KR101790864B1 - 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 방법 및 그 장치 - Google Patents

주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 방법은 레이저 펄스 신호를 측정 목표물에 송신하는 단계, 상기 측정 목표물에서 반사된 레이저 펄스 신호를 수신하는 단계, 상기 수신한 레이저 펄스 신호에 기반하여, 측정 목표물까지의 거리 및 신호 세기를 측정하는 단계, 상기 측정한 거리에 기반하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델을 생성하는 단계 및 반복법(iteration method)을 이용하여, 상기 생성한 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에서 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향을 제거한 레이저 신호 모델을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 방법 및 그 장치{METHOD FOR REMOVING INTERFERENCE ACCORDING TO MULTI-PATH IN FREQUENCY MODULATION LIDAR SENSOR SYSTEM AND APPARATUS THEREOF}
본 발명은 주파수 변조 방식의 라이다(LIDAR) 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주파수 변조 방식을 이용하는 라이다 센서 시스템에서 송신한 레이저 신호가 목표 지점에 반사되어 다른 지점에서 다시 반사되어 수신될 경우 발생할 수 있는 상호 간섭 효과를 제거할 수 있는 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티 패스에 의한 상호 간섭 제거 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
라이다(LIDAR) 센서 시스템에서 LIDAR는 Light Detection And Ranging의 약어이며 때로는 LADAR(Laser Detection And Ranging)라는 이름으로 사용되기도 한다. LIDAR가 보다 일반적인 용어로써 사용되며, 라이다로 불리기도 한다.
즉, 라이다 센서 시스템은 레이저를 목표물에 비춤으로써 사물까지의 거리, 방향, 속도, 온도, 물질 분포 및 농도 특성 등을 감지할 수 있는 기술이다. 또한, 라이다 센서 시스템은 높은 에너지 밀도와 짧은 주기를 가지는 펄스 신호를 생성할 수 있는 레이저의 장점을 활용할 수 있으므로, 보다 정밀한 대기 중의 물성 관측 및 거리 측정 등에 활용될 수 있다.
이와 관련된 선행 문헌으로는 '라이다 센서 기술 동향 및 응용' (김종덕 외, 전자통신동향분석 제27권 제6호, 한국전자통신연구원, 2012, 12, P134~P143)이 있으며, 상기 선행 문헌을 보면, 라이다 센서의 기본 원리 및 구성에 대하여 설명되어 있다.
또한, 라이다 센서 시스템은 레이저 펄스 신호 변조 방법에 따라 ToF(Time of Flight) 방식과 PS(Phase Shift) 방식으로 구분될 수 있다. ToF 방식은 레이저가 펄스 신호를 방출하여 측정 범위 내에 있는 물체들로부터의 반사 펄스 신호들이 수신기에 도착하는 시간을 측정함으로써 거리를 측정하는 방식이다. PS 방식은 특정 주파수를 가지고 연속적으로 변조되는 레이저 펄스 신호를 방출하고 측정 범위 내에 있는 물체로부터 반사되어 되돌아 오는 신호의 위상 변화량을 측정하여 시간 및 거리를 계산하는 방식이다.
즉, 라이다 센서 시스템은 레이저 펄스 신호를 목표물에 송신하고 반사되는 신호를 측정하는 시스템이므로, 레이저 펄스 신호가 목표 지점에 반사되어 다른 지점에서 다시 반사되는 멀티패스에 의한 상호 간섭이 발생하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 라이다 센서 시스템에서 송신한 레이저 펄스 신호가 목표 지점에서 반사되어 다른 지점에서 다시 반사되어 수신될 경우 발생하는 멀티 패스에 의한 상호 간섭 효과를 제거하기 위해, 반복법을 사용하여 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델과 상기 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델을 비교하여 일치하도록 하여, 멀티 패스에 의한 상호 간섭의 영향이 제거된 레이저 신호 모델을 계산할 수 있도록 함으로써, 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티 패스에 의한 상호 간섭 제거 방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 방법은 레이저 펄스 신호를 측정 목표물에 송신하는 단계, 측정 목표물에서 반사된 레이저 펄스 신호를 수신하는 단계, 수신한 레이저 펄스 신호에 기반하여, 측정 목표물까지의 거리 및 신호 세기를 측정하는 단계, 측정한 거리에 기반하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델을 생성하는 단계 및 반복법(iteration method)을 이용하여, 생성한 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에서 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향을 제거한 레이저 신호 모델을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 반복법을 이용하여, 생성한 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에서 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향을 제거한 레이저 신호 모델을 계산하는 단계는, 임의의 상호 간섭 보정값을 생성하는 단계, 생성된 임의의 상호 간섭 보정값을 이용하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델을 생성하는 단계, 생성된 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델이 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에 일치하도록, 반복법을 이용하여, 상호 간섭 보정값을 결정하는 단계 및 결정된 상호 간섭 보정값을 이용하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 제거된 레이저 신호 모델을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 반복법을 이용하여 상호 간섭 보정값을 결정하는 단계는, 확률 모델을 사용하여 상호 간섭 보정값을 생성하는 단계, 생성된 상호 간섭 보정값을 이용하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델을 생성하는 단계 및 생성된 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델이 