KR102186830B1 - A lidar system for artificial intelligent - Google Patents

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KR102186830B1 KR1020200031251A KR20200031251A KR102186830B1 KR 102186830 B1 KR102186830 B1 KR 102186830B1 KR 1020200031251 A KR1020200031251 A KR 1020200031251A KR 20200031251 A KR20200031251 A KR 20200031251A KR 102186830 B1 KR102186830 B1 KR 102186830B1
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Abstract

The present invention relates to a lidar system responding to an artificial intelligence, capable of being suitable for the requirements of artificial intelligence by precisely detecting only a specific area or accurately detecting only necessary data after detecting data of the entire detecting area of a lidar system. According to the present invention, the lidar system responding to the artificial intelligence comprises a control unit for storing a received signal as scanned data, detecting the presence or absence of an object and a physical quantity based on the scanned data, and controlling the scanned data to be transmitted to an upper control end. The control unit is operated as a system responding to artificial intelligence, such as a mode of scanning a specific scan area set in accordance with setting of an area to be scanned or specifying of a reference of an object to be tracked, by a user, a mode of scanning a specified scanning area when the upper control end specifies (specifying of the scan area) an object to be reported and tracked from the scan data, and a mode of selecting a detailed detection object requiring independent attention in accordance with an object detecting reference after scanning a basic area, and tracking the selected detailed detection object to obtain physical data so as to report the same to the upper control end.

Description

인공지능에 대응한 라이다 시스템{A lidar system for artificial intelligent}A lidar system for artificial intelligent}

본 발명은 인공지능에 대응한 라이다 시스템에 관한 것으로, 특히 라이다(Lidar)의 전체 검출 영역의 데이터를 검출한 후, 특정 영역만을 정밀 검출하거나 필요한 데이터만을 정확하게 검출하도록 하여 인공지능의 요구 사항에 적합하도록 한 인공지능에 대응한 라이다 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a LiDAR system corresponding to artificial intelligence, and in particular, after detecting the data of the entire detection area of Lidar, only a specific area is precisely detected or only the necessary data is accurately detected. It relates to a lidar system corresponding to artificial intelligence adapted to

일반적으로, 라이다 시스템은 레이저를 짧은 시간 순차적으로 주사하고, 그 주사된 레이저펄스가 피사체에서 반사되어 기기로 되돌아 오는 시간을 측정하여 피사체와 라이다 본체와의 거리를 검출하는 검출기기이다. 이 빛의 지연 시간을 측정하는 장치는 다수개의 레이저 펄스를 여러 각도로 주사하여, 라이다 전면에 있는 모든 사물과의 거리를 측정한다. 이 측정하는 과정을 "스캔"이라고 하며, 이때 특정된 거리 내의 일정 시간 내로 반사되어 오는 빛의 왕복시간을 이용하여 피사체를 검출하며, 검출은 고속 촬영을 이용하여 마치 영화의 필름과 같은 스프라이트 이미지를 획득하여 전방의 물체를 검출한다.In general, a lidar system is a detector that sequentially scans a laser for a short time and measures a time when the scanned laser pulse is reflected from a subject and returned to the device to detect the distance between the subject and the lidar body. The device that measures the delay time of this light scans multiple laser pulses at various angles and measures the distance to all objects in front of the lidar. This measuring process is called "scan". At this time, the subject is detected using the round trip time of the light reflected within a certain time within a specified distance, and the detection uses high-speed shooting to create a sprite image like a film of a movie. Acquire and detect the object in front.

그 결과 실제 라이다가 관측 범위 내의 획득한 데이터는 중복되거나 반복되는 데이터가 대부분이고, 이를 각 스캔된 데이터의 중복 데이터를 비교하여 제거하는 방식이므로, 중복된 데이터 처리에 대부분의 컴퓨터 자원을 낭비하고 있다.As a result, most of the data acquired by the lidar within the observation range are duplicated or repeated data, and since it is a method of comparing and removing duplicate data of each scanned data, most of the computer resources are wasted in processing the duplicated data. have.

주기적으로 전체 영역을 스캔하여 전방의 기기들을 검출하는 방식으로 단일의 TX/RX와 미러, 회전체로 전체 영역을 스캔하거나, 복수의 TX/RX와 회전체, 거울, 렌즈로 전체 영역을 검출하는 장치가 실용화되어 있다.It scans the entire area periodically and detects the devices in front of it. It scans the entire area with a single TX/RX, mirror, and rotating body, or detects the entire area with multiple TX/RXs, rotating bodies, mirrors, and lenses. The device has been put into practical use.

이 기술은 자율주행차량의 운용에 적용하는 초기에 있으나, 현장에 적용하기에 필요한 기능이 부족하여 여러 보조 센서를 이용해야 한다. 특히, 라이다가 전체 영역을 주시 검출하므로, 매 측정된 거의 유사한 화면을 비교하여 중복된 데이터를 제거하는 등 불필요한 중복된 사물에 대한 주시로 라이다 및 부속 컴퓨터 등의 자원을 낭비하는 단점이 있다.Although this technology is in the early stages of application to the operation of autonomous vehicles, various auxiliary sensors have to be used due to lack of functions necessary for application to the field. In particular, since the lidar looks and detects the entire area, there is a disadvantage of wasting resources such as lidar and attached computers by looking at unnecessary redundant objects, such as removing redundant data by comparing each measured almost similar screen. .

또한, 라이다 시스템을 이용하여 피사체를 검출하는 선행기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.Further, a prior art for detecting a subject using a lidar system is disclosed in <Patent Document 1> below.

<특허문헌 1> 에 개시된 선행기술은 전면 2개의 라이다 센서는 비상상황의 정지를 위하여 사용되며, 차량 중앙에 회전 라이다 센서를 탑재하여 360도 회전 라이다 센서를 통하여 360도 환경 정보를 얻어 장애물 감지하는데 사용되며, 차량 전방에 설치된 웹 캠(Web Cam) 카메라를 통하여 차선 인식 및 추적을 위하여 사용하여, 비상정지 상황, 장애물 감지, 차선 인식 및 추적을 진행하여 이를 통하여 안전하게 차량을 자율주행하기 위한 카메라 및 라이다 센서를 이용한 차량 자율주행방법을 제공한다.In the prior art disclosed in <Patent Document 1>, two front lidar sensors are used to stop an emergency situation, and a rotating lidar sensor is mounted in the center of the vehicle to obtain 360-degree environmental information through the 360-degree rotating lidar sensor. It is used to detect obstacles, and is used for lane recognition and tracking through a web cam camera installed in front of the vehicle, and it is used for emergency stop situations, obstacle detection, lane recognition and tracking, and to safely autonomously drive the vehicle through this It provides a vehicle autonomous driving method using a camera and a lidar sensor.

그러나 이러한 선행기술도 회전 라이다 센서를 이용하여 환경 정보를 획득하고, 이를 분석하여 장애물을 감지하는 데 사용할 수는 있으나, 라이다가 전체 영역을 주시 검출하므로, 매 측정된 거의 유사한 화면을 비교하여 중복된 데이터를 제거하는 등 불필요한 중복된 사물에 대해 비교 및 중복된 데이터를 지속적으로 제거하는 자원 낭비를 한다.However, this prior art can also be used to acquire environmental information using a rotating lidar sensor and use it to detect obstacles by analyzing it, but since the lidar looks at the entire area and detects, it is possible to compare almost similar screens measured every time. It wastes resources by continuously removing redundant data and comparing unnecessary redundant objects such as removing redundant data.

