KR102090502B1 - Distance measuring device and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 거리 측정 장치는 거리 측정용 빔을 물체에 발광하는 송광부와 상기 물체에서 반사되어 상기 거리 측정 장치로 모이는 빛을 감지하는 수광부와 상기 감지된 빛을 통해 제1 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제1 거리 값을 계산하는 제1 거리 계산부와 상기 감지된 빛을 통해 제2 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제2 거리 값을 계산하는 제2 거리 계산부 및 상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값을 기준 거리와 비교하고, 비교결과에 따라 가중치를 부여하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 최종 거리를 산정하는 제어부를 포함한다.The distance measuring device according to an embodiment of the present invention includes a light transmitting unit that emits a beam for distance measurement to an object, a light receiving unit that detects light reflected from the object and collects the distance measuring device, and a first measurement through the detected light. A second distance value between the distance measuring device and the object using a second measurement method through a first distance calculating unit and the sensed light to calculate a first distance value between the distance measuring device and the object using a method A second distance calculating unit for calculating and a control unit for comparing the first distance value and the second distance value with a reference distance, and assigning a weight according to the comparison result to calculate a final distance between the distance measuring device and the object Includes.

Description

거리 측정 장치 및 그 방법{DISTANCE MEASURING DEVICE AND METHOD THEREOF}DISTANCE MEASURING DEVICE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 거리 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a distance measuring device and method.

본 발명의 거리 측정 장치(이하 '거리 측정 장치')는 빛을 이용하여 거리 측정 장치와 주변 사물 사이의 거리를 측정한다. 빛을 이용하여 거리를 측정하는 방식은 삼각측량(triangulation) 방식, TOF(Time of Flight) 방식, 위상차(phase-shift)를 이용한 방식 등이 있다.The distance measuring device of the present invention (hereinafter referred to as a “distance measuring device”) uses light to measure the distance between the distance measuring device and surrounding objects. The method of measuring the distance using light includes a triangulation method, a time of flight (TOF) method, and a phase-shift method.

삼각측량 방식은 삼각측량법을 바탕으로 거리를 측정하는 방법이며, TOF 방식은 거리 측정 장치에서 빛을 발광한 시간과 그 발광된 빛이 주변 사물에 반사되어 거리측정 장치로 돌아오는 시간의 차이를 이용하여 거리 측정 장치와 주변 사물 사이의 거리를 계산하는 방법이다. 위상차를 이용한 방식은 일정한 주파수를 가진 신호를 이용하여 빛을 측정위치에 발광하고, 측정위치에 반사되어 거리 측정 장치로 돌아오는 빛을 이용하여 측정 신호를 생성하고, 측정 위치에 빛을 발광할 때 이용한 일정한 주파수를 가진 제어신호와 측정 측정위치에서 반사되어 거리 측정 장치로 돌아온 빛을 이용하여 생성한 측정 신호를 비교하여 위상차를 구하고, 구한 위상차를 기초로 거리를 측정하는 방법이다.The triangulation method is a method of measuring the distance based on the triangulation method, and the TOF method uses the difference between the time when the light is emitted from the distance measuring device and the time when the emitted light is reflected by nearby objects and returned to the distance measuring device. It is a method of calculating the distance between the distance measuring device and the surrounding objects. In the method using a phase difference, when a signal having a constant frequency emits light at a measurement position, generates a measurement signal using light reflected at the measurement position and returns to the distance measuring device, and emits light at the measurement position This method compares the control signal with a constant frequency used and the measurement signal generated using the light reflected from the measurement measurement position and returned to the distance measuring device to obtain a phase difference and measure the distance based on the obtained phase difference.

그러나, 삼각측량 방식은 거리 측정 장치와 물체와의 거리가 가까운 경우, 거리 측정 장치와 물체 간의 거리를 정확하게 측정할 수 있으나, 거리 측정 장치와 물체와의 거리가 멀어짐에 따라 거리 정밀도가 떨어지는 문제가 있고, TOF 방식은 대체적으로 일정한 거리 정밀도를 가지나, 삼각측량 방식에 비해 거리 측정 장치와 물체와의 거리가 가까운 경우, 거리 정밀도가 떨어지는 문제가 있다.However, the triangulation method can accurately measure the distance between the distance measuring device and the object when the distance between the distance measuring device and the object is close, but the distance accuracy decreases as the distance between the distance measuring device and the object increases. In general, the TOF method has a certain distance precision, but when the distance between the distance measuring device and the object is closer than that of the triangulation method, there is a problem that the distance precision is lowered.

본 발명은 삼각측량 방식과 TOF 방식을 모두 이용하여 거리 측정의 정확도를 향상시킬 수 있는 거리 측정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a distance measuring apparatus and a method capable of improving the accuracy of distance measurement using both a triangulation method and a TOF method.

본 발명의 일 실시 예에 따른 거리 측정 장치는 거리 측정용 빔을 물체에 발광하는 송광부와 상기 물체에서 반사되어 상기 거리 측정 장치로 모이는 빛을 감지하는 수광부와 상기 감지된 빛을 통해 제1 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제1 거리 값을 계산하는 제1 거리 계산부와 상기 감지된 빛을 통해 제2 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제2 거리 값을 계산하는 제2 거리 계산부 및 상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값을 기준 거리와 비교하고, 비교결과에 따라 가중치를 부여하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 최종 거리를 산정하는 제어부를 포함한다.The distance measuring device according to an embodiment of the present invention includes a light transmitting unit that emits a beam for distance measurement to an object, a light receiving unit that detects light reflected from the object and collects the distance measuring device, and a first measurement through the detected light. A second distance value between the distance measuring device and the object using a second measurement method through a first distance calculating unit and the sensed light to calculate a first distance value between the distance measuring device and the object using a method A second distance calculating unit for calculating and a control unit for comparing the first distance value and the second distance value with a reference distance, and assigning a weight according to the comparison result to calculate a final distance between the distance measuring device and the object Includes.

본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 장치의 거리 측정 방법은 거리 측정용 빔을 물체에 발광하는 단계와 상기 물체에서 반사되어 상기 거리 측정 장치로 모이는 빛을 감지하는 단계와 상기 감지된 빛을 통해 제1 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제1 거리 값을 계산하는 단계와 상기 감지된 빛을 통해 제2 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제2 거리 값을 계산하는 단계 및 상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값을 기준 거리와 비교하고, 비교결과에 따라 가중치를 부여하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 최종 거리를 산정하는 단계를 포함한다.The distance measuring method of the distance measuring device according to an embodiment of the present invention comprises the steps of emitting a beam for distance measurement to an object and detecting light reflected from the object and collected by the distance measuring device and through the sensed light. Calculating a first distance value between the distance measuring device and the object using a 1 measurement method and calculating a second distance value between the distance measuring device and the object using a second measurement method through the sensed light And comparing the first distance value and the second distance value with a reference distance, and calculating a final distance between the distance measuring device and the object by weighting according to the comparison result.

본 발명의 실시 예에 따르면, 삼각측량 방식과 TOF 방식을 모두 이용하여 거리 측정의 정확도를 크게 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to greatly improve the accuracy of distance measurement using both a triangulation method and a TOF method.

도 1은 삼각측량 방식을 이용한 거리 측정 장치의 기본적인 동작 방법을 보여준다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 거리 측정 장치의 기본적인 동작 방법을 나타내는 블록 구성도 이다.
도 3은 제어신호를 이용하여 일정 주파수를 가진 거리 측정용 빔을 측정위치에 발광하고, 발광한 거리 측정용 빔이 측정 위치에 반사되어 거리 측정 장치로 돌아오는 것을 보여준다.
도 4는 회전기판이 일정 각도로 회전한 모습을 위에서 본 모습으로 보여준다.
도 5는 전원 및 통신 연결부를 자세히 보여준다.
도 6과 도 7은 거리 측정 장치가 앞으로 이동하면서 거리 측정 위치를 수직 방향으로 이동하며 거리 측정 장치와 주변 사물 사이의 거리를 측정하는 예를 보여주고 있다.
도 8에서는 거리 측정 장치의 위아래의 위치를 바꾸어 송광부와 수광부의 위치를 바꾸어 거리 측정 장치를 구성하는 예를 보여준다.
도 9는 진공 청소 로봇에 탑재되어 사용되는 거리 측정 장치를 보여준다.
도 10은 본 발명의 또 실시 예에 따른 거리 측정 장치의 블록도를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 거리 측정 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 shows a basic operation method of a distance measuring device using a triangulation method.
2 is a block diagram showing a basic operation method of a distance measuring device according to an embodiment of the present invention.
3 shows that a beam for distance measurement having a predetermined frequency is emitted at a measurement position using a control signal, and the emitted beam for distance measurement is reflected at the measurement position and returned to the distance measurement device.
Figure 4 shows the rotating substrate rotated at a certain angle as seen from above.
5 shows the power and communication connections in detail.
6 and 7 illustrate an example of measuring a distance between a distance measuring device and surrounding objects while moving the distance measuring device in a vertical direction while the distance measuring device moves forward.
8 shows an example of configuring the distance measuring device by changing the positions of the light transmitting unit and the light receiving unit by changing the upper and lower positions of the distance measuring device.
9 shows a distance measuring device used in a vacuum cleaning robot.
10 is a view for explaining a block diagram of a distance measuring device according to another embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating an operation method of a distance measuring device according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명과 관련된 거리 측정 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 다양한 장치에 적용될 수 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다. 예를 들어 주변의 사물을 인식하여 동선을 정하는 로봇, 주변에서 일어나는 미세한 동작이나 주변 사물을 감지하는 장치, 앞을 보지 못하는 사람을 위해 주변의 장애물을 알려주는 장치, 사용자의 동작을 인식하는 장치 및 3차원 영상을 만드는 장치 등이 있다.Hereinafter, a distance measuring device related to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. Those skilled in the art will readily appreciate that the configuration according to the embodiments described herein can be applied to various devices. For example, a robot that recognizes objects in the vicinity and determines the movement line, a device that detects minute motions or objects in the surroundings, a device that notifies obstacles in the vicinity for a person who cannot see in front, a device that recognizes a user's motion, and There are devices that make 3D images.

