KR101924266B1 - Lidar Device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일실시예에 따른 라이다 장치는, 적어도 하나 이상의 광원을 포함하여 광을 조사하는 광원부,상기 광원으로부터 조사된 광을 반사시켜 대상물체로 가이드 하며, 360도 회회전구동이 가능한 제1 반사부재, 상기 제1 반사부재가 상단에 결합되어 일체로 회전구동시키도록 결합되는 회전구동부, 상기 회전구동부 하단에 상기 제1 반사부재와 동일한 방향으로 반사면이 배치되도록 결합되고, 상기 대상물체로부터 반사된 광을 재반사하여 방향을 가이드하는 제2 반사부재 및 상기 제2 반사부재로부터 안내된 광이 수광되는 검출부를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 회전구동하는 반사판을 통해 360도 회전반경의 범위 및 회전방향에 수직한 면방향의 스캔을 동시에 구현할 수 있는 효과가 있다. A lidar apparatus according to an embodiment of the present invention includes a light source unit that includes at least one light source and emits light, a light source unit that reflects the light emitted from the light source and guides the light to a target object, A rotation driving unit coupled to the upper end of the first reflecting member so as to rotate integrally with the upper end of the first reflecting member and coupled to the lower end of the rotation driving unit such that a reflecting surface is disposed in the same direction as the first reflecting member, A second reflection member for reflecting the reflected light and guiding the direction, and a detection unit for receiving light guided from the second reflection member. According to an embodiment of the present invention, there is an effect that scan in a range of a 360-degree rotation radius and a scan in a plane direction perpendicular to a rotation direction can be implemented simultaneously through a rotation-driven reflection plate.
Description
본 발명은 라이다 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a Lydia device.
라이다(LIDAR: Light Detection And Ranging)는 빛을 이용하여 대상물을 검출하고 대상물까지의 거리를 측정하는 것을 말한다. 라이다는 기능에 있어서 레이더(RADAR: Radio Detection And Ranging)와 유사하지만, 전파를 이용하는 레이다와 달리 빛을 이용한다는 차이가 있으며, 이러한 점에서 '영상 레이더'라고 칭해지기도 한다.Light Detection And Ranging (LIDAR) is the detection of objects using light and the measurement of the distance to the object. Lada is similar in function to RADAR (Radio Detection And Ranging), but differs in that it uses light, unlike radars that use radio waves, and is sometimes referred to as an 'image radar' in this regard.
빛과 마이크로파 간의 도플러 효과 차이로 인하여, 라이다는 레이더에 비하여 방위 분해능, 거리 분해능 등이 우수하다는 특징을 가진다.Due to the difference in Doppler effect between light and microwave, Lada has a feature that it has better azimuth resolution and distance resolution than radar.
라이다 장치는 위성이나 항공기에서 레이저 펄스를 방출하고, 대기중의 입자에 의해 후방 산란되는 펄스를 지상관측소에서 수신하는 항공 라이다가 주류를 이루어왔으며, 이러한 항공 라이다는 바람 정보와 함께 먼지, 연기, 에어로졸, 구름 입자 등의 존재와 이동을 측정하고, 대기중의 먼지입자의 분포 또는 대기 오염도를 분석하는데 사용되어왔다. 그런데, 최근에는 송신계와 수신계가 모두 지상에 설치되어 장애물 탐지, 지형 모델링, 대상물까지의 위치 획득 기능을 수행하는 지상 라이다도 감시정찰로봇, 전투로봇, 무인수상함, 무인헬기 등의 국방분야나, 민수용 이동로봇, 지능형자동차, 무인자동차 등의 민수용 분야에 대한 적용을 염두에 두고 활발히 연구가 이루어지고 있다.The Lidar device is mainly composed of an airplane that emits laser pulses from satellites or aircraft and receives backscattered pulses from atmospheric particles at the ground station. It has been used to measure the presence and movement of smoke, aerosols, cloud particles, etc., and to analyze the distribution of airborne dust particles or air pollution. However, in recent years, both transmission systems and receiving systems have been installed on the ground to perform obstacle detection, terrain modeling, and ground acquisition, , Civilian mobile robots, intelligent automobiles, and unmanned automobiles.
