KR101918684B1 - 3D Obstacle detecting apparatus for adaptation to velocity - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동하는 이동체에 적용되어 3차원 전방위에 존재하는 장애물과의 거리를 감지하고, 이동체의 속도에 따라 자동으로 측정 속도가 가변되는 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치에 관한 것으로,
본 발명의 실시예에 따른 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치는,
이동체에 형성되는 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치로서, 레이저빔을 발생하는 레이저 다이오드와, 상기 레이저빔을 분산시키는 확산 렌즈와, 상기 확산 렌즈에 의해 분산된 레이저빔을 3차원 입체 형상의 레이저빔으로 변환하는 비대칭 원뿔형 미러와, 상기 비대칭 원뿔형 미러를 회전시키는 회전 모터를 포함하는 발광부; 상기 발광부에서 발광된 레이저빔이 장애물에 의해 반사된 레이저빔을 수신하는 수광부를 포함한다.
The present invention relates to a velocity-adaptive three-dimensional obstacle sensing device which is applied to a moving moving object and detects a distance to an obstacle existing in all directions in three dimensions and automatically changes the measuring speed according to the velocity of the moving object,
The velocity-adaptive three-dimensional obstacle sensing apparatus according to an embodiment of the present invention includes:
A velocity-adaptive three-dimensional obstacle sensing apparatus for a moving body, comprising: a laser diode for generating a laser beam; a diffusion lens for dispersing the laser beam; and a laser beam dispersed by the diffusion lens, An asymmetric cone mirror for converting the asymmetric cone mirror into a mirror, and a rotation motor for rotating the asymmetric cone mirror; And a light receiving unit for receiving the laser beam emitted from the light emitting unit and reflected by the obstacle.

Figure 112017014925519-pat00001
Figure 112017014925519-pat00001

Description

속도 적응형 3차원 장애물 감지장치 {3D Obstacle detecting apparatus for adaptation to velocity}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a three-dimensional obstacle detecting apparatus,

본 발명은 장애물 감지장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이동하는 이동체에 적용되어 3차원 전방위에 존재하는 장애물과의 거리 및 고도를 감지하고, 이동체의 속도에 따라 자동으로 측정 속도가 가변되는 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치에 관한 것이다. The present invention relates to an obstacle detection device, and more particularly, to an obstacle detection device that detects a distance and an altitude from an obstacle present in a three-dimensional omnidirection by applying to a moving moving object, Type three-dimensional obstacle sensing apparatus.

레이저(Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation, LASER)는 빛의 유도방출(stimulated emission)을 일으켜 증폭해서 레이저 광을 조사한다.A laser (Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation (LASER)) emits a stimulated emission of light to amplify the laser light.

라이다(Light Detection and Ranging, LiDAR)는 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 기술로써, 3차원 GIS(Geographic Information System) 정보 구축을 위한 지형 데이터를 구축하고, 이를 가시화하는 형태로 발전되어 건설, 국방 등의 분야에 응용되고 있다.Light Detection and Ranging (LiDAR) is a technology to measure the distance using a laser. It builds terrain data for 3-D GIS (Geographic Information System) information construction and visualizes it. And the like.

최근에는 자율주행 자동차, 이동 로봇, 드론 등에 적용되면서 핵심 기술로 주목을 받고 있다.Recently, it has been attracting attention as a core technology due to its application to autonomous vehicles, mobile robots, and drone.

자동차에 적용되는 경우, 라이다는 주행중인 차량이 앞차와의 충돌을 피하거나 또는 충격을 최소화할 수 있도록 차간거리를 실시간으로 측정하여 경고 또는 차량 자동제어를 수행할 수 있다.When applied to an automobile, Lada can perform alarm or vehicle automatic control by measuring the inter-vehicle distance in real time so as to avoid collision with the vehicle ahead or minimize the impact.

하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 레이저를 이용해서 물체를 감지하는 물체 감지센서 기술이 개시되어 있다.The following Patent Documents 1 and 2 disclose an object sensor technology for detecting an object using a laser.

특허문헌 1에는 레이저 광을 발생하는 레이저 광원, 전방의 영상 및 레이저 광원에서 발생된 레이저 광을 조사하고 전방의 레이저 광 조사 영상을 촬영하는 카메라, 카메라에서 촬영된 영상을 처리하는 화상처리장치를 포함하고, 화상처리장치가 전방의 영상 및 레이저 광 조사 영상 중 어느 하나의 영상에서 타 영상을 차감하여, 차감된 영상에서 레이저 광이 피사체에 반사되는 광점이 있는 경우 장애물이 있는 것으로 판단하는 레이저를 이용한 장애물 감지장치 구성이 기재되어 있다.Patent Document 1 includes a laser light source for generating a laser beam, a front image and a camera for irradiating the laser light generated from the laser light source and photographing the front laser light irradiation image, and an image processing device for processing the image photographed by the camera And the image processing apparatus subtracts the other image from the front image and the laser light irradiated image and judges that there is an obstacle when the laser light is reflected on the subject in the subtracted image An obstacle sensing device configuration is described.

특허문헌 2에는 레이저빔을 발광하는 발광부, 발광부로부터 발광된 후 장애물에 의해 반사되어 되돌아오는 레이저빔을 수광하는 수광부, 수광부를 통해 수광된 레이저빔을 이용하여 장애물을 감지하는 장애물 감지부 및 장애물 감지부가 감지한 장애물을 화면상에 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하고, 차량의 휠에 적어도 하나 이상의 감지 모듈(발광부 및 수광부)을 장착함으로써, 레이저빔의 송출 각도를 조절하는 구동 모터 없이 넓은 감지영역에서 차량주변의 장애물을 감지하는 차량 주변의 장애물 감지 장치 구성이 기재되어 있다.Patent Document 2 discloses an optical pickup device that includes a light emitting portion for emitting a laser beam, a light receiving portion for receiving a laser beam reflected by an obstacle after being emitted from the light emitting portion, an obstacle detecting portion for detecting an obstacle by using the laser beam received through the light receiving portion, And a display unit for displaying an obstacle detected by the obstacle detection unit on the screen. By mounting at least one detection module (light emitting unit and light receiving unit) on the wheel of the vehicle, Discloses an apparatus configuration for detecting an obstacle around a vehicle that detects an obstacle around the vehicle.

