KR20170109330A - Ladar system - Google Patents
Ladar system Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170109330A KR20170109330A KR1020160033306A KR20160033306A KR20170109330A KR 20170109330 A KR20170109330 A KR 20170109330A KR 1020160033306 A KR1020160033306 A KR 1020160033306A KR 20160033306 A KR20160033306 A KR 20160033306A KR 20170109330 A KR20170109330 A KR 20170109330A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- laser
- peripheral
- central
- angle
- light
- Prior art date
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 111
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 241000343203 Lidia Species 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U10/00—Type of UAV
- B64U10/10—Rotorcrafts
- B64U10/13—Flying platforms
- B64U10/14—Flying platforms with four distinct rotor axes, e.g. quadcopters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
- G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
- B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
- B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/3473—Circular or rotary encoders
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/50—Systems of measurement based on relative movement of target
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
-
- B64C2201/146—
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
본 발명의 실시예들은 라이다 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대상체의 위치를 조종하는 라이다 시스템에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a lidar system, and more particularly to a ladder system for manipulating the position of an object.
라이다 시스템(LADAR system; Laser Detection And Ranging System)은 레이저를 목표물을 향하여 조사하고 목표물로부터 반사된 광을 수신함으로써, 사물까지의 거리, 방향, 속도, 온도, 물질 분포 및 농도 특성 등을 감지할 수 있는 시스템이다. The LADAR system (Laser Detection and Ranging System) detects the distance, direction, velocity, temperature, material distribution and concentration characteristics to the object by illuminating the laser towards the target and receiving the reflected light from the target. System.
라이다 시스템은 기상 관측이나 거리 측정 등의 용도를 위해 활용되다가, 최근에는 위성을 이용한 기상 관측, 무인 로봇 센서, 무인 주행차, 및 3차원 영상 모델링을 위한 기술을 위하여 연구되고 있다.Lidar system has been used for meteorological observation and distance measurement. Recently, it has been studied for satellite meteorological observation, unmanned robot sensor, unmanned vehicle, and 3D image modeling.
미국 등록특허 7,969,558 (2011.06.28)US registered patent 7,969,558 (June 28, 2011)
본 발명의 실시예들은 대상체의 위치를 정밀하게 조종할 수 있는 라이다 시스템을 제공하고자 한다. Embodiments of the present invention provide a ladder system capable of precisely manipulating the position of an object.
본 발명의 일 실시예는,In one embodiment of the present invention,
대상체의 위치를 조종하는 라이다 시스템에 있어서,A lidar system for manipulating a position of a target object,
제1 방향으로 연장된 중심축을 갖는 중심부와 상기 중심부 주변에 배치된 주변부를 포함하는 몸체(body);A body including a central portion having a central axis extending in a first direction and a peripheral portion disposed about the central portion;
상기 중심부에 배치되며 상기 중심축과 실질적으로 나란한 방향으로 광을 방출하는 중심 레이저; A central laser disposed in the central portion and emitting light in a direction substantially parallel to the central axis;
상기 중심 레이저에 인접 배치되고, 외부로부터 유입된 광을 수신하여 전기 신호로 변환하는 중심 검출기;A center detector disposed adjacent to the center laser for receiving light incident from the outside and converting the received light into an electrical signal;
상기 주변부에 배치되며 상기 중심축에 대해서 제1 각도로 기울어진 방향으로 광을 방출하는 제1 주변 레이저;A first peripheral laser disposed in the peripheral portion and emitting light in a direction inclined at a first angle with respect to the central axis;
상기 제1 주변 레이저에 인접 배치되고, 외부로부터 유입된 광을 수신하여 전기 신호로 변환하는 제1 주변 검출기;A first ambient detector disposed adjacent to the first peripheral laser for receiving light from an external source and converting the received light into an electrical signal;
상기 제1 주변 레이저를 상기 중심축에 대해서 회전시키는 회전부; A rotating unit rotating the first peripheral laser with respect to the central axis;
상기 중심 검출기 및 상기 제1 주변 검출기 중 적어도 하나에 의해서 변환된 신호를 바탕으로 상기 대상체의 위치를 설정하는 제어부; 및A controller for setting a position of the object based on the signal converted by at least one of the center detector and the first peripheral detector; And
상기 제어부의 위치 설정값을 상기 대상체로 송신하는 통신부;를 포함하는 라이다 시스템을 개시한다.And a communication unit for transmitting the position setting value of the control unit to the object.
상기 주변부에 배치되며 상기 중심축에 대해서 제2 각도로 기울어진 방향으로 광을 방출하는 제2 주변 레이저; 및 상기 제2 주변 레이저에 인접 배치되고, 외부로부터 유입된 광을 수신하여 전기 신호로 변환하는 제2 주변 검출기;를 더 포함하며, 상기 제2 각도는 상기 제1 각도보다 작을 수 있다.A second peripheral laser disposed in the peripheral portion and emitting light in a direction inclined at a second angle with respect to the central axis; And a second ambient detector disposed adjacent to the second peripheral laser and adapted to receive and convert the light received from the outside into an electric signal, wherein the second angle may be smaller than the first angle.
상기 제1 각도는 상기 라이다 시스템으로부터 상기 대상체까지의 거리, 및 상기 대상체의 크기와 연동되어 조절될 수 있다.The first angle may be adjusted in conjunction with the distance from the ladder system to the object and the size of the object.
상기 몸체는 상기 중심 레이저를 지지하는 로드, 및 상기 로드 측면에 배치되며 상기 제1 주변 레이저를 지지하며 상기 제1 각도를 조절하는 각도 조절기를 포함할 수 있다.The body may include a rod supporting the center laser, and an angle adjuster disposed on the rod side and supporting the first peripheral laser and adjusting the first angle.
상기 각도 조절기는, 상기 로드의 길이 방향으로 움직이는 관형의 실린더; 일측이 상기 실린더에 힌지로 연결되는 제1 지지바; 및 일측이 상기 로드에 힌지로 연결되며, 타측은 상기 제1 지지바와 힌지로 연결되는 제2 지지바;를 포함할 수 있다.Wherein the angle adjuster comprises: a tubular cylinder moving in the longitudinal direction of the rod; A first support bar having one side connected to the cylinder by a hinge; And a second support bar having one side connected to the rod by a hinge and the other side connected to the first support bar by a hinge.
상기 각도 조절기는, 일측이 상기 로드의 상부에 연결되는 신축수단; 및 일측이 상기 로드의 하부에 힌지로 연결되며, 타측은 상기 신축수단과 힌지로 연결되는 지지바;를 포함할 수 있다.Said angle adjuster comprising: expansion means having one side connected to the top of said rod; And a support bar hinged to one side of the rod by a hinge and the other side being connected to the expansion and contraction means by a hinge.
상기 회전부는, 상기 제1 주변 레이저가 상기 중심축을 중심으로 회전한 회전각을 측정하는 엔코더; 및 상기 주변부를 상기 중심축을 중심으로 회전시키는 회전 모터;를 포함할 수 있다.Wherein the rotation unit comprises: an encoder for measuring a rotation angle of the first peripheral laser about the central axis; And a rotation motor for rotating the peripheral portion about the central axis.
