KR101947404B1 - 라이다 장치 - Google Patents

라이다 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101947404B1
KR101947404B1 KR1020180081897A KR20180081897A KR101947404B1 KR 101947404 B1 KR101947404 B1 KR 101947404B1 KR 1020180081897 A KR1020180081897 A KR 1020180081897A KR 20180081897 A KR20180081897 A KR 20180081897A KR 101947404 B1 KR101947404 B1 KR 101947404B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser
mirror
unit
nodding
reflected
Prior art date
Application number
KR1020180081897A
Other languages
English (en)
Inventor
정지성
장준환
김동규
황성의
신경환
원범식
Original Assignee
주식회사 에스오에스랩
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에스오에스랩 filed Critical 주식회사 에스오에스랩
Priority to US16/140,272 priority Critical patent/US10591598B2/en
Priority to CN201811224640.5A priority patent/CN110018484B/zh
Priority to CN201811224331.8A priority patent/CN110018481B/zh
Priority to CN201821701751.6U priority patent/CN209514052U/zh
Priority to PCT/KR2018/014921 priority patent/WO2019135493A1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101947404B1 publication Critical patent/KR101947404B1/ko
Priority to CN201910167782.0A priority patent/CN110488317B/zh
Priority to CN201910130712.8A priority patent/CN110488315B/zh
Priority to US16/283,542 priority patent/US10578721B2/en
Priority to US16/291,813 priority patent/US10705190B2/en
Priority to US16/362,298 priority patent/US10557924B1/en
Priority to US16/455,645 priority patent/US10613224B2/en
Priority to US16/718,345 priority patent/US11493630B2/en
Priority to US16/884,748 priority patent/US20200319316A1/en
Priority to US17/949,443 priority patent/US11953596B2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
    • G01S7/4813—Housing arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4816—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of receivers alone
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G02B7/1821—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors for rotating or oscillating mirrors
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0238—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors
    • G05D1/024—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors in combination with a laser

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명은 라이다 장치로서, 평판 형태로 제공되는 하부 베이스; 상기 하부 베이스와 마주보도록 배치되는 상부 베이스; 상기 상부 베이스에 설치되어 점 광원 형태의 레이저를 출사하는 레이저 출력부; 상기 레이저 출력부의 하부에 배치되어 상기 레이저 출력부로부터 출사되는 레이저를 반사하되, 상기 하부 베이스와 수평인 축을 따라 노딩함으로써 상기 점 광원 형태의 레이저로부터 상기 하부 베이스와 수직인 라인 빔 패턴을 형성하는 노딩 미러; 상기 하부 베이스에 설치되어, 상기 하부 베이스와 수직인 축을 따라 로테이팅함으로써 상기 라인 빔 패턴의 레이저로부터 플레인 빔 패턴을 형성하고, 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수광하는 다면 미러; 및 상기 노딩 미러 하부에 설치되어, 상기 다면 미러를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수신하는 센서부를 포함하는 라이다 장치에 관한 것이다.