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에 일치하도록, 반복법을 이용하여, 상호 간섭 보정값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 확률 모델은 레벤버그-마쿼트 알고리즘(Levenberg-Marquardt algorithm) 모델일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 장치는 측정 목표물에 레이저 펄스 신호를 송신하기 위한 레이저 송신부, 측정 목표물에 반사된 레이저 펄스 신호를 수신하기 위한 레이저 수신부, 레이저 수신부에서 수신한 레이저 펄스 신호 데이터를 수집하고 저장하기 위한 데이터 수집부, 데이터 수집부에서 수집하고 저장한 레이저 펄스 신호 데이터를 계산하여 멀티 패스에 의한 상호 간섭을 제거하기 위한 데이터 처리부를 포함하며, 데이터 처리부는 측정부 및 계산부를 포함하고, 측정부는 저장한 레이저 펄스 신호 데이터를 처리하여 측정 목표물까지의 거리 및 레이저의 신호 세기를 측정하며, 계산부는 측정한 측정 목표물까지의 거리에 기반하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델을 생성하고, 반복법(iteration method)을 이용하여, 생성한 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에서 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향을 제거한 레이저 신호 모델을 계산할 수 있다.
또한, 반복법을 이용하여, 생성한 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에서 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향을 제거한 레이저 신호 모델을 계산하는 것은, 임의의 상호 간섭 보정값을 생성하고, 생성된 임의의 상호 간섭 보정값을 이용하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델을 생성하고, 생성된 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델이 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에 일치하도록, 반복법을 이용하여, 상호 간섭 보정값을 결정하고, 결정된 상호 간섭 보정값을 이용하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 제거된 레이저 신호 모델을 계산할 수 있다.
또한, 반복법을 이용한 상호 간섭 보정값의 결정은, 확률 모델을 사용하여 상호 간섭 보정값을 생성하고, 생성된 상호 간섭 보정값을 이용하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델을 생성하고, 생성된 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델이 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에 일치하도록, 반복법을 이용하여, 상호 간섭 보정값의 결정을 포함할 수 있다.
또한, 확률 모델은 레벤버그-마쿼트 알고리즘(Levenberg-Marquardt algorithm) 모델일 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예로써, 전술한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티 패스에 의한 상호 간섭 제거 방법 및 그 장치에 의하면, 수신한 레이저 펄스 신호에서 멀티 패스에 의한 상호 간섭 효과를 제거함으로써, 정확한 측정이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티 패스에 의한 상호 간섭 제거 방법 및 그 장치에 의하면, 반복법(iteration method)을 이용하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향을 제거한 레이저 신호 모델을 계산할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에 관한 구성 블록도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 수신한 레이저 신호 모델을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭을 보정하기 위한 레이저 신호 모델을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서, 반복법을 이용하여 멀티패스에 의한 상호 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서, 반복법을 이용하여 멀티패스에 의한 상호 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 소자를 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템(100)에 관한 구성 블록도를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 라이다 센서 시스템(100)은 레이저 송신부(10), 레이저 수신부(20), 데이터 수집부(30) 및 데이터 처리부(40)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 송신부(10)는 라이다 센서 시스템(100)에서 측정 목표물에 레이저 펄스 신호를 송신하기 위한 장치를 포함할 수 있다. 즉, 레이저 송신부(10)는 레이저 펄스 신호를 생성하고 측정 목표물에 레이저 펄스 신호를 송신할 수 있는 장치로 소형, 저전력이 가능한 반도체 레이저 다이오드를 포함할 수 있다.
또한, 레이저 광원은 250nm~11
Figure 112016009565534-pat00001
m까지의 파장 영역에서 특정 파장을 가지거나, 파장 가변이 가능한 레이저 광원들을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 수신부(20)는 측정 목표물에 반사되어 되돌아오는 레이저 펄스 신호를 수신하기 위한 장치를 포함할 수 있다. 즉, 레이저 수신부(20)가 반사된 레이저 펄스 신호를 수신함으로써, 측정 목표물까지의 도달 시간 또는 위상 변화량을 측정할 수 있다.
예를 들어, 라이다 센서 시스템은 레이저 신호 변조 방법에 따라 ToF(Time of Flight)방식과 PS(Phase Shift)방식으로 구분될 수 있는데, ToF 방식은 레이저가 펄스 신호를 방출하여 측정 범위 내에 있는 물체들로부터의 반사 펄스 신호들이 레이저 수신부에 도착하는 시간을 측정함으로써 거리를 측정하는 방식이고, PS 방식은 특정 주파수를 가지고 연속적으로 변조되는 레이저 빔을 방출하고 측정 범위 내에 있는 물체로부터 반사되어 되돌아 오는 신호의 위상 변화량을 측정하여 시간 및 거리를 계산하는 방식으로, 레이저 수신부(20)가 수신한 레이저 펄스 신호를 분석하여 시간 및 거리를 측정할 수 있다.
