KR101545971B1 - 복합 영상 센싱 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단일의 렌즈계로 수신된 가시광과 펄스 레이저광을 필터계를 통해 각각 분리하고, 분리된 펄스 레이저광을 이용하여 3차원 포인트 클라우드 데이터(PCD, Point Cloud Data)를 생성하고, 분리된 가시광을 이용하여 2차원 영상 데이터를 생성함에 따라 단일의 렌즈계를 통해 복합의 영상을 제공할 수 있는 복합 영상 센싱 시스템에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 복합 영상 센싱 시스템은, 펄스 레이저광을 출사하는 광원부; 피측정물을 향하여 상기 광원부에서 출사되는 펄스 레이저광을 소정의 시야각(FOV, Field Of View)으로 라인 형태로 주사하는 광주사부; 상기 광주사부의 광주사방향을 가변시켜 상기 펄스 레이저광이 소정의 시야각(FOV, Field Of View) 형태로 주사되도록 하는 광향조절부; 가시광 및 상기 피측정물로부터 반사되는 펄스 레이저광을 수신하는 렌즈계, 상기 렌즈계로 수신된 가시광과 펄스 레이저광을 분리하는 필터계, 상기 필터계를 통과한 가시광을 수신하는 가시광 수신모듈, 상기 필터계를 통과한 펄스 레이저광을 수신하는 펄스 레이저광 수신모듈을 포함하는 광수신부; 상기 가시광 수신모듈로 수신된 가시광 데이터 및 상기 펄스 레이저광 수신모듈로 수신된 펄스 레이저광 데이터 중 적어도 어느 하나의 데이터에 근거하여 상기 피측정물의 화상을 생성하는 영상신호처리부;를 포함하여 구성된다.

Description

복합 영상 센싱 시스템{SYSTEM FOR SENSING COMPLEX IMAGE}
본 발명은 복합 영상 센싱 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 단일의 렌즈계로 수신된 가시광과 펄스 레이저광을 필터계를 통해 각각 분리하고, 분리된 펄스 레이저광을 이용하여 3차원 포인트 클라우드 데이터(PCD, Point Cloud Data)를 생성하고, 분리된 가시광을 이용하여 2차원 영상 데이터를 생성함에 따라 단일의 렌즈계를 통해 복합의 영상을 제공할 수 있는 복합 영상 센싱 시스템에 관한 것이다.
라이다(LIDAR - Light Detection And Ranging) 또는 레이다(LADAR - Laser Detection And Ranging)로 불리는 3차원 영상 센싱 시스템은 목표물을 향해 펄스 레이저광을 주사한 후 목표물에서 반사되어 돌아오는 펄스 레이저광을 광 수신소자를 통해 수신하고 이를 전기적 신호로 변환하여 도 1에 도시된 바와 같은 3차원 포인트 클라우드 데이터(PCD, Point Cloud Data)를 생성함으로써, 목표물까지의 거리나 목표물의 이동속도 등을 산출할 수 있는 시스템이다.
이러한 라이다 시스템은 로봇 및 무인자동차의 전방 장애물 검출용 센서, 속도측정용 레이더 건, 항공 지오-맵핑장치, 3차원 지상조사, 수중 스캐닝 등 다양한 분야에서 널리 적용되고 있다.
최근, 라이다 시스템은 전방 또는 측방의 장애물 등에 의한 위험 상황이 발생할 경우 운전자에게 경고하거나 자동차의 속도를 조절하는 조치를 자동적으로 수행할 수 있게 하는 운전 보조용 애플리케이션이나, 운전자 없이 운행하는 트랙터와 같은 자동 운전장치로 그 적용 분야가 확대되고 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 일반적은 복합 영상 센싱 시스템은, 광원부(10), 광주사부(20), 펄스 레이저광 수신부(31)로 구성된 3차원 PCD 영상 센서와, 가시광 수신부(41)로 구성되는 카메라 센서를 별도로 구성하여, 펄스 레이저광 수신부(31)를 통해 얻은 포인트 클라우드 데이터(도 3의 (a))와 가시광 수신부(41)를 통해 얻은 2차원 영상(도 3의 (b))을 각각 독립적으로 수신하여 사용하도록 구성된다.
