KR101998859B1 - 라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치는, 바이어스 전압을 인가하는 전압 공급부, 레이저광이 대상 물체에 의해 반사된 반사광을 검출하고, 상기 반사광의 검출신호를 상기 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭하여 출력하는 광 신호 검출부, 상기 출력되는 신호의 잡음의 크기를 검출하는 잡음 검출부, 및, 상기 잡음의 크기에 기초하여 상기 바이어스 전압을 변경하도록 상기 전압 공급부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING DETECTION SIGNAL OF LIDAR}
본 발명은 검출 신호의 잡음에 기초하여 검출 신호의 신호 대 잡음비를 일정하게 유지하는, 라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.
라이다(Light Detection And Ranging, LIDAR)는 레이저 빔을 대상체에 조사하고, 대상체에서 반사되어 돌아오는 시간을 측정한 후, 빛의 속도를 고려함으로써 대상체까지의 거리를 측정하는 센서이다.
라이다의 기본 구성은 광 송신부 및 수신부, 스캐너부, 신호 처리부 등이 있다. 이 중 수신부에서는 라이다로 돌아오는 광 신호를 신호 처리가 가능한 전자 신호로 변환하기 위해 광전소자가 사용되는데, 다양한 광전소자 중에서도 애벌런치 포토다이오드(avalanche photodiode, APD)는 입력 대비 출력 비인 이득이 큰 장점이 있어 중·장거리 측정용 라이다에 많이 사용된다.
라이다의 성능을 유지하기 위해 가장 고려해야할 부분이 APD의 온도 변화에 따른 신호 크기 변화이다. 기존에는 이러한 온도 변화에 따른 신호 크기 변화를 줄이기 위해 여러 온도 보상 시스템이 제안되었는데, 그 중 하나로 도 1과 같이 온도 제어 모듈을 APD 회로(100)에 구성하여 APD(110)의 온도 변화를 방지한 방법이 있다. 예를 들어 APD 회로(100)에 부착된 감온 소자(120)를 이용하여 온도 변화를 감지하고, 온도 제어 모듈(130)을 통해 항상 일정한 온도를 유지하도록 하는 방식이다.
이러한 방식은 APD 성능 변화의 원인인 온도 변화를 차단하는 가장 근본적인 방법이지만, 온도를 유지하기 위해서 요구되는 하드웨어의 구성이 복잡하고 부피가 큰 단점이 있다.
또 다른 방법으로 도 2와 같이, 온도를 유지하지 않고도 수학식 1의 온도(T) 대비 요구 바이어스 전압(Vbias) 관계식을 기반으로 하여 온도 변화에 따라 적절한 바이어스 전압을 인가함으로써 기준 온도를 유지하는 것과 같은 효과로 신호 크기를 유지하는 방법이 있다.
Figure 112017057958444-pat00001
(Vbias: reverse bias voltage for APD, Mmax S/N: optimum APD gain for maximum S/N, F(T): function of temperature, T: temperature of APD)
도 3은 수학식 1의 관계를 그래프로 나타낸 것으로, 온도와 요구 바이어스 전압 사이의 관계가 선형이어서 본 관계를 사용하여 보상하기에 편리함을 알 수 있다. 본 시스템은 온도 유지 시스템에 비해 하드웨어 구성이 간단한 장점이 있지만, 피드 포워드(feed-forward) 보상 방식이므로 보상 과정에서 발생하는 오차의 확인이 불가능하며 따라서 오차에 대한 대응이 힘든 단점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 검출 신호의 잡음에 기초하여 검출 신호의 신호 대 잡음비를 일정하게 유지하는, 라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치 및 그의 동작 방법을 제공하기 위함이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 라이다 시스템의 검출 신호 제어 방법은,
바이어스 전압을 인가하는 전압 공급부, 레이저광이 대상 물체에 의해 반사된 반사광을 검출하고, 상기 반사광의 검출신호를 상기 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭하여 출력하는 광 신호 검출부, 상기 출력되는 신호의 잡음의 크기를 검출하는 잡음 검출부, 및, 상기 잡음의 크기에 기초하여 상기 바이어스 전압을 변경하도록 상기 전압 공급부를 제어하는 제어부를 포함한다.
