KR20210039832A - Lidar System and its Control Method - Google Patents

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KR20210039832A KR1020190122528A KR20190122528A KR20210039832A KR 20210039832 A KR20210039832 A KR 20210039832A KR 1020190122528 A KR1020190122528 A KR 1020190122528A KR 20190122528 A KR20190122528 A KR 20190122528A KR 20210039832 A KR20210039832 A KR 20210039832A
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Abstract

According to one embodiment of the present invention, provided is a Lidar system, which includes: a light generating unit which irradiates a laser to an object disposed in a blind section of the Lidar system; a light receiving unit which detects the light reflected from the object; a receiver which receives a signal converted into an electrical signal from the light receiving unit; a comparator which determines whether the signal transmitted from the receiver is a voltage value greater than or equal to a predetermined standard; and a controller which controls the pulse width of the laser irradiated to the object from the light generating unit according to the determination of the comparator. According to the present invention, whether the Lidar system has malfunctions can be precisely measured.

Description

라이다 시스템 및 그 제어 방법{Lidar System and its Control Method}Lidar System and its Control Method {Lidar System and its Control Method}

본 발명은 라이다 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 상세하게는 펄스 변조 신호를 이용하여 라이다 시스템의 오동작을 검증하는 라이다 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lidar system and a control method thereof, and more particularly, to a lidar system and a control method for verifying malfunction of the lidar system using a pulse modulated signal.

라이다(LIDAR: Light Detection And Ranging)는 레이저를 발사하여 산란되거나 반사되는 레이저가 돌아오는 시간과 강도, 주파수의 변화, 편광 상태의 변화 등으로부터 측정 대상물의 거리와 농도, 속도, 형상 등 물리적 성질을 측정하는 것을 말한다.LIDAR (Light Detection And Ranging) is a physical property such as distance, concentration, speed, shape, etc. of the object to be measured from changes in the time and intensity, frequency, and polarization state of the laser that is scattered or reflected by emitting a laser. It says to measure.

종래에는 변조 신호를 이용하여 중적외선 레이저 광의 손실을 최소화하고 원거리 광 전송을 하는 방식이 제시되어 있다.Conventionally, a method of minimizing the loss of mid-infrared laser light and transmitting light over a long distance using a modulated signal has been proposed.

이와 같은 종래 방식의 문제점은 변조 신호를 이용하여 광을 전송하였을 때 실제로 어떤 주파수에서 광이 전송되었는지 알 수 없고, 전방위적 송신을 하기 때문에 광을 수신할 경우 주위의 다른 파장대 영역의 빛도 수신될 수 있으며, 변조 신호를 주기적으로 입력하기 때문에 비효율적인 전력 소비가 발생할 수 있다.The problem of such a conventional method is that when light is transmitted using a modulated signal, it is not possible to know at which frequency the light is actually transmitted, and since it transmits omnidirectionally, light in other wavelength bands around it may be received. In addition, since the modulated signal is periodically input, inefficient power consumption may occur.

공개특허공보 제 2012-0075340호Unexamined Patent Publication No. 2012-0075340

본 발명은 펄스 변조 신호를 이용하여 라이다 시스템의 오동작을 검증하는 라이다 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a lidar system and a control method thereof for verifying malfunction of a lidar system using a pulse modulated signal.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 라이다 시스템의 블라인드(blind) 구간에 배치되는 오브젝트에 레이저를 조사하는 광발생부와, 상기 오브젝트로부터 반사된 빛을 감지하는 광수신부 및 상기 광수신부에서 전기신호로 변환된 신호를 수신하는 수신기와, 상기 수신기로부터 전달되는 신호가 일정 기준 이상의 전압값인지 판단하는 비교기 및 상기 비교기의 판단에 따라 상기 광발생부로부터 상기 오브젝트에 조사되는 레이저의 펄스 폭을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 라이다 시스템을 제공한다.According to an embodiment of the present invention, a light generator for irradiating a laser to an object disposed in a blind section of a lidar system, a light receiver for sensing light reflected from the object, and an electric signal from the light receiver A receiver for receiving a signal converted to, a comparator for determining whether a signal transmitted from the receiver is a voltage value greater than or equal to a predetermined reference, and controlling the pulse width of the laser irradiated to the object from the light generator according to the determination of It provides a lidar system including a controller.

바람직하게는, 상기 컨트롤러는 펄스 폭 변조를 통해 상기 광발생부의 출력 파워를 제어하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller controls the output power of the light generator through pulse width modulation.

바람직하게는, 상기 비교기는 상기 수신기로부터 전달되는 신호가 일정 기준 미만의 전압값인 경우 상기 컨트롤러로 플래그를 송출하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the comparator is characterized in that it transmits a flag to the controller when the signal transmitted from the receiver is a voltage value less than a predetermined reference.

