부(232)는 수신부(230)로 수신된 레이저 반사신호에 포함된 식별정보에 기초하여, 수신된 레이저 반사신호가 송신부(210)에 포함된 복수의 송신 다이오드 중 어떤 다이오드에 대응하는 반사신호인지 여부를 식별할 수 있다. 예를 들어, 식별 처리부(232)는 레이저 반사신호를 광 코드분할 다중접속(Optical CDMA) 방식을 사용하여 2 진화된 데이터의 형태로 변환하여 식별정보를 추출하고, 추출된 식별정보를 기반으로 레이저 신호를 송출한 송신 다이오드를 확인할 수 있다. 여기서, 식별정보는 송신부(210)를 식별할 수 있는 정보라면 그 어떤 형태의 정보라도 이용될 수 있다. The identification processing unit 232 confirms the identification information included in the laser reflection signal. Based on the identification information included in the laser reflection signal received by the reception unit 230, the identification processing unit 232 determines whether the received laser reflection signal is a reflection signal corresponding to a certain one of the plurality of transmission diodes included in the transmission unit 210 Or the like. For example, the identification processing unit 232 converts the laser reflection signal into the form of binary data using an optical CDMA (Optical CDMA) method to extract identification information, and based on the extracted identification information, It is possible to confirm the transmitting diode which transmitted the signal. Here, the identification information may be any type of information as long as the information is capable of identifying the transmitter 210.

식별 처리부(232)는 레이저 반사신호에 포함된 식별정보를 이용하여 송신 다이오드를 확인함에 따라 송신부(210)에서 복수의 송신 다이오드를 이용하여 레이저 신호를 동시에 송출하더라도 각각의 레이저 신호에 대한 반사신호를 식별할 수 있다. 레이저 반사신호를 식별함에 따라 신호 간의 간섭을 줄일 수 있으며, 측정 정확도를 향상시킬 수 있다. The identification processing unit 232 identifies the transmitting diode by using the identification information included in the laser reflected signal, so that even if the transmitting unit 210 simultaneously transmits the laser signals using the plurality of transmitting diodes, Can be identified. By identifying the laser reflected signal, interference between signals can be reduced and measurement accuracy can be improved.

식별 처리부(232)는 레이저 반사신호에 체크섬 정보가 포함된 경우, 체크섬 정보를 이용하여 레이저 반사신호의 손상 여부를 판단할 수 있다. 레이저 반사신호의 손상 여부는 식별정보의 손상 여부를 포함하는 개념일 수 있다. 식별 처리부(232)는 손상되지 않은 레이저 반사신호만을 이용하여 거리 측정, 위치 측정 등을 산출함으로써, 측정의 정확성을 향상시킬 수 있다.When the check signal information is included in the laser reflection signal, the identification processing unit 232 can determine whether the laser reflection signal is damaged by using the check sum information. The damage of the laser reflection signal may be a concept including whether or not the identification information is damaged. The identification processing section 232 can improve the accuracy of measurement by calculating the distance measurement, the position measurement, and the like using only the undamaged laser reflection signal.

위치 산출부(234)는 레이저 신호의 송출시간 및 레이저 반사신호의 수신시간을 이용하여 대상 물체(120)까지의 거리, 반사신호의 세기, 대상 물체(120)의 위치정보 등을 산출한다. The position calculating unit 234 calculates the distance to the target object 120, the intensity of the reflected signal, the position information of the target object 120, and the like using the transmission time of the laser signal and the reception time of the laser reflected signal.

레이저 신호의 송출시간 및 레이저 반사신호의 수신시간 사이의 간격을 ToF(Time-of-flight) 방식을 적용하여 대상 물체(120)까지의 거리를 계산할 수 있고, 레이저 반사신호의 세기를 평균 처리하여 반사신호의 강도로 산출할 수 있다. The distance to the object 120 can be calculated by applying a time-of-flight (ToF) method to the interval between the laser signal transmission time and the laser reflection signal reception time, and the intensity of the laser reflection signal is averaged It can be calculated as the intensity of the reflected signal.

위치 산출부(234)는 복수의 수신부(220)를 통해 레이저 반사신호를 수신한 경우, 각 수신부(220)의 위치에 따라 레이저 반사신호가 도착하는 시간에 대한 차이가 발생한다. 이에 본 실시예에 따른 위치 산출부(234)는 복수의 수신부(220) 간의 거리를 고려하여 대상 물체(120)까지의 거리 및 대상 물체(120)의 위치정보를 산출한다. 복수의 수신부(220)를 구비하는 경우에는 수신부(220) 간의 거리를 고려해야만 정확한 거리 및 위치를 산출할 수 있다. When receiving the laser reflection signal through the plurality of reception units 220, the position calculation unit 234 generates a difference with respect to the arrival time of the laser reflection signal according to the position of each reception unit 220. Accordingly, the position calculating unit 234 according to the present embodiment calculates the distance to the target object 120 and the position information of the target object 120 in consideration of the distance between the plurality of receiving units 220. When a plurality of receiving units 220 are provided, the accurate distance and position can be calculated only by considering the distance between the receiving units 220.