이 경우 상기 제어부는, 상기 잡음의 크기 및 기준 잡음의 크기의 차에 기초하여 상기 바이어스 전압의 변경량을 나타내는 제어 신호를 상기 전압 공급부로 출력할 수 있다.
한편, 상기 제어부는, 상기 출력되는 신호의 잡음의 크기가 일정한 값을 유지하도록 하는 바이어스 전압이 공급 되도록 상기 전압 공급부를 제어할 수 있다.
여기서 상기 일정한 값은, 상기 출력되는 신호의 신호 대 잡음 비가 최대가 되는 값일 수 있다.
여기서 상기 신호 대 잡음 비가 최대가 되는 값은, 온도와 잡음의 관계 및 온도와 신호 대 잡음 비의 관계에 기초하여 획득될 수 있다.
한편 본 발명의 실시 예에 따른, 라이다 시스템의 검출 신호 제어 방법은, 바이어스 전압을 인가하는 단계, 레이저광이 대상 물체에 의해 반사된 반사광을 검출하고, 상기 반사광의 검출신호를 상기 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭하여 출력하는 단계, 상기 출력되는 신호의 잡음의 크기를 검출하는 단계, 및, 상기 잡음의 크기에 기초하여 상기 바이어스 전압을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우 상기 바이어스 전압을 변경하는 단계는, 상기 잡음의 크기 및 기준 잡음의 크기의 차에 기초하여 상기 바이어스 전압의 변경량을 나타내는 제어 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
한편 상기 바이어스 전압을 변경하는 단계는, 상기 출력되는 신호의 잡음의 크기가 일정한 값을 유지하도록 하는 바이어스 전압을 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
이 경우 상기 일정한 값은, 상기 출력되는 신호의 신호 대 잡음 비가 최대가 되는 값일 수 있다.
이 경우 상기 신호 대 잡음 비가 최대가 되는 값은, 온도와 잡음의 관계 및 온도와 신호 대 잡음 비의 관계에 기초하여 획득될 수 있다.
도 1 내지 도 3은 종래 시스템의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른, 잡음과 신호 대 잡음 비와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른, 라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치(600)의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 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. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
먼저, 라이다 시스템에 대해서 간략하게 설명하도록 한다.
라이다 시스템은, 레이저 광을 발생시키는 광원으로써 레이저 다이오드를 포함할 수 있으며, 대상물체 방향으로 레이저 광을 조사할 수 있다.
한편 레이저 모듈에서 조사된 레이저 광은 대상물체에서 반사될 수 있다. 이 경우 그리고 대상물체에 의하여 반사된 반사광은 라이다 시스템으로 되돌아 올 수 있다.
레이저 광의 반사광은 집광 렌즈를 통하여 광 신호 검출부로 수신될 수 있으며, 광 신호 검출부는 반사광을 검출하여 전기 신호로 변환할 수 있다. 즉 광 신호 검출부는 반사광을 전기 신호로 변환한 검출 신호를 출력할 수 있다.
한편, 대상물체의 표면 색깔에 따라 반사광의 양이 달라질 수 있으며, 이는 검출 신호의 크기의 변화를 야기시킬 수 있다. 또한 검출 신호의 크기의 변화는 측정 거리의 오차를 야기시킬 수 있다. 따라서 광 신호 검출부는, 대상물체에서 반사되는 레이저광의 전기 신호의 진폭을 일정하게 유지시켜주는 오토 게인 컨트롤(Auto Gain Control, AGC) 회로를 포함할 수 있다.
한편 제어부는 레이저광 신호 및 검출 신호의 시간차(즉, 레이저의 왕복 시간)와 빛의 속도를 이용하여 대상물체와 라이다 시스템과의 거리를 획득할 수 있다. 이 경우 비행 시간법(Time of flight method)이 이용될 수 있다.
또한 제어부는 라이다 시스템의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
먼저, 도 6 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치의 구성에 대해서 간략하게 설명한다.
