KR101814135B1

KR101814135B1 - 라이다 시스템

Info

Publication number: KR101814135B1
Application number: KR1020170106541A
Authority: KR
Inventors: 김철영
Original assignee: (주)엠제빈
Priority date: 2017-08-23
Filing date: 2017-08-23
Publication date: 2018-01-02

Abstract

라이다 시스템을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 광학장치 내부에 광학필터를 구비하여, 반사광만을 수광하면서도 간단한 구성을 가져 양산이 가능한 라이다 시스템을 제공한다.

Description

라이다 시스템{Lidar System}

본 실시예는 외부에 별도의 광학 필터를 구비하지 않은 라이다 시스템에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

라이다(LIDAR: Light Detection And Ranging) 시스템은 빛을 이용하여 타겟을 탐지하고 타겟까지의 거리를 측정하는 시스템을 말한다. 라이다 시스템은 기능에 있어서 레이더(RADAR: Radio Detection And Ranging)와 유사하지만, 전파를 이용하여 타겟을 탐지하는 레이다와 달리 빛을 이용하여 타겟을 탐지한다는 차이가 있다. 이러한 차이로 인해 라이다 시스템은 '영상 레이더'라고 칭해지기도 한다.

빛과 마이크로파 간의 도플러 효과 차이로 인하여, 라이다는 레이더에 비하여 방위 분해능, 거리 분해능 등이 우수하다.

위성이나 항공기에서 레이저 펄스를 방출하고, 대기중의 입자에 의해 후방 산란되는 펄스를 지상관측소에서 수신하는 항공 라이다가 주류를 이루어왔다. 이러한 항공 라이다는 바람 정보와 함께 먼지, 연기, 에어로졸, 구름입자 등의 존재와 이동을 측정하고, 대기중의 먼지입자의 분포 또는 대기 오염도를 분석하는데 사용되어왔다. 그런데, 최근에는 송신계와 수신계가 모두 지상에 설치되어 장애물 탐지, 지형 모델링, 대상물의 위치 획득 기능을 수행하는 지상 라이다에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 따라, 지상 라이다 시스템을 감시정찰로봇, 전투로봇, 무인수상함, 무인헬기 등의 국방분야나, 민수용 이동로봇, 지능형자동차, 무인자동차 등의 민수용 분야에 적용하려는 연구가 이루어지고 있다.

라이다 시스템은 타겟을 탐지하기 위한 센싱광을 생성하여 조사하며 타겟으로부터 반사된 반사광을 수광하여 타겟의 침입여부를 감지한다. 이때, 센싱광과 반사광은 기 설정된 파장 대역을 갖는 광을 이용하며, 라이다 시스템 내 광학장치를 이용하여 반사광을 수광함으로써 타겟의 유무를 감지한다. 그러나 라이다 시스템 내 광학장치로 반사광 이외의 빛이 입사되는 경우, 타겟과는 무관하게 타겟이 존재하는 것으로 감지할 수 있어 정확도가 떨어지게 된다. 이에 따라, 종래의 라이다 시스템은 라이다 시스템의 외부(라이다 시스템의 커버부)에 반사광이 갖는 파장 대역 이외의 광은 필터링하는 필터 성분을 포함시킴으로써, 센싱광과 반사광만이 라이다 시스템의 외부를 통과할 수 있도록 해 왔다.

그러나 전술한 것과 같은 구성은 다음의 문제를 야기한다. 라이다 시스템의 센싱광은 통상 육안으로 식별이 불가능한 파장 대역의 광(예를 들어, 적외선)을 이용한다. 이에 따라, 라이다 시스템이 스캐닝하는 영역이 목표하는 스캐닝 영역과 일치하는지, 타겟을 검출한 경우 타겟의 위치가 어디인지 등을 확인함에 있어, 라이다 시스템의 사용자가 별도의 장비없이는 육안으로 확인이 곤란한 문제가 있어왔다. 이에 따라, 종래의 라이다 시스템은 가시광선 대역을 갖는 가이드광을 센싱광과는 별도로 조사하여 스캐닝하는 영역이 목표하는 스캐닝 영역과 일치하는지, 타겟을 검출한 경우 타겟의 위치가 어디인지 등을 확인할 수 있도록 했다. 그러나 전술한 바와 같이, 라이다 시스템의 외부에는 반사광이 갖는 파장 대역 이외의 광은 필터링하는 필터 성분을 포함하고 있기 때문에, 가이드광을 조사하는 구성을 라이다 시스템의 내부에 아무런 조치없이 구비할 수 없는 불편이 있었다. 가이드광을 조사하는 구성을 라이다 시스템에서 별도의 구성으로 독립적으로 구현해야 하거나, 가이드광을 조사하기 위해 라이다 시스템 외부의 구성을 광학필터를 포합하는 부분과 포함하지 않은 부분으로 구분하여 구현하는 등의 불편이 있었다. 이러한 문제점은 라이다 시스템을 양산하는데 있어 제약으로 작용해왔다.