Description

라이다 장치{A LIDAR DEVICE}
본 발명은 레이저를 이용하여 주변의 거리 정보를 획득하는 라이다 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 대상체에 레이저를 조사하고 상기 대상체로부터 반사되는 레이저를 감지하여, 레이저 조사 시간 및 감지 시간의 측정을 통해 레이저의 비행시간정보를 획득함으로써 주변 대상체와의 거리 정보를 획득하는 라이다 장치에 관한 것이다.
근래에, 자율주행자동차 및 무인자동차에 대한 관심과 함께 라이다(LiDAR: Light Detection and Ranging)가 각광받고 있다. 라이다는 레이저를 이용하여 주변의 거리 정보를 획득하는 장치로서, 정밀도 및 해상도가 뛰어나며 사물을 입체로 파악할 수 있다는 장점 덕분에, 자동차뿐만 아니라 드론, 항공기 등 다양한 분야에 적용되고 있는 추세이다.
한편, 라이다는 레이저를 이용하기 때문에 그 특성상 작동 중 열이 발생하게 되는데, 라이다 장치의 성능 확보를 위해 방열 문제가 이슈화 되고있다. 또한, 수백 미터 이상의 측정 거리 확보를 위해, 라이다 장치로부터 출사되어 대상체로부터 반사되는 레이저 광의 획득량을 향상시키는 것이 중요하다.
일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 라이다 장치의 방열 문제를 구조적으로 해결하는 것이다.
다른 일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 라이다 장치 구성의 배치를 통해 라이다 장치의 측정 가능 거리를 높이는 것이다.
또 다른 일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 최소한의 전력으로 더 먼거리에 위치하는 대상체를 감지하는 것이다.
또 다른 일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 라이다 장치 구성의 배치를 통해 라이다 장치를 소형화하는 것이다.
일 실시예에 따르면, 평판 형태로 제공되는 하부 베이스; 상기 하부 베이스와 마주보도록 배치되는 상부 베이스; 상기 상부 베이스에 설치되어 점 광원 형태의 레이저를 출사하는 레이저 출력부; 상기 레이저 출력부의 하부에 배치되어 상기 레이저 출력부로부터 출사되는 레이저를 반사하되, 상기 하부 베이스와 수평인 축을 따라 노딩함으로써 상기 점 광원 형태의 레이저로부터 상기 하부 베이스와 수직인 라인 빔 패턴을 형성하는 노딩 미러; 상기 하부 베이스에 설치되어, 상기 하부 베이스와 수직인 축을 따라 로테이팅함으로써 상기 라인 빔 패턴의 레이저로부터 플레인 빔 패턴을 형성하고, 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수광하는 다면 미러; 및 상기 노딩 미러 하부에 설치되어, 상기 다면 미러를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수신하는 센서부를 포함하는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 점 광원 형태의 레이저를 출사하는 레이저 출력부; 상기 레이저 출력부로부터 수신되는 레이저를 반사하되, 수평축을 따라 노딩함으로써 상기 점 광원 형태의 레이저로부터 라인 빔 패턴을 형성하는 노딩 미러; 수직축을 따라 로테이팅함으로써 상기 라인 빔 패턴의 레이저로부터 플레인 빔 패턴을 형성하고, 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수광하는 다면 미러; 및 상기 다면 미러를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수신하는 센서부를 포함하되, 상부에서 볼 때, 상기 레이저 출력부로부터 상기 노딩 미러까지의 제1 광경로, 상기 노딩 미러로부터 상기 다면 미러까지의 제2 광경로, 상기 다면 미러로부터 상기 센서부까지의 제3 광경로가 일직선 상에 위치하도록, 상기 레이저 출력부, 상기 노딩 미러 및 상기 센서부가 동일 평면 상에 배치되는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 점 광원 형태의 레이저를 출사하는 레이저 출력부; 상기 레이저 출력부로부터 수신되는 레이저를 반사하되, 수평축을 따라 노딩함으로써 상기 점 광원 형태의 레이저로부터 라인 빔 패턴을 형성하는 노딩 미러; 수직축을 따라 로테이팅함으로써 상기 라인 빔 패턴의 레이저로부터 플레인 빔 패턴을 형성하고, 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수광하는 다면 미러; 및 상기 다면 미러를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수신하는 센서부를 포함하되, 측면에서 볼 때, 상기 레이저 출력부는 상기 노딩 미러의 상부에 배치되고, 상기 센서부는 상기 노딩 미러의 하부에 배치되는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따르면, 라이다 장치 구성의 배치를 통해 라이다 장치의 방열 문제를 해결할 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 라이다 장치 구성의 배치를 통해 라이다 장치의 측정 가능 거리를 높일 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치는 최소한의 전력으로 더 먼거리에 위치하는 대상체를 감지할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 라이다 장치 구성의 배치를 통해 라이다 장치를 소형화할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타내는 블락도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 라이다 장치에서 스캐닝부의 기능을 설명하기 위한 블락도이다.
도 3은 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타내는 블락도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타내는 사시도이다.
도 6 내지 도 8은 여러 실시예에 따른 라이다 장치를 나타내는 측면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 광원부 및 노딩 미러의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 14는 여러 실시예에 따른 집광 렌즈의 배치를 설명하기 위한 상면도이다.
도 15 내지 도 20은 여러 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 상면도이다.
도 21은 제2 구현예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 22은 제3 구현예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이며, 또한, 구성요소(element) 또는 층이 다른 구성요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성요소 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 평판 형태로 제공되는 하부 베이스; 상기 하부 베이스와 마주보도록 배치되는 상부 베이스; 상기 상부 베이스에 설치되어 점 광원 형태의 레이저를 출사하는 레이저 출력부; 상기 레이저 출력부의 하부에 배치되어 상기 레이저 출력부로부터 출사되는 레이저를 반사하되, 상기 하부 베이스와 수평인 축을 따라 노딩함으로써 상기 점 광원 형태의 레이저로부터 상기 하부 베이스와 수직인 라인 빔 패턴을 형성하는 노딩 미러; 상기 하부 베이스에 설치되어, 상기 하부 베이스와 수직인 축을 따라 로테이팅함으로써 상기 라인 빔 패턴의 레이저로부터 플레인 빔 패턴을 형성하고, 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수광하는 다면 미러; 및 상기 노딩 미러 하부에 설치되어, 상기 다면 미러를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수신하는 센서부를 포함하는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 상기 상부 베이스는 상기 레이저 출력부로부터 출사되는 레이저가 통과하도록, 상기 상부 베이스의 상측으로부터 하측으로 형성되는 관통 홀을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 상기 상부 베이스에 배치되어, 상기 레이저 출력부로부터 출사되는 레이저를 상기 노딩 미러를 향해 반사하는 평면 미러를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 점 광원 형태의 레이저를 출사하는 레이저 출력부; 상기 레이저 출력부로부터 수신되는 레이저를 반사하되, 수평축을 따라 노딩함으로써 상기 점 광원 형태의 레이저로부터 라인 빔 패턴을 형성하는 노딩 미러; 수직축을 따라 로테이팅함으로써 상기 라인 빔 패턴의 레이저로부터 플레인 빔 패턴을 형성하고, 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수광하는 다면 미러; 및 상기 다면 미러를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수신하는 센서부를 포함하되, 상부에서 볼 때, 상기 레이저 출력부로부터 상기 노딩 미러까지의 제1 광경로, 상기 노딩 미러로부터 상기 다면 미러까지의 제2 광경로, 상기 다면 미러로부터 상기 센서부까지의 제3 광경로가 일직선 상에 위치하도록, 상기 레이저 출력부, 상기 노딩 미러 및 상기 센서부가 동일 평면 상에 배치되는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 다면 미러가 상기 노딩 미러로부터 반사된 레이저를 수광할 수 있도록, 상기 수직축과 상기 동일 평면 사이의 거리는 상기 다면 미러의 회전 반경보다 작을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 수직축과 상기 동일 평면 사이의 거리는, 상기 다면 미러의 회전 반경보다 작되, 상기 회전 반경의 절반보다 클 수 있다.
일 실시예에 따르면, 점 광원 형태의 레이저를 출사하는 레이저 출력부; 상기 레이저 출력부로부터 수신되는 레이저를 반사하되, 수평축을 따라 노딩함으로써 상기 점 광원 형태의 레이저로부터 라인 빔 패턴을 형성하는 노딩 미러; 수직축을 따라 로테이팅함으로써 상기 라인 빔 패턴의 레이저로부터 플레인 빔 패턴을 형성하고, 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수광하는 다면 미러; 및 상기 다면 미러를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수신하는 센서부를 포함하되, 측면에서 볼 때, 상기 레이저 출력부는 상기 노딩 미러의 상부에 배치되고, 상기 센서부는 상기 노딩 미러의 하부에 배치되는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 레이저 출력부는 레이저를 생성하는 광원부, 상기 광원부를 제어하는 레이저 드라이버 및 상기 레이저 드라이버의 방열을 위한 레이저 방열부를 포함하고, 상기 센서부는 수신되는 레이저를 감지하는 센싱부 및 상기 센싱부의 방열을 위한 센서 방열부를 포함하고, 측면에서 볼 때, 상기 레이저 방열부는 상기 노딩 미러의 일측의 상부에 배치되고, 상기 센서 방열부는 상기 노딩 미러의 타측의 하부에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 상기 레이저 출력부 및 상기 센서부 사이의 신호 간섭 방지를 위해, 상기 레이저 출력부와 상기 센서부 사이에 설치되는 신호차단부를 더 포함할 수 있다.
1. 라이다 장치 및 용어정리
라이다 장치는 레이저를 이용하여 대상체의 거리 및 위치를 탐지하기 위한 장치이다. 예를 들어 라이다 장치와 대상체와의 거리 및 라이다 장치를 기준으로 한 대상체의 위치는 (R,
Figure 112018069464114-pat00001
,
Figure 112018069464114-pat00002
)로 나타낼 수 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 라이다 장치와 대상체와의 거리 및 라이다 장치를 기준으로 한 대상체의 위치는 직교좌표계 (X,Y,Z), 원통좌표계 (R,
Figure 112018069464114-pat00003
,z) 등으로 나타낼 수 있다.
또한 라이다 장치는 대상체와의 거리(R)를 결정하기 위하여, 대상체로부터 반사된 레이저를 이용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 대상체와의 거리(R)를 결정하기 위해 출사된 레이저와 감지된 레이저의 시간차이인 비행시간(TOF: Time Of Flight)을 이용할 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 레이저를 출력하는 레이저 출력부와 반사된 레이저를 감지하는 센서부를 포함할 수 있다. 라이다 장치는 레이저 출력부에서 레이저가 출력된 시간을 확인하고, 대상체로부터 반사된 레이저를 센서부에서 감지한 시간을 확인하여, 출사된 시간과 감지된 시간의 차이에 기초하여 대상체와의 거리를 판단할 수 있다.
또한 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 대상체와의 거리(R)를 결정하기 위해 감지된 레이저의 감지 위치를 기초로 삼각측량법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부에서 출사된 레이저가 상대적으로 가까운 대상체로부터 반사되는 경우 상기 반사된 레이저는 센서부 중 레이저 출력부와 상대적으로 먼 지점에서 감지될 수 있다. 또한, 레이저 출력부에서 출사된 레이저가 상대적으로 먼 대상체로부터 반사되는 경우 상기 반사된 레이저는 센서부 중 레이저 출력부와 상대적으로 가까운 지점에서 감지될 수 있다. 이에 따라, 라이다 장치는 레이저의 감지 위치의 차이를 기초로 대상체와의 거리를 판단할 수 있다.
또한 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 대상체와의 거리(R)를 결정하기 위해 감지된 레이저의 위상변화(Phase shift)를 이용할 수 있다. 예를 들어 라이다 장치는 레이저 출력부에서 출사된 레이저를 AM(Amplitude Modulation)시켜 진폭에 대한 위상을 감지하고, 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사된 레이저의 진폭에 대한 위상을 감지하여 출사된 레이저와 감지된 레이저의 위상 차이에 기초하여 스캔영역상에 존재하는 대상체와의 거리를 판단할 수 있다.
또한 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 조사되는 레이저의 각도를 이용하여 대상체의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치에서 라이다 장치의 스캔영역을 향해 조사된 하나의 레이저의 조사 각도(
Figure 112018069464114-pat00004
,
Figure 112018069464114-pat00005
)를 알 수 있는 경우, 상기 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사된 레이저가 센서부에서 감지된다면, 라이다 장치는 조사된 레이저의 조사 각도(
Figure 112018069464114-pat00006
,
Figure 112018069464114-pat00007
)로 상기 대상체의 위치를 결정할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 수광되는 레이저의 각도를 이용하여 대상체의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 대상체와 제2 대상체가 라이다 장치로부터 같은 거리(R)에 있으나, 라이다 장치를 기준으로 서로 다른 위치(
Figure 112018069464114-pat00008
,
Figure 112018069464114-pat00009
)에 있는 경우, 제1 대상체에서 반사된 레이저와 제2 대상체에서 반사된 레이저는 센서부의 서로 다른 지점에서 감지될 수 있다. 라이다 장치는 반사된 레이저들이 센서부에서 감지된 지점을 기초로 대상체의 위치를 결정할 수 있다.
또한 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 주변의 임의의 대상체의 위치를 탐지하기 위해 대상체를 포함하는 스캔영역을 가질 수 있다. 여기서 스캔영역은 탐지 가능한 영역을 한 화면으로 표현한 것으로 1프레임동안 한 화면을 형성하는 점, 선, 면의 집합을 의미할 수 있다. 또한 스캔영역은 라이다 장치에서 조사된 레이저의 조사영역을 의미할 수 있으며, 조사영역은 1프레임 동안 조사된 레이저가 같은 거리(R)에 있는 구면과 만나는 점, 선, 면의 집합을 의미 할 수 있다. 또한 시야각(FOV, Field of view)은 탐지 가능한 영역(Field)을 의미하며, 라이다 장치를 원점으로 보았을 때 스캔영역이 가지는 각도 범위로 정의 될 수 있다.
2. 라이다 장치의 구성
이하에서는 일 실시예에 따른 라이다 장치의 각 구성요소들에 대하여 상세하게 설명한다.
2.1 라이다 장치의 구성요소
도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 레이저 출력부(110), 스캐닝부(120), 센서부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다. 그러나, 전술한 구성에 국한되지 않고, 상기 라이다 장치(100)는 상기 구성보다 많거나 적은 구성을 갖는 장치일 수 있다. 예를 들어, 상기 라이다 장치는 상기 스캐닝부 없이 상기 레이저 출력부, 상기 센서부 및 상기 제어부만으로 구성될 수 있다.
또한, 라이다 장치(100)에 포함된 레이저 출력부(110), 스캐닝부(120), 센서부(130) 및 제어부(140) 각각은 복수개로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 라이다 장치는 복수 개의 레이저 출력부, 복수 개의 스캐닝부, 복수 개의 센서부로 구성 될 수 있다. 물론, 단일 레이저 출력부, 복수 개의 스캐닝부, 단일 센서부로 구성 될 수도 있다.
라이다 장치(100)에 포함된 레이저 출력부(110), 스캐닝부(120), 센서부(130) 및 제어부(140) 각각은 복수개의 하위 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 라이다 장치는 복수 개의 레이저 출력 소자가 하나의 어레이로 레이저 출력부를 구성할 수 있다.
2.1.1 레이저 출력부
상기 레이저 출력부(110)는 레이저를 출사할 수 있다. 상기 라이다 장치(100)는 상기 출사된 레이저를 이용하여 대상체까지의 거리를 측정할 수 있다.
또한, 상기 레이저 출력부(110)는 하나 이상의 레이저 출력 소자를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 레이저 출력부(110)는 단일 레이저 출력 소자를 포함할 수 있으며, 복수 개의 레이저 출력소자를 포함할 수 있다. 또한 복수 개의 레이저 출력 소자를 포함하는 경우 상기 복수 개의 레이저 출력 소자가 하나의 어레이를 구성할 수 있다.
또한, 상기 레이저 출력부(110)는 905nm대역의 레이저를 출사시킬 수 있으며, 1550nm대역의 레이저를 출사시킬 수 있다. 또한 상기 레이저 출력부(110)는 800nm에서 1000nm사이 파장의 레이저를 출사시킬 수 있는 등 출사된 레이저의 파장은 다양한 범위에 걸쳐있을 수도 있으며, 특정 범위에 있을 수도 있다.
또한, 상기 레이저 출력부(110)의 레이저 출력소자가 복수개인 경우 각 레이저 출력소자는 같은 파장대역의 레이저를 출사시킬 수 있으며, 서로 다른 파장대역의 레이저를 출사시킬 수 있다. 예를 들어, 2개의 레이저 출력소자를 포함하는 레이저 출력부의 경우, 하나의 레이저 출력소자는 905nm대역의 레이저를 출사시킬 수 있으며, 다른 하나의 레이저 출력소자는 1550nm대역의 레이저를 출사시킬 수 있다.
또한 상기 레이저 출력 소자는 레이저 다이오드(Laser Diode:LD), Solid-state laser, high power laser, Light entitling diode(LED), 빅셀(Vertical cavity Surface emitting Laser : VCSEL), External cavity diode laser(ECDL) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
2.1.2 스캐닝부
스캐닝부(120)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 스캐닝부(120)는 출사된 레이저의 이동방향을 변경하여 레이저의 조사방향을 변경시킬 수 있으며, 출사된 레이저를 발산시키거나 위상을 변화시켜 레이저의 크기를 변경시키거나 조사방향을 변경시킬 수도 있고, 레이저를 발산시키고 레이저의 이동방향을 변경시켜 레이저의 조사 방향 및 크기를 변경시킬 수도 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 상기 레이저 출력부(110)에서 조사되는 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경시킴으로써 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 출사된 레이저의 이동방향을 변경시키기 위해 고정된 각도로 레이저의 이동방향을 변경하는 고정미러, 기 설정된 각도 범위에서 노딩(nodding)하며 지속적으로 레이저의 이동방향을 변경하는 노딩미러 및 일 축을 기준으로 회전하며 지속적으로 레이저의 이동방향을 변경하는 회전미러를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 출사된 레이저를 발산시키기 위하여 렌즈, 프리즘, 액체 렌즈(Microfluidie lens), Liquid Crystal 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 출사된 레이저의 위상을 변화시키고 이를 통하여 조사 방향을 변경하기 위하여 OPA(Optical phased array)등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한 상기 노딩미러는 출사된 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경시켜, 레이저의 조사영역을 확장 또는 변경시키는 것으로 기 설정된 각도 범위에서 노딩할 수 있다. 여기서 노딩은 하나 또는 다수의 축을 기준으로 회전하며, 일정 각도 범위 내에서 왕복운동을 하는 것을 지칭할 수 있다. 또한 상기 노딩미러는 공진스캐너(Resonance scanner), MEMs mirror, VCM(Voice Coil Motor)등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한 상기 회전미러는 출사된 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경시켜, 레이저의 조사영역을 확장 또는 변경시키는 것으로, 일 축을 기준으로 회전할 수 있다. 또한 상기 회전미러는 단면미러가 축을 기준으로 회전하는 것일 수 있으며, 원뿔형 미러가 축을 기준으로 회전하는 것일 수도 있고, 다면 미러가 축을 기준으로 회전하는 것일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고, 축을 기준으로 각도범위 제한 없이 회전하는 미러일 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 단일한 스캐닝부로 구성될 수도 있고, 복수개의 스캐닝부로 구성될 수도 있다. 또한 상기 스캐닝부는 하나 또는 둘 이상의 광학요소를 포함 할 수 있으며, 그 구성에 제한이 없다.
2.1.3 센서부
센서부(130)는 라이다 장치(100)의 스캔영역 상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 감지할 수 있다.
또한, 상기 센서부(130)는 하나 이상의 센서 소자를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 센서부(130)는 단일 센서소자를 포함할 수 있으며, 복수 개의 센서 소자로 구성된 센서 어레이를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상기 센서부(130)는 하나의 APD(Avalanche Photodiode)를 포함할 수 있으며, 복수 개의 SPAD(Single-photon avalanche diode)이 어레이로 구성된 SiPM(Silicon PhotoMultipliers)를 포함할 수도 있다. 또한 복수개의 APD를 단일 채널로 구성할 수 있으며, 복수개의 채널로 구성할 수도 있다.
또한 상기 센서 소자는 PN 포토다이오드, 포토트랜지스터, PIN 포토다이오드, APD, SPAD, SiPM, CCD(Charge-Coupled Device)등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
2.1.4 제어부
제어부(140)는 감지된 레이저에 기초하여 상기 라이다 장치로부터 스캔영역 상에 위치하는 대상체까지의 거리를 판단할 수 있다. 또한, 상기 제어부(140)는 상기 레이저 출력부(110), 상기 스캐닝부(120), 상기 센서부(130) 등 상기 라이다 장치의 각 구성요소의 동작을 제어할 수 있다.
2.2 스캐닝부
이하에서는 상기 스캐닝부(120)에 대해서 보다 더 상세하게 설명한다.
도 2는 일 실시예에 따른 라이다 장치에서 스캐닝부의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 레이저 출력부(110)에서 출사되는 레이저의 조사영역에 따라 상기 스캐닝부(120)의 기능이 다를 수 있다.
2.2.1 레이저 출력부에서 출사된 레이저의 조사영역이 점 형태인 경우
일 실시예에 따르면, 상기 레이저 출력부(110)가 단일 레이저 출력소자를 갖는 경우 레이저 출력부에서 출사되는 레이저(111)의 조사영역은 점 형태일 수 있다. 이 때, 스캐닝부(120)는 상기 레이저(111)의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 스캔영역을 선 형태 또는 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)의 이동방향을 지속적으로 변경하여 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라, 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)를 발산하게 하여 상기 레이저의 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라, 라이다 장치의 스캔영역을 선 또는 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)의 위상을 변경하여 레이저의 크기 및 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라, 라이다 장치의 스캔영역을 선 또는 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 1차적으로 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)의 이동방향을 지속적으로 변경하고, 2차적으로 상기 레이저의 이동방향을 앞서 변경한 이동방향과 다른 방향으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치(100)의 스캔영역을 면 형태로 확장 시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 1차적으로 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)의 이동방향을 지속적으로 변경하고, 2차적으로 상기 레이저를 발산하게 하여 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 1차적으로 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)를 발산시키고, 2차적으로 상기 발산된 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장 시킬 수 있다.
2.2.2 레이저 출력부에서 출사된 레이저의 조사영역이 선 형태인 경우
다른 일 실시예에 따르면 상기 레이저 출력부(110)가 복수 개의 레이저 출력소자로 구성된 경우 레이저 출력부에서 출사되는 레이저(112)의 조사영역은 선 형태일 수 있다. 여기서 스캐닝부(120)는 상기 레이저(112)의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)를 발산시켜 상기 레이저의 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장 시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)의 위상을 변화시켜 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라, 상기 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면 상기 레이저 출력부(110)가 일렬로 배열된 어레이로 구성된 레이저 출력소자를 포함하는 경우 레이저 출력부(110)에서 출사되는 레이저(112)의 조사영역은 선 형태일 수 있다. 여기서 스캐닝부(120)는 상기 레이저(112)의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)를 발산시켜 상기 레이저의 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장 시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)의 위상을 변화시켜 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라, 상기 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
2.2.3 레이저 출력부에서 출사된 레이저의 조사영역이 면 형태인 경우