도 6에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치(600)는, 제어부(610), 전압 공급부(620), 광 신호 검출부(630), 잡음 검출부(640)를 포함할 수 있다.
전압 공급부(620)는 제어부(610)의 제어 하에, 광 신호 검출부(630)에 바이어스 전압을 인가할 수 있다.
바이어스 전압은, 제어부(610)의 제어 하에, 가변적으로 제어될 수 있다. 구체적으로 제어부(610)는 검출 신호에서의 잡음의 크기에 따라 바이어스 전압이 가변적으로 제어되도록 전압 공급부(620)를 제어할 수 있다.
광 신호 검출부(630)는, 레이저 광이 대상 물체에 의해 반사된 반사광을 검출할 수 있다.
또한 광 신호 검출부(630)는 반사광의 검출 신호를 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭하여 출력할 수 있다.
또한, 전압 공급부(620)로부터 인가되는 바이어스 전압이 변경되면, 검출 신호에 대한 증폭률이 변경될 수 있다. 이러한 증폭률의 변화에 따라, 검출 신호는 다양한 비율로 증폭될 수 있다.
이 경우 제어부(610)는 검출 신호에서의 잡음의 크기에 따라 바이어스 전압이 가변적으로 제어되도록 전압 공급부(620)를 제어함으로써, 검출 신호의 증폭률을 변경할 수 있다. 이에 따라 제어부(610)는 반사광의 검출 신호의 신호 대 잡음비가 일정한 값을 유지하도록 제어할 수 있다.
여기서 광 신호 검출부(630)는 애벌런치 포토 다이오드(avalanche photodiode, APD)를 포함할 수 있다.
애벌런치 포토 다이오드(avalanche photodiode, APD)는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 광전 소자의 일종으로, 신호 대 잡음비(S/N ratio)가 높고, 고속 신호처리에 적합하며, 내부 증폭률이 높기 때문에 대상물체에서 난반사된 낮은 크기의 레이저광도 검출할 수 있는 장점이 있다.
잡음 검출부(640)는, 검출 신호의 잡음의 크기를 검출할 수 있다. 구체적으로 잡음 검출부(640)는 실효값 검출기를 포함할 수 있으며, 검출 신호에 포함된 잡음의 실효값을 검출할 수 있다.
제어부(610)는 잡음 검출부(640)에서 검출된 잡음의 크기에 기초하여, 바이어스 전압을 변경하도록 전압 공급부를 제어할 수 있다.
구체적으로 제어부(610)는 잡음 검출부(640)에서 검출된 잡음의 크기를 기준 잡음의 크기와 비교하여 차이가 발생하는 경우, 광 신호 검출부(630)에 인가되는 바이어스 전압을 상기 차이값에 대응하는 크기만큼 변경할 수 있다.
이에 따라 제어부(610)는 검출 신호의 잡음의 실효값을 기준 잡음(기준 잡음의 실효 값)과 동일한 레벨로 유지시킬 수 있으며, 잡음의 실효값이 기준 잡음과 동일한 레벨로 유지됨에 따라 검출 신호의 신호 대 잡음 비 또한 일정하게 유지될 수 있다.
또한 검출 신호의 신호 대 잡음 비가 일정하게 유지됨에 따라, 광 신호 검출부(630)에서의 온도 변화에도 불구하고 대상 물체와의 거리를 정확하게 측정할 수 있다.
한편 제어부(610)는, 라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른, 잡음과 신호 대 잡음 비와의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 광 신호 검출부(630)의 온도 변화에 따른 검출 신호(410)의 크기의 변화 및 잡음(420)의 크기의 변화를 도시한 도면이다.
광 신호 검출부(630)에서의 온도가 달라지는 경우 반사광의 검출 신호의 크기가 달라지게 되며, 검출 신호의 크기가 달라지는 경우에는 측정 거리의 오차가 발생하게 된다.
즉 광 신호 검출부(300)에서 동일 거리 및 동일 물체에서 반사된 반사광을 수신하여 검출신호로 변환하더라도, 온도의 차이에 따라 검출 신호의 크기가 상이하게 되며, 이는 레이저광 신호 및 검출 신호의 시간차에 대한 오차를 야기할 수 있다. 이에 따라 측정 거리의 오차가 발생될 수 있다.