대한민국 등록특허 10-1998298(2019.07.03. 등록)(카메라 및 라이다 센서를 이용한 차량 자율주행방법)Republic of Korea Patent Registration 10-1998298 (Registration on July 3, 2019) (Autonomous vehicle driving method using camera and lidar sensor)

따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 라이다 시스템 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 라이다(Lidar)의 전체 검출 영역의 데이터를 검출한 후, 특정 영역만을 정밀 검출하거나 필요한 데이터만을 정확하게 검출하도록 하여 인공지능의 요구사항에 적합하도록 한 인공지능에 대응한 라이다 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve problems occurring in the general Lidar system and the prior art, and after detecting data of the entire detection area of Lidar, only a specific area is precisely detected or Its purpose is to provide a lidar system corresponding to artificial intelligence and a control method thereof that is adapted to the requirements of artificial intelligence by accurately detecting only data.

본 발명의 다른 목적은 전체 검출 영역에서 배경화면과는 다르게 움직이는 물체를 검출하면 센서에 움직이는 물체들을 주목하여 물체의 더욱 정밀한 거리 및 속도, 움직이는 방향, 전체 크기를 감시할 수 있도록 한 인공지능에 대응한 라이다 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to cope with an artificial intelligence capable of monitoring a more precise distance and speed, moving direction, and overall size of the object by paying attention to the moving objects in the sensor when an object moving differently from the background screen is detected in the entire detection area. It is to provide a lidar system and a control method thereof.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "인공지능에 대응한 라이다 시스템"은, 피사체 검출용 레이저 펄스 광을 발생하는 광 발생장치; 기설정된 측정영역의 방위각과 위도 범위 내에서 제어부로부터 설정되는 방위각과 위도로 상기 광 발생장치에서 발생한 레이저 펄스 광을 반사시키는 MEMS 미러부; 상기 MEMS 미러부를 통해 반사된 레이저 펄스 광을 집속하여 피사체에 주사하고, 피사체로부터 반사된 수신 광은 집속하여 출력하는 렌즈; 상기 렌즈를 통해 집속된 수신 광을 전기적인 신호로 변환하여 검출 신호를 생성하며, 생성한 검출 신호를 증폭 및 디지털 신호로 변환하여 측정 신호로 출력하는 광 수신장치; 상기 광 수신장치에서 출력되는 측정 신호를 스캔 데이터로 저장하고, 스캔 데이터를 기초로 물체의 유무와 물리량을 검출하며, 스캔 데이터를 상위 제어단에 전송하도록 제어하는 제어부; 및 상기 제어부와 연동하여 스캔 데이터를 상위 제어단에 전송하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the "LIDAR system corresponding to artificial intelligence" according to the present invention includes: a light generating device for generating laser pulsed light for object detection; A MEMS mirror unit for reflecting the laser pulse light generated by the light generating device at an azimuth and latitude set by a control unit within a predetermined azimuth and latitude range of the measurement area; A lens that focuses the laser pulse light reflected through the MEMS mirror unit and scans the subject, and focuses and outputs the received light reflected from the subject; An optical receiver configured to convert the received light focused through the lens into an electrical signal to generate a detection signal, amplify and convert the generated detection signal into a digital signal, and output a measurement signal; A control unit that stores the measurement signal output from the optical receiver as scan data, detects the presence or absence of an object and a physical quantity based on the scan data, and controls to transmit the scan data to an upper control unit; And a communication unit interworking with the control unit to transmit scan data to an upper control unit.

상기에서 제어부는 피사체 검출을 위한 레이저 펄스 광의 발신을 제어하며, 피사체로부터 반사되어 되돌아 오는 측정 신호의 검출 시간을 이용하여 물체의 유무와 물체와의 거리를 측정하며, 복수의 레이저 펄스 광을 동일 각도로 송출하고 측정 신호의 단위 시간당 변화량을 검출하여 속도를 물리량으로 검출하며, 레이저 펄스 광의 주사 각도를 변경하여 물체의 이동 방향 및 크기를 물리량으로 검출하며, 주사 각도 변경을 통해 특정 물체를 추적하는 것을 특징으로 한다.In the above, the control unit controls the transmission of laser pulsed light for object detection, measures the presence or absence of an object and the distance to the object by using the detection time of the measurement signal reflected and returned from the object, and measures a plurality of laser pulsed light at the same angle. The speed is detected as a physical quantity by detecting the amount of change per unit time of the measurement signal and detecting the movement direction and size of the object as a physical quantity by changing the scanning angle of the laser pulsed light, and tracking a specific object by changing the scanning angle. It is characterized.

또한, 본 발명에 따른 "인공지능에 대응한 라이다 시스템"은, 사용자가 설정하는 특정영역 설정 값을 상기 제어기에 전달하는 영역 설정부를 포함하고,In addition, the "LIDAR system corresponding to artificial intelligence" according to the present invention includes an area setting unit that transmits a specific area setting value set by a user to the controller,

상기 제어부는 상기 영역 설정부에 의해 설정된 영역 설정 값에 따라 전체 스캔 영역에서 특정 스캔 영역을 설정하고, 설정한 특정 스캔 영역의 검출 데이터만을 획득하여 저장하거나 상위 제어단에 전송하는 것을 특징으로 한다.The control unit is characterized in that the control unit sets a specific scan area in the entire scan area according to the area setting value set by the area setting unit, and acquires and stores only detection data of the set specific scan area, or transmits it to an upper control unit.

상기 제어부는 상기 통신부를 통해 상위 제어단으로부터 스캔 영역 설정 값을 수신하면, 수신한 스캔 영역 설정 값을 기초로 전체 스캔 영역으로부터 특정 스캔 영역을 설정하고, 설정한 특정 스캔 영역의 검출 데이터만을 획득하여 저장하고, 상기 상위 제어단에 전송하는 것을 특징으로 한다.When the control unit receives the scan area setting value from the upper control unit through the communication unit, the control unit sets a specific scan area from the entire scan area based on the received scan area setting value, and acquires only the detection data of the set specific scan area. It is characterized in that the storage and transmission to the upper control stage.

상기 제어부는 설정된 기본 스캔 영역을 스캔하여 스캔 데이터를 획득 및 저장하고, 저장한 스캔 데이터를 분석하여 물체 검출이 발생하면 검출 목록을 작성하고, 검출 물체로부터 정밀 추적이 필요한 상세 검출 물체가 존재하면 MEMS 미러 제어를 통해 레이저 펄스 광의 주사 영역을 제어하여 특정 스캔 영역만을 통해 상세 검출 물체만을 추적하여 상세 검출 물체의 목록 및 스캔 데이터를 저장하고, 상세 검출 물체의 스캔 데이터의 물리량을 분석하여 이상물체로 판단되면 상기 상위 제어단에 이상 물체에 대해 보고를 수행하는 것을 특징으로 한다.The control unit scans the set basic scan area to acquire and store scan data, analyzes the stored scan data, and creates a detection list when an object is detected, and if there is a detailed detection object requiring precise tracking from the detected object, MEMS By controlling the scanning area of laser pulsed light through mirror control, only the detailed detection object is tracked through only a specific scan area to store the detailed detection object list and scan data, and the physical quantity of the scan data of the detailed detection object is analyzed to determine an abnormal object If so, it is characterized in that the abnormal object is reported to the upper control terminal.