다른 일 실시예에 따르면 상기 레이저 출력부(110)가 복수 개의 레이저 출력소자로 구성된 경우 레이저 출력부(110)에서 출사되는 레이저(113)의 조사영역은 면 형태일 수 있다. 여기서 스캐닝부(120)는 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)를 발산시켜 상기 레이저의 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)의 위상을 변화시켜 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라, 상기 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면 면 형태의 어레이로 구성된 레이저 출력소자를 포함하는 경우 레이저 출력부(110)에서 출사되는 레이저(113)의 조사영역은 면 형태일 수 있다. 여기서 스캐닝부(120)는 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)를 발산시켜 상기 레이저의 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)의 위상을 변화시켜 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라, 상기 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
이하에서는 상기 레이저 출력부에서 출사되는 레이저의 조사영역이 점 형태인 라이다 장치에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
3. 라이다 장치의 일 실시예
3.1 라이다 장치의 구성
도 3은 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저 출력부(110), 제1 스캐닝부(121), 제2 스캐닝부(126) 및 센서부(130)를 포함할 수 있다.
상기 레이저 출력부(110) 및 상기 센서부(130)은 도 1 및 도 2에서 설명되었으므로, 이하에서 상기 레이저 출력부(110) 및 상기 센서부(130)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1 및 도 2에서 전술된 스캐닝부(120)는 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝부(126)를 포함할 수 있다.
상기 제1 스캐닝부(121)는 상기 출사된 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경하여 레이저의 조사영역을 선 형태로 확장시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 스캐닝부(121)는 상기 출사된 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하여 레이저의 조사영역을 선 형태로 확장시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 스캐닝부(121)는 상기 출사된 레이저를 선 형태로 발산시켜 상기 레이저의 조사영역을 선 형태로 확장시킬 수도 있다.
또한 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사된 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경하여 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사된 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다. 또한 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 제1 스캐닝부에서 조사된 레이저를 발산시켜 상기 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 면 형태로 확장 시킬 수 있다.
3.2 라이다 장치의 동작
도 3을 참조하면, 도 3에서는 상기 라이다 장치(100)에서 출사된 레이저의 광경로가 표시된다. 구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)는 레이저를 출사할 수 있다. 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부(121)에 도달하고, 상기 제1 스캐닝부(121)는 상기 레이저를 상기 제2 스캐닝부(126)를 향하여 조사할 수 있다. 또한. 상기 레이저는 제2 스캐닝부(126)에 도달하고, 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 스캔영역(150)을 향하여 상기 레이저를 조사할 수 있다. 또한 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 상기 레이저는 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사되어 상기 제2 스캐닝부(126)를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다. 상기 센서부(130)는 상기 제2 스캐닝부(126)를 통하여 조사된 상기 레이저를 감지할 수 있다.
3.2.1 라이다 장치의 조사 방법
라이다 장치(100)는 레이저를 이용하여 라이다 장치(100)로부터 대상체(160)까지의 거리를 측정하기 위한 장치일 수 있다. 따라서 라이다 장치(100)는 대상체(160)를 향해 레이저를 조사해야야 하며, 이에 따라, 라이다 장치(100)는 효율적으로 대상체와의 거리를 측정하기 위한 조사방법을 가질 수 있다. 여기서 조사방법은 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저가 스캔영역상(150)에 위치하는 대상체(160)에 도달하기까지의 조사경로를 결정하고, 스캔영역(150)을 결정하기 위한 방법을 포함할 수 있다. 따라서 이하에서는 상기 라이다 장치의 조사경로 및 스캔영역(150)에 대하여 설명하기로 한다.
구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)는 상기 제1 스캐닝부(121)를 향하여 레이저를 출사시킬 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(121)는 출사된 레이저를 상기 제2 스캐닝부(126)를 향해 조사시킬 수 있으며, 상기 제2 스캐닝부(126)는 조사된 레이저를 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 향해 조사시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 조사영역은 점 형태이며, 상기 출사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부(121)를 통하여 상기 제2 스캐닝부(126)를 향해 조사될 수 있다. 이 때, 상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사영역이 점 형태인 상기 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경하여 상기 레이저의 조사영역을 선 형태로 확장시킬 수 있다. 즉, 상기 제1 스캐닝부(121)는 상기 레이저 출력부로(110)부터 조사영역이 점 형태인 레이저를 전달 받아 조사영역이 선 형태인 레이저를 상기 제2 스캐닝부(126)를 향해 조사할 수 있다.
이 때, 상기 제2 스캐닝부(126)에서 조사영역이 선 형태인 상기 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경하여 상기 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사된 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)를 통하여 상기 스캔영역을 향해 조사될 수 있다. 즉, 상기 제2 스캐닝부(126)는 조사영역이 선 형태인 레이저를 상기 제1 스캐닝부(121) 로부터 전달 받아 조사영역이 면 형태인 레이저를 상기 스캔영역(150)을 향해 조사할 수 있다. 그리고 상기 제2 스캐닝부(126)에서 조사영역이 면 형태인 레이저를 조사함으로써 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
3.2.2 라이다 장치의 수광방법
라이다 장치(100)는 대상체로부터 반사된 레이저를 감지하여야 하며, 이에 따라 라이다 장치(100)는 효율적으로 대상체와의 거리를 측정하기 위한 수광방법을 가질 수 있다. 여기서 수광방법은 대상체에서 반사된 레이저가 센서부에 도달하기까지의 수광경로를 결정하고, 센서부에 도달하는 레이저의 양을 결정하기 위한 방법을 포함할 수 있다. 따라서 이하에서 상기 라이다 장치(100)의 수광경로 및 센서부에 도달하는 레이저의 양에 대하여 설명하기로 한다.
구체적으로 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 레이저는 상기 라이다 장치의 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사될 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)를 향할 수 있으며, 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저를 전달받아 반사하여 상기 센서부(130)를 향해 조사할 수 있다. 이 때, 상기 대상체(160)의 색상, 재질 등 또는 상기 레이저의 입사각 등에 따라 상기 대상체(160)로부터 반사되는 레이저의 성질이 달라질 수 있다.
또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다. 즉, 상기 대상체로(160)부터 반사된 상기 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)만을 통하여 상기 센서부를 향해 조사될 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝(126)부 모두를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되지 않을 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)만을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝(126)부 모두를 통하지 않고 상기 센서부(130)를 향해 조사되지 않을 수 있다. 따라서 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양은 제2 스캐닝부(126)에 기초하여 결정될 수 있다.
또한, 도 3에서는 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저가 상기 제2 스캐닝부(126)만을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되는 것으로 표현하였으나. 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라, 상기 대상체(160) 로부터 반사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝부(126)를 거쳐 상기 센서부(130)에 도달될 수도 있다. 또한, 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝부(126)를 거치지 않고 상기 센서부(130)에 도달될 수도 있다.
상술한 바와 같이 점 형태의 레이저를 출사하는 레이저 출력부(110), 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)를 포함하는 라이다 장치는 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)를 이용하여 스캔영역(150)을 면 형태로 확장시킬 수 있다. 따라서, 라이다 장치 자체의 기계적회전을 통하여 스캔영역을 면 형태로 확장시키는 라이다 장치보다 내구성 및 안정성 측면에서 좋은 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 레이저의 확산을 이용하여 스캔영역을 면 형태로 확장시키는 라이다 장치보다 더 먼거리까지 측정이 가능할 수 있다. 또한, 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝(126)의 동작을 제어하면 원하는 관심영역(Region Of Interest)으로 레이저를 조사할 수 있다.
4. 노딩미러(Nodding mirror)와 회전 다면 미러(Rotating polygon mirror)를 이용한 라이다 장치
라이다 장치(100)의 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 조사영역이 점 형태인 경우, 라이다 장치(100)는 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)를 포함할 수 있다. 여기서 조사영역이 점 형태인 출사된 레이저는 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)를 통하여 레이저의 조사영역이 면 형태로 확장되며, 이에 따라 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)이 면 형태로 확장될 수 있다.
또한 라이다 장치(100)는 그 용도에 따라 요구되는 시야각(FOV)이 다를 수 있다. 예를 들어, 3차원 지도(3D Mapping)을 위한 고정형 라이다 장치의 경우는 수직, 수평방향으로 최대한 넓은 시야각을 요구할 수 있으며, 차량에 배치되는 라이다 장치의 경우는 수평방향으로 상대적으로 넓은 시야각에 비해 수직방향으로 상대적으로 좁은 시야각을 요구할 수 있다. 또한 드론(Dron)에 배치되는 라이다의 경우는 수직, 수평방향으로 최대한 넓은 시야각을 요구 할 수 있다. 따라서 수직방향에서 요구할 수 있는 시야각과 수평방향에서 요구할 수 있는 시야각이 다른 경우, 제1 스캐닝부(121)에서 상대적으로 좁은 시야각을 요구하는 방향으로 레이저의 이동방향을 변경시키고, 제2 스캐닝부(126)에서 상대적으로 넓은 시야각을 요구하는 방향으로 레이저의 이동방향을 변경시키는 것이 라이다 장치(100)의 전체적인 크기를 줄일 수 있다.
또한 라이다 장치(100)는 스캔영역(150)을 향해 조사된 레이저가 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사되는 경우, 반사된 레이저를 감지하여 거리를 측정하는 장치이다. 여기서 레이저는 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)의 색상, 재질 또는 대상체(160)를 향해 조사되는 레이저의 입사각 등에 따라 사방으로 난반사될 수 있다. 따라서 먼 거리에 있는 대상체(160)의 거리를 측정하기 위해서 레이저의 확산을 줄여야 할 수 있으며, 이를 위해 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)는 레이저의 크기를 확장시키지 않되, 이동방향을 지속적으로 변경하여 레이저의 조사영역을 확장시키는 것일 수 있다.
또한 라이다 장치(100)가 3차원으로 스캔을 하기 위하여 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)는 레이저의 이동방향을 서로 다른 방향으로 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 스캐닝부(121)는 지면과 수직한 방향으로 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하며, 제2 스캐닝부(126)는 지면과 수평한 방향으로 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경할 수 있다.
또한 라이다 장치(100)에서 제1 스캐닝부(121)는 레이저 출력부(110)로부터 조사영역이 점 형태인 레이저를 전달받는 반면, 제2 스캐닝부(126)는 제1 스캐닝부(121)로부터 조사영역이 선 형태인 레이저를 전달 받을 수 있다. 따라서 제2 스캐닝부(126)는 제1 스캐닝부(121) 보다 크기가 클 수 있다. 또한 이에 따라, 크기가 작은 제1 스캐닝부(121)가 크기가 큰 제2 스캐닝부(126) 보다 스캐닝속도가 빠를 수 있다. 여기서 스캐닝 속도는 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하는 속도를 의미할 수 있다.
또한 라이다 장치(100)는 스캔영역(150)을 향해 조사된 레이저가 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사되는 경우, 반사된 레이저를 감지하여 거리를 측정하는 장치이다. 여기서 레이저는 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)의 색상, 재질 또는 대상체(160)를 향해 조사되는 레이저의 입사각 등에 따라 사방으로 난반사될 수 있다. 따라서 먼 거리에 있는 대상체(160)의 거리를 측정하기 위해 센서부(130)에서 감지할 수 있는 레이저의 양을 증가시켜야 할 수 있으며, 이를 위해 대상체(160)에서 반사된 레이저는 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126) 중 크기가 큰 제2 스캐닝부(126)만을 통하여 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다.
따라서 상술한 기능을 원활히 수행할 수 있도록, 라이다 장치(100)의 제1 스캐닝부(121)는 노딩미러를 포함할 수 있으며, 라이다 장치(100)의 제2 스캐닝부(126)는 회전 다면 미러를 포함할 수 있다.
이하에서는 제1 스캐닝부(121)는 노딩미러를 포함하며, 제2 스캐닝부(126)는 회전 다면 미러를 포함하는 라이다 장치에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
4.1 라이다 장치의 구성
도 4는 일 실시예에 따른 라이다 장치에 관한 것이다.
도 4는 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 레이저 출력부(110), 노딩미러(122), 회전 다면 미러(127) 및 센서부(130)를 포함할 수 있다.
상기 레이저 출력부(110) 및 상기 센서부(130)은 도 1 및 도 2에서 설명되었으므로, 이하에서 상기 레이저 출력부(110) 및 상기 센서부(130)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3에서 전술된 제1 스캐닝부(121)는 노딩미러(122)를 포함할 수 있으며, 제2 스캐닝부(126)는 회전 다면 미러(127)를 포함할 수 있다.
상기 노딩미러(122)는 전술한 제1 스캐너부(121)의 일 구현예일 수 있다. 상기 노딩미러(122)는 일 축을 기준으로 기 설정된 각도 범위에서 노딩할 수 있으며, 두 축을 기준으로 기 설정된 각도 범위에서 노딩할 수도 있다. 이 때, 상기 노딩미러(122)가 일 축을 기준으로 기 설정된 각도 범위에서 노딩할 경우 상기 노딩미러에서 조사된 레이저의 조사영역은 선 형태일 수 있다. 또한, 상기 노딩미러(122)가 두 축을 기준으로 기 설정된 각도 범위에서 노딩할 경우 상기 노딩미러에서 조사된 레이저의 조사영역은 면 형태일 수 있다.
또한 상기 노딩미러(122)의 노딩속도는 기 설정된 각도 전 범위에서 동일할 수 있으며, 기 설정된 각도 전 범위에서 상이할 수도 있다. 예를 들어, 상기 노딩미러(122)는 기 설정된 각도 전 범위에서 동일한 각속도로 노딩할 수 있다. 또한 예를 들어, 상기 노딩미러(122)는 기 설정된 각도의 양 끝에서 상대적으로 느리며, 기 설정된 각도의 중앙 부분에서 상대적으로 빠른 각 속도로 노딩할 수 있다.
또한 상기 노딩미러(122)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저를 전달받아 반사하며, 기 설정된 각도 범위에서 노딩함에 따라 상기 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 레이저의 조사영역은 선 또는 면 형태로 확장될 수 있다.
또한, 상기 회전 다면 미러(127)는 전술한 상기 제2 스캐너(126)의 일 구현예일 수 있다. 상기 회전 다면 미러(127)는 일 축을 기준으로 회전할 수 있다. 여기서 상기 회전 다면 미러(127)는 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저를 전달받아 반사하며, 일 축을 기준으로 회전함에 따라 상기 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경시킬 수 있다. 그리고 이에 따라, 상기 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있으며, 결과적으로 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(310)을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 회전 다면 미러(127)의 회전속도는 회전하는 각도 전 범위에서 동일할 수 있으며, 회전하는 각도 범위에서 서로 상이할 수도 있다. 예를 들어, 상기 회전 다면 미러(127)에서 조사되는 레이저의 방향이 스캔영역(310)의 중심부분을 향할 때 회전속도가 상기 회전 다면 미러(127)에서 조사되는 레이저의 방향이 스캔영역(310)의 사이드 부분을 향할 때 회전속도보다 상대적으로 느릴 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러(127)의 회전 차수에 따라서 회전속도가 서로 다를 수 있다.
또한 상기 라이다 장치(100)의 수직 시야각을 수평 시야각보다 좁게 설정하는 경우, 상기 노딩미러(122)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 이동방향을 지면에 대하여 수직인 방향으로 지속적으로 변경시켜 레이저의 조사영역을 지면에 대하여 수직 방향인 선 형태로 확장시킬 수 있다. 그리고 이 때, 상기 회전 다면미러(127)는 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저의 이동방향을 지면에 대하여 수평인 방향으로 지속적으로 변경시켜 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(310)을 면 형태로 확장시킬 수 있다. 따라서 상기 노딩미러(122)는 수직으로 스캔영역(310)을 확장시키며, 상기 회전 다면 미러(127)는 수평으로 스캔영역(310)을 확장시킬 수 있다.
또한 상기 노딩미러(122)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저를 반사시키므로 상기 노딩미러(122)의 크기는 상기 레이저의 직경과 유사할 수 있다. 그러나 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저는 조사영역이 선 형태이므로 상기 회전 다면 미러(127)의 크기는 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저를 반사시키기 위해 상기 조사영역의 크기 이상일 수 있다. 따라서 상기 노딩미러(122)의 크기가 상기 회전 다면 미러(127)의 크기보다 작을 수 있으며, 상기 노딩미러(122)의 노딩속도는 상기 회전 다면 미러(127)의 회전속도보다 빠를 수 있다.
이하에서는 상술한 구성을 가지는 상기 라이다 장치(100)의 레이저 조사 방법 및 레이저 수광 방법에 대하여 설명하기로 한다.
4.2 라이다 장치의 동작
다시 도 4를 참조하면, 상기 라이다 장치(100)의 상기 레이저가 출사될 때부터 감지될 때까지 레이저의 이동경로를 알 수 있다. 구체적으로, 상기 라이다 장치(100)의 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저는 상기 노딩미러(122)를 통하여 상기 회전 다면 미러(127)를 향해 조사되며, 상기 회전 다면 미러(127)를 향해 조사된 상기 레이저는 상기 회전 다면 미러(127)를 통해 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 향해 조사될 수 있다. 또한 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 상기 레이저는 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사되어 상기 회전 다면 미러(127)를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다. 또한 상기 센서부(130)는 상기 회전 다면 미러(127)를 통하여 조사된 상기 레이저를 감지할 수 있다.
4.2.1 라이다 장치의 조사 방법
라이다 장치(100)는 레이저를 이용하여 라이다 장치(100)로부터 대상체(160)까지의 거리를 측정하기 위한 장치일 수 있다. 따라서 라이다 장치(100)는 대상체(160)를 향해 레이저를 조사해야 하며, 이에 따라 라이다 장치(100)는 효율적으로 대상체(160)와의 거리를 측정하기 위한 조사방법을 가질 수 있다. 여기서 조사방법은 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저가 스캔영역(150)상에 위치하는 대상체(160)에 도달하기까지의 조사경로를 결정하고, 스캔영역(150)을 결정하기 위한 방법을 포함할 수 있다. 따라서 이하에서는 상기 라이다 장치(100)의 조사경로 및 스캔영역(150)에 대하여 설명하기로 한다.
구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)에서 상기 노딩미러(122)를 향하여 레이저를 출사시킬 수 있으며, 상기 노딩미러(122)는 출사된 레이저를 전달받아 반사하여 상기 회전 다면 미러(127)를 향해 조사시킬 수 있으며, 상기 회전 다면 미러(127)는 조사된 레이저를 전달받아 반사하여 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 향해 조사시킬 수 있다.
이 때, 상기 레이저 출력부(110)에서 상기 노딩미러(122)를 향해 레이저를 출사할 수 있으며, 이 때 상기 출사된 레이저의 조사영역은 점 형태일 수 있다.
여기서, 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저는 상기 노딩미러(122)를 통하여 상기 회전 다면 미러(127)를 향해 조사될 수 있다. 이 때, 상기 노딩미러(122)에서 조사영역이 점 형태인 상기 레이저의 조사방향을 변경하여 상기 레이저의 조사영역을 선 형태로 확장시킬 수 있다. 즉, 상기 노딩미러(122)는 상기 레이저 출력부(110)로부터 조사영역이 점 형태인 레이저를 전달 받아 조사영역이 선 형태인 레이저를 상기 회전 다면 미러(127)를 향해 조사할 수 있다.
이 때, 상기 노딩미러(122)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 이동방향을 지면에 대하여 수직인 방향으로 지속적으로 변경시켜 레이저의 조사영역을 지면에 대하여 수직 방향인 선 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저는 상기 회전 다면 미러(127)를 통하여 상기 스캔영역(150)을 향해 조사될 수 있다. 이 때, 상기 회전 다면 미러(127)에서 조사영역이 선 형태인 상기 레이저의 조사방향을 변경하여 상기 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다. 즉, 상기 회전 다면 미러(127)는 조사영역이 선 형태인 레이저를 상기 노딩미러(122)로부터 전달 받아 조사영역이 면 형태인 레이저를 상기 스캔영역(150)을 향해 조사할 수 있다. 그리고 상기 회전 다면 미러(127)에서 조사영역이 면 형태인 레이저를 조사함으로써 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 회전 다면 미러(127)는 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저의 이동방향을 지면에 대하여 수평인 방향으로 지속적으로 변경시켜 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 이 경우, 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)은 상기 노딩미러(122)의 기 설정된 각도 및 상기 회전 다면 미러(127)의 반사면의 수에 기초하여 결정될 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치(100)의 시야각이 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 노딩미러(122)가 지면에 대하여 수직한 방향으로 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하는 경우 상기 라이다 장치(100)의 수직시야각은 상기 노딩미러(122)의 기 설정된 각도에 기초하여 결정될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러(127)가 지면에 대하여 수평한 방향으로 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하는 경우 상기 라이다 장치(100)의 수평시야각은 상기 회전 다면 미러(127)의 반사면의 수에 기초하여 결정될 수 있다.
4.2.2 라이다 장치의 수광 방법
라이다 장치(100)는 레이저를 이용하여 라이다 장치(100)로부터 대상체(160)까지의 거리를 측정하기 위한 장치일 수 있다. 따라서 대상체(160)로부터 반사된 레이저를 감지하여야 하며, 이에 따라 라이다 장치(100)는 효율적으로 대상체(160)와의 거리를 측정하기 위한 수광방법을 가질 수 있다. 여기서 수광방법은 대상체(160)에서 반사된 레이저가 센서부(130)에 도달하기까지의 수광경로를 결정하고, 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양을 결정하기 위한 방법을 포함할 수 있다. 따라서 이하에서 상기 라이다 장치(100)의 수광경로 및 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양에 대하여 설명하기로 한다.
구체적으로, 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 레이저는 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사될 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저는 상기 회전 다면 미러(127)를 향할 수 있으며, 상기 회전 다면 미러(127)는 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저를 전달받아 반사하여 상기 센서부(130)를 향해 조사할 수 있다. 이 때, 상기 대상체(160)의 색상, 재질 등 또는 상기 레이저의 입사각 등에 따라 상기 대상체(160)로부터 반사되는 레이저의 성질이 달라질 수 있다.