이하, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 복수의 수신부(220) 간의 거리(X, Y)를 고려하여 대상 물체(120)까지의 거리 및 대상 물체(120)의 위치정보를 산출하는 동작을 설명하도록 한다. 도 6a는 복수의 수신부(222, 224, 226)를 포함하는 스캐닝 라이다 장치(110)를 나타내는 도면이고, 도 6b는 대상 물체(120)까지의 거리 및 대상 물체(120)의 위치정보를 산출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 6A and 6B, an operation of calculating the distance to the target object 120 and the position information of the target object 120 in consideration of the distance (X, Y) between the plurality of reception units 220 will be described do. 6A is a view showing a scanning lidar unit 110 including a plurality of receiving units 222, 224 and 226. FIG. 6B is a view showing a distance to the object 120 and a positional information of the object 120 Fig.

위치 산출부(234)는 복수의 수신부(222, 224, 226) 중 레이저 반사신호의 수신 세기가 가장 강한 2 개의 수신부 예컨대, 제1 수신부(R1, 222) 및 제2 수신부(R2, 224)를 선정하고, 제1 수신부(R1, 222) 및 제2 수신부(R2, 224)를 이용하여 대상 물체(120)의 정확한 위치정보를 산출한다. 여기서, 대상 물체(120)의 위치정보는 대상 물체(120)의 너비 좌표값(W) 및 길이 좌표값(L)을 포함하는 좌표 예컨대, (W, L)의 형태일 수 있다. The position calculating unit 234 calculates the position of the laser beam reflected from the first receiver Rl 222 and the second receiver Rl 224 which have the strongest intensity of the laser reflection signal among the plurality of receivers 222, And precise position information of the object 120 is calculated using the first and second receivers R1 and 222 and the second receivers R2 and 224. Here, the positional information of the object 120 may be in the form of coordinates (W, L) including the width coordinate value W and the length coordinate value L of the object 120, for example.

도 6b에 도시된 바와 같이, 스캐닝 라이다 장치(110)와 대상 물체(g, 120)의 위치를 가정하면, 송신부(Tn, 212)는 측정각도 α로 레이저 신호를 송출하고, 레이저 신호는 대상 물체(g, 120)에 반사되어 제1 수신부(R1, 222), 제2 수신부(R2, 224) 및 제3 수신부(R3, 226) 각각에 서로 다른 시간에 도착한다. 여기서, 레이저 반사신호의 수신 세기가 가장 강한 2 개의 수신부를 제1 수신부(R1, 222) 및 제2 수신부(R2, 224)로 가정한다. Assuming the positions of the scanning lidar 110 and the object g 120 as shown in FIG. 6B, the transmitter Tn 212 transmits a laser signal at a measurement angle a, And is reflected on the object g 120 to arrive at the first receivers R1 and 222, the second receivers R2 and 224 and the third receivers R3 and 226 at different times. Here, it is assumed that the two reception units having the strongest reception intensity of the laser reflection signal are the first reception units R1 and 222 and the second reception units R2 and 224, respectively.

위치 산출부(234)는 제1 수신부(R1, 222)에서 대상 물체(g, 120)까지의 제1 거리 예측값(d1)을 측정하고, 제2 수신부(R2, 224)에서 대상 물체(g, 120)까지의 제2 거리 예측값(d2)을 측정한다. 여기서, 제1 거리 예측값(d1) 및 제2 거리 예측값(d2)는 송신부(Tn, 212)에서 대상 물체(g, 120)까지의 제3 거리(T)와 대상 물체(120)에서 제1 수신부(R1, 222) 또는 제2 수신부(R2, 224)까지의 거리(R1, R2)의 합의 산술 평균값으로 산출될 수 있으며, [수학식 1] 및 [수학식 2]에 의해 산출될 수 있다. The position calculating unit 234 measures the first distance predicted value d1 from the first receiving unit R1 or 222 to the target object g or 120 and the second receiving unit R2 or 224 measures the target object g, The second distance predicted value d2 to the second distance predicted value d2 is measured. Here, the first distance predicted value d1 and the second distance predicted value d2 are obtained by multiplying the third distance T from the transmitting unit Tn 212 to the target object g 120 by the first distance D from the target object 120, Can be calculated as an arithmetic mean value of the sum of the distances R1 and R2 to the first and second receiving units R2 and 224 and can be calculated by Equation 1 and Equation 2.

Figure 112017114120977-pat00001
Figure 112017114120977-pat00001

Figure 112017114120977-pat00002
Figure 112017114120977-pat00002

위치 산출부(234)는 [수학식 1], [수학식 2]를 이용하여 송신부(Tn, 212)에서 대상 물체(g, 120)까지의 제3 거리(T)를 [수학식 3]과 같이 도출할 수 있다. The position calculating unit 234 calculates the third distance T from the transmitting unit Tn 212 to the object object g 120 by using Equation 1 and Equation 2 as Equation 3 We can draw together.