다음은 도 1을 참고하여 삼각측량 방식을 이용한 거리 측정 방식의 기본적인 동작 방법을 설명한다.Next, a basic operation method of a distance measurement method using a triangulation method will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 삼각측량 방식을 이용한 거리 측정 장치의 기본적인 동작 방법을 나타내는 블록 구성도(block diagram)이다.1 is a block diagram showing a basic operation method of a distance measuring device using a triangulation method.

상기 거리 측정 장치(100)는 송광부(110)와 수광부(120)를 포함한다.The distance measuring device 100 includes a light transmitting unit 110 and a light receiving unit 120.

이하, 상기 구성요소에 대해 차례로 살펴본다.Hereinafter, the components will be described in turn.

송광부(110)는 거리 측정용 빔(1)을 발광하는 광원(112)을 포함한다. 또한 광원렌즈(114)를 포함할 수도 있다.The transmitting unit 110 includes a light source 112 that emits a distance measuring beam 1. It may also include a light source lens 114.

수광부(120)는 거리 측정용 빔(1)이 주변 사물(130)에 반사되어 돌아오는 빛(3)을 수광센서(122)에 모아주는 수광렌즈(124)를 포함한다. 수광센서(122)는 반사되어 돌아오는 빛(3)이 수광센서(122)에 모이는 위치를 감지한다.The light-receiving unit 120 includes a light-receiving lens 124 that collects the light 3, which is reflected by the distance measuring beam 1, and returns to the light-receiving sensor 122. The light-receiving sensor 122 detects a position where the reflected and returning light 3 collects on the light-receiving sensor 122.

도 1에 도시된 바와 같이 송광부(110)에서는 주변 사물(130)을 향해 거리 측정용 빔(1)을 발광한다. 거리 측정용 빔(1)이 주변 사물(130)에 도착하면 주변 사물의 표면(T)에 반사되어 여러 갈래로 반사되는 빛(5)의 형태를 가진다. 이중 거리 측정 장치(100)에 포함된 수광렌즈(124)에 의해 여러 갈래로 반사되는 빛의 일부(3)가 수광부(120)의 수광센서(122)에 모이게 된다.As shown in FIG. 1, the light transmitting unit 110 emits a beam 1 for distance measurement toward the surrounding objects 130. When the beam 1 for distance measurement arrives at the surrounding object 130, it has a form of light 5 reflected by the surface T of the surrounding object and reflected by various branches. A portion 3 of the light reflected in various branches by the light receiving lens 124 included in the dual distance measuring device 100 is collected in the light receiving sensor 122 of the light receiving unit 120.

거리 측정 장치(100)와 주변 사물(130) 사이의 거리를 d, 광원렌즈(114)와 수광렌즈(124) 사이의 거리를 g, 수광렌즈(124)의 초점 거리를 f라고 정의한다. 또한 광원(112)이 수평선(7)에 대해 기울어진 각도를 θ, 수광센서(122)에 모인 빛의 위치를 p 라고 정의한다. 빛의 위치 p 값은 수광센서(122)의 중심을 "0"으로 기준하여 정해 질 수 있다. f 값, g 값, θ 값이 정해진 거리 측정 장치(100)에서는 빛의 위치 p 값을 수광센서(122)에서 감지하여 다음 수학식 1을 충족하도록 연산하면 거리 측정 장치(100)와 거리 측정 위치 사이의 거리인 d를 얻을 수 있다.The distance between the distance measuring device 100 and the surrounding object 130 is defined as d, the distance between the light source lens 114 and the light receiving lens 124 is defined as g, and the focal length of the light receiving lens 124 is defined as f. In addition, the angle at which the light source 112 is inclined with respect to the horizontal line 7 is defined as θ, and the position of the light collected at the light receiving sensor 122 is defined as p. The position p value of the light may be determined based on the center of the light receiving sensor 122 as “0”. In the distance measuring device 100 in which the f value, the g value, and the θ value are determined, if the light receiving sensor 122 detects the position p value of light and calculates it to satisfy the following Equation 1, the distance measuring device 100 and the distance measuring position You can get d, the distance between them.

Figure 112014000080906-pat00001
Figure 112014000080906-pat00001

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 거리 측정 장치의 기본적인 동작 방법을 나타내는 블록 구성도(block diagram) 이다.2 is a block diagram showing a basic operation method of a distance measuring device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에서 설명한 삼각측량 방식을 이용한 거리 측정 방식을 이용한 거리 측정 장치의 한 실시예이다.FIG. 2 is an embodiment of a distance measuring apparatus using a distance measuring method using the triangulation method described in FIG. 1.

거리 측정 장치(300)는 송광부(310), 수광부(320), 회전 구동부(330), 통신부(350), 제어부(360), 전원 공급부(370), 전원 및 통신 연결부(390) 등을 포함할 수 있다.The distance measuring device 300 includes a light transmitting unit 310, a light receiving unit 320, a rotation driving unit 330, a communication unit 350, a control unit 360, a power supply unit 370, a power supply and communication connection unit 390, etc. can do.

송광부(310)와 수광부(320)는 회전기판(303)에 고정될 수 있다. 회전기판(303)은 수직선 방향을 기준으로 회전한다. 도 2에서는 수광부(320)가 송광부(310) 위에 고정되어 있지만, 반대로 송광부(310)가 수광부(320) 위에 고정될 수 있다. 송광부(310)는 광원(312)과 광원렌즈(314)를 포함할 수 있다. 광원(312)은 LD(Laser Diode), LED(Light Emitting Diode) 등 직진성이 높은 광원을 사용될 수 있으며, 광원 렌즈(314)는 콜리메이터 렌즈(collimator lens)가 사용되어, 광원(312)에서 나오는 빛을 평행광 또는 수렴광으로 만들 수 있다.The light transmitting unit 310 and the light receiving unit 320 may be fixed to the rotating substrate 303. The rotating substrate 303 rotates based on a vertical line direction. In FIG. 2, although the light receiving unit 320 is fixed on the light transmitting unit 310, on the contrary, the light transmitting unit 310 may be fixed on the light receiving unit 320. The transmitting unit 310 may include a light source 312 and a light source lens 314. The light source 312 may be a light source having a high straightness, such as a laser diode (LD) or a light emitting diode (LED), and the light source lens 314 may be a collimator lens, and light emitted from the light source 312 Can be made into parallel light or convergent light.

수광부(320)는 수광센서(322), 수광렌즈(324), 파장필터(326) 등을 포함할 수 있다. 수광렌즈(324)는 수광센서(322)에 빛을 모아주며, 수광센서(322)는 수광렌즈(324)에서 모아준 빛의 위치를 감지한다. 파장필터(326)는 광원(312)의 파장과 다른 빛이 수광센서(322)에 감지되는 것을 방지해 준다.The light receiving unit 320 may include a light receiving sensor 322, a light receiving lens 324, a wavelength filter 326, and the like. The light receiving lens 324 collects light on the light receiving sensor 322, and the light receiving sensor 322 detects the position of the light collected by the light receiving lens 324. The wavelength filter 326 prevents light different from the wavelength of the light source 312 from being detected by the light receiving sensor 322.

회전 구동부(330)는 회전기판(303)을 수직선 방향을 기준으로 회전하게 해준다. 회전기판(303)이 회전하면 회전기판(303)에 고정된 송광부(310)와 수광부(320)가 같이 회전한다. 송광부(310)와 수광부(320)의 회전에 따라서 측정 위치가 수평방향을 이동한다. 회전 구동부(330)는 회전기판(303)을 회전시키기 위해 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어서, 회전 구동부(330)는 회전 구동 모터(339), 제1 회전 풀리(331), 제2 회전 풀리(333), 회전벨트(337) 등을 이용하여 회전기판(303)을 회전시킬 수 있다.The rotation driving unit 330 allows the rotating substrate 303 to rotate based on a vertical line direction. When the rotating substrate 303 rotates, the light transmitting unit 310 and the light receiving unit 320 fixed to the rotating substrate 303 rotate together. The measurement position moves in the horizontal direction according to the rotation of the light transmitting unit 310 and the light receiving unit 320. The rotation driving unit 330 may be variously configured to rotate the rotating substrate 303. For example, the rotation driving unit 330 rotates the rotating substrate 303 using the rotation driving motor 339, the first rotation pulley 331, the second rotation pulley 333, the rotation belt 337, and the like. You can.

제어부(360)의 회전 제어부(364)에서 회전 구동 모터(339)를 제어하여 회전 구동 모터(399)를 회전시키고, 회전 구동 모터(339)가 회전하면, 회전 구동 모터(339)에 고정되어 있는 제1 회전 풀리(331)이 회전한다. 제1 회전 풀리(331)가 회전을 하면 제1 회전 풀리(331)과 제2 회전 풀리(333)이 고정된 회전벨트(337)가 회전하게 된다. 회전벨트(337)가 회전을 하며, 제2 회전 풀리(331)가 회전한다. 제2 회전 풀리(331)는 회전기판(303)에 고정되어 있어서, 제2 회전 풀리(331)가 회전할 때 같이 회전기판(303)이 회전한다.The rotation control motor 339 is controlled by the rotation control unit 364 of the control unit 360 to rotate the rotation driving motor 399, and when the rotation driving motor 339 rotates, the rotation driving motor 339 is fixed to the rotation driving motor 339. The first rotary pulley 331 rotates. When the first rotation pulley 331 rotates, the rotation belt 337 in which the first rotation pulley 331 and the second rotation pulley 333 are fixed rotates. The rotating belt 337 rotates, and the second rotating pulley 331 rotates. The second rotating pulley 331 is fixed to the rotating substrate 303, so that when the second rotating pulley 331 rotates, the rotating substrate 303 rotates.