이러한 종래의 복합 영상 센싱 시스템은, 포인트 클라우드 데이터의 생성을 위해 펄스 레이저광(L1)을 수신하는 펄스 레이저광용 렌즈계(30)와 2차원 영상의 생성을 위해 가시광(L2)을 수신하는 가시광용 렌즈계(40)가 각각 별도로 구비되는 구조로서, 전체 구성시스템의 크기가 커지고 펄스 레이저광용 렌즈계(30)의 광축과 가시광용 렌즈계(40)의 광축이 일치되지 않아, 도 3에 도시된 바와 같이, 두 데이터 간의 중심점을 포함하는 전체적인 영상 데이터가 서로 정합되지 않았다.
이러한 구조적인 한계로 인하여, 상기 펄스 레이저광용 렌즈계(30)로 수신된 펄스 레이저광(L1)에 근거하여 생성된 포인트 클라우드 데이터와 상기 가시광용 렌즈계(40)로 수신된 가시광(L2)에 근거하여 생성된 2차원 영상 데이터를 융합한 영상을 사용하기 위해서는, 포인트 클라우드 데이터와 2차원 영상 데이터를 서로 정합시키기 위한 켈리브레이션 과정이 필수로 요구되는 문제점이 있었다.
등록특허 제1288030호(2013.07.15.)
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 단일의 렌즈계로 수신된 가시광과 펄스 레이저광을 필터계를 통해 각각 분리하고, 분리된 펄스 레이저광을 이용하여 3차원 포인트 클라우드 데이터(PCD, Point Cloud Data)를 생성하고, 분리된 가시광을 이용하여 2차원 영상 데이터를 생성함에 따라 단일의 렌즈계를 통해 복합의 영상을 제공할 수 있는 복합 영상 센싱 시스템을 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 복합 영상 센싱 시스템은, 펄스 레이저광을 출사하는 광원부; 피측정물을 향하여 상기 광원부에서 출사되는 펄스 레이저광을 소정의 시야각(FOV, Field Of View) 형태로 주사되도록 하는 광주사부; 가시광 및 상기 피측정물로부터 반사되는 펄스 레이저광을 수신하는 렌즈계, 상기 렌즈계로 수신된 가시광과 펄스 레이저광을 분리하는 필터계, 상기 필터계를 통과한 가시광을 수신하는 가시광 수신모듈, 상기 필터계를 통과한 펄스 레이저광을 수신하는 펄스 레이저광 수신모듈을 포함하는 광수신부; 및 상기 가시광 수신모듈로 수신된 가시광 데이터 및 상기 펄스 레이저광 수신모듈로 수신된 펄스 레이저광 데이터 중 적어도 어느 하나의 데이터에 근거하여 상기 피측정물의 화상을 생성하는 영상신호처리부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합 영상 센싱 시스템.
바람직하게, 상기 렌즈계는 상기 가시광과 상기 펄스 레이저광을 동시에 수광할 수 있도록 소정의 시야각을 갖는 단일 렌즈계이고, 상기 필터계는 가시광과 펄스 레이저광의 파장 차이를 이용하여 광경로를 분리하도록 구성되며, 상기 가시광 수신모듈은 상기 필터계를 통과함에 따라 분리된 가시광의 경로에 정렬되고, 상기 펄스 레이저광 수신모듈은 상기 필터계를 통과함에 따라 분리된 펄스 레이저광의 경로에 정렬되도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 필터계는, 다이크로익 필터(dichroic filter)를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 펄스 레이저광은, 적외선광일 수 있다.
