KR101834124B1 - 다중 라이다 시스템 및 그 구동방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통신 및 제어계측 기술을 개시한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 다중 라이다 시스템 및 그 구동방법은 제 1, 2 레이저 빔을 이용해 3D 모델링 추출과 동시에 제 1, 2 레이저 빔을 통해 인지 및 측정하고자 하는 사물이나 사람에게 분사해 각 각도마다 되돌아오는 제 1, 2 영상 검출신호를 분석 및 영상 디스플레이하는 것으로, 통신 코드 비교 매칭과정을 통해 이미 발광한 제 1 통신 코드가 포함된 제 1 레이저 빔 및 제 2 통신 코드가 포함된 제 2 레이저 빔 중 자신이 수광받고자 하는 레이저 빔만을 정확히 식별해 내고, 이로부터 추출되는 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 명확히 디스플레이시킴으로써, 다중 라이다 시스템이 동시에 운용되어도 통신 코드가 각기 다르게 부여되어 있음으로 각 레이저 빔들 간의 신호 중첩에 따른 충돌로 인한 발생될 만한 간섭 현상이나 노이즈 현상을 최대한 억제시킬 수 있다.
Description
본 발명은 통신 및 제어계측 기술에 관한 것으로, 특히 레이저빔을 이용하여 3D 모델링 추출과 동시에 거리를 측정함과 더불어 레이저빔을 측정하고자 하는 위치에 분사하고 각 각도마다 되돌아오는 레이저 신호를 분석해 대상의 거리와 형상을 스캔하는 다중 라이다 시스템 및 그 구동방법이다.
라이다(LiDAR: LIGHT DETECTION AND RANGING) 장치는 매우 좁은 파장을 가지는 광을 이용하는 것으로, 일반적으로, 라이다 시험 장비 한대만의 시험 중에는 다른 레이저 간섭이 없으니 시험 가능하다.
라이다 장치는 펄스 레이저광을 대기중에 발사해 그 반사체 또는 산란체를 이용, 거리, 대기현상 등을 측정하는 장치로 레이저 혹은 레이더라고도 한다.
라이다 장치는 반사광의 시간 측정은 클록펄스로 계산하며, 그 진동수 30MHz로 5m, 150MHz로 1m 분해능을 가진다. 각도로는 30초 정도의 작은 빔폭의 강력한 적외선 펄스를 발생하는 루비 레이저 기기이다.
레이저로는 고체 레이저의 대표격인 루비레이저(파장 694mm) 외에도 YAG레이저(1.06㎛) 등이 사용되며, 기타 20km까지의 장거리용으로는 레이더가 쓰인다. 빔의 반사, 구름이나 스모그층의 산란효과, 대기의 불연속성 등이 레이더 기술로 측정된다. 기상기구의 추적, 스모그퍼프, 로켓 추적용으로도 사용된다. 달까지의 거리를 정밀도 30cm(10-9에 상당)로 측정한다
허나, 종래의 라이다 시스템이 2대 이상 구동 시 유사한 레이저 파장의 반사 및 유입으로 유입된 노이즈 신호가 자신의 신호로 착각하여 시스템 오류를 발생한다.
단순히 레이저를 쏘고 받는 종래 라이다 시스템의 경우, 자신의 파장 반사되어 돌아온건지 다른 장비의 파장이 반사되어 돌아온건지 인지하기 어렵다.
즉, 이러한 문제점을 해결하기 위해 개선된 종래 시스템은, 레이저 파장 길이를 다변화하여 다양한 파장의 레이저를 방출할 수는 있으나 디텍터의 성능이 그만큼의 파장을 식별해야 가능하고 수광부의 파장 감도를 증대시킬 시 고성능의 디텍터가 다수 필요한데 이때 소요되는 설치 비용 및 기술적인 한계가 발생된다는 문제점 역시도 존재한다.
또한, 종래의 라이다 시스템은 이러한 장비의 인식률과 크기가 작아지면서 자율주행자동차, 무인 감시정찰, 드론의 지형 탐지 등 다양한 기술에 접목하여 활용 중이다.
허나, 라이다 시스템에 들어가는 주요 기술들 아직 시험 단계이며 하나의 시험 장비로 사물을 인지하고 위험을 감시하는 수준으로 연구 개발 중이다.