상기 제어부는 상기 중심 레이저에서 방출된 광과 상기 대상체로부터 반사되어 상기 중심 검출기로 입사된 광을 비교하여 상기 대상체까지의 거리를 측정할 수 있다.The control unit may measure the distance to the target object by comparing the light emitted from the center laser with the light reflected by the target and incident on the center detector.
상기 제어부는, 상기 대상체까지의 거리를 측정하는 단계; 상기 제1 각도를 조절하는 단계; 상기 제1 주변 레이저를 회전시켜 상기 대상체의 위치를 판단하는 단계; 및 상기 대상체의 위치를 설정하는 단계; 를 수행할 수 있다.The control unit may include: measuring a distance to the object; Adjusting the first angle; Determining a position of the object by rotating the first peripheral laser; And setting a position of the object; Can be performed.
본 발명의 다른 실시예는, In another embodiment of the present invention,
무인 비행체를 조종하는 라이다 시스템에 있어서, 상기 라이다 시스템으로부터 상기 무인 비행체까지의 거리를 측정하기 위한 중심 레이저 및 상기 중심 레이저에 인접 배치된 중심 검출기;A lidar system for controlling an unmanned aerial vehicle, comprising: a central laser for measuring a distance from the lidar system to the unmanned air vehicle; and a center detector disposed adjacent to the central laser;
상기 중심 레이저의 광축에 대해서 기울어진 광축을 가지며, 상기 중심 레이저 주변을 회전하는 적어도 하나의 주변 레이저 및 상기 적어도 하나의 주변 레이저에 인접 배치된 적어도 하나의 주변 검출기; 및At least one peripheral laser having an optical axis that is tilted with respect to an optical axis of the central laser, at least one peripheral laser rotating about the central laser, and at least one peripheral detector disposed adjacent to the at least one peripheral laser; And
상기 중심 검출기 및 상기 주변 검출기 중 적어도 하나의 검출 신호에 의해서 상기 무인 비행체의 현재 위치를 판단하고, 상기 무인 비행체의 다음 위치를 설정하는 제어부;를 포함하는 라이다 시스템을 개시한다.And a control unit for determining a current position of the unmanned air vehicle by the detection signal of at least one of the center detector and the surrounding detector and setting the next position of the unmanned air vehicle.
상기 무인 비행체의 다음 위치는 상기 적어도 하나의 주변 레이저의 회전에 의해서 형성된 회전 스캔 라인의 내부 영역으로 설정될 수 있다.The next position of the unmanned aerial vehicle may be set as an inner area of the rotation scan line formed by the rotation of the at least one peripheral laser.
상기 무인 비행체의 다음 위치를 상기 무인 비행체로 송신하는 통신부;를 더 포함할 수 있다.And a communication unit transmitting the next position of the unmanned air vehicle to the unmanned air vehicle.
상기 적어도 하나의 주변 레이저의 광축이 상기 중심 레이저의 광축에 대해서 기울어진 정도를 조정하는 각도 조절기;를 더 포함할 수 있다.And an angle adjuster for adjusting the degree of inclination of the optical axis of the at least one peripheral laser with respect to the optical axis of the central laser.
상기 제어부는 상기 중심 레이저에서 방출된 광과 상기 대상체로부터 반사되어 상기 중심 검출기로 입사된 광을 비교하여 상기 무인 비행체까지의 거리를 측정할 수 있다.The control unit may measure the distance to the unmanned air vehicle by comparing the light emitted from the center laser with the light reflected from the target and incident on the center detector.
상기 적어도 하나의 주변 레이저를 회전시키는 회전부;를 더 포함할 수 있다.And a rotation unit for rotating the at least one peripheral laser.
전술한 것 외의 다른 측면,특징,및 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 특허청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 의한 라이다 시스템은 중심 레이저 광 및 주변 레이저 광을 통해서 대상체의 위치를 판단 및 설정하고, 설정값을 대상체에 송신하는 과정을 통해서 대상체를 정밀하고 쉽게 조종할 수 있다. As described above, according to the embodiments of the present invention, the lidar system determines and sets the position of the object through the center laser light and the peripheral laser light, and transmits the set value to the object. You can steer.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 실시예들에 의한 라이다 시스템에 의해서 대상체가 조종되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 3d는 라이다 시스템에 의해서 대상체의 위치를 판단하는 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 제어부의 대상체에 대한 제어 명령 신호를 생성하는 단계를 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 각도 조절기를 포함하는 몸체의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 각도 조절기를 포함하는 몸체의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 각도 조절기에 포함되는 신축수단이 전기실린더인 것을 예시하고 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라이다 시스템를 개략적으로 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a state in which a target object is controlled by a ladder system according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a ladder system according to an embodiment of the present invention.
3A to 3D are diagrams schematically showing an example of determining the position of a target object with the ladder system.
4 is a block diagram showing a step of generating a control command signal for a target object of the control unit.
5 is a schematic view of a body including an angle adjuster according to an embodiment of the present invention.
6A is a schematic view of a body including an angle adjuster according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6B illustrates that the expanding means included in the angle adjuster according to another embodiment of the present invention is an electric cylinder.
7 is a diagram schematically illustrating a ladder system according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바,특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. The effects and features of the present invention and methods of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be implemented in various forms.
이하,첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or corresponding components throughout the drawings, and a duplicate description thereof will be omitted .
이하의 실시예에서 층,막,영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In the following embodiments, when various components such as layers, films, regions, plates, and the like are referred to as being " on " other components, . Also, for convenience of explanation, the components may be exaggerated or reduced in size. For example, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, and thus the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.In the following embodiments, the x-axis, the y-axis, and the z-axis are not limited to three axes on the orthogonal coordinate system, and can be interpreted in a broad sense including the three axes. For example, the x-axis, y-axis, and z-axis may be orthogonal to each other, but may refer to different directions that are not orthogonal to each other.