또한, 레이저 수신부(20)는 측정 목표물에 반사되어 되돌아오는 레이저 펄스 신호를 수신하여야 하므로, 빛에 민감하게 반응하여 광 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 포토 다이오드를 포함할 수 있다.
또한, 레이저 수신부(20)는 측정 목표물에 반사하여 되돌아 오는 레이저 펄스 신호를 수신하기 때문에, 송신된 레이저 신호가 측정 목표물에 직접 반사되어 되돌아 오는 레이저 펄스 신호뿐만 아니라, 측정 목표물에 반사되고 난 후 또 다른 물체에 반사되어 되돌아 오는 멀티 패스에 의한 상호 간섭이 발생한 레이저 펄스 신호까지 감지하게 된다. 따라서, 수신된 레이저 펄스 신호는 데이터 수집부(30), 데이터 처리부(40)를 이용한 보정에 의해서만 정확한 측정 결과를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수집부(30)는 레이저 수신부(20)에서 수신한 레이저 펄스 신호에 관한 데이터를 수집하고 저장하기 위한 장치를 포함할 수 있다. 즉, 송신한 레이저 펄스 신호가 측정 목표물에 반사되어 되돌아 올 때, 레이저 펄스 신호의 도착하는 도달 시간 또는 되돌아 오는 레이저 펄스 신호의 위상 변화량을 직접적으로 수집하고, 저장하기 위한 장치로, 데이터 수집부(30)는 메모리, 하드 디스크(HDD), 솔리드 스테이드 디스크(SDD), USB 메모리 및 플래시 메모리 중 적어도 하나의 저장 장치를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 처리부(40)는 데이터 수집부(30)에서 수집하고 저장한 레이저 펄스 신호 데이터를 처리하여 정확한 측정 결과를 얻을 수 있는 장치로, 측정부(42) 및 계산부(44)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 측정부(42)는 데이터 수집부(30)에서 수집하고 저장한 레이저 펄스 신호 데이터를 처리하여 측정 목표물까지의 거리 및 레이저의 신호 세기(진폭)를 측정할 수 있다. 즉, 측정부(42)는 보정 없이 데이터 수집부(30)에 저장된 레이저 펄스 신호 데이터에서 직접적으로 도착 시간, 위상 변화량, 진폭 변화량(신호 세기)를 처리함으로써, 멀티 패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 거리 및 레이저의 신호 세기를 측정할 수 있다.
계산부(44)는 측정부(42)에서 측정한 거리(406) 및 레이저 신호 세기(408)를 이용하여, 멀티 패스에 의한 상호 간섭의 영향이 제거된 정확한 결과값을 계산할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 계산부(44)는 측정부(42)에서 측정한 거리(406)를 이용하여, 멀티 패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델
Figure 112016009565534-pat00002
(350)을 생성하고, 반복법(iteration method)을 이용하여, 상기 생성한 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델
Figure 112016009565534-pat00003
(350)에서 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향을 제거한 레이저 신호 모델
Figure 112016009565534-pat00004
(310)을 계산할 수 있다.
즉, 계산부(44)는 임의의 상호 간섭 보정값을 생성하고, 생성된 상호 간섭 보정값을 이용하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델
Figure 112016009565534-pat00005
(370)을 생성하고, 반복법을 이용하여,
Figure 112016009565534-pat00006
(350)과
Figure 112016009565534-pat00007
(370)이 최대한 서로 일치하도록 하는 상호 간섭 보정값을 결정할 수 있다. 여기에서, 결정된 상호 간섭 보정값을 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 제거된 레이저 신호 예측 모델
Figure 112016009565534-pat00008
(330)에다 적용함으로써, 멀티 패스에 의한 상호 간섭의 영향이 제거된 레이저 신호 모델
Figure 112016009565534-pat00009
(310)를 계산할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 계산부(44)는 반복법을 이용하여, 상호 간섭 보정값을 새로 생성할 때에는, 환언하면, 상호 간섭 보정값의 두 번째 생성부터는 확률 모델을 사용하여 상호 간섭 보정값을 생성할 수 있다. 또한, 확률 모델로 레벤버그-마쿼트 알고리즘(Levenberg-Marquardt algorithm) 모델을 사용하여, 상호 간섭 보정값을 생성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템(100)에서 수신한 레이저 신호 모델을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 도 2에서 사용된 각 기호들의 의미는 다음과 같다.