또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 회전 다면 미러(127)를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다. 즉, 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 회전 다면 미러만(127)을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 노딩미러(122) 및 상기 회전 다면 미러(127) 모두를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되지 않을 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 회전 다면 미러만(127)을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 노딩미러(122) 및 상기 회전 다면 미러(127) 모두를 통하지 않고 상기 센서부(130)를 향해 조사되지 않을 수 있다. 따라서 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양은 상기 회전 다면 미러(127)에 기초하여 결정될 수 있다.
여기서 상기 대상체로(160)부터 반사된 레이저를 상기 회전 다면 미러(127)만을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되게 하는 것은 상기 노딩미러(122) 및 상기 회전 다면 미러(127) 모두를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되게 하는 것보다 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양을 증가시킬 수 있으며, 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양을 보다 고르게할 수 있다.
구체적으로 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저를 상기 회전 다면 미러(127)만을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되게 하는 경우 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양은 상기 회전 다면 미러(127)의 반사면의 크기 및 상기 회전 다면 미러(127)의 회전 각도에 기초하여 결정될 수 있다.
이에 반해 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저를 상기 노딩미러(122) 및 상기 회전 다면 미러(127) 모두 를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되게 하는 경우 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양은 상기 노딩미러(122)의 크기, 상기 노딩미러(122)의 노딩 각도, 상기 회전 다면 미러(127)의 반사면의 크기 및 상기 회전 다면 미러(127)의 회전 각도에 기초하여 결정될 수 있다. 즉, 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양은 상기 노딩미러(122)의 크기와 상기 회전 다면 미러(127)의 크기 중 더 작은 크기를 가진 것에 기초하여 결정될 수 있으며, 상기 노딩미러(122)의 노딩각도 및 상기 회전 다면 미러(127)의 회전각도에 의해서 달라질 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러만(127)을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되게 하는 경우보다 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양이 작으며, 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양의 변화가 클 수 있다.
5. 라이다 장치의 구조
이하에서는 각 도면을 참조하여 여러가지 실시예에 따른 라이다 장치의 구조에 대하여 설명한다.
5.1 라이다 장치의 구성 및 레이저 경로
도 5는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타내는 사시도이다.
도 5를 참조하면, 라이다 장치(2000)는 레이저 출력부(2100), 평면 미러(2200), 노딩 미러(2300), 다면 미러(2400), 집광렌즈(2500) 및 센서부(2600)를 포함할 수 있다. 이하에서는 라이다 장치의 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.
5.1.1 라이다 장치의 구성
라이다 장치(2000)는 평판 형태로 제공되는 하부 베이스(2010) 및 상기 하부 베이스(2010)와 마주보도록 배치되는 상부 베이스(2020)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 레이저 출력부(2100)는 상기 상부 베이스(2020)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부(2100)는 상측으로부터 하측으로 출사되는 레이저를 제공할 수 있다. 레이저 출력부(2100)는 상부 베이스(2020)에 설치되어, 평면 미러(2200)를 향해 레이저를 출사할 수 있다.
일 실시예에 따른 레이저 출력부(2100)는 레이저를 생성하는 광원부(2110), 상기 광원부(2110)와 전기적으로 연결되어 상기 광원부(2110)를 제어하는 레이저 드라이버(2120) 및 상기 레이저 드라이버(2120)의 방열을 위한 레이저 방열부(2130)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 평면 미러(2200)는 상기 상부 베이스(2020)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 평면 미러(2200)는 상기 레이저 출력부(2100)로부터 출사되는 레이저를 노딩 미러(2300)를 향해 반사할 수 있다. 평면 미러(2200)는 레이저 출력부(2100)의 일측에 배치되어 상기 출사되는 레이저를 하측으로 반사할 수 있다. 또한, 여기서 평면 미러(2200)는 일 방향으로부터 조사되는 레이저의 방향을 반사, 굴절 등을 통해 바꾸기 위한 수단의 예시이며, 프리즘과 같은 다른 광학 수단으로 대체될 수 있음은 물론이다.
일 실시예에 따른 노딩 미러(2300)는 상기 평면 미러(2200)의 하부에 설치될 수 있다. 예를 들어, 노딩 미러(2300)는 상기 레이저 출력부(2100)로부터 출사되어, 평면 미러(2200)에 의해 반사되는 레이저를 수광할 수 있다. 구체적으로, 노딩 미러(2300)는 다면 미러(2400)의 조사 영역인 상부 영역에 대응되는 높이에 설치될 수 있다. 이 때, 노딩 미러(2300)는 다면 미러(2400)의 조사 영역으로 레이저를 반사할 수 있다.
또한, 노딩 미러(2300)는 MEMS mirror, resonant mirror, mirror galvanometer, 확산 렌즈로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 다면 미러(2400)는 상기 노딩 미러(2300)의 일 측에 설치될 수 있다. 예를 들어, 다면 미러(2400)는 상기 노딩 미러(2300)로부터 반사되는 레이저를 획득할 수다. 이 때, 다면 미러(2400)는 상기 상부 베이스(2020)와 상기 하부 베이스(2010) 사이에 설치될 수 있다. 또한, 다면 미러(2400)는 상기 하부 베이스(2010) 및 상기 상부 베이스(2020)에 수직인 축을 따라 회전할 수 있다. 예를 들어, 다면 미러(2400)는 시계 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 또한, 다면 미러(2400)의 회전축은 상기 하부 베이스(2010)에 고정될 수 있다.
일 실시예에 따른 집광 렌즈(2500)는 다면 미러(2400)의 일 측에 설치될 수 있다. 예를 들어, 집광 렌즈(2500)는 다면 미러(2400)로부터 반사되는 레이저를 획득할 수 있다. 구체적으로, 집광 렌즈(2500)는 다면 미러(2400)의 수광 영역인 하부 영역에 대응되는 높이에 설치될 수 있다. 이 때, 집광 렌즈(2500)는 다면 미러(2400)의 수광 영역으로부터 반사되는 레이저를 획득할 수 있다. 또한, 집광 렌즈(2500)는 노딩 미러(2300)의 하부에 설치될 수 있다. 또한, 집광 렌즈(2500)의 중심축은 다면 미러(2400)와 만날 수 있다. 이에 따라, 집광 렌즈(2500)는 다면 미러(2400)의 수광 영역으로부터 반사되는 레이저를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 센서부(2600)는 집광 렌즈(2500)와 인접한 영역에 설치될 수 있다. 예를 들어, 센서부(2600)는 집광 렌즈(2500)를 통과하는 레이저를 수신할 수 있다. 구체적으로, 센서부(2600)는 집광 렌즈(2500)에 대응되는 높이를 가지도록 설치될 수 있다. 이에 따라, 센서부(2600)는 노딩 미러(2300)의 하부에 설치될 수 있다. 또한, 다면 미러(2400)로부터 반사되는 레이저가 집광 렌즈(2500)를 통과한 후 센서부(2600)에서 감지되도록, 다면 미러(2400)와 센서부(2600) 사이의 거리는 다면 미러(2400)와 집광 렌즈(2500) 사이의 거리보다 멀게 배치될 수 있다.
여기서, 센서부(2600)는 수신되는 레이저를 감지하는 센싱부(2610) 및 상기 센싱부(2610)의 방열을 위한 센서 방열부(2620)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(2610)는 photodiode를 포함하는 array형태로 제공될 수 있으며, 센서 방열부(2620)는 센싱부(2610)의 방열을 위한 히트 싱크, 히트 핀을 포함할 수 있다.
5.1.2 라이다 장치의 레이저 경로
레이저 출력부(2100)로부터 점 광원 형태로 출사된 레이저는 하부 베이스(2010)와 수평인 축을 따라 노딩하는 노딩 미러(2300)에 의해 반사됨으로써 상기 하부 베이스(2010)와 수직인 라인 빔 패턴을 형성할 수 있다. 이 때, 노딩 미러(2300)로부터 반사되는 라인 빔 패턴의 레이저는 상기 하부 베이스(2010)와 수직인 축을 따라 로테이팅하는 다면 미러(2400)에 의해 반사됨으로써 플레인 빔 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 다면 미러(2400)로부터 반사되는 플레인 빔 패턴의 레이저는 라이다 장치 외부의 오브젝트에 조사되고, 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저는 다면 미러(2400)에 반사된 후 집광 렌즈(2500)를 통과하여 센서부(2600)에서 수신될 수 있다.
한편, 광원부(2110)로부터 노딩 미러(2300)까지의 레이저 경로는 제1 광경로로 정의될 수 있다. 또한, 노딩 미러(2300)로부터 다면 미러(2400)까지의 레이저 경로는 제2 광경로로 정의될 수 있다. 또한, 다면 미러(2400)로부터 센싱부(2610)까지의 레이저 경로는 제3 광경로로 정의될 수 있다.
이하에서는 라이다 장치(2000)의 각 구성의 배치에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
5.2 라이다 장치 구성의 배치
도 6 내지 도 8은 여러 실시예를 설명하기 위한 라이다 장치의 측면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 라이다 장치(2000)는 레이저 출력부(2100), 평면 미러(2200), 노딩 미러(2300), 다면 미러(2400), 집광 렌즈(2500) 및 센서부(2600)를 포함할 수 있다. 또한, 도면에 도시되지 않았으나 라이다 장치(2000)는 제어부(2700)를 포함할 수 있다.
5.2.1 레이저 출력부
도 6 및 도 7에서, 레이저 출력부(2100)는 레이저를 생성하는 광원부(2110)를 포함할 수 있다. 광원부(2110)는 라이다 장치(2000)의 상부 베이스(2020)에 설치되어 일 방향으로 레이저를 출사할 수 있다.
일 예로, 광원부(2110)는 상기 상부 베이스(2020)의 상측에 설치될 수 있다. 이 때, 광원부(2110)는 상기 상부 베이스(2020)와 수평인 방향으로 레이저를 출사할 수 있다. 또한, 라이다 장치(2000)는 상기 광원부(2110)로부터 출사되는 레이저를 반사하는 평면 미러(2200)를 포함할 수 있다. 평면 미러(2200)는 상기 상부 베이스(2020)와 수평 방향으로 출사되는 레이저를 상기 상부 베이스(2020)와 수직 방향으로 반사할 수 있다.
상기 상부 베이스(2020)는 관통홀을 포함할 수 있다. 이 때, 평면 미러(2200)로부터 반사되는 레이저는 상기 상부 베이스(2020)와 수직 방향으로 출사될 수 있다. 이에 따라, 평면 미러(2200)로부터 수직 방향으로 반사되는 레이저는 상기 관통홀을 통과하여 상측으로부터 하측으로 조사될 수 있다.
다른 예로, 광원부(2110)는 상기 상부 베이스(2020)의 하측에 설치될 수 있다. 이 때, 광원부(2110)는 상기 상부 베이스(2020)와 수평 방향으로 레이저를 출사할 수 있다. 또한, 라이다 장치(2000)는 상기 광원부(2110)로부터 출사되는 레이저를 반사하는 평면 미러(2200)를 포함할 수 있다. 이 때, 평면 미러(2200) 상기 상부 베이스(2020)의 하측에 배치되어, 수평 방향으로 출사되는 레이저를 수직 방향으로 반사할 수 있다. 이 경우, 상기 수직 방향의 레이저를 통과시키기 위한 관통홀을 포함하지 않을 수 있다.
또한, 평면 미러(2200)로부터 수직 방향으로 반사되는 레이저는 노딩 미러(2300)에 조사될 수 있다. 여기서, 광원부(2110)가 상기 상부 베이스(2020)의 하측에 설치되는 경우, 광원부(2110)로부터 노딩 미러(2300)까지 조사되는 레이저의 이동 경로가 짧아질 수 있다. 이에 따라, 노딩 미러(2300)에 조사되는 레이저가 확산되는 경우, 상기 노딩 미러(2300)에 조사되는 레이저의 크기는 작아질 수 있다. 따라서, 상기 조사되는 레이저를 반사하는 노딩 미러(2300)는 소형으로 제작될 수 있다.
또한, 도시되지 않았으나, 라이다 장치(2000)는 광원부(2110)와 평면 미러(2200)사이에 배치되어, 광원부(2110)로부터 출사되는 레이저를 평행하게 만들어 주는 콜리메이터(collimator)를 포함할 수 있다.
도 8은 다른 일 실시예에 따른 광원부(2110)를 설명하기 위한 측면도이다.
도 8을 참조하면, 광원부(2110)는 상측으로부터 하측으로 레이저를 출사할 수 있다. 이 때, 광원부(2110)는 라이다 장치(2000)의 상부 베이스(2020)에 설치될 수 있다.
일 예로, 광원부(2110)는 상기 상부 베이스(2020)의 하측에 설치될 수 있다. 이 때, 광원부(2110)는 상기 상부 베이스(2020)의 하측과 연결되어 노딩 미러(2300)로 레이저를 조사할 수 있다. 또한, 광원부(2110)가 상기 상부 베이스(2020)의 하측에 설치되는 경우, 광원부(2110)로부터 노딩 미러(2300)까지의 레이저 조사 경로가 짧아질 수 있다. 이에 따라, 노딩 미러(2300)에 조사되는 레이저가 확산되는 경우, 상기 조사되는 레이저의 크기가 작아질 수 있다. 따라서, 상기 조사되는 레이저를 반사하는 노딩 미러(2300)는 소형으로 제작될 수 있다.
다른 예로, 광원부(2110)는 상기 상부 베이스(2020)의 상측에 설치될 수 있다. 이 때, 상기 상부 베이스(2020)는 광원부(2110)로부터 출사되는 레이저가 통과하는 관통홀을 포함할 수 있다.
또한, 도 6 내지 도 8에서, 레이저 출력부(2100)는 상기 광원부(2110)의 동작을 제어하는 레이저 드라이버(2120)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 레이저 드라이버(2120)는 제어부(2700)로부터 신호를 수신하여 광원부(2110)에 전류를 인가함으로써 광원부(2110)의 동작을 제어할 수 있다.
레이저 드라이버(2120)는 상기 광원부(2110)의 동작을 제어하기 위해 상기 광원부(2110)와 연결될 수 있다. 이 때, 레이저 드라이버(2120)는 라이다 장치(2000)의 상부 베이스(2020)의 일측에 설치될 수 있다.
예를 들어, 레이저 드라이버(2120)는 상기 상부 베이스(2020)의 상측에 설치될 수 있다. 또한, 레이저 드라이버(2120)는 상기 상부 베이스(2020)의 하측에 설치될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 레이저 출력부(2100)는 상기 광원부(2110) 및 상기 레이저 드라이버(2120)의 방열을 위한 레이저 방열부(2130)를 포함할 수 있다. 레이저 방열부(2130)는 라이다 장치(2000)의 상부 베이스(2020)에 설치되어 광원부(2110) 및 레이저 드라이버(2120)로부터 발생하는 열을 외부로 방출할 수 있다. 구체적으로, 레이저 방열부(2130)는 광원부(2110) 및 레이저 드라이버(2120)로부터 전달되는 열과 외기와의 열 교환을 통해 상기 전달되는 열을 외부로 방출할 수 있다. 이 때, 레이저 방열부(2130)는 히트 싱크, 히트 핀, 히트파이프 및/또는 히트 핀 플레이트를 포함할 수 있다. 또한, 이에 국한되지 않고, 레이저 방열부(2130)는 이와 동일한 목적을 달성하기 어떠한 구성도 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 레이저 방열부(2130)는 레이저 드라이버(2120)와 인접한 영역에 설치될 수 있다. 구체적으로, 레이저 방열부(2130)는 레이저 드라이버(2120)가 설치되는 라이다 장치(2000)의 상부 베이스(2020)에 설치될 수 있다. 일 예로, 레이저 방열부(2130)는 상기 상부 베이스(2020)의 하측에 설치될 수 있다.
한편, 상기 제1 광경로의 길이는 제1 길이(L1)로 정의될 수 있다. 이 때, 제1 길이(L1)에 따라, 다면 미러(2400)의 높이가 달라질 수 있다. 예를 들어, 광원부(2110)로부터 다면 미러(2400)로 조사되는 레이저가 확산되는 경우, 제1 길이(L1)가 커질수록 상기 조사되는 레이저의 크기가 커질 수 있다. 이에 따라, 제1 길이(L1)가 커질수록 광원부(2110)로부터 반사되는 레이저가 조사되는 다면 미러(2400)의 높이는 커져야 할 수 있다. 특히, 광원부(2110)로부터 반사되는 레이저를 수신하기위한 다면 미러(2400)의 조사 영역의 높이는 제1 길이(L1)가 커짐에 따라 커져야 할 수 있다.
구체적으로, 도 7의 실시예에 따른 광원부(2110)는 상부 베이스(2020)의 상측에 배치될 수 있다. 반면에, 도 8의 실시예에 따른 광원부(2110)는 상부 베이스(2020)의 하측에 배치될 수 있다. 이에 따라, 도 8의 실시예에 따른 제1 길이(L1)는 도 7의 실시예에 따른 제1 길이(L1)보다 짧을 수 있다. 따라서, 도 7의 실시예에 따른 다면 미러(2400)의 높이인 제2 높이(h2)는, 도 8의 실시예에 따른 다면 미러(2400)의 높이인 제3 높이(h3)보다 클 수 있다.
5.2.2 노딩 미러
한편, 광원부(2110)로부터 출사되는 점 광원 형태의 레이저는 노딩 미러(2300)에 의해 반사되면 라인 빔 패턴을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 노딩 미러(2300)는 라이다 장치(2000)의 상부 베이스(2020)와 수평인 축을 따라 노딩함으로써 상기 점 광원 형태의 레이저를 라인 빔 패턴으로 반사할 수 있다.
이 때, 광원부(2110)로부터 출사되어 노딩 미러(2300)에 의해 조사되는 레이저는 확산될 수 있다. 이 경우, 상기 레이저의 크기가 커짐에 따라 상기 레이저를 수신하여 반사하는 노딩 미러(2300)의 크기 또한 커져야할 수 있다. 또한, 노딩 미러(2300)의 크기가 상기 수신되는 레이저의 크기보다 작은 경우, 노딩 미러(2300)로부터 반사되는 레이저의 광량이 줄어들 수 있다.
이에, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 노딩 미러(2300)는 광원부(2110)로부터 출사되는 수평광을 직하방으로 반사하는 평면 미러(2200)의 직하방에 배치될 수 있다. 이에 따라, 광원부(2110)로부터 노딩 미러(2300)까지 레이저 경로의 길이는 최소화될 수 있다. 따라서, 노딩 미러(2300)는 소형으로 제작될 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 라이다 장치가 평면 미러(2200)를 포함하지 않는 경우, 노딩 미러(2300)는 광원부(2110)의 직하방에 배치될 수 있다. 이에 따라, 광원부(2110)로부터 출사되어 노딩 미러(2300)로 조사되는 레이저 경로의 길이는 최소화될 수 있다. 따라서, 노딩 미러(2300)는 소형으로 제작될 수 있다.
한편, 노딩 미러(2300)는 획득되는 레이저를 다면 미러(2400)로 반사하기 위해, 다면 미러(2400)의 일 측에 배치될 수 있다. 구체적으로, 노딩 미러(2300)는 다면 미러(2400)의 조사 영역의 높이에 대응되는 높이에 설치될 수 있다. 이에 따라, 레이저 출력부(2100)로부터 출사되어 노딩 미러(2300)에 의해 반사되는 레이저는 다면 미러(2400)의 조사 영역에 조사될 수 있다.
한편, 상기 제2 광경로의 길이는 제2 길이(L2)로 정의될 수 있다. 또한, 다면 미러(2400)의 회전 반경은 R로, 회전 직경은 2R로 각각 정의될 수 있다. 이 때, 제2 길이(L2)는 노딩 미러(2300)와 다면 미러(2400)가 충돌하지 않도록, 적어도 다면 미러의 회전 반경(R)보다 클 수 있다.
또한, 제2 길이(L2)에 따라, 다면 미러(2400)의 높이가 달라질 수 있다. 예를 들어, 노딩 미러(2300)로부터 다면 미러(2400)로 조사되는 레이저가 확산되는 경우, 제2 길이(L2)가 커질수록 상기 조사되는 레이저의 크기가 커질 수 있다. 이에 따라, 제2 길이(L2)가 커질수록 노딩 미러(2300)로부터 반사되는 레이저가 조사되는 다면 미러(2400)의 높이는 커져야 할 수 있다. 특히, 노딩 미러(2300)로부터 반사되는 레이저를 수신하기위한 다면 미러(2400)의 조사 영역의 높이는 제2 길이(L2)가 커짐에 따라 커져야 할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제2 길이(L2)는 센싱부(2610)로부터 다면 미러(2400)의 회전 축까지의 거리보다 클 수 있다. 또한, 제2 길이(L2)는 집광 렌즈(2500)로부터 다면 미러(2400)의 회전 축까지의 거리보다 클 수 있다. 또한, 이 때, 다면 미러(2400)는 제1 높이(h1)를 가질 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 길이(L2)는 2R보다 작을 수 있다. 또한, 제2 길이(L2)는 센싱부(2610)로부터 다면 미러(2400)의 회전 축까지의 거리보다 작을 수 있다. 또한, 제2 길이(L2)는 집광 렌즈(2500)로부터 다면 미러(2400)의 회전 축까지의 거리보다 작을 수 있다. 이 때, 다면 미러(2400)는 상기 제1 높이(h1)보다 작은 제2 높이(h2)를 가질 수 있다.
또한, 제2 길이(L2)는 R과 같을 수 있다. 이 때, 노딩 미러(2300)로부터 다면 미러(2400)까지의 레이저 경로 길이는 최소화될 수 있다. 따라서, 다면 미러(2400)의 소형화 제작이 가능하다. 특히, 다면 미러(2400)의 조사 영역의 높이를 최소화 할 수 있다.
5.2.3 센서부
다면 미러(2400)의 조사 영역을 통해 외부 오브젝트에 조사된 레이저는 상기 오브젝트로부터 반사되어 다면 미러(2400)의 수광 영역에서 수신될 수 있다. 또한, 상기 수광 영역에서 수신되는 레이저는 상기 수광 영역에 의해 반사되어 집광 렌즈(2500)를 통과 한 후 센싱부(2610)에서 감지될 수 있다.
이 때, 상기 수광 영역은 상기 다면 미러(2400)의 하부 영역에 위치할 수 있다. 이에 따라, 센싱부(2610)는 상기 수광 영역으로부터 반사되는 레이저를 수신하기 위해, 상기 수광 영역의 높이에 대응되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 측면에서 볼 때, 상기 수광 영역의 중심의 높이는 센싱부(2610)의 중심의 높이와 동일할 수 있다.
한편, 센싱부(2610)는 수신되는 레이저를 감지하는 동안 그 온도가 상승할 수 있다. 또한, 상기 레이저를 출사하는 광원부(2110)를 제어하는 레이저 드라이버(2120)는 상기 레이저가 출사되는 동안 그 온도가 상승할 수 있다. 또한, 센서부(2600)와 레이저 출력부(2100)가 가까울수록, 센서부(2600)와 레이저 출력부(2100)사이의 신호 간섭은 증가할 수 있다.
이에, 센싱부(2610)는 라이다 장치의 가열을 방지하기 위해 레이저 드라이버(2120)와 이격될 수 있다. 일 예로, 센싱부(2610)는 측면에서 볼 때 노딩 미러(2300)를 기준으로 레이저 드라이버(2120)와 반대측에 배치될 수 있다. 구체적으로, 측면에서 볼 때, 센싱부(2610)는 노딩 미러(2300)의 좌측에 배치되고, 레이저 드라이버(2120)는 노딩 미러(2300)의 우측에 배치될 수 있다. 다른 예로, 센싱부(2610)는 측면에서 볼 때 노딩 미러(2300)를 기준으로 레이저 드라이버(2120)와 대각 위치에 배치될 수 있다. 구체적으로, 측면에서 볼 때, 센싱부(2610)는 노딩 미러(2300)의 좌하향에 배치되고, 레이저 드라이버(2120)는 노딩 미러(2300)의 우상향에 배치될 수 있다.
이에 따라, 라이다 장치(2000) 작동 중 라이다 장치(2000)가 과열되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 센서부(2600)와 레이저 출력부(2100) 사이의 신호 간섭이 방지될 수 있다.
5.2.4 집광 렌즈
일 실시예에 따른 집광 렌즈(2500)는 센싱부(2610)의 일측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 집광 렌즈(2500)는 센싱부(2610)와 다면 미러(2400) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 집광 렌즈(2500)는 다면 미러(2400)로부터 반사되는 레이저를 집광할 수 있다.
한편, 집광 렌즈(2500)의 배치는 광원부(2110) 및 노딩 미러(2300)의 배치, 다면 미러(2400)의 크기에 따라 달라질 수 있다.
이하에서는, 광원부(2110) 및 노딩 미러(2300)의 배치 및 다면 미러(2400)의 크기를 고려한 집광 렌즈(2500)의 배치에 대하여 설명한다. 먼저, 일 실시예에 따른 광원부(2110) 및 노딩 미러(2300)의 배치에 대하여 설명한다.
5.2.4.1 광원부 및 노딩 미러의 배치
도 9는 일 실시예에 따른 광원부 및 노딩 미러의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
상부에서 볼 때, 광원부(2110)의 중심과 노딩 미러(2300)의 중심을 지나는 직선으로부터 다면 미러(2400)의 중심 축 사이의 최단 거리는 제2 거리(d2)로 정의될 수 있다.
또한, 상부에서 볼 때, 광원부(2110)의 중심과 노딩 미러(2300)의 중심을 지나는 직선과 다면 미러(2400)가 만나는 다면 미러(2400)의 일 면은 조사면(2410)으로 정의될 수 있다.
또한, 상부에서 볼 때, 광원부(2110)의 중심과 노딩 미러(2300)의 중심을 지나는 직선이 조사면(2410)과 이루는 각도가 수직일 때, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)는
Figure 112018069464114-pat00010
가 될 수 있다.
일 실시예에 따른 광원부(2110)는, 상부에서 볼 때, 광원부(2110)의 중심과 노딩 미러(2300)의 중심을 지나는 직선이 조사면(2410)의 수직 중심선을 지나도록 배치될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 노딩 미러(2300)는 상부에서 볼 때, 광원부(2110)의 중심과 노딩 미러(2300)의 중심을 지나는 직선이 조사면(2410)의 수직 중심선을 지나도록 배치될 수 있다.
구체적으로, 상부에서 볼 때, 광원부(2110)의 중심과 노딩 미러(2300)의 중심을 지나는 직선은, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)가
Figure 112018069464114-pat00011
일 때, 조사면(2410)의 수직 중심선과 만날 수 있다. 여기서, 조사면(2410)의 수직 중심선은 조사면(2410)의 중심을 지나되, 하부 베이스(10)와 수직인 선으로 이해될 수 있다. 또한, 상기 조사면(2410)의 수직 중심선은 이하에서도 동일한 의미로 해석될 수 있다.
한편, 이 때, 제2 거리(d2)는
Figure 112018069464114-pat00012
가 될 수 있다.
또한, 상부에서 볼 때, 광원부(2110)로부터 출사되는 레이저 빔의 수평폭은, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)가
Figure 112018069464114-pat00013
일 때 조사면(2410)의 수직 길이와 일치할 수 있다. 여기서, 상기 수직 길이란, 상부에서 볼 때 집광 렌즈(2500)의 중심축과 수직 방향인 길이로 정의될 수 있다.
5.2.4.2 집광 렌즈의 배치
한편, 집광 렌즈(2500)의 배치는 다면 미러(2400)의 크기에 따라 달라질 수 있다. 구체적으로, 집광 렌즈(2500)의 배치는 다면 미러(2400)의 조사면(2410)의 폭(Wp)에 따라 달라질 수 있다. 또한, 집광 렌즈(2500)의 배치에 따라, 집광 렌즈(2500)의 집광 면적이 달라질 수 있다. 한편, 집광 렌즈(2500)의 집광 면적은 다면 미러(2400)가 360도 회전하는 동안 집광 렌즈(2500)로 투영되는 조사면(2410)의 면적으로 정의될 수 있다. 또한, 이하에서 집광 렌즈(2500)의 집광 면적이란 용어를 사용함에 있어서, 다면 미러(2400)가 360도 회전하는 동안 집광 렌즈(2500)로 투영되는 조사면(2410)의 평균 면적으로 이해될 수 있다.
한편, 상기 집광 면적에 따라 라이다 장치(2000)의 측정 가능 거리가 달라질 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 집광 렌즈의 배치를 설명하기 위한 상면도이다.
도 10을 참조하면, 광원부(2110) 및 노딩 미러(2300)는, 상부에서 볼 때, 광원부(2110)의 중심과 노딩 미러(2300)의 중심을 지나는 직선이 조사면(2410)의 수직 중심선을 지나도록 배치될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)는
Figure 112018069464114-pat00014
일 수 있다.
이 때, 일 실시예에 따른 다면 미러(2400)는 수학식
Figure 112018069464114-pat00015
를 만족할 수 있다. 즉, 다면 미러(2400)의 조사면(2410)의 폭(Wp)은
Figure 112018069464114-pat00016
와 같을 수있다. 여기서, d는 집광 렌즈(2500)의 직경의 크기가 될 수 있다.