그러나, 라이다 장치의 스캔 범위를 보다 효과적으로 확장하기 위한 라이다 장치의 필요성이 대두되며, 단순히 라이다 장치 전체를 구동시키기 위한 다양한 구동모듈의 결합은, 최종적으로 라이다 장치가 적용되는 디바이스의 구조적인 설계자유도를 현저히 제한하게 되므로, 보다 효과적은 라이다 장치 스캔 범위를 확장하기 위한 장치의 설계의 필요성이 있다.However, there is a need for a ladder device for more effectively expanding the scan range of the ladder device, and the combination of various drive modules for simply driving the entire ladder device can be realized by the structure of the device to which the ladder device is applied There is a need to design a device for extending the scanning range of the LADIS device more effectively.
본 발명의 일실시예에 따른 목적은, 라이다 장치의 회전 반사부재를 통해 회전 전방위의 센싱 및 회전방향에 수직한 상하방향의 반사면에 대응되는 면방향의 스캔이 가능한 라이다 장치를 제공하기 위한 것이다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a radar apparatus capable of scanning in a plane direction corresponding to a reflection surface in a vertical direction perpendicular to a rotation direction and a rotation direction sensing through a rotation reflection member of the radar apparatus .
본 발명의 일실시예에 따른 라이다 장치는, 적어도 하나 이상의 광원을 포함하여 광을 조사하는 광원부, 상기 광원으로부터 조사된 광을 반사시켜 대상물체로 가이드 하며, 360도 회회전구동이 가능한 제1 반사부재, 상기 제1 반사부재가 상단에 결합되어 일체로 회전구동시키도록 결합되는 회전구동부, 상기 회전구동부 하단에 상기 제1 반사부재와 동일한 방향으로 반사면이 배치되도록 결합되고, 상기 대상물체로부터 반사된 광을 재반사하여 방향을 가이드하는 제2 반사부재 및 상기 제2 반사부재로부터 안내된 광이 수광되는 검출부를 포함할 수 있다. A lidar apparatus according to an embodiment of the present invention includes a light source unit that includes at least one light source and emits light, a light source unit that reflects the light emitted from the light source and guides the light to a target object, A rotation driving unit coupled to the upper end of the first reflecting member so as to rotate integrally with the upper end of the first reflecting member and coupled to the lower end of the rotation driving unit such that a reflecting surface is disposed in the same direction as the first reflecting member, A second reflection member for reflecting the reflected light and guiding the direction, and a detection unit for receiving light guided from the second reflection member.
여기서, 상기 광원의 구동을 제어하는 광원제어부, 상기 회전구동부의 구동을 제어하는 구동제어부, 상기 광원제어부 및 상기 구동제어부를 제어하고, 상기 검출부의 전기적 신호데이터를 전송받는 메인제어부 및 상기 메인제어부에 의해 최종 수신되는 광의 정보를 전송받아 관련 정보를 처리 및 출력하는 처리부를 더 포함할 수 있다. Here, the light source control unit for controlling the driving of the light source, the driving control unit for controlling the driving of the rotation driving unit, the main control unit for controlling the light source control unit and the driving control unit, receiving the electrical signal data of the detection unit, And a processing unit for receiving information of the finally received light and processing and outputting related information.
또한, 상기 제1 반사부재는, 반사방향으로 상기 광원부의 광을 반사하도록 소정 각도로 형성된 제1 반사판 및 상기 제1 반사판의 일단이 수직한 방향으로 상하이동하고, 이에 대응되는 타단이 대응되는 수평방향으로 선형이동함으로써 반사각도를 조절하는 제1 각도조절부를 포함하고, 상기 제2 반사부재는, 상기 대상물체로부터 반사된 광을 반사하여 상기 검출부로 안내하도록 소정 각도로 형성된 제2 반사판 및 상기 제2 반사판의 일단이 수직한 방향으로 상하이동하고, 이에 대응되는 타단이 대응되는 수평방향으로 선형이동함으로써 반사각도를 조절하는 제2 각도조절부를 포함할 수 있다. The first reflecting member may include a first reflecting plate formed at a predetermined angle so as to reflect light of the light source unit in a reflecting direction and a second reflecting plate having one end of the first reflecting plate moved up and down in a vertical direction, Wherein the second reflection member includes a second reflection plate formed at a predetermined angle to reflect light reflected from the object and guide the light to the detection unit, The second angle adjuster may adjust the angle of reflection by moving one end of the two reflectors up and down in a vertical direction and linearly moving the other end corresponding to the other end in a corresponding horizontal direction.