한편, 레이저는 직진성을 가지며 폭이 좁은 점 형태의 레이저빔을 조사한다. 따라서 종래기술에 따른 장애물 감지장치는 레이저의 선단에 렌즈나 프리즘 등을 설치해서 점 형태의 레이저를 직선 형태로 변환하여 라인 빔을 형성하기도 한다.On the other hand, the laser irradiates a laser beam having a linear shape and a narrow point shape. Therefore, in the obstacle detection device according to the related art, a lens, a prism, or the like is provided at the tip of the laser to convert the point laser into a linear shape to form a line beam.

그러나, 종래기술에 따른 장애물 감지장치는 라인 빔을 이용하더라도, 라인 빔의 폭만을 확장할 수 있고, 라인 빔의 상하 폭을 확장하지 못함에 따라, 드론과 같은 이동체에 적용하는 경우, 라인 빔을 중심으로 상측 또는 하측에 위치한 장애물을 정확하게 감지하지 못하는 문제가 있다.However, even if a line beam is used, the obstacle detection apparatus according to the related art can extend only the width of the line beam and can not expand the width of the line beam. Therefore, when applied to a moving object such as a drone, There is a problem that an obstacle located at the upper side or the lower side of the center can not be accurately detected.

또한, 전방위가 아닌 일측 방향만을 감지하므로, 전방위 감지를 위해서는 각 방향 별로 장애물 감지장치를 배치해야 함에 따라 구조가 복잡해지고 소형화에 문제가 있다.In addition, since only one direction is detected rather than the omni-directional direction, the obstacle detection device must be arranged in each direction for omni-directional sensing, which complicates the structure and poses a problem of miniaturization.

또한, 이동체가 저속으로 이동하던, 고속으로 이동하던 상관없이 동일한 측정 속도로 주변 장애물을 감지하므로 비효율적이라는 문제가 있다.In addition, there is a problem in that it is inefficient because the peripheral obstacle is detected at the same measurement speed regardless of whether the moving object moves at low speed or at high speed.

1. 대한민국 특허 등록번호 제10-1296780호1. Korean Patent Registration No. 10-1296780 2. 대한민국 특허 등록번호 제10-1491289호2. Korean Patent Registration No. 10-1491289

본 발명은 이동하는 이동체에 적용되어 3차원 전방위에 존재하는 장애물과의 거리 및 고도를 감지하고, 이동체의 속도에 따라 자동으로 측정 속도가 가변되는 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a velocity-adaptive three-dimensional obstacle sensing device which is applied to a moving moving object, detects a distance and an altitude from an obstacle existing all over the three-dimensional omnidirection, .

본 발명의 실시예에 따른 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치는,The velocity-adaptive three-dimensional obstacle sensing apparatus according to an embodiment of the present invention includes:

이동체에 형성되는 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치로서, 레이저빔을 발생하는 레이저 다이오드와, 상기 레이저빔을 3차원 입체 형상의 레이저빔으로 변환하는 비대칭 원뿔형 미러와, 상기 비대칭 원뿔형 미러를 회전시키는 회전 모터를 포함하는 발광부; 상기 발광부에서 발광된 레이저빔이 장애물에 의해 반사된 레이저빔을 수신하는 수광부를 포함한다.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 레이저 다이오드에서 발생한 레이저빔을 분산시키는 확산 렌즈를 더 포함할 수 있다.
A velocity-adaptive three-dimensional obstacle sensing device formed on a moving body, comprising: a laser diode for generating a laser beam; an asymmetric cone mirror for converting the laser beam into a three-dimensional solid laser beam; A light emitting portion including a motor; And a light receiving unit for receiving the laser beam emitted from the light emitting unit and reflected by the obstacle.

According to an aspect of the present invention, a diffusion lens for dispersing a laser beam generated in the laser diode may be further included.

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본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 비대칭 원뿔형 미러는 원뿔의 꼭지점이 중심에 있지 않고 상하좌우 어느 일측으로 편심되어 형성되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the asymmetric conical mirror is formed such that the apex of the cone is not centered but eccentrically located on one side of the upper, lower, left, and right sides.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 비대칭 원뿔형 미러는, 원뿔의 밑면 외주에서 꼭지점에 이르는 사선의 기울기가 상이하여, 상기 비대칭 원뿔형 미러로 입사되는 레이저빔이 입사면과 이루는 각도에 따라 방사 방향이 각각 달라지는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the asymmetric conical mirror differs from the slope of the oblique line from the outer circumference to the vertex of the cone, so that the radiation direction varies depending on the angle formed by the laser beam incident on the asymmetric conical mirror and the incident surface .

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 수광부에서 수신된 레이저빔을 이용해서 장애물과의 거리를 산출하고, 상기 이동체의 이동속도 정보에 기초하여 상기 발광부 또는 상기 수광부 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a light emitting device, comprising: calculating a distance to an obstacle by using a laser beam received by the light receiving unit; and controlling an operation of at least one of the light emitting unit and the light receiving unit And a control unit.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 제어부는, 상기 이동체의 이동속도 정보에 기초하여 상기 비대칭 원뿔형 미러와 상기 확산 렌즈 사이의 거리를 조절하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the control unit adjusts the distance between the asymmetric cone mirror and the diffusion lens based on the moving speed information of the moving object.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 수광부는, 수신된 레이저빔을 집광하는 집광 렌즈와, 상기 집광 렌즈에서 집광된 레이저빔을 수광하는 이미지센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 이동체의 이동속도 정보에 기초하여 상기 이미지센서의 센서 분해능 및 프레임 속도를 조절하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the light receiving unit includes a condenser lens for condensing the received laser beam, and an image sensor for receiving the laser beam condensed by the condenser lens, And the sensor resolution and the frame rate of the image sensor are adjusted based on the received signal.