본 발명에 따르면 라이다(Lidar)의 전체 검출 영역의 데이터를 검출한 후, 특정 영역만을 정밀 검출하거나 필요한 데이터만을 정확하게 검출하도록 하여 자원의 소모를 최소화하면서도 인공지능의 요구사항에 적합한 라이다 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, after detecting the data of the entire detection area of Lidar, a Lidar system suitable for the requirements of artificial intelligence is provided while minimizing the consumption of resources by precisely detecting only a specific area or only necessary data. There is an effect it can provide.

또한, 본 발명에 따르면 전체 검출 영역에서 배경화면과는 다르게 움직이는 특정 물체를 검출하면 센서에 움직이는 물체들을 주목하여 물체의 더욱 정밀한 거리 및 속도, 움직이는 방향, 전체 크기를 감시할 수 있어, 부가적인 센서를 사용하지 않으면서도 라이다 시스템 독자적으로 물체를 추적 감시할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, when a specific object that moves differently from the background screen is detected in the entire detection area, it is possible to monitor more precise distance and speed, moving direction, and overall size of the object by paying attention to the moving objects on the sensor. There is an effect that the LiDAR system can independently track and monitor objects without using.

또한, 본 발명에 따르면 전체 스캔 영역 내의 사물들 중 주의해야 할 물체들을 중점적으로 감시할 수 있어, 자동차의 주행을 위한 센서로 활용할 수 있으며, 미리 발생할지도 모르는 예측되는 상황에 대처할 수 있는 시간적 여유를 도모해 주는 인공지능 시스템으로 활용할 수 있는 장점도 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to intensively monitor objects to be careful among objects in the entire scan area, so that it can be used as a sensor for driving a vehicle, and provides time to cope with predicted situations that may occur in advance. There is also an advantage that can be used as an artificial intelligence system that promotes.

특히, 전체 스캔 영역 중 특정 스캔 영역의 데이터만을 상위 제어단에 보고하는 형태일 경우, 송수신되는 데이터양을 줄일 수 있어, 자원 낭비를 방지할 수 있으며, 아울러 데이터양의 감소로 송수신 데이터의 처리 속도도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In particular, in the case of reporting only the data of a specific scan area out of the entire scan area to the upper control level, the amount of transmitted/received data can be reduced, thereby preventing wasted resources, and the processing speed of transmission/reception data by reducing the amount of data. There is also an effect that can be improved.

도 1은 본 발명에 따른 인공지능에 대응한 라이다 시스템의 구조 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 인공지능에 대응한 라이다 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명에서 스캔 영역을 설정하는 개념도,
도 4는 본 발명에 따른 라이다 시스템의 스캔 동작 흐름도,
도 5는 본 발명에서 상위 제어단과 통신을 통해 스캔 영역을 제어하는 흐름도,
도 6은 본 발명에서 라이다 시스템에서 독자적으로 스캔 영역을 설정하고, 물체를 추적하는 동작 흐름도,
도 7은 본 발명에서 라이다 시스템과 상위 제어단과의 통신시 데이터 패킷의 예시도이다.
1 is an exemplary diagram of a structure of a lidar system corresponding to artificial intelligence according to the present invention,
2 is a configuration diagram of a lidar system corresponding to artificial intelligence according to the present invention,
3 is a conceptual diagram of setting a scan area in the present invention;
4 is a flow chart of a scan operation of the lidar system according to the present invention;
5 is a flowchart of controlling a scan area through communication with an upper control terminal in the present invention;
6 is a flowchart of an operation of independently setting a scan area and tracking an object in the lidar system in the present invention;
7 is an exemplary diagram of a data packet during communication between a lidar system and an upper control terminal in the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 인공지능에 대응한 라이다 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a lidar system corresponding to artificial intelligence according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present invention described below should not be construed as being limited to a conventional or dictionary meaning, and the inventor should appropriately define the concept of terms in order to describe his own invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, and various equivalents that can replace them at the time of the present application It should be understood that there may be variations.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 인공지능에 대응한 라이다 시스템의 구조도이고, 도 2는 본 발명에 따른 인공지능에 대응한 라이다 시스템의 구성도로서, 광 발생장치(101), MEMS(micro-electromechanical system)미러부(105), 렌즈(102), 광 수신장치(106), 제어부(108), 영역 설정부(110) 및 통신부(111)를 포함할 수 있다.1 is a structural diagram of a lidar system corresponding to artificial intelligence according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram of a lidar system corresponding to artificial intelligence according to the present invention, a light generating device 101, A MEMS (micro-electromechanical system) mirror unit 105, a lens 102, an optical receiving device 106, a control unit 108, a region setting unit 110, and a communication unit 111 may be included.

도 2에서 참조부호 10은 검출 대상인 피사체를 나타내고, 참조부호 103은 피사체에 주사되는 레이저 펄스 광을 나타내며, 참조부호 104는 피사체로부터 반사되는 반사 광을 나타낸다.In FIG. 2, reference numeral 10 denotes a subject to be detected, reference numeral 103 denotes laser pulsed light scanned onto the subject, and reference numeral 104 denotes reflected light reflected from the subject.

광 발생장치(101)는 제어부(108)의 제어에 따라 피사체 검출용 레이저 펄스 광을 발생하는 역할을 하는 것으로서, 레이저 다이오드를 구동하는 출력부와 상기 출력부와 연동하여 레이저 펄스 광을 발사하는 레이저 다이오드와 레이저 다이오드로부터 발사된 레이저 광을 평행 광으로 변환하는 시준기(collimator) 등으로 구성될 수 있다.The light generating device 101 plays a role of generating laser pulsed light for object detection under the control of the control unit 108, and is an output unit that drives a laser diode and a laser that emits laser pulsed light in conjunction with the output unit. It may be composed of a diode and a collimator that converts laser light emitted from the laser diode into parallel light.

MEMS 미러부(105)는 상기 제어부(108)의 각도 제어에 따라 상기 광 발생장치(101)에서 발생한 레이저 펄스 광의 방위각과 위도를 결정하여 레이저 펄스 광을 반사하는 역할을 한다. 이러한 MEMS 미러부(105)는 레이저 펄스를 반사하는 MEMS 미러와 MEMS 미러를 제어하는 미러 제어기를 포함하며, 미러 제어기에 의해 정밀한 각도제어가 가능하다.The MEMS mirror unit 105 serves to reflect the laser pulsed light by determining the azimuth and latitude of the laser pulsed light generated by the light generating device 101 according to the angle control of the control unit 108. The MEMS mirror unit 105 includes a MEMS mirror that reflects laser pulses and a mirror controller that controls the MEMS mirror, and precise angle control is possible by the mirror controller.