도 1은 본 발명의 실시예들에 의한 라이다 시스템(100)에 의해서 대상체(200)가 조종되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a view schematically showing how a target object 200 is controlled by a
도 1을 참조하면, 라이다 시스템(100)에 의해서 대상체(200)에 레이저를 조사한 후, 조사 영역을 이동시키면 대상체(200)가 그 조사 영역을 따라서 움직이게 된다. 이는 라이다 시스템(100)에 의해서 대상체(200)의 위치를 실시간으로 파악한 후, 라이다 시스템(100)이 대상체(200)에게 레이저 조사 영역으로 이동시키는 제어 명령을 송신함으로써 수행될 수 있다. 상기 제어 명령을 수신 받은 대상체(200)는 상기 제어 명령에 따라 위치를 변화시킨다.Referring to FIG. 1, when a laser is irradiated to a target object 200 by a
대상체(200)는 이동 가능한 물체로 무인 자동차, 무인 비행체(unmanned aerial vehicle) 등이 될 수 있다. 대상체(200)는 상기 라이다 시스템(100)의 제어 명령을 수신받는 수신부 및 상기 제어 명령에 따라 구동을 하는 구동부를 포함할 수 있다. 대상체(200)에는 용도에 따라 다양한 장비가 탑재될 수 있다.The object 200 may be an unmanned vehicle, an unmanned aerial vehicle, or the like as a movable object. The object 200 may include a receiving unit receiving a control command of the
대상체(200)의 이동 방식으로 대상체(200)에 GPS(global positioning system) 수신기를 탑재시켜, GPS 수신값에 의해 위치를 파악하고 이동시키는 방안이 있을 수 있다. 그러나, GPS를 이용하는 방식은 위치의 오차값이 크고 실내에서는 측정하기가 어려워 정확한 위치 파악이 어려울 수 있다. 대상체(200)의 다른 이동 방식으로는 기존의 무선 조종 장치를 이용하여 사용자가 직접적으로 조종하는 방식이 있다. 그러나, 이러한 조종 방식은 숙련된 기술이 요구되어 대상체(200)의 조종에 숙련되지 않은 사용자의 경우, 정확한 위치 조정이 어려울 수 있다.There may be a method of mounting a global positioning system (GPS) receiver on the object 200 by moving the object 200, and locating and moving the position by the GPS reception value. However, the method using the GPS may have a large error in the position and difficult to measure in the room, so it may be difficult to accurately grasp the position. Another method of moving the object 200 is to directly control the user using an existing radio control device. However, in the case of a user who is not skilled in manipulating the object 200 because of skillful technique, it is difficult to precisely adjust the position.
본 발명의 실시예들에 의한 라이다 시스템(100)은 상기 대상체(200)에 레이저 광을 조사하고, 레이저 광의 조사 영역을 따라 상기 대상체(200)를 이동시켜 대상체(200)의 위치를 정확하고 쉽게 조종할 수 있다. The
이하, 도 2 내지 도 7을 통해서, 보다 자세한 구성을 살펴보도록 한다. Hereinafter, a more detailed configuration will be described with reference to FIG. 2 through FIG.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 의한 라이다 시스템(100)은 이동 가능한 대상체(200)를 조종하는 것으로, 몸체(110), 중심 레이저(120), 중심 검출기(122), 제1 주변 레이저(130), 제1 주변 검출기(132), 회전부(150), 제어부(160), 및 통신부(170)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a
몸체(110)는 제1 방향(+z 방향)으로 연장된 중심축(CA)를 갖는 중심부와 상기 중심부 주변에 배치된 주변부를 포함한다. 상기 중심부에는 중심 레이저(120) 및 중심 검출기(122)가 배치되며, 상기 주변부에는 제1 주변 레이저(130) 및 제1 주변 검출기(132)가 배치된다. 상기 주변부에는 제2 내지 제n 주변 레이저 및 제2 내지 제n 주변 검출기가 더 포함될 수 있다. (n > 2인 정수) 상기 중심부와 주변부는 일체(一體)로 형성되지 않을 수 있다. 즉, 상기 주변부는 상기 중심부와는 별도의 부재로 형성되어 상기 제1 주변 레이저(130) 및 제1 주변 검출기(132)를 지지할 수 있다. 물론, 중심부와 주변부는 일체(一體)로 형성될 수도 있다.The
몸체(110)는 중심 레이저(120)를 지지하는 로드(111), 및 제1 주변 레이저(130)의 광축(LA1)과 상기 중심축(CA)의 각도를 조절하는 각도 조절기(113)를 포함할 수 있다. 상기 각도 조절기(113)의 구조에 대해서는 후술하기로 한다. The
중심 레이저(120)는 상기 몸체(110)의 중심부에 배치되어 상기 중심축(CA)과 실질적으로 나란한 방향으로 광을 방출할 수 있다. 여기서, '실질적으로 나란한 방향'이란 상기 중심축(CA)의 방향과 상기 중심 레이저(120)의 광축이 이루는 각도가 약 5도 이내일 수 있음을 의미한다. 중심 레이저(120)를 중심부에 배치시킴에 있어서 가공 오차가 발생할 수 있는 바, 상기 중심축(CA)과 중심 레이저(120)의 광축이 이루는 각도는 정확하게 0도가 아닐 수 있다. The
상기 중심축(CA)과 상기 중심 레이저(120)의 광축(LA)은 일치할 수도 있고, 일치하지 않을 수도 있다. 즉, 도 2에서처럼, 중심 레이저(120)의 광축(LA)은 상기 중심축(CA)과 소정의 간격을 가지고 형성될 수도 있으나, 이에 한정되지 않고, 중심 레이저(120)의 광축(LA)은 중심축(CA)과 일치하여 배치될 수도 있다.The center axis CA and the optical axis LA of the
중심 검출기(122)는 상기 중심 레이저(120)에 인접 배치되고, 외부로부터 유입된 광을 수신하여 전기 신호로 변환한다. 중심 검출기(122)는 포토다이오드를 포함할 수 있다. 중심 검출기(122)는 상기 포토다이오드 앞단에 광을 집속시키는 집속 렌즈(focusing lens)를 더 포함할 수 있다.The
중심 레이저(120) 및 상기 중심 검출기(122)는 상기 라이다 시스템(100)으로부터 대상체(200)까지의 거리(d)를 측정하기 위한 것일 수 있다. 중심 레이저(120)에서 방출된 광은 대상체(200)에 조사될 수 있으며, 대상체(200)에 조사된 후 대상체(200)로부터 반사된 광은 중심 검출기(122)에 수광될 수 있다.The
일부 실시예에서, 상기 중심 레이저(120)는 강도가 변조된 펄스광(intensity-modulated pulsed light)을 조사하는 레이저일 수 있다. 변조된 펄스광을 이용하여 레이저광이 조사된 시점과 대상체(200)에 의해 반사되어 중심 검출기(122)에 수광된 시점까지의 시간 차이로부터 대상체(200)까지의 거리를 정밀하게 측정할 수 있다. 상기 시간 차이는 조사된 광된 수광된 광의 위상 편이(phase shift) 및 레이저광의 변조된 주파수(modulated frequency)로부터 계산될 수 있다. In some embodiments, the
제1 주변 레이저(130)는 상기 중심축(CA)에 대해서 제1 각도(θ1)로 기울어진 방향으로 광을 방출하며, 중심축(CA)을 기준으로 360도 회전할 수 있다. 이에 따라, 제1 주변 레이저(130)는 상기 대상체(200)가 존재하는 위치 근방에서 제1 회전 스캔 라인(SL1)을 형성할 수 있다. 상기 제1 회전 스캔 라인(SL1)은 대략 원형일 수 있다. 상기 제1 회전 스캔 라인(SL1)을 따라 대상체(200)의 유무를 판단하는 것으로, 상기 대상체(200)의 위치를 판단할 수 있다. The first
제1 각도(θ1)는 상기 대상체(200)의 대략적인 크기(A)를 고려하여 정해질 수 있다. 상기 크기(A)는 대상체(200)의 폭 또는 높이, 또는 대각선 방향에서 보는 각도에 따라 정해지는 것일 수 있다. 상기 크기(A)는 중심축(CA)이 지면과 이루는 각도를 고려하여 설정될 수 있다. The first angle? 1 can be determined in consideration of the approximate size A of the object 200. The size A may be determined depending on the width or height of the object 200, or an angle viewed from the diagonal direction. The size A may be set in consideration of the angle formed by the center axis CA with the ground surface.