본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 발광부에서 광이 발사된 기준 시점과 상기 장애물에서 반사되어 되돌아온 광의 검출 시점 사이의 시간차를 측정하여 거리를 산출하고, 상기 이동체의 이동속도 정보에 기초하여 상기 발광부 또는 상기 수광부 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, a distance is calculated by measuring a time difference between a reference point at which light is emitted from the light emitting unit and a detection point of light reflected back from the obstacle, And a control unit for controlling the operation of at least one of the light receiving unit and the light receiving unit.

기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Other specific embodiments of various aspects of the present invention are included in the detailed description below.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 간단한 구조로도 3차원 전방위에 존재하는 장애물과의 거리 및 고도를 감지할 수 있게 되어, 소형화에 유리하다는 장점이 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to detect a distance and an altitude from an obstacle existing all over the three-dimensional omnidirection with a simple structure, which is advantageous in miniaturization.

또한, 이동체의 속도에 따라 자동으로 측정 속도가 가변되어, 장애물 감지성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the measurement speed can be automatically changed according to the speed of the moving object, and the obstacle detection performance can be improved.

또한, 이동체의 속도에 따라 시야각이 가변되어, 장애물 감지성능을 향상시킬 수 있다.Further, the viewing angle can be varied according to the speed of the moving object, and the obstacle detection performance can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치가 도시된 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치의 발광부 및 수광부가 도시된 사시도이다.
도 3은 비대칭 원뿔형 미러가 도시된 도면으로, 좌측 도면은 비대칭 원뿔형 미러의 평면도이고, 우측 도면은 비대칭 원뿔형 미러의 측면도이다.
도 4a 및 도 4b는 비대칭 원뿔형 미러에서 레이저빔이 방사되는 과정을 예시한 도면이다.
도 5는 발광부에서 장애물을 향해 방사되는 입체 레이저 빔 및 수광부가 레이저빔을 수신하는 것을 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치의 발광부의 동작 상태가 도시된 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치의 동작 과정이 도시된 순서도이다.
1 is a block diagram illustrating a velocity-adaptive three-dimensional obstacle sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating a light emitting unit and a light receiving unit of a speed adaptive three-dimensional obstacle sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a view showing an asymmetrical conical mirror, a left side view is a plan view of an asymmetric conical mirror, and a right side view is a side view of an asymmetric conical mirror.
4A and 4B are views illustrating a process of emitting a laser beam in an asymmetric conical mirror.
5 is a diagram illustrating that a stereoscopic laser beam and a light-receiving unit, which are emitted from an emitting unit toward an obstacle, receive a laser beam.
FIG. 6 is a side view illustrating an operation state of a light emitting unit of a speed-adaptive three-dimensional obstacle sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation of a speed adaptive three-dimensional obstacle sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various embodiments and is intended to illustrate and describe the specific embodiments in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명에서 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 발명에서, '포함하다' 또는 '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. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치를 설명한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as "comprises" or "having" are used to designate the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof. Hereinafter, a velocity-adaptive three-dimensional obstacle sensing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

본 실시예에서 이동체는 무인 비행체(드론)일 수 있다. 이동체는 본 실시예에 따른 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치를 탑재할 수 있다. 물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 차량이나 이동 로봇 등 다양한 이동체와 일정 위치에서 이동체를 감지하는 물체감지장치 등 다양한 장치에 적용될 수 있다.In this embodiment, the moving body may be a unmanned aerial vehicle (drone). The moving object may be equipped with the speed adaptive three-dimensional obstacle sensing apparatus according to the present embodiment. Of course, the present invention is not limited thereto, and may be applied to various devices such as a vehicle, a moving robot, and the like, and an object detecting device that detects a moving object at a predetermined position.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치가 도시된 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치의 발광부 및 수광부가 도시된 사시도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a velocity-adaptive three-dimensional obstacle sensing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a velocity-adaptive three-dimensional obstacle sensing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention. Fig.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치(이하, ‘장애물 감지장치’라고도 함)는, 발광부(100), 수광부(200), 제어부(300)를 포함한다.1, a speed-adaptive three-dimensional obstacle sensing apparatus (hereinafter, also referred to as an obstacle sensing apparatus) according to an embodiment of the present invention includes a light emitting unit 100, a light receiving unit 200, 300).

발광부(100)는 레이저 다이오드(110)에서 발생한 레이저빔을 3차원 입체 형상의 레이저빔으로 변환하여 발광한다. 여기서, 3차원 입체 형상의 레이저빔(이하, ‘입체 레이저빔’이라고도 함)은 x-y-z 전방위로 방사하는 레이저빔을 의미하며, 발광부(100)와 동일한 평면에 있는 장애물 뿐만 아니라, 해당 평면의 상하 방향에 존재하는 장애물을 향해 방사되는 레이저빔을 의미한다. 따라서, 입체 레이저빔은 장애물이 존재하는 고도(높이)를 감지할 수 있다.The light emitting unit 100 converts the laser beam generated by the laser diode 110 into a laser beam of a three-dimensional solid shape to emit light. Here, a three-dimensional solid laser beam (hereinafter also referred to as a "stereoscopic laser beam") means a laser beam that radiates in all directions of xyz, and not only obstacles in the same plane as the light emitting unit 100, Means a laser beam that is radiated toward an obstacle present in a direction. Therefore, the stereoscopic laser beam can sense the height (height) at which the obstacle exists.

도 2에 도시된 바와 같이, 발광부(100)는 베이스(B) 상에 배치되어 레이저빔을 발생하는 레이저 다이오드(110)와, 레이저빔을 입체 레이저빔으로 변환하는 비대칭 원뿔형 미러(130)와, 비대칭 원뿔형 미러를 회전시키는 회전 모터(140)를 포함한다. 또한, 발광부(100)는 레이저 빔을 분산시키는 확산 렌즈(120)를 선택적으로 포함할 수 있다. 이 경우, 비대칭 원뿔형 미러(130)는 확산 렌즈(120)에 의해 분산된 레이저 빔을 입체 레이저빔으로 변환한다. 이하의 설명에서는 발광부(100)가 확산 렌즈(120)를 포함하는 경우를 예시하여 설명한다.2, the light emitting unit 100 includes a laser diode 110 disposed on the base B for generating a laser beam, an asymmetric cone mirror 130 for converting the laser beam into a stereoscopic laser beam, And a rotation motor 140 for rotating the asymmetric conical mirror. Further, the light emitting portion 100 may selectively include a diffusion lens 120 for dispersing the laser beam. In this case, the asymmetric conical mirror 130 converts the laser beam scattered by the diffusion lens 120 into a stereoscopic laser beam. In the following description, the case where the light emitting unit 100 includes the diffusion lens 120 will be described as an example.