통신부(350), 제어부(360) 및 전원 공급부(370)는 메인기판(301)에 위치할 수 있다. 제어부(360)는 거리 계산부(362), 회전 제어부(364), 공간 정보 연산부(366), 송광 제어부(368) 등을 포함할 수 있다. 거리 계산부(362)는 수광센서(322)에서 전송되는 빛의 위치 p 값을 포함한 측정신호를 기초로 거리 측정 장치(300)와 측정 위치 사이의 거리를 계산한다. 회전 제어부(364)는 회전 구동부(330)를 제어한다. 공간 정보 연산부(366)는 거리 계산부(362)에서 계산된 거리와 회전 구동부(330)에서 보내온 회전 각도를 기초로 공간 정보 데이터를 만든다. 예를 들어, 회전 구동부(330)는 인코더를 포함할 수 있으며, 인코더에서 각 거리 측정 위치에 해당하는 회전기판(303)의 각도를 인코더 신호로 공간 정보 연산부(366)에 전송할 수 있다. 송광 제어부(368)는 송광부(310)를 제어한다. 특히 송광 제어부(368)은 송광부(310)에 포함된 광원(312)을 제어한다. 또한 제어부(360)는 거리 측정 장치(300)의 전반적인 작동을 제어한다. 제어부(360)는 통신부(350)를 통해 공간 정보 연산부(366)에서 작성한 공간 데이터를 외부의 장치에 유무선으로 전송할 수 있다.The communication unit 350, the control unit 360, and the power supply unit 370 may be located on the main substrate 301. The control unit 360 may include a distance calculation unit 362, a rotation control unit 364, a spatial information calculation unit 366, a light transmission control unit 368, and the like. The distance calculation unit 362 calculates a distance between the distance measurement device 300 and the measurement position based on the measurement signal including the position p value of the light transmitted from the light receiving sensor 322. The rotation control unit 364 controls the rotation driving unit 330. The spatial information calculation unit 366 creates spatial information data based on the distance calculated by the distance calculation unit 362 and the rotation angle sent from the rotation driving unit 330. For example, the rotation driver 330 may include an encoder, and may transmit the angle of the rotating substrate 303 corresponding to each distance measurement position from the encoder to the spatial information calculator 366 as an encoder signal. The light transmission control unit 368 controls the light transmission unit 310. In particular, the light transmission control unit 368 controls the light source 312 included in the light transmission unit 310. In addition, the control unit 360 controls the overall operation of the distance measuring device 300. The control unit 360 may transmit the spatial data created by the spatial information calculation unit 366 through the communication unit 350 to the external device, wired or wirelessly.

전원 공급부(370)는 제어부(360)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성 요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.The power supply unit 370 receives external power and internal power under the control of the control unit 360 to supply power required for the operation of each component.

전원 및 통신 연결부(390)는 메인기판(301)과 회전기판(303)을 연결하여 회전기판(303)에 전원을 공급하고, 메인기판(301)과 회전기판(303) 사이에서 오고 가는 제어 및 측정 신호를 전달하게 해준다. 도 2에서는 복수의 브러쉬(brush, 391, 393, 395, 397)와 회전링(392, 394, 396, 398)을 이용하여 회전기판(303)에 전원을 공급하고, 메인기판(301)과 회전기판(303)이 제어 및 측정 신호를 서로 주고 받게 하는 한 예를 보여준다. 브러쉬와 회전링은 짝을 이룬다. 자세한 설명은 도 5에서 하기로 한다.The power and communication connection unit 390 connects the main substrate 301 and the rotating substrate 303 to supply power to the rotating substrate 303, and controls the coming and going between the main substrate 301 and the rotating substrate 303, and Allows measurement signals to be transmitted. In FIG. 2, a plurality of brushes (brush, 391, 393, 395, 397) and rotating rings (392, 394, 396, 398) are used to supply power to the rotating substrate 303, rotating with the main substrate 301 An example of the substrate 303 exchanging control and measurement signals is shown. Brushes and rotating rings are paired. 5 will be described in detail.

도 2 에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 거리 측정 장치도 구현될 수도 있다.The components shown in FIG. 2 are not essential, so a distance measuring device with more or fewer components may also be implemented.

도 2에서는 거리 측정 장치(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 거리 측정용 빔(10)을 이용하여 측정하는 것을 보여준다.2 shows that the distance between the distance measuring device 300 and the surrounding objects 380 is measured using the distance measuring beam 10.

제어부(360)의 송광 제어부(368)는 제어신호를 송광부(310)로 전송하여 광원(312)에서 거리 측정용 빔(10)을 주변 사물(380)에 발광하게 한다. 거리 측정용 빔(10)은 주변 사물(380)에 도착한다. 거리 측정용 빔(10)이 주변 사물(380)에 도착하면, 주면 사물의 표면(A)에 반사되어 여러 갈래로 반사되는 빛의 형태(50)를 가진다. 이중 거리 측정 장치(300)에 포함된 수광렌즈(324)에 의해 여러 갈래로 반사되는 빛의 일부(30)가 수광부(320)의 수광센서(322)로 모이게 된다. 수광센서(322)는 수광센서(322)에 맺힌 빛의 위치 p 값을 측정신호로 거리 계산부(362)에 전송한다. 이때 정확한 p 값 감지를 위해 수광렌즈(324)와 수광센서(322) 사이에 파장필터(326)를 위치 시킬 수 있다. 파장필터(326)는 광원(312)과 같은 파장의 빛만 통과시켜서 다른 외부의 빛이 수광센서(322)에 감지되는 것을 막아준다. 수광센서(322)는 p 값을 디지털 또는 아날로그 방식의 측정신호로 거리 계산부(362)에 전송할 수 있다.The transmission control unit 368 of the control unit 360 transmits a control signal to the transmission unit 310 to cause the light source 312 to emit the beam 10 for distance measurement to the surrounding objects 380. The beam 10 for distance measurement arrives at the surrounding object 380. When the beam 10 for distance measurement arrives at the surrounding object 380, it has a form 50 of light that is reflected on the surface A of the main surface object and reflected in various branches. A portion 30 of the light reflected in various branches by the light receiving lens 324 included in the dual distance measuring device 300 is collected by the light receiving sensor 322 of the light receiving unit 320. The light receiving sensor 322 transmits the position p value of the light to the light receiving sensor 322 as a measurement signal to the distance calculator 362. At this time, a wavelength filter 326 may be positioned between the light receiving lens 324 and the light receiving sensor 322 for accurate p value detection. The wavelength filter 326 passes only light having the same wavelength as the light source 312 to prevent other external light from being detected by the light receiving sensor 322. The light receiving sensor 322 may transmit the p value to the distance calculator 362 as a digital or analog measurement signal.

제어부(360)의 거리 계산부(362)는 수광센서(322)에서 받은 빛의 위치 p 값이 포함된 측정신호를 기초로 주변 사물의 표면(A)와 거리 측정 장치(300) 사이의 거리를 도 1에서 설명한 수학식 1을 이용해서 얻을 수 있다.The distance calculating unit 362 of the control unit 360 determines the distance between the surface A of the surrounding object and the distance measuring device 300 based on the measurement signal including the position p value of the light received from the light receiving sensor 322. It can be obtained using Equation 1 described in FIG.

위에서 설명했듯이 본 발명은 상기한 TOF 방식 및 위상차를 이용한 방식 등을 이용하여 거리 측정 장치와 주변 사물 사이의 거리를 계산할 수 있다.As described above, the present invention can calculate the distance between the distance measuring device and the surrounding objects by using the TOF method and the phase difference method.

도 2를 다시 예로 들어 상기한 TOF 방식으로 거리 측정 장치(300)가 거리 측정 장치(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 거리 측정용 빔(10)을 이용하여 측정하는 것을 다음과 같이 설명할 수 있다.Referring back to FIG. 2 as an example, the distance measuring device 300 measures the distance between the distance measuring device 300 and the surrounding object 380 using the beam 10 for distance measurement using the TOF method as follows. I can explain.

제어부(360)의 송광 제어부(368)는 제어신호를 송광부(310)로 전송하여 광원(312)에서 거리 측정용 빔(10)을 측정 위치에 발광하게 한다. 여기서 측정 위치는 주변 사물의 표면(A)이다. 거리 측정용 빔(10)은 측정 위치에 도착한다. 거리 측정용 빔(10)이 측정 위치에 도착하면, 측정위치에 반사되어 여러 갈래로 반사되는 빛의 형태(50)를 가진다. 이중 거리 측정 장치(300)에 포함된 수광렌즈(324)에 의해 여러 갈래로 반사되는 빛의 일부(30)가 수광부(320)의 수광센서(322)로 모이게 된다.The transmission control unit 368 of the control unit 360 transmits a control signal to the transmission unit 310 to cause the light source 312 to emit the beam 10 for distance measurement at a measurement position. Here, the measurement position is the surface A of the surrounding object. The beam 10 for distance measurement arrives at the measurement position. When the beam 10 for distance measurement arrives at the measurement position, it has a form 50 of light that is reflected at the measurement position and reflected by various branches. A portion 30 of the light reflected in various branches by the light receiving lens 324 included in the dual distance measuring device 300 is collected by the light receiving sensor 322 of the light receiving unit 320.

이때 정확한 빛(30)을 감지를 위해 수광렌즈(324)와 수광센서(322) 사이에 파장필터(326)를 위치 시킬 수 있다. 파장필터(326)는 광원(312)과 같은 파장의 빛만 통과시켜서 다른 외부의 빛이 수광센서(322)에 감지되는 것을 막아준다.At this time, the wavelength filter 326 may be positioned between the light receiving lens 324 and the light receiving sensor 322 to sense the correct light 30. The wavelength filter 326 passes only light having the same wavelength as the light source 312 to prevent other external light from being detected by the light receiving sensor 322.

거리 계산부(362)는 광원(312)에서 거리 측정용 빔(10)을 발광한 시간과 그 발광된 빛이 측정 위치에서 반사되어 거리 측정 장치(300)의 수광센서(322)에 감지되는 시간의 차이를 이용하여 거리 측정 장치(300)와 주변 사물 사이(380)의 거리를 계산할 수 있다. The distance calculation unit 362 is the time at which the light source 312 emits the beam 10 for distance measurement and the time when the emitted light is reflected at the measurement position and sensed by the light receiving sensor 322 of the distance measuring device 300. The distance between the distance measuring device 300 and the surrounding objects 380 may be calculated using the difference of.

구체적으로, 거리 측정용 빔(10)의 광속을 c라 하고, 거리 측정용 빔(10)을 발광한 시간과 그 발광된 빛이 측정 위치에서 반사되어 거리 측정 장치(300)의 수광센서(322)에 감지되는 시간의 차이를 Td라고 한다면, 거리 측정 장치(300)와 주변 사물 사이(380)의 거리(D)는 1/2*c*Td 가 될 수 있다.Specifically, the luminous flux of the distance measuring beam 10 is called c, and the time at which the distance measuring beam 10 is emitted and the emitted light are reflected at the measurement position, the light receiving sensor 322 of the distance measuring device 300 If the difference in time detected by) is Td, the distance D between the distance measuring device 300 and the surrounding object 380 may be 1/2 * c * Td.