Figure 112017114120977-pat00003
Figure 112017114120977-pat00003

위치 산출부(234)는 대상 물체(g, 120)에서 제1 수신부(R1, 222)까지의 제1 거리 측정값(R1)을 산출한다. 여기서, 제1 거리 측정값(R1)은 도 6b의 제1 수신부(R1, 222), 송신부(Tn, 212), 대상 물체(g, 120)를 꼭지점으로 가정하여 형성되는 삼각형에 대하여 사이각 α(측정각도 α)를 기준으로 제2 코사인 법칙을 적용하여 산출될 수 있다. 제1 거리 측정값(R1)을 산출하는 과정에서는 제1 수신부(R1, 222) 및 송신부(Tn, 212) 간의 거리(a1)가 이용될 수 있다. 위치 산출부(234)는 [수학식 4] 내지 [수학식 7]을 이용하여 제1 거리 측정값(R1)을 산출할 수 있다. The position calculation unit 234 calculates the first distance measurement value R1 from the object object g 120 to the first reception units R1 and 222. Here, the first distance measurement value R1 is an angle? Between the first receiving unit R1, 222, the transmitting unit Tn 212, and the target object g 120 in FIG. Can be calculated by applying a second cosine law on the basis of the measurement angle? (Measurement angle?). The distance a1 between the first reception units R1 and 222 and the transmission unit Tn 212 can be used in the process of calculating the first distance measurement value R1. The position calculating unit 234 can calculate the first distance measurement value R1 using Equations (4) to (7).

Figure 112017114120977-pat00004
Figure 112017114120977-pat00004

Figure 112017114120977-pat00005
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Figure 112017114120977-pat00006
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Figure 112017114120977-pat00007
Figure 112017114120977-pat00007

위치 산출부(234)는 산출된 제1 거리 측정값(R1)을 [수학식 3]에 대입하여 송신부(Tn, 212)에서 대상 물체(g, 120)까지의 제3 거리(T)를 [수학식 8]과 같이 도출할 수 있다. The position calculation unit 234 substitutes the calculated first distance measurement value R1 into the formula 3 to determine the third distance T from the transmission unit Tn 212 to the object object g 120 as [ (8). &Quot; (8) "

Figure 112017114120977-pat00008
Figure 112017114120977-pat00008

위치 산출부(234)는 대상 물체(g, 120)에서 레이저 반사신호가 반사되어 제1 수신부(R1, 222)로 돌아오는 각도(β1)를 산출한다. 여기서, 위치 산출부(234)는 도 6b의 제1 수신부(R1, 222), 송신부(Tn, 212), 대상 물체(g, 120)를 꼭지점으로 가정하여 형성되는 삼각형에 대하여 사이각(β1)을 기준으로 제2 코사인 법칙을 적용하여 각도(β1)를 산출할 수 있다. 위치 산출부(234)는 [수학식 9] 내지 [수학식 11]을 이용하여 각도(β1)를 산출할 수 있다.The position calculating section 234 calculates the angle? 1 at which the laser reflected signal is reflected at the object object g 120 and returns to the first receiving sections R1 and 222. Here, the position calculating unit 234 calculates the angle? 1 with respect to the triangle formed by assuming the vertexes of the first receiving unit R1, 222, the transmitting unit Tn, 212, The angle? 1 can be calculated by applying the second cosine law on the basis of the second cosine law. The position calculating unit 234 can calculate the angle beta 1 using Equation (9) to Equation (11).

Figure 112017114120977-pat00009
Figure 112017114120977-pat00009

Figure 112017114120977-pat00010
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Figure 112017114120977-pat00011
Figure 112017114120977-pat00011

한편, 위치 산출부(234)는 대상 물체(g, 120)에서 제2 수신부(R2, 224)까지의 제2 거리 측정값(R2)을 산출한다. 여기서, 제2 거리 측정값(R2)은 도 6b의 제2 수신부(R2, 224), 송신부(Tn, 212), 대상 물체(g, 120)를 꼭지점으로 가정하여 형성되는 삼각형에 대하여 사이각 α(측정각도 α)를 기준으로 제2 코사인 법칙을 적용하여 산출될 수 있다. 제2 거리 측정값(R2)을 산출하는 과정에서는 제2 수신부(R2, 224) 및 송신부(Tn, 212) 간의 거리(a2)가 이용될 수 있다. 위치 산출부(234)는 [수학식 12]를 통해 제2 거리 측정값(R2)을 산출할 수 있다. On the other hand, the position calculating section 234 calculates the second distance measurement value R2 from the object object g, 120 to the second receiving sections R2, 224. Here, the second distance measurement value R2 is a distance between the triangle formed by assuming the vertexes of the second receiving unit R2, 224, the transmitting unit Tn, 212, and the object 120, Can be calculated by applying a second cosine law on the basis of the measurement angle? (Measurement angle?). The distance a2 between the second receiving units R2 and 224 and the transmitting unit Tn 212 may be used in the process of calculating the second distance measurement value R2. The position calculating unit 234 may calculate the second distance measurement value R2 through Equation (12).

Figure 112017114120977-pat00012
Figure 112017114120977-pat00012

위치 산출부(234)는 대상 물체(g, 120)에서 레이저 반사신호가 반사되어 제2 수신부(R2, 224)로 돌아오는 각도(β2)를 산출한다. 여기서, 위치 산출부(234)는 도 6b의 제2 수신부(R2, 224), 송신부(Tn, 212), 대상 물체(g, 120)를 꼭지점으로 가정하여 형성되는 삼각형에 대하여 사이각(β2)을 기준으로 제2 코사인 법칙을 적용하여 각도(β2)를 산출할 수 있다. 위치 산출부(234)는 [수학식 13]을 통해 각도(β2)를 산출할 수 있다.The position calculating unit 234 calculates the angle? 2 at which the laser reflected signal is reflected at the object object g, 120 and returns to the second receiving unit R2, 224. Here, the position calculating unit 234 calculates the angle? 2 with respect to the triangle formed by assuming the vertexes of the second receiving unit R2, 224, the transmitting unit Tn, 212, The angle? 2 can be calculated by applying the second cosine law on the basis of the second cosine law. The position calculating section 234 can calculate the angle [beta] 2 through the equation (13).