바람직하게, 상기 영상신호처리부는, 상기 광원부에서 출사되는 펄스 레이저광을 조절하는 광원 조절모듈; 상기 광주사부에서 주사되는 펄스 레이저광을 조절하는 광주사 조절모듈; 상기 펄스 레이저광 수신모듈로 수신된 펄스 레이저광 데이터에 근거하여 포인트 클라우드 데이터(PCD, Point Cloud Data)를 생성하는 PCD 신호처리모듈; 상기 가시광 수신모듈로 수신된 가시광 데이터에 근거하여 2차원 영상 데이터를 생성하는 가시광 영상처리모듈; 및 상기 각 모듈을 제어하는 메인제어모듈;을 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 광주사부는, 피측정물을 향하여 상기 광원부에서 출사되는 펄스 레이저광을 상하좌우 방향으로 고속으로 가변시켜 상기 펄스 레이저광이 소정의 시야각(FOV, Filed Of View) 형태로 주사되도록 하는 광향조절부와 상기 광향조절부에서 주사된 레이저 광의 FOV를 확장시키는 광각렌즈부를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 광향조절부는, 상기 펄스 레이저광을 소정 범위 각도로 반사시키도록 소정 각속도로 구동되는 맴스 미러(MEMS mirror) 또는 공진형 스캐너로 구성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 단일의 렌즈계로 수신된 가시광과 펄스 레이저광을 필터계를 통해 각각 분리하고, 분리된 펄스 레이저광을 이용하여 3차원 포인트 클라우드 데이터(PCD, Point Cloud Data)를 생성하고, 분리된 가시광을 이용하여 2차원 영상 데이터를 생성함에 따라 단일의 렌즈계를 통해 복합의 영상을 제공할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 가시광과 펄스 레이저광을 동시에 수광할 수 있는 단일의 렌즈계를 이용하여 포인트 클라우드 데이터(PCD, Point Cloud Data)와 2차원 영상 데이터를 생성할 수 있음에 따라 센서의 집적 밀도를 높여 소형화와 경량화를 이룰 수 있으며 두 영상의 광축이 일치하여 별도의 켈리브레이션(calibration)이 필요없이 사용할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 포인트 클라우드 데이터(PCD, Point Cloud Data)와 2차원 영상 데이터를 하나의 컨트롤러로 동시에 처리가 가능하여 임베디드화를 통해 독립형 센서(stand alone sensor)로 활용이 가능하다는 이점이 있다.
도 1은 3차원 포인트 클라우드 데이터(PCD, Point Cloud Data)의 일예를 도시한 사진이다.
도 2는 종래의 복합 영상 센싱 시스템의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 3는 종래의 복합 영상 센싱 시스템에 의해 생성된 PCD 데이터와 2차원 영상 데이터를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 영상 센싱 시스템의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.
제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 일실시예에 따른 복합 영상 센싱 시스템은, 도 4에 도시된 바와 같이, 광원부(100), 광주사부(200), 광수신부(300), 영상신호처리부(400)를 포함하여 구성된다.
상기 광원부(100)는 펄스 레이저광(L1)을 출사하는 부분으로서, 상기 광원부(100)에서 출사되는 펄스 레이저광(L1)은 일반 가시광(L2)과 분리과 용이하도록 하기 위해 적외선광으로 구성될 수 있다.
상기 광주사부(200)는 피측정물을 향하여 상기 광원부(100)에서 출사되는 펄스 레이저광(L1)을 소정의 시야각(FOV, Field Of View) 형태로 주사되도록 하는 부분이다.
구체적으로, 상기 광주사부(200)는, 피측정물을 향하여 상기 광원부(100)에서 출사되는 펄스 레이저광(L1)을 상하좌우 방향으로 고속으로 가변시켜 상기 펄스 레이저광(L1)이 소정의 시야각(FOV, Filed Of View) 형태로 주사되도록 하는 광향조절부(210)와 상기 광향조절부(210)에서 주사된 펄스 레이저광(L1)의 FOV를 확장시키는 광각렌즈부(220)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 광향조절부(210)와 광각렌즈부(220)에 의해 포인트 형태의 펄스 레이저광(L1)의 주사 방향이 전방의 넓은 FOV 영역을 스캔하듯이 가변됨에 따라 소정의 시야각(FOV, Field Of View)을 형성하는 형태, 즉, 3차원 형태로 펄스 레이저광(L1)을 주사할 수 있다.
한편, 상기 광향조절부(210)는 상기 펄스 레이저광(L1)을 소정 범위 각도로 반사시키도록 소정 각속도로 구동되는 맴스 미러(MEMS mirror)로 구성되는 것이 바람직하지만, 상기 펄스 레이저광(L1)을 소정 범위 각도로 반사시켜 주사할 수 있다면 공진형 스캐너, 일반 주사 미러 등 다양한 구성으로 이뤄질 수 있음은 물론이다.
예를 들어, 광향조절부(210)는 서로 직교하는 2개의 축에 대해 구동되는 2축 맴스 미러로 구성될 수 있다.
상기 광수신부(300)는 상기 피측정물로부터 반사되는 펄스 레이저광(L1) 및 가시광(L2)을 동시에 함께 수신하는 렌즈계(310), 상기 렌즈계(310)로 수신된 펄스 레이저광(L1)과 가시광(L2)을 분리하는 필터계(320), 상기 필터계(320)를 통과한 펄스 레이저광(L1)을 수신하는 펄스 레이저광 수신모듈(330), 상기 필터계(320)를 통과한 가시광(L2)을 수신하는 가시광 수신모듈(340)을 포함하여 구성된다.