바람직하게는, 상기 컨트롤러는 상기 플래그에 응답하여 상기 오브젝트에 재조사되는 레이저의 펄스 폭을 증가시키는 것을 특징으로 한다.Preferably, the controller increases the pulse width of the laser re-irradiated to the object in response to the flag.

바람직하게는, 상기 비교기는 상기 수신기로부터 상기 비교기에 전달되는 신호가 일정 기준 이상의 전압값이 될 때까지 상기 플래그를 상기 컨트롤러에 송출하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the comparator is characterized in that it transmits the flag to the controller until a signal transmitted from the receiver to the comparator reaches a voltage value equal to or higher than a predetermined reference.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 라이다 시스템의 블라인드(blind) 구간에 배치되는 오브젝트에 레이저를 조사하는 단계와, 상기 오브젝트로부터 반사되는 신호를 수신하는 단계와, 상기 수신된 신호가 일정 기준 이상의 전압값인지 판단하는 단계 및 상기 신호의 전압값 판단에 따라 상기 오브젝트에 조사되는 레이저의 펄스 폭을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 시스템을 이용한 제어 방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, irradiating a laser to an object disposed in a blind section of a lidar system, receiving a signal reflected from the object, and wherein the received signal is greater than or equal to a predetermined standard. It provides a control method using a lidar system, comprising the step of determining whether it is a voltage value and controlling a pulse width of a laser irradiated to the object according to the determination of the voltage value of the signal.

바람직하게는, 상기 수신된 신호가 일정 기준 미만의 전압값인 경우 플래그를 송출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, it characterized in that it further comprises the step of transmitting a flag when the received signal is a voltage value less than a predetermined reference.

바람직하게는, 상기 플래그에 응답하여 상기 오브젝트에 재조사되는 레이저의 펄스 폭을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, it characterized in that it further comprises the step of increasing the pulse width of the laser re-irradiated to the object in response to the flag.

바람직하게는, 상기 오브젝트에 재조사되어 반사된 신호가 일정 기준 이상의 전압값이 될 때까지 상기 플래그를 송출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, it characterized in that it further comprises the step of transmitting the flag until a signal reflected by re-irradiation on the object reaches a voltage value equal to or higher than a predetermined reference.

본 발명의 실시예에 따르면 라이다 시스템의 블라인드 구간에서 광발생부에 입력되는 레이저의 펄스 신호를 변조시키고, 이에 따른 피드백 제어를 통해 라이다 시스템의 오동작 여부를 보다 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, the pulse signal of the laser input to the light generator is modulated in the blind section of the lidar system, and the feedback control accordingly has the effect of more accurately measuring whether the lidar system malfunctions. have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템을 구비한 차량을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템의 구성 및 작동을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 컨트롤러의 펄스 폭 제어에 따른 광발생부의 출력 파워 변화를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 라이다 시스템의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a diagram illustrating a vehicle equipped with a lidar system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing in detail the configuration and operation of the lidar system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a change in output power of a light generator according to a pulse width control of a controller.
4 is a flowchart showing a control method of a lidar system according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are assigned the same numerals as possible, even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, a preferred embodiment of the present invention will be described below, but the technical idea of the present invention is not limited or limited thereto, and may be modified and variously implemented by a person skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템을 구비한 차량을 예시적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a vehicle equipped with a lidar system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템(100)을 구비한 차량(10)이 도시된다. 라이다(LiDAR : light detection and ranging) 센서는 레이저 빔을 목표물에 조사하고 반사되는 빛을 수신하여 목표물까지의 거리, 방향, 속도, 온도, 물질 분포 및 농도 특성 혹은 3D 영상 정보를 수집하는데 사용될 수 있다. Referring to FIG. 1, a vehicle 10 having a lidar system 100 according to an embodiment of the present invention is shown. LiDAR (light detection and ranging) sensors can be used to collect 3D image information or distance, direction, speed, temperature, material distribution and concentration characteristics or 3D image information by irradiating a laser beam onto a target and receiving reflected light. have.

공지된 라이다 센서의 경우, 레이저 신호의 변조 방법에 따라 time-of-flight(TOF) 방식과 Phase-shift 방식으로 구분될 수 있다. In the case of a known lidar sensor, it can be classified into a time-of-flight (TOF) method and a phase-shift method according to a method of modulating a laser signal.