또한, 상기 제1 반사부재 및 제2 반사부재는 각 길이방향 중심을 축으로 회전하고, 상기 광원부는, 상기 제1 반사부재의 회전축과 동일한 축으로 함께 회전하며, 상기 제1 반사부재의 경사면의 길이방향으로 연속하게 배치된 복수개의 개별광원을 포함하고, 상기 복수개의 개별광원은 상기 제1 반사부재의 회전하는 순간위치에서 동일한 방향으로 순차적으로 광을 조사하도록 상기 광원제어부에 의해 제어되는 단위광원유닛을 더 포함할 수 있다. The first reflecting member and the second reflecting member are rotated about their respective longitudinal center axes, and the light source unit is rotated together with the same axis as the rotational axis of the first reflecting member, and the inclined surface of the first reflecting member And a plurality of individual light sources arranged continuously in the longitudinal direction, wherein the plurality of individual light sources are configured to emit light sequentially in the same direction at a rotating instant position of the first reflecting member, Unit. ≪ / RTI >
또한, 상기 회전구동부는 상기 제1 반사부재 및 상기 제2 반사부재를 일체로 회전시키도록 상기 제1 반사부재 및 상기 제2 반사부재의 소정각도 기울어진 경사면의 중심축에 결합되는 회전축 및 상기 회전축을 구동시키는 구동모터를 포함할 수 있다. The rotation driving unit may include a rotation shaft coupled to a center axis of a predetermined angular inclined surface of the first reflecting member and the second reflecting member so as to integrally rotate the first reflecting member and the second reflecting member, And a drive motor for driving the motor.
또한, 상기 광원부는 상기 제1 반사부재로 광이 수직하게 조사될 수 있도록, 상기 제1 반사부재의 회전방향에 대응되도록 상기 회전구동부에 일체로 결합되어 회전될 수 있다. The light source unit may be integrally coupled to the rotation driving unit so as to correspond to the rotation direction of the first reflection member so that light can be vertically irradiated to the first reflection member.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따르면, 회전구동하는 반사판을 통해 360도 회전반경의 대상물체 스캔이 가능한 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, there is an effect that a target object can be scanned with a 360-degree rotation radius through a rotation-driven reflector.
또한, 반사판의 길이방향 중심축을 중심으로 회전하므로, 반사판 회전구동시에 반사판 중심으로 조사되는 광원의 구동이 불필요하며 회전방향의 스캔을 보다 안정적으로 수행할 수 있는 효과가 있다. In addition, since the light source is rotated about the longitudinal center axis of the reflector, it is unnecessary to drive the light source irradiated to the center of the reflector at the reflector rotation hole, and the scan in the rotation direction can be performed more stably.
또한, 반사부재의 반사판의 경사면을 따라 복수개의 광원을 시간간격을 두어 순차적으로 조사함으로써, 경사면에 대응되는 면방향의 스캔이 가능하고, 일순간에 순차적으로 조사되는 복수의 광원에 대해 단일의 수광부를 통해 보다 효과적으로 면방향 스캔을 센싱할 수 있는 효과가 있다. In addition, by sequentially irradiating a plurality of light sources along the inclined surface of the reflecting plate of the reflecting member at a time interval, it is possible to perform scanning in the plane direction corresponding to the inclined surface, and to provide a single light receiving portion for a plurality of light sources sequentially irradiated in a moment It is possible to more effectively sense the surface direction scan.
또한, 반사부재의 소정각도로 형성된 반사판의 경사각을 조절함으로서, 스캔하고자 하는 범위 및 방향에 대한 광 조사의 자유도가 향상될 수 있는 효과가 있다. Further, by adjusting the inclination angle of the reflection plate formed at a predetermined angle of the reflection member, the degree of freedom of light irradiation with respect to the range and direction to be scanned can be improved.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 라이다 장치의 장치구성도;
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 라이다 장치의 일측면도;
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 반사부재의 부분 확대도;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 라이다 장치의 사시도;
도 4는 본 발명의 일실시예의 광원부를 포함한 라이다 장치의 일측면도
도 5a는 도 4에 따른 라이다 장치의 사시도
도 5b는 도 5a의 광원부의 저면도;
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스캔범위를 도시한 라이다 장치의 사시도 이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a device configuration diagram of a laddering device according to an embodiment of the present invention; FIG.
Figure 2a is a side view of a ladder device according to one embodiment of the present invention;
FIG. 2B is a partially enlarged view of a first reflection member according to an embodiment of the present invention; FIG.
3 is a perspective view of a laddering device according to an embodiment of the present invention;
4 is a side view of a lidar apparatus including a light source unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5A is a perspective view of the Lada apparatus according to FIG.
FIG. 5B is a bottom view of the light source unit of FIG. 5A; FIG.