Figure 112016009565534-pat00010
는 라이다 센서 시스템에서 송신한 레이저 신호의 세기, pixel i, pixel j는 라이다 센서 시스템에서 레이저를 수신하는 셀의 위치,
Figure 112016009565534-pat00011
는 라이다 센서 시스템에서 송신한 레이저 신호가 반사된 지점의 위치 벡터,
Figure 112016009565534-pat00012
는 라이다 센서 시스템에서 송신한 레이저 신호가 반사한 영역의 면적,
Figure 112016009565534-pat00013
는
Figure 112016009565534-pat00014
에서 레이저 신호가 반사한 물체의 법선,
Figure 112016009565534-pat00015
는 라이다 센서 시스템에서 송신한 레이저 신호가
Figure 112016009565534-pat00016
의 법선과 라이다가 이루는 사이각,
Figure 112016009565534-pat00017
는
Figure 112016009565534-pat00018
에서 레이저 신호가
Figure 112016009565534-pat00019
로 반사되는 각도,
Figure 112016009565534-pat00020
는
Figure 112016009565534-pat00021
에서 반사되어 라이다 센서 시스템에 수신된 레이저 신호,
Figure 112016009565534-pat00022
는
Figure 112016009565534-pat00023
에서
Figure 112016009565534-pat00024
로 반사되는 레이저 신호,
Figure 112016009565534-pat00025
는 각 벡터의 크기,
Figure 112016009565534-pat00026
는 상호 간섭에 의한 영향을 보정하는 값을 나타낸다.
도 2를 참조하면,
Figure 112016009565534-pat00027
에서 반사되어 라이다 센서 시스템(100)에 수신된 레이저 신호
Figure 112016009565534-pat00028
는 <수학식 1>과 같이 표현될 수 있다.
수학식 1
Figure 112016009565534-pat00029
또한, 레이저 신호
Figure 112016009565534-pat00030
는
Figure 112016009565534-pat00031
에서 반사되어 수신된 신호인
Figure 112016009565534-pat00032
와
Figure 112016009565534-pat00033
에서 반사된 레이저 신호가
Figure 112016009565534-pat00034
에서 반사되어 수신된 신호인
Figure 112016009565534-pat00035
의 합으로 <수학식 2>와 같이 표현될 수 있다.
수학식 2
Figure 112016009565534-pat00036
Figure 112016009565534-pat00037
신호는 라이다 센서 시스템에서 송신한 신호인
Figure 112016009565534-pat00038
가
Figure 112016009565534-pat00039
에서 반사되어 라이다 센서 시스템(100)에서 수신한 신호로서 <수학식 3>과 같이 표현될 수 있다.
수학식 3
Figure 112016009565534-pat00040
Figure 112016009565534-pat00041
와
Figure 112016009565534-pat00042
는 빛이 대기 중에서 감쇄하는 특성을 나타내며 각각 <수학식 4> 및 <수학식 5>로 표현될 수 있다.
수학식 4
Figure 112016009565534-pat00043
수학식 5
Figure 112016009565534-pat00044
Figure 112016009565534-pat00045
신호는 라이다 센서 시스템(100)에서 송신한 신호인
Figure 112016009565534-pat00046
가
Figure 112016009565534-pat00047
에서 반사된 레이저 신호가
Figure 112016009565534-pat00048
에서 반사되어 수신된 신호로서 <수학식 6>과 같이 표현될 수 있다.
수학식 6
Figure 112016009565534-pat00049
Figure 112016009565534-pat00050
는 빛이 대기 중에서 신호 세기가 감쇄하는 특성을 나타내며 <수학식 7>로 표현될 수 있다.
수학식 7
Figure 112016009565534-pat00051
레이저 신호
Figure 112016009565534-pat00052
를 나타내는 <수학식 2>를 <수학식 3>과 <수학식 6>을 이용하면 <수학식 8>로 표현될 수 있다.
수학식 8
Figure 112016009565534-pat00053
레이저 신호
Figure 112016009565534-pat00054
에서,
Figure 112016009565534-pat00055
신호는
Figure 112016009565534-pat00056
에 반사된 레이저가 전달될 수 있는 모든 위치에서 가능하므로 최종적으로 <수학식 9>와 같이 표현될 수 있다.
수학식 9
Figure 112016009565534-pat00057
즉, 픽셀 i 에서, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호인
Figure 112016009565534-pat00058
는 <수학식 9> 와 같이 표현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템(100)에서 멀티패스에 의한 상호 간섭을 보정하기 위한 레이저 신호 모델을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 픽셀 i 에 관련된 레이저 신호 모델로 다음의 4가지 모델을 생성할 수 있다.
Figure 112016009565534-pat00059
는 멀티패스에 의한 상호 간섭이 제거된 레이저 신호 모델(310),
Figure 112016009565534-pat00060
는 멀티패스에 의한 상호 간섭의 제거된 레이저 신호 예측 모델(330),
Figure 112016009565534-pat00061
는 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델(350),
Figure 112016009565534-pat00062
는 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델(370)을 나타낼 수 있다.