본 실시예는, 광학장치 내부에 광학필터를 구비하여, 반사광만을 수광하면서도 간단한 구성을 가져 양산이 가능한 라이다 시스템을 제공하는 데 일 목적이 있다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 타겟을 탐지하는 라이다 시스템에 있어서, 회전 동력을 제공하는 모터와 상기 모터와 연결되어 회전하며, 입사되는 광을 반사시키는 제1 미러와 기 설정된 대역 또는 기 설정된 대역 이외의 파장을 갖는 광을 필터링하는 필터를 구비하지 않으며, 외력으로부터 상기 라이다 시스템 내 구성을 보호하는 커버부와 가시광선 대역의 파장을 갖는 가이드광을 상기 제1 미러로 출력하는 가이드 광원과 가시광선 대역 이외의 파장을 갖는 센싱광을 상기 제1 미러로 출력하거나 입사되는 광을 필터링하여 상기 타겟으로부터 반사된 반사광만을 수광하는 광학장치 및 상기 광학장치, 상기 가이드 광원 및 상기 모터의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 필터를 구비하지 않은 커버부에 의해서 상기 가이드광과 센싱광이 조사되는 경로가 동일하게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 라이다 시스템을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예의 일 측면에 따르면, 라이다 시스템은 광학장치 내부에 광학필터를 구비함으로써, 반사광만을 수광하면서도 간단한 구성을 가져 양산이 가능한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 광학장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 라이다 광학장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 광학장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 라이다 광학장치의 단면도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 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, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템(100)은 몸체부(110), 스캐너(120) 및 커버부(130)를 포함한다.

몸체부(110)는 라이다 시스템(100)의 형상을 유지하도록 하며, 스캐너(120) 및 커버부(130)를 지탱한다. 또한, 몸체부(110)는 내부에 라이다 시스템(100)의 동작이나 데이터 처리 등을 제어하는 제어부(미도시), 스캐너(120)가 타겟을 스캐닝하기 위한 센싱광을 조사하고, 타겟으로부터 반사된 반사광을 수광하는 광학장치(미도시) 및 스캐너(120)가 스캐닝 영역을 스캐닝할 수 있도록 스캐너를 동작시키는 모터(미도시)를 포함한다.

스캐너(120)는 광학장치로부터 조사되는 센싱광을 스캐닝 영역으로 반사시키고, 물체로부터 반사된 반사광을 광학장치로 반사시킨다. 스캐너(120)는 모터(미도시)에 의해 회전하며, 센싱광을 스캐닝 영역 전부에 반사시킨다. 스캐너(120)는 반사시킨 센싱광이 기존에 이미 존재하던 물체나 배경(이하에서는 '기존 배경'이라고 약칭함)에 반사되거나, 타겟에 반사되어 되돌아오는 반사광을 광학장치로 반사시켜 광학장치가 반사광을 수광할 수 있도록 한다.

커버부(130)는 라이다 시스템(100) 내 내부 구성을 보호한다. 커버부(130)는 센싱광 또는 반사광이 통과 가능하도록 투명한 재질로 구성되며, 센싱광 또는 반사광의 진행방향이 변화하지 않도록 각이 없는 원통 형상으로 구현될 수 있다.

