KR100255173B1 - Scanning laser radar - Google Patents

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KR100255173B1 KR1019970054045A KR19970054045A KR100255173B1 KR 100255173 B1 KR100255173 B1 KR 100255173B1 KR 1019970054045 A KR1019970054045 A KR 1019970054045A KR 19970054045 A KR19970054045 A KR 19970054045A KR 100255173 B1 KR100255173 B1 KR 100255173B1
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Abstract

PURPOSE: A scanning laser radar is provided to reduce the number of components and save manufacturing cost by enabling receipt and transmission of a light wave through one path. CONSTITUTION: A transmitter(21) transmits a laser beam of a certain magnitude of wavelength. A receiver(28) detects a reflected wave of the laser beam from the transmitter(21). A reflector(23) reflects the laser beam from the transmitter(21) to an obstacle detection area, and the laser beam reflected from an obstacle to the receiver(28). A reflector driving unit(24) drives the reflector(23). A position detector(29) detects the reference position of the reflector(23). A transmitter lens(22) and a receiver lens(27) are respectively arranged between the transmitter(21) and the reflector(23) and between the receiver(28) and the reflector(23) to focus the laser beam. A protector glass(25) shields inflow of dust and dirt. An actinometer(31) varies the obstacle detection area.

Description

스케닝 레이져 레이더Scanning Laser Radar

본 발명은 스케닝 레이져 레이더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 충돌방지경보장치에 이용되는 스케닝 레이져 레이더(SCANING LASER RADAR)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning laser radar, and more particularly, to a scanning laser radar used in an anti-collision warning device of a vehicle.

일반적으로 차량의 충돌방지경보장치는 전자파(광파) 및 탄성파(초음파)의 펄스 반사를 이용한 것으로, 송신펄스와 반사파의 시간간격을 계측하여 장애물과의 거리를 산출하고, 산출된 거리 및 제동거리, 그리고 장애물과 자차와의 상대속도 등을 종합적으로 고려하여 충돌가능성이 있다고 판단될 때 경보동작을 수행한다.In general, an anti-collision warning device of a vehicle uses pulse reflection of electromagnetic waves (light waves) and elastic waves (ultrasound waves), and calculates a distance from an obstacle by measuring a time interval between a transmission pulse and a reflected wave, and calculates a distance and a braking distance, In addition, when it is determined that there is a possibility of collision by comprehensively considering the relative speed between the obstacle and the own vehicle, the alarm operation is performed.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 종래 차량의 충돌방지경보장치는 스케닝 레이져 레이더를 이용하여 장애물에 대한 정보를 얻게되는데, 이를 간략히 설명하면 다음과 같다.That is, as shown in Figure 1, the conventional vehicle anti-collision alarm device obtains information on the obstacle by using the scanning laser radar, briefly described as follows.

먼저, 그 구성은 크게 장애물의 유무를 감지하고자 하는 방향으로 레이져 빔을 송광하는 송광부와, 송광된 레이져 빔의 반사파를 수광하는 수광부, 그리고 송광된 레이져 빔과 반사파의 시간간격의 계측 및 충돌방지경보장치의 전체적인 제어동작을 수행하는 제어부로 이루어진다.First, the configuration is largely a transmitter for transmitting a laser beam in the direction to detect the presence of obstacles, a receiver for receiving the reflected wave of the transmitted laser beam, and measurement of the time interval between the transmitted laser beam and the reflected wave and collision prevention It consists of a control unit that performs the overall control operation of the alarm device.

전술한 송광부는 일정크기의 파장을 갖는 레이져 빔을 송광하는 송광기(1), 송광기(1)에서 송광된 레이져 빔을 집속시키는 송광렌즈(2), 송광렌즈(2)로부터 집속된 레이져 빔을 일정각으로 반사시켜 장애물의 유무를 감지하고자 하는 방향으로 송광시키는 송광반사경(3) 및 송광반사경(3)의 각도조절을 위한 구동부(4), 송광렌지(2) 및 송광반사경(3)을 보호하기 위한 보호유리(5), 그리고 보호유리(5)의 오물흡착에 따라 반사되는 레이져 빔을 감지하여 오물의 흡착 여부를 감지하는 오물감지기(6)로 이루어진다.The above-described light transmitting unit includes a transmitter 1 for transmitting a laser beam having a wavelength of a certain size, a light transmitting lens 2 for focusing the laser beam transmitted by the light transmitter 1, and a laser beam focused from the light transmitting lens 2 The light reflecting mirror 3 and the driver 4 for adjusting the angle of the light reflecting mirror 3, and the light reflecting mirror 3 and the light reflecting mirror 3 to reflect the light at a predetermined angle. The protection glass 5 for protection, and the dirt detector 6 for detecting the absorption of dirt by detecting the laser beam reflected by the dirt absorption of the protection glass (5).