6 is a perspective view of a Lada device showing a scan range according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명의 일실시예를 설명함에 있어서, 본 발명의 일실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objects, particular advantages and novel features of one embodiment of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings and the preferred embodiments thereof. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. Also, the terms "one side," " first, "" first," " second, "and the like are used to distinguish one element from another, no. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, a detailed description of known arts which may unnecessarily obscure the gist of an embodiment of the present invention will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 하며, 동일한 참조부호는 동일한 부재를 가리킨다. Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which like reference numerals refer to like elements.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 라이다 장치의 장치구성도, 도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 라이다 장치의 일측면도, 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 반사부재(21)의 부분 확대도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 라이다 장치의 사시도, 도 4는 본 발명의 일실시예의 광원부(10)를 포함한 라이다 장치의 일측면도, 도 5a는 도 4에 따른 라이다 장치의 사시도, 도 5b는 도 5a의 광원부(10)의 저면도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 스캔범위를 도시한 라이다 장치의 사시도 이다. FIG. 2 is a side view of a ladder device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2B is a cross-sectional view of a first ladder device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view of a ladder device according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a side view of a ladder device including a
본 발명의 일실시예에 따른 라이다 장치는, 적어도 하나 이상의 광원을 포함하여 광을 조사하는 광원부(10),상기 광원으로부터 조사된 광을 반사시켜 대상물체로 가이드 하며, 360도 회회전구동이 가능한 제1 반사부재(21), 상기 제1 반사부재(21)가 상단에 결합되어 일체로 회전구동시키도록 결합되는 회전구동부(22), 상기 회전구동부(22) 하단에 상기 제1 반사부재(21)와 동일한 방향으로 반사면이 배치되도록 결합되고, 상기 대상물체로부터 반사된 광을 재반사하여 방향을 가이드하는 제2 반사부재(23) 및 상기 제2 반사부재(23)로부터 안내된 광이 수광되는 검출부(30)를 포함한다. The lidar according to an embodiment of the present invention includes a
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 라이다 장치는, 광원부(10)로부터 조사받은 광을 대상물체로 조사하는 제1 반사부재(21), 대상물체로부터 반사된 빛이 입사되어 검출부(30) 방향으로 빛을 재반사시키는 제2 반사부재(23) 및 제1 반사부재(21) 및 제2 반사부재(23)를 회전구동시키는 회전구동부(22)를 포함하는 회전라이다부(20)를 포함한다. 회전라이다부(20)를 통해 스캔하고자 하는 대상물체 및 장소에 대한 360도 회전의 전방위를 스캔할 수 있으며, 이러한 회전범위의 적절한 제어를 통해 보다 효과적이고 정밀한 스캔효과를 얻을 수 있는 것이다. 1, a ladder device according to an embodiment of the present invention includes a first reflecting
광원부(10)는 적어도 하나 이상의 광원을 포함하여 광을 조사하는 것으로, 구체적으로는 제1 반사부재(21)의 제1 반사판(21a)상으로 광을 조사한다. 제1 반사부재(21)는 대상물체의 방향으로 반사시키기 위한 제1 반사판(21a)이 적절한 경사각도를 갖도록 형성될 수 있다. 여기서 광원은 레이저로써 강도가 변조된 펄스광을 조사하는 레이저일 수 있고, 레이저는 적외선 파장대의 광을 방출할 수 있다. 변조된 펄스광을 이용하여 레이저광이 조사된 시점과 대상물체에 의해 반사된 반사광이 제2 반사부재(23)를 통해 검출부(30)에 수광된 시점까지의 시간차이로부터 대상물체까지의 거리나 목표물의 방향, 속도, 온도 재질 등을 보다 정밀하게 측정할 수 있는 것이다.The