커버부(130)는 센싱광이나 반사광만을 통과시키며 센싱광 또는 반사광이 갖는 파장대역 이외의 광은 필터링하는 광학필터를 구비하지 않는다. 즉, 커버부(130)는 센싱광이나 반사광을 포함한 모든 광이 통과된다. 커버부(130) 내부에 가이드광(스캐닝 영역 또는 타겟을 육안으로 식별하기 위해 조사되는 광)을 조사하는 구성이 배치되어 있어, 커버부(130)를 광학필터가 구비된 영역과 가이드광을 조사하기 위해 광학필터를 구비하지 않는 영역으로 분리할 필요가 없다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템(100)은 종래의 라이다 시스템에 비해 보다 용이하게 양산할 수 있는 장점이 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템의 단면도이다.

스캐너(120)는 모터(210)와 제1 미러부(220)를 포함한다.

전술한 바와 같이, 모터(210)는 몸체부(110) 내에 위치하며, 제1 미러부(220)와 연결되어 제1 미러부(220)가 회전할 수 있도록 동력을 제공한다. 모터(210)는 엔코더(Encoder, 미도시)를 포함하거나 엔코더와 연결되며, 엔코더를 이용하여 모터의 회전 수나 속도, 회전 방향 또는 회전 각도 등의 정보를 파악하고, 파악한 정보를 제어부(240)로 제공한다.

제1 미러부(220)는 광학장치(230)로부터 조사되는 센싱광을 반사시키며, 기존 배경이나 타겟에 반사된 반사광을 반사시킨다. 제1 미러부(220)는 광학장치(230)가 조사하는 센싱광을 스캐닝 영역으로 반사시키기 위해, 광학장치(230)가 센싱광을 조사하는 방향을 기준으로 기 설정된 각도를 이루는 반사면을 구비한다. 예를 들어, +Z 축으로 조사된 센싱광을 XY 평면상의 스캐닝 영역으로 반사시키기 위해, 제1 미러부(220)는 45˚ 각도를 갖는 반사면을 구비할 수 있다. 이처럼, 제1 미러부(220)는 기 설정된 각도를 갖는 반사면을 구비함으로써, 조사되는 센싱광을 스캐닝 영역으로 반사시킨다.

제1 미러부(220)는 모터(210)와 연결되어 모터(210)의 회전에 따라 함께 회전한다. 회전함으로써, 제1 미러부(220)는 한 지점이 아닌 일정한 면적의 영역으로 센싱광을 반사시킬 수 있으며, 한 지점이 아닌 일정한 면적의 영역 내 기존 배경이나 타겟에 반사된 반사광을 다시 반사시킬 수 있다.

광학장치(230)는 몸체부(110) 내에 위치하며, 스캐너(120)로 센싱광을 조사하거나, 반사광을 포함하여 스캐너(120)로부터 입사되는 모든 광을 수광한다. 다만, 광학장치(230) 내에 광학필터를 구비하여 광학장치(230)는 반사광에 대한 수광여부만을 판단한다. 이와 함께, 광학장치(230)는 스캐너(120)로 가이드광을 조사한다. 광학장치(230) 내부에서 가이드광을 조사할 수도 있고, 광학장치(230)의 외부에서 가이드광을 조사할 수도 있다. 광학장치에 대한 상세한 설명은 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

제어부(240)는 라이다 시스템(100) 내 각 구성의 동작을 제어하며, 광학장치(230)와 스캐너(120)를 이용하여 타겟이 스캐닝 영역으로 침입을 하였는지를 판단한다. 기존 배경으로 센싱광이 조사된 후 기존 배경으로부터 반사된 반사광이 광학장치로 입사되는 경우, 제어부(240)는 센싱광이 조사될 때의 각도 및 센싱광이 기존 배경의 각 구성에 반사되어 광학장치(230)로 입사될 때까지의 시간을 측정한다. 제어부(240)는 측정값을 이용하여 기존 배경의 각 구성들이 어느 각도에 얼마만큼 떨어져 있는지 거리를 연산할 수 있다. 제어부(240)는 메모리(미도시)를 구비하며, 기존 배경의 각 구성들의 방향과 거리를 저장한다.

추후, 메모리에 저장된 기존 배경의 각 구성들의 정보와 상이한 값이 연산되는 경우, 제어부(240)는 실제 스캐닝 영역에 타겟이 침입했음을 알 수 있다. 또한, 제어부(240)는 타겟으로부터 반사된 측정값을 이용하여 타겟의 방향과 거리를 측정할 수 있다. 제어부(240)는 타겟의 위치를 측정할 수 있으며, 타겟이 침입했음을 빛 또는 소리 등을 이용하여 외부로 알리도록 제어할 수 있다.