이 때, TOF 방식은 레이저가 펄스 신호를 방출하여 측정 범위 내에 있는 물체들로부터의 반사 펄스 신호들이 수신기에 도착하는 시간을 측정함으로써 물체까지의 거리를 측정하는 방식이고, Phase-shift 방식은 특정 주파수를 가지고 연속적으로 변조되는 레이저 빔을 방출하고 측정 범위 내에 있는 물체로부터 반사되어 되돌아오는 신호의 위상 변화량을 측정하여 시간 및 거리를 계산하는 방식이다. In this case, the TOF method measures the distance to the object by measuring the time when the laser emits a pulse signal and the reflected pulse signals from objects within the measurement range arrive at the receiver, and the phase-shift method measures the distance to the object. This is a method of calculating the time and distance by emitting a continuously modulated laser beam with and measuring the amount of phase change of the signal reflected and returned from the object within the measurement range.

한편, 본 발명에서의 레이저 신호의 변조 방법은 TOF 또는 Phase-shift 방식 중 어느 하나에 한정되지 않는다.Meanwhile, the method of modulating a laser signal in the present invention is not limited to either a TOF or a phase-shift method.

본 발명의 실시예에서 라이다 시스템(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 차량(10)의 보닛(Bonnet) 또는 범퍼(Bumper) 등에 장착될 수 있다. 또한, 라이다 시스템(100)은 도 2에 도시된 구동부(101)의 회전에 따라 차량(10) 진행방향 전방에 위치한 라이다 측정 구간(21)에서 목표물(미도시)을 측정할 수 있다. 이 때, 라이다 측정 구간(21)은 라이다 시스템(100)의 수신기의 신호 측정 각도를 나타내는 Field of View(FOV)일 수 있다. 또한, 라이다 시스템(100)이 차량(10)의 보닛 또는 범퍼(차량(10)의 앞 부분)에 장착되므로 목표물을 측정하는 라이다 측정 구간(21)은 360도가 아니라, 한정적으로 설정될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the lidar system 100 may be mounted on a bonnet or bumper of the vehicle 10 as shown in FIG. 1. In addition, the lidar system 100 may measure a target (not shown) in the lidar measurement section 21 located in front of the vehicle 10 in the traveling direction according to the rotation of the driving unit 101 illustrated in FIG. 2. In this case, the lidar measurement section 21 may be a Field of View (FOV) indicating a signal measurement angle of the receiver of the lidar system 100. In addition, since the lidar system 100 is mounted on the bonnet or bumper (front portion of the vehicle 10) of the vehicle 10, the lidar measurement section 21 for measuring the target is not 360 degrees, but may be limitedly set. have.

한편 라이다 시스템(100)을 작동시킬 때, 광발생부와 광수신부가 제대로 동작하는지 확인할 필요성이 있다. Meanwhile, when operating the lidar system 100, there is a need to check whether the light generating unit and the light receiving unit operate properly.

이 때, 상기 광발생부는 반도체 접합을 능동 매질로 사용하여 레이저를 발생시키는 레이저 다이오드(LD : Laser Diode)일 수 있으며, 상기 광수신부는 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 광센서의 한 종류인 포토 다이오드(PD : Photo Diode)일 수 있다.In this case, the light generating unit may be a laser diode (LD) that generates a laser using a semiconductor junction as an active medium, and the light receiving unit is a photo sensor that converts light energy into electrical energy. It may be a diode (PD: Photo Diode).

만약 라이다 시스템(100)이 측정하는 라이다 측정 구간(21)에서 라이다 시스템(100)의 오작동 여부를 검증하게 된다면, 상기 광수신부에서 감지된 광신호가 전기신호로 변환되고 상기와 같이 변환된 신호가 수신기에서 감지되지 않는 것이 광발생부의 송신 신호가 약해서인지 혹은 차량(10) 진행방향 전방에 목표물이 존재하지 않아 반사 신호가 없어서 신호가 감지되지 않는 것인지 확인할 수 없고, 이에 따라 광발생부 및 광수신부가 제대로 동작하는지 확인할 수 없다. If it is verified whether the lidar system 100 malfunctions in the lidar measurement section 21 measured by the lidar system 100, the optical signal detected by the optical receiver is converted into an electric signal and converted as described above. It is not possible to check whether the signal is not detected by the receiver because the transmission signal of the light generator is weak or if there is no target in front of the vehicle 10 traveling direction and there is no reflected signal so that the signal is not detected. It is not possible to check whether the optical receiver is working properly.