제1 각도(θ1)는 상기 대상체(200)가 제1 회전 스캔 라인(SL1)의 중심에 배치될 때 제1 회전 스캔 라인에 내접할 수 있을 정도의 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 각도(θ1)는 약 arctan(A/2d)으로 설정될 수 있다.The first angle? 1 may be set to a value that can be in contact with the first rotation scan line when the object 200 is disposed at the center of the first rotation scan line SL1. For example, the first angle [theta] 1 may be set to about arctan (A / 2d).
제1 주변 검출기(132)는 상기 제1 주변 레이저(130)에 인접 배치되고, 외부로부터 유입된 광을 수신하여 전기 신호로 변환한다. 제1 주변 검출기(132)는 포토다이오드를 포함할 수 있다. 제1 주변 검출기(132)는 포토다이오드 앞단에 광을 집속시키는 집속 렌즈(focusing lens)를 더 포함할 수 있다.The first
제1 주변 레이저(130) 및 상기 제1 주변 검출기(132)는 상기 제1 회전 스캔 라인의 각 지점에 대상체(200)가 위치하고 있는 지를 측정하기 위한 것일 수 있다. 제1 주변 레이저(130)에서 방출된 광은 대상체(200)의 일부 영역에 조사될 수 있으며, 대상체(200)에 조사된 후 대상체(200)로부터 반사된 광은 제1 주변 검출기(132)에 수광될 수 있다. 중심 레이저(120)를 이용하여 대상체(200)까지의 거리(d)를 확보하고 있는 바, 중심 레이저(120)에서 방출한 광이 반사되어 일정한 시간 안에 상기 제1 주변 검출기(132)로 수광되는 지의 여부에 따라 제1 회전 스캔 라인의 각 지점에 대상체(200)가 위치하고 있는지를 판단할 수 있다. The first
상기 제1 주변 레이저(130)는 상기 제1 회전 스캔 라인(SL1)에서 대상체(200)의 유무만을 판단하기 위한 것으로, 제1 주변 레이저(130)가 방출한 광 및 제1 주변 검출기(132)에 수광된 광을 이용하여 상기 대상체(200)의 거리를 측정하기 위한 별도의 과정은 필요하지 않을 수 있다. The first
상기 제1 주변 레이저(130)와 같이, 상기 중심축(CA)에 대해서 기울어진 광축을 갖고, 중심축(CA)을 중심으로 회전하는 복수의 주변 레이저가 더 포함될 수 있다. The first
회전부(150)는 상기 제1 주변 레이저(130)를 중심축(CA)을 중심으로 회전시키기 위한 것일 수 있다. 회전부(150)는 몸체(110)의 주변부와 연결되어 상기 주변부를 회전시킴으로써 상기 제1 주변 레이저(130)를 회전시킬 수 있다. 몸체(110)의 중심부와 주변부가 분리되어 있는 경우, 회전부(150)에 의해서 몸체(110)의 주변부만이 회전되고, 중심부는 고정되어 있을 수 있다. 또는, 회전부(150)는 몸체(110)의 중심부와 주변부를 동시에 회전시킬수도 있다. The
회전부(150)는 회전 모터(151)를 포함할 수 있다. 회전부(150)는 제1 주변 레이저(130)가 중심축(CA)를 중심으로 회전한 회전각(α)을 측정하는 엔코더(153)을 더 포함할 수 있다. 엔코더(153)은 상기 회전 모터(151)과 연계되어 회전 모터(151)의 회전 각도 및 회전 방향을 측정하기 위한 신호를 생성할 수 있다. The
제어부(160)는 상기 대상체(200)의 위치를 파단하고 상기 대상체(200)의 위치를 조종하기 위한 제어 명령을 생성할 수 있다. 또한, 제어부(160)는 상기 대상체(200)의 거리에 따라서 상기 제1 주변 레이저(130)의 제1 각도(θ1)를 조절하는 제어 명령을 생성할 수 있다. 이와 같은 제어부(160)의 동작에 대해서는 후술하기로 한다.The
상기 제어부(160)는 라이다 시스템(100)에 포함될 수 있으며, 예를 들어 반도체칩과 회로를 포함하는 회로기판으로 제작되거나, 반도체칩에 내장되는 회로 또는 소프트웨어나, 또는 컴퓨터에서 실행될 수 있는 소프트웨어와 같이 다양한 형태로 구현될 수 있다.The
통신부(170)는 상기 제어부(160)에서 생성한 제어 명령을 대상체(200)로 송신하는 역할을 할 수 있다. 또한, 통신부(170)는 상기 대상체(200)가 상기 라이다 시스템(100)에 의해서 제어되는 특정 대상체(200)임을 인식하기 위한 신호를 수신받는 역할을 할 수도 있다. The
라이다 시스템(100)은 상기 구성들을 수용할 하우징(180)을 더 포함할 수 있다. 하우징(180)은 상기 구성들을 보호하는 역할을 할 수 있다. 하우징(180)에서 광이 방출되는 영역에는 홀(hole)이 형성되거나, 투명부재로 이루어질 수 있다.The
도 3a 내지 3d는 라이다 시스템(100)에 의해서 대상체(200)의 위치를 판단하는 예를 개략적으로 나타낸 도면이다. 3A to 3D are views schematically showing an example of determining the position of the object 200 by the
도 3a를 참조하면, 대상체(200)가 제1 회전 스캔 라인(SL1) 내부 영역에 배치되는 경우에는 중심 레이저(120)에 의한 광만을 조사 받게 된다. 즉, 대상체(200)가 중심 레이저(120)에 의해 감지되고, 제1 주변 레이저(130)에 의해서는 감지되지 않는 경우, 제어부(160)는 대상체(200)가 제1 회전 스캔 라인(SL1) 내부 영역에 배치되고 있다고 판단할 수 있다.Referring to FIG. 3A, when the object 200 is disposed in the first rotating scan line SL1, only the light emitted by the
도 3b를 참조하면, 대상체(200)가 제1 회전 스캔 라인(SL1)의 상부 영역에 배치되는 경우를 나타내고 있다. 대상체(200)가 제1 주변 레이저(130)에 의한 제1 회전 스캔 라인(SL1)의 상부 영역에 의해서만 감지되는 경우, 제어부(160)는 대상체(200)가 제1 회전 스캔 라인(SL1)의 상부 영역에 배치되고 있다고 판단할 수 있다. 또한, 제1 회전 스캔 라인(SL1)에서 감지되는 정도에 따라서 상부쪽으로 얼마큼 치우쳐있는지 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(600)는 대상체(200)를 하부쪽으로 이동시키는 제어 명령을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 3B, the object 200 is disposed in the upper region of the first rotation scan line SL1. When the object 200 is sensed only by the upper area of the first rotation scan line SL1 by the first