도 2를 다시 예로 들어 상기한 위상차를 이용한 방식으로 거리 측정 장치(300)가 거리 측정 장치(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 거리 측정용 빔(10)을 이용하여 측정하는 것을 다음과 같이 설명할 수 있다.Referring back to FIG. 2 as an example, the distance measuring device 300 measures the distance between the distance measuring device 300 and the surrounding objects 380 using the above-described phase difference using the beam 10 for distance measurement. It can be described as

제어부(360)의 송광 제어부(368)는 일정한 주파수를 가진 제어신호를 송광부(310)로 전송하여 광원(312)에서 거리 측정용 빔(10)을 측정 위치에 발광하게 한다. 여기서 측정 위치는 주변 사물의 표면(A)이다. 거리 측정용 빔(10)은 주변 사물(380)에 도착한다. 거리 측정용 빔(10)이 주변 사물(380)에 도착하면, 주면 사물의 표면(A)에 반사되어 여러 갈래로 반사되는 빛의 형태(50)를 가진다. 이중 거리 측정 장치(300)에 포함된 수광렌즈(324)에 의해 여러 갈래로 반사되는 빛의 일부(30)가 수광부(320)의 수광센서(322)로 모이게 된다.The transmission control unit 368 of the control unit 360 transmits a control signal having a constant frequency to the transmission unit 310 to cause the light source 312 to emit the beam 10 for distance measurement at a measurement position. Here, the measurement position is the surface A of the surrounding object. The beam 10 for distance measurement arrives at the surrounding object 380. When the beam 10 for distance measurement arrives at the surrounding object 380, it has a form 50 of light that is reflected on the surface A of the main surface object and reflected in various branches. A portion 30 of the light reflected in various branches by the light receiving lens 324 included in the dual distance measuring device 300 is collected by the light receiving sensor 322 of the light receiving unit 320.

수광센서(322)는 감지한 빛(30)을 이용하여 측정 신호를 생성하고, 거리 계산부(362)는 측정 위치에 거리 측정용 빔(10)을 발광할 때 이용한 일정한 주파수를 가진 제어신호와 측정위치에서 반사되어 거리 측정 장치(300)로 돌아온 빛(30)을 이용하여 생성한 측정 신호를 비교하여 위상차를 구하고, 구한 위상차를 기초로 거리를 계산할 수 있다.The light receiving sensor 322 generates a measurement signal using the detected light 30, and the distance calculator 362 and a control signal having a constant frequency used to emit the beam 10 for distance measurement at the measurement position The phase difference may be obtained by comparing the measurement signal generated by the light 30 reflected from the measurement position and returned to the distance measurement device 300, and the distance may be calculated based on the obtained phase difference.

도 3에서는 일정 주파수(f)를 가진 제어신호에 따라 거리 측정용 빔(10)이 거리 측정 장치(300)에서 측정 위치에 발광되는 것을 보여준다. 여기서 측정 위치는 주변 사물의 표면(A)이다. 또한 일정 주파수를 가진 신호에 따라 발광된 거리 측정용 빔(10)이 측정 위치에 반사되어 거리 측정 장치(300)로 돌아오는 빛(30)을 보여준다. 이때, 거리 측정 장치(300)와 측정 위치 사이의 거리를 d, 거리 측정용 빔(10)과 반사되어 돌아오는 빛(30)의 측정 위상차는 k, 거리 측정용 빔(10) 및 반사되어 돌아오는 빛(30)의 파장은 l(=빛의 속도 c/ 제어신호의 주파수 f)이다.3 shows that the distance measuring beam 10 emits light at a measurement position in the distance measuring device 300 according to a control signal having a certain frequency f. Here, the measurement position is the surface A of the surrounding object. In addition, the beam 10 for distance measurement emitted according to a signal having a certain frequency is reflected at the measurement position and shows the light 30 returning to the distance measurement device 300. At this time, the distance between the distance measuring device 300 and the measurement position is d, the measurement phase difference between the distance measurement beam 10 and the reflected light 30 is k, the distance measurement beam 10 and the reflection return The wavelength of the incoming light 30 is l (= speed of light c / frequency of control signal f).

위에서 설명했듯이, 거리 계산부(362)는 측정 위치에 거리 측정용 빔(10)을 발광할 때 이용한 일정한 주파수를 가진 제어신호와 측정위치에서 반사되어 거리 측정 장치(300)로 돌아온 빛(30)을 이용하여 생성한 측정 신호를 비교하여 위상차를 구하고, 구한 위상차를 기초로 거리를 계산할 수 있다.As described above, the distance calculation unit 362 is a control signal having a constant frequency used to emit the beam 10 for distance measurement at the measurement position and light reflected from the measurement position and returned to the distance measurement device 300 By comparing the generated measurement signal using to obtain a phase difference, the distance can be calculated based on the obtained phase difference.

위에서 설명했듯이, 다양한 방법으로 거리를 계산할 수 있다. 공간 정보 연산부(366)는 거리 계산부(362)에서 각 측정 위치에 해당하는 계산된 거리와 회전 구동부(330)에서 보내온 회전 각도를 기초로 공간 정보 데이터를 만든다. 거리 측정 장치(300)의 회전기판(303)은 수직선 방향을 기준으로 회전하기 때문에 거리 측정 위치를 이동하며 거리를 구할 수 있다. 자세한 설명은 도 4에서 하기로 한다.As explained above, distances can be calculated in a variety of ways. The spatial information calculation unit 366 creates spatial information data based on the calculated distance corresponding to each measurement position in the distance calculation unit 362 and the rotation angle sent from the rotation driving unit 330. Since the rotating substrate 303 of the distance measuring device 300 rotates based on the vertical line direction, the distance can be determined by moving the distance measuring position. Detailed description will be given in FIG. 4.

도 4는 회전기판(303)이 일정 각도로 수직선 방향을 기준으로 회전한 모습을 위에서 본 모습으로 보여준다. 제어부(360)의 회전 제어부(364)는 회전 구동부(330)를 구동시켜 회전기판(303)을 수직선 방향을 기준으로 회전 시킬 수 있다.4 shows a state in which the rotating substrate 303 is rotated at a certain angle based on the vertical line direction, as viewed from above. The rotation control unit 364 of the control unit 360 may drive the rotation driving unit 330 to rotate the rotation substrate 303 based on a vertical line direction.

도 4에서는 회전기판(303)의 회전에 따라, 제1 수평선(60) 상에 있는 거리 측정 위치가 수평 방향으로 이동하며 거리 측정 장치(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 측정하는 한 예를 보여준다.In FIG. 4, according to the rotation of the rotating substrate 303, the distance measuring position on the first horizontal line 60 moves in a horizontal direction and measures the distance between the distance measuring device 300 and the surrounding objects 380 Show an example.

도 4에서 거리 측정 장치(300)는 거리 측정 장치(300)와 측정 지점(A) 사이를 거리 측정하고, 회전기판(300)의 회전에 따라, 거리 측정 장치(300)와 측정 지점(B) 사이의 거리를 측정하는 한 예를 보여준다.In FIG. 4, the distance measuring device 300 measures the distance between the distance measuring device 300 and the measuring point A, and according to the rotation of the rotating substrate 300, the distance measuring device 300 and the measuring point B Here is an example of measuring the distance between.

회전기판(303)이 시계반대 방향으로 회전을 하면 측정 방향이 왼쪽으로 이동하며, 반대로 회전기판(303)가 시계방향으로 회전을 하면 측정 방향이 오른쪽으로 이동한다. 거리 측정 장치(300)는 회전기판(303)이 일정 각도로 회전할 때마다 도 2에서 설명한 내용과 같이 거리 측정 장치(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 측정할 수 있다.When the rotating substrate 303 rotates counterclockwise, the measurement direction moves to the left, and conversely, when the rotating substrate 303 rotates clockwise, the measurement direction moves to the right. The distance measuring device 300 may measure the distance between the distance measuring device 300 and the surrounding objects 380 as described in FIG. 2 whenever the rotating substrate 303 rotates at a certain angle.

도 5는 전원 및 통신 연결부(390)를 자세히 보여준다. 도 5에서는 복수의 브러쉬(brush, 391, 393, 395, 397)와 회전링(392, 394, 396, 398)을 이용하여 회전기판(303)에 전원을 공급하고, 메인기판(301)과 회전기판(303) 사이에서 제어 및 측정신호를 흐르게 하는 예를 보여준다.5 shows the power and communication connections 390 in detail. In FIG. 5, power is supplied to the rotating substrate 303 using a plurality of brushes (brush, 391, 393, 395, 397) and rotating rings 392, 394, 396, 398, and rotating with the main substrate 301 An example of flowing control and measurement signals between the substrates 303 is shown.

제1 브러쉬(391), 제2 브러쉬(393), 제3 브러쉬(395) 및 제4 브러쉬(397)는 메인기판(301)에 직접 또는 간접적으로 연결되어 있다. 제1 회전링(392), 제2 회전링(392), 제3 회전링(395) 및 제4 회전링(397)은 회전기판(303)에 고정되어 있으며, 상기한 브러쉬(391, 393, 395, 397)의 위치에 따라 회전기판(303)에 고정된 위치를 달리할 수 있다.The first brush 391, the second brush 393, the third brush 395, and the fourth brush 397 are directly or indirectly connected to the main substrate 301. The first rotating ring 392, the second rotating ring 392, the third rotating ring 395 and the fourth rotating ring 397 are fixed to the rotating substrate 303, and the above-described brushes 391, 393, 395, 397), the position fixed to the rotating substrate 303 may be changed.

도 5에서는 제1 브러쉬(391)와 제2 브러쉬(393)가 제1 회전링(392)과 2 회전링(394)에 각각 접촉하여 메인기판(301)과 회전기판(303) 간 제어 및 측정신호를 흐르게 해주는 한 예를 보여준다. 이 경우, 제1 브러쉬(391)와 제1 회전링(392)는 메인기판(301)에서 회전기판(303)으로 보내는 제어신호를 전달하는데 쓰일 수 있다. 예를 들어, 메인기판(301)에 위치한 송광 제어부(368)가 회전기판(303)에 위치한 광원(312)에 제1 브러쉬(391)와 제1 회전링(392)을 통해 제어신호를 전송할 수 있다.In FIG. 5, the first brush 391 and the second brush 393 are in contact with the first rotating ring 392 and the second rotating ring 394, respectively, to control and measure between the main substrate 301 and the rotating substrate 303. Here is an example of a signal flowing. In this case, the first brush 391 and the first rotating ring 392 may be used to transmit a control signal from the main substrate 301 to the rotating substrate 303. For example, the transmission control unit 368 located on the main substrate 301 can transmit a control signal to the light source 312 located on the rotating substrate 303 through the first brush 391 and the first rotating ring 392. have.

또한 제2 브러쉬(393)와 제2 회전링(394)는 회전기판(303)에서 메인기판(301)으로 보내는 측정신호를 전달하는데 쓰일 수 있다. 예를 들어, 회전기판(303)에 위치한 수광센서(322)에서 감지한 빛을 기초로 생성한 측정신호를 메인기판(301)에 위치한 거리 계산부(364)에 제2 회전링(394)과 제2 브러쉬(393)를 통해서 전송할 수 있다.In addition, the second brush 393 and the second rotating ring 394 may be used to transmit a measurement signal sent from the rotating substrate 303 to the main substrate 301. For example, the second rotation ring 394 and the second rotation ring 394 to the distance calculation unit 364 located on the main substrate 301 based on the measurement signal generated based on the light detected by the light receiving sensor 322 located on the rotating substrate 303 It can be transmitted through the second brush 393.

도 5에서는 제3 브러쉬(395)와 제4 브러쉬(397)가 제3 회전링(396)과 제4 회전링(398)에 각각 접촉하여 회전기판(303)에 전원을 공급하는 한 예를 보여준다. 이 경우, 제3 브러쉬(395)와 제3 회전링(396)은 메인기판(301)에서 회전기판(303)에 전원을 공급하는데 쓰일 수 있다. 또한 제4 브러쉬(397)와 제4 회전링(398)을 이용하여 회전기판(303)에 접지(ground)를 제공하는데 쓰일 수 있다. 5 shows an example in which the third brush 395 and the fourth brush 397 contact the third rotating ring 396 and the fourth rotating ring 398, respectively, to supply power to the rotating substrate 303. . In this case, the third brush 395 and the third rotating ring 396 may be used to supply power to the rotating substrate 303 from the main substrate 301. It may also be used to provide ground to the rotating substrate 303 using the fourth brush 397 and the fourth rotating ring 398.

각 회전링은 간격을 두고 서로 떨어져 있는 것이 좋다. 또한 회전링과 회전링 사이의 간격은 전기를 통하지 않는 물질로 채워지는 게 좋다.It is recommended that each rotating ring is spaced apart from each other. Also, the gap between the rotating ring and the rotating ring is preferably filled with a non-electrical material.

또한 브러쉬가 짝이되는 회전링에만 접촉되도록 회전링이 가이드 홈 안에 위치할 수 있다.In addition, the rotating ring can be located in the guide groove so that the brush contacts only the mating rotating ring.

상기한 브러쉬와 회전링은 전도성이 높은 물질로 구성되는 것이 바람직하며, 특히 브러쉬는 전도성 및 탄성이 높은 물질로 구성되는 것이 좋다. 또한 먼지와 이물질이 브러쉬와 회전링 사이에 끼는 것을 방지하기 위해 브러쉬와 회전링이 접촉하는 부분이 외부에 노출되지 않는 것이 바람직하다.It is preferable that the brush and the rotating ring are made of a material having high conductivity, and particularly, the brush is preferably made of a material having high conductivity and elasticity. In addition, in order to prevent dust and foreign substances from being caught between the brush and the rotating ring, it is preferable that the portion where the brush and the rotating ring contact is not exposed to the outside.

위에서 설명한 전원 및 통신 연결부(390)는 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 브러쉬와 회전링의 숫자를 필요에 따라 조정할 수 있으며, 브러쉬와 회전링의 위치도 송광부(310)와 수광부(320)의 사이, 회전기판(303)의 상단 또는 하단을 기준으로 위치할 수 있다.The power and communication connection unit 390 described above may be configured in various ways. For example, the number of the brush and the rotating ring can be adjusted as needed, and the position of the brush and the rotating ring is also based on the top or bottom of the rotating substrate 303 between the transmitter 310 and the receiver 320. Can be located.

도 6과 도 7은 거리 측정 장치가 앞으로 이동하면서 거리 측정 위치를 수직 방향으로 이동하며 거리 측정 장치와 주변 사물 사이의 거리를 측정하는 예를 보여주고 있다.6 and 7 show an example of measuring a distance between a distance measuring device and a surrounding object while moving the distance measuring device in a vertical direction while the distance measuring device moves forward.

도 6에서는 거리 측정 장치(300)가 주변 사물(410)과 거리 측정 장치(300) 사이의 거리를 측정하는 예를 보여준다. 이때 측정 위치는 주면 사물(410)의 표면(E)이다.6 shows an example in which the distance measuring device 300 measures the distance between the surrounding objects 410 and the distance measuring device 300. At this time, the measurement position is the surface E of the main surface object 410.

도 7에서는 거리 측정 장치(300)가 전방으로 이동하면서 주변 사물(410)과 거리 측정 장치(300) 사이의 거리를 측정하는 예를 보여준다. 이때 측정 위치는 주면 사물(410)의 표면(F)이다.7 shows an example of measuring the distance between the peripheral object 410 and the distance measuring device 300 while the distance measuring device 300 moves forward. At this time, the measurement position is the surface F of the main surface object 410.

도 6과 도 7에서는 거리 측정 장치(300)이 전방 이동을 하면 거리 측정 위치가 위에서 아래로 이동하는 것을 보여준다. 여기에서는 거리 측정 지점(E)에서 거리 측정 지점(F)로 이동하였다. 반대로 거리 측정 장치(300)가 후방 이동을 하면 거리 측정 위치가 아래에서 위로 이동한다.6 and 7 show that the distance measuring position moves from top to bottom when the distance measuring device 300 moves forward. Here, the distance from the distance measuring point (E) to the distance measuring point (F) was moved. Conversely, when the distance measuring device 300 moves backward, the distance measuring position moves from bottom to top.

거리 측정용 빔(10)은 일정한 각도(θ)를 가지고 주변 사물에 발광되도록 광원(312)를 구성되기 때문에 거리 측정 장치(300)가 전방 또는 후방으로 이동하며 거리 측정 위치를 아래 또는 위로 이동하며 주변 사물과의 거리를 측정할 수 있다.Since the beam 10 for distance measurement is configured to emit light at surrounding objects with a certain angle θ, the distance measurement device 300 moves forward or backward, and the distance measurement position moves down or up. You can measure the distance from nearby objects.

또한 거리 측정용 빔(10)이 일정한 각도(θ)를 유지 하게 되므로 거리 측정 장치(300)는 거리 측정 장치(300)와 다양한 높이를 가진 주변 사물과의 거리를 전후방으로 이동하면서 측정할 수 있다.In addition, since the distance measuring beam 10 maintains a constant angle θ, the distance measuring device 300 can measure the distance between the distance measuring device 300 and surrounding objects having various heights while moving back and forth. .

거리 측정용 빔(10)과 수평선(11) 사이의 각도(θ)는 예각을 이루는 것이 바람직하다. 각도(θ)는 광원(312)와 수광센서(322) 사이의 거리에 따라 달라질 수 있다.It is preferable that the angle θ between the beam 10 for distance measurement and the horizontal line 11 forms an acute angle. The angle θ may vary depending on the distance between the light source 312 and the light receiving sensor 322.

도 8에서는 송광부(310)와 수광부(320)의 위치를 바꾸어서 거리 측정 장치(300)를 구성하는 예를 보여준다. 도 7에서 보여주듯이 송광부(310)이 수광부(320) 위쪽에 위치할 수 도 있다. 이 경우, 거리 측정 장치(300)가 전방으로 이동하면, 거리 측정 위치가 위쪽으로 이동하며, 거리 측정 장치(300)이 후방으로 이동하면, 거리 측정 위치가 아래쪽으로 이동한다.8 shows an example of configuring the distance measuring device 300 by changing the positions of the light transmitting unit 310 and the light receiving unit 320. As shown in FIG. 7, the light transmitting unit 310 may be positioned above the light receiving unit 320. In this case, when the distance measuring device 300 moves forward, the distance measuring position moves upward, and when the distance measuring device 300 moves backward, the distance measuring position moves downward.

도 9는 진공 청소 로봇(700)에 탑재되어 사용되는 거리 측정 장치(300)를 도시하였다. 본 발명이 주변 사물과 청소 로봇 사이의 거리를 측정하여 공간 데이터를 청소 로봇에 전송하면, 청소 로봇은 본 발명에서 전송 받은 정보를 바탕으로 동선을 정한다.9 shows a distance measuring device 300 mounted and used in the vacuum cleaning robot 700. When the present invention measures the distance between the surrounding object and the cleaning robot and transmits spatial data to the cleaning robot, the cleaning robot determines a moving line based on the information received in the present invention.

다음으로 도 10 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 장치 및 그의 동작 방법에 대해 설명한다.Next, a distance measuring device and an operation method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 11.

도 10은 본 발명의 또 실시 예에 따른 거리 측정 장치의 블록도를 설명하기 위한 도면이다.10 is a view for explaining a block diagram of a distance measuring device according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도 1 내지 도 9의 내용을 참조하여 도 10의 실시 예를 설명한다.Hereinafter, the embodiment of FIG. 10 will be described with reference to FIGS. 1 to 9.

도 10을 참조하면, 거리 측정 장치(400)는 송광부(410), 수광부(420), 제1 거리 계산부(430), 제2 거리 계산부(440) 및 제어부(450)를 포함 할 수 있다.Referring to FIG. 10, the distance measuring device 400 may include a light transmitting unit 410, a light receiving unit 420, a first distance calculating unit 430, a second distance calculating unit 440, and a control unit 450. have.

송광부(410)는 거리 측정용 빔을 거리 측정 장치(400)와 이격된 물체에 발광할 수 있다. The transmitter 410 may emit a beam for distance measurement to an object spaced apart from the distance measurement device 400.

송광부(410)는 거리 측정용 빔을 발광하는 광원(112), 광원렌즈(114) 및 회절 소자(미도시)를 포함할 수 있다. The transmitter 410 may include a light source 112 that emits a distance measuring beam, a light source lens 114, and a diffraction element (not shown).

광원(112)은 거리 측정용 빔을 발광할 수 있고, LED, LD 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The light source 112 may emit a beam for distance measurement, and may include any one of LEDs and LDs.

광원렌즈(114)는 발광된 거리 측정용 빔이 수평선과 평행하게 출사되도록 할 수 있다.The light source lens 114 may allow the emitted beam for distance measurement to be emitted parallel to the horizontal line.

회절 소자는 거리 측정용 빔을 복수의 빔들로 분리하여 물체에 보낼 수 있다. 송광부(410)가 회절 소자를 포함하는 경우, 광원렌즈(114)를 포함하지 않을 수 있다.The diffraction element may separate a distance beam and send it to an object. When the light transmitting unit 410 includes a diffraction element, the light source lens 114 may not be included.

회절 소자를 통해 분리된 복수의 빔들이 수광부(420)에 포함된 수광 센서(122)에 입사됨에 따라 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리는 여러 각도에서 보다 더 정밀하게 측정될 수 있다.As the plurality of beams separated through the diffraction element enters the light receiving sensor 122 included in the light receiving unit 420, the distance between the distance measuring device 400 and an object may be measured more accurately from various angles.

수광부(420)는 수광렌즈(124) 및 수광센서(122)를 포함할 수 있다.The light receiving unit 420 may include a light receiving lens 124 and a light receiving sensor 122.

수광렌즈(124)는 물체에서 반사된 광을 수광센서(122)로 모아주는 역할을 한다.The light receiving lens 124 serves to collect light reflected from an object to the light receiving sensor 122.

수광센서(122)는 수광렌즈(124)를 통해 모아진 반사광을 수신하여 감지할 수 있다.The light receiving sensor 122 may receive and detect the reflected light collected through the light receiving lens 124.

제1 거리 계산부(430)는 수신된 반사광을 통해 제1 측정 방식을 이용하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 제1 거리 값을 계산할 수 있다.The first distance calculator 430 may calculate a first distance value between the distance measuring device 400 and an object using the first measurement method through the received reflected light.

제2 거리 계산부(440)는 수신된 반사광을 통해 제2 측정 방식을 통해 거리 측정 장치(400)와 물체와의 제2 거리 값을 계산할 수 있다.The second distance calculator 440 may calculate the second distance value between the distance measuring device 400 and the object through the second measurement method through the received reflected light.

제어부(450)는 계산된 제1 거리 값과 제2 거리 값이 기준 거리보다 작은지를 확인하고, 제1 거리 값 및 제2 거리 값이 기준 거리보다 작은 것으로 확인된 경우, 제어부(430)는 제1 거리 값에 제1 가중치를 부여하고, 부여된 제1 가중치에 기초하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 산정할 수 있다.The control unit 450 checks whether the calculated first and second distance values are smaller than the reference distance, and when the first and second distance values are determined to be smaller than the reference distance, the control unit 430 controls A first weight may be assigned to a distance value, and a distance between the distance measuring apparatus 400 and an object may be calculated based on the first weight.

제어부(450)는 제1 거리 값 및 제2 거리 값이 기준 거리보다 큰 것으로 확인된 경우, 제어부(430)는 제2 거리 값에 가중치를 부여하고, 부여된 가중치에 기초하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 산정할 수 있다.When it is determined that the first distance value and the second distance value are greater than the reference distance, the controller 450 assigns a weight to the second distance value, and based on the weight, the distance measuring device 400 ) And the distance between objects.

거리 측정 장치(400)를 구성하는 요소들의 구체적인 동작은 도 11을 참조하여 더 자세히 설명한다.The detailed operation of the elements constituting the distance measuring device 400 will be described in more detail with reference to FIG. 11.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 거리 측정 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating an operation method of a distance measuring device according to an embodiment of the present invention.

거리 측정 장치(400)의 송광부(410)는 거리 측정용 빔을 거리 측정 장치(400)와 이격된 물체에 발광한다(S101).The transmitting unit 410 of the distance measuring device 400 emits a beam for distance measurement on an object spaced apart from the distance measuring device 400 (S101).

거리 측정 장치(400)의 수광부(420)는 거리 측정용 빔이 물체에서 반사된 반사광을 수신한다(S103).The light receiving unit 420 of the distance measuring device 400 receives the reflected light from which the beam for distance measurement is reflected from the object (S103).

거리 측정 장치(400)의 제1 거리 계산부(410)는 수신된 반사광을 통해 제1 측정 방식을 이용하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 제1 거리 값을 계산한다(S105).The first distance calculator 410 of the distance measuring device 400 calculates a first distance value between the distance measuring device 400 and an object using the first measurement method through the received reflected light (S105).

일 실시 예에서 제1 측정 방식은 도 1에서 설명한 삼각측량 방식일 수 있다. 삼각측량 방식은 도 1에서 설명한 것처럼, 광원렌즈와 수광렌즈 사이의 거리, 수광렌즈의 초점 거리, 광원과 수평선이 이루는 각도, 수광센서에 모이는 빛의 위치를 이용하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산하는 방식이다. 이 때, 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리가 변경됨에 따라 수광부(420)에 반사된 광이 맺히는 위치가 변경되고, 거리 측정 장치(400)는 변경된 위치를 감지하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산할 수 있다.In one embodiment, the first measurement method may be a triangulation method described in FIG. 1. As described in FIG. 1, the triangulation method uses the distance between the light source lens and the light receiving lens, the focal length of the light receiving lens, the angle formed by the light source and the horizontal line, and the position of the light collected at the light receiving sensor 400 and the object. It is a method of calculating the distance to and from. At this time, as the distance between the distance measuring device 400 and the object changes, the position where the light reflected by the light receiving unit 420 changes, and the distance measuring device 400 detects the changed position to measure the distance measuring device 400 ) And the distance between objects.

거리 측정 장치(400)의 제2 거리 계산부(420)는 수신된 반사광을 통해 제2 측정 방식을 통해 거리 측정 장치(400)와 물체와의 제2 거리 값을 계산한다(S107).The second distance calculator 420 of the distance measuring device 400 calculates the second distance value between the distance measuring device 400 and the object through the second measurement method through the received reflected light (S107).

일 실시 예에서 제2 측정 방식은 도 2에서 설명한 TOF(Time Of Flight) 방식일 수 있다. TOF 방식은 위에서 설명한 것처럼, 거리 측정 장치(400)에서 빛을 발광한 시간과 그 발광된 빛이 물체에 반사되어 거리 측정 장치(400)로 돌아오는 시간의 차이를 이용하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산하는 방식이다.In one embodiment, the second measurement method may be a Time Of Flight (TOF) method described in FIG. 2. As described above, the TOF method uses the difference between the time at which the distance measurement device 400 emits light and the time at which the emitted light is reflected by an object and returns to the distance measurement device 400. It is a method of calculating the distance between and.

거리 측정 장치(400)의 제어부(430)는 계산된 제1 거리 값과 제2 거리 값이 기준 거리보다 작은지를 확인한다(S109).The control unit 430 of the distance measuring device 400 checks whether the calculated first distance value and the second distance value are smaller than the reference distance (S109).

일 실시 예에서 기준 거리는 제1 측정 방식과 제2 측정 방식을 통해 계산된 거리들 중 어느 하나를 실제 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리로 판단하기 위해 기준이 되는 거리일 수 있다. In one embodiment, the reference distance may be a reference distance for determining one of the distances calculated through the first measurement method and the second measurement method as the distance between the actual distance measurement device 400 and the object.

거리 정밀도(resolution)는 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리가 얼만큼 정확한지를 나타내는 지표이다. 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리는 각 방식의 거리 정밀도에 따라 달라질 수 있다.The distance resolution is an index indicating how accurate the distance between the distance measuring device 400 and an object is. The distance between the distance measuring device 400 and the object may vary according to the distance precision of each method.

삼각측량 방식의 거리 정밀도는 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리에 따라 달라질 수 있다. 구체적으로, 삼각측량 방식의 거리 정밀도는 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리가 가까워질 경우, 커지며, 반대로 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리가 멀어질 경우, 작아질 수 있다. The distance precision of the triangulation method may vary depending on the distance between the distance measuring device 400 and an object. Specifically, the distance accuracy of the triangulation method may be increased when the distance between the distance measuring device 400 and the object is close, and conversely, when the distance between the distance measuring device 400 and the object is increased, the distance may be reduced.

TOF 방식의 거리 정밀도(resolution)는 수광부(420)의 응답속도, 아날로그 신호의 디지털 신호 변환 속도 및 거리 측정용 빔의 펄스 폭에 따라 결정될 수 있다. 그러나, 수광부(420)에 충분한 광량이 입사될 경우, TOF 방식의 거리 정밀도는 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리에 관계없이 일정한 값을 가질 수 있다.The distance resolution of the TOF method may be determined according to the response speed of the light receiving unit 420, the digital signal conversion speed of the analog signal, and the pulse width of the beam for distance measurement. However, when a sufficient amount of light is incident on the light receiving unit 420, the distance precision of the TOF method may have a constant value regardless of the distance between the distance measuring device 400 and an object.

다만, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리가 일정 거리 이하인 경우, 삼각측량 방식이 TOF 방식보다 거리 측정의 정밀도가 더 커 삼각측량 방식이 더 정확할 수 있다.However, when the distance between the distance measuring device 400 and the object is less than a certain distance, the triangulation method may be more accurate than the TOF method because the precision of distance measurement is greater.

반대로, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리가 일정 거리 이상인 경우, 삼각측량 방식은 거리 정밀도가 작아져 TOF 방식보다 거리 측정이 부정확할 수 있다.Conversely, when the distance between the distance measuring device 400 and an object is equal to or greater than a certain distance, the distance measurement of the triangulation method may be less, so the distance measurement may be inaccurate than the TOF method.

이에 본 발명의 실시 예에서는 기준 거리를 설정하여 측정된 거리와 기준 거리를 비교하여 정확한 거리 측정을 할 수 있는 거리 측정 방식을 결정할 수 있다.Accordingly, in an embodiment of the present invention, a distance measurement method capable of accurately measuring distance can be determined by comparing the measured distance with a reference distance by setting a reference distance.

제1 거리 값 및 제2 거리 값이 기준 거리보다 작은 것으로 확인된 경우, 제어부(430)는 제1 거리 값에 제1 가중치를 부여하고(S111), 부여된 제1 가중치에 기초하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 최종 거리를 산정한다(S113).When it is determined that the first distance value and the second distance value are smaller than the reference distance, the controller 430 assigns a first weight to the first distance value (S111), and a distance measuring device based on the applied first weight The final distance between the 400 and the object is calculated (S113).