이 때, 라이다 측정 구간(21) 이외의 구간인 블라인드(blind) 구간(20)에 오브젝트(30)를 배치하여 광발생부 및 광수신부의 오동작 검증 및 오브젝트(30) 감지 여부를 판단할 수 있다. 바람직하게는 오브젝트(30)는 차량(10)의 내측, 상세하게는 차량(10)의 보닛 또는 범퍼의 배면측에 고정적으로 장착될 수 있다.At this time, by placing the object 30 in the blind section 20, which is a section other than the lidar measurement section 21, it is possible to verify the malfunction of the light generating unit and the light receiving unit and determine whether the object 30 is detected. have. Preferably, the object 30 may be fixedly mounted on the inside of the vehicle 10, in detail, on the rear side of the bonnet or bumper of the vehicle 10.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템의 구성 및 작동을 구체적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 컨트롤러의 펄스 폭 제어에 따른 광발생부의 출력 파워 변화를 예시적으로 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating in detail the configuration and operation of a lidar system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating a change in output power of a light generator according to a pulse width control of a controller.

도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템(100)은,Referring to Figure 2, the lidar system 100 according to an embodiment of the present invention,

라이다 시스템(100)을 구동시키는 구동부(101)와, A driving unit 101 that drives the lidar system 100,

광발생부(40), 광수신부(50) 및 전자 칩(102)을 포함하는 전자보드(103)로 구성된다.It is composed of an electronic board 103 including a light generating unit 40, a light receiving unit 50 and an electronic chip 102.

보다 상세하게는, 광발생부(40)는 라이다 시스템(100)의 블라인드 구간(20)에 배치되는 오브젝트(30)에 레이저를 조사할 수 있는 특정 파장 영역(예를 들면, 250㎚ ~ 11㎛의 파장 영역)의 레이저 광원일 수 있다. 또한, 광수신부(50)는 라이다 측정 구간(21)에 위치한 목표물 또는 블라인드 구간(20)에 위치한 오브젝트(30)로부터 반사된 빛을 감지할 수 있다.More specifically, the light generating unit 40 is a specific wavelength region (for example, 250 nm ~ 11) in which a laser can be irradiated to the object 30 disposed in the blind section 20 of the lidar system 100. Μm wavelength range) may be a laser light source. In addition, the light receiving unit 50 may detect light reflected from the target located in the lidar measurement section 21 or the object 30 located in the blind section 20.

이 때, 전자 칩(102)은 도 2에 도시된 바와 같이 광수신부(50)에서 전기신호로 변환된 신호를 수신하는 수신기(60), 수신기(60)로부터 전달되는 신호를 기준 신호 값과 비교하는 비교기(70) 및 광발생부(40)로부터 조사되는 레이저의 펄스 폭(pulse width)을 제어하는 컨트롤러(80)를 포함한다.In this case, the electronic chip 102 compares the signal transmitted from the receiver 60 and the receiver 60 to a reference signal value for receiving a signal converted into an electric signal by the optical receiver 50 as shown in FIG. And a controller 80 that controls the pulse width of the laser irradiated from the comparator 70 and the light generator 40.

또한 구동부(101)는 바람직하게는 360도로 회전 가능한 회전 모터일 수 있으며, 구동부(101)의 회전에 따라 상기 라이다 시스템(100)은 라이다 측정 구간(21)에 위치한 목표물 또는 블라인드 구간(20)에 위치한 오브젝트(30)에 레이저를 조사하고, 목표물 또는 오브젝트(30)로부터 반사되는 광 신호를 수신할 수 있다.In addition, the driving unit 101 may preferably be a rotation motor capable of rotating 360 degrees, and according to the rotation of the driving unit 101, the lidar system 100 is a target or blind section 20 located in the lidar measurement section 21. A laser may be irradiated to the object 30 located at ), and an optical signal reflected from the target or the object 30 may be received.

이 때, 구동부(101)가 라이다 측정 구간(21)을 회전할 경우에는 라이다 시스템(100)은 차량(10)의 진행방향 전방에 위치한 목표물까지의 거리, 방향, 속도 등을 정상적으로 측정하게 되며, At this time, when the driving unit 101 rotates the lidar measurement section 21, the lidar system 100 normally measures the distance, direction, and speed to the target located in front of the vehicle 10 in the traveling direction. And

구동부(101)가 블라인드 구간(20)을 회전하게 될 때에는, 광발생부(40)로 부터 블라인드 구간(20) 내의 오브젝트(30)에 레이저를 조사하고, 오브젝트(30)로부터 반사된 레이저 신호가 상기 광수신부(50), 수신기(60)를 거쳐 정확하게 검출되는지 여부를 판단하게 된다.When the driving unit 101 rotates the blind section 20, a laser is irradiated from the light generator 40 to the object 30 in the blind section 20, and the laser signal reflected from the object 30 is It is determined whether or not it is accurately detected through the light receiving unit 50 and the receiver 60.