이때, 레이저의 파장은 500um~1500um 정도이며 파장을 다르게 설계한다 하여도 자율주행자동차나 감시 정찰쪽의 솔루션으로 활용하기 위한 채널 격리는 사실상 어려운 문제점을 가지고 있다.(1um 단위의 파장을 분할하여 채널을 나눠도 최대 1000개 채널으로 구분되어 중복되는 파장이 나올 수 있음.)
종래의 라이다 시스템은 연구개발 단계에서 하나의 라이다 센서를 활용한 사물 인식 시험은 문제없이 구동되고 있지만, 상용화 시 다수의 동일 시스템의 구동으로 동일한 레이저 파장의 충돌을 피할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 다중 라이다 시스템 및 그 구동방법은 앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 제 1, 2 파장대에 각기 다른 제 1, 2 통신 코드가 실린 제 1, 2 레이저 빔을 각각 발광할 시, 제 1, 2 레이저 빔 중 수광받고자 하는 레이저 빔의 파장대에 속한 해당 통신 코드에 관한 일치 여부를 비교 판단해 정확히 인지하고, 그로부터 선별된 수광받고자 한 해당 레이저 빔에 의해 수집된 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 실시간으로 확인함으로써, 다중 라이다 시스템이 동시에 운용되어도 통신 코드가 각기 다르게 부여되어 있음으로 다중장비의 센서 인식 능력 확보하고 각 레이저 빔들 간의 신호 중첩에 따른 충돌을 최소화시키기 위함이다.
또한, 본 발명의 제 2 목적은 자율주행 자동차, 감시 정찰 시스템, 실내 골프 운동 시스템, 등등에 장착시켜 사물인지 혹은 사람인지를 위해 발광되는 다수의 레이저 빔 상호 간의 신호 충돌 없이 다채널 운용을 통한 자신이 수광받고자 하는 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 선별적이면서 동시 다발적으로 수집하기 위함이다..
또한, 본 발명의 제 3 목적은 군사적 목적으로 충분히 활용이 가능하여, 적의 침입시 각기 달리 코드 분할 받은 다수의 레이저 빔을 다방향으로 발광시키더라도 수광받고자 하는 선택된 레이저 빔을 선택적으로 전달받을 수 있어 적의 침입에 따른 다양한 이동 경로를 놓치지 않고 디텍딩할 수 있고, 그에 따라 국민 생명 위협 및 국가 존립의 위험으로부터 안전한 국민 생활 영위 및 국가 안보를 기반으로 한 산업 발전 및 국방이 튼튼히 나라 수호에 이바지하기 위함이다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함한다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 다중 라이다 시스템은, 제 1 파장대에 제 1 통신 코드가 실린 제 1 레이저 빔을 발광하여 사물 혹은 을 사람을 원-근거리 내에서 조사하는 제 1 라이다 모듈; 및 제 2 파장대에 제 2 통신 코드가 실린 제 2 레이저 빔을 발광하여 상기 사물 혹은 사람을 원근거리 내에서 조사하는 제 2 라이다 모듈을 포함하며, 상기 제 1 라이다 모듈은 상기 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광한 후, 상기 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 상기 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 1 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단해 상기 매칭용 제 1 통신 코드와 일치하는 제 1 통신 코드를 포함하는 제 1 레이저 빔만을 식별 및 추출해 내며, 상기 제 1 레이저 빔을 통해 수집된 제 1 영상 검출신호를 제 1 화면부에 실시간으로 주사해 상기 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시키는 것을 특징으로 하며, 상기 제 2 라이다 모듈은 상기 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광한 후, 상기 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 상기 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 2 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단해 상기 매칭용 제 2 통신 코드와 일치하는 제 2 통신 코드를 포함하는 제 2 레이저 빔만을 식별 및 추출해 내며, 상기 제 2 레이저 빔을 통해 수집된 제 2 영상 검출신호를 제 2 화면부에 실시간으로 주사해 상기 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시키는 것을 더 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다중 라이다 시스템의 구동방법은, 제 1 라이다 모듈이 제 1 파장대에 제 1 통신 코드가 실린 제 1 레이저 빔을 발광하여 사물 혹은 을 사람을 원-근거리 내에서 조사하는 단계; 및 제 2 라이다 모듈이 제 2 파장대에 제 2 통신 코드가 실린 제 2 레이저 빔을 발광하여 상기 사물 혹은 사람을 원근거리 내에서 조사하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 라이다 모듈이 상기 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광한 후, 상기 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 상기 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 1 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단하는 단계; 상기 제 1 라이다 모듈이 상기 매칭용 제 1 통신 코드와 일치하는 제 1 통신 코드를 포함하는 제 1 레이저 빔만을 식별 및 추출해 내며, 상기 제 1 레이저 빔을 통해 수집된 제 1 영상 검출신호를 제 1 화면부에 실시간으로 주사해 상기 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시키는 단계; 상기 제 2 라이다 모듈이 상기 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광한 후, 상기 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 상기 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 2 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단하는 단계; 및 상기 제 2 라이다 모듈이 상기 매칭용 제 2 통신 코드와 일치하는 제 2 통신 코드를 포함하는 제 2 레이저 빔만을 식별 및 추출해 내며, 상기 제 2 레이저 빔을 통해 수집된 제 2 영상 검출신호를 제 2 화면부에 실시간으로 주사해 상기 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시키는 단계를 포함하는 것을 더 특징으로 한다.