따라서, 대상물체의 거리를 정확하게 측정하기 위해서는 반사광의 검출 신호가 일정한 크기를 유지하는 것이 중요하다.
기존에는 온도 변화에 따라 달라지는 신호 크기를 유지하기 위해 바이어스 전압을 인가하는 방법을 사용하였다.
그러나 어떤 환경에서는 신호보다 잡음이 더 커지는 문제가 있어 신호 크기만을 제어 하는 방법은 한계가 있다.
그러므로 신호 대 잡음 비(S/N)를 유지하는 것이 라이다의 성능을 결정하는데 더 중요하다.
도 4를 참고하면, 검출 신호(410)는 온도(T)의 함수이며, 잡음(420) 역시 온도(T)의 함수임을 알 수 있다.
따라서, 온도(T)와 검출 신호(410)의 관계 및 온도(T)와 잡음(420)의 관계에 기초하여, 온도(T)와 신호 대 잡음 비(S/N)와의 관계가 산출될 수 있다.
또한 온도(T)와 신호 대 잡음 비(S/N) 와의 관계 및 온도(T)와 잡음(420)의 관계에 기초하여, 잡음과 신호 대 잡음 비(S/N)의 관계(430)가 산출될 수 있다.
잡음(N)과 신호 대 잡음 비(S/N)의 관계(430)는 도 5에서 도시하였다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 잡음(N)을 일정하게 유지하면 신호 대 잡음비(S/N) 역시 일정하기 유지됨을 알 수 있다.
그리고 잡음을 측정하여 일정한 잡음 레벨을 유지하는 것은 광 신호 검출부(630)의 온도가 일정하게 유지되는 것과 같은 효과를 내는 것이므로, 광 신호 검출부(630)의 온도 변화에 따른 문제점을 해결한다고도 볼 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른, 라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치(600)의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6을 참고하면, 광 신호 검출부(630)는 레이저광이 대상 물체에 의해 반사된 반사광을 검출할 수 있다.
이 경우 바이어스 전압이 광 신호 검출부(630)에 인가되고 있는 상태일 수 있으며, 광 신호 검출부(630)는 반사광의 검출 신호를 현재 광 신호 검출부(630)에 인가되고 있는 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭하여 출력할 수 있다.
한편 잡음 검출부(640)는 출력되는 신호의 잡음의 크기를 검출할 수 있다. 이 경우 잡음 검출부(640)는 상기 잡음의 크기에 대응하는 신호를 출력할 수 있다.
한편, 광 신호 검출부(630)에서의 온도가 변경되는 경우, 도 4 내지 도 5에서 설명한 바와 같이, 광 신호 검출부(630)에서 출력되는 신호의 크기, 및 상기 신호 내 잡음의 크기가 변경될 수 있다. 이에 따라 출력되는 신호의 신호 대 잡음 비 역시 변경될 수 있다.
이 경우 제어부(610)는 출력되는 신호의 잡음의 크기가 일정한 값을 유지하도록 하는 바이어스 전압이 공급되도록, 전압 공급부(620)를 제어할 수 있다.
예를 들어 제어부(610)는, 출력되는 신호의 잡음의 크기가 기준 잡음의 크기와 동일하게 유지되도록 하는 바이어스 전압을 공급하도록, 전압 공급부(620)에 제어 신호를 출력할 수 있다.
도 5에서는, 출력 신호의 잡음(N)을 일정하게 유지하면 출력 신호의 신호 대 잡음 비(S/N) 역시 일정하게 유지되는 것으로 설명한 바 있다.
이와 같이 본 발명은, 잡음의 크기가 변경되는 경우, 바이어스 전압의 변경을 통하여 잡음의 크기가 일정한 값을 유지하도록 함으로써, 출력 신호의 신호 대 잡음 비 역시 일정하게 유지할 수 있으며, 따라서 광 신호 검출부(630)의 온도가 일정하게 유지되는 것과 같은 효과를 달성할 수 있다.