멀티패스에 의한 상호 간섭이 제거된 레이저 신호 모델은 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에서 상호 간섭에 의한 영향을 보정하는 값을 제거한 것으로 <수학식 10>과 같이 표현될 수 있다.
수학식 10
Figure 112016009565534-pat00063
멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델을 표현하는
Figure 112016009565534-pat00064
상의 한 점
Figure 112016009565534-pat00065
를 나타내는 신호 모델은 두 개의 상호 간섭 보정 값을 포함한 것으로 <수학식 11> 내지 <수학식 16>으로 표현될 수 있다.
수학식 11
Figure 112016009565534-pat00066
수학식 12
Figure 112016009565534-pat00067
수학식 13
Figure 112016009565534-pat00068
수학식 14
Figure 112016009565534-pat00069
수학식 15
Figure 112016009565534-pat00070
수학식 16
Figure 112016009565534-pat00071
픽셀 i 에 관련된 레이저 신호를 표현하는 4가지 모델 중에서 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델
Figure 112016009565534-pat00072
(370)가 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델
Figure 112016009565534-pat00073
(350)에 최대한 일치하도록, 상호 간섭에 의한 영향을 보정하는 값인
Figure 112016009565534-pat00074
와
Figure 112016009565534-pat00075
를 반복법을 이용하여 결정할 수 있다. 즉, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 제거된 레이저 신호 예측 모델
Figure 112016009565534-pat00076
(330)에
Figure 112016009565534-pat00077
와
Figure 112016009565534-pat00078
를 대입하면 멀티패스에 의한 상호 간섭이 제거된 레이저 신호 모델
Figure 112016009565534-pat00079
(310)를 계산할 수 있다. 라이다 센서 시스템에서 수신할 수 있는 모든 픽셀의 보정값을
Figure 112016009565534-pat00080
로 표현하고,
Figure 112016009565534-pat00081
를
Figure 112016009565534-pat00082
의 위상으로 표현했을 때, 반복법을 이용한 최적의
Figure 112016009565534-pat00083
와
Figure 112016009565534-pat00084
의 값은 <수학식 17> 및 <수학식 18>을 이용하여 결정할 수 있다.
수학식 17
Figure 112016009565534-pat00085
수학식 18
Figure 112016009565534-pat00086
즉, <수학식 18>에서 픽셀 한 개마다 차이를 계산하고, <수학식 17>에서 차이의 절대값의 제곱을 합한 결과를 최소로 하도록, 반복하여 계산함으로써, 최적의
Figure 112016009565534-pat00087
와
Figure 112016009565534-pat00088
의 값을 결정할 수 있다.
결정된 최적의
Figure 112016009565534-pat00089
와
Figure 112016009565534-pat00090
를 <수학식 10>에 사용하여 멀티 패스에 의한 상호 간섭이 제거된 레이저 신호 모델
Figure 112016009565534-pat00091
(310)를 구할 수 있다. 즉, 결정된 최적의
Figure 112016009565534-pat00092
와
Figure 112016009565534-pat00093
를 <수학식 11>부터 <수학식 16>까지 적용하여, 멀티 패스에 의한 상호 간섭이 제거된 레이저 신호 모델
Figure 112016009565534-pat00094
(310)를 구할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템(100)에서, 반복법을 이용하여 멀티패스에 의한 상호 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템(100)에서, 거리를 측정하기 위해 레이저 송신부(10)를 사용하여 레이저 펄스 신호를 목표 지점에 송신(402)할 수 있다. 목표 지점에서 반사된 레이저 펄스 신호는 레이저 수신부(20)에서 수신(404)되어 검출될 수 있다. 데이터 수집부(30)는 레이저 수집부(20)에서 수신한 레이저 펄스 신호의 데이터를 수집, 저장하고, 측정부(42)는 수집, 저장된 레이저 펄스 신호 데이터를 처리하여 목표 지점까지 거리(406) 및 반사된 레이저 펄스 신호 세기(408)를 측정할 수 있다. 여기에서, 측정부(42)가 측정한 목표 지점까지의 거리는 송수신한 레이저 펄스 신호 변조 방법에 따라 ToF(Time of Flight) 방식 또는 PS(Phase Shift) 방식으로 처리하여 측정할 수 있다. 전술한 바와 같이, 측정부(42)가 측정한 거리(406)는 멀티 패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함되어 있는 거리로써, 계산부(44)의 보정에 의하여 멀티 패스에 의한 상호 간섭의 영향을 제거할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 계산부(44)는 측정된 거리(406)를 이용하여, 멀티 패스에 의한 상호 간섭이 포함된 신호 모델
Figure 112016009565534-pat00095
(350)을 생성(410)할 수 있다. 또한, 계산부(44)는 반복법을 사용하기 위해, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향을 보정하는 값인
Figure 112016009565534-pat00096
와
Figure 112016009565534-pat00097
를 임의로 생성하고, 이를 이용하여
Figure 112016009565534-pat00098
를 생성(420)할 수 있다. 생성한
Figure 112016009565534-pat00099
를 이용하여, 멀티 패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델
Figure 112016009565534-pat00100
(370)을 생성(430)하고, 모델
Figure 112016009565534-pat00101
(350)와 모델
Figure 112016009565534-pat00102
(370)을 비교(440)하여, 두 모델이 최대한 일치하는지 <수학식 17> 및 <수학식 18>을 이용하여 판단(450)할 수 있다.