본 발명의 다중 라이다 시스템 및 그 구동방법은 제 1, 2 파장대에 각기 다른 제 1, 2 통신 코드가 실린 제 1, 2 레이저 빔을 각각 발광할 시, 제 1, 2 레이저 빔 중 수광받고자 하는 레이저 빔의 파장대에 속한 해당 통신 코드에 관한 일치 여부를 비교 판단해 정확히 인지하고, 그로부터 선별된 수광받고자 한 해당 레이저 빔에 의해 수집된 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 실시간으로 확인함으로써, 다중 라이다 시스템이 동시에 운용되어도 통신 코드가 각기 다르게 부여되어 있음으로 각 레이저 빔들 간의 신호 중첩에 따른 충돌로 인한 발생될 만한 간섭 현상이나 노이즈 현상을 최대한 억제시키는 제 1 효과를 준다.
또한, 본 발명은 자율주행 자동차, 감시 정찰 시스템, 실내 골프 운동 시스템, 등등에 장착시켜 사물인지 혹은 사람인지를 위해 발광되는 다수의 레이저 빔 상호 간의 신호 충돌 없이 다채널 운용을 통한 자신이 수광받고자 하는 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 선별적이면서 동시 다발적으로 수집할 수 있는 제 2 효과를 준다.
또한, 본 발명은 군사적 목적으로 충분히 활용이 가능하여, 적의 침입시 각기 달리 코드 분할 받은 다수의 레이저 빔을 다방향으로 발광시키더라도 수광받고자 하는 선택된 레이저 빔을 선택적으로 전달받을 수 있어 적의 침입에 따른 다양한 이동 경로를 놓치지 않고 디텍딩할 수 있고, 그에 따라 국민 생명 위협 및 국가 존립의 위험으로부터 안전한 국민 생활 영위 및 국가 안보를 기반으로 한 산업 발전 및 국방이 튼튼히 나라 수호에 이바지하는 제 3 효과를 준다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 라이다 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 라이다 시스템을 도시한 다른 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 라이다 시스템을 도시한 또 다른 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 라이다 시스템을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 라이다 시스템의 구동방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 라이다 시스템을 도시한 다른 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 라이다 시스템을 도시한 또 다른 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 라이다 시스템을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 라이다 시스템의 구동방법을 나타낸 순서도이다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시예에 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 라이다 시스템을 도시한 도면이다.
도 1를 참조하면, 다중 라이다 시스템(1000)은 제 1, 2 레이저 빔을 이용해 3D 모델링 추출과 동시에 제 1, 2 레이저 빔을 통해 인지 및 측정하고자 하는 사물이나 사람(300)에게 분사해 각 각도마다 되돌아오는 제 1, 2 영상 검출신호를 분석 및 영상 디스플레이하는 것으로, 통신 코드 비교 매칭과정을 통해 이미 발광한 제 1 통신 코드가 포함된 제 1 레이저 빔 및 제 2 통신 코드가 포함된 제 2 레이저 빔 중 자신이 수광받고자 하는 레이저 빔만을 정확히 식별해 내고, 이로부터 추출되는 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 명확히 디스플레이시키는 시스템이다.