한편, 광발생부(40)의 레이저 출력 파워는 도 3에 도시된 바와 같이 광발생부(40)에 입력되는 펄스 폭에 따라 달라질 수 있다. 이 때, 광발생부(40)에 입력되는 펄스 폭이 커질수록 광발생부(40)로부터 오브젝트(30)에 조사되는 레이저의 출력 파워가 더 커지게 되고, 이에 따라 오브젝트(30)를 측정할 수 있는 거리가 달라지게 될 수 있다. Meanwhile, the laser output power of the light generating unit 40 may vary according to the pulse width input to the light generating unit 40 as shown in FIG. 3. In this case, as the pulse width input to the light generator 40 increases, the output power of the laser irradiated to the object 30 from the light generator 40 increases, and accordingly, the object 30 can be measured. The distance that can be done can be different.

만약 라이다 시스템(100)이 블라인드 구간(20) 내의 오브젝트(30)를 측정할 때 광발생부(40)의 출력 파워가 기준 신호 값보다 낮은 경우, 오브젝트(30)로부터 일정 기준 미만의 전압값의 신호가 반사되어 광수신부(50)를 거쳐 수신기(60)로 전달되는 경우가 발생할 수 있다. If the output power of the light generator 40 is lower than the reference signal value when the lidar system 100 measures the object 30 in the blind section 20, a voltage value less than a certain reference value from the object 30 There may be a case where the signal of is reflected and transmitted to the receiver 60 through the light receiving unit 50.

이 경우 비교기(70)는, 오브젝트(30)로부터 반사되어 수신기(60)로부터 비교기(70)로 전달되는 레이저 신호가 일정 기준 이상의 전압값인지 판단할 수 있다. 만약 비교기(70)가 수신기(60)로부터 전달되는 레이저 신호가 일정 기준 미만의 전압값이라고 판단한 경우 컨트롤러(80)로 플래그(F) 신호를 송출할 수 있다.In this case, the comparator 70 may determine whether a laser signal reflected from the object 30 and transmitted from the receiver 60 to the comparator 70 is a voltage value greater than or equal to a predetermined reference. If the comparator 70 determines that the laser signal transmitted from the receiver 60 is a voltage value less than a predetermined reference, the flag F signal may be transmitted to the controller 80.

컨트롤러(80)는 비교기(70)에서 송출된 플래그(F) 신호를 수신하면 이에 응답하여 펄스 폭 변조를 실시하여 광발생부(40)의 출력 파워를 제어할 수 있다. When the controller 80 receives the flag F signal transmitted from the comparator 70, the controller 80 performs pulse width modulation in response thereto to control the output power of the light generator 40.

상세하게는, 컨트롤러(80)는 비교기(70)에서 송출된 플래그(F) 신호에 응답하여 도 3에 도시된 바와 같이 광발생부(40)로부터 오브젝트(30)에 재조사되는 레이저의 펄스 폭을 증가시켜 광발생부(40)의 레이저 출력 파워를 증가시킬 수 있다.In detail, the controller 80 determines the pulse width of the laser re-irradiated to the object 30 from the light generating unit 40 as shown in FIG. 3 in response to the flag F signal transmitted from the comparator 70. By increasing it, the laser output power of the light generating unit 40 may be increased.

상기 과정 이후에 컨트롤러(80)의 펄스 폭 변조에 따라 출력 파워가 증가된 레이저가 오브젝트(30)에 재조사되고, 오브젝트(30)로부터 반사된 레이저 신호가 광수신부(50), 수신기(60)를 거쳐 비교기(70)로 전달될 수 있다. After the above process, the laser whose output power is increased according to the pulse width modulation of the controller 80 is re-irradiated to the object 30, and the laser signal reflected from the object 30 is transmitted to the light receiving unit 50 and the receiver 60. Then, it may be transmitted to the comparator 70.

이 때, 비교기(70)가 수신기(60)를 통해 전달된 신호를 여전히 일정 기준 미만의 전압값이라고 판단한 경우 다시 컨트롤러(80)로 플래그(F)를 송출할 수 있다. 이와 같이 비교기(70)는 수신기(60)로부터 비교기(70)에 전달되는 신호가 일정 기준 이상의 전압값이 될 때까지 플래그(F)를 컨트롤러(80)에 송출하는 방식으로 피드백 제어를 할 수 있다.At this time, when the comparator 70 determines that the signal transmitted through the receiver 60 is still a voltage value less than a predetermined reference, the flag F may be transmitted to the controller 80 again. In this way, the comparator 70 may perform feedback control by transmitting the flag F to the controller 80 until a signal transmitted from the receiver 60 to the comparator 70 reaches a voltage value equal to or higher than a predetermined reference. .