렌즈(102)는 상기 MEMS 미러부(105)를 통해 송출된 레이저 펄스 광을 집속하여 피사체(10)에 주사하고, 피사체(10)로부터 반사된 수신 광은 집속하여 광 수신장치(106)에 전달하는 역할을 한다. 이러한 렌즈(102)를 통해 레이저 펄스 광을 확장하고 집속할 수 있다.The lens 102 focuses the laser pulsed light transmitted through the MEMS mirror unit 105 and scans it on the subject 10, and the received light reflected from the subject 10 is focused and transmitted to the light receiving device 106 Plays a role. The laser pulsed light can be expanded and focused through the lens 102.

광 수신장치(106)는 상기 렌즈(102)를 통해 집속된 수신 광을 전기적인 신호로 변환하여 검출 신호를 생성하며, 생성한 검출 신호를 증폭 및 디지털 신호로 변환하여 측정 신호로 상기 제어부(108)에 전달하는 역할을 한다. 이러한 광 수신장치(106)는 수신된 광신호를 전기적인 신호로 변환하는 수신 다이오드를 포함할 수 있다.The optical receiver 106 converts the received light focused through the lens 102 into an electrical signal to generate a detection signal, amplifies and converts the generated detection signal into a digital signal, and converts the generated detection signal into a measurement signal. ). The optical receiving device 106 may include a receiving diode that converts the received optical signal into an electrical signal.

제어부(108)는 상기 광 수신장치(106)에서 출력되는 측정 신호를 스캔 데이터로 저장하고, 스캔 데이터를 기초로 물체의 유무와 물리량을 검출하며, 스캔 데이터를 상위 제어단에 전송하도록 제어하는 역할을 한다. 이를 위해 제어부(108)는 내부에 스캔 데이터를 저장하는 메모리, 검출 데이터로부터 물체 유무와 물리량 검출을 위한 데이터 분석기, 스캔 데이터 저장 제어와 검출한 스캔 데이터의 통신 제어, 스캔 영역에 따른 MEMS 미러부(105)의 레이저 펄스 주사 각을 제어하는 제어모듈을 포함할 수 있다.The control unit 108 stores the measurement signal output from the optical receiver 106 as scan data, detects the presence or absence of an object and a physical quantity based on the scan data, and controls to transmit the scan data to the upper control unit. Do it. To this end, the control unit 108 includes a memory for storing scan data inside, a data analyzer for detecting the presence or absence of an object and physical quantity from the detected data, controlling the storage of scan data and controlling the communication of the detected scan data, and a MEMS mirror unit according to the scan area ( 105) may include a control module for controlling the laser pulse scanning angle.

통신부(111)는 상기 제어부(108)와 연동하여 스캔 데이터를 상위 제어단에 전송하며, 상기 상위 제어단으로부터 전송된 스캔 영역 설정 명령을 상기 제어부(108)에 인터페이스 하는 역할을 한다.The communication unit 111 interworks with the control unit 108 to transmit scan data to the upper control unit, and serves to interface the scan area setting command transmitted from the upper control unit to the control unit 108.

또한, 본 발명에 따른 "인공지능에 대응한 라이다 시스템"은, 사용자가 설정하는 특정영역 설정 값을 상기 제어부(108)에 전달하거나 사용자가 검출하고자 하는 검출 대상의 기준 정보를 상기 제어부(108)에 전달하기 위한 영역 설정부(110)를 더 포함할 수 있다.In addition, the "LIDAR system corresponding to artificial intelligence" according to the present invention transmits a specific region setting value set by a user to the control unit 108 or transmits reference information of a detection object to be detected by the user. ) May further include a region setting unit 110 for transmission.

여기서 영역 설정부(110)는 선택 사양이다. 즉, 통신부(111)를 통해 스캔 영역 설정 명령에 따라 제어부(108)가 스캔 영역을 설정할 경우나 제어부(108)에서 자체적으로 스캔 영역을 설정하고 물체를 자동으로 추적하는 경우에는 사용하지 않을 수 있다.Here, the area setting unit 110 is an optional specification. That is, it may not be used when the control unit 108 sets a scan area according to a scan area setting command through the communication unit 111 or when the control unit 108 sets a scan area and automatically tracks an object. .

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 인공지능에 대응한 라이다 시스템의 동작을 첨부한 도면 도 1 내지 도 7을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the LIDAR system corresponding to the artificial intelligence according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7 attached thereto.

먼저, 광 발생장치(101)로부터 발생된 피사체 검출용 레이저 펄스 광은 MEMS 미러부(105)에서 원하는 각도로 반사되며, 이 반사된 레이저 펄스 광은 렌즈(102)를 통하여 원하는 각도로 레이저 빔이 퍼지지 않도록 집속된 형태의 레이저 펄스 광(103)으로 송출된다.First, the laser pulsed light for object detection generated from the light generating device 101 is reflected at a desired angle by the MEMS mirror unit 105, and the reflected laser pulsed light is transmitted through the lens 102 at a desired angle. It is transmitted as a focused laser pulsed light 103 so as not to spread.

이 레이저 펄스 광(103)은 피사체(10)에 주사되고, 이 주사된 빛이 난 반사되어 일부가 되돌아오게 된다. 이 되돌아오는 수신 광(104)은 다시 렌즈(102)를 통하여 집속된 후 광 수신장치(106)에 입력되며, 검출기인 광 수신장치(106)에서 검출된 미약한 광신호는 전기적인 수신신호로 변환되고, 변환된 수신신호는 적절한 증폭기와 디지털 회로를 통해 증폭과 디지털 측정신호로 변환되어 제어부(108)에 전달된다.The laser pulsed light 103 is scanned on the subject 10, and the scanned light is reflected and partially returned. The returned received light 104 is again focused through the lens 102 and then input to the light receiving device 106, and the weak optical signal detected by the light receiving device 106, which is a detector, is converted into an electrical received signal. The converted and converted received signal is amplified and converted into a digital measurement signal through an appropriate amplifier and digital circuit and transmitted to the control unit 108.

이때, MEMS 미러부(105)가 고속의 응답 특성이 있는 형태의 미러로 구성되면, 임의의 각도로 레이저 신호를 보내거나 받을 수 있다. 따라서 제어부(108) 내의 준비된 소프트웨어가 선택된 물체를 검출하는 영역에 주목하도록 센서에 명령을 주면, 이 명령에 따라 주어진 영역을 더욱 세밀하게 추적 및 감시할 수 있다.In this case, when the MEMS mirror unit 105 is configured as a mirror having a high-speed response characteristic, it may transmit or receive a laser signal at an arbitrary angle. Therefore, if the prepared software in the control unit 108 gives a command to the sensor to pay attention to the area in which the selected object is detected, the given area can be more closely tracked and monitored according to this command.

이 제한된 영역을 레이저는 보다 정밀하게 주사하여, 목표물의 움직임을 주시할 수 있다. 전체 시스템은 작은 다수개의 스레드를 가진 임베디드 시스템에 의하여 동작하며, 각 스레드는 상위 개념의 기기와 통신, 기기의 MEMS 미러 제어 및 레이저 스캔을 유기적으로 수행하여, 피사체를 추적 및 감시한다.The laser scans this limited area more precisely, so that the movement of the target can be observed. The entire system is operated by an embedded system with a plurality of small threads, and each thread tracks and monitors the subject by organically performing communication with the higher-level device, MEMS mirror control and laser scan of the device.