다시 말해, 본 발명은 제 1, 2 레이저 빔을 달리 주사하는 각기 다른 설정 파장 대역<혹은, 다수의 채널 중 선택된 하나의 채널> 내에 기계 고유 코드(ex : : 11111110의 디지털 값을 갖는 제 1 통신 코드, 10001010의 디지털 값을 갖는 제 2 통신 코드)를 각각 부여한 후, 기송출된 제 1, 2 통신 코드 중 선택된 하나만을 선별하고, 그 중 선택된 하나가 포함된 레이더 빔만을 채택 및 수렴하는 다중 라이다 시스템(1000)이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 다중 라이다 시스템(1000)은 도 2, 3에서 보여지는 바와 같이, 제 1 라이다 발광부(110), 제 1 라이다 수광부(120), 제 1 매칭 비교 판단부(130), 제 1 영상처리부(140)를 포함하는 제 1 라이다 모듈(100)과, 제 2 라이다 발광부(210), 제 2 라이다 수광부(220), 제 1 매칭 비교 판단부(230), 제 1 영상처리부(240), 제 2 라이다 모듈(200) 및 운영 관리부(400)를 포함한다.
먼저, 제 1 라이다 모듈(100)은 제 1 파장대에 제 1 통신 코드가 실린 제 1 레이저 빔을 발광하여 사물 혹은 사람(300)을 원-근거리 내에서 조사한다.
제 1 라이다 모듈(100)은 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광한 후, 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 1 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단한다.
또한, 제 1 라이다 모듈(100)은 매칭용 제 1 통신 코드와 일치하는 제 1 통신 코드를 포함하는 제 1 레이저 빔만을 식별 및 추출해 내며, 제 1 레이저 빔을 통해 수집된 제 1 영상 검출신호를 제 1 화면부에 실시간으로 주사해 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시킨다.
더욱 상세하게 설명하자면, 본 발명의 실시예에 따른 제 1 라이다 모듈(100)의 제 1 라이다 발광부(110)는 제 1 파장대에 제 1 통신 코드가 실린 제 1 레이저 빔을 발광하여 사물 혹은 사람(300)을 조사한다.
제 1 라이다 수광부(120)는 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광한다.
제 1 라이다 모듈(100)의 제 1 매칭 비교 판단부(130)는 제 1 라이다 수광부(120)로부터 전달된 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 1 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단하고, 매칭용 제 1 통신 코드와 일치하는 제 1 통신 코드를 포함하는 제 1 레이저 빔만을 식별 및 추출해 낸다.
제 1 라이다 모듈(100)의 제 1 영상처리부(140)는 제 1 매칭 판단부(130)에 의해 식별 및 추출된 제 1 통신 코드가 포함된 제 1 레이저 빔을 제공받아 제 1 레이저 빔에 의한 조사 동작에 의해 수집된 제 1 영상 검출신호를 제 1 화면부에 실시간으로 주사해 제 1 화면부 상에 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시킨다.
제 2 라이다 모듈(200)은 제 2 파장대에 제 2 통신 코드가 실린 제 2 레이저 빔을 발광하여 사물 혹은 사람(300)을 원근거리 내에서 조사한다.
제 2 라이다 모듈(200)은 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광한 후, 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 2 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단한다.
제 2 라이다 모듈(200)은 매칭용 제 2 통신 코드와 일치하는 제 2 통신 코드를 포함하는 제 2 레이저 빔만을 식별 및 추출해 내며, 제 2 레이저 빔을 통해 수집된 제 2 영상 검출신호를 제 2 화면부에 실시간으로 주사해 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시킨다.
더욱 상세하게 설명하자면, 본 발명의 실시예에 따른 제 2 라이다 모듈(200)의 제 2 라이다 발광부(210)는 제 2 파장대에 제 2 통신 코드가 실린 제 2 레이저 빔을 발광하여 사물 혹은 사람(300)을 조사한다.
제 2 라이다 수광부(220)는 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광한다.
제 2 라이다 모듈(200)의 제 2 매칭 비교 판단부(230)는 제 2 라이다 수광부(220)로부터 전달된 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 2 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단하고, 매칭용 제 2 통신 코드와 일치하는 제 2 통신 코드를 포함하는 제 2 레이저 빔만을 식별 및 추출해 낸다.
제 2 라이다 모듈(200)의 제 2 영상처리부(240)는 제 2 매칭 판단부(230)에 의해 식별 및 추출된 제 2 통신 코드가 포함된 제 2 레이저 빔을 제공받아 제 2 레이저 빔에 의한 조사 동작에 의해 수집된 제 2 영상 검출신호를 제 2 화면부에 실시간으로 주사해 제 2 화면부 상에 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시킨다.