베이스(B)는 소정 형상의 판 부재로서, 베이스(B) 상에는 레이저 다이오드(110)를 포함하는 발광부(100)와 수광부(200)과 제어부(300)가 형성될 수 있다. 레이저 다이오드(110), 확산 렌즈(120), 비대칭 원뿔형 미러(130), 회전 모터(140)는 하나의 하우징(미도시) 내에 형성될 수 있으며, 도 2에서는 설명의 편의를 위해 하우징을 생략하여 도시하였다.The base B is a plate member having a predetermined shape and the light emitting unit 100 including the laser diode 110, the light receiving unit 200 and the control unit 300 may be formed on the base B. The laser diode 110, the diffusion lens 120, the asymmetric conical mirror 130, and the rotation motor 140 may be formed in a single housing (not shown). In FIG. 2, the housing is omitted Respectively.

확산 렌즈(120)는 레이저 다이오드(110)에서 출력되는 레이저가 퍼져서 출력되도록 하는 구성으로서, 레이저 다이오드(110)에서 출력된 레이저가 입사면으로 수광되면 이를 퍼지도록 한다.The diffusion lens 120 has a configuration in which a laser output from the laser diode 110 is spread and output. When the laser output from the laser diode 110 is received by the incident surface, the diffusion lens 120 spreads the laser.

확산 렌즈(120)는 레이저 다이오드(110)의 전측에 일체로 설치될 수도 있고, 레이저 다이오드(110)와 분리되어 설치될 수도 있으며, 바람직하게는 레이저 다이오드(110)와 일체로 설치된다. 확산 렌즈(120)의 입사면은 무반사(anti-reflection : AR) 코팅을 하여 입사되는 레이저의 반사가 최소화되도록 한다.The diffusing lens 120 may be integrally provided on the front side of the laser diode 110 or may be installed separately from the laser diode 110 and preferably integrally with the laser diode 110. The incident surface of the diffusing lens 120 is anti-reflection (AR) coating so that the reflection of the incident laser is minimized.

도 3은 비대칭 원뿔형 미러가 도시된 도면으로, 좌측 도면은 비대칭 원뿔형 미러의 평면도이고, 우측 도면은 비대칭 원뿔형 미러의 측면도이다. 도 4는 비대칭 원뿔형 미러에서 레이저빔이 방사되는 과정을 예시한 도면이다.Fig. 3 is a view showing an asymmetrical conical mirror, a left side view is a plan view of an asymmetric conical mirror, and a right side view is a side view of an asymmetric conical mirror. 4 is a view illustrating a process of emitting a laser beam in an asymmetric conical mirror.

비대칭 원뿔형 미러(130)는 확산 렌즈(120)의 전측에 이격되어 설치되며, 확산 렌즈(120)에 의해 분산된 레이저빔을 3차원 입체 형상의 레이저빔으로 변환한다. 비대칭 원뿔형 미러(130)는 예를 들어, z축 방향으로 조사되는 레이저빔을 전방위 방향으로 방향 전환시킨다.The asymmetric conical mirror 130 is disposed on the front side of the diffusion lens 120 and converts the laser beam dispersed by the diffusion lens 120 into a laser beam of a three-dimensional solid shape. The asymmetric conical mirror 130, for example, redirects the laser beam irradiated in the z-axis direction in all directions.

도 3에 도시된 바와 같이, 비대칭 원뿔형 미러(130)는, 원뿔 형태의 미러이나, 원뿔의 꼭지점(O)이 중심에 있지 않고 상하좌우 어느 일측으로 편심되어 형성되는 미러이다. As shown in FIG. 3, the asymmetric cone-shaped mirror 130 is a cone-shaped mirror or a mirror formed by eccentrically concentrating the vertex O of the cone not on the center but on the upper, lower, left, and right sides.

일반적으로 원뿔은 밑면 외주에서 꼭지점에 이르는 사선의 기울기가 동일하지만, 본 발명에 적용되는 비대칭 원뿔형 미러(130)는 원뿔의 밑면 외주에서 꼭지점에 이르는 사선(L1, L2)의 기울기(θ1, θ2)가 상이하다. 따라서, 확산 렌즈(120)를 거쳐 비대칭 원뿔형 미러(130)로 입사되는 레이저빔은 레이저빔과 입사면이 이루는 각도에 따라 방사 방향이 각각 달라진다. The asymmetric cone mirror 130 applied to the present invention has the inclination angles? 1 and? 2 of the oblique lines L1 and L2 extending from the outer periphery to the vertex of the cone, . Therefore, the laser beam incident on the asymmetric conical mirror 130 through the diffusing lens 120 has different radiation directions depending on the angle formed by the laser beam and the incident surface.

즉, 도 4를 참조하면, 비대칭 원뿔형 미러(130)로 입사되는 레이저빔 중 원뿔 꼭지점(O) 좌측의 레이저빔(B1)은 입사면과 45도를 이루며 입사되어 x-y 평면과 평행한 면(설명의 편의상 z=0인 면이라 함) 방향으로 방사되고, 원뿔 꼭지점(O) 우측의 레이저빔(B2)은 입사면과 30도를 이루며 입사되어 z=0인 면과 30도를 이루는 면 방향으로 방사된다. (도 4a)4, the laser beam B1 on the left side of the conical apex O of the laser beam incident on the asymmetric cone mirror 130 is incident on the incident plane at an angle of 45 degrees and is parallel to the xy plane The laser beam B2 on the right side of the conical apex O is incident at an angle of 30 degrees with respect to the incident plane and is incident on the plane of z = 0 and the plane direction of 30 degrees . (Fig. 4A)

도 4b와 같이, 비대칭 원뿔형 미러(130)가 1/2 회전하면, 좌측의 레이저빔(B1)은 z=0인 면과 30도를 이루는 면 방향으로 방사되고, 우측의 레이저빔(B2)은 z=0인 면 방향으로 방사된다.4B, when the asymmetric conical mirror 130 is rotated by 1/2, the laser beam B1 on the left side is radiated in the plane direction forming the angle of 30 degrees with the plane on which z = 0, and the laser beam B2 on the right side is emitted z = 0.