이 때, 집광 렌즈(2500)는 상부에서 볼 때 그 중심이 노딩 미러(2300) 와 광원부(2110)를 지나는 직선상에 위치하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상부에서 볼 때, 집광 렌즈(2500)의 중심, 광원부(2110)의 중심, 노딩 미러(2300)의 중심 및 상기 수직 중심선은 일직선상에 배치될 수 있다. 즉, 상부에서 볼 때, 집광 렌즈(2500)의 중심축은 상기 노딩 미러(2300)와 광원부(2110)를 지나는 직선과 일직선상에 배치될 수 있다.
이에 따라, 집광 렌즈(2500)는 조사면(2410)으로부터 반사되는 레이저를 획득할 수 있다. 또한, 집광 렌즈(2500)의 레이저 획득량은 향상될 수 있다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 집광 렌즈(2500)의 집광 면적은 제1 면적(S1)일 수 있다.
한편, 다른 일 실시예에 따른 다면 미러(2400)는 수학식
Figure 112018069464114-pat00017
를 만족할 수 있다. 즉, 다면 미러(2400)의 조사면(2410)의 폭(Wp)은
Figure 112018069464114-pat00018
보다 작을 수 있다. 이에 따라, 다면 미러(2400)의 크기는 도 10의 실시예에 따른 다면 미러(2400)의 크기보다 작아질 수 있다. 따라서, 라이다 장치(2000)의 소형화 제작이 가능할 수 있다.
한편, 집광 렌즈(2500)는 다양한 위치에 배치될 수 있다. 이하에서는, 수학식
Figure 112018069464114-pat00019
이 만족될 때의 다양한 실시예에 따른 집광 렌즈(2500)의 배치에 대하여 설명한다.
도 11은 일 실시예에 따른 집광 렌즈의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)는
Figure 112018069464114-pat00020
일 수 있다. 또한, 다면 미러(2400)의 조사면(2410)의 폭(Wp)은
Figure 112018069464114-pat00021
보다 작을 수 있다.
또한, 도시되지 않았으나, 광원부(2110) 및 노딩 미러(2300)는, 도 9에서 설명된 실시예와 같이 배치될 수 있다. 즉, 광원부(2110) 및 노딩 미러(2300)는, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)가
Figure 112018069464114-pat00022
일 때, 광원부(2110)의 중심과 노딩 미러(2300)의 중심을 지나는 직선이 조사면(2410)의 상기 수직 중심선을 지나도록 배치될 수 있다. 또한, 이 때, 제2 거리(d2)는
Figure 112018069464114-pat00023
가 될 수 있다.
일 실시예에 따른 집광 렌즈(2500)는, 그 중심축이 조사면(2410)의 끝 단과 만나도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상부에서 볼 때, 집광 렌즈(2500)의 중심축은 다면 미러(2400)의 모서리와 만날 수 있다. 이 때, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)는
Figure 112018069464114-pat00024
일 수 있다. 즉, 집광 렌즈(2500)는, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)가
Figure 112018069464114-pat00025
일 때, 그 중심축이 조사면(2410)의 끝단과 만나도록 배치될 수 있다.
이 때, 집광 렌즈(2500)의 집광 면적은 제2 면적(S2)일 수 있다. 또한, 제2 면적(S2)은 평균적으로 제1 면적(S1)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 도 10의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정 가능 거리는 도 11의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정 가능 거리보다 클 수 있다.
도 12는 다른 일 실시예에 따른 집광 렌즈의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)는
Figure 112018069464114-pat00026
일 수 있다. 또한, 다면 미러(2400)의 조사면(2410)의 폭(Wp)은
Figure 112018069464114-pat00027
보다 작을 수 있다.
또한, 도시되지 않았으나, 광원부(2110) 및 노딩 미러(2300)는, 도 9에서 설명된 실시예와 같이 배치될 수 있다. 즉, 광원부(2110) 및 노딩 미러(2300)는, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)가
Figure 112018069464114-pat00028
일 때, 광원부(2110)의 중심과 노딩 미러(2300)의 중심을 지나는 직선이 조사면(2410)의 수직 중심선을 지나도록 배치될 수 있다. 또한, 이 때, 제2 거리(d2)는
Figure 112018069464114-pat00029
가 될 수 있다.
일 실시예에 따른 집광 렌즈(2500)는, 그 중심축이 조사면(2410)의 수직 중심선과 만나도록 배치될 수 있다. 이 때, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)는
Figure 112018069464114-pat00030
일 수 있다. 즉, 집광 렌즈(2500)는, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)가
Figure 112018069464114-pat00031
일 때, 그 중심축이 조사면(2410)의 수직 중심선과 만나도록 배치될 수 있다.
이 때, 집광 렌즈(2500)의 집광 면적은 제3 면적(S3)일 수 있다. 또한, 제3 면적(S3)은 제1 면적(S1)보다 평균적으로 작을 수 있다. 이에 따라, 도 10의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정 가능 거리는 도 12의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정 가능 거리보다 클 수 있다.
도 13은 또 다른 일 실시예에 따른 집광 렌즈의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)는
Figure 112018069464114-pat00032
일 수 있다. 또한, 다면 미러(2400)의 조사면(2410)의 폭(Wp)은
Figure 112018069464114-pat00033
보다 작을 수 있다.
또한, 도시되지 않았으나, 광원부(2110) 및 노딩 미러(2300)는, 도 9에서 설명된 실시예와 같이 배치될 수 있다. 즉, 광원부(2110) 및 노딩 미러(2300)는, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)가
Figure 112018069464114-pat00034
일 때, 광원부(2110)의 중심과 노딩 미러(2300)의 중심을 지나는 직선이 조사면(2410)의 수직 중심선을 지나도록 배치될 수 있다. 또한, 이 때, 제2 거리(d2)는
Figure 112018069464114-pat00035
가 될 수 있다.
일 실시예에 따른 집광 렌즈(2500)는, 그 중심축이 조사면(2410)의 수직 중심선과 만나도록 배치될 수 있다. 이 때, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)는
Figure 112018069464114-pat00036
일 수 있다. 즉, 집광 렌즈(2500)는, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)가
Figure 112018069464114-pat00037
일 때, 그 중심축이 조사면(2410)의 수직 중심선과 만나도록 배치될 수 있다.
이 때, 집광 렌즈(2500)의 집광 면적은 제4 면적(S4)일 수 있다. 또한, 제4 면적(S4)은 제1 면적(S1)보다 평균적으로 작을 수 있다. 이에 따라, 도 10의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정 가능 거리는 도 13의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정 가능 거리보다 클 수 있다.
또한, 제4 면적(S4)은 평균적으로 제2 면적(S2) 및 제3 면적(S3)보다 클 수 있다. 이에 따라, 도 13의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정 가능 거리는 도 11 및 도 12의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정 가능 거리보다 클 수 있다.
한편, 집광 렌즈(2500)와 다면 미러(2400)사이의 거리에 따라, 집광 렌즈(2500)의 집광 면적이 달라질 수 있다. 도 14를 참조하면, 집광 렌즈(2500)는 다면 미러(2400)로부터 상대적으로 먼 제1 위치 및 상대적으로 가까운 제2 위치에 배치될 수 있다. 집광 렌즈(2500)가 상기 제2 위치에 배치되는 경우, 라이다 장치(2000)의 최측 스캔 범위를 나타내는 보조선(l)은 집광 렌즈(2500)와 중첩될 수 있다. 이 경우, 외부로부터 다면 미러(2400)로 조사되는 레이저는 집광 렌즈(2500)에 의해 차단될 수 있다. 이에 따라, 집광 렌즈(2500)의 실질적인 집광 면적이 감소할 수 있다.
따라서, 집광 렌즈(2500)의 실질적인 집광 면적이 감소하지 않도록, 집광 렌즈(2500)는 다면 미러(2400)로부터 소정 거리 이상 이격되어야 할 수 있다. 예를 들어, 집광 렌즈(2500)는 적어도 상기 제1 위치에 배치될 수 있다.
5.3 라이다 장치의 스캔 범위 및 집광 렌즈의 집광 면적
이하에서는 라이다 장치의 상면도를 참조하여 다양한 실시예를 설명한다. 구체적으로, 라이다 장치 구성들의 배치에 따른 라이다 장치의 스캔 범위 및 집광 렌즈의 집광 면적에 대하여 설명한다.
도 15 내지 도 20은 여러 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 상면도이다.
도 15 내지 도 20을 참조하면, 라이다 장치(2000)는 센싱부(2610)와 다면 미러(2400)사이에 배치되어, 상기 다면 미러(2400)로부터 반사되는 레이저를 평행 광선 또는 수렴 광선으로 만드는 집광 렌즈(2500)를 포함할 수 있다.
또한, 센싱부(2610)는 상부에서 볼 때 그 중심이 집광 렌즈(2500)의 중심축 상에 위치하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 센싱부(2610)에서 획득되는 레이저의 광량은 증가할 수 있다.
상부에서 볼 때, 광원부(2110)로부터 노딩 미러(2300)까지의 제1 광경로는 집광 렌즈(2500)의 중심축과 평행할 수 있다. 또한, 노딩 미러(2300)로부터 다면 미러(2400)까지의 제2 광경로는 집광 렌즈(2500)의 중심축과 평행할 수 있다. 또한, 다면 미러(2400)로부터 센싱부(2610)까지의 제3 광경로는 집광 렌즈(2500)의 중심축과 평행할 수 있다.
또한, 상부에서 볼 때, 상기 제1 광경로, 상기 제2 광경로 및 상기 제3 광경로는 일직선 상에 위치할 수 있다. 이에 따라, 라이다 장치(2000)는 그 구조가 간단해지며, 소형화 제작이 가능할 수 있다.
또한, 집광 렌즈(2500)의 중심축과 다면 미러(2400)의 회전 축 사이의 거리는 R 보다 작을 수 있다. 이 때, 다면 미러(2400)로부터 반사되어 집광 렌즈(2500)에서 수신되는 레이저의 광량은 증가할 수 있다. 또한, 다면 미러(2400)로부터 반사되어 센싱부(2610)에서 획득되는 레이저의 광량은 증가할 수 있다. 이에 따라, 라이다 장치(2000)의 측정가능거리는 증가할 수 있다. 또한, 거리 측정을 위해 필요한 레이저의 세기가 줄어들 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 상부에서 볼 때, 광원부(2110)의 중심과 노딩 미러(2300)의 중심을 지나는 직선으로부터 다면 미러(2400)의 중심 축 사이의 최단 거리는 제2 거리(d2)로 정의될 수 있다. 이 때, 제2 거리(d2)는 R 보다 작을 수 있다. 이에 따라, 광원부(2110)로부터 출사되는 레이저는 다면 미러에 조사될 수 있다.
또한, 제2 거리(d2)에 따라 라이다 장치(2000)의 수평스캔범위의 중심 축의 위치가 달라질 수 있다. 예를 들어, 제2 거리(d2)가 R과 같은 경우, 라이다 장치(2000)의 수평스캔범위의 중심 축은 집광 렌즈(2500)의 중심 축과 수직일 수 있다.
또한, 집광 렌즈(2500)의 집광 면적은 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ), 다면 미러(2400)의 크기 및 제2 거리(d2)에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 상기 집광 렌즈(2500)의 집광 면적은, 상술한 바와 같이 다면 미러(2400)가 360도 회전하는 동안 집광 렌즈(2500)로 투영되는 조사면(2410)의 면적으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 도 16에서, 상기 집광 렌즈(2500)의 집광 면적은 제5 면적(S5)일 수 있다.
또한, 집광 렌즈(2500)의 집광 면적에 따라 센싱부(2610)가 획득하는 레이저의 광량이 달라질 수 있다. 또한, 센싱부(2610)가 획득하는 레이저의 광량에 따라 라이다 장치(2000)의 측정 가능 거리가 달라질 수 있다.
한편, 라이다 장치(2000)의 광원부(2110), 노딩 미러(2300), 다면 미러(2400), 집광 렌즈(2500) 및 센싱부(2610)는 다양한 방법으로 배치될 수 있다.
이하에서는, 광원부(2110), 노딩 미러(2300), 다면 미러(2400), 집광 렌즈(2500) 및 센싱부(2610)의 배치에 대해 설명한다.
도 15 및 도 16은 또 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 상면도이다.
도 15를 참조하면, 상부에서 볼 때, 광원부(2110), 노딩 미러(2300) 및 센싱부(2610)는 동일평면상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 광경로, 상기 제2 광경로 및 상기 제3 광경로는 상부에서 볼 때 일직선 상에 위치할 수 있다. 이 때, 상기 동일평면은 하부 베이스(2010)와 수직일 수 있다.
또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 동일평면으로부터 다면 미러(2400)의 회전축까지의 거리는 다면 미러(2400)의 회전 반경(R)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 노딩 미러(2300)로부터 반사되는 레이저는 다면 미러(2400)에 조사될 수 있다.
또한, 구체적으로, 제2 거리(d2)는 R/
Figure 112018069464114-pat00038
일 수 있다. 이 때, 다면 미러(2400)의 회전에 따라, 라이다 장치(2000)는 집광 렌즈(2500)의 중심축과 수직인 축을 중심으로 제1 수평스캔범위(HF1)를 가질 수 있다. 즉, 제1 수평스캔범위(HF1)의 중심축은 집광 렌즈(2500)의 중심축과 수직일 수 있다.
또한, 도 16을 참조하면, 집광 렌즈(2500)는 제5 면적(S5)을 가질 수 있다.
도 17 및 도 18은 또 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 상면도이다.
도 17을 참조하면, 상부에서 볼 때, 광원부(2110) 및 노딩 미러(2300)는 집광 렌즈(2500)의 중심축에서 벗어나 있을 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 광경로, 상기 제2 광경로 및 상기 제3 광경로는 집광 렌즈(2500)의 중심축과 일치하지 않을 수 있다.
또한, 도 17에 도시된 바와 같이, 제2 거리(d2)는 R/
Figure 112018069464114-pat00039
일 수 있다. 이 때, 다면 미러(2400)의 회전에 따라, 라이다 장치(2000)는 집광 렌즈(2500)의 중심축과 수직인 축을 중심으로 제2 수평스캔범위(HF2)를 가질 수 있다. 즉, 제2 수평스캔범위(HF2)의 중심축은 집광 렌즈(2500)의 중심축과 수직일 수 있다. 여기서, 제2 수평스캔범위(HF2)는 제1 수평스캔범위(HF1)와 같을 수 있다.
또한, 도 18을 참조하면, 다면 미러(2400)는 제6 면적(S6)을 가질 수 있다. 이 때, 제6 면적(S6)은 제5 면적(S5)보다 클 수 있다. 이에 따라, 도 18의 실시예에 따른 센싱부(2610)가 획득하는 레이저 광량은 도 16의 실시예에 따른 센싱부(2610)가 획득하는 레이저 광량보다 클 수 있다. 따라서, 도 18의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정가능거리는 도 16의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정가능거리보다 클 수 있다.
도 19 및 도 20은 또 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 상면도이다.
도 19를 참조하면, 상부에서 볼 때, 광원부(2110), 노딩 미러(2300) 및 센싱부(2610)는 동일평면상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 광경로, 상기 제2 광경로 및 상기 제3 광경로는 상부에서 볼 때 일직선 상에 위치할 수 있다. 이 때, 상기 동일평면은 하부 베이스(2010)와 수직일 수 있다.
또한, 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 동일평면으로부터 다면 미러(2400)의 회전축까지의 거리는 다면 미러(2400)의 회전 반경(R)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 노딩 미러(2300)로부터 반사되는 레이저는 다면 미러(2400)에 조사될 수 있다.
또한, 구체적으로, 제2 거리(d2)는 R/2일 수 있다. 이 때, 다면 미러(2400)의 회전에 따라, 라이다 장치(2000)는 제3 수평스캔범위(HF3)를 가질 수 있다.
여기서, 제3 수평스캔범위(HF3)의 중심축은 집광 렌즈(2500)의 중심축과 수직이 아닐 수 있다. 또한, 제3 수평스캔범위(HF3)는 제1 수평스캔범위(HF1) 및 제2 수평스캔범위(HF2)보다 작을 수 있다.
또한, 도 20을 참조하면, 다면 미러(2400)는 제7 면적(S7)을 가질 수 있다. 이 때, 제7 면적(S7)은 제5 면적(S5)보다 클 수 있다. 이에 따라, 도 20의 실시예에 따른 센싱부(2610)가 획득하는 레이저 광량은 도 16의 실시예에 따른 센싱부(2610)가 획득하는 레이저 광량보다 클 수 있다. 따라서, 도 20의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정가능거리는 도 16의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정가능거리보다 클 수 있다.
또한, 제7 면적(S7)은 제6 면적(S6)과 같을 수 있다. 이에 따라, 도 20의 실시예에 따른 센싱부(2610)가 획득하는 레이저 광량은 도 18의 실시예에 따른 센싱부(2610)가 획득하는 레이저 광량과 같을 수 있다. 따라서, 도 20의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정가능거리는 도 18의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정가능거리와 같을 수 있다.
또한, 제7 면적(S7)은 제5 면적(S5)보다 클 수 있다. 이에 따라, 도 20의 실시예에 따른 센싱부(2610)가 획득하는 레이저 광량은 도 16의 실시예에 따른 센싱부(2610)가 획득하는 레이저 광량보다 클 수 있다. 따라서, 도 20의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정가능거리는 도 16의 실시예에 따른 라이다 장치의 측정가능거리보다 클 수 있다.
5.4 구현예
이상에서는 라이다 장치 구성들의 여러가지 배치 및 위치 관계에 대하여 설명하였다.
이하에서는 상술한 라이다 장치 구성들의 배치 및 위치 관계를 고려한 라이다 장치의 여러가지 구현예에 대하여 설명한다. 다만, 이하에서 설명하는 구현예는 몇 가지 예시에 불과하며, 상술한 라이다 장치 구성들의 배치가 다른 형태로 조합되어 구현될 수 있음은 물론이다.
5.4.1 제1 구현예
도 5는 제1 구현예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 라이다 장치는 레이저 출력부(2100), 평면 미러(2200), 노딩 미러(2300), 다면 미러(2400), 집광 렌즈(2500) 및 센서부(2600)를 포함할 수 있다.
이하에서는 라이다 장치의 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.
라이다 장치(2000)는 평판 형태로 제공되는 하부 베이스(2010) 및 상기 하부 베이스(2010)와 마주보도록 배치되는 상부 베이스(2020)를 포함할 수 있다.
레이저 출력부(2100)는 레이저를 생성하는 광원부(2110), 상기 광원부를 제어하는 레이저 드라이버(2120) 및 상기 레이저 드라이버의 방열을 위한 레이저 방열부(2130)를 포함할 수 있다.
광원부(2110)는 상기 상부 베이스(2020)의 상측에 설치되어, 일측으로 레이저를 출사할 수 있다. 예를 들어, 광원부(2110)는 상부 베이스(2020)와 수평인 방향으로 레이저를 출사하되, 상기 평면 미러(2020)측으로 레이저를 출사할 수 있다. 이 때, 상기 출사되는 레이저는 점 광원 형태의 패턴을 가질 수 있다.
또한, 광원부(2110)와 전기적으로 연결되는 레이저 드라이버(2120)는 광원부(2110)에 전기적 신호를 인가함으로써 레이저의 출사 시점, 출사 주기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 레이저 드라이버(2120)는 상기 상부 베이스(2020) 에 설치될 수 있다.
한편, 광원부(2110)에 전기적 신호를 인가함에 따라 레이저 드라이버(2120)에서는 열이 발생할 수 있는데, 상기 열이 방열되지 않는 경우 라이다 장치(2000)의 성능은 감소할 수 있다. 이에, 레이저 드라이버(2120)의 방열을 위한 레이저 방열부(2130)가 레이저 드라이버(2120)와 인접한 영역에 설치될 수 있다. 예를 들어, 레이저 방열부(2130)는 상기 상부 베이스(2020)에 설치될 수 있다. 또한, 레이저 방열부(2130)는 상기 상부 베이스(2020)의 하측에 설치되어, 레이저 드라이버(2120)와 열적으로 연결될 수 있다.
레이저 방열부(2130)는 레이저 드라이버(2120)에서 발생하는 열을 전달받아 외부로 방출할 수 있다. 예를 들어, 레이저 방열부(2130)는 레이저 드라이버(2120)에서 발생하는 열을 외부 공기와의 열 교환을 통해 외부 공기에 전달함으로써 방열할 수 있다.
또한, 라이다 장치(2000)는 레이저 출력부(2100)로부터 제공되는 레이저의 이동 방향을 바꾸는 평면 미러(2200)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 평면 미러(2200)는 레이저 출력부(2100)로부터 출사되어 상기 상부 베이스(2020)와 평행하게 이동하는 레이저의 이동 방향을 상기 상부 베이스(2020)와 수직인 방향으로 변경할 수 있다. 보다 구체적으로, 평면 미러(2200)는 상기 출사되는 레이저가 상부 베이스(2020)의 상측으로부터 하측으로 조사되도록 상기 출사되는 레이저의 이동 방향을 변경할 수 있다.
또한, 평면 미러(2200)는 평판 형태의 미러로 제공되어, 레이저 출력부(2100)로부터 출사되는 레이저를 상기 상부 베이스(2020)와 수직인 방향으로 반사할 수 있다. 이에 따라, 평면 미러(2200)로부터 반사되는 레이저는 노딩 미러(2300)에 조사될 수 있다.
노딩 미러(2300)는 상기 평면 미러(2200)로부터 반사되는 레이저를 반사하여, 상기 레이저의 이동 방향을 변경할 수 있다. 예를 들어, 노딩 미러(2300)는 평면 미러(2200)의 하부에 배치되어, 상기 평면 미러(2200)로부터 반사되는 레이저를 다면 미러(2400)를 향해 반사할 수 있다. 또한, 노딩 미러(2300)는 상기 평면 미러(2200)로부터 반사되어 상기 상부 베이스(2020)와 수직 방향으로 조사되는 레이저를 반사할 수 있다.
또한, 본 구현예에서, 제2 길이(L2)는 센서부(2600)로부터 다면 미러(2400)까지의 거리보다 클 수 있다. 즉, 노딩 미러(2300)는 센서부(2600)보다 다면 미러(2400)와 멀게 배치될 수 있다. 이에 따라, 다면 미러(2400)는 제1 높이(h1)를 가질 수 있다.
한편, 다면 미러(2400)는 상기 하부 베이스(2010)와 수직인 회전축을 따라 회전함으로써, 노딩 미러(2300)로부터 반사되는 라인 빔 형태의 레이저로부터 플레인 빔 패턴을 형성할 수 있다. 이 때, 다면 미러(2400)는 상기 하부 베이스(2010)에 그 회전축이 고정될 수 있다.
또한, 대상체로부터 반사되는 레이저를 획득하기 위한 센싱부(2610)가 다면 미러(2400)의 일측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 센싱부(2610)는 상기 대상체로부터 반사되어 다면 미러(2400)로 조사된 후, 다시 다면 미러(2400)로부터 반사되는 레이저를 획득할 수 있다. 이 때, 센싱부(2610)는 그 중심이 집광 렌즈(2500)의 중심축상에 위치하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 센싱부(2610)의 레이저 획득률이 증가할 수 있다.
또한, 광원부(2110) 및 노딩 미러(2300)는, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)가
Figure 112018069464114-pat00040
일 때, 광원부(2110)의 중심과 노딩 미러(2300)의 중심을 지나는 직선이 조사면(2410)의 상기 수직 중심선을 지나도록 배치될 수 있다. 또한, 이 때, 제2 거리(d2)는
Figure 112018069464114-pat00041
가 될 수 있다.
또한, 집광 렌즈(2500)는 도 11의 실시예에 따라 배치될 수 있다. 구체적으로, 집광 렌즈(2500)는, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)가
Figure 112018069464114-pat00042
일 때, 그 중심축이 조사면(2410)의 끝단과 만나도록 배치될 수 있다.
또한, 집광 렌즈(2500)의 집광 면적은 제2 면적(S2)일 수 있다.
5.4.2 제2 구현예
도 21은 제2 구현예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 21을 참조하면, 라이다 장치는 레이저 출력부(2100), 평면 미러(2200), 노딩 미러(2300), 다면 미러(2400), 집광 렌즈(2500) 및 센서부(2600)를 포함할 수 있다. 또한, 레이저 출력부(2100), 다면 미러(2400), 집광 렌즈(2500), 센서부(2600)에 대해서는 상기 제1 구현예에서의 설명이 그대로 적용될 수 있다. 따라서, 설명의 편의를 위하여 이하에서는 상기 제1 구현예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
제2 길이(L2)는 센서부(2600)로부터 다면 미러(2400)까지의 거리보다 작을 수 있다. 즉, 노딩 미러(2300)는 센서부(2600)보다 다면 미러(2400)와 가깝게 배치될 수 있다. 이에 따라, 다면 미러(2400)는 상기 제1 높이(h1)보다 작은 제2 높이(h2)를 가질 수 있다. 따라서, 제2 구현예에 따른 라이다 장치는 상기 제1 구현예에 따른 라이다 장치보다 소형으로 제작될 수 있다.
또한, 집광 렌즈(2500)는 도 12의 실시예에 따라 배치될 수 있다. 구체적으로, 집광 렌즈(2500)는, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)가
Figure 112018069464114-pat00043
일 때, 그 중심축이 조사면(2410)의 수직 중심선과 만나도록 배치될 수 있다.
이 때, 집광 렌즈(2500)의 집광 면적은 제3 면적(S3)일 수 있다.
5.4.3 제3 구현예
도 22는 제3 구현예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 22를 참조하면, 라이다 장치는 레이저 출력부(2100), 평면 미러(2200), 노딩 미러(2300), 다면 미러(2400), 집광 렌즈(2500) 및 센서부(2600)를 포함할 수 있다. 또한, 레이저 출력부(2100), 다면 미러(2400), 집광 렌즈(2500), 센서부(2600)에 대해서는 상기 제1 구현예에서의 설명이 그대로 적용될 수 있다. 따라서, 설명의 편의를 위하여 이하에서는 상기 제1 구현예 및 상기 제2 구현예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
광원부(2110)는 도 8의 실시예에 따라 배치될 수 있다. 이에 따라, 제3 구현예에 따른 다면 미러(2400)는 제1 구현예 및 제2 구현예에 따른 다면 미러(2400)보다 그 크기가 작을 수 있다.
또한, 제2 길이(L2)는 센서부(2600)로부터 다면 미러(2400)까지의 거리보다 작을 수 있다. 즉, 노딩 미러(2300)는 센서부(2600)보다 다면 미러(2400)와 가깝게 배치될 수 있다. 구체적으로, 다면 미러(2400)는 상기 제2 높이(h2)보다 작은 제3 높이(h3)를 가질 수 있다. 따라서, 제3 구현예에 따른 라이다 장치는 상기 제1 구현예에 및 상기 제2 구현예에 따른 라이다 장치보다 소형으로 제작될 수 있다.
또한, 집광 렌즈(2500)는 도 13의 실시예에 따라 배치될 수 있다. 구체적으로, 집광 렌즈(2500)는, 다면 미러(2400)의 회전 각도(θ)가
Figure 112018069464114-pat00044
일 때, 그 중심축이 조사면(2410)의 수직 중심선과 만나도록 배치될 수 있다.
이 때, 집광 렌즈(2500)의 집광 면적은 제4 면적(S4)일 수 있다. 또한, 제4 면적(S4)은 제2 면적(S2) 및 제3 면적(S3)보다 클 수 있다. 이에 따라, 제3 구현예에 따른 라이다 장치의 측정 가능 거리는 제1 구현예 및 제2 구현예에 따른 라이다 장치의 측정 가능 거리보다 클 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (15)