도 3c를 참조하면, 대상체(200)가 제1 회전 스캔 라인(SL1)의 좌측 영역에 배치되는 경우를 나타내고 있다. 대상체(200)가 제1 주변 레이저(130)에 의한 제1 회전 스캔 라인(SL1)의 좌측 영역에 의해서만 감지되는 경우, 제어부(160)는 대상체(200)가 제1 회전 스캔 라인(SL1)의 좌측 영역에 배치되고 있다고 판단할 수 있다. 또한, 제1 회전 스캔 라인(SL1)에서 감지되는 정도에 따라서 좌측으로 얼마큼 치우쳐있는지 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(160)는 대상체(200)를 우측으로 이동시키는 제어 명령을 생성할 수 있다.Referring to FIG. 3C, the object 200 is disposed in the left region of the first rotation scan line SL1. When the object 200 is sensed only by the left region of the first rotation scan line SL1 by the first
도 3d를 참조하면, 대상체(200)가 제1 회전 스캔 라인(SL1)의 내부 영역 및 외부 영역에 배치되는 경우를 나타내고 있다. 이 경우, 제어부(160)는 제1 회전 스캔 라인(SL1)의 반경을 크게 조종할 수 있다. 즉, 제1 주변 레이저(130)의 제1 각도(θ1)을 증가시켜 제1 회전 스캔 라인(SL1)의 반경을 키울 수 있다.Referring to FIG. 3D, the object 200 is arranged in an inner area and an outer area of the first rotating scan line SL1. In this case, the
도 4는 제어부(160)의 대상체(200)에 대한 제어 명령 신호를 생성하는 단계를 나타내는 블록 다이어그램이다.4 is a block diagram showing a step of generating a control command signal for the object 200 of the
제어부(160)가 제어 명령 신호를 생성하기 전에 라이다 시스템(100)과 상기 대상체(200)가 서로 연동되는 과정이 더 포함될 수 있다. 즉, 대상체(200)가 라이다 시스템(100)에 의해서 조종이 되는 특정 대상체(200)임이 인식되면, 상기 라이다 시스템(100)에 의한 조종이 가능해질 수 있다.The
우선, 상기 대상체(200)에 중심 레이저(120)에서 방출되는 광을 조사하여, 라이다 시스템(100)으로부터 대상체(200)까지의 거리(d)를 측정한다. (S1)First, the distance d from the
제어부(160)는 상기 중심 레이저(120)에서 방출된 광과 상기 대상체(200)로부터 반사되어 상기 중심 검출기(122)로 입사된 광을 비교하여 대상체(200)까지의 거리(d)를 측정할 수 있다. 전술한 바와 같이, 일부 실시예에서, 상기 중심 레이저(120)는 강도가 변조된 펄스광(intensity-modulated pulsed light)을 조사하는 레이저일 수 있다. 변조된 펄스광을 이용하여 레이저광이 조사된 시점과 대상체(200)에 의해 반사되어 중심 검출기(122)에 수광된 시점까지의 시간 차이로부터 대상체(200)까지의 거리를 정밀하게 측정할 수 있다. 상기 시간 차이는 조사된 광된 수광된 광의 위상 편이(phase shift) 및 레이저광의 변조된 주파수(modulated frequency)로부터 계산될 수 있다. The
그 다음, 제어부(160)는 상기 대상체(200)의 크기 및 상기 대상체(200)까지의 거리를 고려하여 제1 주변 레이저(130)의 제1 각도(θ1)을 조절한다.(S2)The
일부 실시예에서, 상기 제1 각도(θ1)는 상기 제1 주변 레이저(130)에 의해서 형성될 제1 회전 스캔 라인(SL1)에 대상체(200)가 내접할 수 있도록 조절될 수 있다.In some embodiments, the first angle? 1 may be adjusted so that the object 200 is in contact with the first rotation scan line SL1 to be formed by the first
그 다음, 제어부(160)는 제1 주변 레이저(130)를 회전 스캔시키면서(S3) 대상체(200)의 위치를 판단한다.(S4)Then, the
제어부(160)는 회전 모터(151)를 회전시킴으로써 상기 제1 주변 레이저(130)를 회전시킬 수 있다. 회전 모터(151)는 상기 제어부(160)의 회전 명령 이전부터 회전을 하고 있을 수도 있다. The
제1 주변 레이저(130)의 회전 위치는 엔코더(153)에 의해서 확보될 수 있으며, 각각의 위치마다 대상체(200)의 존재 유무를 판단하며 대상체(200)의 위치를 판단할 수 있다.The rotation position of the first
그 다음, 제어부(160)는 상기 대상체(200)의 위치가 허용 오차 범위에 있는 지 여부를 판단한다.(S5) 대상체(200)의 위치가 허용 오차 범위 내에 있는 경우, 예를 들어, 상기 제1 회전 스캔 라인(SL1)의 내부 영역에 위치하는 경우는 대상체(200)에 위치 제어 명령을 송신하지 않을 수 있다.Then, the
대상체(200)의 위치가 허용 오차 범위를 벗어난 경우, 제어부(160)는 대상체(200)의 위치를 설정, 예를 들어, 상기 제1 회전 스캔 라인(SL1) 내부 영역의 위치로 설정하고 제어 명령을 생성한다. (S6)When the position of the object 200 is out of the tolerance range, the
그 다음 제어부(160)는 생성된 제어 명령을 통신부(170)을 통해서 대상체(200)로 송신한다. (S7)Then, the
대상체(200)는 상기 제어 명령을 수신받아 위치를 변경할 수 있다. 대상체(200)의 위치가 변경되면, 제어부(160)는 대상체(200)까지의 거리를 측정하는 단계(S1)부터 반복할 수 있다.The object 200 may receive the control command and change its position. When the position of the object 200 is changed, the
이와 같은 동작에 의해서, 대상체(200)는 라이다 시스템(100)에 의해서 광이 조사되는 영역 안으로 이동될 수 있으며, 라이다 시스템(100)이 광 조사 영역을 이동시키면, 상기 광 조사 영역을 따라서 대상체(200)가 이동할 수 있다.With such an operation, the object 200 can be moved into the area irradiated with light by the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 각도 조절기(113)를 포함하는 몸체(110)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.5 is a view schematically showing a configuration of a
몸체(110)는 원기둥 형상의 로드(111) 및 상기 로드(111)를 따라 상하로 움직이는 관형의 실린더(113a), 일측이 상기 실린더(113a)에 힌지로 연결되는 제1 지지바(113b), 및 일측이 상기 로드(111)에 힌지로 연결되며 타측은 상기 제1 지지바(113b)와 힌지로 연결되는 제2 지지바(113c)를 포함한다. 여기서, 실린더(113a), 제1 지지바(113b),및 제2 지지바(113c)가 각도 조절기(113)으로 동작할 수 있다. 각도 조절기(113)는 로드(111) 내부에 상기 실린더(113a)를 전기적으로 구동하는 구동 모듈(113d)를 더 포함할 수 있다. 로드(111)의 상면에는 중심 레이저(120) 및 중심 검출기(122)가 배치될 수 있다.The