즉, 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값과 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 값 모두가 기준 거리보다 작은 경우, 제어부(430)는 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값을 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 값보다 정확한 거리 측정 값으로 판단할 수 있다. That is, when both the first distance value calculated through the first measurement method and the second distance value calculated through the second measurement method are smaller than the reference distance, the controller 430 may calculate the first distance calculated through the first measurement method. The distance value may be determined as an accurate distance measurement value than the second distance value calculated through the second measurement method.

제어부(430)는 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값에 가중치를 곱하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산할 수 있다.The controller 430 may calculate a distance between the distance measuring apparatus 400 and the object by multiplying the weight by the first distance value calculated through the first measurement method.

예를 들어, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리를 d, 제1 측정 방식을 통해 획득한 제1 거리 값을 x1, 제2 측정 방식을 통해 획득한 제2 거리 값을 x2, 가중치를 y라 가정하면, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리는 d=(y*x1+x2)/2와 같은 식으로 계산될 수 있다. For example, d is the distance between the distance measuring device 400 and the object, x1 is the first distance value obtained through the first measurement method, x2 is the second distance value obtained through the second measurement method, and y is the weight. Assuming d, the distance between the distance measuring device 400 and the object may be calculated by the formula d = (y * x1 + x2) / 2.

일 실시 예에서 가중치 y는 1.2 일 수 있으나, 이 수치는 예시에 불과하고, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이가 커질수록 제1 거리 값이 작아진다는 것을 의미하고, 이는 삼각측량 방식에 의한 거리 측정 값이 작아진다는 것을 의미하므로, 가중치 y는 더 큰 값으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 삼각측량 방식은 거리 측정 값이 더 작을수록 그 정밀도가 높아지기 때문이다.In one embodiment, the weight y may be 1.2, but this number is only an example and may vary according to a difference between a first distance value and a reference distance. For example, as the difference between the first distance value and the reference distance increases, it means that the first distance value decreases, which means that the distance measurement value by the triangulation method decreases, so the weight y is greater. Can be set to a value. This is because, in the triangulation method, the smaller the distance measurement value, the higher the precision.

반대로, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이가 작아질수록 제1 거리 값이 커진다는 것을 의미하고, 이는 삼각측량 방식에 의한 거리 측정 값이 커진다는 것을 의미하므로, 가중치 y는 더 작은 값으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 삼각측량 방식은 거리 측정 값이 커질수록 그 정밀도가 작아지기 때문이다.Conversely, as the difference between the first distance value and the reference distance becomes smaller, it means that the first distance value increases, which means that the distance measurement value by the triangulation method increases, so the weight y is set to a smaller value. Can be. This is because the accuracy of the triangulation method decreases as the distance measurement value increases.

또 다른 실시 예에서 제어부(430)는 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값 및 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 각각에 가중치를 두어 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산할 수 있다.In another embodiment, the control unit 430 places a weight on each of the first distance value calculated through the first measurement method and the second distance calculated through the second measurement method, and the distance between the distance measurement device 400 and the object. Can be calculated.

즉, 제어부(430)는 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값에 제1 가중치를 곱하고, 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 값에 제2 가중치를 두어 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산할 수 있다. 여기서, 제1 가중치는 제2 가중치보다 큰 값일 수 있다.That is, the controller 430 multiplies the first distance value calculated through the first measurement method by the first weight, and places the second weight in the second distance value calculated through the second measurement method to measure the distance 400. You can calculate the distance between and the object. Here, the first weight may be greater than the second weight.

예를 들어, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리를 d, 제1 측정 방식을 통해 획득한 제1 거리 값을 x1, 제2 측정 방식을 통해 획득한 제2 거리 값을 x2, 제1 가중치를 y1, 제2 가중치를 y2라 가정하면, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리는 d=(y1*x1+y2*x2)/2와 같은 식으로 계산될 수 있다. 여기서, 제1 가중치 y1는 y2보다 큰 값을 가질 수 있다. y1은 1.2 일 수 있고, y2는 0.8 일 수 있으나, 이 수치는 예시에 불과하고, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이가 커질수록 제1 거리 값이 작아진다는 것을 의미하고, 이는 삼각측량 방식에 의한 거리 측정 값이 작아진다는 것을 의미하므로, 가중치 y1는 1.2보다 더 큰 값으로, y2는 0.8 보다 더 작은 값으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 삼각측량 방식은 거리 측정 값이 더 작을수록 그 정밀도가 높아지기 때문이다.For example, d is the distance between the distance measuring device 400 and the object, x1 is the first distance value obtained through the first measurement method, x2 is the second distance value obtained through the second measurement method, and the first weight is obtained. When y1 and the second weight are assumed to be y2, the distance between the distance measuring device 400 and the object may be calculated by d = (y1 * x1 + y2 * x2) / 2. Here, the first weight y1 may have a value greater than y2. y1 may be 1.2 and y2 may be 0.8, but this number is only an example and may vary according to a difference between a first distance value and a reference distance. For example, as the difference between the first distance value and the reference distance increases, the first distance value decreases, which means that the distance measurement value by the triangulation method decreases, so the weight y1 is greater than 1.2. As a larger value, y2 may be set to a value smaller than 0.8. This is because, in the triangulation method, the smaller the distance measurement value, the higher the precision.

반대로, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이가 작아질수록 제1 거리 값이 커진다는 것을 의미하고, 이는 삼각측량 방식에 의한 거리 측정 값이 커진다는 것을 의미하므로, 가중치 y1는 1보다 크고, 1.2 보다 더 작은 값으로, y2는 1보다 작고, 0.8보다 더 큰 값으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 삼각측량 방식은 거리 측정 값이 커질수록 그 정밀도가 작아지기 때문이다.Conversely, the smaller the difference between the first distance value and the reference distance means that the first distance value increases, which means that the distance measurement value by the triangulation method increases, so the weight y1 is greater than 1 and 1.2 With a smaller value, y2 may be set to a value less than 1 and greater than 0.8. This is because the accuracy of the triangulation method decreases as the distance measurement value increases.

한편, 제1 거리 값 및 제2 거리 값이 기준 거리보다 큰 것으로 확인된 경우, 제어부(430)는 제2 거리 값에 가중치를 부여하고(S115), 부여된 가중치에 기초하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 최종 거리를 산정한다(S117).On the other hand, if it is determined that the first distance value and the second distance value are greater than the reference distance, the control unit 430 assigns a weight to the second distance value (S115), and based on the applied weight, the distance measuring device 400 ) And the final distance between the objects are calculated (S117).

즉, 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값과 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 값 모두가 기준 거리보다 큰 경우, 제어부(430)는 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 값을 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값보다 정확한 거리 측정 값으로 판단할 수 있다. That is, when both the first distance value calculated through the first measurement method and the second distance value calculated through the second measurement method are greater than the reference distance, the control unit 430 may calculate the second distance calculated through the second measurement method. The distance value may be determined as an accurate distance measurement value than the first distance value calculated through the first measurement method.

제어부(430)는 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 값에 가중치를 곱하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산할 수 있다.The controller 430 may calculate a distance between the distance measuring apparatus 400 and the object by multiplying the weight by the second distance value calculated through the second measurement method.

예를 들어, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리를 d, 제1 측정 방식을 통해 획득한 제1 거리 값을 x1, 제2 측정 방식을 통해 획득한 제2 거리 값을 x2, 가중치를 y라 가정하면, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리는 d=(x1+y*x2)/2와 같은 식으로 계산될 수 있다. For example, d is the distance between the distance measuring device 400 and the object, x1 is the first distance value obtained through the first measurement method, x2 is the second distance value obtained through the second measurement method, and y is the weight. Suppose d, the distance between the distance measuring device 400 and the object may be calculated by the formula d = (x1 + y * x2) / 2.

일 실시 예에서 가중치 y는 1.2 일 수 있으나, 이 수치는 예시에 불과하고, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이가 커질수록 제1 거리 값이 작아진다는 것을 의미하고, 이는 삼각측량 방식에 의한 거리 측정 값이 작아진다는 것을 의미하므로, 가중치 y는 더 작은 값으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 삼각측량 방식은 거리 측정 값이 작아질수록 그 정밀도가 높아지기 때문이다.In one embodiment, the weight y may be 1.2, but this number is only an example and may vary according to a difference between a first distance value and a reference distance. For example, as the difference between the first distance value and the reference distance increases, it means that the first distance value decreases, which means that the distance measurement value by the triangulation method decreases, so the weight y is smaller. Can be set to a value. This is because the accuracy of the triangulation method increases as the distance measurement value decreases.

반대로, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이가 작아질수록 제1 거리 값이 커진다는 것을 의미하고, 이는 삼각측량 방식에 의한 거리 측정 값이 커진다는 것을 의미하므로, 가중치 y는 더 큰 값으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 삼각측량 방식은 거리 측정 값이 커질수록 그 정밀도가 작아지기 때문이다.Conversely, as the difference between the first distance value and the reference distance becomes smaller, it means that the first distance value increases, which means that the distance measurement value by the triangulation method increases, so the weight y is set to a larger value. Can be. This is because the accuracy of the triangulation method decreases as the distance measurement value increases.

또 다른 실시 예에서 제어부(430)는 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값 및 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 각각에 가중치를 두어 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산할 수 있다.In another embodiment, the control unit 430 places a weight on each of the first distance value calculated through the first measurement method and the second distance calculated through the second measurement method, and the distance between the distance measurement device 400 and the object. Can be calculated.

즉, 제어부(430)는 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값에 제1 가중치를 곱하고, 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 값에 제2 가중치를 두어 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산할 수 있다. 여기서, 제1 가중치는 제2 가중치보다 작은 값일 수 있다.That is, the controller 430 multiplies the first distance value calculated through the first measurement method by the first weight, and places the second weight in the second distance value calculated through the second measurement method to measure the distance 400. You can calculate the distance between and the object. Here, the first weight may be smaller than the second weight.