그리고 수광부는 외부로부터 수광되는 전파중 송광된 레이져 빔의 반사파만을 통과시키기 위한 광학필터(7), 광학필터(7)를 통과한 레이저 빔을 일정각으로 반사시켜 수광렌즈(10)쪽으로 송광시키는 수광반사경(8) 및 수광반사경(8)의 각도조절을 위한 구동부(4), 수광반사경(8)에서 송광된 반사파를 집속시키는 수광렌즈(9), 수광렌즈(9)로부터 송광된 레이져 빔을 수광하는 수광기(10), 그리고 광학필터(7) 및 수광반사경(8)을 보호하기 위한 보호유리(11)로 이루어진다.The light receiving unit reflects the optical filter 7 for passing only the reflected wave of the laser beam transmitted during the light received from the outside and the laser beam passing through the optical filter 7 at a predetermined angle to transmit the light toward the light receiving lens 10. The driver 4 for adjusting the angle of the reflector 8 and the light receiving reflector 8, the light receiving lens 9 for focusing the reflected wave transmitted from the light receiving reflector 8, and the laser beam transmitted from the light receiving lens 9. And a protective glass 11 for protecting the light receiver 10, the optical filter 7, and the light reflecting mirror 8.

그리고 제어부(11)는 송광기(1)의 송광동작, 반사경 구동부(4), 수광기(10)의 수광동작 등의 제어를 통하여 장애물까지의 거리를 연산하고, 연산 결과에 따라 경보동작을 수행한다. 또한 오물감지기(6)를 통하여 보호유리의 오물(12) 흡착상태를 감지한다.The control unit 11 calculates the distance to the obstacle through control of the light transmitting operation of the transmitter 1, the light reflector driving unit 4, and the light receiving operation of the receiver 10, and performs an alarm operation according to the calculation result. do. In addition, the dirt detector 6 detects the adsorption state of the dirt 12 on the protective glass.

이하, 전술한 구성부를 참조하여 종래 차량의 충돌방지경보장치의 스케닝 레이져 레이더의 동작을 간단히 설명하고자 한다.Hereinafter, the operation of the scanning laser radar of the conventional vehicle anti-collision warning apparatus will be described with reference to the above-described configuration.

차량의 충돌방지경보장치가 동작되게 되면, 송광기(1)로부터 레이져 빔이 송광되어, 송광렌즈(2)에서 집속된 후 송광반사경(3)에 의하여 일정각으로 반사되어 장애물의 유무를 감지하고자 하는 방향, 즉 차량의 전방으로 송광된다. 전방으로 송광된 레이져 빔은 장애물을 만나면 반사되는데 반사된 레이저 빔을 수광기(10)에서 포착하므로서 전방의 장애물 유무를 확인하게 된다. 즉, 반사된 레이져 빔은 보호유리(11)를 통과하여 수광반사경(8)에 의하여 일정각으로 꺽여 수광렌즈(9)쪽으로 송광된다. 따라서, 수광렌즈(9)에서 집속된 레이져 빔을 수광기(10)에서 수광되므로서 장애물의 유무를 감지할 수 있게 된다. 또한, 수광된 레이져 빔을 전기 신호로 변환, 증폭하여 증폭된 전기신호를 각 장애물까지의 거리에 비례하여 커지도록 회로구성하여 각 장애물 까지의 거리를 산출할 수 있게 된다.When the collision avoidance warning device of the vehicle is operated, the laser beam is transmitted from the transmitter 1, is focused at the transmitter lens 2, and is reflected at a predetermined angle by the transmitter reflector 3 to detect the presence of an obstacle. The light is transmitted to the front of the vehicle. The laser beam transmitted forward is reflected when it meets an obstacle, and the reflected laser beam is captured by the light receiver 10 to check whether there is an obstacle in front of the laser beam. That is, the reflected laser beam passes through the protective glass 11 and is bent at a predetermined angle by the light receiving reflector 8 to be transmitted toward the light receiving lens 9. Therefore, the laser beam focused by the light receiving lens 9 is received by the light receiver 10, thereby detecting the presence or absence of an obstacle. In addition, by converting and amplifying the received laser beam into an electrical signal, the amplified electric signal may be configured to increase in proportion to the distance to each obstacle, thereby calculating the distance to each obstacle.

그러나 종래 차량의 충돌방지경보장치에 이용되는 스케닝 레이져 레이더는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the scanning laser radar used in the conventional vehicle anti-collision warning device has the following problems.