  1. 평판 형태로 제공되는 하부 베이스;
    상기 하부 베이스와 마주보도록 배치되는 상부 베이스;
    상기 상부 베이스에 설치되어 점 광원 형태의 레이저를 출사하는 레이저 출력부;
    상기 레이저 출력부의 하부에 배치되어 상기 레이저 출력부로부터 출사되는 레이저를 반사하되, 상기 하부 베이스와 수평인 축을 따라 노딩함으로써 상기 점 광원 형태의 레이저로부터 상기 하부 베이스와 수직인 라인 빔 패턴을 형성하는 노딩 미러;
    상기 하부 베이스에 설치되어, 상기 하부 베이스와 수직인 축을 따라 로테이팅함으로써 상기 라인 빔 패턴의 레이저로부터 플레인 빔 패턴을 형성하고, 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수광하는 다면 미러; 및
    상기 노딩 미러 하부에 설치되어, 상기 다면 미러를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수신하는 센서부를 포함하는
    라이다 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 베이스는 상기 레이저 출력부로부터 출사되는 레이저가 통과하도록, 상기 상부 베이스의 상측으로부터 하측으로 형성되는 관통 홀을 포함하는
    라이다 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 베이스에 배치되어, 상기 레이저 출력부로부터 출사되는 레이저를 상기 노딩 미러를 향해 반사하는 평면 미러를 더 포함하는
    라이다 장치.
  4. 점 광원 형태의 레이저를 출사하는 레이저 출력부;
    상기 레이저 출력부로부터 수신되는 레이저를 반사하되, 수평축을 따라 노딩함으로써 상기 점 광원 형태의 레이저로부터 라인 빔 패턴을 형성하는 노딩 미러;
    수직축을 따라 로테이팅함으로써 상기 라인 빔 패턴의 레이저로부터 플레인 빔 패턴을 형성하고, 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수광하는 다면 미러; 및
    상기 다면 미러를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수신하는 센서부를 포함하되,
    상부에서 볼 때, 상기 레이저 출력부로부터 상기 노딩 미러까지의 제1 광경로, 상기 노딩 미러로부터 상기 다면 미러까지의 제2 광경로, 상기 다면 미러로부터 상기 센서부까지의 제3 광경로가 일직선 상에 위치하는
    라이다 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상부에서 볼 때, 상기 레이저 출력부 및 상기 노딩 미러를 연결하는 가상의 직선과 상기 수직축 간의 거리는, 상기 다면 미러가 상기 노딩 미러로부터 반사되는 레이저를 수광할 수 있도록 상기 다면 미러의 회전 반경보다 작은
    라이다 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 다면 미러와 상기 센서부 사이에 설치되고, 상기 다면 미러를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 획득하는 집광 렌즈를 더 포함하는
    라이다 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 집광 렌즈와 가장 가까운 상기 다면 미러의 일 면과 상기 집광 렌즈의 중심축이 수직일 때, 상기 집광 렌즈의 중심축은 상기 일 면의 끝 단과 만나는
    라이다 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 집광 렌즈와 가장 가까운 상기 다면 미러의 일 면과 상기 집광 렌즈의 중심축의 사이각이 45도일 때, 상기 집광 렌즈의 중심축은 상기 일 면의 중심을 지나는
    라이다 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 집광 렌즈와 가장 가까운 상기 다면 미러의 일 면과 상기 집광 렌즈의 중심축의 사이각이 15도일 때, 상기 집광 렌즈의 중심축은 상기 일 면의 중심을 지나는
    라이다 장치.
  10. 제4 항에 있어서,
    상기 레이저 출력부, 상기 노딩 미러 및 상기 센서부는 동일 평면 상에 배치되는
    라이다 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 다면 미러가 상기 노딩 미러로부터 반사된 레이저를 수광할 수 있도록, 상부에서 볼 때, 상기 수직축과 상기 동일 평면 사이의 거리는 상기 다면 미러의 회전 반경보다 작은
    라이다 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 수직축과 상기 동일 평면 사이의 거리는, 상기 다면 미러의 회전 반경보다 작되, 상기 회전 반경의 절반보다 큰
    라이다 장치.
  13. 점 광원 형태의 레이저를 출사하는 레이저 출력부;
    상기 레이저 출력부로부터 수신되는 레이저를 반사하되, 수평축을 따라 노딩함으로써 상기 점 광원 형태의 레이저로부터 라인 빔 패턴을 형성하는 노딩 미러;
    수직축을 따라 로테이팅함으로써 상기 라인 빔 패턴의 레이저로부터 플레인 빔 패턴을 형성하고, 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수광하는 다면 미러; 및
    상기 다면 미러를 통해 상기 오브젝트로부터 반사되는 레이저를 수신하는 센서부를 포함하되,
    측면에서 볼 때, 상기 레이저 출력부는 상기 노딩 미러의 상부에 배치되고, 상기 센서부는 상기 노딩 미러의 하부에 배치되는
    라이다 장치.