광원부(10)는 광의 조사 및 복수개의 광원에 의한 조사의 구동을 적절히 제어하도록 광원제어부(40)가 형성될 수 있다. 광원제어부(40)는 광원부(10)의 광 조사를 위한 구동드라이버를 포함할 수 있다. The
제1 반사부재(21)는 광원부(10)의 조사된 광을 원하는 방향으로 광을 반사시킨다. 제1 반사부재(21)는 회전구동부(22)에 결합되고, 광원부(10)에서 조사된 광을 반사시키는 제1 반사부재(21)를 포함한다. 제1 반사부재(21)의 평면상의 길이방향 중심축을 중심으로 전체 제1 반사부재(21)가 회동구동하도록 설계된다. 그러므로, 광원부(10)가 제1 반사판(21a)의 중심축에 동축상에 위치함으로써, 제1 반사부재(21)의 회전에 따라 광원부(10)가 별도 구동하지 않더라도 제1 반사부재(21)의 회전만으로 광을 회전방향에 대응되는 방향으로 원활하게 조사시킬 수 있는 것이다. The first reflecting
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 반사부재(21)는 제1 반사판(21a)의 경사각도를 조절하기 위한 제1 각도조절부(21b)를 포함할 수 있다. 제1 각도조절부(21b)는 제1 반사판(21a)의 일단에서 수직상하방향으로 선형이동범위내에서 구동하도록 제1 상하가이드(21b-1)와, 제1 반사판(21a) 타단에서 제1 반사판(21a)의 일단에서 선형이동하는 법위에 대응되는 범위로 수평방향 이동함으로써, 제1 반사판(21a)의 적절한 반사각도를 조절하는 제1 수평가이드(21b-2)가 포함될 수 있다. 제1 상하가이드(21b-1)와 제1 수평가이드(21b-2)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 상하 및 수직방향의 선형이동범위를 제한하도록 스토퍼(s1, s2)가 형성되고, 그 사이에서 적절하게 조절가능하도록 제1 반사판(21a)의 일단에 결합되어 움직이도록 구동레일 또는 구동바퀴(r1, r2)가 구비될 수 있으며, 이러한 이동수단은 도면에 예시된 이외의 종래 다양한 수단으로 대체 및 적용될 수 있음은 당업자로부터 자명한 사항이다. 2A and 2B, the first reflecting
도 2a 및 도 3에 도시된 바와 같이, 회전구동부(22)는 제1 반사부재(21)가 상단에 결합되어 제1 반사부재(21)를 회전축(22a)을 중심으로 일체로 회전시킨다. 여기서 회전축(22a)은 제1 반사판(21a)의 길이방향 중심축과 일치하도록 하여, 상술한 바와 같이, 단일 광원의 위치를 고정시킨채로, 회전방향으로 광을 반사시킬수 있다. 회전구동부(22)는 구동제어부(50)를 통해 회전속도 및 구동이 제어될 수 있으며, 후술하는 광원의 배치나 방향에 따라 적절한 회전속도 및 구동성능을 조절할 수 있다. As shown in FIGS. 2A and 3, the
회전구동부(22)는 통상적인 회전구동을 위한 구동모터(22b), 회전축(22a)을 포함하고, 회전축(22a)이 제1 반사부재(21)에 결합되어 회전구동부(22)의 구동력을 제1 반사부재(21)로 전달하는 것이다. The
제2 반사부재(23)는 제1 반사부재(21)로부터 반사되오 조사된 광이 대상물체에 반사되어 되돌아오는 반사광을 검출부(30) 방향으로 안내함으로써, 검출부(30)가 반사광을 수광 및 신호처리를 통해 최종적인 라이다 장치의 센싱값을 산출하게 된다. The second reflecting
제2 반사부재(23)는 제1 반사부재(21)로부터 반사된 광의 반사광을 대응되는 방향에서 입사되도록, 제1 반사판(21a)의 반사방향과 동일한 방향으로 제2 반사판(23a)이 형성되도록 구성된다. 제2 반사부재(23)는 제1 반사부재(21)의 회전과 동일하게 일체로 회전될 수 있도록, 제2 반사판(23a)의 길이방향 중심축을 회전구동부(22)의 회전축(22a)에 결합하여 일체로 회전구동하도록 한다. The
제2 반사부재(23)도 제1 반사부재(21)의 제1 반사판(21a)의 반사각도의 조절을 위한 제1 상하가이드(21b-1) 및 제1 수평가이드(21b-2)에 대응하는 제2 각도조절부(23b)로써 제2 상하가이드(23b-1) 및 제2 수평가이드(23b-2)를 구비하여, 제1 반사판(21a)의 경사각도에 대응하여, 반사되어 되돌아오는 광을 반사시킬 수 있는 대응되는 반사각도를 조절할 수 있으며, 관련 구성의 구체적인 구성 및 설명은 제1 상하가이드(21b-1) 및 제1 수평가이드(21b-2)와 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다. The second reflecting
제2 반사부재(23)로부터 반사되는 광은 검출부(30)로 수광된다. 검출부(30)는 대상물체로부터 광원부(10)에 의해 조사되어 반사된 반사광을 제2 반사부재(23)로부터 안내되어 수광하고, 그 수광되는 시점의 해당 시간 등의 요소를 고려하여 처리부(70)를 통해 원하는 센싱값을 얻을 수 있다. 검출부(30)는 복수개의 포토다이오드를 포함할 수 있으며 복수개의 포토다이오드 각각은 입사된 반사광을 신호처리부(70)를 통해 전기적 신호로 전환하여 메인제어부(60)를 통해 처리부(70)로 전달하게 된다. 처리부(70)에서는 이러한 센싱값을 적절한 방법으로 출력 및 디스플레이할 수 있다. The light reflected from the