제어부(108)는 피사체 검출을 위한 레이저 펄스 광의 발신을 제어하며, 피사체(10)로부터 반사되어 되돌아 오는 측정 신호(스캔 데이터)의 검출 시간을 이용하여 물체의 존재 유무와 물체와의 거리를 측정한다. 아울러 복수의 레이저 펄스 광을 동일 각도로 송출하고 측정 신호의 단위 시간당 변화량을 검출하여 속도를 물리량으로 검출한다. 또한, 레이저 펄스 광의 주사 각도를 변경하여 물체의 이동 방향 및 크기를 물리량으로 검출할 수 있다. 전체 검출 영역에서 배경화면과는 다르게 움직이는 특정 물체를 검출하면 레이저 펄스 광의 주사 각도 변경을 통해 특정 물체를 추적하는 것도 가능하다.The control unit 108 controls the transmission of laser pulsed light for object detection, and measures the presence or absence of an object and the distance to the object using the detection time of a measurement signal (scan data) reflected from the object 10 and returned. . In addition, a plurality of laser pulses are transmitted at the same angle, and the amount of change per unit time of the measurement signal is detected, and the speed is detected as a physical amount. Also, by changing the scanning angle of the laser pulsed light, the moving direction and size of the object can be detected as a physical quantity. When a specific object that moves differently from the background screen is detected in the entire detection area, it is possible to track the specific object by changing the scanning angle of the laser pulsed light.

도 2의 라이다 시스템의 동작은 도 3의 그림을 통하여 이해될 수 있다.The operation of the lidar system of FIG. 2 can be understood through the diagram of FIG. 3.

라이다는 전체 영역인 FOV(field of View) 영역을 스캔하고, 이 데이터를 상위의 제어기/신호 처리기에 보낸다. 이 신호 처리기는 스캔한 데이터를 바탕으로 라이더의 제어부(108)에서 특정영역을 검출하도록 요구할 수 있다. 가령 도 3에서 근접하거나 가까운 거리에서 움직이는 물체(201)에 대하여 보다 자세하게 검출을 요구하여 피사체의 움직이는 속도, 방향 등 필요한 물리적 데이터 추출에 필요한 스캔한 데이터나, 측정한 물리적 데이터 요구할 수 있다.Lida scans the entire field of view (FOV) area and sends this data to the upper level controller/signal processor. This signal processor can request the rider's control unit 108 to detect a specific area based on the scanned data. For example, in FIG. 3, it is possible to request more detailed detection of the object 201 moving in proximity or at a close distance, and thus scan data necessary for extracting necessary physical data such as the moving speed and direction of the subject or measured physical data may be requested.

이러한 동작은 도 2의 통신부(111)를 거처 라이더 외부의 상위개념 제어기에서 도 7의 데이터 형태의 패킷 데이터를 라이더와 주고받아, 라이더의 동작을 제어하거나 측정 데이터를 주고받는다.In this operation, through the communication unit 111 of FIG. 2, the upper concept controller outside the rider exchanges packet data in the form of data of FIG. 7 with the rider, and controls the rider's operation or exchanges measurement data.

이러한 본 발명은 도 3에 도시한 바와 같이, 물체(204)(205) 등은 라이더 기기에서 멀리 있지만 움직임이 있는 경우나, 움직임이 둔하거나 정지한 물체(202) 등 특별히 주목하고 싶은 목표물을 검출하고 싶은 경우, 상위개념의 제어기에서 부분적으로 그 영역의 스캔을 요구할 수 있고, 이 요구에 걸맞게 부분적인 부분의 스캔 동작기능을 수행할 수 있는 특징이 있다.3, the object 204, 205, etc. are far from the rider device, but in the case of movement, or the object 202 that is dull or stationary in motion, etc. If desired, it is possible to request a partial scan of the area from a controller of a higher concept, and to meet this request, a partial scan operation function can be performed.

여기서 본 발명의 라이다 시스템은 3가지의 동작 모드로 동작할 수 있다.Here, the lidar system of the present invention can operate in three operation modes.

예컨대, 첫 번째 동작 모드로서, 사용자가 영역 설정부(110)를 통해 스캔 대상 영역을 설정하거나, 추적할 대상의 기준을 지정하는 것에 따라 설정된 특정 스캔 영역을 스캔하는 것, 두 번째 동작 모드로서 스캔 데이터를 통신부(111)를 통해 상위 제어단으로 전송하고, 상위 제어단에서 스캔 데이터를 보고 추적할 대상을 지정(스캔 영역 지정)하면 지정된 특정 스캔 영역을 스캔하는 것, 세 번째 동작 모드로서 기본 영역을 스캔한 후 물체 검출 기준에 따라 자체적으로 주의를 요하는 상세 검출 물체, 즉 특정 물체를 선택하고, 선택한 상세 검출 물체, 즉 특정 물체를 추적하여 물리적인 데이터를 획득하여 상위 제어단에 보고하는 것이다.For example, as the first operation mode, the user sets the scan target area through the area setting unit 110, or scans a specific scan area set according to the reference of the target to be tracked, and scans as the second operation mode. When data is transmitted to the upper control terminal through the communication unit 111, and when the upper control terminal views the scan data and designates the target to be traced (scan area designation), the designated specific scan area is scanned. The third operation mode is the default area. After scanning the object, it selects a specific object that needs attention according to the object detection criteria, tracks the selected detailed detection object, that is, a specific object, acquires physical data, and reports it to the upper control. .

각각의 모드를 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Each mode will be described in more detail as follows.

먼저, 첫 번째 모드는 도 4에 도시한 바와 같이, 제어부(108)에서 상기 영역 설정부(110)에 의해 설정된 영역 설정 값에 따라 전체 스캔 영역에서 특정 스캔 영역을 설정하고, 설정한 특정 스캔 영역의 검출 데이터만을 획득하여 저장하거나 상위 제어단에 전송하는 것이다.First, as shown in FIG. 4, in the first mode, the control unit 108 sets a specific scan area in the entire scan area according to the area setting value set by the area setting unit 110, and the set specific scan area It acquires and stores only the detection data of, or transmits it to the upper control.

예컨대, 사용자는 영역 설정부(110)를 통해 기본 스캔 영역에서 추적하고자 하는 물체가 있는 특정 스캔 영역 또는 스캔하고자 하는 특정 스캔 영역을 설정하거나, 특정 스캔 영역을 스캔할 수 있는 기준 정보를 입력한다.For example, the user sets a specific scan area in which an object to be tracked is located in the basic scan area or a specific scan area to be scanned, or inputs reference information for scanning a specific scan area through the area setting unit 110.

제어부(108)는 단계 S11에서 사용자가 특정 영역을 스캔 영역으로 설정했는지를 확인하여, 사용자가 특정 영역을 스캔 영역으로 설정하지 않았으면 단계 S12로 이동하여 기본적으로 설정된 기본 스캔 영역을 스캔하고, 단계 S13에서 획득한 기본 스캔 영역의 스캔 데이터를 저장한다. 이렇게 저장한 스캔 데이터는 상위 제어단에 그대로 전송될 수 있다.The control unit 108 checks whether the user has set the specific area as the scan area in step S11, and if the user has not set the specific area as the scan area, proceeds to step S12 to scan the default scan area set by default, and the step The scan data of the basic scan area acquired in S13 is stored. The scanned data stored in this way may be transmitted as it is to the upper control terminal.