비대칭 원뿔형 미러(130)가 회전 모터(140)에 의해 1회전되는 동안, 레이저빔(B1, B2)는 기울기가 상이한 입사면들에 의해 방사되고, 그 결과 비대칭 원뿔형 미러(130)에 의해 방사되는 레이저빔들은 도 2에서와 같이 3차원 입체 형상을 가지면서 퍼지게 된다. 이에 따라, 비행체 주변에 존재하는 장애물의 위치와 고도를 감지할 수 있게 된다.While the asymmetric conical mirror 130 is rotated by one rotation of the rotary motor 140, the laser beams B1 and B2 are emitted by incidence planes having different slopes, and as a result, they are emitted by the asymmetric conical mirror 130 The laser beams are spread with a three-dimensional solid shape as shown in FIG. Accordingly, it is possible to detect the position and altitude of the obstacles existing around the air vehicle.

수광부(200)는 베이스(B) 상에 형성되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 발광부(100)와 기설정된 거리만큼 이격되어 설치되고, 다수개의 수광부(200)가 원형을 이루어 360도 방향으로 장애물 감지가 가능하도록 한다. The light receiving unit 200 is formed on the base B and is spaced apart from the light emitting unit 100 by a predetermined distance as shown in FIG. 2, and the plurality of light receiving units 200 are circular, So that the obstacle can be detected.

도 5는 발광부에서 장애물을 향해 방사되는 입체 레이저 빔 및 수광부가 레이저빔을 수신하는 것을 예시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 수광부(200)는 비대칭 원뿔형 미러(130)에 의해 변환된 3차원 입체 형상의 레이저빔이 장애물에서 반사된 레이저빔을 수광하여 제어부(300)로 전달한다. 이러한 수광부(200)는 수신되는 레이저빔을 집광하는 집광 렌즈(210)와 집광 렌즈(210)에서 집광된 레이저빔을 수광하는 이미지센서(220)를 포함할 수 있다. 5 is a diagram illustrating that a stereoscopic laser beam and a light-receiving unit, which are emitted from an emitting unit toward an obstacle, receive a laser beam. 5, the light receiving unit 200 receives the laser beam reflected by the obstacle from the laser beam of the three-dimensional solid shape converted by the asymmetric conical mirror 130, and transmits the laser beam to the controller 300. The light receiving unit 200 may include a condenser lens 210 for condensing the received laser beam and an image sensor 220 for receiving the condensed laser beam from the condenser lens 210.

제어부(300)는 수광부(200)에서 수신된 레이저빔을 이용해서 장애물과의 거리를 산출한다. 제어부(300)는 삼각 측량법을 이용하여 장애물과의 거리를 산출할 수 있으며, 또한, 발광부(100)에서 광이 발사된 기준 시점과 장애물에서 반사되어 되돌아온 광의 검출 시점 사이의 시간차를 측정하여 거리를 측정하는 비행 시간법을 이용하여 장애물과의 거리를 산출할 수 있다. 비행 시간법을 이용하여 거리를 산출하는 경우, 수광부(200)는 포토 다이오드(Photo Diode) 및 TDC(Time-to-Distance Converter)를 포함하여 구성될 수 있다.The control unit 300 calculates the distance to the obstacle using the laser beam received by the light receiving unit 200. The control unit 300 can calculate the distance to the obstacle by using the triangulation method and also measures the time difference between the reference point at which the light is emitted from the light emitting unit 100 and the detection point of the light reflected back from the obstacle, The distance to the obstacle can be calculated using the flight time method. When the distance is calculated using the time-of-flight method, the light-receiving unit 200 may include a photodiode and a time-to-distance converter (TDC).

또한, 제어부(300)는 수광부(200)에서 수신된 레이저빔을 이용해서 장애물과의 거리를 산출하고, 이동체의 이동속도 정보를 이용하여 수광부(200)의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(300)는 이동체의 이동속도 정보를 이용하여 발광부(100)의 동작을 제어하여 비대칭 원뿔형 미러(130)와 확산 렌즈(120) 사이의 거리를 조절할 수 있다.The control unit 300 calculates the distance to the obstacle using the laser beam received from the light receiving unit 200 and controls the operation of the light receiving unit 200 using the moving speed information of the moving object. The control unit 300 may control the operation of the light emitting unit 100 using the moving speed information of the moving object to adjust the distance between the asymmetric cone mirror 130 and the diffusion lens 120.

이를 위해, 제어부(300)는 이동속도 정보를 산출하는 이동속도 산출모듈(310)과, 수광부(200)의 동작을 제어하는 수광부 제어모듈(320)과, 발광부(100)의 동작을 제어하는 발광부 제어모듈(330)과, 이동체와 장애물 사이의 거리를 산출하는 거리 산출모듈(340)과, 저장모듈(350)을 포함한다.The control unit 300 includes a moving speed calculation module 310 for calculating moving speed information, a light receiving unit control module 320 for controlling the operation of the light receiving unit 200, A light emitting part control module 330, a distance calculating module 340 for calculating the distance between the moving object and the obstacle, and a storage module 350.

이동속도 산출모듈(310)은 GPS 모듈로부터 이동체의 현재 이동속도 정보를 실시간으로 입력받아서 이동속도를 산출하거나, 가속센서 또는 속도센서를 이용하여 이동체의 현재 이동속도 정보를 산출할 수 있다. GPS 모듈, 가속센서, 속도센서 등은 이동체에 탑재되는 외장형일 수 있으나, 본 발명의 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치에 내장되는 내장형일 수 있다.The moving speed calculation module 310 may calculate the moving speed by receiving the current moving speed information of the moving body in real time from the GPS module or may calculate the current moving speed information of the moving body by using the acceleration sensor or the speed sensor. The GPS module, the acceleration sensor, the speed sensor, and the like may be of an external type mounted on a mobile body, but may be built in built in the speed adaptive three-dimensional obstacle sensing device of the present invention.