처리부(70)는 광원제어부(40), 구동제어부(50) 및 검출부(30)를 통해 전기적 신호로 변환된 데이터를 메인제어부(60)를 통해 처리부(70)로 전달하게 된다. 메인제어부(60)는 광원제어부(40)와 구동제어부(50)를 적절히 통제 및 제어함으로써, 실질적으로 광원부(10)에 의한 광의 조사 및 이를 반사시키는 제1 반사부재(21)의 회전속도 등을 종합적으로 고려하여 원하는 대상물체에 대한 회전방향으로의 적절한 센싱을 가능하게 한다. The
도 4 및 도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 광원부(10)는 제1 반사부재(21)의 제1 반사판(21a)의 경사면상으로 복수개의 광을 나란히 조사하여 제1 반사판(21a)의 경사면에 해당되는 면방향으로의 스캔을 가능하게 할 수 있다. 이 때, 광원부(10)는 복수개의 개별광원(12a)을 선형적으로 배치한 단위광원유닛(12)을 포함하고, 각 개별광원(12a)이 선형방향으로 시간적인 간격을 갖고 순차적으로 조사될 수 있도록 광원제어부(40)를 통해 제어될 수 있다. 순차적으로 시간차를 두고 각 개별광원(12a)에 의해 광이 대상물체로 조사됨으로써, 최종적으로 반사된 광을 수광하는 검출부(30)에서도 각 개별광원(12a)에 대한 신호를 순차적으로 처리할 수 있어 단일의 검출부(30)를 통해 면방향의 센싱을 효과적으로 수행할 수 있는 것이다. 4 and 5A, the
여기서, 복수개의 광이 순차적으로 조사되는 경우, 제1 반사부재(21)가 각 개별광원(12a)의 시간차에 의한 광의 조사중에 회전하게 되면 각 개별광원(12a)의 조사방향이 틀어질 수 있으므로, 회전구동부(22)를 통해 복수개의 광이 제1 반사부재(21)의 순간적인 위치에서 모두 조사된 후, 순차적으로 회전방향으로 복수개의 개별광원(12a)이 조사될 수 있도록 회전구동부(22)의 회전속도를 구동제어부(50)를 통해 적절하게 제어할 수 있다. Here, when a plurality of lights are successively irradiated, if the first reflecting
단위광원유닛(12)은, 도 5b에 도시된 바와 같이, 선형방향으로 복수개의 개별광원(12a)이 배치되어 제1 반사부재(21)의 제1 반사판(21a)의 경사면을 따라 순차적으로 조사될 수 있도록 한다. 여기서, 단위광원유닛(12)은 제1 반사부재(21)의 회전방향에 대응되도록 일체로 회전될 수 있도록, 단위광원유닛(12)의 회전중심축이 회전구동부(22)의 회전축(22a)과 동축선상에 배치되도록 하여, 광원제어부(40)가 구동제어부(50)의 회전속도 및 방향을 메인제어부(60)를 통해 적절히 제어될 수 있다. 5B, a plurality of individual
회전라이다부(20)의 제1 반사부재(21), 회전구동부(22) 및 제2 반사부재(23)는 회전구동부(22)의 회전축(22a)을 중심으로 일체로 회전될 수 있도록, 물리적으로 회전축(22a)에 일체로 결합되어 형성될 수 있으며, 이를 통해 제1 반사부재(21)로부터 반사된 광이 제2 반사부재(23)를 통해 검출부(30)로 수광되는 프로세스의 신뢰도를 확보할 수 있다. The first
결과적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 회전라이다부(20)의 회전을 통해 360도의 회전반경에 대한 라이다 장치의 스캔범위를 확장하고, 광원부(10)의 설계변경을 통해 회전반경에 수직한 방향에서의 2차원적인 스캔을 동시에 구현할 수 있는 것이다. As a result, as shown in Fig. 6, the scan range of the lidar device with respect to the turning radius of 360 degrees is expanded through the rotation of the
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification and the modification are possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
10: 광원부 12: 단위광원유닛
12a: 개별광원 13a: 단위개별광원
20: 회전라이다부 21: 제1 반사부재
21a: 제1 반사판 21b: 제1 각도조절부
21b-1: 제1 상하가이드 21b-2: 제1 수평가이드
22: 회전구동부 22a: 회전축
22b: 구동모터 23: 제2 반사부재
23a: 제2 반사판 23b: 제2 각도조절부
23b-1: 제2 상하가이드 23b-2: 제2 수평가이드
30: 검출부 40: 광원제어부
50: 회전구동제어부 60: 메인제어부
70: 처리부10: light source unit 12: unit light source unit
12a: individual light source 13a: unit individual light source
20: rotating lid 21: first reflecting member
21a: first reflecting
21b-1: a first
22: rotation drive
22b: drive motor 23: second reflection member
23a: second reflecting
23b-1: a second
30: Detection unit 40: Light source control unit
50: rotation drive control unit 60:
70:
Claims (7)
상기 광원으로부터 조사된 광을 반사시켜 대상물체로 가이드 하며, 360도 회전구동이 가능한 제1 반사부재;
상기 제1 반사부재가 상단에 결합되어 일체로 회전구동시키도록 결합되는 회전구동부;