상기 필터계(320)는, 상기 가시광(L2)과 상기 펄스 레이저광(L1)의 파장 차이를 이용하여 펄스 레이저광(L1)과 가시광(L2)을 분리하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어, 상기 필터계(320)는 다이크로익 필터(dichroic filter)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 필터계(320)는 상기 렌즈계(310)로 수신되는 광수신방향에 대해 소정 각도로 상기 가시광(L2)을 반사시킴과 함께 상기 렌즈계(310)로 수신되는 광수신방향으로 상기 펄스 레이저광(L1)을 통과시킴에 따라 가시광(L2)과 펄스 레이저광(L1)을 분리하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 필터계는, 도 4에 도시된 바와 같이, 렌즈계(310)를 통과하는 광의 진행방향에 대해 대략 90°로 파장대역이 짧은 상기 가시광(L1)을 반사시키고, 파장대역이 긴 펄스 레이저광(L1)은 그대로 통과되도록 할 수 있다.
상기 레이저광 수신모듈(330)은 상기 필터계(320)를 통해 분리된 펄스 레이저광(L1)을 수신하는 모듈이고, 상기 가시광 수신모듈(340)은 상기 필터계(320)를 통해 분리된 가시광(L2)을 수신하는 모듈이다.
한편, 상기 레이저광 수신모듈(330)은 APD(avalanche photo diode)로 구성될 수 있다.
상기 영상신호처리부(400)는 상기 필터계(320)를 통해 분리된 펄스 레이저광(L1)으로부터 얻어진 거리정보(Z)와 상기 광주사부(200)의 주사 각도로부터 얻어진 위치정보(X, Y)를 이용하여 3차원 포인트 클라우드 데이터를 생성하고, 상기 필터계(320)를 통해 분리된 가시광(L2) 데이터를 이용하여 2차원 영상 데이터를 생성하며, 상기 포인트 클라우드 데이터와 상기 2차원 영상 데이터를 융합하여 피측정물의 융합화상을 생성하는 부분이다.
상기 영상신호처리부(400)는, 광원 조절모듈(410), 광주사 조절모듈(420), PCD 신호처리모듈(430), 가시광 영상처리모듈(440), 메인제어모듈(450)을 포함하여 구성된다.
상기 광원 조절모듈(410)은 상기 광원부(100)에서 출사되는 펄스 레이저광(L1)을 조절하는 모듈이다.
상기 PCD 신호처리모듈(430)은 상기 레이저광 수신모듈(330)로 수신된 펄스 레이저광(L1)에 근거하여 상기 포인트 클라우드 데이터를 생성하는 모듈이다.
상기 가시광 영상처리모듈(440)은 상기 가시광 수신모듈(340)로 수신된 가시광(L2)에 근거하여 2차원 영상 데이터를 생성하는 모듈이디.
상기 메인제어모듈(450)은 상술한 광원 조절모듈(410), 광주사 조절모듈(420), PCD 신호처리모듈(430), 가시광 영상처리모듈(440)을 제어하는 모듈이다.
상술한 바와 같이 구성된 복합 영상 센싱 시스템에 따르면, 단일의 렌즈계로 수신된 가시광과 펄스 레이저광을 필터계를 통해 각각 분리하여 처리하는 바와 같이 동일한 광축을 형성하여 3차원 포인트 클라우드 데이터(PCD, Point Cloud Data)와 2차원 영상 데이터를 생성함에 따라 두 데이터 간의 정합이 이뤄져 별도의 켈리브레이션 없이도 융합 영상을 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.