한편 상술한 일정한 값은, 출력되는 신호의 신호 대 잡음 비가 최대가 되는 값일 수 있다.
구체적으로 도 4 및 도 5에서 설명한 바와 같이, 온도(T)와 검출 신호(410)의 관계 및 온도(T)와 잡음(420)의 관계에 기초하여, 잡음(N)과 신호 대 잡음 비(S/N)의 관계(430)가 산출될 수 있다.
또한 잡음(N)과 신호 대 잡음 비(S/N)의 관계(430)에 기초하여, 출력되는 신호의 신호 대 잡음 비가 최대가 되도록 하는 잡음의 크기(N1)가 산출될 수 있다.
이 경우 제어부(610)는 출력되는 신호의 잡음의 크기가, 신호 대 잡음 비가 최대가 되도록 하는 잡음의 크기(N1)를 유지하도록 전압 공급부(620)를 제어할 수 있다.
종래 기술은 온도 변화에 따라 달라지는 출력 신호의 크기를 동일하게 유지하는 방법이므로, 신호보다 잡음이 더 커지는 등의 사용 환경에서는 한계가 있는 것으로 설명한 바 있다.
다만 종래 기술과는 달리 본 발명은, 본 발명은 온도 변화에 따라 달라지는 출력 신호의 신호 대 잡음비를 일정하게(특히 최대로) 유지하는 것이기 때문에, 라이다 시스템의 성능을 더욱 향상 시킬 수 있는 장점이 있다.
한편 제어부(610)는 출력되는 신호의 잡음의 크기 및 기준 잡음의 크기의 차에 기초하여, 바이어스 전압의 변경량을 나타내는 제어 신호를 전압 공급부(620)로 출력할 수 있다.
예를 들어 광 신호 검출부(630)에서 기준 잡음의 크기와 동일한 크기의 잡음이 검출되던 중, 광 신호 검출부(630)에서의 온도가 변경됨으로써 변경된 잡음이 검출되는 경우, 제어부(610)는 기준 잡음과 변경된 잡음의 크기의 차에 대응하는 바이어스 전압의 변경량을 산출할 수 있다. 그리고 제어부(610)는 바이어스 전압의 변경량을 나타내는 제어 신호를 전압 공급부(620)로 출력할 수 있다.
이 경우 전압 공급부(620)는 제어 신호에 기초하여 변경된 크기의 바이어스 전압을 광 신호 검출부(630)에 인가할 수 있으며, 이에 따라 광 신호 검출부(630)에서 출력되는 출력 신호의 잡음의 크기가 기준 잡음의 크기와 동일하게 변경될 수 있다.
여기서 기준 잡음의 크기는, 사용 환경에 따라 달라질 수 있으며, 기준 잡음의 크기에 따라 출력신호 내 잡음의 크기, 출력신호의 신호 대 잡음비(S/N)는 특정 값으로 일정하게 유지될 수 있다.
예를 들어, 기준 잡음의 크기가 N1인 경우, 출력 신호의 잡음을 N1으로 유지시키도록 하는 바이어스 전압이 출력될 수 있으며, 이에 따라 출력신호의 신호 대 잡음비(S/N)은 최대 값으로 유지될 수 있다.
이하에서는, 라이다 시스템의 검출 신호 크기 제어 방법에 대해서 설명한다.
본 발명의 실시 예에 따른 라이다 시스템의 검출 신호 크기 제어 방법은, 바이어스 전압을 인가하는 단계, 레이저광이 대상 물체에 의해 반사된 반사광을 검출하고, 상기 반사광의 검출신호를 상기 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭하여 출력하는 단계, 상기 출력되는 신호의 잡음의 크기를 검출하는 단계, 및, 상기 잡음의 크기에 기초하여 상기 바이어스 전압을 변경하는 단계를 포함한다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 라이다 시스템의 검출 신호 제어 방법은, 잡음의 크기 및 기준 잡음의 크기의 차에 기초하여, 바이어스 전압의 변경량을 나타내는 제어 신호를 출력할 수 있다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 라이다 시스템의 검출 신호 제어 방법은, 출력되는 신호의 잡음의 크기가 일정한 값을 유지하도록 하는 바이어스 전압을 공급할 수 있다.