상기 회전구동부 하단에 상기 제1 반사부재와 동일한 방향으로 반사면이 배치되도록 결합되고, 상기 대상물체로부터 반사된 광을 재반사하여 방향을 가이드하는 제2 반사부재; 및
상기 제2 반사부재로부터 안내된 광이 수광되는 검출부;를 포함하고
상기 제1 반사부재는,
반사방향으로 상기 광원부의 광을 반사하도록 소정 각도로 형성된 제1 반사판; 및
상기 제1 반사판의 일단이 수직상하방향으로 선형이동범위 내에서 구동하도록 형성되는 제1 상하가이드 및 상기 제1 반사판의 타단이 상기 제1 반사판의 일단에서 선형이동하는 범위에 대응되는 범위로 수평방향 구동하도록 형성되는 제1 수평가이드를 포함함으로써 상기 제1 반사판 반사각도를 조절하는 제1 각도조절부;를 포함하고,
상기 제2 반사부재는,
상기 대상물체로부터 반사된 광을 반사하여 상기 검출부로 안내하도록 소정 각도로 형성된 제2 반사판; 및
상기 제2 반사판의 일단이 수직상하방향으로 선형이동범위 내에서 구동하도록 형성되는 제2 상하가이드 및 상기 제2 반사판의 타단이 상기 제2 반사판의 일단에서 선형이동하는 범위에 대응되는 범위로 수평방향 구동하도록 형성되는 제2 수평가이드를 포함함으로써 상기 제2 반사판 반사각도를 조절하는 제2 각도조절부;를 포함하며,
상기 제1 상하가이드, 상기 제1 수평가이드, 상기 제2 상하가이드, 상기 제2 수평가이드에는, 선형이동범위를 제한하는 스토퍼가 형성된, 라이다 장치.A light source unit including at least one light source for irradiating light;
A first reflecting member, which reflects the light emitted from the light source to guide the light to the object and is rotatable by 360 degrees;
A rotation driving unit coupled to the upper end of the first reflecting member so as to integrally rotate the first reflecting member;
A second reflecting member coupled to a lower end of the rotation driving unit so that a reflecting surface is disposed in the same direction as the first reflecting member and guiding the reflected light by reflecting the light reflected from the target object; And
And a detector for receiving light guided from the second reflecting member
Wherein the first reflecting member comprises:
A first reflection plate formed at a predetermined angle to reflect light of the light source unit in a reflection direction; And
Wherein the first reflector has a first up-and-down guide formed so that one end of the first reflector is driven to move within a linear movement range in a vertical up-and-down direction, and a second up- And a first angle adjuster for adjusting a reflection angle of the first reflector by including a first horizontal guide formed to be driven,
Wherein the second reflecting member comprises:
A second reflection plate formed at a predetermined angle to reflect light reflected from the object and guide the light to the detection unit; And
A second upper and lower guide in which one end of the second reflection plate is driven to move in a linear movement range in vertical vertical direction and a second vertical guide in a horizontal direction in a range corresponding to a range in which the other end of the second reflection plate linearly moves at one end of the second reflection plate, And a second angle adjuster for adjusting a reflection angle of the second reflector by including a second horizontal guide formed to be driven,
Wherein a stopper for limiting a linear movement range is formed in the first and second guide members, the first and second guide members, the second guide member, and the second guide member.