먼저, 송광반사경과 수광반사경이 따로 마련되어, 조립공정시 각각의 반사경이 상호 90°를 이룰수 있도록 조절하는 과정이 별도로 있어야 한다. 또한, 송광부보호유리와 수광부보호유리가 따로 마련되어 송광부보호유리의 오물감지는 오물감지기에 의하여 양호하게 감지되는 반면, 수광부보호유리의 오물감지는 이루어지지 않아 장애물 감지시 에러를 발생시키는 요인이 되었다. 또한, 수광부측에 별도의 광학필터가 마련되어, 조립공정 및 부품의 수가 추가되어 원가상승의 요인이 발생되었다. 또한, 반사경의 각도조절을 위한 구동부가 세팅된 일정각으로만 구동되므로서, 장애물 감지영역이 한정되어 운전자에게 다양한 정보를 제공하는데 한계가 있었다.First, the light reflecting mirror and the light reflecting mirror are provided separately, and the process of adjusting each reflecting mirror to achieve 90 ° to each other during the assembly process should be separately performed. In addition, since the light transmitting part protection glass and the light receiving part protection glass are separately provided, the dirt detection of the light transmitting part protection glass is well detected by the dirt detection, while the dirt detection of the light receiving part protection glass is not made, which causes an error when detecting an obstacle. It became. In addition, a separate optical filter was provided on the light-receiving part side, and the assembly process and the number of parts were added, causing a cost increase. In addition, since the driving unit for adjusting the angle of the reflector is driven only at a predetermined angle, there is a limitation in providing a variety of information to the driver because the obstacle detection area is limited.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 하나의 경로를 통하여 광파의 수광 및 송광이 이루어지도록 하므로서, 부품수 및 제조단가를 줄일 수 있는 스케닝 레이져 레이더를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a scanning laser radar that can reduce the number of parts and manufacturing cost by allowing light waves to be received and transmitted through one path.

본 발명의 다른 목적은 반사경의 초기위치감지 및 보호유리의 오염감지를 통하여 장치의 신뢰도를 향상시킨 스케닝 레이져 레이더를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a scanning laser radar which improves the reliability of the device through the initial position detection of the reflector and the contamination detection of the protective glass.

본 발명의 또다른 목적은 도로의 조도환경에 따라 장애물감지영역을 가변시킬 수 있도록 한 스케닝 레이져 레이더를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a scanning laser radar capable of varying an obstacle detection area according to a road illumination environment.

도 1은 종래 스케닝 레이져 레이더의 구성도,1 is a block diagram of a conventional scanning laser radar,

도 2는 본 발명에 따른 스케닝 레이져 레이더의 구성도,2 is a block diagram of a scanning laser radar according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 스케닝 레이져 레이더의 광학필터 구성도,3 is a block diagram of an optical filter of a scanning laser radar according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 스케닝 레이져 레이더의 반사경의 반사각도4 is a reflection angle of the reflector of the scanning laser radar according to the present invention

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

21:송광기 22:송광렌즈 23:반사경21: transmitter 22: light transmitting lens 23: reflector

24:반사경 구동부 25:보호유리 27:수광렌즈24: reflector drive unit 25: protective glass 27: light receiving lens

28:수광기 29:위치감지기 30:오물28: receiver 29: position sensor 30: dirt

31:광량센서 40:제어부31: light intensity sensor 40: control unit

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 특정 주파수대의 광파를 발생시켜 송광시키는 송광기, 상기 송광기로부터 송광된 광파를 장애물을 감지하고자 하는 방향으로 반사시켜 송광시키는 반사경, 상기 반사경을 특정각으로 회전시키기 위한 구동부, 상기 반사경에서 반사되어 송광된 광파가 상기 장애물에 반사되어 되돌아오는 광파를 상기 반사경으로부터 반사받아 수광하는 수광기, 상기 반사경으로부터 반사되어 송광되는 광파 및 상기 반사경으로부터 반사되어 수광되는 광파의 경로상에 마련되며 외부로부터 유입되는 오물을 차단하기 위한 보호유리, 외부의 조도량을 측정하기 위한 광량센서, 상기 송광기에서 송광된 광파가 상기 장애물에 반사되어 되돌아와 상기 수광기에 수광된 시간을 연산하여 상기 장애물까지의 거리를 연산하며 필요에 따라 경보동작을 수행하고, 상기 광량센서로부터 읽어들인 외부의 조도량에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 반사경의 반사각을 회전시키므로서 장애물감지영역을 가변시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The configuration of the present invention for achieving the technical problem, a transmitter for generating and transmitting light waves of a specific frequency band, a reflector for reflecting the light waves transmitted from the transmitter in the direction to detect the obstacle, the specific reflection mirror A driver for rotating at an angle, a light receiver reflecting and receiving the light waves reflected and transmitted by the reflector from the reflector, and receiving and receiving the light waves reflected from the reflector, light waves reflected and transmitted from the reflector, and received and reflected from the reflector The protective glass is provided on the path of the light waves, and the protection glass for blocking the incoming dirt from the outside, the light amount sensor for measuring the external illuminance, and the light waves transmitted from the transmitter are reflected by the obstacle and returned to the receiver. The distance to the obstacle is calculated by calculating the received time. And a controller for performing an alarm operation as necessary and varying the obstacle detection area by rotating the reflection angle of the reflector by controlling the driving unit according to an external illuminance read from the light quantity sensor. .