이와는 달리 단계 S14와 같이 사용자가 특정 스캔 영역을 설정한 경우에는, 단계 S15로 이동하여 사용자가 설정한 특정 영역에 대해서만 스캔을 한다. 특정 영역에 대한 스캔은 제어부(108)에서 MEMS 미러부(105)의 방위각과 위도를 제어하는 것으로 간단하게 구현할 수 있으며, MEMS 미러부(105)의 방위각 및 위도 제어는 일반적인 방식이므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.On the contrary, when the user sets a specific scan area as in step S14, the process moves to step S15 to scan only the specific area set by the user. Scanning for a specific area can be implemented simply by controlling the azimuth and latitude of the MEMS mirror unit 105 by the control unit 108, and since the azimuth and latitude control of the MEMS mirror unit 105 is a general method, a detailed description thereof Is omitted.

이어, 단계 S16으로 이동하여 특정 영역의 스캔 데이터를 내부 메모리에 저장하고, 단계 S17에서 기본 스캔 기기 설정 단계로 이동한다.Subsequently, the process moves to step S16 to store the scan data of a specific area in the internal memory, and moves to the basic scanning device setting step in step S17.

여기서 스캔 데이터는 물체 유무 정보, 거리 정보, 속도 정보, 크기 정보, 이동 방향 정보 등을 포함할 수 있다.Here, the scan data may include object presence information, distance information, speed information, size information, movement direction information, and the like.

이렇게 사용자가 설정한 특정 영역만을 스캔하면, 감시하고자 하는 특정 대상만을 스캔하면 되므로, 기존과 같이 전체 스캔 데이터에서 특정 스캔 데이터를 제외하고 나머지를 삭제하는 자원 소모를 방지할 수 있으며, 아울러 특정 영역의 물체만을 직관적으로 스캔하게 되므로 특정 물체를 관찰하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있게 되는 것이다.In this way, if you scan only a specific area set by the user, you only need to scan a specific target to be monitored. As in the past, it is possible to prevent resource consumption by excluding specific scan data and deleting the rest of the entire scan data. Since only the object is intuitively scanned, the time required to observe a specific object can be shortened.

두 번째 모드는 도 5에 도시한 바와 같이, 통신부(111)를 통해 상위 제어단으로부터 스캔 영역 설정 값을 수신하면, 수신한 스캔 영역 설정 값을 기초로 전체 스캔 영역으로부터 특정 스캔 영역을 설정하고, 설정한 특정 스캔 영역의 검출 데이터만을 획득하여 저장하고, 검출 데이터를 상기 상위 제어단에 전송하는 방식이다.In the second mode, as shown in FIG. 5, when a scan area setting value is received from an upper control terminal through the communication unit 111, a specific scan area is set from the entire scan area based on the received scan area setting value, This is a method of acquiring and storing only detection data of a set specific scan area, and transmitting the detection data to the upper control terminal.

즉, 단계 S21에서 통신부(111)를 통해 상위 제어단으로부터 스캔 영역의 제한이 발생했는지를 확인하여, 상위 제어단으로부터 특정 스캔 영역이 설정되지 않았으면 단계 S22로 이동하여 기본적으로 설정된 기본 영역을 스캔하고, 스캔한 데이터를 내부 메모리에 저장하고, 아울러 단계 S23으로 이동하여 통신부(111)를 통해 저장한 스캔 데이터를 상위 제어단에 전송한다.That is, in step S21, it is checked through the communication unit 111 whether the scan area is restricted from the upper control level, and if a specific scan area has not been set from the upper control level, the process moves to step S22 and scans the default area set by default. Then, the scanned data is stored in the internal memory, and the process moves to step S23 to transmit the stored scan data to the upper control unit through the communication unit 111.

이와는 달리 단계 S24와 같이 상위 제어단에서 특정 스캔 영역을 설정한 경우에는, 상위 제어단에서 설정한 특정 영역에 대해서만 스캔을 한다. 특정 영역에 대한 스캔은 제어부(108)에서 MEMS 미러부(105)의 방위각과 위도를 제어하는 것으로 간단하게 구현할 수 있으며, MEMS 미러부(105)의 방위각 및 위도 제어는 MEMS의 제어에 관한 일반적인 방식이므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.On the contrary, when a specific scan area is set by the upper control level as in step S24, only the specific area set by the upper control level is scanned. Scanning for a specific area can be implemented simply by controlling the azimuth and latitude of the MEMS mirror unit 105 in the control unit 108, and the azimuth and latitude control of the MEMS mirror unit 105 is a general method for controlling MEMS. Therefore, a detailed description thereof will be omitted.

이어, 단계 S25로 이동하여 특정 영역의 스캔 데이터를 내부 메모리에 저장하고, 저장한 특정 영역의 스캔 데이터를 통신부(111)를 통해 상위 제어단에 전송한다. 따라서 상위 제어단에서는 전체 스캔 영역에서 특이한 움직임이나 주의를 요하는 물체에 대해서만 정밀하게 스캔을 함으로써, 물체 감지에 정확성을 도모할 수 있게 된다. 여기서 스캔 데이터는 물체 유무 정보, 거리 정보, 속도 정보, 크기 정보, 이동 방향 정보 등을 포함할 수 있다.Subsequently, the process moves to step S25 to store the scan data of the specific area in the internal memory, and transmits the stored scan data of the specific area to the upper control terminal through the communication unit 111. Therefore, the upper control level can precisely scan only objects requiring unusual movement or attention in the entire scan area, thereby improving accuracy in object detection. Here, the scan data may include object presence information, distance information, speed information, size information, movement direction information, and the like.

도 7은 상위 제어단과 통신시 통신 데이터 패킷의 예시이다.7 is an example of a communication data packet when communicating with an upper control terminal.

데이터 형태가 전체 스캔 데이터일 경우, 기본 데이터 영역 전체를 스캔 데이터로 결정하여 전송하며, 데이터 형태가 일부 데이터(특정 영역 스캔)일 경우 설정된 특정 데이터 영역(2,23,32,100)의 추출 데이터 필드(물리량 데이터, 속도 데이터, 크기 데이터, 이동 방향 데이터, 기타)를 포함하고, 데이터 검증 필드와 데이터 종료 필드를 포함하여 패킷을 구현할 수 있다.When the data type is full scan data, the entire basic data area is determined as scan data and transmitted. When the data type is partial data (specific area scan), the extracted data field (2,23,32,100) of the set specific data area ( It includes physical quantity data, velocity data, size data, movement direction data, etc.), and includes a data verification field and a data end field.

이렇게 상위 제어단에서 설정한 특정 영역만을 스캔하면, 감시하고자 하는 특정 대상만을 스캔하면 되므로, 기존과 같이 전체 스캔 데이터에서 특정 스캔 데이터를 제외하고 나머지를 삭제하는 자원 소모를 방지할 수 있으며, 아울러 특정 영역의 물체만을 직관적으로 스캔하게 되므로 특정 물체를 관찰하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있게 되는 것이다.If you scan only a specific area set by the upper control level, you only need to scan a specific target to be monitored, so you can prevent resource consumption of deleting the rest of the scan data except for the specific scan data, as in the past. Since only the object in the area is intuitively scanned, the time required to observe a specific object can be shortened.