상기 광원의 구동을 제어하는 광원제어부;
상기 회전구동부의 구동을 제어하는 구동제어부;
상기 광원제어부 및 상기 구동제어부를 제어하고, 상기 검출부의 전기적 신호데이터를 전송받는 메인제어부; 및
상기 메인제어부에 의해 최종 수신되는 광의 정보를 전송받아 관련 정보를 처리 및 출력하는 처리부;를 더 포함하는 라이다 장치.The method according to claim 1,
A light source control unit for controlling driving of the light source;
A drive control unit for controlling driving of the rotation driving unit;
A main control unit for controlling the light source control unit and the drive control unit and receiving electrical signal data of the detection unit; And
And a processing unit for receiving information of the finally received light by the main control unit and processing and outputting related information.
상기 제1 반사부재 및 제2 반사부재는 각 길이방향 중심을 축으로 회전하고,
상기 광원부는,
상기 제1 반사부재의 회전축과 동일한 축으로 함께 회전하며, 상기 제1 반사부재의 경사면의 길이방향으로 연속하게 배치된 복수개의 개별광원을 포함하고,
상기 복수개의 개별광원은 상기 제1 반사부재의 회전하는 순간위치에서 동일한 방향으로 순차적으로 광을 조사하도록 상기 광원제어부에 의해 제어되는 단위광원유닛을 더 포함하는 라이다 장치.The method of claim 2,
The first reflecting member and the second reflecting member are rotated about their respective longitudinal centers,
The light source unit includes:
And a plurality of individual light sources which are rotated together with the same axis as the rotation axis of the first reflection member and are arranged continuously in the longitudinal direction of the slope of the first reflection member,
Wherein the plurality of individual light sources further comprises a unit light source unit controlled by the light source control unit to sequentially irradiate light in the same direction at a rotating instant position of the first reflecting member.
상기 회전구동부는
상기 제1 반사부재 및 상기 제2 반사부재를 일체로 회전시키도록 상기 제1 반사부재 및 상기 제2 반사부재의 소정각도 기울어진 경사면의 중심축에 결합되는 회전축; 및
상기 회전축을 구동시키는 구동모터;를 포함하는 라이다 장치. The method according to claim 1,
The rotation drive unit
A rotating shaft coupled to a central axis of a predetermined angular inclined surface of the first reflecting member and the second reflecting member so as to integrally rotate the first reflecting member and the second reflecting member; And
And a driving motor for driving the rotating shaft.
상기 광원부는 상기 제1 반사부재로 광이 수직하게 조사될 수 있도록, 상기 제1 반사부재의 회전방향에 대응되도록 상기 회전구동부에 일체로 결합되어 회전되는 라이다 장치.The method according to claim 1,
And the light source unit is integrally coupled to the rotation driving unit so as to correspond to the rotation direction of the first reflection member so that light can be vertically irradiated to the first reflection member.
상기 광원으로부터 조사된 광은 제1 반사부재에서 반사되어 대상물체로 가이드되도록, 구동제어부는 상기 제1 반사부재가 상단에 결합된 회전구동부의 회전속도 및 구동을 제어하는 단계;
상기 대상물체로부터 반사된 반사광을 상기 회전구동부의 하단에 결합된 제2 반사부재로부터 안내하여 검출부로 수광하는 단계;
상기 검출부는 복수개의 포토다이오드가 포함하며, 상기 포토다이오드 각각은 상기 반사광을 신호처리부를 통해 전기적 신호로 전환하여 메인제어부를 통해 처리부로 전달하는 단계;
상기 광원제어부와 상기 구동제어부에서 전기적 신호로 변환된 데이터를 상기 메인제어부를 통해 상기 처리부로 전달하여, 상기 메인제어부가 상기 광원제어부와 상기 구동제어부를 제어하는 단계;
상기 처리부를 통해 얻어진 센싱값을 출력 및 디스플레이 하는 단계;를 포함하는 라이다 장치 제어 방법.Controlling the light source control unit to irradiate light through the light source unit and drive the irradiation of the plurality of light sources;
Controlling the rotation speed and driving of the rotation driving unit in which the first reflecting member is coupled to the upper end, so that the light irradiated from the light source is reflected by the first reflecting member and guided to the target object;
Guiding the reflected light reflected from the target object through a second reflecting member coupled to the lower end of the rotation driving unit and receiving the reflected light by the detecting unit;
Wherein the detecting unit includes a plurality of photodiodes, each of the photodiodes converting the reflected light into an electrical signal through a signal processing unit and transmitting the electrical signal to the processing unit through the main control unit;
Transmitting the data converted into an electrical signal by the light source control unit and the drive control unit to the processing unit through the main control unit and controlling the light source control unit and the drive control unit by the main control unit;
And outputting and displaying a sensing value obtained through the processing unit.
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