상기 피드백 제어를 반복하여 비교기(70)에 전달되는 신호가 일정 기준 이상의 전압값을 충족하게 되면 비교기(70)에서 더 이상 컨트롤러(80)로 플래그(F)를 송출하지 않게 되며, 라이다 시스템(100)이 정상적으로 작동하고 있다고 판단할 수 있게 된다. 한편, 광발생부(40)의 출력 파워는 Eye-safety에 위배되지 않는 조건 하에서 컨트롤러(80)의 펄스 폭 제어에 의해 조절될 수 있다.When the feedback control is repeated and the signal transmitted to the comparator 70 meets a voltage value greater than or equal to a certain reference, the comparator 70 no longer transmits the flag F to the controller 80, and the lidar system ( 100) can be judged to be operating normally. On the other hand, the output power of the light generating unit 40 may be adjusted by the pulse width control of the controller 80 under conditions that do not violate eye-safety.

이하 도 4를 참조하며, 도 2을 참조로 설명한 라이다 시스템(100)의 구성을 기초로 라이다 시스템(100)의 제어 방법을 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 라이다 시스템(100)의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.Hereinafter, with reference to FIG. 4, a control method of the lidar system 100 will be described based on the configuration of the lidar system 100 described with reference to FIG. 2. 4 is a flowchart showing a control method of the lidar system 100 according to the present invention.

먼저, 도 1 및 2에 도시된 라이다 시스템(100)의 블라인드 구간(20)에 배치되는 오브젝트(30)에 광발생부(40)로부터 방출되는 레이저를 조사할 수 있다(S10 단계). First, the laser emitted from the light generating unit 40 may be irradiated onto the object 30 disposed in the blind section 20 of the lidar system 100 shown in FIGS. 1 and 2 (step S10).

이후, 오브젝트(30)로부터 반사되는 레이저 신호를 광수신부(50)에서 감지하고, 광수신부(50)에서 이를 전기적 신호로 변환하여 수신기(60)를 통해 수신할 수 있다(S20 단계). Thereafter, the laser signal reflected from the object 30 may be sensed by the light receiving unit 50, converted into an electrical signal by the light receiving unit 50, and received through the receiver 60 (step S20).

이 때, 수신기(60)를 통해 수신된 신호가 일정 기준 이상의 전압값인지 비교기(70)에서 판단할 수 있다(S30 단계). In this case, the comparator 70 may determine whether the signal received through the receiver 60 is a voltage value equal to or higher than a predetermined reference (step S30).

만약 오브젝트(30)로부터 반사되어 수신기(60)를 통해 수신된 신호가 일정 기준 이상의 전압값이라고 판단된 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 라이다 시스템(100)이 정상적으로 동작하고 있다고 판단할 수 있다.If it is determined that the signal reflected from the object 30 and received through the receiver 60 is a voltage value greater than or equal to a predetermined reference, it may be determined that the lidar system 100 is operating normally, as shown in FIG. 4. .

그러나 상기 S30 단계에서, 수신기(60)를 통해 수신된 신호가 일정 기준 미만의 전압값이라고 판단한 경우에는 컨트롤러(80)로 플래그(F)를 송출할 수 있다(S40 단계). 상기 S40단계에서 컨트롤러(80)로 송출된 플래그(F)에 응답하여 오브젝트(30)에 재조사되는 레이저의 펄스 폭이 증가될 수 있다(S50 단계).However, in the step S30, when it is determined that the signal received through the receiver 60 is a voltage value less than a predetermined reference, the flag F may be transmitted to the controller 80 (step S40). In response to the flag F transmitted to the controller 80 in step S40, the pulse width of the laser irradiated to the object 30 may be increased (step S50).

이 때, 컨트롤러(80)의 펄스 폭 변조에 따라 출력 파워가 증가된 레이저가 오브젝트(30)에 재조사되고, 오브젝트(30)로부터 반사된 레이저 신호가 광수신부(50), 수신기(60)를 거쳐 비교기(70)로 전달될 수 있다.At this time, the laser whose output power is increased according to the pulse width modulation of the controller 80 is re-irradiated to the object 30, and the laser signal reflected from the object 30 passes through the light receiving unit 50 and the receiver 60. It can be transferred to the comparator 70.

이 때, 수신기(60)를 통해 수신된 신호가 일정 기준 이상의 전압값인지 비교기(70)에서 다시 판단할 수 있다(S60 단계). In this case, the comparator 70 may determine whether the signal received through the receiver 60 is a voltage value equal to or higher than a predetermined reference (step S60).

만약 오브젝트(30)에 재조사되어 반사된 후 수신기(60)를 통해 수신된 신호가 일정 기준 이상의 전압값이라고 판단된 경우, 상기 S40 단계 및 S50 단계는 종료되고 라이다 시스템(100)이 정상적으로 동작하고 있다고 판단할 수 있다.If it is determined that the signal received through the receiver 60 after being re-irradiated and reflected on the object 30 is a voltage value greater than or equal to a certain reference, the steps S40 and S50 are terminated, and the lidar system 100 operates normally. It can be judged that there is.