제1 지지바(113b), 및 제2 지지바(113c)는 막대, 봉 또는 바(bar) 형태로서, 일정한 길이를 가지고 구비된다. 실린더(113a), 제1 지지바(113b), 및 제2 지지바(113c)는 서로 힌지로 연결되어 있어 연결점에서 회전이 가능할 수 있다. The
실린더(113a)는 내부가 빈 관형으로, 실린더(113a)의 내부에는 로드(111)가 배치된다. 실린더(113a)는 로드(111)의 길이 방향을 따라 상하로 움직일 수 있다. 실린더(113a)가 상기 로드(111)를 따라 상하로 움직이게 됨에 따라, 실린더(113a)와 로드(111)에 연결된 제1 지지바(113b) 및 제2 지지바(113c)의 각도가 변경될 수 있다. 이에 따라, 중심축(CA)과 상기 제2 지지바(113c)가 이루는 각도를 조절할 수 있다. 제2 지지바(113c)에는 상기 제1 주변 레이저(130) 및 제1 주변 검출기(132)가 장착되어 제2 지지바(113c)의 길이 방향과 제1 주변 레이저(130)의 광축(LA1)이 나란하게 배치될 수 있다. 따라서, 실린더(113a)를 상기 로드(111)의 길이 방향으로 이동하는 것은 제1 각도(θ1)를 조절하는 것을 의미할 수 있다.The inside of the
도 6a은 본 발명의 다른 실시예에 따른 각도 조절기(113)를 포함하는 몸체(110)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.6A is a view schematically showing a configuration of a
몸체(110)는 원기둥 형상의 로드(111), 일측이 로드(111)의 상부에 연결되는 신축수단(113e), 및 일측이 상기 로드(111)의 하부에 힌지로 연결되며 타측은 상기 신축수단(113e)과 힌지로 연결되는 제2 지지바(113c)를 포함한다. 여기서, 신축수단(113e), 및 제2 지지바(113c)가 각도 조절기(113)으로 동작할 수 있다. 여기서, 신축수단(113e)의 일측은 상기 로드(111)와 힌지 연결이 아닌 고정 수단에 의해서 고정될 수 있다.The
신축수단(113e)의 길이가 변경되면, 중심축(CA)와 상기 제2 지지바(113c)의 각도가 변경되며, 이에 따라, 제1 각도(θ1)를 조절할 수 있다. 신축수단(113e)는 다양한 형태의 구조가 적용될 수 있다.When the length of the stretching and contracting means 113e is changed, the angle between the central axis CA and the second supporting
도 6b는 신축수단(113e)이 전기실린더인 것을 예시하고 있다. Fig. 6B illustrates that the expanding and contracting means 113e is an electric cylinder.
도 6b를 참조하면, 상기 전기실린더는, 일정 길이를 가진 관형의 제1실린더(311)와, 상기 제1실린더(311)의 일측에 내장되어 전기적으로 구동하는 구동모터(312)와, 상기 구동모터(312)의 회전축에 설치되어 회전축을 통한 회전력이 축방향의 회전력으로 전달되도록 하는 기어부(313)와, 상기 제1실린더(311)의 중공부에 내입되고 상기 기어부(313)와 연결됨으로써 상기 기어부(313)의 회전력에 의해서 제1실린더(311)의 축방향으로 선형 이동되는 실린더로드(314)를 포함하여 구성될 수 있다.6B, the electric cylinder includes a tubular
이 경우 구동모터(312)가 정회전 또는 역회전하면, 구동모터(312)와 연결된 기어부(313)를 통해 회전력이 실린더로드(314)로 전이되어 실린더로드(314)가 제1실린더(311)의 축방향으로 슬라이드 이동(화살표 참조)할 수 있고, 그에 따라 전체적인 길이 조절이 가능하다.In this case, when the
본 발명에 있어서, 각도 조절기(113)은 도 5 내지 도 6b의 예시 구조로 제한되는 것은 아니며, 제1 주변 레이저(130)의 광축(LA1)의 방향을 변경할 수 있는 구조라면 다른 구조로의 변형이 가능하다. In the present invention, the
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라이다 시스템(100')를 개략적으로 나타낸 도면이다. Figure 7 is a schematic representation of a ladder system 100 'in accordance with another embodiment of the present invention.
라이다 시스템(100')은 복수의 주변 레이저(130, 140)를 포함할 수 있다. 제1 주변 레이저(130)는 중심축(CA)에 대해서 제1 각도(θ1)를 가지고 기울어진 제1 광축(LA1)을 가질 수 있다. 제2 주변 레이저(140)는 중심축(CA)에 대해서 제2 각도(θ2)를 가지고 기울어진 제2 광축(LA2)을 가질 수 있다.The lidar system 100 'may include a plurality of
제2 주변 레이저(140)는 상기 중심축(CA)에 대해서 제2 각도(θ2)로 기울어진 방향으로 광을 방출하며, 상기 제2 주변 레이저(140)는 상기 중심축(CA)을 기준으로 360도 회전할 수 있다. 이에 따라, 제2 주변 레이저(140)는 상기 대상체(200)가 존재하는 위치 근방에서 제2 회전 스캔 라인(S2)을 형성할 수 있다. 상기 제2 회전 스캔 라인(S2)은 대략 원형일 수 있다. 상기 제2 회전 스캔 라인(S2)을 따라 스캔함에 따라, 상기 대상체(200)의 위치를 판단할 수 있다. The second
제2 각도(θ2)는 상기 제1 각도(θ1)보다 작게 설정될 수 있다. 제2 각도(θ2)가 제1 각도(θ1)보다 작다는 것은 제2 주변 레이저(140)에 의해 형성된 제2 회전 스캔 라인(S2)은 제1 회전 스캔 라인(SL1)의 내부 영역에 포함됨을 의미할 수 있다. 제2 회전 스캔 라인(S2)에 의해서 상기 제1 회전 스캔 라인(SL1)의 내부 영역에 존재하는 대상체(200)의 위치를 더욱 정밀하게 파악할 수 있다.The second angle? 2 may be set smaller than the first angle? 1. The fact that the second angle? 2 is smaller than the first angle? 1 means that the second rotation scan line S2 formed by the second
라이다 시스템(100, 100')은 중심축(CA)에 대해서 제3 각도(θ3)를 가지고 기울어진 제3 광축(LA3)을 갖는 제3 주변 레이저를 더 포함할 수 있다. 제3 각도(θ3)는 상기 제1 각도(θ1)에 비해서 클 수 있다. 제3 각도(θ3)가 제1 각도(θ1)보다 크다는 것은 제1 회전 스캔 라인(SL1)의 외부 영역에 존재하는 대상체(200)의 위치를 더욱 세밀하게 파악할 수 있음을 의미할 수 있다. The
대상체(200)의 위치를 보다 정밀하게 파악함으로써, 대상체(200)의 위치 조종을 보다 정밀하게 할 수 있다. 대상체(200)의 위치조정은 도 4를 참조하여 설명한 바와 같다. By more precisely grasping the position of the object 200, the position control of the object 200 can be made more precise. The position adjustment of the object 200 is as described with reference to Fig.