계산부(44)는 모델
Figure 112016009565534-pat00103
(350)와 모델
Figure 112016009565534-pat00104
(370)이 최대한 일치하지 않은 경우, 확률 모델을 사용하여 보정값
Figure 112016009565534-pat00105
와
Figure 112016009565534-pat00106
를 새롭게 생성(460)할 수 있고, 새로운 보정값
Figure 112016009565534-pat00107
와
Figure 112016009565534-pat00108
를 이용하여, 예측 모델
Figure 112016009565534-pat00109
(370)을 새로 생성할 수 있다. 따라서, 새로 생성된 예측 모델
Figure 112016009565534-pat00110
(370)을 모델
Figure 112016009565534-pat00111
(350)와 최대한 일치하는지 재차 반복하여 비교함으로써, 최적의 상호 간섭 보정값
Figure 112016009565534-pat00112
와
Figure 112016009565534-pat00113
를 결정할 수 있다. 전술한 바와 같이, 결정된 최적의
Figure 112016009565534-pat00114
와
Figure 112016009565534-pat00115
를 <수학식 10>에 사용하여 멀티 패스에 의한 상호 간섭이 제거된 레이저 신호 모델
Figure 112016009565534-pat00116
(310)를 계산할 수 있다. 즉, 결정된 최적의
Figure 112016009565534-pat00117
와
Figure 112016009565534-pat00118
를 <수학식 11>부터 <수학식 16>까지 적용하여, 멀티 패스에 의한 상호 간섭이 제거된 레이저 신호 모델
Figure 112016009565534-pat00119
(310)를 계산할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템(100)에서, 반복법을 이용하여 멀티패스에 의한 상호 간섭을 제거하는 방법을 나타낸 순서도이다.
단계 S10에서, 라이다 센서 시스템(100)은 거리 측정을 위해, 레이저 송신부(10)를 이용하여 레이저 펄스 신호를 측정 목표물에 송신할 수 있다.
단계 S20에서, 레이저 수신부(20)는 측정 목표물에서 반사된 레이저 펄스 신호를 수신할 수 있다. 여기에서, 레이저 수신부(20)가 수신하는 레이저 펄스 신호는 측정 목표물에서 직접 반사된 신호뿐만 아니라, 여러 경로로 반사되어 수신되는 신호도 포함하므로, 멀티패스에 의한 상호 간섭 신호를 수신하게 된다.
단계 S30에서, 측정부(42)는 수신한 레이저 펄스 신호에 기반하여, 측정 목표물까지의 거리 및 신호 세기를 측정할 수 있다. 즉, 데이터 수집부(30)가 레이저 수신부(20)에서 수신한 레이저 펄스 신호에 관한 데이터를 수집, 저장하면, 측정부(42)가 수집, 저장된 데이터에 기반하여, 측정 목표물까지의 거리 및 신호 세기를 측정할 수 있다. 예를 들어, 라이다 센서 시스템(100)이 ToF 방식으로 레이저 펄스 신호를 송, 수신하였다면, 측정부(42)는 레이저 펄스 신호를 송신하고 수신한 도달 시간으로 거리를 측정할 수 있다.
단계 S40에서, 계산부(44)는 측정한 거리에 기반하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델을 생성할 수 있다. 즉, 측정부(42)가 측정한 거리는 멀티패스에 의한 상호 간섭이 포함된 거리이므로, 측정한 거리에 기반하여 레이저 신호 모델을 생성하면, 멀티패스에 의한 상호 간섭이 포함된 레이저 신호 모델이 된다.
단계 S50에서, 반복법의 이용을 위해, 계산부(44)는 먼저 임의의 상호 간섭 보정값을 생성할 수 있다. 즉, 계산부(44)는 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델을 생성하기 위해, 먼저 상호 간섭 보정값
Figure 112016009565534-pat00120
와
Figure 112016009565534-pat00121
를 임의로 생성할 수 있다. 반복법의 첫 계산에서는 상호 간섭 보정값
Figure 112016009565534-pat00122
와
Figure 112016009565534-pat00123
를 이미 결정된 값으로 사용할 수 없으므로, 임의로 생성하게 된다.