그러나 비교기(70)가 수신기(60)를 통해 전달된 신호를 여전히 일정 기준 미만의 전압값이라고 판단한 경우, 다시 컨트롤러(80)로 플래그(F)를 송출할 수 있다.(S40 단계 및 S50 단계 반복)However, when the comparator 70 determines that the signal transmitted through the receiver 60 is still a voltage value less than a certain reference, the flag F may be transmitted to the controller 80 again (steps S40 and S50 are repeated. )

이와 같이 비교기(70)는 수신기(60)로부터 비교기(70)에 전달되는 신호가 일정 기준 이상의 전압값이 될 때까지 플래그(F)를 컨트롤러(80)에 송출하는 방식으로 피드백 제어를 할 수 있다.In this way, the comparator 70 may perform feedback control by transmitting the flag F to the controller 80 until a signal transmitted from the receiver 60 to the comparator 70 reaches a voltage value equal to or higher than a predetermined reference. .

상기 피드백 제어를 반복하여 비교기(70)에 전달되는 신호가 일정 기준 이상의 전압값을 충족하게 되면 비교기(70)에서 더 이상 컨트롤러(80)로 플래그(F)를 송출하지 않게 되며, 라이다 시스템(100)이 정상적으로 작동하고 있다고 판단할 수 있다.When the feedback control is repeated and the signal transmitted to the comparator 70 meets a voltage value greater than or equal to a certain reference, the comparator 70 no longer transmits the flag F to the controller 80, and the lidar system ( 100) can be determined to be operating normally.

한편, 본 발명의 도 2 내지 도 4의 실시예에서는 광발생부(40)의 펄스 폭을 제어하여 레이저의 출력 파워를 증가시키는 제어 방식에 대해서 예시적으로 설명하였으나, 이와 다르게 광수신부(50)에 인가되는 바이어스 전압의 크기를 변화시켜 오브젝트(30)로부터 반사된 레이저 신호가 광수신부(50)에서 전기적인 신호로 전환될 때, 전환된 전기 신호의 크기를 증폭시키는 방식으로 피드백 제어하는 방식도 가능할 수 있다.Meanwhile, in the embodiments of FIGS. 2 to 4 of the present invention, a control method of increasing the output power of the laser by controlling the pulse width of the light generating unit 40 has been exemplarily described, but differently, the light receiving unit 50 When the laser signal reflected from the object 30 is converted to an electric signal by changing the size of the bias voltage applied to the object 30, the method of controlling the feedback in a way that amplifies the size of the converted electric signal. It can be possible.

또는, 수신기(60)에서 수신된 신호의 신호 증폭률을 증가시키는 방식으로 피드백 제어하는 것도 가능하다.Alternatively, feedback control may be performed by increasing the signal amplification factor of the signal received by the receiver 60.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs can make various modifications, changes, and substitutions within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. . The scope of protection of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 라이다 시스템
101 : 구동부
102 : 전자 칩
103 : 전자보드
10 : 차량
20 : 블라인드 구간
21 : 라이다 측정 구간
30 : 오브젝트
40 : 광발생부
50 : 광수신부
60 : 수신기
70 : 비교기
80 : 컨트롤러
F : 플래그100: lidar system
101: drive unit
102: electronic chip
103: electronic board
10: vehicle
20: blind section
21: lidar measurement section
30: object
40: light generator
50: optical receiver
60: receiver
70: comparator
80: controller
F: flag

Claims (9)