이와 같은 위치 조종에 의해서, 대상체(200)는 라이다 시스템(100)에 의해서 광이 조사되는 영역 안으로 이동될 수 있으며, 라이다 시스템(100)이 광 조사 영역을 이동시키면, 상기 광 조사 영역을 따라서 대상체(200)가 이동할 수 있다.By such positional control, the object 200 can be moved into the area irradiated with light by the
본 발명의 실시예들에 따른 라이다 시스템(100, 100')은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. Although the
100, 100': 라이다 시스템
110: 몸체
111: 로드
113: 각도 조절기
113a: 실린더
113d: 구동 모듈
113b: 제1 지지바
113c: 제2 지지바
120: 중심 레이저
122: 검출기
130: 제1 주변 레이저
132: 제1 주변 검출기
140: 제2 주변 레이저
142: 제2 주변 검출기
150: 회전부
151: 회전 모터
153: 엔코더
160: 제어부
170: 통신부
180: 하우징
200: 대상체100, 100 ': Raidasystem
110: Body
111: Load
113: Angle adjuster
113a: cylinder
113d: drive module
113b: first support bar
113c: second support bar
120: central laser
122: detector
130: first peripheral laser
132: first ambient detector
140: Second peripheral laser
142: second ambient detector
150:
151: Rotary motor
153: Encoder
160:
170:
180: Housing
200: object
Claims (15)
제1 방향으로 연장된 중심축을 갖는 중심부와 상기 중심부 주변에 배치된 주변부를 포함하는 몸체(body);
상기 중심부에 배치되며 상기 중심축과 실질적으로 나란한 방향으로 광을 방출하는 중심 레이저;
상기 중심 레이저에 인접 배치되고, 외부로부터 유입된 광을 수신하여 전기 신호로 변환하는 중심 검출기;
상기 주변부에 배치되며 상기 중심축에 대해서 제1 각도로 기울어진 방향으로 광을 방출하는 제1 주변 레이저;
상기 제1 주변 레이저에 인접 배치되고, 외부로부터 유입된 광을 수신하여 전기 신호로 변환하는 제1 주변 검출기;
상기 제1 주변 레이저를 상기 중심축에 대해서 회전시키는 회전부;
상기 중심 검출기 및 상기 제1 주변 검출기 중 적어도 하나에 의해서 변환된 신호를 바탕으로 상기 대상체의 위치를 설정하는 제어부; 및
상기 제어부의 위치 설정값을 상기 대상체로 송신하는 통신부;를 포함하는 라이다 시스템.A lidar system for manipulating a position of a target object,
A body including a central portion having a central axis extending in a first direction and a peripheral portion disposed about the central portion;
A central laser disposed in the central portion and emitting light in a direction substantially parallel to the central axis;
A center detector disposed adjacent to the center laser for receiving light incident from the outside and converting the received light into an electrical signal;
A first peripheral laser disposed in the peripheral portion and emitting light in a direction inclined at a first angle with respect to the central axis;
A first ambient detector disposed adjacent to the first peripheral laser for receiving light from an external source and converting the received light into an electrical signal;
A rotating unit rotating the first peripheral laser with respect to the central axis;
A controller for setting a position of the object based on the signal converted by at least one of the center detector and the first peripheral detector; And
And a communication unit for transmitting the position setting value of the control unit to the object.
상기 주변부에 배치되며 상기 중심축에 대해서 제2 각도로 기울어진 방향으로 광을 방출하는 제2 주변 레이저; 및
상기 제2 주변 레이저에 인접 배치되고, 외부로부터 유입된 광을 수신하여 전기 신호로 변환하는 제2 주변 검출기;를 더 포함하며,
상기 제2 각도는 상기 제1 각도보다 작은, 라이다 시스템.The method according to claim 1,
A second peripheral laser disposed in the peripheral portion and emitting light in a direction inclined at a second angle with respect to the central axis; And
And a second ambient detector disposed adjacent to the second peripheral laser for receiving light from an external source and converting the received light into an electric signal,
Wherein the second angle is less than the first angle.
상기 제1 각도는 상기 라이다 시스템으로부터 상기 대상체까지의 거리, 및 상기 대상체의 크기와 연동되어 조절되는 라이다 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the first angle is adjusted in conjunction with a distance from the ladder system to the object and a size of the object.
상기 몸체는 상기 중심 레이저를 지지하는 로드, 및 상기 로드 측면에 배치되며 상기 제1 주변 레이저를 지지하며 상기 제1 각도를 조절하는 각도 조절기를 포함하는 라이다 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the body comprises a rod supporting the central laser and an angle adjuster disposed on the rod side and supporting the first peripheral laser and adjusting the first angle.
상기 각도 조절기는,
상기 로드의 길이 방향으로 움직이는 관형의 실린더;
일측이 상기 실린더에 힌지로 연결되는 제1 지지바; 및
일측이 상기 로드에 힌지로 연결되며, 타측은 상기 제1 지지바와 힌지로 연결되는 제2 지지바;를 포함하는, 라이다 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the angle adjuster comprises:
A tubular cylinder moving in the longitudinal direction of the rod;
A first support bar having one side connected to the cylinder by a hinge; And
And a second support bar hingedly connected to the rod at one side and hinged to the first support bar at the other side.
상기 각도 조절기는,
일측이 상기 로드의 상부에 연결되는 신축수단; 및
일측이 상기 로드의 하부에 힌지로 연결되며, 타측은 상기 신축수단과 힌지로 연결되는 지지바;를 포함하는, 라이다 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the angle adjuster comprises:
Retracting means having one side connected to the upper portion of the rod; And
And a support bar hingedly connected to a lower portion of the rod at one side and a hinge at the other side of the rod.
상기 회전부는,
상기 제1 주변 레이저가 상기 중심축을 중심으로 회전한 회전각을 측정하는 엔코더; 및
상기 주변부를 상기 중심축을 중심으로 회전시키는 회전 모터;를 포함하는, 라이다 시스템.The method according to claim 1,
The rotation unit includes:
An encoder for measuring a rotation angle of the first peripheral laser about the central axis; And
And a rotation motor for rotating the peripheral portion around the central axis.
상기 제어부는 상기 중심 레이저에서 방출된 광과 상기 대상체로부터 반사되어 상기 중심 검출기로 입사된 광을 비교하여 상기 대상체까지의 거리를 측정하는 라이다 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the controller measures a distance to the target object by comparing the light emitted from the center laser with the light reflected by the target and incident on the center detector.