제 1, 2 라이다 발광부(100, 200) 내 각각 구비된 제 1, 2 레이더 빔 생성부는 5 내지 15 GHz, 20 내지 40 GHz 및 70 내지 100 GHz 주파수 대역 중 각기 달리 선택된 하나로부터 제 1, 2 레이더 빔을 생성시킨다.
여기서, 제 1, 2 파장대는 100um 내지 2000um 내 속한 어느 하나의 채널을 각기 달리 채택해 사용되며, 제 1, 2 통신 코드는 8bit 내지 1G byte 내의 디지털 값으로 생성됨에 유의한다.
또한, 제 1 라이다 수광부(100)는 내부에 제 1 레이저 빔 감지 센서를 통해 제 1, 2 레이저 빔을 모두 수광하고, 제 2 라이다 수광부(200)는 내부에 제 2 레이저 빔 감지 센서를 통해 제 1, 2 레이저 빔을 모두 수광함에 유의한다.
운영 관리부(400)는 도 4을 통해 알 수 있는 바와 같이, 제 1, 2 영상 검출 신호로부터 파악되는 사물 혹은 사람(300)에 대한 이미지 정보, 위치 정보 및 이동 속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 토대로 향후 움직일 이동 경로를 예측해 추적하고 이동 경로와 위치 정보로부터 파악되는 현 좌표값을 제 1, 2 화면부 상에 표출시킨다.
운영 관리부(400) 내 구비된 연산부는 위치 정보로부터 현 좌표값을 연산 및 추출해 내고, 이동 속도 정보로부터 현재 이동 중에 있는 사물 혹은 사람(300)의 이동 속도값과 이동 방향을 연산 및 추출해 낸다.
운영 관리부(400)는 사물 혹은 사람(300)에 대한 이미지 정보를 줌 인(Zoom in) 혹은 줌 아웃(Zoom out)하여 사물 혹은 사람(300)의 형상을 근거리 정밀 포착 또는 중거리 정밀 포착한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 라이다 시스템(1000)은 비단 1, 2 레이저 빔을 발광하거나 수광하는 제 1, 2 라이다 모듈(100, 200)로만 구축되는 것에 한정된 것이 아니라, 레이저 빔을 발광하거나 수광하는 라이다 모듈이 1 내지 N개까지 당업자 및 설계자의 필요용도에 따라 설치 및 운영 가능하다 할 것이며, 특히 각기 다른 통신 코드를 부여받은 각각의 라이다 모듈이 N개 설치되어 운영되더라도 수광시, 자신이 발광시킨 선택된 레이저 빔만을 골라 선택적으로 수광할 수 있는 본 발명의 도드라진 특징을 보유하고 있음으로 N개의 라이다 모듈(제 N 라이다 발 광부(510), 제 N 라이다 수광부 (520), 제 N 매칭 비교 판단부 (530), 제 N 영상처리부(540)를 포함하는 제 1 라이다 모듈(500)로 구성된 다중 라이다 시스템(1000)의 구축이 언제든 어느 곳이든 사용용이 하다 할 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다중 라이다 시스템의 구동방법을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 다중 라이다 시스템의 구동방법은 제 1 라이다 모듈이 제 1 파장대에 제 1 통신 코드가 실린 제 1 레이저 빔을 발광하여 사물 혹은 을 사람을 원-근거리 내에서 조사한다(S100).
제 2 라이다 모듈이 제 2 파장대에 제 2 통신 코드가 실린 제 2 레이저 빔을 발광하여 사물 혹은 사람을 원근거리 내에서 조사한다(S110).
제 1 라이다 모듈은 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광한 후, 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 1 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단한다(S120).
제 1 라이다 모듈은 매칭용 제 1 통신 코드와 일치하는 제 1 통신 코드를 포함하는 제 1 레이저 빔만을 식별 및 추출해 내며, 제 1 레이저 빔을 통해 수집된 제 1 영상 검출신호를 제 1 화면부에 실시간으로 주사해 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시킨다(S130).
제 2 라이다 모듈은 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광한 후, 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 2 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단한다(S140).
제 2 라이다 모듈이 매칭용 제 2 통신 코드와 일치하는 제 2 통신 코드를 포함하는 제 2 레이저 빔만을 식별 및 추출해 내며, 제 2 레이저 빔을 통해 수집된 제 2 영상 검출신호를 제 2 화면부에 실시간으로 주사해 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시킨다(S150).