라이다 시스템에 있어서,
상기 라이다 시스템의 블라인드(blind) 구간에 배치되는 오브젝트에 레이저를 조사하는 광발생부;
상기 오브젝트로부터 반사된 빛을 감지하는 광수신부;
상기 광수신부에서 전기신호로 변환된 신호를 수신하는 수신기;
상기 수신기로부터 전달되는 신호가 일정 기준 이상의 전압값인지 판단하는 비교기; 및
상기 비교기의 판단에 따라 상기 광발생부로부터 상기 오브젝트에 조사되는 레이저의 펄스 폭을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 시스템.In the lidar system,
A light generator for irradiating a laser to an object disposed in a blind section of the lidar system;
A light receiver configured to detect light reflected from the object;
A receiver for receiving a signal converted into an electric signal by the optical receiver;
A comparator for determining whether a signal transmitted from the receiver is a voltage value equal to or higher than a predetermined reference; And
And a controller configured to control a pulse width of a laser irradiated to the object from the light generating unit according to the determination of the comparator. 제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 펄스 폭 변조를 통해 상기 광발생부의 출력 파워를 제어하는 것을 특징으로 하는 라이다 시스템. The method of claim 1,
The controller is a lidar system, characterized in that controlling the output power of the light generator through pulse width modulation. 제 1항에 있어서,
상기 비교기는 상기 수신기로부터 전달되는 신호가 일정 기준 미만의 전압값인 경우 상기 컨트롤러로 플래그를 송출하는 것을 특징으로 하는 라이다 시스템.The method of claim 1,
And the comparator transmits a flag to the controller when the signal transmitted from the receiver has a voltage value less than a predetermined reference. 제 3항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 플래그에 응답하여 상기 오브젝트에 재조사되는 레이저의 펄스 폭을 증가시키는 것을 특징으로 하는 라이다 시스템.The method of claim 3,
The controller is a lidar system, characterized in that to increase the pulse width of the laser re-irradiated to the object in response to the flag. 제 4항에 있어서,
상기 비교기는 상기 수신기로부터 상기 비교기에 전달되는 신호가 일정 기준 이상의 전압값이 될 때까지 상기 플래그를 상기 컨트롤러에 송출하는 것을 특징으로 하는 라이다 시스템.The method of claim 4,
Wherein the comparator transmits the flag to the controller until a signal transmitted from the receiver to the comparator reaches a voltage value equal to or higher than a predetermined reference. 라이다 시스템을 이용한 제어 방법에 있어서,
상기 라이다 시스템의 블라인드(blind) 구간에 배치되는 오브젝트에 레이저를 조사하는 단계;
상기 오브젝트로부터 반사되는 신호를 수신하는 단계;
상기 수신된 신호가 일정 기준 이상의 전압값인지 판단하는 단계; 및
상기 신호의 전압값 판단에 따라 상기 오브젝트에 조사되는 레이저의 펄스 폭을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.In the control method using the lidar system,
Irradiating a laser to an object disposed in a blind section of the lidar system;
Receiving a signal reflected from the object;
Determining whether the received signal is a voltage value greater than or equal to a predetermined reference; And
And controlling the pulse width of the laser irradiated to the object according to the determination of the voltage value of the signal. 제 6항에 있어서,
상기 수신된 신호가 일정 기준 미만의 전압값인 경우 플래그를 송출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.,The method of claim 6,
And transmitting a flag when the received signal is a voltage value less than a predetermined reference. 제 7항에 있어서,
상기 플래그에 응답하여 상기 오브젝트에 재조사되는 레이저의 펄스 폭을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.The method of claim 7,
And increasing a pulse width of a laser re-irradiated to the object in response to the flag. 제 8항에 있어서,
상기 오브젝트에 재조사되어 반사된 신호가 일정 기준 이상의 전압값이 될 때까지 상기 플래그를 송출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.The method of claim 8,
And transmitting the flag until a signal reflected by re-irradiation on the object reaches a voltage value equal to or greater than a predetermined reference.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120075340A (en) 2011-11-08 2012-07-06 삼성탈레스 주식회사 Apparatus for generating mid-wavelength infrared fiber laser with separated wavelength conversion head
JP2012159330A (en) * 2011-01-31 2012-08-23 Sanyo Electric Co Ltd Laser radar
KR101192994B1 (en) * 2011-09-22 2012-10-19 광주과학기술원 Laser scanner control apparatus and method for measuring displacement
JP2017173298A (en) * 2016-03-16 2017-09-28 株式会社リコー Object detection device and mobile entity device
KR20180064826A (en) * 2016-12-06 2018-06-15 전자부품연구원 Apparatus and method for reducing measurement error due to signal size and LIDAR sensor system using the same
KR101978609B1 (en) * 2018-11-14 2019-05-14 세종대학교산학협력단 Lidar system with adaptive filter and passive device correction circuit

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012159330A (en) * 2011-01-31 2012-08-23 Sanyo Electric Co Ltd Laser radar
KR101192994B1 (en) * 2011-09-22 2012-10-19 광주과학기술원 Laser scanner control apparatus and method for measuring displacement
KR20120075340A (en) 2011-11-08 2012-07-06 삼성탈레스 주식회사 Apparatus for generating mid-wavelength infrared fiber laser with separated wavelength conversion head
JP2017173298A (en) * 2016-03-16 2017-09-28 株式会社リコー Object detection device and mobile entity device
KR20180064826A (en) * 2016-12-06 2018-06-15 전자부품연구원 Apparatus and method for reducing measurement error due to signal size and LIDAR sensor system using the same
KR101978609B1 (en) * 2018-11-14 2019-05-14 세종대학교산학협력단 Lidar system with adaptive filter and passive device correction circuit

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