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, one preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 스케닝 레이져 레이더의 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 스케닝 레이져 레이더의 광학필터 구성도, 그리고 도 4는 본 발명에 따른 스케닝 레이져 레이더의 반사경 구동부의 회전각을 도시한 것이다.2 is a block diagram of a scanning laser radar according to the present invention, FIG. 3 is a block diagram of an optical filter of a scanning laser radar according to the present invention, and FIG. 4 is a view illustrating a rotation angle of a reflector driving unit of a scanning laser radar according to the present invention. will be.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 스케닝 레이져 레이더는 장애물의 유무를 감지하고자 하는 방향으로 레이져 빔을 송광하는 송광부와, 송광된 레이져 빔의 반사파를 수광하는 수광부, 그리고 송광된 레이져 빔과 반사파의 시간간격의 계측 및 충돌방지경보장치의 전체적인 제어동작을 수행하는 제어부로 크게 이루어진다.First, as shown in FIG. 2, the scanning laser radar according to the present invention includes a transmitter for transmitting a laser beam in a direction to detect the presence of an obstacle, a receiver for receiving a reflected wave of the transmitted laser beam, and a transmitted laser. It is largely composed of a control unit for measuring the time interval between the beam and the reflected wave and performing the overall control operation of the collision avoidance warning device.

즉, 일정크기의 파장을 갖는 레이져 빔을 송광하는 송광기(21)와 송광기(21)에서 송광된 레이져 빔의 반사파를 검출하기 위한 수광기(28), 그리고 일체로 형성되어 송광기(21)로부터 송광된 레이져 빔을 일정각으로 반사시켜 장애물 감지영역으로 송광시키고, 장애물에 의하여 반사된 레이져 빔을 일정각으로 반사시켜 수광기(28)로 안내하는 반사경(23) 및 반사경 구동부(24)가 마련되며, 또한 반사경(23)의 기준위치를 체크하기 위한 위치감지기(29), 또한 송광기(21)와 반사경(23)사이, 수광기(28)와 반사경(23) 사이에 각각 마련되어 레이져 빔을 집속시키기 위한 송광렌즈(22) 및 수광렌즈(27), 또한 외부의 먼지 및 기타 오물의 유입을 차단하기 위한 보호유리(25), 또한 도로의 조도환경에 따라 장애물의 감지영역을 가변시키기 위한 광량센서(31) 등으로 구성된다.That is, the transmitter 21 for transmitting the laser beam having a wavelength of a certain size, the receiver 28 for detecting the reflected wave of the laser beam transmitted from the transmitter 21, and integrally formed and the transmitter 21 Reflecting the laser beam transmitted from the laser beam at a predetermined angle to transmit the light to the obstacle detection area, reflecting the laser beam reflected by the obstacle at a predetermined angle to guide the receiver 28 and the reflector driver 24 And a position sensor 29 for checking the reference position of the reflector 23, and between the transmitter 21 and the reflector 23, and between the receiver 28 and the reflector 23, respectively. The light transmitting lens 22 and the light receiving lens 27 for focusing the beam, the protective glass 25 for blocking the inflow of dust and other dirt from the outside, and also varying the detection area of the obstacle according to the illumination environment of the road. Light quantity sensor 31 and the like.

전술한 구성부중 반사경(23)은 종래 송광 및 수광 반사경(3,8)을 일체로 구성한 것으로, 이를 위하여 송광기(21) 및 수광기(28)가 같은 방향에 설치되며, 상호 송광 및 수광에 영향을 받지 않도록 좌우 또는 상하로 배치된다. 또한, 반사경(23)은 후술하는 보호유리(25)와 짝을 이루어 밴드 패스 필터(Band pass filter)의 역할을 하게 된다.Of the above-described components, the reflector 23 includes the conventional transmitting and receiving reflecting mirrors 3 and 8 integrally. For this purpose, the transmitter 21 and the receiver 28 are installed in the same direction. It is arranged left and right or up and down so as not to be affected. In addition, the reflector 23 is paired with the protective glass 25 to be described later to serve as a band pass filter.