100:광원부 200:광주사부
210:광향조절부 220:광각렌즈부
300:광수신부 310:렌즈계
320:필터계 330:레이저광 수신모듈
340:가시광 수신모듈 400:영상신호처리부
410:광원 조절모듈 420:광주사 조절모듈
430:PCD 신호처리모듈 440:가시광 영상처리모듈
450:메인제어모듈

Claims (7)

  1. 펄스 레이저광을 출사하는 광원부;
    피측정물을 향하여 상기 광원부에서 출사되는 펄스 레이저광을 소정의 시야각(FOV, Field Of View) 형태로 주사되도록 하는 광주사부;
    가시광 및 상기 피측정물로부터 반사되는 펄스 레이저광을 수신하는 단일의 렌즈계, 상기 단일의 렌즈계로 수신된 가시광과 펄스 레이저광을 분리하는 필터계, 상기 필터계를 통과한 가시광을 수신하는 가시광 수신모듈, 상기 필터계를 통과한 펄스 레이저광을 수신하는 펄스 레이저광 수신모듈을 포함하는 광수신부; 및
    상기 가시광 수신모듈로 수신된 가시광 데이터를 이용하여 2차원 영상 데이터를 생성하고, 상기 펄스 레이저광 수신모듈로 수신된 펄스 레이저광 데이터로부터 얻어진 거리정보(z)와 상기 광주사부의 주사 각도로부터 얻어진 위치정보(x, y)를 이용하여 3차원 형태의 3차원 포인트 클라우드 데이터(PCD, Point Cloud Data)를 생성하는 영상신호처리부;를 포함하며,
    상기 단일의 렌즈계에 의해 2차원 영상 데이터와 3차원 포인트 클라우드 데이터의 광축이 서로 일치하도록 구성됨에 따라 2차원 영상 데이터와 3차원 포인트 클라우드 데이터의 켈리브레이션이 없이도 영상을 제공할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 복합 영상 센싱 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈계는 상기 가시광과 상기 펄스 레이저광을 동시에 수광할 수 있도록 소정의 시야각을 갖는 단일 렌즈계이고, 상기 필터계는 가시광과 펄스 레이저광의 파장 차이를 이용하여 광경로를 분리하도록 구성되며, 상기 가시광 수신모듈은 상기 필터계를 통과함에 따라 분리된 가시광의 경로에 정렬되고, 상기 펄스 레이저광 수신모듈은 상기 필터계를 통과함에 따라 분리된 펄스 레이저광의 경로에 정렬되도록 구성된 것을 특징으로 하는 복합 영상 센싱 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 필터계는,
    다이크로익 필터(dichroic filter)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합 영상 센싱 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 펄스 레이저광은,
    적외선광인 것을 특징으로 하는 복합 영상 센싱 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 영상신호처리부는,
    상기 광원부에서 출사되는 펄스 레이저광을 조절하는 광원 조절모듈;
    상기 광주사부에서 주사되는 펄스 레이저광을 조절하는 광주사 조절모듈;
    상기 펄스 레이저광 수신모듈로 수신된 펄스 레이저광 데이터에 근거하여 포인트 클라우드 데이터(PCD, Point Cloud Data)를 생성하는 PCD 신호처리모듈;
    상기 가시광 수신모듈로 수신된 가시광 데이터에 근거하여 2차원 영상 데이터를 생성하는 가시광 영상처리모듈; 및
    상기 각 모듈을 제어하는 메인제어모듈;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합 영상 센싱 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광주사부는,
    피측정물을 향하여 상기 광원부에서 출사되는 펄스 레이저광을 상하좌우 방향으로 가변시켜 상기 펄스 레이저광이 소정의 시야각(FOV, Filed Of View) 형태로 주사되도록 하는 광향조절부와 상기 광향조절부에서 주사된 레이저 광의 FOV를 확장시키는 광각렌즈부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 복합 영상 센싱 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광향조절부는,
    상기 펄스 레이저광을 소정 범위 각도로 반사시키도록 소정 각속도로 구동되는 맴스 미러(MEMS mirror) 또는 공진형 스캐너로 구성된 것을 특징으로 하는 복합 영상 센싱 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102422783B1 (ko) * 2015-08-03 2022-07-19 엘지이노텍 주식회사 광파 탐지 및 거리 측정 장치
KR101884781B1 (ko) * 2015-12-02 2018-08-03 한국생산기술연구원 3차원 스캐닝 시스템
KR101878827B1 (ko) * 2016-11-30 2018-07-17 주식회사 유진로봇 다채널 라이더 기반 이동로봇의 장애물 검출 장치 및 방법, 및 이를 구비한 이동로봇
US11758111B2 (en) 2017-10-27 2023-09-12 Baidu Usa Llc 3D lidar system using a dichroic mirror for autonomous driving vehicles
KR102054562B1 (ko) * 2017-11-10 2019-12-10 김진형 원거리 계측기
CN111289995A (zh) * 2018-11-21 2020-06-16 北京万集科技股份有限公司 三维激光雷达装置及系统
KR102526734B1 (ko) * 2019-12-31 2023-04-27 (주)엠아이원 이미지 출력 장치와 이를 이용한 내시경 장치, 이미지 출력장치를 이용한 이미지 출력방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101288030B1 (ko) * 2011-07-05 2013-07-22 김영원 하이브리드 3차원 스캐너

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101288030B1 (ko) * 2011-07-05 2013-07-22 김영원 하이브리드 3차원 스캐너

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