수광부 제어모듈(320)은 이동속도 산출모듈(310)에 의해 산출된 이동체의 이동속도 정보에 따라 자동으로 이미지센서의 측정 속도를 가변시킨다. 즉, 수광부 제어모듈(320)은 수광부(200)의 이미지센서(220)의 센서 분해능을 조절하여 이미지센서의 측정 속도를 가변시킨다.The light receiving unit control module 320 automatically changes the measurement speed of the image sensor according to the moving speed information of the moving object calculated by the moving speed calculating module 310. [ That is, the light receiving unit control module 320 adjusts the sensor resolution of the image sensor 220 of the light receiving unit 200 to vary the measurement speed of the image sensor.

이미지센서(220)의 측정 속도는 프레임 속도에 의해 결정된다. 전체 해상도(센서 분해능)를 R이라고 하면, 통상 프레임 속도는 30FPS(Frame Per Second)정도로 결정된다.The measurement speed of the image sensor 220 is determined by the frame rate. Assuming that the total resolution (sensor resolution) is R, the normal frame rate is determined to be about 30 frames per second (FPS).

이미지센서(220)의 특성상, 해상도를 낮추면 프레임 속도를 증가시킬 수 있다. 통상, 이동체가 고속으로 움직일 경우에는 이미지센서(220)도 고속으로 작동되는 것이 바람직하다.Due to the characteristics of the image sensor 220, the frame rate can be increased by lowering the resolution. Normally, when the moving object is moving at a high speed, the image sensor 220 is preferably operated at a high speed.

따라서, 수광부 제어모듈(320)은 이동체의 이동속도 정보에 따라 이미지센서(220)의 센서 분해능 및 프레임 속도가 조절되도록 한다. 즉, 이동체가 고속으로 움직일 경우, 센서 분해능을 낮추고 프레임 속도를 증가시키며, 이동체가 정지 또는 저속으로 움직일 경우, 센서 분해능을 최대한으로 하고 프레임 속도는 최저가 되도록 한다.Therefore, the light receiving unit control module 320 controls the sensor resolution and the frame rate of the image sensor 220 according to the moving speed information of the moving object. That is, when the moving object is moving at a high speed, the sensor resolution is decreased and the frame rate is increased. When the moving object is stopped or moving at a low speed, the sensor resolution is maximized and the frame rate is minimized.

수광부 제어모듈(320)에 의한 센서 분해능 및 프레임 속도 조절은, 아래 [표 1]과 같이 Look-up 테이블 방식으로 할 수 있다.The sensor resolution and the frame rate adjustment by the light-receiving unit control module 320 can be performed by a look-up table method as shown in Table 1 below.

이동속도speed 센서 분해능Sensor resolution 프레임 속도Frame rate 0 ~ V10 to V1 RR FF V1 ~ V2V1 to V2 0.5R0.5R 2F2F V2 ~ V3V2 to V3 0.25R0.25R 4F4F V3 ~ V3 ~ 0.1R0.1R 10F10F

여기서, Vn(V1, V2, V3...)은 기설정된 임의의 기준속도이고, R은 전체 해상도이고, F는 최저 속도 구간 ‘0 ~ V1’에서의 프레임 속도이다.Here, Vn (V1, V2, V3 ...) is a preset arbitrary reference speed, R is the full resolution, and F is the frame rate at the lowest speed section '0 to V1'.

발광부 제어모듈(330)은 이동체의 이동속도 정보에 기초하여 비대칭 원뿔형 미러(130)와 확산 렌즈(120) 사이의 거리를 조절한다. The light emission control module 330 adjusts the distance between the asymmetric conical mirror 130 and the diffusion lens 120 based on the moving speed information of the moving object.

발광부 제어모듈(330)은 이동체가 고속으로 움직일 경우, 비대칭 원뿔형 미러(130)와 확산 렌즈(120) 사이의 거리를 증가시키며, 이동체가 정지 또는 저속으로 움직일 경우, 비대칭 원뿔형 미러(130)와 확산 렌즈(120) 사이의 거리를 감소시켜서 근접하도록 한다. 이때, 발광부(100)에는 비대칭 원뿔형 미러(130)와 확산 렌즈(120) 사이의 거리 조절을 위한 액츄에이터(미도시)가 형성될 수 있다.The light emitting portion control module 330 increases the distance between the asymmetric conical mirror 130 and the diffusion lens 120 when the moving body moves at a high speed and when the moving body is stopped or moves at a low speed, Thereby reducing the distance between the diffusing lenses 120 so as to be close to each other. At this time, an actuator (not shown) for adjusting the distance between the asymmetric conical mirror 130 and the diffusion lens 120 may be formed in the light emitting portion 100.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치의 발광부의 동작 상태가 도시된 측면도이다.FIG. 6 is a side view illustrating an operation state of a light emitting unit of a speed-adaptive three-dimensional obstacle sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6의 좌측 도면에 도시된 바와 같이, 비대칭 원뿔형 미러(130)와 확산 렌즈(120) 사이의 거리가 증가되면 레이저빔이 비대칭 원뿔형 미러(130)의 면에 접촉하는 면적이 커져서 방사각을 더 크게 할 수 있게 된다. 이에 따라 원거리 및 높은 고도에 있는 장애물을 감지할 수 있게 된다. 한편, 도 6의 우측 도면에 도시된 바와 같이, 거리가 감소하면 레이저빔이 비대칭 원뿔형 미러(130)의 면에 접촉하는 면적이 작아지는 대신 근거리 및 낮은 고도에 있는 장애물을 더욱 상세하게 감지할 수 있게 된다.6, when the distance between the asymmetric conical mirror 130 and the diffusion lens 120 is increased, the area in which the laser beam contacts the surface of the asymmetric conical mirror 130 becomes larger, . Thus, it becomes possible to detect distant and high altitude obstacles. 6, as the distance decreases, the area where the laser beam contacts the surface of the asymmetric cone mirror 130 becomes smaller, but the obstacle in the near and lower altitudes can be detected in more detail .