여기서 일정한 값은, 출력되는 신호의 신호 대 잡음비가 최대가 되는 값일 수 있으며, 신호 대 잡음 비가 최대가 되는 값은 온도와 잡음의 관계 및 온도와 신호 대 잡음 비의 관계에 기초하여 획득될 수 있다.
본 발명은, 라이다 시스템의 기본 구성으로부터 추가적으로 필요한 하드 웨어는 잡음 측정 센서뿐이다. 따라서, 본 발명은 하드웨어의 전체 부피를 작게 할 수 있으며, 비용 또한 절약할 수 있는 장점이 있다,
또한 정확한 거리 측정을 위해서는 신호 대 잡음 비의 유지가 중요한데, 본 발명은 신호 대 잡음 비와 직접적으로 연관된 잡음을 직접 측정하고, 측정된 잡음을 이용하여 피드백(feed-back) 방식의 시스템을 구성함으로써, 종래 시스템의 단점, 즉 보상 과정에서 발생하는 오차의 확인이 불가능 하며 따라서 오차에 대한 대응이 힘든 단점을 해결하였다.
한편, 제어부(610)는 일반적으로 장치의 제어를 담당하는 구성으로, 중앙처리장치, 마이크로 프로세서, 프로세서 등의 용어와 혼용될 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
610: 제어부 620: 전압 공급부
630: 광 신호 검출부 640: 잡음 검출부

Claims (10)

  1. 바이어스 전압을 인가하는 전압 공급부;
    레이저광이 대상 물체에 의해 반사된 반사광을 검출하고, 상기 반사광의 검출신호를 상기 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭하여 출력하는 광 신호 검출부;
    상기 출력되는 신호의, 상기 광 신호 검출부의 온도 변화에 따라 변경되는 잡음의 크기를 검출하는 잡음 검출부; 및
    상기 검출된 잡음의 크기에 대응하여 상기 바이어스 전압을 변경하도록 상기 전압 공급부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 잡음의 크기가 일정한 값을 유지하도록 하는 바이어스 전압이 공급 되도록 상기 전압 공급부를 제어하는
    라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 잡음의 크기 및 기준 잡음의 크기의 차에 기초하여 상기 바이어스 전압의 변경량을 나타내는 제어 신호를 상기 전압 공급부로 출력하는
    라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 일정한 값은,
    상기 출력되는 신호의 신호 대 잡음 비가 최대가 되는 값인
    라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 신호 대 잡음 비가 최대가 되는 값은,
    온도와 잡음의 관계 및 온도와 신호 대 잡음 비의 관계에 기초하여 획득되는
    라이다 시스템의 검출 신호 제어 장치.
  6. 바이어스 전압을 인가하는 단계;
    광 신호 검출부가, 레이저광이 대상 물체에 의해 반사된 반사광을 검출하고, 상기 반사광의 검출신호를 상기 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭하여 출력하는 단계;
    상기 출력되는 신호의, 상기 광 신호 검출부의 온도 변화에 따라 변경되는 잡음의 크기를 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 잡음의 크기에 대응하여 상기 바이어스 전압을 변경하는 단계를 포함하고,
    상기 바이어스 전압을 변경하는 단계는,
    상기 잡음의 크기가 일정한 값을 유지하도록 하는 바이어스 전압을 공급하는 단계를 포함하는
    라이다 시스템의 검출 신호 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 바이어스 전압을 공급하는 단계는,
    상기 잡음의 크기 및 기준 잡음의 크기의 차에 기초하여 상기 바이어스 전압의 변경량을 나타내는 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하는
    라이다 시스템의 검출 신호 제어 방법.
  8. 삭제
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 일정한 값은,
    상기 출력되는 신호의 신호 대 잡음 비가 최대가 되는 값인
    라이다 시스템의 검출 신호 제어 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 신호 대 잡음 비가 최대가 되는 값은,
    온도와 잡음의 관계 및 온도와 신호 대 잡음 비의 관계에 기초하여 획득되는
    라이다 시스템의 검출 신호 제어 방법.
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