KR102086025B1 - LIDAR signal processing apparatus and method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 라이다 신호 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 레이저 다이오드에서 다양한 크기의 레이저광들이 발생될 수 있도록 다양한 파워값을 가진 펄스파들을 인가하는 다중 펄스파 인가부; 포토 다이오드에서 상기 레이저광들 중 어느 하나에 의한 반사파가 검출되면, 검출시 인가된 펄스파의 해당 파워값을 선택하는 파워값 선택부; 및 상기 다중 펄스파 인가부에서 인가될 상기 펄스파들을 상기 해당 파워값 이하로 제한하는 파워값 제한부;를 포함할 수 있다.The present invention relates to a lidar signal processing apparatus and method, and more particularly, a multi-pulse wave applying unit for applying pulse waves having various power values so that laser lights of various sizes can be generated in a laser diode; A power value selector configured to select a corresponding power value of the applied pulse wave when detecting a reflected wave by any one of the laser lights in the photodiode; And a power value limiter configured to limit the pulse waves to be applied by the multi-pulse wave application unit to below the corresponding power value.

Description

라이다 신호 처리 장치 및 방법{LIDAR signal processing apparatus and method}Lida signal processing apparatus and method

본 발명은 라이다 신호 처리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 광학적 수단을 사용하여 측정 대상물까지의 거리와 형태를 측정하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lidar signal processing apparatus and method, and more particularly, to an apparatus for measuring a distance and shape to an object to be measured using optical means.

라이다(LIDAR: Light Detection And Ranging)는 레이저를 발사하여 산란되거나 반사되는 레이저가 돌아오는 시간과 강도, 주파수의 변화, 편광 상태의 변화 등으로부터 측정 대상물의 거리와 농도, 속도, 형상 등 물리적 성질을 측정하는 것을 말한다.LIDAR: Light Detection And Ranging (LIDAR) is a physical property such as distance, concentration, speed, and shape of a measurement object from the time, intensity, frequency change, polarization state change, etc. Refers to measure.

극초단파를 이용하여 대상물까지의 왕복 시간을 관측함으로써 거리를 구하는 레이더(RADAR: Radio Detection And Ranging)와 유사하지만, 전파를 이용하는 레이다와 달리 빛을 이용한다는 차이가 있으며, 이러한 점에서 '영상 레이더'라고 칭해지기도 한다. It is similar to a radar (RADAR: Radio Detection And Ranging) that uses a microwave to obtain a distance by observing the round-trip time to an object, but it has a difference that it uses light, unlike a radar that uses radio waves. It is also called.

라이다 장치는 위성이나 항공기에서 레이저 펄스를 방출하고, 대기중의 입자에 의해 후방 산란되는 펄스를 지상 관측소에서 수신하는 항공 라이다가 주류를 이루어왔으며, 이러한 항공 라이다는 바람 정보와 함께 먼지, 연기, 에어로졸, 구름 입자 등의 존재와 이동을 측정하고, 대기중의 먼지입자의 분포 또는 대기 오염도를 분석하는데 사용되어왔다.Lidar devices have been dominated by aviation riders that emit laser pulses from satellites or aircraft and receive pulses backscattered by particles in the atmosphere from ground stations, and these aviation riders, along with wind information, are used to It has been used to measure the presence and movement of smoke, aerosols, cloud particles, etc., and to analyze the distribution of airborne dust particles or air pollution.

그런데, 최근에는 송신계와 수신계가 모두 지상에 설치되어 장애물 탐지, 지형 모델링, 대상물까지의 위치 획득 기능을 수행하는 지상 라이다도 감시정찰로봇, 전투로봇, 무인수상함, 무인헬기 등의 국방 분야나, 민수용 이동로봇, 지능형자동차, 무인자동차 등의 민수용 분야에 대한 적용을 염두에 두고 활발히 연구가 이루어지고 있다.However, recently, both the transmission system and the reception system are installed on the ground to perform obstacle detection, terrain modeling, and location acquisition to the target. Research is being actively conducted with the application to civilian applications such as mobile robots for civilian use, intelligent vehicles, and unmanned vehicles in mind.

그런데, 종래의 라이다 장치는 대상물을 판단하기 위하여 빔 폭이 넓은 레이저를 방출하고 반사광을 획득하여 반사체와의 거리를 획득하기 때문에, 출력이 매우 높은 레이저 모듈을 필요로 하며, 검출 오류를 줄이기 위하여 다중 펄스를 출력하여, 레이저 다이오드의 열에 의한 성능이 현저히 저하되는 문제점이 있다. 또한, 출력이 높은 레이저 모듈은 크기가 크고, 라이다 장치의 전체적인 크기를 키우는 요인으로 작용하게 된다.However, since the conventional lidar device emits a laser having a wide beam width to obtain an object and acquires reflected light to obtain a distance from the reflector, a laser module having a very high output is required, and in order to reduce detection errors By outputting multiple pulses, there is a problem in that performance due to heat of the laser diode is significantly reduced. In addition, the laser module having a high output has a large size and acts as a factor to increase the overall size of the lidar device.

본 발명은 상술한 기술적 문제에 대응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 종래 기술에서의 한계와 단점에 의해 발생하는 다양한 문제점을 실질적으로 보완할 수 있는 것으로, 레이저 다이오드가 소모하는 전력을 최소화 할 수 있게 구성하였다. 그리하여, 레이저 다이오드의 발열에 대한 문제점을 해결하고, 효율적인 사용을 통하여 최대 측정거리의 향상을 제공하는데 있다. 본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 레이저 다이오드의 구동 반도체의 부하되는 로드와 전력소모를 감소시킬 수 있는 라이다 신호 처리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention has been devised to cope with the above-described technical problems, and the object of the present invention is to substantially compensate for various problems caused by limitations and disadvantages in the prior art, and minimizes power consumed by the laser diode. It was configured to be able to. Thus, to solve the problem of heat generation of the laser diode, and to provide an improvement in the maximum measurement distance through efficient use. The present invention is to solve a number of problems, including the above problems, an object of the present invention is to provide a lidar signal processing apparatus and method capable of reducing load and power consumption of a driving semiconductor of a laser diode. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 라이다 신호 처리 장치는, 레이저 다이오드에서 다양한 크기의 레이저광들이 발생될 수 있도록 다양한 파워값을 가진 펄스파들을 인가하는 다중 펄스파 인가부; 포토 다이오드에서 상기 레이저광들 중 어느 하나에 의한 반사파가 검출되면, 검출시 인가된 펄스파의 해당 파워값을 선택하는 파워값 선택부; 및 상기 다중 펄스파 인가부에서 인가될 상기 펄스파들을 상기 해당 파워값 이하로 제한하는 파워값 제한부;를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the lidar signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention, a multi-pulse wave applying unit for applying pulse waves having various power values so that laser lights of various sizes can be generated in a laser diode ; A power value selector configured to select a corresponding power value of the applied pulse wave when detecting a reflected wave by any one of the laser lights in the photodiode; And a power value limiter configured to limit the pulse waves to be applied by the multi-pulse wave application unit to below the corresponding power value.

또한, 상기 다중 펄스파 인가부는, 낮은 파워값의 펄스파부터 점차로 높은 파워값의 펄스파까지 N개의 펄스파로 이루어지는 복수개의 다중 펄스파 세트를 반복적으로 인가할 수 있다.In addition, the multi-pulse wave applying unit may repeatedly apply a plurality of multi-pulse wave sets consisting of N pulse waves, from low-power pulse waves to progressively high-power pulse waves.

또한, 상기 파워값 제한부는, 상기 다중 펄스파 인가부가 낮은 파워값의 펄스파부터 점차로 높은 파워값의 펄스파까지 인가하는 도중, 상기 파워값 선택부에서 상기 해당 파워값이 선택되면, 상기 해당 파워값과 동일한 파워값으로 상기 N개의 펄스파가 인가될 때까지 펄스파의 파워값을 제한할 수 있다.In addition, the power value limiting unit, the multi-pulse wave application unit, while applying the low power value from the pulse wave to the pulse wave of the high power value gradually, when the power value is selected in the power value selection unit, the power The power value of the pulse wave can be limited until the N pulse waves are applied to the same power value.

또한, 상기 라이다 신호 처리 장치는, 일정한 시간 동안, 상기 포토 다이오드에서 반사파가 검출되지 않으면, 상기 다중 펄스파 인가부에 상기 펄스파들의 파워값을 회복시키는 파워값 회복부;를 더 포함할 수 있다.In addition, the lidar signal processing apparatus may further include a power value recovery unit configured to restore power values of the pulse waves to the multi-pulse wave application unit when a reflected wave is not detected in the photodiode for a certain period of time. have.

또한, 상기 라이다 신호 처리 장치는, 상기 다중 펄스파 인가부에서 인가된 펄스파들을 상기 포토 다이오드에서 검출하여 검출된 펄스파들을 비교하는 ToF 비교부;를 더 포함할 수 있다.In addition, the lidar signal processing apparatus may further include a ToF comparator that detects pulse waves applied by the multiple pulse wave applying unit and compares the detected pulse waves.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 라이다 신호 처리 방법은, 레이저 다이오드에서 다양한 크기의 레이저광들이 발생될 수 있도록 다양한 파워값을 가진 펄스파들을 인가하는 다중 펄스파 인가 단계; 포토 다이오드에서 상기 레이저광들 중 어느 하나에 의한 반사파가 검출되면, 검출시 인가된 펄스파의 해당 파워값을 선택하는 파워값 선택 단계; 및 상기 다중 펄스파 인가 단계에서 인가될 상기 펄스파들을 상기 해당 파워값 이하로 제한하는 파워값 제한 단계;를 포함할 수 있다.On the other hand, the lidar signal processing method according to an embodiment of the present invention, a multi-pulse wave application step of applying pulse waves having various power values so that laser light of various sizes can be generated in a laser diode; A power value selection step of selecting a corresponding power value of the applied pulse wave when detecting the reflected wave by any one of the laser lights in the photodiode; And a power value limiting step of limiting the pulse waves to be applied in the multiple pulse wave applying step to below the corresponding power value.

또한, 상기 다중 펄스파 인가 단계는, 기준이 되는 제 1 펄스파를 인가하는 제 1 펄스파 인가 단계; 상기 제 1 펄스파 보다 큰 파워값을 가지는 제 N-1 펄스파를 인가하는 제 N-1 펄스파 인가 단계; 및 상기 제 N-1 펄스파 보다 큰 파워값을 가지는 제 N 펄스파를 인가하는 제 N 펄스파 인가 단계;를 포함하고, 상기 다중 펄스파 인가 단계는 상기 제 1 펄스파 인가 단계부터 상기 제 N 펄스파 인가 단계까지 N개의 펄스파로 이루어지는 복수개의 다중 펄스파 세트를 반복적으로 인가할 수 있다.The multi-pulse wave application step may include: a first pulse wave application step of applying a reference first pulse wave; An N-1 pulse wave application step of applying a N-1 pulse wave having a power value greater than the first pulse wave; And an Nth pulsed wave applying step of applying an Nth pulsed wave having a power value greater than that of the N-1th pulsed wave. Until the pulse wave application step, a plurality of multiple pulse wave sets consisting of N pulse waves can be repeatedly applied.

또한, 상기 라이다 신호 처리 방법은, 상기 제 1 펄스파 인가 단계에서 상기 제 1 펄스파는 동일한 파워값을 가지는 복수개의 펄스파 세트로 형성되고, 상기 제 N-1 펄스파 인가 단계에서 상기 제 N-1 펄스파는 동일한 파워값을 가지는 복수개의 펄스파 세트로 형성되고, 상기 제 N 펄스파 인가 단계에서 상기 제 N 펄스파는 동일한 파워값을 가지는 복수개의 펄스파 세트로 형성될 수 있다.In addition, in the rider signal processing method, in the first pulse wave application step, the first pulse wave is formed of a plurality of pulse wave sets having the same power value, and the Nth pulse is applied in the N-1 pulse wave application step. The -1 pulse wave may be formed of a plurality of pulse wave sets having the same power value, and in the Nth pulse wave application step, the Nth pulse wave may be formed of a plurality of pulse wave sets having the same power value.

또한, 상기 파워값 제한 단계는, 상기 다중 펄스파 인가 단계에서 상기 제 1 펄스파 부터 상기 제 N 펄스파 까지 인가하는 도중, 상기 파워값 선택 단계에서 상기 해당 파워값이 선택되면, 상기 해당 파워값과 동일한 파워값으로 상기 N개의 펄스파가 인가될 때까지 펄스파의 파워값을 제한할 수 있다.Further, in the step of limiting the power value, if the corresponding power value is selected in the power value selection step while applying from the first pulse wave to the Nth pulse wave in the multiple pulse wave application step, the corresponding power value The power value of the pulse wave may be limited until the N pulse waves are applied with the same power value as.

또한, 상기 라이다 신호 처리 방법은, 상기 파워값 제한 단계이후에, 일정한 시간 동안, 상기 포토 다이오드에서 반사파가 검출되지 않으면, 상기 다중 펄스파 인가 단계에서 상기 펄스파들의 파워값을 회복시키는 파워값 회복 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the rider signal processing method, after the power value limiting step, if a reflected wave is not detected in the photodiode for a certain period of time, a power value for recovering the power value of the pulsed waves in the multiple pulse wave application step Recovery step; may further include.

또한, 상기 라이다 신호 처리 방법은, 상기 다중 펄스파 인가 단계 이후에, 상기 다중 펄스파 인가 단계에서 인가된 펄스파들을 상기 포토 다이오드에서 검출하여 검출된 펄스파들을 비교하는 ToF 비교 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the rider signal processing method, after the multiple pulse wave application step, the ToF comparison step of comparing the pulse waves detected by detecting the pulse waves applied in the multiple pulse wave application step in the photodiode; further It can contain.

본 발명에 따르면, 레이저 다이오드의 펄스의 크기를 단계적으로 제어하여 레이저 다이오드의 열에 의한 성능 저하를 방지하여 라이다 특성 열화를 감소시킬 수 있고, 레이저 다이오드의 구동 반도체의 로드를 감소시킬 수 있으며, 최대 측정 거리를 향상 시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the deterioration of rider characteristics by reducing the performance of the laser diode by thermally controlling the pulse size of the laser diode, and to reduce the load of the driving semiconductor of the laser diode. Measurement distance can be improved.

그리하여, 레이저 다이오드의 발열에 대한 문제점을 해결하고, 효율적인 사용을 통하여 최대 측정거리가 향상되는 효과를 가지고 있으며, 높은 출력을 내기 위하여 제작된 라이다 장치의 물리적 크기를 감소시키는 효과를 가질 수 있다.Thus, it solves the problem of heat generation of the laser diode, has an effect of improving the maximum measurement distance through efficient use, and can have an effect of reducing the physical size of the lidar device manufactured to produce a high output.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 장치의 구조를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 라이다 신호 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리를 나타내는 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 장치의 대상물에 따른 펄스파의 파워값을 나타내는 그래프이다.
1 is a block diagram showing the structure of a lidar signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method for processing a lidar signal according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method for processing a lidar signal according to another embodiment of the present invention.
4 is an operation flowchart showing a lidar signal processing according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the power value of a pulse wave according to an object of a lidar signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, and the following embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the scope of the invention to those skilled in the art It is provided to inform you completely. In addition, for convenience of description, in the drawings, the size of components may be exaggerated or reduced.

그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following embodiments are provided to those of ordinary skill in the art to fully understand the present invention and may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is limited to the embodiments described below. It does not work.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 장치(100)의 구조를 나타내는 구성도이고, 도 5는 라이다 신호 처리 장치의 대상물에 따른 펄스파의 파워값을 나타내는 그래프이다.1 is a configuration diagram showing the structure of a lidar signal processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a graph showing the power value of a pulse wave according to an object of the lidar signal processing apparatus.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 장치(100)는, 다중 펄스파 인가부(10), 파워값 선택부(20), 파워값 제한부(30)를 포함한다.First, as shown in FIG. 1, the lidar signal processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a multi-pulse wave application unit 10, a power value selection unit 20, and a power value limiting unit ( 30).

도 1에 도시된 바와 같이, 다중 펄스파 인가부(10)는 레이저 다이오드(LD)에서 다양한 크기의 레이저광들이 발생될 수 있도록 다양한 파워값을 가진 펄스파들을 인가할 수 있다.As shown in FIG. 1, the multi-pulse wave applying unit 10 may apply pulse waves having various power values so that laser lights of various sizes can be generated in the laser diode LD.

다중 펄스파 인가부(10)는, 낮은 파워값의 펄스파부터 점차로 높은 파워값의 펄스파까지 N개의 펄스파로 이루어지는 복수개의 다중 펄스파 세트를 반복적으로 인가할 수 있다.The multiple pulse wave applying unit 10 may repeatedly apply a plurality of multiple pulse wave sets including N pulse waves from a low power value pulse wave to a gradually high power pulse wave.

더욱 구체적으로 예를 들면, 다중 펄스파 인가부(10)는 가장 낮은 파워값의 펄스파인 제 1 펄스부터 점차 높은 파워값의 펄스파인 제 2 펄스파, 제 3 펄스파를 포함하고 있으며, 반사파 신호를 감지할 수 있도록 설정된 최대 파워값의 펄스파인 제 4 펄스파, 제 5 펄스파, 제 6 펄스파, 제 7 펄스파를 포함할 수 있다.More specifically, for example, the multi-pulse wave applying unit 10 includes a second pulse wave and a third pulse wave, which are pulse waves with a gradually higher power value, from the first pulse, which is the lowest power pulse pulse, and the reflected wave signal It may include a fourth pulse wave, a fifth pulse wave, a sixth pulse wave, and a seventh pulse wave, which are pulse waves of the maximum power value set to detect.

다중 펄스파 인가부(10)는, 상기 제 1 펄스파 내지 상기 제 7 펄스파가 하나의 세트로 구성된 다중 펄스파 세트를 반복적으로 인가하여 대상물(T)을 감지하기 위하여 지속적으로 인가할 수 있다.The multi-pulse wave applying unit 10 may continuously apply the multi-pulse wave set consisting of one set of the first pulse wave to the seventh pulse wave repeatedly to sense the object T. .

또한, 다중 펄스파 인가부(10)에서 방출된 상기 제 1 펄스파 내지 상기 제 7 펄스파는 모두 일정 개수 이상의 동일 크기의 파워값을 갖는 펄스파를 각각 포함할 수 있다.In addition, all of the first to seventh pulsed waves emitted from the multiple pulsed wave applying unit 10 may each include pulsed waves having the same size or more power values.

파워값 선택부(20)는, 포토 다이오드(PD)에서 상기 레이저광들 중 어느 하나에 의한 반사파가 검출되면, 검출시 인가된 펄스파의 해당 파워값을 선택할 수 있다.The power value selection unit 20 may select a corresponding power value of the pulse wave applied at the time of detection when the reflected wave by any one of the laser lights is detected in the photodiode PD.

더욱 구체적으로 예를 들면, 파워값 선택부(20)는 다중 펄스파 인가부(10)에서 방출된 펄스파들 중에서 대상물(T)이 존재하는 경우 상기 대상물(T)에 반사된 반사파 신호가 검출되면 검출된 펄스파가 해당 파워값으로 선택될 수 있다.More specifically, for example, when the object T is present among the pulse waves emitted from the multi-pulse wave applying unit 10, the power value selecting unit 20 detects the reflected wave signal reflected on the object T The detected pulse wave can be selected as a corresponding power value.

레이저 다이오드(LD)는, 레이저 동작을 시키기 위한 전극을 2개 가지고 있는 반도체 레이저일 수 있다. 더욱 구체적으로, 레이저 다이오드(LD)는, 3개의 층으로 구성되며, 활성층인 GaAs가 AlxGa1-xAs에 의하여 사이에 낀 형태로 구성될 수 있다. 상기 GaAs의 굴절률 n1, AlxGa1-xAs의 굴절률 n2는 활성층에서 발생한 빛을 격납할 수 있게 설계될 수 있고, 발생한 빛은 상기 활성층의 측면에서 방사될 수 있다. 또한, 상기 활성층의 두께는 보통 발생하는 빛의 파장보다 작게 할 수 있으며, 빛이나 전자에 의한 여기(勵起)와 달라, 단지 전류를 흘리기만 하면 반전 분포를 달성할 수 있어서 다루기가 쉬운 장점이 있다.The laser diode LD may be a semiconductor laser having two electrodes for laser operation. More specifically, the laser diode LD is composed of three layers, and the active layer GaAs may be formed in a form sandwiched by AlxGa1-xAs. The refractive index n1 of the GaAs and the refractive index n2 of AlxGa1-xAs may be designed to contain light generated in the active layer, and the generated light may be emitted from the side of the active layer. In addition, the thickness of the active layer can be made smaller than the wavelength of light that normally occurs, and it is different from excitation by light or electrons. have.

이와 같이, 레이저 다이오드(LD)에서 발생된 펄스파는 광학계(Optical system)를 통해서 대상물을 향해 송신될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 광학계는, 빛의 반사 및 굴절을 이용해서 빛에너지를 전송하기 위한 반사 거울과 렌즈, 프리즘 등의 조합으로 이루어질 수 있다.As described above, the pulse wave generated by the laser diode LD may be transmitted toward an object through an optical system. More specifically, the optical system may be formed of a combination of a reflective mirror, a lens, and a prism for transmitting light energy using reflection and refraction of light.

포토 다이오드(PD)는, 상기 레이저광이 상기 대상물에 반사되어 되돌아온 반사파를 수신할 수 있으며, 상기 반사파를 전기 신호로 변환할 수 있다.The photodiode PD may receive the reflected wave from which the laser light is reflected by the object and return, and convert the reflected wave into an electrical signal.

더욱 구체적으로, 포토 다이오드(PD)는, 광 신호를 전기 신호로 변환하는 반도체로서, PN 접합이나 PIN 구조로 되어있으며, 충분한 광자 에너지의 빛이 다이오드를 타격하면 이동전자와 양의 전하 정공이 생겨서 전자가 활동하며, 접합의 공핍층(depletion region)에서 흡수작용을 하면, 이런 캐리어는 상기 공핍층의 세워진 필드에 의하여 흘려 보내 광전류를 생성할 수 있다.More specifically, a photodiode (PD) is a semiconductor that converts an optical signal into an electrical signal, and has a PN junction or PIN structure, and when sufficient photon energy strikes the diode, mobile electrons and positive charge holes are generated. When the electrons are active and absorb in the depletion region of the junction, these carriers can flow through the erected field of the depletion layer to generate photocurrent.

파워값 제한부(30)는, 다중 펄스파 인가부(10)에서 인가될 상기 펄스파들을 상기 해당 파워값 이하로 제한할 수 있다.The power value limiting unit 30 may limit the pulse waves to be applied by the multiple pulse wave applying unit 10 to be less than or equal to the corresponding power value.

파워값 제한부(30)는, 다중 펄스파 인가부(10)가 낮은 파워값의 펄스파부터 점차로 높은 파워값의 펄스파까지 인가하는 도중, 파워값 선택부(20)에서 상기 해당 파워값이 선택되면, 상기 해당 파워값과 동일한 파워값으로 상기 N개의 펄스파가 인가될 때까지 펄스파의 파워값을 제한할 수 있다.The power value limiting unit 30, while the multiple pulse wave applying unit 10 is applied from a low power value pulse wave to a gradually high power value pulse wave, the power value selecting unit 20 applies the corresponding power value. When selected, the power value of the pulse wave can be limited until the N pulse waves are applied with the same power value as the corresponding power value.

더욱 구체적으로 예를 들면, 파워값 제한부(30)는, 파워값 선택부(20)에서 선택된 상기 해당 파워값 이후에 인가되는 펄스파들은 모두 동일한 펄스파의 파워값을 인가하도록 제한할 수 있다.More specifically, for example, the power value limiter 30 may limit all pulse waves applied after the corresponding power value selected by the power value selector 20 to apply a power value of the same pulse wave. .

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 장치(100)는, 파워값 회복부(40), ToF 비교부(50)를 더 포함할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 1, the lidar signal processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may further include a power value recovery unit 40 and a ToF comparison unit 50.

파워값 회복부(40)는, 일정한 시간 동안, 포토 다이오드(PD)에서 반사파가 검출되지 않으면, 다중 펄스파 인가부(10)에 상기 펄스파들의 파워값을 회복시킬 수 있다.The power value recovery unit 40 may restore the power values of the pulse waves to the multi-pulse wave application unit 10 when a reflected wave is not detected in the photodiode PD for a certain period of time.

더욱 구체적으로 예를 들면, 파워값 회복부(40)는, 파워값 제한부(30)에서 상기 해당 파워값과 그 이후에 인가되는 펄스파들의 파워값이 상기 대상물(T)에 반사되어 반사파가 검출되다가, 상기 대상물(T)의 거리가 멀어져 더 이상 반사파가 검출되지 않을 경우에 다른 대상물의 검지할 수 있도록 펄스파의 파워값을 다시 높일 수 있다.More specifically, for example, in the power value recovery unit 40, the power value of the corresponding power value and the pulse waves applied thereafter in the power value limiting unit 30 is reflected on the object T and reflected waves are generated. When it is detected, when the distance of the object T increases and the reflected wave is no longer detected, the power value of the pulse wave can be increased again to detect other objects.

ToF 비교부(50)는, 다중 펄스파 인가부(10)에서 인가된 펄스파들을 포토 다이오드(PD)에서 검출하여 검출된 펄스파들을 비교할 수 있다.The ToF comparator 50 may compare the pulse waves detected by detecting the pulse waves applied by the multiple pulse wave applying unit 10 by the photodiode PD.

ToF(Time Of Flight)는 펄스파의 비행시간을 뜻하는 것으로, 비행시간 거리측정법에 의해 산출될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 비행시간 거리측정법은, 펄스파가 발사된 기준 시점과 물체에서 반사되어 되돌아온 반사파의 검출시점 사이의 시간차를 측정하여 거리를 측정하는 원리일 수 있다.ToF (Time Of Flight) means the flight time of a pulse wave, and can be calculated by a flight time distance measurement method. More specifically, the flight time distance measurement method may be a principle of measuring a distance by measuring a time difference between a reference time point at which a pulse wave is fired and a detection time point of a reflected wave reflected back from an object.

이러한, 상기 비행시간 거리측정법은, 수m ~ 수백 km 영역의 긴 영역에서 거리 모호성(distance ambiguity) 없이 거리를 측정할 수 있다는 장점이 있고, 비교적 구현 방법이 간단하기 때문에 조선 산업, 항공 산업과 같은 거대제조업 분야에서의 3차원 형상 측정을 비롯하여 토목, 건축, 도시개발에 필요한 지상기반(Groundborne) 또는 비행체기반(Airborne)의 측지측량(Geodetic survey) 분야에 적용되고 있으며, 특히 인공위성 레이저 추적 시스템(SLR), 레이저 고도계(laser altimeter) 및 인공위성간의 거리측정과 같은 우주개발 분야에도 다양하게 응용되고 있다.Such a flight time distance measurement method has an advantage of being able to measure a distance without distance ambiguity in a long area of several m to several hundred km, and is relatively simple to implement, such as the shipbuilding industry and the aviation industry. It is applied to the groundborne or airborne geodetic survey required for civil engineering, architecture, and urban development, as well as 3D shape measurement in the field of large manufacturing industry, especially satellite laser tracking system (SLR) ), Laser altimeter, and artificial satellites.

ToF 비교부(50)는 레이저 다이오드(LD)에서 인가되는 펄스파들이 반사되어 검출되면 검출된 펄스파들을 계산하여 거리를 산출할 수 있고, 검출된 펄스파들을 비교하여 대상물(T)의 거리변화를 산출할 수 있다.The ToF comparator 50 may calculate the distance by calculating the detected pulse waves when the pulse waves applied from the laser diode LD are reflected and detected, and compare the detected pulse waves to change the distance of the object T Can be calculated.

도 2 및 도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 라이다 신호 처리 방법을 나타내는 순서도이다.2 and 3 are flowcharts illustrating a method for processing a lidar signal according to various embodiments of the present invention.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른, 라이다 신호 처리 방법은, 다중 펄스파 인가 단계(S10), 파워값 선택 단계(S20), 파워값 제한 단계(S30), 파워값 회복 단계(S40), ToF 비교 단계(S50)를 포함할 수 있다.2 and 3, according to an embodiment of the present invention, the lidar signal processing method includes a multi-pulse wave application step (S10), a power value selection step (S20), and a power value limiting step (S30). ), A power value recovery step (S40), and a ToF comparison step (S50).

다중 펄스파 인가 단계(S10)는, 레이저 다이오드(LD)에서 다양한 크기의 레이저광들이 발생될 수 있도록 다양한 파워값을 가진 펄스파들을 인가할 수 있다.The multiple pulse wave application step S10 may apply pulse waves having various power values so that laser lights of various sizes may be generated in the laser diode LD.

다중 펄스파 인가 단계(S10)는, 기준이 되는 제 1 펄스파를 인가하는 제 1 펄스파 인가 단계(S11)와, 상기 제 1 펄스파 보다 큰 파워값을 가지는 제 N-1 펄스파를 인가하는 제 N-1 펄스파 인가 단계(S12) 및 상기 제 N-1 펄스파 보다 큰 파워값을 가지는 제 N 펄스파를 인가하는 제 N 펄스파 인가 단계(S13)를 포함할 수 있다.In the multi-pulse wave application step (S10), a first pulse wave application step (S11) of applying a reference first pulse wave and a N-1 pulse wave having a power value greater than the first pulse wave are applied. The N-1 pulse wave application step (S12) and the Nth pulse wave application step (S13) of applying the Nth pulse wave having a power value greater than the N-1 pulse wave may be included.

다중 펄스파 인가 단계(S10)는, 상기 제 1 펄스파 인가 단계(S11)부터 상기 제 N 펄스파 인가 단계(S13)까지 N개의 펄스파로 이루어지는 복수개의 다중 펄스파 세트를 반복적으로 인가할 수 있다.In the multi-pulse wave application step S10, a plurality of multi-pulse wave sets consisting of N pulse waves may be repeatedly applied from the first pulse wave application step S11 to the N-th pulse wave application step S13. .

이때, 상기 제 1 펄스파는 제 1 펄스파 인가 단계(S11)에서 동일한 파워값을 가지는 복수개의 펄스파 세트로 형성될 수 있고, 상기 제 N-1 펄스파는 제 N-1 펄스파 인가 단계(S12)에서 동일한 파워값을 가지는 복수개의 펄스파 세트로 형성될 수 있고, 상기 제 N 펄스파는 제 N 펄스파 인가 단계(S13)에서 동일한 파워값을 가지는 복수개의 펄스파 세트로 형성될 수 있다.In this case, the first pulse wave may be formed of a plurality of pulse wave sets having the same power value in the first pulse wave application step (S11), and the N-1 pulse wave is applied to the N-1 pulse wave step (S12). ) May be formed of a plurality of pulse wave sets having the same power value, and the Nth pulse wave may be formed of a plurality of pulse wave sets having the same power value in the Nth pulse wave application step (S13).

파워값 선택 단계(S20)는, 포토 다이오드(PD)에서 상기 레이저광들 중 어느 하나에 의한 반사파가 검출되면, 검출시 인가된 펄스파의 해당 파워값을 선택할 수 있다.In the power value selection step (S20), when a reflected wave by any one of the laser lights is detected in the photodiode PD, a corresponding power value of the pulse wave applied upon detection may be selected.

파워값 제한 단계(S30)는, 다중 펄스파 인가 단계(S10)에서 인가될 상기 펄스파들을 상기 해당 파워값 이하로 제한할 수 있다.In the power value limiting step S30, the pulse waves to be applied in the multi-pulse wave application step S10 may be limited to below the corresponding power value.

더욱 구체적으로, 파워값 제한 단계(S30)는, 다중 펄스파 인가 단계(S10)에서 상기 제 1 펄스파 부터 상기 제 N 펄스파 까지 인가하는 도중, 파워값 선택 단계(S20)에서 상기 해당 파워값이 선택되면, 상기 해당 파워값과 동일한 파워값으로 상기 N개의 펄스파가 인가될 때까지 펄스파의 파워값을 제한할 수 있다.More specifically, the power value limiting step (S30), while applying from the first pulse wave to the Nth pulse wave in the multiple pulse wave application step (S10), the corresponding power value in the power value selection step (S20) When is selected, the power value of the pulse wave can be limited until the N pulse waves are applied with the same power value as the corresponding power value.

도 3에 도시된 바와 같이, 파워값 회복 단계(S40)는, 파워값 제한 단계(S30) 이후에 일정한 시간 동안, 포토 다이오드(PD)에서 반사파가 검출되지 않으면, 다중 펄스파 인가 단계(S10)에서 상기 펄스파들의 파워값을 회복시킬 수 있다.As shown in FIG. 3, in the power value recovery step (S40), if a reflected wave is not detected in the photodiode PD for a period of time after the power value limiting step (S30), a multi-pulse wave application step (S10) In the power value of the pulse waves can be recovered.

도 3에 도시된 바와 같이, ToF 비교 단계(S50)는, 다중 펄스파 인가 단계(S10) 이후에 다중 펄스파 인가 단계(S10)에서 인가된 펄스파들을 포토 다이오드(PD)에서 검출하여 검출된 펄스파들을 비교할 수 있다.3, the ToF comparison step (S50) is detected by detecting the pulse waves applied in the multiple pulse wave application step (S10) after the multiple pulse wave application step (S10) in the photodiode (PD). Pulse waves can be compared.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리를 나타내는 동작 흐름도이다.4 is an operation flowchart showing a lidar signal processing according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 차 펄스파를 인가하고, 상기 제 1 차 펄스파 보다 큰 파워를 가지는 펄스파를 반복적으로 인가하여, 제 N 차 펄스파 까지 펄스파를 인가할 수 있다.As illustrated in FIG. 4, the first pulse wave may be applied, and a pulse wave having a power greater than that of the first pulse wave may be repeatedly applied to apply the pulse wave up to the Nth pulse wave.

상기 제 1 차 펄스파에서 상기 제 N 차 펄스파 까지 인가된 펄스파의 반사파인 유효 반사 펄스가 수신되면 상기 반사파를 분석하여 상기 대상물(T)까지 거리를 출력할 수 있다.When an effective reflection pulse, which is a reflection wave of a pulse wave applied from the first pulse wave to the Nth pulse wave, is received, the reflected wave may be analyzed to output a distance to the object T.

상기 유효 반사 펄스가 수신되어 상기 대상물(T)이 감지되면, 상술한 바와 같이 라이다 신호 처리 장치(100)를 사용하여, 유효 반사 펄스가 수신된 펄스파 보다 낮은 파워값의 펄스파를 인가하여 상기 대상물(T)을 감지할 수 있다.When the effective reflected pulse is received and the object T is sensed, a pulse wave having a power value lower than that of the received pulsed wave is applied by using the rider signal processing apparatus 100 as described above. The object T can be detected.

그러나, 상기 유효 반사 펄스가 수신되지 않으면 반복적으로 다음 펄스파를 인가할 수 있으며, 대상물이 존재하지 않을 경우, 지속적으로 상기 유효 반사 펄스가 수신되지 않을 수 있다However, if the effective reflection pulse is not received, the next pulse wave may be repeatedly applied. If the object does not exist, the effective reflection pulse may not be continuously received.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 장치의 대상물에 따른 펄스파의 파워값을 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the power value of a pulse wave according to an object of a lidar signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 다중 펄스파 인가부(10)에서 가장 낮은 파워값의 펄스파인 제 1 펄스부터 점차 높은 파워값의 펄스파인 제 2 펄스파, 제 3 펄스파를 인가할 수 있으며, 반사파 신호를 감지할 수 있도록 설정된 최대 파워값의 펄스파인 제 4 펄스파, 제 5 펄스파, 제 6 펄스파, 제 7 펄스파를 인가할 수 있다.1 and 5, the second pulse wave and the third pulse wave, which are the pulse waves of the higher power value, are gradually applied from the first pulse, which is the lowest power pulse pulse, in the multiple pulse wave applying unit 10. In addition, the fourth pulse wave, the fifth pulse wave, the sixth pulse wave, and the seventh pulse wave, which are pulse waves of the maximum power value set to detect the reflected wave signal, may be applied.

상기와 같이, 제 1 펄스파부터 제 7 펄스파까지 첫 번째 세트가 인가된 후, 동일한 패턴의 파워값을 가지는 펄스파들이 반복되어 두 번째 세트, 세 번째 세트, 네 번째 세트 등 복수개의 펄스파들이 인가될 수 있다.As described above, after the first set is applied from the first pulse wave to the seventh pulse wave, pulse waves having a power value of the same pattern are repeated so that a plurality of pulse waves, such as a second set, a third set, and a fourth set This can be applied.

또한, 제 1 펄스파 내지 제 7 펄스파는 각각 한 번의 출력 펄스일 수 있으며, 일정 개수이상의 동일 크기의 복수개의 출력 펄스일 수도 있다.Further, each of the first pulse wave to the seventh pulse wave may be one output pulse, or may be a plurality of output pulses having the same size or more.

도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 대상물(T)이 라이다 신호 처리 장치(100)에 접근하여 다중 펄스파 인가부(10)에서 방출된 펄스파들 중 세 번째 세트의 제 4 펄스파에 반사되어 반사파 신호로 검출되었다면, 파워값 선택부(20)에서 검출시 인가된 파워값인 제 4 펄스파가 해당 파워값으로 선택될 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 5, the object T approaches the lidar signal processing apparatus 100 and the fourth pulse wave of the third set among the pulse waves emitted from the multi-pulse wave application unit 10 If it is reflected and detected as a reflected wave signal, the fourth pulse wave, which is the power value applied when detected by the power value selector 20, may be selected as the corresponding power value.

파워값 선택부(20)에서 선택된 상기 해당 파워값인 상기 제 4 펄스파 이후에 인가되는 제 5 펄스파, 제 6 펄스파, 제 7 펄스파는 상기 제 4 펄스파와 동일한 펄스파의 파워값을 인가하도록 파워값 제한부(30)에서 제한될 수 있다. 그리하여, 제 5 펄스파, 제 6 펄스파, 제 7 펄스파는 상기 대상물(T)에 반사파로 검출된 제 4 펄스파와 같은 파워값으로 인가될 수 있다.The fifth pulse wave, the sixth pulse wave, and the seventh pulse wave applied after the fourth pulse wave, which is the corresponding power value selected by the power value selector 20, apply a power value of the same pulse wave as the fourth pulse wave. So the power value limiter 30 may be limited. Thus, the fifth pulse wave, the sixth pulse wave, and the seventh pulse wave may be applied to the object T with the same power value as the fourth pulse wave detected as the reflected wave.

이어서, 상기 대상물(T)이 라이다 신호 처리 장치(100)에 더욱 접근하여 다중 펄스파 인가부(10)에서 방출된 펄스파들 중 네 번째 세트의 제 3 펄스파에 반사되어 반사파 신호로 검출되었다면, 파워값 선택부(20)에서 검출시 인가된 파워값인 제 3 펄스파가 해당 파워값으로 재선택될 수 있다. 그리하여, 재선택된 상기 해당 파워값인 네 번째 세트의 상기 제 3 펄스파 이후에 인가되는 네 번째 세트의 제 4 펄스파, 제 5 펄스파, 제 6 펄스파, 제 7 펄스파는 상기 제 3 펄스파와 동일한 펄스파의 파워값을 인가하도록 파워값 제한부(30)에서 제한되어, 상기 대상물(T)에 반사파로 검출된 제 3 펄스파와 같은 파워값으로 인가될 수 있다.Subsequently, if the object T is further approached to the lidar signal processing apparatus 100 and is reflected by the third pulse wave of the fourth set among the pulse waves emitted from the multi-pulse wave applying unit 10, it is detected as a reflected wave signal. , A third pulse wave, which is a power value applied upon detection by the power value selector 20, may be reselected as a corresponding power value. Thus, the fourth pulse wave, the fifth pulse wave, the sixth pulse wave, and the seventh pulse wave applied after the third pulse wave of the fourth set, which is the reselected corresponding power value, are the third pulse wave. The power value limiter 30 is limited to apply the same pulse wave power value, and the target object T may be applied with the same power value as the third pulse wave detected as the reflected wave.

이어서, 상기 대상물(T)이 라이다 신호 처리 장치(100)에 더욱 더 접근하여 다중 펄스파 인가부(10)에서 방출된 펄스파들 중 다섯 번째 세트의 제 2 펄스파에 반사되어 반사파 신호로 검출되었다면, 파워값 선택부(20)에서 검출시 인가된 파워값인 제 2 펄스파가 해당 파워값으로 재선택될 수 있다. 그리하여, 재선택된 상기 해당 파워값인 다섯 번째 세트의 상기 제 2 펄스파 이후에 인가되는 다섯 번째 세트의 제 3 펄스파, 제 4 펄스파, 제 5 펄스파, 제 6 펄스파, 제 7 펄스파는 상기 제 2 펄스파와 동일한 펄스파의 파워값을 인가하도록 파워값 제한부(30)에서 제한되어, 상기 대상물(T)에 반사파로 검출된 제 2 펄스파와 같은 파워값으로 인가될 수 있다.Subsequently, the object T is further approached to the lidar signal processing apparatus 100 to be reflected by the second pulse wave of the fifth set of pulse waves emitted from the multi-pulse wave application unit 10 and detected as a reflected wave signal. If so, the second pulse wave, which is the power value applied upon detection by the power value selector 20, may be reselected as the corresponding power value. Thus, the fifth pulse wave, the fourth pulse wave, the fifth pulse wave, the sixth pulse wave, and the seventh pulse wave applied after the second pulse wave of the fifth set, the reselected corresponding power value, The power value limiter 30 is limited to apply the power value of the same pulse wave as that of the second pulse wave, so that it can be applied to the object T with the same power value as the second pulse wave detected as a reflected wave.

이와 같이, 상기 대상물(T)이 라이다 신호 처리 장치(100)에 접근하여 반사파가 검출될 경우 검출된 반사파와 이하의 출력으로 파워값을 제한하여 레이저 다이오드가 소모하는 전력을 최소화하고, 레이저 다이오드의 발열을 최소화 할 수 있다.As described above, when the object T approaches the lidar signal processing apparatus 100 and the reflected wave is detected, the power value of the laser diode is minimized by limiting the power value to the detected reflected wave and the output below, and the laser diode Can minimize the fever.

이어서, 도시되지 않았지만, 상기 파워값 제한부에서 마지막으로 제한된 상기 해당 파워값인 상기 제 3 펄스파와 상기 제 4 펄스파, 제 5 펄스파, 제 6 펄스파, 제 7 펄스파가 상기 대상물(T)에 반사되어 반사파가 검출되다가, 상기 대상물(T)의 거리가 멀어져 더 이상 반사파가 검출되지 않을 경우에는 파워값 회복부(40)에서 다시 상기 대상물(T) 또는 다른 대상물을 검지할 수 있도록 펄스파의 파워값을 다시 회복할 수 있다.Subsequently, although not shown, the third pulse wave, the fourth pulse wave, the fifth pulse wave, the sixth pulse wave, and the seventh pulse wave, which are the corresponding power values last limited by the power value limiter, are the object T ) When the reflected wave is detected and the distance of the object (T) is farther away and the reflected wave is no longer detected, the power value recovery unit (40) is able to detect the object (T) or another object again. Spa power values can be restored.

이로써, 레이저 다이오드의 펄스의 크기를 단계적으로 제어하여 레이저 다이오드의 열에 의한 성능 저하를 방지할 수 있으며, 레이저 다이오드의 구동 반도체의 로드를 감소시킬 수 있고, 최대 측정 거리를 향상 시킬 수 있으며, 레이저 다이오드의 발열에 대한 문제점을 해결하고, 효율적인 사용을 통하여 최대 측정거리가 향상되는 효과를 가지고 있으며, 높은 출력을 내기 위하여 제작된 라이다 장치의 물리적 크기를 감소시키는 효과를 가질 수 있다.Accordingly, the pulse size of the laser diode can be controlled stepwise to prevent performance degradation due to heat of the laser diode, reduce the load of the driving semiconductor of the laser diode, improve the maximum measurement distance, and improve the laser diode. It solves the problem of heat generation, has the effect of improving the maximum measurement distance through efficient use, and can have the effect of reducing the physical size of the lidar device manufactured to produce a high output.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10 : 다중 펄스파 인가부
20 : 파워값 선택부
30 : 파워값 제한부
40 : 파워값 회복부
50 : ToF 비교부
LD : 레이저 다이오드
PD : 포토 다이오드
10: multiple pulse wave application unit
20: power value selection unit
30: power value limiter
40: power value recovery unit
50: ToF comparison unit
LD: laser diode
PD: photo diode

Claims (11)

레이저 다이오드에서 다양한 크기의 레이저광들이 발생될 수 있도록 다양한 파워값을 가진 펄스파들을 인가하는 다중 펄스파 인가부;
포토 다이오드에서 상기 레이저광들 중 어느 하나에 의한 반사파가 검출되면, 검출시 인가된 펄스파의 해당 파워값을 선택하는 파워값 선택부; 및
상기 다중 펄스파 인가부에서 인가될 상기 펄스파들을 상기 해당 파워값 이하로 제한하는 파워값 제한부;
를 포함하고,
상기 다중 펄스파 인가부는,
낮은 파워값의 펄스파부터 점차로 높은 파워값의 펄스파까지 N개의 펄스파로 이루어지는 복수개의 다중 펄스파 세트를 반복적으로 인가하고,
일정한 시간 동안, 상기 포토 다이오드에서 반사파가 검출되지 않으면, 상기 다중 펄스파 인가부에 상기 펄스파들의 파워값을 회복시키는 파워값 회복부;를 더 포함하고,
상기 포토 다이오드에서 상기 레이저광들 중 어느 하나에 의한 반사파가 검출되지 않으면 상기 다중 펄스파 인가부에서 상기 다중 펄스파 세트를 반복적으로 인가하고,
상기 포토 다이오드에서 상기 레이저광들 중 어느 하나에 의한 반사파가 검출되면 상기 다중 펄스파 인가부에서 인가될 상기 다중 펄스파 세트의 펄스파들을 상기 파워값 선택부에서 선택된 상기 해당 파워값 이하로 상기 파워값 제한부에서 제한하고,
상기 파워값 선택부에서 선택된 펄스파의 상기 해당 파워값으로 인가되어 대상물에 반사된 반사파 보다, 대상물의 거리가 더 가까운 반사파가 상기 포토 다이오드에서 검출되면, 상기 파워값 제한부에서, 상기 파워값 선택부에서 선택된 펄스파의 해당 파워값 보다 더 낮은 펄스파의 파워값으로 제한하는, 라이다 신호 처리 장치.
A multiple pulse wave applying unit for applying pulse waves having various power values so that laser lights of various sizes can be generated in the laser diode;
A power value selector configured to select a corresponding power value of the applied pulse wave when detecting a reflected wave by any one of the laser lights in the photodiode; And
A power value limiter configured to limit the pulse waves to be applied by the multi-pulse wave application unit to below the corresponding power value;
Including,
The multiple pulse wave applying unit,
A plurality of multiple pulse wave sets consisting of N pulse waves are repeatedly applied from a low power value pulse wave to a gradually high power value pulse wave,
It further includes a power value recovery unit for recovering the power value of the pulse waves to the multi-pulse wave application unit when a reflected wave is not detected in the photodiode for a certain period of time,
If the reflected wave by any one of the laser lights is not detected in the photodiode, the multi-pulse wave application unit repeatedly applies the multi-pulse wave set,
When the reflected wave by any one of the laser lights is detected in the photodiode, the powers of the pulses of the multi-pulse wave set to be applied by the multi-pulse wave application unit are equal to or less than the corresponding power value selected by the power value selection unit. Limited by the value limit,
When the photodiode detects a reflected wave having a distance closer to the target than the reflected wave applied to the target power of the pulse wave selected by the power value selector and reflected to the target object, the power value limiter selects the power value A lidar signal processing device for limiting to a power value of a pulse wave lower than a corresponding power value of the pulse wave selected by the unit.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 파워값 제한부는,
상기 다중 펄스파 인가부가 낮은 파워값의 펄스파부터 점차로 높은 파워값의 펄스파까지 인가하는 도중, 상기 파워값 선택부에서 상기 해당 파워값이 선택되면, 상기 해당 파워값과 동일한 파워값으로 상기 N개의 펄스파가 인가될 때까지 펄스파의 파워값을 제한하는, 라이다 신호 처리 장치.
According to claim 1,
The power value limiting unit,
When the multi-pulse wave application unit applies a low power value pulse wave to a progressively high power value pulse wave, and when the corresponding power value is selected in the power value selection unit, the N has the same power value as the corresponding power value. A lidar signal processing device that limits the power value of a pulse wave until two pulse waves are applied.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 다중 펄스파 인가부에서 인가된 펄스파들을 상기 포토 다이오드에서 검출하여 검출된 펄스파들을 비교하는 ToF 비교부;
를 더 포함하는, 라이다 신호 처리 장치.
According to claim 1,
A ToF comparator that detects pulse waves applied by the multiple pulse wave applying unit and compares the detected pulse waves by the photodiode;
The lidar signal processing apparatus further comprising a.
레이저 다이오드에서 다양한 크기의 레이저광들이 발생될 수 있도록 다양한 파워값을 가진 펄스파들을 인가하는 다중 펄스파 인가 단계;
포토 다이오드에서 상기 레이저광들 중 어느 하나에 의한 반사파가 검출되면, 검출시 인가된 펄스파의 해당 파워값을 선택하는 파워값 선택 단계; 및
상기 다중 펄스파 인가 단계에서 인가될 상기 펄스파들을 상기 해당 파워값 이하로 제한하는 파워값 제한 단계;
를 포함하고,
상기 다중 펄스파 인가 단계는,
기준이 되는 제 1 펄스파를 인가하는 제 1 펄스파 인가 단계;
상기 제 1 펄스파 보다 큰 파워값을 가지는 제 N-1 펄스파를 인가하는 제 N-1 펄스파 인가 단계; 및
상기 제 N-1 펄스파 보다 큰 파워값을 가지는 제 N 펄스파를 인가하는 제 N 펄스파 인가 단계;
를 포함하고,
상기 다중 펄스파 인가 단계는 상기 제 1 펄스파 인가 단계부터 상기 제 N 펄스파 인가 단계까지 N개의 펄스파로 이루어지는 복수개의 다중 펄스파 세트를 반복적으로 인가하고,
상기 파워값 제한 단계 이후에,
일정한 시간 동안, 상기 포토 다이오드에서 반사파가 검출되지 않으면, 상기 다중 펄스파 인가 단계에서 상기 펄스파들의 파워값을 회복시키는 파워값 회복 단계;를 더 포함하고,
상기 포토 다이오드에서 상기 레이저광들 중 어느 하나에 의한 반사파가 검출되지 않으면 상기 다중 펄스파 인가 단계에서 상기 다중 펄스파 세트를 반복적으로 인가하고,
상기 포토 다이오드에서 상기 레이저광들 중 어느 하나에 의한 반사파가 검출되면 상기 다중 펄스파 인가 단계에서 인가될 상기 다중 펄스파 세트의 펄스파들을 상기 파워값 선택 단계에서 선택된 상기 해당 파워값 이하로 상기 파워값 제한 단계에서 제한하고,
파워값 선택부에서 선택된 펄스파의 상기 해당 파워값으로 인가되어 대상물에 반사된 반사파 보다, 대상물의 거리가 더 가까운 반사파가 상기 포토 다이오드에서 검출되면, 상기 파워값 제한 단계에서, 상기 파워값 선택 단계에서 선택된 펄스파의 해당 파워값 보다 더 낮은 펄스파의 파워값으로 제한하는, 라이다 신호 처리 방법.
A multiple pulse wave application step of applying pulse waves having various power values so that laser lights of various sizes can be generated in the laser diode;
A power value selection step of selecting a corresponding power value of the applied pulse wave when detecting the reflected wave by any one of the laser lights in the photodiode; And
A power value limiting step of limiting the pulse waves to be applied in the multiple pulse wave application step to below the corresponding power value;
Including,
The multi-pulse wave application step,
A first pulse wave application step of applying a reference first pulse wave;
An N-1 pulse wave application step of applying a N-1 pulse wave having a power value greater than the first pulse wave; And
An N-th pulse wave application step of applying an N-th pulse wave having a power value greater than that of the N-1 pulse wave;
Including,
In the multi-pulse wave application step, a plurality of multi-pulse wave sets consisting of N pulse waves are repeatedly applied from the first pulse wave application step to the N-th pulse wave application step,
After the power value limiting step,
Further comprising, if a reflected wave is not detected in the photodiode for a certain period of time, a power value recovery step of restoring the power values of the pulse waves in the step of applying the multiple pulse waves;
If the reflected wave by any one of the laser lights is not detected in the photodiode, the multiple pulse wave set is repeatedly applied in the multiple pulse wave application step,
When the reflected wave by any one of the laser lights is detected in the photodiode, the power of the pulse waves of the multi-pulse wave set to be applied in the multi-pulse wave application step is equal to or less than the corresponding power value selected in the power value selection step. Limit in the value limit phase,
If the photodiode detects a reflected wave having a distance closer to the object than the reflected wave applied to the object with the corresponding power value of the pulse wave selected by the power value selector, in the power value limiting step, the power value selecting step A method for processing a lidar signal, limiting to a power value of a pulse wave lower than a corresponding power value of the pulse wave selected in.
삭제delete 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 펄스파 인가 단계에서 상기 제 1 펄스파는 동일한 파워값을 가지는 복수개의 펄스파 세트로 형성되고,
상기 제 N-1 펄스파 인가 단계에서 상기 제 N-1 펄스파는 동일한 파워값을 가지는 복수개의 펄스파 세트로 형성되고,
상기 제 N 펄스파 인가 단계에서 상기 제 N 펄스파는 동일한 파워값을 가지는 복수개의 펄스파 세트로 형성되는, 라이다 신호 처리 방법.
The method of claim 6,
In the first pulse wave application step, the first pulse wave is formed of a plurality of pulse wave sets having the same power value,
In the step of applying the N-1 pulse wave, the N-1 pulse wave is formed of a plurality of pulse wave sets having the same power value,
In the Nth pulse wave application step, the Nth pulse wave is formed of a plurality of pulse wave sets having the same power value.
제 6 항에 있어서,
상기 파워값 제한 단계는,
상기 다중 펄스파 인가 단계에서 상기 제 1 펄스파 부터 상기 제 N 펄스파 까지 인가하는 도중, 상기 파워값 선택 단계에서 상기 해당 파워값이 선택되면, 상기 해당 파워값과 동일한 파워값으로 상기 N개의 펄스파가 인가될 때까지 펄스파의 파워값을 제한하는, 라이다 신호 처리 방법.
The method of claim 6,
The power value limiting step,
During the application from the first pulse wave to the Nth pulse wave in the multiple pulse wave application step, if the corresponding power value is selected in the power value selection step, the N pearls have the same power value as the corresponding power value. A lidar signal processing method for limiting the power value of a pulse wave until a spar is applied.
삭제delete 제 6 항에 있어서,
상기 다중 펄스파 인가 단계 이후에,
상기 다중 펄스파 인가 단계에서 인가된 펄스파들을 상기 포토 다이오드에서 검출하여 검출된 펄스파들을 비교하는 ToF 비교 단계;
를 더 포함하는, 라이다 신호 처리 방법.
The method of claim 6,
After the step of applying the multiple pulse wave,
A ToF comparison step of comparing the pulse waves detected by detecting the pulse waves applied in the multiple pulse wave application step in the photodiode;
Further comprising, a lidar signal processing method.
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