그리고 위치감지기(29)는 반사경(23)의 초기위치를 감지하기 위한 것으로, 이는 차량의 충돌방지경보장치가 초기 동작하게 되면 제어부(40)에 의하여 세팅된 회전동작을 수행하게 된다. 즉, 송광기(21)에서 송광된 레이져 빔이 회전되는 반사경(23)에 의하여 소정의 각도차로 반사되는데, 이때 반사되는 레이져 빔을 위치검지기(29)에서 수광하므로서 반사경(23)의 초기위치를 설정하게 된다. 따라서, 제어부(40)는 반사경(23)을 초기화시킨 후 제어수순에 따라 반사경(23)을 제어할 수 있게 된다.And the position sensor 29 is for detecting the initial position of the reflector 23, which is to perform the rotation operation set by the control unit 40 when the vehicle's anti-collision alarm system is initially operated. That is, the laser beam transmitted from the transmitter 21 is reflected at a predetermined angle by the reflector 23 which is rotated. At this time, the position of the reflector 23 is received by the position detector 29 to adjust the initial position of the reflector 23. Will be set. Therefore, the controller 40 may initialize the reflector 23 and then control the reflector 23 according to a control procedure.

그리고 보호유리(25)는 송광기(21)에서 송광된 레이져 빔과 반사빔의 통로 역할 및 외부의 먼지등의 오물이 충돌방지경보장치 내부로 유입되는 것을 차단하기 커버 역할, 그리고 전술한 반사경(23)과 짝을 이루어 필터역할을 수행한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 수광기(28)에 입사되는 광파는 그 파장이 매우 다양하며, 이러한 모든 영역의 파장을 가진 광파를 수광기(28)에서 수광할 경우, 장애물 감지에 있어서 오동작을 일으키게 된다. 따라서, 송광된 레이져 빔이 장애물에 반사되어 되돌아 올때 그 파장이 λa일경우 보호유리(25)는 λa보다 소정치 큰 파장λb까지 투과시키고, 그 이상은 차단한다. 또한, 반사경(23)은 λa보다 소정치 작은 파장λc까지 반사시키고, 그 이하는 흡수한다. 따라서, 수광기(28)에 수광된 빛은 그 파장이 λa를 포함하는 소정치의 파장으로 한정되어 반사파를 양호하게 검지할 수 있게 된다. 또한, 보호유리(25)는 종래 송광부측과 수광부측에 따로 마련된 보호유리(5,11)를 일체화 한 것으로, 이는 전술한 바와 같이, 송광 및 수광 반사경(23)이 일체로 제작되므로서, 레이져 빔의 송광경로 및 반사파의 수광경로가 근접하게 되어 일체화 할 수 있게 된다.In addition, the protective glass 25 serves as a path for the laser beam and the reflective beam transmitted from the transmitter 21 and a cover for blocking the inflow of dust such as dust from the inside into the collision avoidance alarm device, and the aforementioned reflector ( Paired with 23) performs the filter role. That is, as shown in Figure 3, the light wave incident on the light receiver 28 is very diverse in wavelength, and when receiving the light wave having the wavelength of all these areas in the light receiver 28, in the obstacle detection It may cause malfunction. Therefore, when the transmitted laser beam is reflected back to the obstacle and the wavelength is λa, the protective glass 25 transmits to the wavelength λb larger than λa and blocks more than that. The reflector 23 reflects up to a wavelength lambda c which is smaller than lambda a by a predetermined value, and absorbs less than that. Therefore, the light received by the light receiver 28 is limited to a wavelength having a predetermined value including lambda a so that the reflected wave can be detected well. In addition, the protective glass 25 is integrated with the conventional protective glass (5, 11) provided on the light transmitting portion side and the light receiving portion side, which is, as described above, the light transmitting and receiving light reflector 23 is integrally manufactured, The transmission path of the laser beam and the reception path of the reflected wave are close to each other so that they can be integrated.