Figure 112017114120977-pat00013
Figure 112017114120977-pat00013

위치 산출부(234)는 [수학식 11] 및 [수학식 12]에 의해 산출된 각도(β1) 및 각도(β2)를 이용하여 도 6b의 제1 수신부 각도(θ1) 및 제2 수신부 각도(θ2)를 산출할 수 있다. 여기서, 제1 수신부 각도(θ1) 및 제2 수신부 각도(θ2)는 대상 물체(120)의 기준선 예컨대, 스캐닝 라이다 장치(110)의 수평선과 만나는 수직선을 기준으로 측정된 각도일 수 있다. The position calculating section 234 calculates the first receiving angle? 1 and the second receiving section angle? 1 of FIG. 6B using the angle? 1 and the angle? 2 calculated by the equations (11) 2) can be calculated. Here, the first receiving angle angle? 1 and the second receiving angle angle? 2 may be angles measured based on a reference line of the object 120, for example, a vertical line that meets the horizontal line of the scanning line device 110.

각도(β1) 및 각도(β2)의 합은 대상 물체(g, 120)를 기준으로 제1 수신부(R1, 222)와 제2 수신부(R2, 224)가 이루는 각도의 차이를 나타내며, 위치 산출부(234)는 이를 이용하여 제1 수신부 각도(θ1) 및 제2 수신부 각도(θ2)를 산출할 수 있다. 제1 수신부 각도(θ1) 및 제2 수신부 각도(θ2)는 [수학식 14] 내지 [수학식 16]을 통해 산출될 수 있다. The sum of the angle? 1 and the angle? 2 represents a difference in angle formed by the first and second receivers R1 and 222 and the second receiver R2 and 224 with respect to the target object g and 120, The controller 234 can calculate the first receiving angle? 1 and the second receiving unit angle? 2 using this. The first receiving unit angle? 1 and the second receiving unit angle? 2 can be calculated through Equations (14) to (16).

Figure 112017114120977-pat00014
Figure 112017114120977-pat00014

Figure 112017114120977-pat00015
Figure 112017114120977-pat00015

Figure 112017114120977-pat00016
Figure 112017114120977-pat00016

위치 산출부(234)는 제1 수신부 각도(θ1) 및 제1 거리 측정값(R1)을 이용하여 대상 물체(g, 120)의 위치정보 즉, 너비 좌표값(W) 및 길이 좌표값(L)을 산출할 수 있다. 여기서, 위치 정보는 (W, L)의 형태로 산출될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 위치 산출부(234)는 제1 수신부 각도(θ1) 및 제1 거리 측정값(R1)을 대신하여 제2 수신부 각도(θ2) 및 제2 거리 측정값(R2)을 이용하여 대상 물체(g, 120)의 위치정보를 산출할 수도 있다. 위치 산출부(234)는 [수학식 17]을 통해 도 6b의 너비 좌표값(W) 및 길이 좌표값(L)를 산출할 수 있다. The position calculating unit 234 calculates the positional information of the object object g or 120 using the first receiving angle? 1 and the first distance measurement value R1, that is, the width coordinate value W and the length coordinate value L ) Can be calculated. Here, the position information can be calculated in the form of (W, L), but is not limited thereto. The position calculating unit 234 calculates the position of the target object by using the second receiving unit angle? 2 and the second distance measuring value R2 instead of the first receiving unit angle? 1 and the first distance measuring value R1. g, and 120, respectively. The position calculating unit 234 can calculate the width coordinate value W and the length coordinate value L of FIG. 6B through Equation (17).

Figure 112017114120977-pat00017
Figure 112017114120977-pat00017

본 실시예에 따른 신호 처리부(230)는 스캐닝 라이다 장치(110) 내에 포함된 모듈인 것으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 송신부(210) 및 수신부(220)와 연동하는 별도의 모듈(예: 원격 신호 처리장치 등)로 구현될 수 있다. The signal processing unit 230 according to the present embodiment is described as being a module included in the scanning ladder apparatus 110. However, the signal processing unit 230 is not necessarily limited to this, and may be a separate module linked to the transmitting unit 210 and the receiving unit 220 E.g., a remote signal processing device, etc.).

도 3은 본 실시예에 따른 스캐닝 라이다 장치의 라이다 센싱 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 3 is a flowchart for explaining a ladder sensing method of the scanning laydery device according to the present embodiment.

스캐닝 라이다 장치(110)는 식별정보를 포함하는 복수의 레이저 신호를 송신한다(S310). 스캐닝 라이다 장치(110)는 복수의 송신 다이오드를 통해 복수의 레이저 신호를 대상 물체(120)로 송신하며, 복수의 레이저 신호 각각은 송신 다이오드 별로 기 설정된 서로 다른 식별정보를 포함한다. 여기서, 식별정보는 2 진화된 데이터의 형태로 표현되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The scanning lidar apparatus 110 transmits a plurality of laser signals including identification information (S310). The scanning lidar 110 transmits a plurality of laser signals to a target object 120 through a plurality of transmitting diodes, and each of the plurality of laser signals includes different identification information predetermined for each of the transmitting diodes. Here, the identification information is preferably expressed in the form of binary data, but is not limited thereto.