단계 S60에서, 계산부(44)는 생성된 임의의 상호 간섭 보정값을 이용하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델을 생성할 수 있다. 즉, 계산부(44)는 생성된 임의의 상호 간섭 보정값
Figure 112016009565534-pat00124
와
Figure 112016009565534-pat00125
를 이용하여
Figure 112016009565534-pat00126
를 생성하고, 생성한
Figure 112016009565534-pat00127
를 이용하여 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델
Figure 112016009565534-pat00128
(370)을 생성할 수 있다.
단계 S70에서, 계산부(44)는 생성된 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델이 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에 일치하도록, 반복법(iteration method)을 이용하여, 상호 간섭 보정값을 결정할 수 있다.
즉, 계산부(44)는 <수학식 17>과 <수학식 18>을 사용하여, 생성된 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델
Figure 112016009565534-pat00129
(370)이 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델
Figure 112016009565534-pat00130
(350)에 최대한 일치하도록, 반복하여 계산하고, 상호 간섭 보정값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 모델
Figure 112016009565534-pat00131
(370)와 모델
Figure 112016009565534-pat00132
(350)이 최대한 일치하는지 확인하고, 재차 반복하여, 상호 간섭 보정값
Figure 112016009565534-pat00133
와
Figure 112016009565534-pat00134
를 새로 생성하고, 이에 기반하여 새로 모델
Figure 112016009565534-pat00135
(370)을 생성하고, 또다시 새로 생성된 모델
Figure 112016009565534-pat00136
(370)와 모델
Figure 112016009565534-pat00137
(350)이 최대한 일치하는지 확인하여, 모델
Figure 112016009565534-pat00138
(370)와 모델
Figure 112016009565534-pat00139
(350)가 최대한 일치할 때의 상호 간섭 보정값
Figure 112016009565534-pat00140
와
Figure 112016009565534-pat00141
를 결정할 수 있다. 여기에서, 반복법을 이용하여, 상호 간섭 보정값
Figure 112016009565534-pat00142
와
Figure 112016009565534-pat00143
를 새로 생성할 때에는 환언하면, 상호 간섭 보정값의 두 번째 생성부터는 확률 모델을 사용하여 상호 간섭 보정값을 생성할 수 있다. 또한, 확률 모델로 레벤버그-마쿼트 알고리즘(Levenberg-Marquardt algorithm) 모델을 사용하여, 상호 간섭 보정값
Figure 112016009565534-pat00144
와
Figure 112016009565534-pat00145
를 생성할 수 있다.
단계 S80에서, 계산부(44)는 결정된 상호 간섭 보정값을 이용하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 제거된 레이저 신호 모델을 계산할 수 있다.
즉, 계산부(44)는 모델
Figure 112016009565534-pat00146
(370)와 모델
Figure 112016009565534-pat00147
(350)가 최대한 일치하도록 결정된 상호 간섭 보정값
Figure 112016009565534-pat00148
와
Figure 112016009565534-pat00149
를 <수학식 10>에 사용하여 멀티 패스에 의한 상호 간섭이 제거된 레이저 신호 모델
Figure 112016009565534-pat00150
(310)를 계산할 수 있다. 결정된 상호 간섭 보정값
Figure 112016009565534-pat00151
와
Figure 112016009565534-pat00152
를 <수학식 11>부터 <수학식 16>까지 적용하여, 멀티 패스에 의한 상호 간섭이 제거된 레이저 신호 모델
Figure 112016009565534-pat00153
(310)를 계산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 장치와 관련하여서는 전술한 방법에 대한 내용이 적용될 수 있다. 따라서, 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 장치와 관련하여, 전술한 방법에 대한 내용과 동일한 내용에 대하여는 설명을 생략하였다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 레이저 송신부 20: 레이저 수신부
30: 데이터 수집부 40: 데이터 처리부
42: 측정부 44: 계산부
100: 라이다 센서 시스템
310: 멀티패스에 의한 상호 간섭이 제거된 레이저 신호 모델(
Figure 112016009565534-pat00154
)
330: 멀티패스에 의한 상호 간섭의 제거된 레이저 신호 예측 모델(
Figure 112016009565534-pat00155
)
350: 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델(
Figure 112016009565534-pat00156
)
370: 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델(
Figure 112016009565534-pat00157
)
402: 레이저 송신부에서 송신되는 레이저 펄스 신호
404: 레이저 수신부에서 수신되는 레이저 펄스 신호
406: 측정된 거리
408: 측정된 레이저 신호 세기(진폭)
410: 측정된 거리를 이용하여, 멀티 패스에 의한 상호 간섭이 포함된 신호 모델
Figure 112016009565534-pat00158
을 생성
420: 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향을 보정하는 값인
Figure 112016009565534-pat00159
와
Figure 112016009565534-pat00160
를 임의로 생성하고, 이를 이용하여
Figure 112016009565534-pat00161
를 생성
430: 생성한
Figure 112016009565534-pat00162
를 이용하여, 멀티 패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델
Figure 112016009565534-pat00163
을 생성
440: 모델
Figure 112016009565534-pat00164
와 모델
Figure 112016009565534-pat00165
을 비교