그리고 광량센서(31)는 도로의 조도환경을 검지하여 장애물 감지영역을 가변하기 위한 것으로, 도로의 밝기가 양호한 경우 장애물에 대한 시각적 인지가 양호하므로, 장애물 감지영역을 좁게 설정하여 빈번한 감지동작을 줄이게 되며, 또한 도로의 밝기가 어두운 경우 장애물에 대한 시각적 인지가 불량하므로, 장애물 감지영역을 넓게 설정하여 미연에 장애물을 인지하여 이에 대비케 하고자 함이다. 즉, 광량센서(31)로부터 도로의 밝기가 가장밝게 검출된 경우 도 4에 도시된 바와 같이 반사경구동부(24)는 반사경(23)을 소정각도인 6°크기로 좌우회전시켜 장애물 감지영역을 설정한다. 이때 설정된 감지영역은 100미터 전방에서 3개차선폭을 양호하게 감지할 수 있게 된다. 또한, 광량센서(31)로부터 도로의 밝기가 가장 어둡게 검출된 경우 제어부(40)는 반사경구동부(24)를 제어하여 반사경(23)을 일정각도인 12˚크기로 좌우회전시켜 장애물 감지영역을 설정한다. 이때 설정된 감지영역은 100미터 전방에서 6개차선폭을 양호하게 감지할 수 있게 된다. 즉, 교행차량 및 옆차선의 차량, 그리고 기타 장애물에 대한 정보를 미리 인식하여 대비할 수 있게 된다. 그리고 광량센서(31)로부터 검출된 도로의 밝기에 따라 반사경(23)의 회전각은 소정의 크기로 가변되며, 본 예의 경우 6˚에서 12˚까지 회전각이 소정크기로 가변된다.In addition, the light amount sensor 31 detects an illumination environment of a road and changes an obstacle detection area. When the brightness of the road is good, visual recognition of an obstacle is good, so that the obstacle detection area is narrowed to reduce frequent detection operation. In addition, when the brightness of the road is dark, the visual perception of the obstacle is poor, so that the obstacle detection area is set wide to recognize and prepare for the obstacle in advance. That is, when the brightness of the road is detected most brightly from the light amount sensor 31, as shown in FIG. 4, the reflector driver 24 sets the obstacle detection area by rotating the reflector 23 left and right at a predetermined angle of 6 °. do. At this time, the set detection area can satisfactorily detect three lane widths in front of 100 meters. In addition, when the brightness of the road is darkest detected from the light amount sensor 31, the controller 40 controls the reflector driver 24 to rotate the reflector 23 left and right at a predetermined angle of 12 ° to set an obstacle detection area. do. At this time, the set detection area can detect the six lane widths well in front of 100 meters. That is, the information about the intersection vehicle, the vehicle next to the lane, and other obstacles can be recognized in advance and prepared. In addition, the rotation angle of the reflector 23 is changed to a predetermined size according to the brightness of the road detected by the light amount sensor 31. In this example, the rotation angle is varied from 6 ° to 12 ° by a predetermined size.

이하, 전술한 구성부를 참조하여 본 발명에 따른 차량의 충돌방지경보장치의 스케닝 레이져 레이더의 동작을 설명하고자 한다.Hereinafter, the operation of the scanning laser radar of the collision avoidance warning apparatus for a vehicle according to the present invention will be described with reference to the above-described components.

차량의 충돌방지경보장치가 동작되게 되면, 제어부(40)는 시스템의 이상유무를 체크한다음 스테핑모터로 구현된 반사경구동부(23)를 구동시켜 초기화시킨다. 즉, 반사경(23)이 회전하게 되면 송광기(21)에서 송광된 레이져 빔은 반사경(23)의 회전에 따라 그 반사각이 달리되느데 이때 반사되는 레이져 빔을 일정각에서 감지할 수 있도록 구현된 위치감지기(29)가 레이져 빔을 감지하게 되면, 이를 기초로 반사경구동부(24)의 초기위치를 찾게된다.When the collision avoidance alarm device of the vehicle is operated, the controller 40 checks whether there is an abnormality of the system and then initializes the drive by the reflector driving unit 23 implemented as a stepping motor. That is, when the reflector 23 is rotated, the laser beam transmitted from the transmitter 21 changes its reflection angle according to the rotation of the reflector 23. At this time, the reflected laser beam can be detected at a predetermined angle. When the position sensor 29 detects the laser beam, the position detector 29 finds an initial position of the reflector driving unit 24.

이후, 제어부(40)는 반사경구동부(24)의 초기위치를 기준으로하여 소정각도로 반사경(23)을 좌우로 회전시켜 가며 장애물을 감지하게 된다. 즉, 제어부(40)는 반사경의 회전각을 0.02˚씩 회전시키며, 송광된 레이져 빔이 다시 수광될 수 있는 시간(T)(T=2R/광속도, R은 최대감지거리)동안 반사경구동부(24)를 정지시켜 반사파의 유무를 감지하고, 이를 도로의 조도환경에 따라 설정된 감지영역에서 반복적으로 수행한다.Subsequently, the controller 40 rotates the reflector 23 to the left and right at a predetermined angle based on the initial position of the reflector driving unit 24 to detect an obstacle. That is, the control unit 40 rotates the rotation angle of the reflector by 0.02 °, and reflector driving unit 24 during the time T (T = 2R / speed, R is the maximum detection distance) at which the transmitted laser beam can be received again. Stops) to detect the presence of reflected waves and repeats it in the detection zone set according to the road's illumination environment.