거리 산출모듈(340)은 수광부(200)에서 검출한 레이저빔의 영상 신호를 분석하여 거리 정보를 산출한다. 거리 산출모듈(340)은 검출한 레이저빔의 영상 신호로부터 삼각 측정 계산을 수행하여 거리를 산출하여 이동체의 자기 위치 인식이나 장애물과의 충돌 방지를 위한 정보로 제공한다. The distance calculation module 340 analyzes the image signal of the laser beam detected by the light receiving unit 200 and calculates distance information. The distance calculation module 340 calculates the distance by performing triangulation calculation from the video signal of the detected laser beam, and provides the information as information for recognizing the position of the moving object or preventing collision with an obstacle.

거리 산출모듈(340)은 저장모듈(350)에 저장된 발광부(100)과 수광부(200) 간의 설치 위치 정보를 기초로 발광부(100)의 온/오프 제어에 따라 조사된 레이저빔이 장애물에 반사되어 수광부(200)에서 수광되면 발광부(100)와 수광부(200) 사이의 각도 정보와 이격 거리 정보를 이용하여 수광부(100)의 화면 상에 표시되는 장애물까지의 거리를 산출하고, 장애물까지의 거리는 삼각 측정 계산을 이용한다.The distance calculation module 340 calculates the distance to the obstacle based on the installation position information between the light emitting unit 100 and the light receiving unit 200 stored in the storage module 350 The distance to the obstacle displayed on the screen of the light receiving unit 100 is calculated using the angle information and the distance information between the light emitting unit 100 and the light receiving unit 200 when the light is reflected by the light receiving unit 200, Is calculated using triangulation calculation.

저장모듈(350)은 제어부(300)의 동작과 관련된 프로그램 및, 기본 설정 정보를 저장한다. 기본 설정 정보는 발광부(100)과 수광부(200) 간의 설치 위치 정보, 즉, 발광부(100)와 수광부(200) 사이의 각도 정보와 이격 거리 정보 등이 있다.The storage module 350 stores programs related to the operation of the controller 300 and basic setting information. The basic setting information includes installation position information between the light emitting unit 100 and the light receiving unit 200, that is, angle information and separation distance information between the light emitting unit 100 and the light receiving unit 200, and the like.

또한, 저장모듈(350)은 센서 분해능 및 프레임 속도 조절을 위한 Look-up 테이블을 저장한다.In addition, the storage module 350 stores a look-up table for sensor resolution and frame rate adjustment.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치의 동작 과정이 도시된 순서도이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation of a speed adaptive three-dimensional obstacle sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 7를 참조하여 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치의 동작 과정을 설명한다.The operation of the speed-adaptive three-dimensional obstacle sensing apparatus according to an embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG.

먼저, 이동체의 이동속도를 산출한다. (S100)First, the moving speed of the moving object is calculated. (S100)

이동속도 산출모듈(310)은 GPS 모듈로부터 이동체의 현재 이동속도 정보를 실시간으로 입력받아서 이동속도를 산출하거나, 가속센서 또는 속도센서를 이용하여 이동체의 현재 이동속도 정보를 산출한다.The moving speed calculation module 310 receives the current moving speed information of the moving object in real time from the GPS module and calculates the moving speed or calculates the current moving speed information of the moving object using the acceleration sensor or the speed sensor.

다음, 이동속도를 기초로 수광부(200)의 동작을 제어한다. (S200)Next, the operation of the light receiving section 200 is controlled based on the moving speed. (S200)

수광부 제어모듈(320)은 이동체의 이동속도 정보에 따라 이미지센서(220)의 센서 분해능 및 프레임 속도가 조절되도록 한다. 즉, 이동체가 고속으로 움직일 경우, 센서 분해능을 낮추고 프레임 속도를 증가시키며, 이동체가 정지 또는 저속으로 움직일 경우, 센서 분해능을 최대한으로 하고 프레임 속도는 최저가 되도록 한다.The light receiving unit control module 320 controls the sensor resolution and the frame rate of the image sensor 220 according to the moving speed information of the moving object. That is, when the moving object is moving at a high speed, the sensor resolution is decreased and the frame rate is increased. When the moving object is stopped or moving at a low speed, the sensor resolution is maximized and the frame rate is minimized.

다음, 이동속도를 기초로 발광부(100)의 동작을 제어한다. (S300)Next, the operation of the light emitting unit 100 is controlled based on the moving speed. (S300)

발광부 제어모듈(330)은 이동체가 고속으로 움직일 경우, 비대칭 원뿔형 미러(130)와 확산 렌즈(120) 사이의 거리를 증가시키며, 이동체가 정지 또는 저속으로 움직일 경우, 비대칭 원뿔형 미러(130)와 확산 렌즈(120) 사이의 거리를 감소시켜서 근접하도록 한다. The light emitting portion control module 330 increases the distance between the asymmetric conical mirror 130 and the diffusion lens 120 when the moving body moves at a high speed and when the moving body is stopped or moves at a low speed, Thereby reducing the distance between the diffusing lenses 120 so as to be close to each other.

한편, 상기 S200 단계와 S300 단계는 반드시 S200 단계 이후에, S300 단계가 뒤따르는 것은 아니며, S300 단계 이후에 S200 단계가 뒤따를 수 있으며, S200 단계와 S300 단계 둘 중 어느 하나만 수행될 수도 있다.In step S200 and step S300, step S300 is not followed by step S300, step S200 may be followed by step S300, and step S200 or step S300 may be performed.