  14. 제13 항에 있어서,
    상기 레이저 출력부는
    레이저를 생성하는 광원부, 상기 광원부를 제어하는 레이저 드라이버 및 상기 레이저 드라이버의 방열을 위한 레이저 방열부를 포함하고,
    상기 센서부는
    수신되는 레이저를 감지하는 센싱부 및 상기 센싱부의 방열을 위한 센서 방열부를 포함하고,
    측면에서 볼 때, 상기 레이저 방열부는 상기 노딩 미러의 일측의 상부에 배치되고, 상기 센서 방열부는 상기 노딩 미러의 타측의 하부에 배치되는
    라이다 장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 레이저 출력부 및 상기 센서부 사이의 신호 간섭 방지를 위해, 상기 레이저 출력부와 상기 센서부 사이에 설치되는 신호차단부를 더 포함하는
    라이다 장치.
KR1020180081897A 2018-01-08 2018-07-13 라이다 장치 KR101947404B1 (ko)

Priority Applications (14)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/140,272 US10591598B2 (en) 2018-01-08 2018-09-24 Lidar device
CN201811224640.5A CN110018484B (zh) 2018-01-08 2018-10-19 激光雷达装置
CN201811224331.8A CN110018481B (zh) 2018-01-08 2018-10-19 激光雷达装置
CN201821701751.6U CN209514052U (zh) 2018-01-08 2018-10-19 激光雷达装置及旋转多面镜
PCT/KR2018/014921 WO2019135493A1 (ko) 2018-01-08 2018-11-29 라이다 장치
CN201910130712.8A CN110488315B (zh) 2018-05-14 2019-02-21 激光输出装置及激光雷达装置
CN201910167782.0A CN110488317B (zh) 2018-05-14 2019-02-21 激光输出装置及激光雷达装置
US16/283,542 US10578721B2 (en) 2018-05-14 2019-02-22 LiDAR device
US16/291,813 US10705190B2 (en) 2018-05-14 2019-03-04 LiDAR device
US16/362,298 US10557924B1 (en) 2018-05-14 2019-03-22 Lidar device
US16/455,645 US10613224B2 (en) 2018-01-08 2019-06-27 LiDAR device
US16/718,345 US11493630B2 (en) 2018-01-08 2019-12-18 LiDAR device
US16/884,748 US20200319316A1 (en) 2018-05-14 2020-05-27 Lidar device
US17/949,443 US11953596B2 (en) 2018-01-08 2022-09-21 LiDAR device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862671305P 2018-05-14 2018-05-14
US62/671,305 2018-05-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101947404B1 true KR101947404B1 (ko) 2019-02-13