그리고 전방으로 송광된 레이져 빔은 장애물을 만나면 반사되는데 반사된 레이저 빔을 수광기(28)에서 포착하므로서 전방의 장애물 유무를 확인하게 된다. 즉, 반사파 및 충돌방지경보장치 내로 유입되는 광파는 보호유리(25) 및 반사경(23)으로 구성된 밴드 패스 필터에 의하여 필터링된 후 반사경(23)에 의하여 일정각으로 꺽여 수광렌즈(27)쪽으로 송광된다. 따라서, 송광렌즈(27)에서 집속된 레이져 빔을 수광기(28)에서 수광하므로서 장애물의 유무를 감지할 수 있게 된다. 또한, 제어부(40)는 수광된 레이져 빔을 전기 신호로 변환, 증폭하여 증폭된 전기신호를 기준전압 레벨과 비교하여 송광기(21)로부터 송광된 레이져 빔인가를 판단하고, 판단후 송광된 레이져 빔이 수광기(28)에 수신될 때 까지의 시간을 측정하여 장애물 까지의 거리를 산출하여 그 결과를 조건에 따라 경보하게 된다.The laser beam transmitted forward is reflected when it meets an obstacle, and the reflected laser beam is captured by the receiver 28 to check whether there is an obstacle in front of the laser beam. That is, the reflected wave and the light wave introduced into the collision avoidance alarm device are filtered by a band pass filter composed of the protective glass 25 and the reflector 23 and then bent at a predetermined angle by the reflector 23 to be transmitted to the light receiving lens 27. do. Therefore, by receiving the laser beam focused at the light transmitting lens 27 at the light receiver 28, it is possible to detect the presence or absence of an obstacle. In addition, the controller 40 determines whether the laser beam transmitted from the transmitter 21 is compared with the reference voltage level by converting and amplifying the received laser beam into an electrical signal and amplifying the received laser beam. By measuring the time until the beam is received by the receiver 28, the distance to the obstacle is calculated and the result is alerted according to the condition.

그리고 전방으로 송광된 레이져 빔이 보호유리(25)면에 흡착된 오염물(30)에 의하여 충돌방지경보장치내로 반사되어 수광기(28)에 수광되면, 제어부(40)는 기준전압 레벨과 비교하여 송광기(21)로부터 송광된 레이져 빔인가를 판단하고, 판단후 송광된 레이져 빔이 수광기(28)에 수신될 때 까지의 시간을 측정하여, 측정시간이 수 십 센치(본 발명에서는 50㎝를 예로 듦)의 거리에서 반사되어 되돌아 왔다고 판단된 경우, 이를 오염물(30)에 의한 것으로 판단하고, 에러 신호를 송출하여 운전자에게 오염여부를 알리게 된다.When the laser beam transmitted forward is reflected by the contaminant 30 adsorbed on the surface of the protective glass 25 into the collision avoidance alarm device and received by the light receiver 28, the controller 40 compares with the reference voltage level. It is judged whether the laser beam transmitted from the transmitter 21 is measured, and the time until the transmitted laser beam is received by the receiver 28 after determination is measured, and the measurement time is several ten centimeters (50 cm in the present invention). When it is determined that the reflection has returned from the distance of the example), it is determined that this is caused by the pollutant 30 and transmits an error signal to inform the driver of the contamination.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 보호유리 및 반사경을 이용하여 밴드 패스 필터를 구성하므로서 부품수 및 제조비를 줄일 수 있다.As described in detail above, according to the present invention, the number of parts and the manufacturing cost can be reduced by constructing the band pass filter using the protective glass and the reflector.

또한, 하나의 반사경을 이용하므로서 송광측 및 수광측의 보호유리를 하나로 구현할 수 있어, 제조비 절감 및 장치의 신뢰도를 높일 수 있다.In addition, by using one reflector, the protective glass on the light transmitting side and the light receiving side can be realized as one, thereby reducing manufacturing costs and increasing the reliability of the device.

또한, 위치감지기를 통하여 반사경구동부의 초기위치를 양호하게 설정할 수 있게 된다.In addition, it is possible to set the initial position of the reflector driving unit satisfactorily through the position sensor.

또한, 도로의 조도환경에 따라 장애물 감지영역을 가변시킬 수 있어, 장애물 감지정보를 양호하게 제공받을 수 있다.In addition, the obstacle detection area may be changed according to the road illumination environment, so that obstacle detection information may be well provided.

Claims (8)