스캐닝 라이다 장치(110)는 복수의 레이저 신호가 대상 물체(120)에 반사되어 돌아오는 레이저 반사신호를 획득한다(S320). 스캐닝 라이다 장치(110)는 식별정보를 포함하는 복수의 반사신호를 동시에 수신한다. The scanning lidar apparatus 110 acquires a laser reflected signal that is reflected by the object 120 and returns to the object 120 (S320). The scanning lidar apparatus 110 simultaneously receives a plurality of reflection signals including identification information.

스캐닝 라이다 장치(110)는 레이저 반사신호에 포함된 식별정보에 근거하여 레이저 신호를 송출한 송신 다이오드를 식별한다(S330). 스캐닝 라이다 장치(110)는 수신된 레이저 반사신호의 식별정보를 이용하여 레이저 신호의 송출방향 즉, 레이저 신호를 송신한 송신 다이오드를 확인한다. 다시 말해, 스캐닝 라이다 장치(110)는 수신된 레이저 반사신호에 포함된 식별정보에 기초하여, 수신된 레이저 반사신호가 복수의 송신 다이오드 중 어떤 다이오드에 대응하는 반사신호인지 여부를 식별할 수 있다. The scanning lidar apparatus 110 identifies the transmitting diode that has transmitted the laser signal based on the identification information included in the laser reflected signal (S330). The scanning lidar apparatus 110 identifies the transmitting direction of the laser signal, that is, the transmitting diode that has transmitted the laser signal, using the identification information of the received laser reflected signal. In other words, the scanning line device 110 can identify, based on the identification information included in the received laser reflection signal, whether or not the received laser reflection signal is a reflection signal corresponding to which of the plurality of transmission diodes .

스캐닝 라이다 장치(110)는 대상 물체(120)와의 거리를 산출하고, 대상 물체(120)의 위치를 산출한다(S340). 스캐닝 라이다 장치(110)는 레이저 반사신호가 복수의 수신부를 통해 수신되는 경우, 복수의 수신부 간의 거리를 고려하여 대상 물체(120)까지의 거리 및 대상 물체(120)의 위치정보를 산출한다. 구체적으로, 스캐닝 라이다 장치(110)는 복수의 수신부 중 레이저 반사신호의 신호세기에 근거하여 2 개의 수신부를 선정하고, 레이저 반사신호의 비행시간, 2 개의 수신부와 송신 다이오드 및 대상 물체(120) 간의 거리 등을 산출하여 대상 물체(120)의 정확한 위치 좌표를 산출한다. The scanning lidar apparatus 110 calculates the distance to the object 120 and calculates the position of the object 120 (S340). The scanning lidar apparatus 110 calculates the distance to the object 120 and the position information of the object 120 in consideration of the distance between the plurality of receivers when the laser reflection signal is received through the plurality of receivers. Specifically, the scanning lidar apparatus 110 selects two receiving units based on the signal intensity of the laser reflected signal among the plurality of receiving units, and calculates the flying time of the laser reflected signal, the two receiving units, the transmitting diode, And calculates the precise positional coordinates of the object 120. [0050]

도 4는 본 실시예에 따른 스캐닝 라이다 장치의 수신 및 식별과정을 구체화한 순서도이다. 도 4는 도 3의 단계 S320 및 단계 S330을 구체적으로 나타낸다. 4 is a flowchart illustrating a receiving and identifying process of the scanning RLayer device according to the present embodiment. Fig. 4 specifically shows step S320 and step S330 in Fig.

스캐닝 라이다 장치(110)는 레이저 반사신호를 수신한다(S410). 스캐닝 라이다 장치(110)는 구비된 포토다이오드를 이용하여 레이저 반사신호를 전기신호로 변환하고(S412), 변환된 전기신호를 ADC(Analog Digital Converter)를 이용하여 디지털화한다(S414). The scanning lidar device 110 receives the laser reflected signal (S410). The scanning laser apparatus 110 converts the laser reflection signal into an electrical signal using the photodiode provided in operation S412, and converts the converted electrical signal into an analog signal using an analog-to-digital converter (S414).

스캐닝 라이다 장치(110)는 디지털화된 데이터를 레이저 반사신호의 수신시간과 함께 큐(Queue)에 저장한다(S420). 스캐닝 라이다 장치(110)는 기 설정된 자기상관함수의 길이보다 큐의 길이가 커지면(S430), 큐 내에 저장된 데이터를 자기상관함수의 길이만큼 추출하여 비교한다(S440, S450). The scanning lidar apparatus 110 stores the digitized data together with the reception time of the laser reflection signal in a queue (S420). When the length of the queue becomes longer than the predetermined length of the autocorrelation function (S430), the scanning lidar apparatus 110 extracts the data stored in the queue by the length of the autocorrelation function and compares the extracted length with the length of the autocorrelation function (S440, S450).

스캐닝 라이다 장치(110)는 기 설정된 임계값보다 큰 경우(S452) 매칭된 신호만을 추출한다(S460). 여기서, 매칭된 신호는 송신 다이오드가 동일한 레이저 반사신호들일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. If the scanning lidar apparatus 110 is larger than the preset threshold (S452), only the matched signal is extracted (S460). Here, the matched signal may be, but is not necessarily limited to, the same laser reflection signals.