본 발명의 실시예에 따른 다중 라이다 시스템의 구동방법에 대한 좀 더 추가적인 동작은 이하 기재된 바와 같이 실시 용이하다.
즉, 운영 관리부는 제 1, 2 영상 검출 신호로부터 파악되는 상기 사물 혹은 사람에 대한 이미지 정보, 위치 정보 및 이동 속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 토대로 향후 움직일 이동 경로를 예측해 추적하고 상기 이동 경로와 상기 위치 정보로부터 파악되는 현 좌표값을 상기 제 1, 2 화면부 상에 표출시킨다.
또한, 운영 관리부 내 구비된 연산부는 위치 정보로부터 상기 현 좌표값을 연산 및 추출해 내고, 상기 이동 속도 정보로부터 현재 이동 중에 있는 사물 혹은 사람의 이동 속도값과 이동 방향을 연산 및 추출한다.
운영 관리부는 사물 혹은 사람에 대한 이미지 정보를 줌 인(Zoom in) 혹은 줌 아웃(Zoom out)하여 상기 사물 혹은 사람의 형상을 근거리 정밀 포착 또는 중거리 정밀 포착한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 라이다 시스템의 구동방법은 비단 1, 2 레이저 빔을 발광하거나 수광하는 제 1, 2 라이다 모듈로만 구축되는 것에 불과한 것이 아니라, 레이저 빔을 발광하거나 수광하는 라이다 모듈이 1 내지 N개까지 당업자 및 설계자의 필요용도에 따라 설치 및 운영 가능하다 할 것이며, 특히 각기 다른 통신 코드를 부여받은 각각의 라이다 모듈이 N개 설치되어 운영되더라도 수광시, 자신이 발광시킨 선택된 레이저 빔만을 골라 선택적으로 수광할 수 있는 본 발명의 도드라진 특징을 보유하고 있음으로 N개의 라이다 모듈로 구성된 다중 라이다 시스템의 구축이 언제든 어느 곳이든 사용용이 하다 할 것이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1000 : 다중 라이다 시스템
100 : 제 1 라이다 모듈 200 : 제 2 라이다 모듈
110 : 제 1 라이다 발광부 120 : 제 1 라이다 수광부
130 : 제 1 매칭 비교 판단부 140 : 제 1 영상처리부
210 : 제 2 라이다 발광부 220 : 제 2 라이다 수광부
230 : 제 1 매칭 비교 판단부 240 : 제 1 영상처리부
300 : 사물 혹은 사람 400 : 운영 관리부
100 : 제 1 라이다 모듈 200 : 제 2 라이다 모듈
110 : 제 1 라이다 발광부 120 : 제 1 라이다 수광부
130 : 제 1 매칭 비교 판단부 140 : 제 1 영상처리부
210 : 제 2 라이다 발광부 220 : 제 2 라이다 수광부
230 : 제 1 매칭 비교 판단부 240 : 제 1 영상처리부
300 : 사물 혹은 사람 400 : 운영 관리부
Claims (8)
- 제 1 파장대에 제 1 통신 코드가 실린 제 1 레이저 빔을 발광하여 사물 혹은 사람을 원-근거리 내에서 조사하는 제 1 라이다 모듈; 및
제 2 파장대에 제 2 통신 코드가 실린 제 2 레이저 빔을 발광하여 상기 사물 혹은 사람을 원근거리 내에서 조사하는 제 2 라이다 모듈을 포함하며,
상기 제 1 라이다 모듈은
상기 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광한 후, 상기 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 상기 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 1 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단해 상기 매칭용 제 1 통신 코드와 일치하는 제 1 통신 코드를 포함하는 제 1 레이저 빔만을 식별 및 추출해 내며, 상기 제 1 레이저 빔을 통해 수집된 제 1 영상 검출신호를 제 1 화면부에 실시간으로 주사해 상기 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시키는 것을 특징으로 하며,
상기 제 2 라이다 모듈은
상기 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광한 후, 상기 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 상기 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 2 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단해 상기 매칭용 제 2 통신 코드와 일치하는 제 2 통신 코드를 포함하는 제 2 레이저 빔만을 식별 및 추출해 내며, 상기 제 2 레이저 빔을 통해 수집된 제 2 영상 검출신호를 제 2 화면부에 실시간으로 주사해 상기 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시키는 것을 더 특징으로 하고,