Family

ID=64671404

Family Applications (10)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180081896A KR101979374B1 (ko) 2018-01-08 2018-07-13 라이다 장치 및 라이다 장치에 이용되는 회전 다면 미러
KR1020180081897A KR101947404B1 (ko) 2018-01-08 2018-07-13 라이다 장치
KR1020180081898A KR101977315B1 (ko) 2018-01-08 2018-07-13 라이다 장치
KR1020180095385A KR102009025B1 (ko) 2018-01-08 2018-08-16 라이다 장치 및 라이다 장치에 이용되는 노딩미러
KR1020180099340A KR101937777B1 (ko) 2018-05-14 2018-08-24 라이다 장치 및 이를 이용한 거리 측정 방법
KR1020180100701A KR101966971B1 (ko) 2018-01-08 2018-08-27 라이다 장치
KR1020180120184A KR101925816B1 (ko) 2018-01-08 2018-10-10 거리 산출 방법 및 이를 수행하는 라이다 장치
KR1020180126278A KR101964971B1 (ko) 2018-01-08 2018-10-22 라이다 장치
KR1020190017433A KR102263181B1 (ko) 2018-05-14 2019-02-14 라이다 장치
KR1020190054624A KR102570355B1 (ko) 2018-05-14 2019-05-10 라이다 장치 및 라이다 장치에 이용되는 회전 다면 미러

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180081896A KR101979374B1 (ko) 2018-01-08 2018-07-13 라이다 장치 및 라이다 장치에 이용되는 회전 다면 미러

Family Applications After (8)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180081898A KR101977315B1 (ko) 2018-01-08 2018-07-13 라이다 장치
KR1020180095385A KR102009025B1 (ko) 2018-01-08 2018-08-16 라이다 장치 및 라이다 장치에 이용되는 노딩미러
KR1020180099340A KR101937777B1 (ko) 2018-05-14 2018-08-24 라이다 장치 및 이를 이용한 거리 측정 방법
KR1020180100701A KR101966971B1 (ko) 2018-01-08 2018-08-27 라이다 장치
KR1020180120184A KR101925816B1 (ko) 2018-01-08 2018-10-10 거리 산출 방법 및 이를 수행하는 라이다 장치
KR1020180126278A KR101964971B1 (ko) 2018-01-08 2018-10-22 라이다 장치
KR1020190017433A KR102263181B1 (ko) 2018-05-14 2019-02-14 라이다 장치
KR1020190054624A KR102570355B1 (ko) 2018-05-14 2019-05-10 라이다 장치 및 라이다 장치에 이용되는 회전 다면 미러

Country Status (1)

Country Link
KR (10) KR101979374B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210029108A (ko) * 2019-09-05 2021-03-15 주식회사 에스오에스랩 라이다 장치
US11808889B2 (en) 2018-01-08 2023-11-07 Sos Lab Co., Ltd. LiDAR device
US11953596B2 (en) 2018-01-08 2024-04-09 Sos Lab Co., Ltd. LiDAR device
KR20240052606A (ko) 2022-10-14 2024-04-23 주식회사 위멤스 2축 레이저빔 스캐닝 장치

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TR201819800A2 (tr) * 2018-12-19 2020-07-21 Orta Dogu Teknik Ueniversitesi Hizli lidar ve konum tespi̇t uygulamalari i̇çi̇n adapti̇f yöntem ve mekani̇zmalar
DE112020000407B4 (de) 2019-01-10 2024-02-15 Innovusion, Inc. Lidar-systeme und -verfahren mit strahllenkung und weitwinkelsignaldetektion
KR102176834B1 (ko) * 2019-01-23 2020-11-10 국민대학교산학협력단 자율주행차량의 환경특징 기반 위치인식 장치 및 방법
EP3914929A4 (en) 2019-03-05 2022-11-02 Waymo LLC METHODS AND SYSTEMS FOR DETECTING DEDUCTED LIDAR RANGE MEASUREMENT ACCURACY
KR102284337B1 (ko) * 2019-08-28 2021-08-02 (주)카네비컴 라이다 장치 및 이의 동작 방법
WO2021088831A1 (zh) * 2019-11-07 2021-05-14 上海禾赛科技股份有限公司 激光雷达
KR102125538B1 (ko) * 2019-12-13 2020-06-22 주식회사 토르 드라이브 자율 주행을 위한 효율적인 맵 매칭 방법 및 그 장치
US20230028159A1 (en) * 2020-01-06 2023-01-26 Ningbo Sunny Automotive Optech Co., Ltd. Lidar, and detection method and manufacturing method for lidar
JP2023510970A (ja) * 2020-01-20 2023-03-15 エルジー イノテック カンパニー リミテッド モータ
KR102476951B1 (ko) * 2020-03-30 2022-12-14 주식회사 나무가 광 출력장치의 광 출력 최적화 방법
US11888289B2 (en) 2020-03-30 2024-01-30 Namuga, Co., Ltd. Light source module allowing differential control according to distance to subject and method for controlling the same
CN111487634B (zh) * 2020-04-21 2022-07-05 湖南镭目科技有限公司 一种激光测距仪防护装置
CN113642355A (zh) * 2020-04-27 2021-11-12 光宝电子(广州)有限公司 可移动式电子装置及其操作方法
EP4155763A1 (en) * 2020-05-22 2023-03-29 SOS Lab Co., Ltd. Lidar device
US11828879B2 (en) 2020-07-29 2023-11-28 Lg Innotek Co., Ltd. Vibrated polarizing beam splitter for improved return light detection
EP4162290A1 (en) * 2020-08-03 2023-04-12 Sense Photonics, Inc. Methods and systems for power-efficient subsampled 3d imaging
KR102565472B1 (ko) * 2021-03-17 2023-08-16 주식회사 신원엔지니어링 강판 폭 측정 장치
KR102310242B1 (ko) 2021-04-05 2021-10-08 (주)스핀텍 다중시야를 갖는 판형미러 스캐닝 라이다
KR20230022805A (ko) 2021-08-09 2023-02-16 주식회사 위멤스 스캐닝 미러 기반의 라이다 장치
KR20230075813A (ko) * 2021-11-23 2023-05-31 오토엘 주식회사 경사진 스캐닝 미러 구조를 가진 라이다
WO2023107099A1 (en) * 2021-12-07 2023-06-15 Waymo Llc Light detection and ranging (lidar) device having a light-guide manifold
KR20230099080A (ko) 2021-12-27 2023-07-04 조금배 3d 라이다 장치
KR20230099073A (ko) 2021-12-27 2023-07-04 조금배 다반사각 회전 미려형 3d 라이다 장치
KR102526992B1 (ko) 2022-09-28 2023-04-28 람다이노비전 주식회사 코히어런트 라이다의 다채널 송수신 장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003121546A (ja) * 2001-10-16 2003-04-23 Omron Corp 車載用レーダ装置
JP2010038859A (ja) * 2008-08-08 2010-02-18 Toyota Motor Corp ３次元レーザ測距装置
JP2014071029A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Denso Wave Inc レーザレーダ装置
JP2014071038A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Denso Wave Inc レーザレーダ装置
JP2016035411A (ja) * 2014-08-01 2016-03-17 船井電機株式会社 レーザレンジファインダ

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01133017A (ja) * 1987-11-18 1989-05-25 Nec Corp 赤外線撮像装置
KR200290162Y1 (ko) * 1996-12-30 2002-12-31 위아 주식회사 공작기계 제어반의 발열 배출장치
JPH116973A (ja) * 1997-06-16 1999-01-12 Asahi Optical Co Ltd 光走査装置
JP2958456B1 (ja) * 1998-06-25 1999-10-06 防衛庁技術研究本部長 走行車両の距離測定装置
KR100366155B1 (ko) * 2000-04-10 2002-12-31 송태선 2차원 광주사 장치
KR20040091500A (ko) * 2003-04-22 2004-10-28 송석호 레이저 프린터의 냉각기 겸용 다각형 거울
JP4521164B2 (ja) * 2003-07-02 2010-08-11 シャープ株式会社 光走査装置
JP4023426B2 (ja) * 2003-09-30 2007-12-19 ブラザー工業株式会社 網膜走査型ディスプレイ装置
JP2007088601A (ja) * 2005-09-20 2007-04-05 Toyota Motor Corp 物体検出装置
JP5370798B2 (ja) * 2006-07-31 2013-12-18 株式会社リコー 光走査装置および光走査装置を備えた画像形成装置
KR101102489B1 (ko) * 2009-12-29 2012-01-05 현대중공업 주식회사 펠티어소자를 이용한 냉각장치
JP5626770B2 (ja) 2010-06-08 2014-11-19 株式会社Ｉｈｉエアロスペース レーザ距離測定装置
KR101117755B1 (ko) * 2010-06-29 2012-03-16 이석길 엘이디 조명의 방열장치
JP5644437B2 (ja) * 2010-12-03 2014-12-24 富士通株式会社 距離測定装置および距離測定方法
KR101282123B1 (ko) * 2011-07-20 2013-07-04 (주) 유남옵틱스 대면적 프로젝션 노광장치
JP2014020889A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Ricoh Co Ltd 物体検出装置
JP2014032149A (ja) * 2012-08-06 2014-02-20 Ricoh Co Ltd 物体検出装置
JP6032416B2 (ja) * 2012-12-10 2016-11-30 コニカミノルタ株式会社 レーザレーダ
US10054841B2 (en) * 2013-04-01 2018-08-21 Mitsubishi Electric Corporation Optical device, lidar device and imaging device
KR20170063196A (ko) * 2015-11-30 2017-06-08 한화테크윈 주식회사 라이다 및 그의 제어방법
WO2017143217A1 (en) * 2016-02-18 2017-08-24 Aeye, Inc. Adaptive ladar receiver
JP6250080B2 (ja) * 2016-02-25 2017-12-20 三菱重工業株式会社 レーザレーダ装置及び走行体
KR102235710B1 (ko) * 2016-05-31 2021-04-02 한국전자기술연구원 송수광 단일렌즈 광학계 구조를 가지는 스캐닝 라이다
KR101997095B1 (ko) * 2016-07-22 2019-07-08 전자부품연구원 수평 분해능 및 영상획득 프레임이 제어되는 스캐닝 라이다

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003121546A (ja) * 2001-10-16 2003-04-23 Omron Corp 車載用レーダ装置
JP2010038859A (ja) * 2008-08-08 2010-02-18 Toyota Motor Corp ３次元レーザ測距装置
JP2014071029A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Denso Wave Inc レーザレーダ装置
JP2014071038A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Denso Wave Inc レーザレーダ装置
JP2016035411A (ja) * 2014-08-01 2016-03-17 船井電機株式会社 レーザレンジファインダ

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11808889B2 (en) 2018-01-08 2023-11-07 Sos Lab Co., Ltd. LiDAR device
US11953626B2 (en) 2018-01-08 2024-04-09 SOS Lab co., Ltd LiDAR device
US11953596B2 (en) 2018-01-08 2024-04-09 Sos Lab Co., Ltd. LiDAR device
KR20210029108A (ko) * 2019-09-05 2021-03-15 주식회사 에스오에스랩 라이다 장치
KR102281886B1 (ko) * 2019-09-05 2021-07-26 주식회사 에스오에스랩 라이다 장치
KR20240052606A (ko) 2022-10-14 2024-04-23 주식회사 위멤스 2축 레이저빔 스캐닝 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101979374B1 (ko) 2019-05-16
KR20190130468A (ko) 2019-11-22
KR101966971B1 (ko) 2019-04-08
KR102263181B1 (ko) 2021-06-09
KR20190130495A (ko) 2019-11-22
KR101964971B1 (ko) 2019-04-02
KR101925816B1 (ko) 2018-12-06
KR101937777B1 (ko) 2019-01-11
KR101977315B1 (ko) 2019-05-20
KR102009025B1 (ko) 2019-08-08
KR102570355B1 (ko) 2023-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101947404B1 (ko) 라이다 장치
CN110018481B (zh) 激光雷达装置
US11808889B2 (en) LiDAR device
JP5729358B2 (ja) 光ビームスキャナ及びレーザレーダユニット
US11592530B2 (en) Detector designs for improved resolution in lidar systems
JP2021073462A (ja) 多波長ｌｉｄａｒシステム
JP6025014B2 (ja) 距離測定装置
KR20190130454A (ko) 라이다 장치
KR102020037B1 (ko) 하이브리드 라이다 스캐너
KR102607187B1 (ko) 라이다 장치
JP2014052366A (ja) 光計測装置、車両
US11808855B2 (en) Optical device, range sensor using optical device, and mobile object
CN109959912A (zh) 用于车辆lidar的多小平面mems反射镜装置
CN110658527A (zh) 激光雷达、自主移动机器人及智能车辆
CN111670373A (zh) 一种距离探测装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant