KR102038547B1 - A sixteen-channel ridar - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단순한 구조의 반사 광학계를 이용하여 광경로를 단순화하면서도 서로 다른 채널의 16라인의 평행광원을 펄스 형태로 발사하여 반사되는 빔을 2개의 수광 센서로 취득하여 물체를 정확하게 식별할 수 있는 16채널형 라이다에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 16채널형 라이다는, 제1 레이저 다이오드(110), 제1 집광 렌즈(120), 제1 팔라인 빔 전환부(130), 제1 수광부(140), 제2 레이저 다이오드(150), 제2 집광 렌즈(160), 제2 팔라인 빔 전환부(170), 제2 수광부(180) 및 회전 구동부(190)를 포함한다. The present invention simplifies the optical path by using a reflective optical system having a simple structure, but emits the beam reflected by two light receiving sensors by firing parallel light sources of 16 lines of different channels in a pulsed form. As the channel type lidar, the 16-channel type lidar according to the present invention includes a first laser diode 110, a first condenser lens 120, a first arm line beam switching unit 130, and a first light receiving unit ( 140, a second laser diode 150, a second condenser lens 160, a second arm line beam switching unit 170, a second light receiving unit 180, and a rotation driver 190.

Description

16채널형 라이다{A SIXTEEN-CHANNEL RIDAR} 16-channel rider {A SIXTEEN-CHANNEL RIDAR}

본 발명은 16채널형 라이다에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 단순한 구조의 반사 광학계를 이용하여 광경로를 단순화하면서도 서로 다른 채널의 16라인의 평행광원을 펄스 형태로 발사하여 반사되는 빔을 2개의 수광 센서로 취득하여 물체를 정확하게 식별할 수 있는 16채널형 라이다에 관한 것이다. The present invention relates to a 16-channel lidar, and more specifically, to simplify the optical path by using a reflective optical system of a simple structure, two beams reflected by firing parallel light sources of 16 lines of different channels in the form of pulses. The present invention relates to a 16-channel lidar capable of accurately identifying an object obtained by a light receiving sensor.

일반적으로 빔을 멀리 전송하기 위해서는 발산 빔을 평행광원으로 변환해야 하는 바, 라이다를 구성하는 기존 평행광원 구현 광학계는 굴절 광학계(렌즈 이용 방식)가 대부분이다. 이 굴절 광학계는 렌즈의 곡률이 작을수록 구면 수차가 커져 전송거리가 멀어질수록 빔의 확산이 급격히 커져서 원거리 감지용 광원으로 부적합하다. In general, in order to transmit the beam far, the diverging beam must be converted into a parallel light source, and the existing parallel light source implementing optical system constituting the lidar is mostly a refractive optical system (lens using method). The smaller the curvature of the lens, the larger the spherical aberration, and the farther the transmission distance, the greater the spread of the beam, making it unsuitable for long distance sensing light sources.

또한 입사 광량을 늘리고자 렌즈 구경을 크게 할 경우에는 렌즈 가장자리에서 구면 수차가 발생하여 다량의 수광 빔이 렌즈에 도달하더라도 수광 센서에 초점 형성이 이루어지지 않거나 다초점이 형성되거나 또는 초점 심도가 커져 수광 효율이 낮은 문제점이 있다. In addition, when the lens aperture is increased to increase the amount of incident light, spherical aberration occurs at the edge of the lens, so that even if a large number of light beams reach the lens, the light receiving sensor may not be focused, multifocal, or has a large depth of focus. There is a problem of low efficiency.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 단순한 구조의 반사 광학계를 이용하여 광경로를 단순화하면서도 서로 다른 채널의 16라인의 평행광원을 펄스 형태로 발사하여 반사되는 빔을 2개의 수광 센서로 취득하여 물체를 정확하게 식별할 수 있는 16채널형 라이다를 제공하는 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to simplify the optical path by using a reflective optical system of a simple structure, while the parallel light source of 16 lines of different channels in the form of pulses to obtain a beam reflected by the two light receiving sensors to obtain an object It is to provide a 16-channel type lidar that can be accurately identified.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 16채널형 라이다는, 전방으로 방추형 빔을 발산하는 제1 레이저 다이오드; 상기 제1 레이저 다이오드의 전방에 설치되며, 상기 제1 레이저 다이오드에 의하여 발산되는 빔을 평행광으로 변환하여 전방으로 조사하는 제1 집광 렌즈; 상기 제1 집광 렌즈의 전방에 회전 가능하게 설치되며, 일정 속도로 회전하면서 상기 제1 집광 렌즈에 의하여 조사되는 평행광을 8라인 레이저빔으로 전환하는 제1 팔라인 빔전환부; 상기 제1 팔라인 빔전환부 하측에 설치되며, 상기 제1 팔라인 빔전환부에 의하여 조사된 레이저빔 중 전방에 존재하는 물체에 의하여 반사되는 빔을 수광하여 상기 물체와의 거리를 감지하는 제1 수광부; 상기 제1 레이저 다이오드의 하측에 설치되며, 전방으로 방추형 빔을 발산하는 제2 레이저 다이오드; 상기 제2 레이저 다이오드의 전방에 설치되며, 상기 제2 레이저 다이오드에 의하여 발산되는 빔을 평행광으로 변환하여 전방으로 조사하는 제2 집광 렌즈; 상기 제2 집광 렌즈의 전방에 회전 가능하게 설치되며, 일정 속도로 회전하면서 상기 제2 집광 렌즈에 의하여 조사되는 평행광을 8라인 레이저빔으로 전환하는 제2 팔라인 빔전환부; 상기 제2 팔라인 빔전환부 하측에 설치되며, 상기 제2 팔라인 빔전환부에 의하여 조사된 레이저빔 중 전방에 존재하는 물체에 의하여 반사되는 빔을 수광하여 상기 물체와의 거리를 감지하는 제2 수광부; 상기 제1, 2 팔라인 빔전환부 사이에 설치되며, 상기 제1 팔라인 빔전환부와 제2 팔라인 빔전환부를 동시에 회전시키는 회전 구동부;를 포함한다. The 16-channel lidar according to the present invention for solving the above technical problem, the first laser diode for emitting a fusiform beam forward; A first condensing lens installed in front of the first laser diode and converting a beam emitted by the first laser diode into parallel light and irradiating it forward; A first arm line beam switching unit rotatably installed in front of the first condensing lens and converting parallel light emitted by the first condensing lens into an eight-line laser beam while rotating at a constant speed; Is installed below the first arm line beam switching unit, the first beam line beam switching unit receives a beam reflected by an object in front of the laser beam irradiated by the first sensing the distance to the object 1 light receiving unit; A second laser diode provided below the first laser diode and emitting a fusiform beam forward; A second condensing lens installed in front of the second laser diode and converting a beam emitted by the second laser diode into parallel light and irradiating it forward; A second arm line beam switching unit rotatably installed in front of the second condensing lens and converting parallel light emitted by the second condensing lens into an eight-line laser beam while rotating at a constant speed; It is installed under the second arm line beam switching unit, the second arm line beam switching unit for receiving a beam reflected by an object existing in front of the laser beam irradiated by the second sensing means for the distance to the object 2 light-receiving unit; And a rotation driving unit installed between the first and second arm line beam switching units and simultaneously rotating the first arm line beam switching unit and the second arm line beam switching unit.

그리고 본 발명에서 상기 제1 팔라인 빔전환부는, 상기 제1 집광 렌즈의 전방에 8개의 반사면이 정팔각형을 이루도록 설치되되, 각 반사면은 서로 다른 각도로 설치되어 상기 제1 집광 렌즈에 의하여 조사되는 평행광을 8라인 레이저빔으로 전환하는 제1 팔면 반사경부; 상기 제1 팔면 반사경부의 중앙을 관통하여 설치되며, 상기 회전 구동부의 회전 동력에 의하여 상기 제1 팔면 반사경부와 함께 회전하여 상기 8개의 반사면이 상기 제1 집광 렌즈에 의하여 조사되는 평행광을 순차적으로 반사하는 제1 회전축;을 포함하는 것이 바람직하다. In the present invention, the first arm line beam switching unit is provided in front of the first condenser lens such that eight reflecting surfaces form a regular octagon, and each reflecting surface is installed at a different angle to each other by the first condensing lens. A first eight surface reflector for converting the irradiated parallel light into an eight-line laser beam; It is installed penetrating through the center of the first eight-sided reflector, and rotates together with the first eight-sided reflector by the rotational power of the rotation driving unit sequentially the parallel light irradiated by the eight condensing lenses by the first condensing lens. It is preferable to include; a first rotating shaft that reflects.

또한 본 발명에서 상기 제1 수광부는, 상기 팔면 반사경부의 하측에 상기 팔면 반사경부와 동일한 개수의 반사면이 정팔각형을 이루도록 설치되며, 상기 팔면 반사경부의 각 반사면에 의하여 조사되는 레이저빔 중 전방의 물체에 의하여 반사되는 레이저빔을 수광하는 제1 수광용 팔면 반사경부; 상기 제1 수광용 팔면 반사경부의 중앙을 관통하여 설치되며, 상기 제1 회전축과 결합되어 상기 제1 회전축과 함께 회전하여 상기 8개의 반사면이 상기 팔면 반사경부의 반사면과 동일하게 회전하는 제2 회전축; 상기 제1 수광용 팔면 반사경부의 전방에 설치되며, 상기 제1 수광용 팔면 반사경부의 각 반사면에 의하여 반사된 레이저빔을 집광하는 제1 수광 렌즈; 상기 제1 수광 렌즈의 전방에 설치되며, 상기 제1 수광 렌즈에 의하여 집광된 레이저빔을 센싱하는 제1 수광센서;를 포함하는 것이 바람직하다. In addition, in the present invention, the first light receiving unit is provided at the lower side of the arm reflecting mirror to have the same number of reflecting surfaces as the octahedral reflecting mirror to form a regular octagon, and the front of the laser beam irradiated by each reflecting surface of the arm reflecting mirror. A first light receiving forearm reflector for receiving the laser beam reflected by the object; A second rotating shaft installed through the center of the first light receiving reflecting mirror portion and coupled with the first rotating shaft to rotate together with the first rotating shaft to rotate the eight reflecting surfaces in the same manner as the reflecting surface of the eight reflecting mirror portion; ; A first light receiving lens disposed in front of the first light receiving arm surface reflector and configured to collect a laser beam reflected by each of the reflecting surfaces of the first light receiving arm surface reflector; And a first light receiving sensor disposed in front of the first light receiving lens and configured to sense a laser beam focused by the first light receiving lens.

본 발명에 따른 16채널형 라이다에 의하면, 단순한 구조의 반사 광학계를 이용하여 광경로를 단순화하여 효율을 높이면서도 평행광원을 초당 수천 번을 발사하여 반사되는 빔을 취득하여 물체를 식별하므로 정확도가 매우 높고 광학계 구성에 따라 감지 각도를 360도까지 확장 가능한 장점도 있다.According to the 16-channel lidar according to the present invention, a simple optical reflection system is used to simplify an optical path and increase efficiency while obtaining a beam reflected by firing a parallel light source thousands of times per second to identify an object. It is also very high and extends the detection angle up to 360 degrees depending on the optics configuration.

또한 본 발명에 따른 16채널형 라이다는 2개의 수광센서를 구비하면서도 서로 다른 방향으로 조사되는 16채널의 레이저빔에 대한 센싱이 가능하여 제조가 용이하고 제조 단가가 매우 낮은 장점도 있다. In addition, the 16-channel lidar according to the present invention is provided with two light-receiving sensors, but also capable of sensing 16-channel laser beams irradiated in different directions, thereby making it easy to manufacture and having a very low manufacturing cost.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 16채널 라이다의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 16채널 라이다의 구조를 도시하는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 16채널 라이다의 구조를 도시하는 평면도이다. 1 is a perspective view showing the structure of a 16-channel lidar according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view showing the structure of a 16-channel lidar according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view showing the structure of a 16-channel lidar according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a specific embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 16채널형 라이다(100)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 제1 레이저 다이오드(110), 제1 집광 렌즈(120), 제1 팔라인 빔 전환부(130), 제1 수광부(140), 제2 레이저 다이오드(150), 제2 집광 렌즈(160), 제2 팔라인 빔 전환부(170), 제2 수광부(180) 및 회전 구동부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. As shown in FIGS. 1 and 2, the 16-channel lidar 100 according to the present exemplary embodiment includes the first laser diode 110, the first condenser lens 120, and the first arm line beam switching unit 130. And a first light receiver 140, a second laser diode 150, a second condenser lens 160, a second arm line beam switching unit 170, a second light receiver 180, and a rotation driver 190. Can be configured.

먼저 상기 제1 레이저 다이오드(110)는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 전방으로 방추형 빔을 펄스 형태로 발산하는 구성요소이다. 상기 제1 레이저 다이오드(110)는 직진성이 우수한 레이저를 발진할 수 있는 다른 구성요소로 대체될 수도 있을 것이다. 본 실시예에서 상기 제1 레이저 다이오드(110)는 비가시광 영역인 905nm 파장을 가지는 레이저빔을 조사하는 레이저 다이오드를 사용할 수 있다. First, as shown in FIGS. 1 to 3, the first laser diode 110 is a component that emits a fusiform beam forward in the form of a pulse. The first laser diode 110 may be replaced with another component capable of oscillating a laser having excellent straightness. In the present embodiment, the first laser diode 110 may use a laser diode that emits a laser beam having a wavelength of 905 nm, which is an invisible light region.

다음으로 상기 제1 집광 렌즈(120)은 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 레이저 다이오드(120)의 전방에 설치되며, 상기 제1 레이저 다이오드(110)에 의하여 발산되는 빔을 평행광으로 변환하여 전방으로 조사하는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 집광 렌즈(120)는 상기 레이저 다이오드(120)에서 조사되는 방추형빔을 평행광으로 전환할 수 있는 광학 소재이면 충분하며, 크기는 최소화되는 것이 바람직하다. Next, as illustrated in FIGS. 1 and 2, the first condenser lens 120 is installed in front of the first laser diode 120 and parallel the beams emitted by the first laser diode 110. It is a component that converts light and irradiates it forward. In the present exemplary embodiment, the condenser lens 120 may be an optical material capable of converting the fusiform beam emitted from the laser diode 120 into parallel light, and the size of the condenser lens 120 may be minimized.

다음으로 상기 제1 팔(八)라인 빔 전환부(130)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 집광 렌즈(120)의 전방에 설치되며, 상기 제1 집광 렌즈(120)에 의하여 조사되는 평행광을 팔라인 레이저빔으로 전환하는 구성요소이다. 즉, 상기 제1 팔라인 빔 전환부(130)에 의하여 하나의 라인으로 입사되는 레이저빔이 다수개의 라인을 가지는 레이저빔으로 분할되어 16채널형 라이다의 기능이 가능하게 하는 것이다. Next, as shown in FIGS. 1 and 2, the first arm line beam switching unit 130 is installed in front of the first condenser lens 120, and is disposed on the first condenser lens 120. It converts the parallel light irradiated into the arm line laser beam. That is, the laser beam incident on one line by the first arm line beam switching unit 130 is divided into laser beams having a plurality of lines to enable the function of a 16-channel lidar.

이를 위하여 본 실시예에서는 상기 제1 팔라인 빔전환부(130)를 구체적으로 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 제1 팔면 반사경부(132)와 제1 회전축(134)로 구성할 수 있다. 먼저 상기 제1 팔면 반사경부(132)는 8개의 반사면이 전체적으로 정팔각형을 이루도록 설치되는 구조를 가진다. 이때 상기 8개의 반사면은 연직면에 대하여 서로 다른 각도를 가지도록 설치되며, 이렇게 다른 각도를 가지도록 설치된 8개의 반사면을 동일한 방향에서 입사되는 레이저빔을 각각 다른 방향으로 반사한다. 특히, 상기 8개의 반사면이 상기 제1 회전축(134)에 의하여 회전하게 되면 반사면의 회전에 의하여 반사되어 조사되는 레이저빔을 일정한 방향으로 스캔하는 형태로 조사된다. To this end, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the first arm line beam conversion unit 130 may include a first arm surface reflector 132 and a first rotation shaft 134. . First, the first arm surface reflector 132 has a structure in which eight reflective surfaces are formed to have a regular octagon. In this case, the eight reflective surfaces are installed to have different angles with respect to the vertical surface, and the eight reflective surfaces installed to have different angles reflect the laser beams incident in the same direction in different directions. In particular, when the eight reflective surfaces are rotated by the first rotation shaft 134, the eight reflective surfaces are irradiated in a predetermined direction to scan the laser beam reflected and irradiated by the rotation of the reflective surface.

본 실시예에서는 반사면이 8개가 구비되므로, 8개의 반사면은 도 3에 도시된 바와 같이, 정팔각형을 이루도록 설치되며, 각 반사면(132)은 연직면에 대하여 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7도의 각도를 가지도록 기울어진 상태로 설치될 수 있다. 이렇게 서로 다른 각도를 가지도록 설치된 8개의 반사면은 회전하면서 8개의 라인을 그리는 형태로 하나의 레이저빔을 8개의 라인빔 형태로 변환하여 반사한다. In this embodiment, since eight reflective surfaces are provided, eight reflective surfaces are installed to form a regular octagon, as shown in FIG. 3, and each reflective surface 132 is 0, 1, 2, 3, It may be installed in an inclined state to have an angle of 4, 5, 6, 7 degrees. Eight reflective surfaces installed to have different angles rotate and reflect one laser beam into eight line beams in the form of drawing eight lines while rotating.

다음으로 상기 제1 회전축(134)는 상기 제1 팔면 반사경부(132)의 중심축을 관통하여 설치되며, 상기 제1 팔면 반사경부(132)와 함께 회전하여 상기 8개의 반사면이 상기 제1 집광 렌즈(120)에 의하여 조사되는 평행광을 순차적으로 반사하도록 상기 제1 팔면 반사경부(132)를 회전시키는 구성요소이다. 즉, 상기 제1 회전축(134)에 의하여 상기 제1 팔면 반사경부(132)에 설치되는 모든 반사면이 순차적으로 상기 제1 집광 렌즈(120)에 의하여 조사되는 레이저빔을 자신의 설치 각도에 의하여 서로 다른 팔라인빔 형태로 조사하도록 상기 제1 팔면 반사경부(132)를 일정한 회전 속도로 회전하는 것이다. Next, the first rotating shaft 134 is installed through the central axis of the first arm surface reflector 132, and rotates together with the first arm surface reflector 132 so that the eight reflecting surfaces condense the first condenser. The first arm surface reflector 132 is rotated to sequentially reflect the parallel light emitted by the lens 120. That is, all of the reflecting surfaces installed on the first arm surface reflector 132 by the first rotating shaft 134 sequentially irradiate the laser beam irradiated by the first condensing lens 120 by its installation angle. The first arm surface reflector 132 is rotated at a constant rotational speed so as to irradiate different arm line beams.

다음으로 상기 제1 수광부(140)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 팔라인 빔 전환부(130) 하측에 설치되며, 상기 제1 팔라인 빔 전환부(130)에 의하여 조사된 레이저빔 중 전방에 존재하는 물체에 의하여 반사되는 빔을 수광하여 상기 물체와의 거리를 감지하는 구성요소이다. 즉, 상기 제1 수광부(140)는 상기 제1 팔면 반사경부(132)에 의하여 8개의 라인빔으로 나뉘어 조사되는 레이저빔들이 전방에 존재하는 물체에 의하여 반사되는 빔을 각 라인빔 별로 분할하여 수광하고, 발산 시점과 수광 시점 사이의 시간차를 분석하여 전방 물체와의 거리를 계산하는 구성요소이다. Next, as shown in FIGS. 1 and 2, the first light receiving unit 140 is installed below the first arm line beam switching unit 130 and irradiated by the first arm line beam switching unit 130. The laser beam is a component that detects a distance from the object by receiving a beam reflected by an object existing in front of the laser beam. That is, the first light receiving unit 140 splits the beams reflected by the object in front of the laser beams, which are divided into eight line beams by the first eight-surface reflector 132, and receives the light by dividing each line beam. In addition, the component calculates the distance to the front object by analyzing the time difference between the divergence point and the light reception point.

이를 위하여 본 실시예에서는 상기 제1 수광부(140)를 구체적으로 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 제1 수광용 사면반사경부(141), 제2 회전축(도면에 미도시), 제1 수광 렌즈(143) 및 제1 수광 센서(144)를 포함하여 구성할 수 있다. To this end, in the present exemplary embodiment, the first light receiving unit 140 is specifically illustrated in FIGS. 1 and 2, and includes a first light receiving slope reflector 141, a second rotation axis (not shown), and a first light receiving unit. The lens 143 and the first light receiving sensor 144 may be configured to be included.

먼저 상기 제1 수광용 팔면반사경부(141)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 팔면 반사경부(132)의 하측에 상기 제1 팔면 반사경부(132)와 동일한 개수의 반사면이 정팔각형을 이루도록 설치되며, 상기 제1 팔면 반사경부(132)의 각 반사면에 의하여 조사되는 레이저빔 중 전방의 물체에 의하여 반사되는 레이저빔을 수광하고 상기 제1 수광 렌즈(143) 방향으로 반사하는 구성요소이다. First, as shown in FIG. 1, the first light receiving arm reflector 141 has the same number of reflecting surfaces as the first armar reflector 132 at the lower side of the first arm reflector 132. It is installed to form an octagon, and receives a laser beam reflected by an object in front of the laser beam irradiated by each reflecting surface of the first arm surface reflector 132 and reflects toward the first light receiving lens 143. Component.

이때 상기 제1 수광용 팔면 반사경부(141)에 설치되는 반사면의 수는 상기 제1 팔면 반사경부(132)의 반사면 개수와 동일할 뿐만아니라, 그 설치 위치도 완전히 동일한 것이 바람직하다. 따라서 동일한 위치에 설치되는 수광용 반사면은 동일한 위치에 설치되는 발광용 반사면에 의하여 발광된 레이저빔을 수광하게 되고, 이를 별도로 감지된다. In this case, the number of reflecting surfaces provided on the first light receiving reflector 141 is not only equal to the number of reflecting surfaces of the first reflecting reflector 132, but also the installation position thereof is completely the same. Therefore, the light receiving reflection surface installed at the same position receives the laser beam emitted by the light reflection reflection surface installed at the same position, and is separately detected.

다음으로 상기 제2 회전축은 상기 제1 수광용 팔면 반사경부(141)의 중심을 관통하여 설치되며, 상기 제1 수광용 팔면 반사경부(141)와 함께 회전하여, 상기 8개의 반사면이 상기 제1 팔면 반사경부(132)의 반사면과 동일하게 회전하도록 상기 제1 수광용 팔면 반사경부(141)를 회전시키는 구성요소이다. 즉, 상기 제2 회전축은 실질적으로 상기 제1 회전축과 연결되어 일체로 형성되거나 제1 회전축에 의하여 대체될 수도 있다. Next, the second axis of rotation is installed through the center of the first light receiving arm surface reflector 141, and rotates together with the first light receiving arm surface reflector 141, such that the eight reflecting surfaces are formed by the second rotation axis. The first light receiving arm surface reflector 141 is rotated to be rotated in the same manner as the reflective surface of the first arm reflector 132. That is, the second rotation shaft may be substantially connected to the first rotation shaft and integrally formed or replaced by the first rotation shaft.

다음으로 상기 제1 수광 렌즈(143)는 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 상기 수광용 제1 팔면 반사경부(141)의 전방에 설치되며, 상기 제1 수광용 팔면 반사경부(141)의 각 반사면에 의하여 반사된 레이저빔을 집광하여 상기 수광 센서(144)에 초점을 형성시키는 구성요소이다. 따라서 상기 제1 수광 렌즈(143)는 상기 제1 수광용 팔면 반사경부(141)에서 입사되는 레이저빔을 모두 수광하고 집광할 수 있는 광학 구조를 가지며, 예를 들어 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 사각 렌즈 형태를 가질 수 있다. Next, as illustrated in FIGS. 1 and 2, the first light receiving lens 143 is installed in front of the first light receiving reflector 141 for light receiving, and the first light receiving reflector 141 of the first light receiving reflector 141. The laser beam reflected by each reflective surface is a component that focuses the light receiving sensor 144. Accordingly, the first light receiving lens 143 has an optical structure capable of receiving and condensing all the laser beams incident from the first light receiving arm surface reflector 141. For example, as illustrated in FIGS. 1 and 2. Likewise, it may have a rectangular lens shape.

다음으로 상기 제1 수광센서(144)는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 수광 렌즈(143)의 전방에 설치되며, 상기 제1 수광 렌즈(143)에 의하여 집광된 레이저빔을 센싱하는 구성요소이다. 상기 제1 수광 센서(144)는 일반적인 수광 센서를 채용할 수 있다. Next, as illustrated in FIGS. 1 and 2, the first light receiving sensor 144 is installed in front of the first light receiving lens 143, and receives the laser beam focused by the first light receiving lens 143. The component that senses. The first light receiving sensor 144 may employ a general light receiving sensor.

한편 본 실시예에서 상기 제2 레이저 다이오드(150), 제2 집광 렌즈(160), 제2 팔라인 빔 전환부(170) 및 제2 수광부(180)는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 레이저 다이오드(110), 제1 집광 렌즈(120), 제1 팔라인 빔 전환부(130), 제1 수광부(140)와 상하 대칭으로 설치되며, 그 구성 및 작용은 실질적으로 동일하므로 이에 대한 반복 설명은 생략한다. Meanwhile, in the present embodiment, the second laser diode 150, the second condenser lens 160, the second arm line beam switching unit 170, and the second light receiving unit 180 are illustrated in FIGS. 1 to 3. Since the first laser diode 110, the first condenser lens 120, the first arm line beam switching unit 130, the first light receiving unit 140 is installed in the vertical symmetry, since the configuration and operation are substantially the same Repeated description thereof will be omitted.

다음으로 상기 회전 구동부(190)는 상기 제1, 2 팔라인 빔 전환부(130, 170) 사이에 설치되며, 양자를 동시에 회전시키는 구성요소이다. 따라서 상기 회전 구동부(190)는 일반적인 모터로 구성될 수 있으며, 상기 제1, 2, 3, 4 회전축과 연결되어 이들 모두를 동일한 속도로 회전시킨다. Next, the rotation driving unit 190 is installed between the first and second arm line beam switching units 130 and 170 and is a component for rotating both at the same time. Therefore, the rotation driving unit 190 may be formed of a general motor, and is connected to the first, second, third and fourth rotation shafts to rotate all of them at the same speed.

이렇게 하나의 회전 구동부(190)에 의하여 상측에 배치되는 제1 팔라인 빔 전환부(130)와 하측에 배치되는 제2 팔라인 빔 전환부(170)가 동시에 회전되면서 전체적으로 16채널의 레이저빔이 조사되어 16채널형 라이다가 완성되는 것이다. In this manner, the first PAL beam shifter 130 disposed above and the second PAL beam shifter 170 disposed below are rotated at the same time by one rotation driver 190, so that the 16-channel laser beam is overall. The 16-channel LiDAR is completed by investigation.

100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 16채널형 라이다
110 : 제1 레이저 다이오드 120 : 제1 집광 렌즈
130 : 제1 팔라인 빔 전환부 140 : 제1 수광부
150 : 제2 레이저 다이오드 160 : 제2 집광 렌즈
170 : 제2 팔라인 빔 전환부 180 : 제2 수광부
190 : 회전 구동부 100: 16-channel lidar according to an embodiment of the present invention
110: first laser diode 120: first condensing lens
130: first arm line beam switching unit 140: first light receiving unit
150: second laser diode 160: second condensing lens
170: second arm line beam switching unit 180: second light receiving unit
190: rotation drive unit

Claims (3)

전방으로 방추형 빔을 발산하는 제1 레이저 다이오드;
상기 제1 레이저 다이오드의 전방에 설치되며, 상기 제1 레이저 다이오드에 의하여 발산되는 빔을 평행광으로 변환하여 전방으로 조사하는 제1 집광 렌즈;
상기 제1 집광 렌즈의 전방에 회전 가능하게 설치되며, 일정 속도로 회전하면서 상기 제1 집광 렌즈에 의하여 조사되는 평행광을 8라인 레이저빔으로 전환하는 제1 팔라인 빔전환부;
상기 제1 팔라인 빔전환부 하측에 설치되며, 상기 제1 팔라인 빔전환부에 의하여 조사된 레이저빔 중 전방에 존재하는 물체에 의하여 반사되는 빔을 수광하여 상기 물체와의 거리를 감지하는 제1 수광부;
상기 제1 레이저 다이오드의 하측에 설치되며, 전방으로 방추형 빔을 발산하는 제2 레이저 다이오드;
상기 제2 레이저 다이오드의 전방에 설치되며, 상기 제2 레이저 다이오드에 의하여 발산되는 빔을 평행광으로 변환하여 전방으로 조사하는 제2 집광 렌즈;
상기 제2 집광 렌즈의 전방에 회전 가능하게 설치되며, 일정 속도로 회전하면서 상기 제2 집광 렌즈에 의하여 조사되는 평행광을 8라인 레이저빔으로 전환하는 제2 팔라인 빔전환부;
상기 제2 팔라인 빔전환부 하측에 설치되며, 상기 제2 팔라인 빔전환부에 의하여 조사된 레이저빔 중 전방에 존재하는 물체에 의하여 반사되는 빔을 수광하여 상기 물체와의 거리를 감지하는 제2 수광부;
상기 제1, 2 팔라인 빔전환부 사이에 설치되며, 상기 제1 팔라인 빔전환부와 제2 팔라인 빔전환부를 동시에 회전시키는 회전 구동부;를 포함하며,
상기 제1 팔라인 빔전환부는,
상기 제1 집광 렌즈의 전방에 8개의 반사면이 정팔각형을 이루도록 설치되되, 각 반사면은 서로 다른 각도로 설치되어 상기 제1 집광 렌즈에 의하여 조사되는 평행광을 8라인 레이저빔으로 전환하는 제1 팔면 반사경부;
상기 제1 팔면 반사경부의 중앙을 관통하여 설치되며, 상기 회전 구동부의 회전 동력에 의하여 상기 제1 팔면 반사경부와 함께 회전하여 상기 8개의 반사면이 상기 제1 집광 렌즈에 의하여 조사되는 평행광을 순차적으로 반사하는 제1 회전축;을 포함하고,
상기 제1 수광부는,
상기 제1 팔면 반사경부의 하측에 상기 제1 팔면 반사경부와 동일한 개수의 반사면이 정팔각형을 이루도록 설치되며, 상기 제1 팔면 반사경부의 각 반사면에 의하여 조사되는 레이저빔 중 전방의 물체에 의하여 반사되는 레이저빔을 수광하는 제1 수광용 팔면 반사경부;
상기 제1 수광용 팔면 반사경부의 중앙을 관통하여 설치되며, 상기 제1 회전축과 결합되어 상기 제1 회전축과 함께 회전하여 상기 8개의 반사면이 상기 팔면 반사경부의 반사면과 동일하게 회전하는 제2 회전축;
상기 제1 수광용 팔면 반사경부의 전방에 설치되며, 상기 제1 수광용 팔면 반사경부의 각 반사면에 의하여 반사된 레이저빔을 집광하는 제1 수광 렌즈;
상기 제1 수광 렌즈의 전방에 설치되며, 상기 제1 수광 렌즈에 의하여 집광된 레이저빔을 센싱하는 제1 수광센서;를 포함하고,
상기 제2 팔라인 빔전환부는,
상기 제2 집광 렌즈의 전방에 8개의 반사면이 정팔각형을 이루도록 설치되되, 각 반사면은 서로 다른 각도로 설치되어 상기 제2 집광 렌즈에 의하여 조사되는 평행광을 8라인 레이저빔으로 전환하는 제2 팔면 반사경부;
상기 제2 팔면 반사경부의 중앙을 관통하여 설치되며, 상기 회전 구동부의 회전 동력에 의하여 상기 제2 팔면 반사경부와 함께 회전하여 상기 8개의 반사면이 상기 제2 집광 렌즈에 의하여 조사되는 평행광을 순차적으로 반사하는 제3 회전축;을 포함하고,
상기 제2 수광부는,
상기 제2 팔면 반사경부의 하측에 상기 제2 팔면 반사경부와 동일한 개수의 반사면이 정팔각형을 이루도록 설치되며, 상기 제2 팔면 반사경부의 각 반사면에 의하여 조사되는 레이저빔 중 전방의 물체에 의하여 반사되는 레이저빔을 수광하는 제2 수광용 팔면 반사경부;
상기 제2 수광용 팔면 반사경부의 중앙을 관통하여 설치되며, 상기 제3 회전축과 결합되어 상기 제3 회전축과 함께 회전하여 상기 8개의 반사면이 상기 제2 팔면 반사경부의 반사면과 동일하게 회전하는 제4 회전축;
상기 제2 수광용 팔면 반사경부의 전방에 설치되며, 상기 제2 수광용 팔면 반사경부의 각 반사면에 의하여 반사된 레이저빔을 집광하는 제2 수광 렌즈;
상기 제2 수광 렌즈의 전방에 설치되며, 상기 제2 수광 렌즈에 의하여 집광된 레이저빔을 센싱하는 제2 수광센서;를 포함하고,
상기 제1, 2, 3, 4 회전축은 수직으로 기립된 하나의 축으로 이루어져, 상기 제1, 2 팔라인 빔전환부와 제1, 2 수광부는 하나의 회전 구동부에 의하여 동시에 회전하는 것을 특징으로 하는 16채널형 라이다. A first laser diode for emitting a fusiform beam forward;
A first condensing lens installed in front of the first laser diode and converting a beam emitted by the first laser diode into parallel light and irradiating it forward;
A first arm line beam switching unit rotatably installed in front of the first condensing lens and converting parallel light emitted by the first condensing lens into an eight-line laser beam while rotating at a constant speed;
Is installed below the first arm line beam switching unit, the first beam line beam switching unit receives a beam reflected by an object in front of the laser beam irradiated by the first sensing the distance to the object 1 light receiving unit;
A second laser diode provided below the first laser diode and emitting a fusiform beam forward;
A second condensing lens installed in front of the second laser diode and converting a beam emitted by the second laser diode into parallel light and irradiating it forward;
A second arm line beam switching unit rotatably installed in front of the second condensing lens and converting parallel light emitted by the second condensing lens into an eight-line laser beam while rotating at a constant speed;
It is installed under the second arm line beam switching unit, the second arm line beam switching unit for receiving a beam reflected by an object existing in front of the laser beam irradiated by the second sensing means for the distance to the object 2 light-receiving unit;
And a rotation driving unit installed between the first and second arm line beam switching units and simultaneously rotating the first arm line beam switching unit and the second arm line beam switching unit.
The first arm line beam switching unit,
Eight reflective surfaces are formed in an octagonal shape in front of the first condensing lens, and each reflecting surface is provided at different angles to convert parallel light emitted by the first condensing lens into an eight-line laser beam. 1 octahedral reflector;
It is installed penetrating through the center of the first eight-sided reflector, and rotates together with the first eight-sided reflector by the rotational power of the rotation driving unit sequentially the parallel light irradiated by the eight condensing lenses by the first condensing lens. It includes; a first axis of rotation that reflects,
The first light receiving unit,
The same number of reflecting surfaces as the first eight-surface reflector are formed in an octagonal shape on the lower side of the first eight-surface reflector, and reflected by an object in front of the laser beam irradiated by each reflecting surface of the first eight-face reflector. A first light receiving arm reflector for receiving a laser beam;
A second rotating shaft installed through the center of the first light receiving reflecting mirror portion and coupled with the first rotating shaft to rotate together with the first rotating shaft to rotate the eight reflecting surfaces in the same manner as the reflecting surface of the eight reflecting mirror portion; ;
A first light receiving lens disposed in front of the first light receiving arm surface reflector and configured to collect a laser beam reflected by each of the reflecting surfaces of the first light receiving arm surface reflector;
And a first light receiving sensor installed in front of the first light receiving lens and configured to sense a laser beam focused by the first light receiving lens.
The second arm line beam switching unit,
Eight reflective surfaces are formed in a forward octagonal shape in front of the second condensing lens, and each reflecting surface is installed at different angles to convert parallel light emitted by the second condensing lens into an eight-line laser beam. 2 octahedral reflectors;
It is installed penetrating through the center of the second eight-sided reflector portion, and rotates together with the second eight-sided reflector portion by the rotational power of the rotation driving unit sequentially the parallel light irradiated with the eight reflecting surface by the second condensing lens. It includes; a third axis of rotation that reflects,
The second light receiving unit,
The same number of reflecting surfaces as the second octahedral reflecting portion is formed in an octagonal shape under the second eighth reflecting portion, and is reflected by an object in front of the laser beam irradiated by each reflecting surface of the second eighth reflecting portion. A second light-receiving forearm reflector for receiving the laser beam;
A second penetrating penetrating through the center of the second light receiving reflector, and coupled with the third rotating shaft to rotate together with the third rotating shaft, the eight reflecting surfaces rotate the same as the reflecting surface of the second eight reflecting mirror; 4 axis of rotation;
A second light receiving lens installed in front of the second light receiving arm surface reflector and configured to focus a laser beam reflected by each reflecting surface of the second light receiving arm reflecting mirror;
And a second light receiving sensor installed in front of the second light receiving lens and configured to sense a laser beam focused by the second light receiving lens.
The first, second, third, and fourth rotational shafts consist of one axis vertically standing, and the first and second arm line beam switching units and the first and second light receiving units are simultaneously rotated by one rotation driving unit. It is a 16-channel type li. 삭제delete 삭제delete
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