상기 제 1 라이다 모듈은,
상기 제 1 파장대에 제 1 통신 코드가 실린 제 1 레이저 빔을 발광하여 상기 사물 혹은 사람을 조사하는 제 1 라이다 발광부;
상기 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광하는 제 1 라이다 수광부;
상기 제 1 라이다 수광부로부터 전달된 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 1 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단하고, 상기 매칭용 제 1 통신 코드와 일치하는 제 1 통신 코드를 포함하는 제 1 레이저 빔만을 식별 및 추출해 내는 제 1 매칭 비교 판단부; 및
상기 제 1 매칭 비교 판단부에 의해 식별 및 추출된 상기 제 1 통신 코드가 포함된 제 1 레이저 빔을 제공받아 상기 제 1 레이저 빔에 의한 조사 동작에 의해 수집된 제 1 영상 검출신호를 제 1 화면부에 실시간으로 주사해 상기 제 1 화면부 상에 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시키는 제 1 영상처리부;를 포함하고,
상기 제 2 라이다 모듈은,
상기 제 2 파장대에 제 2 통신 코드가 실린 제 2 레이저 빔을 발광하여 상기 사물 혹은 사람을 조사하는 제 2 라이다 발광부;
상기 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광하는 제 2 라이다 수광부;
상기 제 2 라이다 수광부로부터 전달된 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 2 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단하고, 상기 매칭용 제 2 통신 코드와 일치하는 제 2 통신 코드를 포함하는 제 2 레이저 빔만을 식별 및 추출해 내는 제 2 매칭 비교 판단부; 및
상기 제 2 매칭 비교 판단부에 의해 식별 및 추출된 상기 제 2 통신 코드가 포함된 제 2 레이저 빔을 제공받아 상기 제 2 레이저 빔에 의한 조사 동작에 의해 수집된 제 2 영상 검출신호를 제 2 화면부에 실시간으로 주사해 상기 제 2 화면부 상에 상기 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시키는 제 2 영상처리부를 포함하는 것을 더 특징으로 하며,
상기 제 1, 2 파장대는 100um 내지 2000um 내 속한 어느 하나의 채널을 각기 달리 채택해 사용되며,
상기 제 1, 2 통신 코드는 8bit 내지 1G byte 내의 디지털 값으로 생성되고,
상기 제 1 라이다 수광부는 내부에 제 1 레이저 빔 감지 센서를 통해 상기 제 1, 2 레이저 빔을 모두 수광하고, 상기 제 2 라이다 수광부는 내부에 제 2 레이저 빔 감지 센서를 통해 상기 제 1, 2 레이저 빔을 모두 수광하는 것을 특징으로 하는 다중 라이다 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1, 2 영상 검출 신호로부터 파악되는 상기 사물 혹은 사람에 대한 이미지 정보, 위치 정보 및 이동 속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 토대로 향후 움직일 이동 경로를 예측해 추적하고 상기 이동 경로와 상기 위치 정보로부터 파악되는 현 좌표값을 상기 제 1, 2 화면부 상에 표출시키는 운영 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 라이다 시스템.
- 제 4 항에 있어서, 상기 운영 관리부 내 구비된 연산부는,
상기 위치 정보로부터 상기 현 좌표값을 연산 및 추출해 내고, 상기 이동 속도 정보로부터 현재 이동 중에 있는 사물 혹은 사람의 이동 속도값과 이동 방향을 연산 및 추출해 내는 것을 특징으로 하는 다중 라이다 시스템.
- 제 4 항에 있어서, 상기 운영 관리부는,
상기 사물 혹은 사람에 대한 이미지 정보를 줌 인(Zoom in) 혹은 줌 아웃(Zoom out)하여 상기 사물 혹은 사람의 형상을 근거리 정밀 포착 또는 중거리 정밀 포착하는 것을 특징으로 하는 다중 라이다 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1, 2 라이다 발광부 내 각각 구비된 제 1, 2 레이더 빔 생성부는,
5 내지 15 GHz, 20 내지 40 GHz 및 70 내지 100 GHz 주파수 대역 중 각기 달리 선택된 하나로부터 상기 제 1, 2 레이더 빔을 생성시키는 것을 특징으로 하는 다중 라이다 시스템.