제어부(240)는 도 2에 도시된 것처럼 광학장치(230)를 감싸는 형태의 회로 기판으로 구현될 수 있으며, 그와 달리 광학장치(230)와는 별도의 구성으로 몸체부(110) 내에 구현될 수 있다. 제어부(240)는 구현 형태에 있어 별도의 제약을 받지 않는다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 광학장치의 사시도이다. 도 3은 제어부(240)가 광학장치(230)와는 별도의 구성으로 몸체부(110) 내에 구현된 경우를 도시하고 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 광학장치(230)는 광학 렌즈(310), 광 송출부(320) 및 센싱광원(330)을 포함한다.

광학 렌즈(310)는 스캐너(120)로부터 입사되는 광을 집광하여 광 검출부(미도시)로 전달한다. 센싱광과는 달리, 입사광 중 타겟 또는 기존 배경으로부터 반사되는 반사광은 분산되기 때문에, 반사광을 검출하는데 충분한 양의 반사광이 광 검출부(미도시)로 입사되지 못할 우려가 존재한다. 광학 렌즈는 반사광을 집광함으로써, 광 검출부(미도시)가 반사광을 검출할수 있도록 한다.

광 송출부(320)는 센싱광원(330)으로부터 조사되는 센싱광이 광 송출부(320) 외부로 분산되는 것을 방지하기 위한 차단부(324)와 센싱광이 조사되는 조사부(328)을 포함한다. 광 송출부(320)는 차단부(324)를 구비함으로써, 센싱광원(330)으로부터 조사되는 센싱광이 외부로 분산되는 것을 방지하며 오롯이 조사부(328)로만 조사되도록 한다. 광 송출부(320)는 차단부(324)와 조사부(328)을 구비하여 센싱광이 조사부(328)로만 조사되도록 함으로써, 센싱광이 스캐닝 영역에만 온전한 세기로 조사되도록 한다. 차단부(324)의 폭과 그에 따라 결정되는 조사부(328)의 폭은 스캐닝 영역에 따라 달리 설정될 수 있다.

센싱광원(330)은 타겟을 탐지하기 위한 센싱광을 조사한다. 센싱광원(330)은 제2 미러부(미도시)를 향해 센싱광을 조사하며, 제2 미러부(미도시)에 의해 반사된 센싱광은 광 송출부(320)의 조사부(328)를 거쳐 스캐너(120)로 조사된다. 센싱광은 가시광선의 파장 대역 외의 파장 대역을 갖는다. 예를 들어, 센싱광은 900nm 대역의 적외선이 이용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 라이다 광학장치의 사시도이다. 도 4는 제어부(240)가 광학장치(230)를 감싸는 형태의 회로 기판으로 구현된 경우를 도시하고 있다.

도 4를 참조하면, 제어부(240)는 광학장치(230)를 감싸는 형태의 회로 기판으로 구현된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 광학장치의 단면도이다.

제2 미러부(510)는 센싱광원(330)으로부터 조사되는 센싱광을 스캐너(120), 보다 구체적으로, 제1 미러(220)로 반사시킨다. 제2 미러부(510)는 센싱광원(330)으로부터 센싱광이 조사되는 방향과 기 설정된 각도를 이루는 반사면을 구비한다. 예를 들어, 스캐너(120)가 제2 미러부(510)의 연직 위(+Z축 방향)에 위치하며, 센싱광이 +Y축 방향으로 조사되는 경우, 제2 미러부(510)는 45˚를 갖는 반사면을 가지며 이에 따라 센싱광을 스캐너(120)로 반사시킨다.

또한, 제2 미러부(510)는 센싱광과 함께 가이드 광원(520)으로부터 조사되는 가이드광도 함께 제1 미러(220)로 반사시킨다. 센싱광과 가이드광은 서로 파장 대역이 상이하여 상호간에 어떠한 간섭을 일으키지 않기 때문에, 함께 제2 미러부(510)로 조사되어도 무방하다.

가이드 광원(520)은 가이드광을 제2 미러부(510)로 조사한다. 가이드 광원(520)도 센싱광원과 마찬가지로 제2 미러부(510)를 향해 가이드광을 조사하며, 제2 미러부(510)에 의해 반사된 가이드광은 광 송출부(320)의 조사부(328)를 거쳐 스캐너(120)로 조사된다. 가이드광은 스캐닝 영역 또는 감지된 타겟을 라이다 시스템의 사용자가 육안으로 식별할 수 있도록 조사되는 광으로서, 가시광선 파장 대역을 갖는다. 전술한 바와 같이, 커버부(130)가 센싱광 또는 반사광만을 통과시키는 광학 필터를 구비하고 있지 않기 때문에, 가이드 광원(520)은 센싱광이 조사되는 경로와 동일한 경로로 가이드광을 조사할 수 있다. 도 5에는 가이드 광원(520)이 센싱광원(330)을 기준으로 +Z축에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 가이드 광원(520)은 센싱광원(330)을 기준으로 ±X축, ±Y축, ±Z축 어느 방향에 위치하여도 무방하며, 가이드 광원(520)은 가이드 광을 제2 미러부(510)를 거쳐 스캐너(120)로 조사할 수 있으면 족하기 때문에, 가이드 광을 제2 미러부(510)로 조사할 수 있는 한도 내에서 센싱광원(330)과 기 설정된 거리만큼 떨어져 위치할 수도 있다.

광학필터(530)는 광학장치(230)로 입사되는 모든 광 중 센싱광 또는 반사광이 갖는 파장 대역의 광만을 통과시킨다. 전술한 바와 같이, 커버부(130)는 별도의 광학필터를 포함하고 있지 않기 때문에, 스캐너로(120) 반사광을 포함한 모든 광이 입사되며, 모든 광이 그대로 제1 미러부(220)에 반사되어 광학장치(230)로 입사된다. 그러나 광학장치(230) 내 광 검출부(540)에서 검출할 광은 반사광뿐이며, 나머지 광은 노이즈일 뿐이므로 나머지 노이즈광은 필터링할 필요가 있다. 광학필터(530)는 광학장치(230)로 입사되는 광과 반대되는 방향으로 광 검출부(540)로부터 기 설정된 거리만큼 떨어져 배치되어, 광학장치(230)로 입사되는 모든 광 중 센싱광 또는 반사광이 갖는 파장 대역의 광만을 통과시킨다. 광학필터(530)는 센싱광 또는 반사광이 갖는 파장 대역의 광만을 광 검출부(540)로 통과시키기 위해, 광 검출부(540)의 면적보다 큰 면적을 가질 수 있다.

광 검출부(540)는 광학필터(530)를 통과한 반사광을 수광하여 전기신호로 변환함으로써, 반사광의 수광여부를 검출한다. 광 검출부(540)는 포토 다이오드(PD: Photo Diode) 등 광 신호를 전기 신호로 변환하는 소자는 어떠한 것으로도 구현될 수 있다. 광 검출부(540)는 광학 렌즈(310)에 의해 집광된 모든 광 중 광학필터(530)를 통과한 반사광 만을 수광하여 전기신호로 변환한다.

아이솔레이터(Isolator, 550)는 센싱광원(330)이 센싱광을 방사하는 방향의 앞부분에 배치되어, 광원으로 입사되는 반사광을 차단한다. 아이솔레이터(550)는 전파를 순방향으로는 진행시키되, 역방향으로는 진행시키지 않는 회로소자를 의미한다. 아이솔레이터(550)는 센싱광은 통과시키지만, 센싱광의 반대방향으로 입사되는 반사광은 차단시킨다. 대부분의 반사광이 광학 렌즈(310)에 의해 집광되어 광 검출부(540)로 입사되나, 일부의 반사광이 광학 렌즈(310)가 아닌 광 송출부(320)의 조사부(328)로 입사된다. 조사부(328)로 입사되는 반사광은 제2 미러부(510)에 반사되어 센싱광원(330)으로 입사되는데, 이러한 반사광은 차단할 필요가 있다. 따라서 아이솔레이터(550)는 이처럼 센싱광원(330)으로 입사되는 반사광을 차단한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 광학장치의 단면도이다.