스캐닝 라이다 장치(110)는 레이저 반사신호에 포함된 체크섬 정보를 확인하고(S470), 체크섬이 일치하는 경우, 도 5의 위치 계산과정을 수행한다(S480). 스캐닝 라이다 장치(110)는 체크섬 정보를 통해 레이저 반사신호 또는 레이저 반사신호에 포함된 식별정보의 손상 여부를 판단할 수 있다. The scanning lidar apparatus 110 confirms the checksum information included in the laser reflection signal (S470), and performs the position calculation process of FIG. 5 when the checksums are matched (S480). The scanning lidar apparatus 110 can determine whether the identification information included in the laser reflection signal or the laser reflection signal is damaged through the checksum information.

도 5는 본 실시예에 따른 스캐닝 라이다 장치의 위치 계산과정을 구체화한 순서도이다. 도 5는 도 3의 단계 S340을 구체적으로 나타낸다. FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of calculating a position of a scanning RLayer device according to the present embodiment. FIG. 5 specifically shows step S340 of FIG.

스캐닝 라이다 장치(110)는 디지털화된 레이저 반사신호의 최고점을 파악하고(S520), 최고점에 따른 레이저 반사신호의 비행시간 및 신호세기를 계산한다(S530). 여기서, 스캐닝 라이다 장치(110)는 가우시안 분해(Gaussian Decomposition)를 통해 레이저 펄스의 최고점을 파악할 수 있다. The scanning lidar apparatus 110 grasps the highest point of the digitized laser reflection signal (S520), and calculates a flight time and a signal intensity of the laser reflection signal according to the highest point (S530). Here, the scanning lidar apparatus 110 can grasp the peak of the laser pulse through Gaussian decomposition.

스캐닝 라이다 장치(110)는 레이저 반사신호의 식별정보를 기초로 송신 다이오드에 따라 복수의 수신기를 분류하고(S540), 신호 세기를 기준으로 복수의 수신기(R1, R2, R3)를 정렬한다(S550). The scanning lidar apparatus 110 classifies the plurality of receivers according to the transmitting diode based on the identification information of the laser reflected signal at step S540 and aligns the plurality of receivers R1, R2 and R3 based on the signal intensity S550).

스캐닝 라이다 장치(110)는 복수의 수신기(R1, R2, R3) 중 신호세기가 가장 큰 적어도 두 개의 수신기를 선정하고(S560), 선정된 수신기의 정보 및 레이저 반사신호의 관련 정보를 기반으로 대상 물체(120)의 위치 좌표를 산출한다(S570).The scanning lidar apparatus 110 selects at least two receivers having the highest signal strength among the plurality of receivers R1, R2 and R3 (S560), and based on the information of the selected receiver and the related information of the laser reflected signal The position coordinates of the target object 120 are calculated (S570).

도 3 내지 도 5에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 3 내지 도 5에 기재된 과정을 변경하여 실행하거나 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 3 내지 도 5은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.3 to 5 illustrate that the processes are sequentially executed, but the present invention is not limited thereto. In other words, the present invention can be applied to changing the processes described in FIGS. 3 to 5 or executing one or more processes in parallel, so that FIGS. 3 to 5 are not limited to the time series.

도 3 내지 도 5에 기재된 본 실시예에 따른 라이다 센싱 방법은 프로그램(또는 애플리케이션)으로 구현되고 단말장치(또는 컴퓨터)로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 라이다 센싱 방법을 구현하기 위한 프로그램(또는 애플리케이션)이 기록되고 단말장치(또는 컴퓨터)가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨팅 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.3 to 5 may be recorded in a recording medium that is implemented by a program (or an application) and can be read by a terminal device (or a computer). A recording medium on which a program (or application) for implementing the ladder sensing method according to the present embodiment is recorded and which can be read by a terminal device (or a computer) includes all kinds of recording devices .

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and changes may be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the embodiments. Therefore, the present embodiments are to be construed as illustrative rather than restrictive, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 스캐닝 라이다 시스템 110: 스캐닝 라이다 장치
120: 대상 물체 210: 송신부
220: 수신부 230: 신호 처리부
232: 식별 처리부 234: 위치 산출부100: scanning laser system 110: scanning laser apparatus
120: object 210: transmitter
220: Receiver 230: Signal processor
232: Identification processor 234: Position calculator

Claims (16)