다음, 발광부(100)에 의해 전방위 방향으로 입체 레이저빔이 방사되고, 수광부(200)는 장애물에 의해 반사된 레이저빔을 수광한다. (S400)Next, the stereoscopic laser beam is emitted in the omnidirectional direction by the light emitting unit 100, and the light receiving unit 200 receives the laser beam reflected by the obstacle. (S400)

다음, 거리 산출모듈(340)은 수광된 레이저빔의 영상 신호로부터 삼각 측정 계산을 수행하여 거리를 산출하여 이동체의 자기 위치 인식이나 장애물과의 충돌 방지를 위한 정보로 제공한다. (S500)Next, the distance calculation module 340 calculates the distance by performing triangulation calculation from the image signal of the received laser beam, and provides the information for recognizing the self position of the moving object or preventing collision with the obstacle. (S500)

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치에 의하면, 이동하는 이동체에 적용되어 360도 방향 주변의 장애물과의 거리를 감지할 수 있게 되어, 구조가 간단해지고 소형화에 유리하다는 장점이 있다. 또한, 이동체의 속도에 따라 자동으로 측정 속도가 가변되어, 장애물 감지성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 이동체의 속도에 따라 시야각이 가변되어, 장애물 감지성능을 향상시킬 수 있다.According to the velocity-adaptive three-dimensional obstacle sensing apparatus of the present invention as described above, the distance to the obstacle in the 360-degree direction can be detected by being applied to a moving moving object, There is an advantage that it is advantageous. In addition, the measurement speed can be automatically changed according to the speed of the moving object, and the obstacle detection performance can be improved. Further, the viewing angle can be varied according to the speed of the moving object, and the obstacle detection performance can be improved.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

100 : 발광부 200 : 수광부
300 : 제어부 310 : 이동속도 산출모듈
320 : 수광부 제어모듈 330 : 발광부 제어모듈
340 : 거리 산출모듈 350 : 저장모듈
100: light emitting portion 200: light receiving portion
300: control unit 310: moving speed calculation module
320: light receiving unit control module 330: light emitting unit control module
340: Distance calculation module 350: Storage module

Claims (8)

이동체에 형성되는 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치로서,
레이저빔을 발생하는 레이저 다이오드와, 상기 레이저빔을 다양한 방사 범위를 갖는 3차원 입체 형상의 레이저빔으로 변환하는 비대칭 원뿔형 미러와, 상기 비대칭 원뿔형 미러를 회전시키는 회전 모터를 포함하는 발광부; 및
상기 발광부에서 발광된 레이저빔이 장애물에 의해 반사된 레이저빔을 수신하는 수광부
를 포함하고,
상기 비대칭 원뿔형 미러는
원뿔의 꼭지점이 중심에 있지 않고 상하좌우 어느 일측으로 편심되어 형성되는 속도 적응형 3차원 장애물 감지 장치.

A velocity-adaptive three-dimensional obstacle sensing device formed on a moving object,
A light emitting unit including a laser diode for generating a laser beam, an asymmetric cone mirror for converting the laser beam into a laser beam of a three-dimensional shape having various radiation ranges, and a rotation motor for rotating the asymmetric cone mirror; And
A laser beam emitted from the light emitting unit is received by a light receiving unit
Lt; / RTI >
The asymmetric conical mirror
Wherein the vertex of the cone is not centered but eccentric to one side of the upper, lower, left, and right sides.

청구항 1에 있어서,
상기 레이저 다이오드에서 발생한 레이저빔을 분산시키는 확산 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치.
The method according to claim 1,
And a diffusion lens for dispersing a laser beam generated in the laser diode.
삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 비대칭 원뿔형 미러는,
상기 원뿔의 밑면 외주에서 꼭지점에 이르는 사선의 기울기가 상이하여, 상기 비대칭 원뿔형 미러로 입사되는 레이저빔이 입사면과 이루는 각도에 따라 방사 방향이 각각 달라지는 것을 특징으로 하는 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치.
[2] The asymmetric cone mirror according to claim 1,
Wherein the slope of the oblique line from the outer periphery to the vertex of the cone differs from the slope of the oblique line from the outer periphery to the vertex of the cone so that the radiation direction changes according to an angle formed by the laser beam incident on the asymmetric conical mirror and the incident surface. .
청구항 2에 있어서,
상기 수광부에서 수신된 레이저빔을 이용해서 장애물과의 거리를 산출하고, 상기 이동체의 이동속도 정보에 기초하여 상기 발광부 또는 상기 수광부 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치.
The method of claim 2,
A control unit for calculating the distance to the obstacle by using the laser beam received by the light receiving unit and controlling the operation of at least one of the light emitting unit and the light receiving unit based on the moving speed information of the moving object,
Wherein the velocity-adaptive three-dimensional obstacle sensing device comprises:
청구항 5에 있어서, 상기 제어부는,
상기 이동체의 이동속도 정보에 기초하여 상기 비대칭 원뿔형 미러와 상기 확산 렌즈 사이의 거리를 조절하는 것을 특징으로 하는 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치.
6. The apparatus of claim 5,
Wherein the distance between the asymmetric cone mirror and the diffusing lens is adjusted based on the moving speed information of the moving object.
청구항 5에 있어서, 상기 수광부는,
수신된 레이저빔을 집광하는 집광 렌즈와,
상기 집광 렌즈에서 집광된 레이저빔을 수광하는 이미지센서를 포함하고,
상기 제어부는 상기 이동체의 이동속도 정보에 기초하여 상기 이미지센서의 센서 분해능 및 프레임 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치.
The light-emitting device according to claim 5,
A condensing lens for condensing the received laser beam,
And an image sensor for receiving the condensed laser beam from the condensing lens,
Wherein the controller adjusts the sensor resolution and the frame rate of the image sensor based on the moving speed information of the moving object.
청구항 1에 있어서,
상기 발광부에서 광이 발사된 기준 시점과 상기 장애물에서 반사되어 되돌아온 광의 검출 시점 사이의 시간차를 측정하여 거리를 산출하고, 상기 이동체의 이동속도 정보에 기초하여 상기 발광부 또는 상기 수광부 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 속도 적응형 3차원 장애물 감지장치.
The method according to claim 1,
At least one of the light emitting unit and the light receiving unit based on the moving speed information of the moving object is obtained by calculating a distance by measuring a time difference between a reference time point at which light is emitted from the light emitting unit and a detection time point of the light reflected back from the obstacle, Lt; RTI ID = 0.0 >
Wherein the velocity-adaptive three-dimensional obstacle sensing device comprises:
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