세 번째 모드는 도 6에 도시한 바와 같이, 라이다 시스템에서 자체적으로 스캔 영역을 설정하고, 물체를 추적하는 것이다.In the third mode, as shown in FIG. 6, the lidar system sets its own scan area and tracks an object.

이를 위해 제어부(108)는 단계 S31과 같이 설정된 기본 스캔 영역을 스캔하여 스캔 데이터를 획득 및 저장하고, 단계 S32에서 저장한 스캔 데이터를 분석하여 물체 검출이 발생하면 검출 목록을 작성한다.To this end, the control unit 108 scans the basic scan area set in step S31 to obtain and store scan data, analyzes the scan data stored in step S32, and creates a detection list when object detection occurs.

이어, 단계 S33에서 사용자가 설정한 기준이나 상위 제어단에서 설정한 물체 추적 기준 정보를 이용하여 검출 물체로부터 주의를 요하는 물체가 존재하는지를 확인한다. 여기서 주의를 요하는 물체는 전체 스캔 데이터에서 도 3에 도시한 바와 같이, 움직이는 피사체가 될 수 있다. 즉, 전체 스캔 데이터는 고정된 피사체를 제외하고 움직임이 있는 피사체를 주의를 요하는 물체라고 판단할 수 있다.Next, in step S33, it is checked whether there is an object requiring attention from the detected object by using the reference set by the user or the object tracking reference information set by the upper control unit. Here, the object requiring attention may be a moving object as shown in FIG. 3 in the entire scan data. That is, the entire scan data may determine that a moving subject except a fixed subject is an object requiring attention.

상기 단계 S33의 확인 결과 정밀 추적이 필요한 상세 검출 물체가 존재하면, 단계 S34으로 이동하여 MEMS 미러 제어를 통해 레이저 빔의 주사 영역을 상기 상세 검출 물체의 스캔 영역으로 제어하여 특정 스캔 영역만을 통해 상세 검출 물체만을 추적하여 상세 검출 물체의 목록 및 스캔 데이터를 저장한다. 이러한 과정을 통해 전체 스캔 데이터에서 상세 검출 물체에 대한 스캔이 종료되면(S35), 단계 S36으로 이동하여 상세 검출 물체의 스캔 데이터의 물리량을 분석하여 이상물체 유무를 판단한다. 여기서 이상물체 유무의 판단 기준은 미리 설정할 수 있으며, 예를 들어, 근접하는 이동 물체이거나, 라이다 시스템에 너무 근접하게 있는 물체이거나, 빠르게 접근하는 물체일 수 있다. 이 밖에도 다양한 설정 기준을 통해 이상물체 유무를 판단할 수 있다.If there is a detailed detection object that requires precise tracking as a result of the confirmation in step S33, the process moves to step S34 and controls the scanning area of the laser beam as the scan area of the detailed detection object through MEMS mirror control to detect detailed detection through only a specific scan area. It tracks only the object and stores the detailed detection object list and scan data. When the scan of the detailed detection object from the entire scan data is completed through this process (S35), the process moves to step S36 to analyze the physical quantity of the scan data of the detailed detection object to determine the presence or absence of an abnormal object. Here, the criterion for determining the presence or absence of an abnormal object may be set in advance, and may be, for example, a moving object that approaches, an object that is too close to the lidar system, or an object that approaches quickly. In addition, the presence or absence of an abnormal object can be determined through various setting criteria.

상기 단계 S36의 판단 결과 상세 물체 중 이상 물체가 존재하면, 단계 S38로 이동하여 상기 상위 제어단에 이상 물체에 대해 보고를 수행한다. 여기서 이상 물체에 대한 보고 형태는 도 7과 같은 패킷 형태로 구현될 수 있다.If there is an abnormal object among the detailed objects as a result of the determination in step S36, the process moves to step S38 and reports the abnormal object to the upper control terminal. Here, the report form for the abnormal object may be implemented in a packet form as shown in FIG. 7.

상위 제어단에서는 라이다 시스템에서 보고되는 이상 데이터에 대한 내용을 분석하여 필요한 데이터를 상기 라이다 시스템으로 요구할 수 있으며, 이렇게 추가 요구하거나 추가로 요구하는 데이터에 대해서는 정해진 통신 규약의 범위 내에서 도7과 같은 패킷 형태를 변경하거나 새로운 필드를 추가하여 구현할 수 있다.The upper control level analyzes the contents of the abnormal data reported by the LIDAR system and can request the necessary data to the LIDAR system, and for such additional or additionally requested data, Fig. 7 within the range of the prescribed communication protocol. It can be implemented by changing the packet type such as, or adding a new field.

이렇게 라이다 시스템에서 독자적으로 특정한 지점들을 중점적으로 관리함으로써, 이를 사용하는 기기에서는 더욱 능동적으로 여러 사물 중에 주의해야 하는 물체들을 중점 관리하는 장비로 활용할 수 있다. 특히, 자동차의 주행에 센서 장비로 본 라이다 시스템을 활용할 경우, 미리 발생할지도 모르는 예측되는 상황에 대처할 수 있는 시간의 여유를 갖도록 한다. 이는 결과적으로 안전한 주행환경을 도모할 수 있으며, 비행체에 적용할 경우에도 언제 발생할지 모르는 안전사고를 미리 검출할 수 있는 인공지능 시스템으로 활용할 수 있는 것이다.In this way, by intensively managing specific points independently in the lidar system, the device using this can be used as a device that focuses on managing objects that need attention among various objects. In particular, when using this lidar system as a sensor device for driving a vehicle, it is necessary to have a margin of time to cope with the predicted situation that may occur in advance. As a result, a safe driving environment can be promoted, and even when applied to an aircraft, it can be utilized as an artificial intelligence system that can detect safety accidents that may occur in advance.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.Although the invention made by the present inventor has been described in detail according to the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and it is common knowledge in the art that various changes can be made without departing from the gist of the invention. It is self-evident to those who have

101: 광 발생장치
102: 렌즈
103: 레이저 펄스 광
104: 반사 광
105: MEMS 미러부
106: 광 수신장치
108: 제어부
110: 영역 설정부
111: 통신부
101: light generator
102: lens
103: laser pulsed light
104: reflected light
105: MEMS mirror unit
106: optical receiver
108: control unit
110: area setting unit
111: communication department

Claims (5)