복수의 송신 다이오드를 포함하며, 상기 복수의 송신 다이오드 각각은 기 설정된 송출방향으로 서로 다른 식별정보를 포함하는 복수의 레이저 신호를 동시에 송신하는 송신부;
복수 개의 수신부로 구성되며, 상기 복수 개의 수신부 각각은 상기 복수의 레이저 신호가 대상 물체에 반사되어 돌아오는 복수의 레이저 반사신호를 서로 다른 시간에 획득하는 수신부; 및
상기 복수의 레이저 반사신호에 포함된 식별정보에 따라 상기 레이저 신호의 송출방향을 확인하고, 상기 수신부와 상기 대상 물체와의 거리를 산출하는 신호 처리부를 포함하되,
상기 신호 처리부는, 복수의 수신부 중 레이저 반사신호의 신호세기가 가장 강한 두 개의 수신부를 선정하고, 상기 두 개의 수신부를 간의 거리, 상기 송신부와 상기 대상 물체와의 거리 및 상기 송신부의 송출방향을 고려하여 제1 수신부와 상기 대상 물체와의 제1 거리, 제2 수신부와 상기 대상 물체와의 제2 거리 및 상기 대상 물체의 위치정보를 산출하며,
상기 신호 처리부는, 상기 대상 물체의 기준선을 기준으로 상기 제1 수신부와의 제1 각도 및 상기 제2 수신부와의 제2 각도를 산출하고, 상기 제1 거리 및 상기 제1 각도를 이용하여 상기 대상 물체의 너비 좌표값(W) 및 길이 좌표값(L)을 포함하는 상기 위치정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다 장치.A transmitter including a plurality of transmit diodes, each of the plurality of transmit diodes simultaneously transmitting a plurality of laser signals including different identification information in a predetermined dispatch direction;
Wherein each of the plurality of reception units comprises: a receiver for acquiring a plurality of laser reflection signals reflected at the object from the plurality of laser signals at different times; And
And a signal processor for checking a dispensing direction of the laser signal according to the identification information included in the plurality of laser reflection signals and calculating a distance between the receiver and the object,
The signal processing unit selects two receiving units having the strongest signal intensity of the laser reflection signal among the plurality of receiving units and considers the distance between the two receiving units, the distance between the transmitting unit and the object, and the sending direction of the transmitting unit Calculates a first distance between the first receiving unit and the target object, a second distance between the second receiving unit and the target object, and positional information of the target object,
Wherein the signal processing unit calculates a first angle with respect to the first receiving unit and a second angle with the second receiving unit based on a reference line of the object and calculates the second angle using the first distance and the first angle, And calculates the position information including the width coordinate value (W) and the length coordinate value (L) of the object. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 신호 처리부는,
상기 복수의 레이저 반사신호에 포함된 식별정보에 근거하여 상기 레이저 반사신호가 상기 복수의 송신 다이오드 중 어떤 송신 다이오드에 대한 반사신호인지 여부를 식별하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다 장치.The method according to claim 1,
The signal processing unit,
And identifies whether the laser reflected signal is a reflection signal for which of the plurality of transmit diodes based on the identification information included in the plurality of laser reflection signals. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 복수의 송신 다이오드를 포함하며, 상기 복수의 송신 다이오드 각각은 기 설정된 송출방향으로 서로 다른 식별정보를 포함하는 복수의 레이저 신호를 동시에 송신하는 송신부;
복수 개의 수신부로 구성되며, 상기 복수 개의 수신부 각각은 상기 복수의 레이저 신호가 대상 물체에 반사되어 돌아오는 복수의 레이저 반사신호를 서로 다른 시간에 획득하는 수신부; 및
상기 복수의 레이저 반사신호에 포함된 식별정보에 따라 상기 레이저 신호의 송출방향을 확인하고, 상기 수신부와 상기 대상 물체와의 거리를 산출하는 신호 처리부를 포함하되,
상기 신호 처리부는, 복수의 수신부 중 레이저 반사신호의 신호세기가 가장 강한 두 개의 수신부를 선정하고, 상기 두 개의 수신부를 간의 거리, 상기 송신부와 상기 대상 물체와의 거리 및 상기 송신부의 송출방향을 고려하여 제1 수신부와 상기 대상 물체와의 제1 거리, 제2 수신부와 상기 대상 물체와의 제2 거리 및 상기 대상 물체의 위치정보를 산출하며,
상기 신호 처리부는, 상기 대상 물체의 기준선을 기준으로 상기 제1 수신부와의 제1 각도 및 상기 제2 수신부와의 제2 각도를 산출하고, 상기 제2 거리 및 상기 제2 각도를 이용하여 상기 대상 물체의 너비 좌표값(W) 및 길이 좌표값(L)을 포함하는 상기 위치정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다 장치.A transmitter including a plurality of transmit diodes, each of the plurality of transmit diodes simultaneously transmitting a plurality of laser signals including different identification information in a predetermined dispatch direction;
Wherein each of the plurality of reception units comprises: a receiver for acquiring a plurality of laser reflection signals reflected at the object from the plurality of laser signals at different times; And
And a signal processor for checking a dispensing direction of the laser signal according to the identification information included in the plurality of laser reflection signals and calculating a distance between the receiver and the object,
The signal processing unit selects two receiving units having the strongest signal intensity of the laser reflection signal among the plurality of receiving units and considers the distance between the two receiving units, the distance between the transmitting unit and the object, and the sending direction of the transmitting unit Calculates a first distance between the first receiving unit and the target object, a second distance between the second receiving unit and the target object, and positional information of the target object,
Wherein the signal processing unit calculates a first angle with respect to the first receiving unit and a second angle with the second receiving unit based on a reference line of the object and calculates the second angle using the second distance and the second angle, And calculates the position information including the width coordinate value (W) and the length coordinate value (L) of the object. 스캐닝 라이다 장치가 라이다 센싱을 수행하는 방법에 있어서,