특정 주파수대의 광파를 발생시켜 송광시키는 송광기, 상기 송광기로부터 송광된 광파를 장애물을 감지하고자 하는 방향으로 반사시켜 송광시키는 반사경, 상기 반사경을 특정각으로 회전시키기 위한 구동부, 상기 반사경에서 반사되어 송광된 광파가 상기 장애물에 반사되어 되돌아오는 광파를 상기 반사경으로부터 반사받아 수광하는 수광기, 상기 반사경으로부터 반사되어 송광되는 광파 및 상기 반사경으로부터 반사되어 수광되는 광파의 경로상에 마련되며 외부로부터 유입되는 오물을 차단하기 위한 보호유리, 외부의 조도량을 측정하기 위한 광량센서, 상기 송광기에서 송광된 광파가 상기 장애물에 반사되어 되돌아와 상기 수광기에 수광된 시간을 연산하여 상기 장애물까지의 거리를 연산하며 필요에 따라 경보동작을 수행하고, 상기 광량센서로부터 읽어들인 외부의 조도량에 따라 상기 구동부를 제어하여 상기 반사경의 반사각을 회전시키므로서 장애물감지영역을 가변시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스케닝 레이져 레이더.A transmitter for generating and transmitting light waves of a specific frequency band, a reflector reflecting the light waves transmitted from the transmitter in a direction to detect an obstacle, a driver for rotating the reflector at a specific angle, and reflecting the light from the reflectors The received light wave is reflected on the obstacle and is returned on the reflector to receive and receive the light from the reflector, the light wave reflected from the reflector and transmitted, and the light wave reflected from the reflector and received from the dirt coming from the outside A protective glass for blocking the light, a light amount sensor for measuring an external illuminance, and an optical wave transmitted from the transmitter to reflect the obstacle and return the light to the receiver to calculate a distance to the obstacle And perform alarm operation as necessary, And a control unit for varying the obstacle detection area by rotating the reflection angle of the reflector by controlling the driving unit in accordance with an external illuminance amount read from the light source. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 송광기 및 상기 수광기가 동일측에 마련되어 송광 및 수광동작을 하나의 반사경을 통하여 수행하는 것을 특징으로 하는 스케닝 레이져 레이더.Scanning laser radar, characterized in that the transmitter and the receiver is provided on the same side to perform the transmission and reception operation through one reflector. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보호유리는 상기 반사경을 통하여 송광된 광파가 상기 장애물에 반사되어 되돌아오는 광파중 소정 주파수대 이하만의 광파를 통과시키고, 상기 반사경은 상기 보호유리를 통과한 광파중 소정 주파수대 이상만의 광파를 상기 수광기측으로 반사시켜 밴드 패스 필터를 구성하는 것을 특징으로 하는 스케닝 레이져 레이더.The protective glass passes light waves only below a predetermined frequency band among the light waves transmitted through the reflector by reflecting the obstacle, and the reflector reflects light waves only above a predetermined frequency band among the light waves passing through the protective glass. A scanning laser radar, characterized by reflecting toward a photon side to form a band pass filter. 제 1항에 있어서, 상기 반사경을 구동시키는 구동부는The method of claim 1, wherein the driving unit for driving the reflector 초기 구동시 상기 반사경을 일정각으로 회전시켜 상기 송광기에서 발생된 광파를 반사시키므로서 반사된 광파가 위치감지부에 의하여 감지되면 이를 초기위치로 세팅하는 것을 특징으로 하는 스케닝 레이져 레이더.Scanning laser radar, characterized in that by setting the initial position when the reflected light wave is detected by the position detection unit by reflecting the light wave generated by the transmitter by rotating the reflector at a predetermined angle during the initial driving. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는The method of claim 1, wherein the control unit 상기 광량센서로부터 읽어들인 광량과 반비례되도록 상기 반사경의 회전각을 제어하는 것을 특징으로 하는 스케닝 레이져 레이더.Scanning laser radar, characterized in that for controlling the rotation angle of the reflector so as to be inversely proportional to the amount of light read from the light amount sensor. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 반사경의 회전각은 6˚에서 12˚범위에서 제어되는 것을 특징으로 하는 스케닝 레이져 레이더.Scanning laser radar, characterized in that the rotation angle of the reflector is controlled in the range of 6 ° to 12 °. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는The method of claim 1, wherein the control unit 상기 수광기에 의하여 수광된 레이져 빔을 전기신호로 변환, 증폭하여 증폭된 전기신호를 기준전압 레벨과 비교하여 수광여부를 판단하고, 수광으로 판단되면 상기 송광기에서 송광된 레이져 빔이 상기 수광기에 수광되는데 걸리는 시간을 측정하여 장애물까지의 거리를 연산하는 것을 특징으로 하는 스케닝 레이져 레이더.The laser beam received by the light receiver is converted into an electrical signal and amplified to compare the amplified electric signal with a reference voltage level to determine whether the light is received. If it is determined that the light is received, the laser beam transmitted by the transmitter is the light receiver. Scanning laser radar, characterized in that to calculate the distance to the obstacle by measuring the time it takes to receive light. 제 7항에 있어서, 상기 제어부는The method of claim 7, wherein the control unit 상기 송광기에서 송광된 레이져 빔이 상기 수광기에 수광되는데 걸리는 시간을 측정하여, 측정된시간이 미리 설정된 시간보다 짧다고 판단되면 상기 보호유리가 오염된 것으로 판단하여 경보동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 스케닝 레이져 레이더.Measuring the time it takes for the laser beam transmitted from the transmitter to receive the receiver, and if it is determined that the measured time is shorter than the preset time, it is determined that the protective glass is contaminated to perform an alarm operation Scanning laser radar.
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