피사체 검출용 레이저 펄스 광을 발생하는 광 발생장치;
기설정된 측정영역의 방위각과 위도 범위 내에서 제어부로부터 설정되는 방위각과 위도로 상기 광 발생장치에서 발생한 레이저 펄스 광을 반사시키는 MEMS 미러부;
상기 MEMS 미러부를 통해 반사된 레이저 펄스 광을 집속하여 피사체에 주사하고, 피사체로부터 반사된 수신 광은 집속하여 출력하는 렌즈;
상기 렌즈를 통해 집속된 수신 광을 전기적인 신호로 변환하여 검출 신호를 생성하며, 생성한 검출 신호를 증폭 및 디지털 신호로 변환하여 측정 신호로 출력하는 광 수신장치;
상기 광 수신장치에서 출력되는 측정 신호를 스캔 데이터로 저장하고, 스캔 데이터를 기초로 물체의 유무와 물리량을 검출하며, 스캔 데이터를 상위 제어단에 전송하도록 제어하는 제어부; 및
상기 제어부와 연동하여 스캔 데이터를 상위 제어단에 전송하는 통신부를 포함하고,
상기 제어부는 피사체 검출을 위한 레이저 펄스 광의 발신을 제어하며, 피사체로부터 반사되어 되돌아 오는 측정 신호의 검출 시간을 이용하여 물체의 유무와 물체와의 거리를 측정하며, 복수의 레이저 펄스 광을 동일 각도로 송출하고 측정 신호의 단위 시간당 변화량을 검출하여 속도를 물리량으로 검출하며, 레이저 펄스 광의 주사 각도를 변경하여 물체의 이동 방향 및 크기를 물리량으로 검출하며, 전체 검출 영역에서 배경화면과는 다르게 움직이는 특정 물체를 검출하면 레이저 펄스 광의 주사 각도 변경을 통해 특정 물체를 추적하고,
사용자가 설정하는 특정영역 설정 값을 상기 제어부에 전달하거나 사용자가 검출하고자 하는 검출 대상의 기준 정보를 상기 제어부에 전달하기 위한 영역 설정부를; 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 영역 설정부에 의해 설정된 영역 설정 값에 따라 전체 스캔 영역에서 특정 스캔 영역을 설정하고, 설정한 특정 스캔 영역의 검출 데이터만을 획득하여 저장하거나 상위 제어단에 전송하는 것을 특징으로 하는 인공지능에 대응한 라이다 시스템.
A light generator for generating laser pulsed light for object detection;
A MEMS mirror unit for reflecting the laser pulse light generated by the light generating device at an azimuth and latitude set by a control unit within a predetermined azimuth and latitude range of the measurement area;
A lens that focuses the laser pulse light reflected through the MEMS mirror unit and scans the subject, and focuses and outputs the received light reflected from the subject;
An optical receiver for converting the received light focused through the lens into an electrical signal to generate a detection signal, amplifying the generated detection signal and converting it into a digital signal, and outputting a measurement signal;
A control unit that stores the measurement signal output from the optical receiver as scan data, detects the presence or absence of an object and a physical quantity based on the scan data, and controls to transmit the scan data to an upper control unit; And
And a communication unit for transmitting the scan data to the upper control unit in conjunction with the control unit,
The control unit controls the transmission of laser pulsed light for object detection, measures the presence or absence of an object and the distance to the object by using the detection time of the measurement signal reflected and returned from the object, and measures a plurality of laser pulsed light at the same angle. It transmits and detects the amount of change per unit time of the measurement signal to detect the speed as a physical quantity, and by changing the scanning angle of the laser pulsed light, the moving direction and size of the object are detected as a physical quantity, and a specific object that moves differently from the background screen in the entire detection area When detected, it tracks a specific object through the change of the scanning angle of the laser pulsed light,
An area setting unit for transferring a specific area setting value set by a user to the control unit or for transferring reference information of a detection target to be detected by a user to the control unit; Including more,
The control unit sets a specific scan area in the entire scan area according to the area setting value set by the area setting unit, and acquires and stores only the detection data of the set specific scan area, or transmits it to an upper control unit. Lidar system in response to intelligence
삭제delete 삭제delete 청구항 1에서, 상기 제어부는 상기 통신부를 통해 상위 제어단으로부터 스캔 영역 설정 값을 수신하면, 수신한 스캔 영역 설정 값을 기초로 전체 스캔 영역으로부터 특정 스캔 영역을 설정하고, 설정한 특정 스캔 영역의 검출 데이터만을 획득하여 저장하고, 상기 상위 제어단에 전송하는 것을 특징으로 하는 인공지능에 대응한 라이다 시스템.
In claim 1, the control unit, when receiving a scan area setting value from an upper control unit through the communication unit, sets a specific scan area from the entire scan area based on the received scan area setting value, and detects the set specific scan area. A lidar system corresponding to artificial intelligence, characterized in that only data is acquired, stored, and transmitted to the upper control terminal.
청구항 1에서, 상기 제어부는 설정된 기본 스캔 영역을 스캔하여 스캔 데이터를 획득 및 저장하고, 저장한 스캔 데이터를 분석하여 물체 검출이 발생하면 검출 목록을 작성하고, 검출 물체에서 배경화면과는 다르게 움직이는 상세 검출 물체가 존재하면 MEMS 미러부 제어를 통해 레이저 빔의 주사 영역을 제어하여 특정 스캔 영역만을 통해 상세 검출 물체만을 추적하여 상세 검출 물체의 목록 및 스캔 데이터를 저장하고, 상세 검출 물체의 스캔 데이터의 물리량을 분석하여 이상물체로 판단되면 상기 상위 제어단에 이상 물체에 대해 보고를 수행하는 것을 특징으로 하는 인공지능에 대응한 라이다 시스템.In claim 1, the control unit scans the set basic scan area to obtain and store scan data, analyzes the stored scan data to create a detection list when an object is detected, and moves the detected object differently from the background screen. When a detection object exists, the scanning area of the laser beam is controlled through the MEMS mirror unit control, tracking only the detailed detection object through a specific scan area, saving a list of detailed detection objects and scan data, and the physical quantity of the scan data of the detailed detection object A lidar system corresponding to artificial intelligence, characterized in that, when it is determined that the object is an abnormal object by analyzing the object, the abnormal object is reported to the upper control unit.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07244153A (en) * 1994-03-01 1995-09-19 Nikon Corp Distance measuring apparatus
JP2008298652A (en) * 2007-05-31 2008-12-11 Sanyo Electric Co Ltd Beam irradiation device and laser radar
KR20180071776A (en) * 2016-12-20 2018-06-28 엘지전자 주식회사 Autonomous Vehicle
KR101873202B1 (en) * 2018-05-24 2018-07-02 주식회사 싸인텔레콤 The one shot camera for artificial intelligence fuction by using neuromorphic chip
JP2019501384A (en) * 2015-12-10 2019-01-17 上海思嵐科技有限公司Shanghai Slamtec Co., Ltd. Autonomous positioning navigation equipment, positioning navigation method and autonomous positioning navigation system
KR101998298B1 (en) 2018-12-14 2019-07-09 위고코리아 주식회사 Vehicle Autonomous Driving Method Using Camera and LiDAR Sensor
JP2019535014A (en) * 2016-09-20 2019-12-05 イノヴィズ テクノロジーズ リミテッド LIDAR system and method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07244153A (en) * 1994-03-01 1995-09-19 Nikon Corp Distance measuring apparatus
JP2008298652A (en) * 2007-05-31 2008-12-11 Sanyo Electric Co Ltd Beam irradiation device and laser radar
JP2019501384A (en) * 2015-12-10 2019-01-17 上海思嵐科技有限公司Shanghai Slamtec Co., Ltd. Autonomous positioning navigation equipment, positioning navigation method and autonomous positioning navigation system
JP2019535014A (en) * 2016-09-20 2019-12-05 イノヴィズ テクノロジーズ リミテッド LIDAR system and method
KR20180071776A (en) * 2016-12-20 2018-06-28 엘지전자 주식회사 Autonomous Vehicle
KR101873202B1 (en) * 2018-05-24 2018-07-02 주식회사 싸인텔레콤 The one shot camera for artificial intelligence fuction by using neuromorphic chip
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