도 5에 도시된 가이드 광원(520)과 달리, 가이드 광원(610)은 라이다 광학장치(230)의 외부에 위치한다. 가이드 광원(520)과 같이 가이드 광을 제2 미러부(510)에 반사시켜 제1 미러부(220)로 조사할 수 있으나, 가이드 광원(610)은 별도의 반사 없이 직접 제1 미러부(220)로 가이드 광을 조사할 수 있다. 가이드 광원(610)이 라이다 광학장치(230)의 외부에 위치함으로써, 센싱광원의 크기가 크거나 광학장치(230)의 크기가 작아 가이드 광원을 배치할 공간이 넉넉하지 않은 경우에 발생할 수 문제(센싱광 또는 가이드 광의 궤적이 바뀌는 문제 등)를 방지할 수 있다.

또한, 가이드 광원(610)은 광 송출부(320)에서 조사부(328)를 제외한 나머지 부분에 위치할 수 있다. 가이드 광원(610)이 광 송출부(320)에 위치함으로써, 제1 미러부(220)로부터 반사되어 광학 장치(230)로 입사되는 광의 경로를 방해하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 가이드 광원(610)이 광학 렌즈(310)의 위(+Z축 방향)에 위치하는 경우, 가이드 광원(610)의 면적만큼 광학 장치(230)로 입사되는 광이 감소하며, 이에 따라, 타겟에서 반사된 반사광도 함께 줄어들 여지가 있다. 따라서 가이드 광원(610)은 광 송출부(320)에 위치할 수 있다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 라이다 시스템 110: 몸체부
120: 스캐너 130: 커버부
210: 모터 220: 제1 미러부
230: 라이다 광학장치 240: 제어부
310: 광학 렌즈 320: 광 송출부
324: 차단부 328: 조사부
330: 제1 광원 510: 제2 미러부
520, 610: 가이드 광원 530: 광학 필터
540: 광 검출부 550: 아이솔레이터

Claims

타겟을 탐지하는 라이다(LIDAR: LIght Detection And Ranging) 시스템에 있어서,
회전 동력을 제공하는 모터;
상기 모터와 연결되어 회전하며, 입사되는 광을 반사시키는 제1 미러;
기 설정된 대역 또는 기 설정된 대역 이외의 파장을 갖는 광을 필터링하는 필터를 구비하지 않으며, 외력으로부터 상기 라이다 시스템 내 구성을 보호하는 커버부;
가시광선 대역의 파장을 갖는 가이드광을 상기 제1 미러로 출력하는 가이드 광원;
가시광선 대역 이외의 파장을 갖는 센싱광을 상기 제1 미러로 출력하거나 입사되는 광을 필터링하여 상기 타겟으로부터 반사된 반사광만을 수광하는 광학장치; 및
상기 광학장치, 상기 가이드 광원 및 상기 모터의 동작을 제어하는 제어부
를 포함하며,
상기 필터를 구비하지 않은 커버부에 의해서 상기 가이드광과 센싱광이 조사되는 경로가 동일하게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 라이다 시스템.
제1항에 있어서,
상기 가이드 광원은,
상기 광학장치의 외부에 위치하며, 상기 가이드광을 상기 제1 미러로 직접 출력하는 것을 특징으로 하는 라이다 시스템.
제1항에 있어서,
상기 광학장치는,
상기 센싱광을 출력하는 센싱광원, 상기 센싱광이 방사되는 방향과 기 설정된 제1 각도를 이루도록 배치되어, 상기 센싱광을 상기 제1 미러로 반사시키는 제2 미러, 상기 광학장치로 입사되는 광 중 상기 센싱광이 갖는 파장 대역을 갖는 광만을 통과시키는 광학필터 및 상기 광학필터를 통과한 광만을 수광하여 전기신호로 변환하는 광 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 시스템.
제3항에 있어서,
상기 광학필터는,
상기 광학장치로 입사되는 광과 반대되는 방향으로 상기 광 검출부로부터 기 설정된 거리만큼 떨어져 배치되며, 상기 광 검출부의 면적보다 큰 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 라이다 시스템.
제3항에 있어서,
상기 가이드 광원은,
상기 광학장치 내에 위치하여, 상기 제1 미러로 반사시킬 수 있도록 상기 제2 미러를 향해 상기 가이드광을 출력하는 것을 특징으로 하는 라이다 시스템.