- 제 1 라이다 모듈이 제 1 파장대에 제 1 통신 코드가 실린 제 1 레이저 빔을 발광하여 사물 혹은 사람을 원-근거리 내에서 조사하는 단계; 및
제 2 라이다 모듈이 제 2 파장대에 제 2 통신 코드가 실린 제 2 레이저 빔을 발광하여 상기 사물 혹은 사람을 원근거리 내에서 조사하는 단계를 포함하며,
상기 제 1 라이다 모듈이 상기 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광한 후, 상기 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 상기 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 1 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단하는 단계;
상기 제 1 라이다 모듈이 상기 매칭용 제 1 통신 코드와 일치하는 제 1 통신 코드를 포함하는 제 1 레이저 빔만을 식별 및 추출해 내며, 상기 제 1 레이저 빔을 통해 수집된 제 1 영상 검출신호를 제 1 화면부에 실시간으로 주사해 상기 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시키는 단계;
상기 제 2 라이다 모듈이 상기 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광한 후, 상기 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 상기 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 2 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단하는 단계; 및
상기 제 2 라이다 모듈이 상기 매칭용 제 2 통신 코드와 일치하는 제 2 통신 코드를 포함하는 제 2 레이저 빔만을 식별 및 추출해 내며, 상기 제 2 레이저 빔을 통해 수집된 제 2 영상 검출신호를 제 2 화면부에 실시간으로 주사해 상기 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시키는 단계를 포함하고,
상기 제 1 라이다 모듈은,
상기 제 1 파장대에 제 1 통신 코드가 실린 제 1 레이저 빔을 발광하여 상기 사물 혹은 사람을 조사하는 제 1 라이다 발광부,
상기 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광하는 제 1 라이다 수광부;
상기 제 1 라이다 수광부로부터 전달된 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 1 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단하고, 상기 매칭용 제 1 통신 코드와 일치하는 제 1 통신 코드를 포함하는 제 1 레이저 빔만을 식별 및 추출해 내는 제 1 매칭 비교 판단부 및
상기 제 1 매칭 비교 판단부에 의해 식별 및 추출된 상기 제 1 통신 코드가 포함된 제 1 레이저 빔을 제공받아 상기 제 1 레이저 빔에 의한 조사 동작에 의해 수집된 제 1 영상 검출신호를 제 1 화면부에 실시간으로 주사해 상기 제 1 화면부 상에 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시키는 제 1 영상처리부;를 포함하고,
상기 제 2 라이다 모듈은,
상기 제 2 파장대에 제 2 통신 코드가 실린 제 2 레이저 빔을 발광하여 상기 사물 혹은 사람을 조사하는 제 2 라이다 발광부,
상기 제 1 레이저 빔 또는 제 2 레이저 빔을 수광하는 제 2 라이다 수광부,
상기 제 2 라이다 수광부로부터 전달된 제 1 레이저 빔 내 속한 제 1 통신 코드 또는 제 2 레이저 빔에 속한 제 2 통신 코드 중 이미 내부 보유 중인 매칭용 제 2 통신 코드와 동일한지 여부를 비교 판단하고, 상기 매칭용 제 2 통신 코드와 일치하는 제 2 통신 코드를 포함하는 제 2 레이저 빔만을 식별 및 추출해 내는 제 2 매칭 비교 판단부 및
상기 제 2 매칭 비교 판단부에 의해 식별 및 추출된 상기 제 2 통신 코드가 포함된 제 2 레이저 빔을 제공받아 상기 제 2 레이저 빔에 의한 조사 동작에 의해 수집된 제 2 영상 검출신호를 제 2 화면부에 실시간으로 주사해 상기 제 2 화면부 상에 상기 사물 인지 정보 또는 사람 인지 정보를 화면 디스플레이시키는 제 2 영상처리부를 포함하는 것을 더 특징으로 하며,
상기 제 1, 2 파장대는 100um 내지 2000um 내 속한 어느 하나의 채널을 각기 달리 채택해 사용되며,
상기 제 1, 2 통신 코드는 8bit 내지 1G byte 내의 디지털 값으로 생성되고,
상기 제 1 라이다 수광부는 내부에 제 1 레이저 빔 감지 센서를 통해 상기 제 1, 2 레이저 빔을 모두 수광하고, 상기 제 2 라이다 수광부는 내부에 제 2 레이저 빔 감지 센서를 통해 상기 제 1, 2 레이저 빔을 모두 수광하는 것을 특징으로 하는 다중 라이다 시스템의 구동방법.
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| KR20230113475A (ko) | 2022-01-21 | 2023-07-31 | 금오공과대학교 산학협력단 | 초해상화와 반사강도를 이용한 3차원 라이다 장애물 탐지시스템 |
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