상기 제어부는
상기 대상체까지의 거리를 측정하는 단계;
상기 제1 각도를 조절하는 단계;
상기 제1 주변 레이저를 회전시켜 상기 대상체의 위치를 판단하는 단계; 및
상기 대상체의 위치를 설정하는 단계; 를 수행하는, 라이다 시스템.The method according to claim 1,
The control unit
Measuring a distance to the object;
Adjusting the first angle;
Determining a position of the object by rotating the first peripheral laser; And
Setting a position of the object; Lt; / RTI > system.
상기 라이다 시스템으로부터 상기 무인 비행체까지의 거리를 측정하기 위한 중심 레이저 및 상기 중심 레이저에 인접 배치된 중심 검출기;
상기 중심 레이저의 광축에 대해서 기울어진 광축을 가지며, 상기 중심 레이저 주변을 회전하는 적어도 하나의 주변 레이저 및 상기 적어도 하나의 주변 레이저에 인접 배치된 적어도 하나의 주변 검출기; 및
상기 중심 검출기 및 상기 주변 검출기 중 적어도 하나의 검출 신호에 의해서 상기 무인 비행체의 현재 위치를 판단하고, 상기 무인 비행체의 다음 위치를 설정하는 제어부;를 포함하는 라이다 시스템.In a lidar system that manages unmanned aerial vehicles,
A central laser for measuring a distance from the lidar system to the unmanned air vehicle and a center detector disposed adjacent to the central laser;
At least one peripheral laser having an optical axis that is tilted with respect to an optical axis of the central laser, at least one peripheral laser rotating about the central laser, and at least one peripheral detector disposed adjacent to the at least one peripheral laser; And
And a control unit for determining a current position of the unmanned air vehicle by the detection signal of at least one of the center detector and the peripheral detector and setting the next position of the unmanned air vehicle.
상기 무인 비행체의 다음 위치는 상기 적어도 하나의 주변 레이저의 회전에 의해서 형성된 회전 스캔 라인의 내부 영역으로 설정되는, 라이다 시스템.11. The method of claim 10,
Wherein the next position of the unmanned aerial vehicle is set to an inner area of a rotation scan line formed by rotation of the at least one peripheral laser.
상기 무인 비행체의 다음 위치를 상기 무인 비행체로 송신하는 통신부;를 더 포함하는, 라이다 시스템.11. The method of claim 10,
And a communication unit for transmitting the next position of the unmanned air vehicle to the unmanned air vehicle.
상기 적어도 하나의 주변 레이저의 광축이 상기 중심 레이저의 광축에 대해서 기울어진 정도를 조정하는 각도 조절기;를 더 포함하는, 라이다 시스템.11. The method of claim 10,
And an angle adjuster for adjusting the degree to which the optical axis of the at least one peripheral laser is tilted with respect to the optical axis of the central laser.
상기 제어부는 상기 중심 레이저에서 방출된 광과 상기 대상체로부터 반사되어 상기 중심 검출기로 입사된 광을 비교하여 상기 무인 비행체까지의 거리를 측정하는, 라이다 시스템.11. The method of claim 10,
Wherein the control unit measures the distance to the unmanned air vehicle by comparing the light emitted from the central laser and the light reflected by the target and incident on the center detector.
상기 적어도 하나의 주변 레이저를 회전시키는 회전부;를 더 포함하는, 라이다 시스템.11. The method of claim 10,
And a rotation unit for rotating the at least one peripheral laser.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160033306A KR20170109330A (en) | 2016-03-21 | 2016-03-21 | Ladar system |
PCT/KR2016/003479 WO2017164453A1 (en) | 2016-03-21 | 2016-04-05 | Ladar system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160033306A KR20170109330A (en) | 2016-03-21 | 2016-03-21 | Ladar system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170109330A true KR20170109330A (en) | 2017-09-29 |
Family
ID=59900579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160033306A KR20170109330A (en) | 2016-03-21 | 2016-03-21 | Ladar system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20170109330A (en) |
WO (1) | WO2017164453A1 (en) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2842538B2 (en) * | 1989-02-28 | 1999-01-06 | アルプス電気株式会社 | Remote control device using laser |
JP4326228B2 (en) * | 2003-01-28 | 2009-09-02 | 和雄 町田 | Flight object position recognition method and position recognition system |
US8392036B2 (en) * | 2009-01-08 | 2013-03-05 | Raytheon Company | Point and go navigation system and method |
US9043146B2 (en) * | 2013-06-19 | 2015-05-26 | The Boeing Company | Systems and methods for tracking location of movable target object |
KR102151708B1 (en) * | 2013-11-06 | 2020-09-03 | 현대모비스(주) | Vehicle Controlling Method and Apparatus therefor |
-
2016
- 2016-03-21 KR KR1020160033306A patent/KR20170109330A/en unknown
- 2016-04-05 WO PCT/KR2016/003479 patent/WO2017164453A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017164453A1 (en) | 2017-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9091535B2 (en) | 3D scanning system and method of obtaining 3D image | |
US9146094B2 (en) | Automatic measurement of dimensional data with a laser tracker | |
CA2940824C (en) | Variable resolution light radar system | |
US9400170B2 (en) | Automatic measurement of dimensional data within an acceptance region by a laser tracker | |
US9389307B2 (en) | Panoramic scan radar and panoramic laser scanning method | |
CN109313026B (en) | Method for comparing a received beam incident on a laser receiver with a rotating laser beam | |
KR102210902B1 (en) | Anti-drone integrated system that dynamically detects drones | |
US20180156897A1 (en) | Detection apparatus, detection system, detection method, and movable device | |
US11703357B2 (en) | Method and system for calibrating laser level | |
KR20200130793A (en) | Lidar scanning device capable of front and rear measurement | |
US8863396B2 (en) | Rotary laser device and method for controlling a laser beam | |
KR20210036243A (en) | Lidar optical apparatus and scanning method thereof | |
KR101814129B1 (en) | Optical Apparatus for Lidar System | |
KR102154712B1 (en) | Lidar apparatus for vehicle | |
KR20170109330A (en) | Ladar system | |
US20200191922A1 (en) | Measurement device | |
US11761764B2 (en) | Method and laser tracking system for using laser level to track detector | |
JP6101037B2 (en) | Tracking laser device and measuring device | |
US20210190926A1 (en) | Method and reflect array for alignment calibration of frequency modulated lidar systems | |
JP2019117141A (en) | Contactless coordinate measuring device | |
CN217425670U (en) | Laser radar device | |
WO2022113272A1 (en) | Electromagnetic wave wireless communication system, electromagnetic wave wireless communication method, tracking system, and tracking method | |
KR102565742B1 (en) | A lidar device | |
KR102511118B1 (en) | Lidar optical apparatus | |
KR102041195B1 (en) | Apparatus and method for free space optical communications |