예를 들어, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리를 d, 제1 측정 방식을 통해 획득한 제1 거리 값을 x1, 제2 측정 방식을 통해 획득한 제2 거리 값을 x2, 제1 가중치를 y1, 제2 가중치를 y2라 가정하면, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리는 d=(y1*x1+y2*x2)/2와 같은 식으로 계산될 수 있다. 여기서, 제1 가중치 y1는 가중치 y2보다 작은 값을 가질 수 있다. y1은 0.8 일 수 있고, y2는 1.2 일 수 있으나, 이 수치는 예시에 불과하고, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이가 커질수록 제1 거리 값이 작아진다는 것을 의미하고, 이는 삼각측량 방식에 의한 거리 측정 값이 작아진다는 것을 의미하므로, 가중치 y1은 1보다 작고, 0.8보다 더 큰 값으로, y2은 1보다 크고, 1.2보다 더 작은 값으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 삼각측량 방식은 거리 측정 값이 더 작을수록 그 정밀도가 높아지기 때문이다.For example, d is the distance between the distance measuring device 400 and the object, x1 is the first distance value obtained through the first measurement method, x2 is the second distance value obtained through the second measurement method, and the first weight is obtained. When y1 and the second weight are assumed to be y2, the distance between the distance measuring device 400 and the object may be calculated by d = (y1 * x1 + y2 * x2) / 2. Here, the first weight y1 may have a value smaller than the weight y2. y1 may be 0.8 and y2 may be 1.2, but this number is only an example and may vary according to a difference between a first distance value and a reference distance. For example, as the difference between the first distance value and the reference distance increases, it means that the first distance value decreases, which means that the distance measurement value by the triangulation method decreases. Smaller, greater than 0.8, y2 may be set to greater than 1 and less than 1.2. This is because, in the triangulation method, the smaller the distance measurement value, the higher the precision.

반대로, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이가 작아질수록 제1 거리 값이 커진다는 것을 의미하고, 이는 삼각측량 방식에 의한 거리 측정 값이 커진다는 것을 의미하므로, 가중치 y1는 1보다 작고, 0.8보다 더 작은 값으로, y2는 1보다 크고, 1.2보다 더 큰 값으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 삼각측량 방식은 거리 측정 값이 커질수록 그 정밀도가 작아지기 때문이다.Conversely, as the difference between the first distance value and the reference distance becomes smaller, it means that the first distance value increases, which means that the distance measurement value by the triangulation method increases, so the weight y1 is less than 1, 0.8 With a smaller value, y2 may be set to a value greater than 1 and greater than 1.2. This is because the accuracy of the triangulation method decreases as the distance measurement value increases.

상기와 같이 설명된 거리 측정 장치는 위에 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The distance measuring device described above is not limited to the configuration and method of the above-described embodiments, and the above embodiments are configured by selectively combining all or part of each embodiment so that various modifications can be made. It may be.

Claims (14)

거리 측정 장치에 있어서,
거리 측정용 빔을 물체에 발광하는 송광부;
상기 물체에서 반사되어 상기 거리 측정 장치로 모이는 빛을 감지하는 수광부;
상기 감지된 빛을 통해 제1 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제1 거리 값을 계산하는 제1 거리 계산부;
상기 감지된 빛을 통해 제2 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제2 거리 값을 계산하는 제2 거리 계산부; 및
기준 거리를 설정하고,상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값을 상기 기준 거리와 비교하여, 상기 제1 측정 방식 및 상기 제2 측정 방식 중 가중치를 부여할 측정 방식을 선정하고, 선정된 측정 방식에 상기 가중치를 부여하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 최종 거리를 산정하는 제어부를 포함하고,
상기 가중치는
상기 기준 거리와 상기 제1 거리 값의 차이에 따라 달리 설정되는,
거리 측정 장치.In the distance measuring device,
A transmitter that emits a beam for distance measurement on an object;
A light receiving unit that detects light reflected from the object and collected by the distance measuring device;
A first distance calculator configured to calculate a first distance value between the distance measuring device and the object using a first measurement method through the sensed light;
A second distance calculator configured to calculate a second distance value between the distance measuring device and the object using a second measurement method through the sensed light; And
Set a reference distance, compare the first distance value and the second distance value with the reference distance, select a measurement method to weight among the first measurement method and the second measurement method, and select the selected measurement And a control unit for calculating a final distance between the distance measuring device and the object by applying the weight to the method,
The weight is
Differently set according to the difference between the reference distance and the first distance value,
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값이 모두 상기 기준 거리 보다 작은 경우, 상기 제1 거리 값에 가중치를 부여하여 상기 최종 거리를 산정하는
거리 측정 장치.According to claim 1,
The control unit
When both the first distance value and the second distance value are smaller than the reference distance, weighting the first distance value to calculate the final distance
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값이 모두 상기 기준 거리 보다 큰 경우, 상기 제2 거리 값에 가중치를 부여하여 상기 최종 거리를 산정하는
거리 측정 장치.According to claim 1,
The control unit
When both the first distance value and the second distance value are greater than the reference distance, the final distance is calculated by weighting the second distance value
Distance measuring device. 삭제delete 제2항에 있어서,
상기 제어부는
상기 기준 거리와 상기 제1 거리 값의 차이가 작을수록 상기 가중치를 더 작게 부여하고,
상기 기준 거리와 상기 제1 거리 값의 차이가 클수록 상기 가중치를 더 크게 부여하는
거리 측정 장치.According to claim 2,
The control unit
The smaller the difference between the reference distance and the first distance value, the smaller the weight is,
The greater the difference between the reference distance and the first distance value, the greater the weight is given.
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값 모두에 가중치를 부여하여 최종 거리를 산정하는
거리 측정 장치.According to claim 1,
The control unit
Calculating a final distance by weighting both the first distance value and the second distance value
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 제1 측정 방식은 삼각측량 방식이고,
상기 제2 측정 방식은 TOF(Time OF Flight) 방식인
거리 측정 장치.According to claim 1,
The first measurement method is a triangulation method,
The second measurement method is a TOF (Time of Flight) method
Distance measuring device. 거리 측정 장치의 거리 측정 방법에 있어서,
거리 측정용 빔을 물체에 발광하는 단계;
상기 물체에서 반사되어 상기 거리 측정 장치로 모이는 빛을 감지하는 단계;
상기 감지된 빛을 통해 제1 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제1 거리 값을 계산하는 단계;
상기 감지된 빛을 통해 제2 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제2 거리 값을 계산하는 단계; 및
기준 거리를 설정하고, 상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값을 상기 기준 거리와 비교하여, 상기 제1 측정 방식 및 상기 제2 측정 방식 중 가중치를 부여할 측정 방식을 선정하고, 선정된 측정 방식에 상기 가중치를 부여하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 최종 거리를 산정하는 단계를 포함하고,
상기 가중치는
상기 기준 거리와 상기 제1 거리 값의 차이에 따라 달리 설정되는,
거리 측정 장치의 거리 측정 방법.In the distance measuring method of the distance measuring device,
Emitting a beam for distance measurement on an object;
Sensing light reflected from the object and collected by the distance measuring device;
Calculating a first distance value between the distance measuring device and the object using a first measurement method through the sensed light;
Calculating a second distance value between the distance measuring device and the object using a second measurement method through the sensed light; And
Set a reference distance, compare the first distance value and the second distance value with the reference distance, select a measurement method to weight among the first measurement method and the second measurement method, and select the selected measurement Calculating a final distance between the distance measuring device and the object by applying the weight to the method,
The weight is
Differently set according to the difference between the reference distance and the first distance value,
How to measure the distance of a distance measuring device. 제8항에 있어서,
상기 최종 거리를 산정하는 단계는
상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값이 모두 상기 기준 거리 보다 작은 경우, 상기 제1 거리 값에 가중치를 부여하여 상기 최종 거리를 산정하는 단계를 포함하는
거리 측정 장치의 거리 측정 방법.The method of claim 8,
The step of calculating the final distance
And when the first distance value and the second distance value are both smaller than the reference distance, weighting the first distance value to calculate the final distance.
How to measure the distance of a distance measuring device. 제8항에 있어서,
상기 최종 거리를 산정하는 단계는
상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값이 모두 상기 기준 거리 보다 큰 경우, 상기 제2 거리 값에 가중치를 부여하여 상기 최종 거리를 산정하는 단계를 포함하는
거리 측정 장치의 거리 측정 방법.The method of claim 8,
The step of calculating the final distance
And when the first distance value and the second distance value are both greater than the reference distance, calculating the final distance by weighting the second distance value.
How to measure the distance of a distance measuring device. 삭제delete 제9항에 있어서,
상기 제1 측정 방식 및 상기 제2 측정 방식 중 가중치를 부여할 측정 방식을 선정하고, 선정된 측정 방식에 상기 가중치를 부여하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 최종 거리를 산정하는 단계는,
상기 기준 거리와 상기 제1 거리 값의 차이가 작을수록 상기 가중치를 더 작게 부여하고,
상기 기준 거리와 상기 제1 거리 값의 차이가 클수록 상기 가중치를 더 크게 부여하여 상기 최종 거리를 산정하는 단계를 포함하는
거리 측정 장치의 거리 측정 방법.The method of claim 9,
The step of calculating a final distance between the distance measuring device and the object by selecting a measurement method to weight among the first measurement method and the second measurement method, and assigning the weight to the selected measurement method,
The smaller the difference between the reference distance and the first distance value, the smaller the weight is,
The larger the difference between the reference distance and the first distance value, the greater the weight is included, and calculating the final distance.
How to measure the distance of a distance measuring device. 제8항에 있어서,
상기 제1 측정 방식 및 상기 제2 측정 방식 중 가중치를 부여할 측정 방식을 선정하고, 선정된 측정 방식에 상기 가중치를 부여하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 최종 거리를 산정하는 단계는,
상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값 모두에 가중치를 부여하여 최종 거리를 산정하는 단계를 포함하는
거리 측정 장치의 거리 측정 방법.The method of claim 8,
The step of calculating a final distance between the distance measuring device and the object by selecting a measurement method to weight among the first measurement method and the second measurement method, and assigning the weight to the selected measurement method,
And calculating a final distance by weighting both the first distance value and the second distance value.
How to measure the distance of a distance measuring device. 제8항에 있어서,
상기 제1 측정 방식은 삼각측량 방식이고,
상기 제2 측정 방식은 TOF(Time OF Flight) 방식인
거리 측정 장치의 거리 측정 방법.The method of claim 8,
The first measurement method is a triangulation method,
The second measurement method is a TOF (Time of Flight) method
How to measure the distance of a distance measuring device.
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