복수의 송신 다이오드를 포함하며, 상기 복수의 송신 다이오드 각각을 통해 기 설정된 송출방향으로 서로 다른 식별정보를 포함하는 복수의 레이저 신호를 동시에 송신하는 송신과정;
복수 개의 수신부로 구성되며, 상기 복수 개의 수신부 각각은 상기 복수의 레이저 신호가 대상 물체에 반사되어 돌아오는 복수의 레이저 반사신호를 서로 다른 시간에 획득하는 수신과정; 및
상기 복수의 레이저 반사신호에 포함된 식별정보에 따라 상기 레이저 신호의 송출방향을 확인하고, 상기 수신부와 상기 대상 물체와의 거리를 산출하는 신호 처리과정을 포함하되,
상기 신호 처리과정은, 복수의 수신부 중 레이저 반사신호의 신호세기가 가장 강한 두 개의 수신부를 선정하고, 상기 두 개의 수신부를 간의 거리, 상기 복수의 레이저 신호를 동시에 송신하는 송신부와 상기 대상 물체와의 거리 및 상기 송신부의 송출방향을 고려하여 제1 수신부와 상기 대상 물체와의 제1 거리, 제2 수신부와 상기 대상 물체와의 제2 거리 및 상기 대상 물체의 위치정보를 산출하며,
상기 신호 처리과정은, 상기 대상 물체의 기준선을 기준으로 상기 제1 수신부와의 제1 각도 및 상기 제2 수신부와의 제2 각도를 산출하고, 상기 제1 거리 및 상기 제1 각도를 이용하여 상기 대상 물체의 너비 좌표값(W) 및 길이 좌표값(L)을 포함하는 상기 위치정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다 센싱 방법.A method for performing scanning sensing in a scanning line apparatus,
A transmitting step of simultaneously transmitting a plurality of laser signals including a plurality of transmitting diodes and different identification information in a predetermined sending direction through each of the plurality of transmitting diodes;
Wherein each of the plurality of reception units acquires a plurality of laser reflection signals reflected by the object at different times; And
And a signal processing step of checking a dispensing direction of the laser signal according to the identification information included in the plurality of laser reflection signals and calculating a distance between the receiver and the object,
Wherein the signal processing step includes the steps of: selecting two receiving units having the strongest signal intensity of the laser reflected signal from among the plurality of receiving units, selecting a distance between the two receiving units, a transmitting unit for simultaneously transmitting the plurality of laser signals, Calculates a first distance between the first receiving unit and the target object, a second distance between the second receiving unit and the target object, and position information of the target object in consideration of the distance and the dispatching direction of the transmitting unit,
Wherein the signal processing includes calculating a first angle with respect to the first receiving unit and a second angle with the second receiving unit based on a reference line of the object and calculating the second angle using the first distance and the first angle, The position information including the width coordinate value (W) and the length coordinate value (L) of the target object is calculated. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 스캐닝 라이다 장치가 라이다 센싱을 수행하는 방법에 있어서,
복수의 송신 다이오드를 포함하며, 상기 복수의 송신 다이오드 각각을 통해 기 설정된 송출방향으로 서로 다른 식별정보를 포함하는 복수의 레이저 신호를 동시에 송신하는 송신과정;
복수 개의 수신부로 구성되며, 상기 복수 개의 수신부 각각은 상기 복수의 레이저 신호가 대상 물체에 반사되어 돌아오는 복수의 레이저 반사신호를 서로 다른 시간에 획득하는 수신과정; 및
상기 복수의 레이저 반사신호에 포함된 식별정보에 따라 상기 레이저 신호의 송출방향을 확인하고, 상기 수신부와 상기 대상 물체와의 거리를 산출하는 신호 처리과정을 포함하되,
상기 신호 처리과정은, 복수의 수신부 중 레이저 반사신호의 신호세기가 가장 강한 두 개의 수신부를 선정하고, 상기 두 개의 수신부를 간의 거리, 상기 복수의 레이저 신호를 동시에 송신하는 송신부와 상기 대상 물체와의 거리 및 상기 송신부의 송출방향을 고려하여 제1 수신부와 상기 대상 물체와의 제1 거리, 제2 수신부와 상기 대상 물체와의 제2 거리 및 상기 대상 물체의 위치정보를 산출하며,
상기 신호 처리과정은, 상기 대상 물체의 기준선을 기준으로 상기 제1 수신부와의 제1 각도 및 상기 제2 수신부와의 제2 각도를 산출하고, 상기 제2 거리 및 상기 제2 각도를 이용하여 상기 대상 물체의 너비 좌표값(W) 및 길이 좌표값(L)을 포함하는 상기 위치정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다 센싱 방법.
A method for performing scanning sensing in a scanning line apparatus,
A transmitting step of simultaneously transmitting a plurality of laser signals including a plurality of transmitting diodes and different identification information in a predetermined sending direction through each of the plurality of transmitting diodes;
Wherein each of the plurality of reception units acquires a plurality of laser reflection signals reflected by the object at different times; And
And a signal processing step of checking a dispensing direction of the laser signal according to the identification information included in the plurality of laser reflection signals and calculating a distance between the receiver and the object,
Wherein the signal processing step includes the steps of: selecting two receiving units having the strongest signal intensity of the laser reflected signal from among the plurality of receiving units, selecting a distance between the two receiving units, a transmitting unit for simultaneously transmitting the plurality of laser signals, Calculates a first distance between the first receiving unit and the target object, a second distance between the second receiving unit and the target object, and position information of the target object in consideration of the distance and the dispatching direction of the transmitting unit,
Wherein the signal processing includes calculating a first angle with respect to the first receiving unit and a second angle with the second receiving unit based on a reference line of the object and calculating a second angle using the second distance and the second angle, The position information including the width coordinate value (W) and the length coordinate value (L) of the target object is calculated.
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