450: 두 모델이 최대한 일치하는지 <수학식 17> 및 <수학식 18>을 이용하여 판단
460: 확률 모델을 사용하여 상호 간섭 보정값
Figure 112016009565534-pat00166
와
Figure 112016009565534-pat00167
를 새롭게 생성

Claims (9)

  1. 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 방법에 있어서,
    레이저 펄스 신호를 측정 목표물에 송신하는 단계;
    상기 측정 목표물에서 반사된 레이저 펄스 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신한 레이저 펄스 신호에 기반하여, 측정 목표물까지의 거리 및 신호 세기를 측정하는 단계;
    상기 측정한 거리에 기반하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델을 생성하는 단계; 및
    반복법(iteration method)을 이용하여, 상기 생성한 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에서 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향을 제거한 레이저 신호 모델을 계산하는 단계를 포함하고,
    상기 반복법(iteration method)을 이용하여, 상기 생성한 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에서 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향을 제거한 레이저 신호 모델을 계산하는 단계는,
    임의의 상호 간섭 보정값을 생성하는 단계;
    상기 생성된 임의의 상호 간섭 보정값을 이용하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델을 생성하는 단계;
    상기 생성된 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델이 상기 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에 서로 일치하도록, 반복법을 이용하여, 상호 간섭 보정값을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 상호 간섭 보정값을 이용하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 제거된 레이저 신호 예측 모델로부터 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 제거된 레이저 신호 모델을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반복법을 이용하여 상호 간섭 보정값을 결정하는 단계는,
    상기 반복법에 의한 상기 상호 간섭 보정값의 두 번째 생성부터는 확률 모델을 사용하여 상호 간섭 보정값을 생성하고, 상기 확률 모델을 사용하여 생성된 상호 간섭 보정값을 이용하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델을 생성하고, 상기 확률 모델을 사용하여 생성된 상호 간섭 보정값을 이용하여 생성된 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델이 상기 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에 서로 일치하도록, 반복법을 이용하여, 상호 간섭 보정값을 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 확률 모델은 레벤버그-마쿼트 알고리즘(Levenberg-Marquardt algorithm) 모델인 것을 특징으로 하는 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 방법.
  5. 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 장치에 있어서,
    측정 목표물에 레이저 펄스 신호를 송신하기 위한 레이저 송신부;
    상기 측정 목표물에 반사된 레이저 펄스 신호를 수신하기 위한 레이저 수신부;
    상기 레이저 수신부에서 수신한 레이저 펄스 신호 데이터를 수집하고 저장하기 위한 데이터 수집부;
    상기 데이터 수집부에서 수집하고 저장한 레이저 펄스 신호 데이터를 계산하여 멀티 패스에 의한 상호 간섭을 제거하기 위한 데이터 처리부; 를 포함하며, 상기 데이터 처리부는 측정부 및 계산부를 포함하고, 상기 측정부는 상기 저장한 레이저 펄스 신호 데이터를 처리하여 측정 목표물까지의 거리 및 레이저의 신호 세기를 측정하며, 상기 계산부는 상기 측정한 측정 목표물까지의 거리에 기반하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델을 생성하고, 임의의 상호 간섭 보정값을 생성하고, 상기 생성된 임의의 상호 간섭 보정값을 이용하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델을 생성하고, 상기 생성된 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델이 상기 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에 서로 일치하도록, 반복법을 이용하여, 상호 간섭 보정값을 결정하고, 상기 결정된 상호 간섭 보정값을 이용하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 제거된 레이저 신호 예측 모델로부터 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 제거된 레이저 신호 모델을 계산하는 것을 특징으로 하는 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 장치.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 반복법을 이용한 상호 간섭 보정값의 결정은,
    상기 반복법에 의한 상호 간섭 보정값의 두 번째 생성부터는 확률 모델을 사용하여 상호 간섭 보정값을 생성하고, 상기 확률 모델을 사용하여 생성된 상호 간섭 보정값을 이용하여, 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델을 생성하고, 상기 확률 모델을 사용하여 생성된 상호 간섭 보정값을 이용하여 생성된 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 예측 모델이 상기 멀티패스에 의한 상호 간섭의 영향이 포함된 레이저 신호 모델에 서로 일치하도록, 반복법을 이용하여, 상호 간섭 보정값의 결정인 것을 특징으로 하는 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 확률 모델은 레벤버그-마쿼트 알고리즘(Levenberg-Marquardt algorithm) 모델인 것을 특징으로 하는 주파수 변조 방식의 라이다 센서 시스템에서 멀티패스에 의한 상호 간섭 제거 장치.
  9. 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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