KR102105715B1 - Lidar scanner - Google Patents

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Abstract

본 개시내용은 라이다 스캐너 내부에 대상 물체를 스캐닝하는 영역 반대편인 후방영역(센서 내부영역)에 소정의 패턴을 갖는 반사체를 위치시켜 거리 정확도 보정을 위한 LUT를 생성하기 위한 라이다 스캐너를 제공함에 있다. 본 개시내용의 일 실시예에 의하면, 레이저 광을 조사하는 광 송신부(10)와, 상기 광 송신부(10)로부터 조사된 광을 일정 각도로 반사시키는 스캐닝 미러(20)와, 상기 스캐닝 미러(20)를 회전시키는 모터부(30)와, 상기 스캐닝 미러(20)를 통해 측정 대상에 도달한 후 반사되거나 산란되는 레이저 광을 스캐닝 미러(20)를 통해 수광하는 광 수신부(40)와, 상기 광 수신부(40)가 수신한 정보를 처리하는 정보처리부(50)를 포함하는 라이다 스캐너에 있어서, 상기 측정 대상의 반대편에 위치하며, 소정의 패턴을 갖는 반사체(60)를 구비한 것을 특징으로 한다.The present disclosure provides a lidar scanner for generating a LUT for distance accuracy correction by placing a reflector having a predetermined pattern in a rear area (inner sensor area) opposite to an area for scanning a target object inside a lidar scanner. have. According to an embodiment of the present disclosure, a light transmitting unit 10 for irradiating laser light, a scanning mirror 20 for reflecting light emitted from the light transmitting unit 10 at a predetermined angle, and the scanning mirror 20 ), A motor unit 30 for rotating, and a light receiving unit 40 for receiving the reflected or scattered laser light through the scanning mirror 20 after reaching the measurement object through the scanning mirror 20, and the light In a lidar scanner including an information processing unit (50) for processing information received by the receiving unit (40), it is characterized in that it is provided on the opposite side of the measurement object and has a reflector (60) having a predetermined pattern. .

Description

라이다 스캐너{LIDAR SCANNER}Lidar scanner {LIDAR SCANNER}

본 개시내용은 라이다 스캐너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 라이다 시스템이 전방 영역을 스캐닝하면서, 거리 정확도를 보정하기 위한 LUT를 생성하기 위하여 스캐너 후방 영역에 반사체가 구비된 라이다 스캐너에 관한 것이다.The present disclosure relates to a lidar scanner, and more particularly, to a lidar scanner equipped with a reflector in the area behind the scanner to create a LUT for correcting the distance accuracy while the lidar system scans the front area. .

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated in this specification, the contents described in this identification item are not prior art to the claims of this application, and the description in this identification item is not admitted to be prior art.

라이다(Light Detection And Ranging, LiDAR)란 레이저를 발사하여 특정 대상물체에 도달하고 레이저가 반사 또는 산란되어 돌아오는 시간을 계산하여 거리를 측정함으로써 특정 물체나 장애물 등의 존재를 감지하기 위한 센서이다. 이러한 라이다는 물체 감지와 거리 측정을 하기 위한 수단이 레이저이므로 흔히 레이저 레이더 또는 3차원 스캐너라고 불린다. 일반적으로 알고있는 레이더와 비교하여 전자기파 대신 파장이 짧은 레이저를 사용하여 측정 정밀도가 높아져 주변 정보를 정확히 파악할 수 있다는 점에서 최근 이슈가 되고 있는 자율주행시스템에 적용되고 있다.Light Detection And Ranging (LiDAR) is a sensor that detects the presence of a specific object or obstacle by measuring the distance by calculating the time when it reaches a specific object by firing a laser and returns when the laser is reflected or scattered. . These riders are often called laser radars or three-dimensional scanners because lasers are the means for object detection and distance measurement. Compared to the commonly known radar, the measurement precision is increased by using a laser with a short wavelength instead of electromagnetic waves, so it is applied to the autonomous driving system, which is a recent issue in that it can accurately grasp the surrounding information.

일반적으로 라이다는 레이저 광을 조사하는 광 송신부, 광 송신부로부터 조사된 광을 일정 각도로 반사시키는 스캐닝 미러를 포함하는 스캐너부, 상기 스캐닝 미러를 회전시키는 모터부, 대상 물체로부터 반사 또는 산란되어 돌아오는 레이저 광을 스캐닝 미러에서 반사되어 수광하는 광 수신부, 및 상기 광 수신부가 수신한 정보를 처리하는 신호처리부로 구성된다.In general, the rider is a light transmitting unit for irradiating laser light, a scanner unit including a scanning mirror that reflects light emitted from the light transmitting unit at a predetermined angle, a motor unit for rotating the scanning mirror, and reflected or scattered from an object It is composed of a light receiving unit that receives and receives the laser light coming from the scanning mirror, and a signal processing unit that processes the information received by the light receiving unit.

또한, 라이다의 거리측정은 비행시간 거리측정법(Time-of-Flight, ToF)을 사용하는데, 이는 펄스가 발사된 기준 시점과 측정대상물에서 반사되어 되돌아온 펄스의 검출시점 사이의 시간차를 측정하여 거리를 측정하는 원리이다.In addition, the distance measurement of the lidar uses the time-of-flight (ToF) method, which is the distance by measuring the time difference between the reference time point at which the pulse is fired and the detection time of the pulse reflected back from the measurement object. It is a principle to measure.

여기서, 시간을 측정하기 위한 가장 대표적인 방법으로는, 도 1에 도시된 바와 같이 리딩 엣지 디스크리미네이터(Leading Edge Discriminator, LED) 방식을 이용한 라이다 시스템을 도식화하였다. 상기 LED 방식은 아날로그 펄스 신호(210, 220)가 기준 크기(230)보다 높을 때를 판별하여 디지털 신호를 출력하는 비교기 회로가 포함된 방식이다. LED 방식에서 상기 비교기 회로는 레이저 다이오드(Laser Diode, LD)에서 레이저가 발사된 시점의 아날로그 신호와 포토 다이오드(Photo Diode, PD)로 들어오는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 역할을 한다.Here, as the most representative method for measuring the time, as shown in FIG. 1, a lidar system using a leading edge discriminator (LED) method is illustrated. The LED method includes a comparator circuit that outputs a digital signal by determining when the analog pulse signals 210 and 220 are higher than the reference size 230. In the LED method, the comparator circuit serves to convert the analog signal at the time when the laser is fired from the laser diode (LD) and the analog signal coming into the photo diode (PD) into a digital signal.

그러나 상기 LED 방식을 이용하여 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정에서, 스캐너에서 동일한 거리에 위치하지만 상이한 반사율을 가진 서로 다른 두 개의 대상 물체로부터 반사된 펄스(pulse) 신호는 상기 ToF에 따른 거리측정 과정에서 다른 거리값을 출력하는 워크 에러(Walk error)가 발생하게 된다. 보다 상세하게는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 두 물체가 동일한 거리에 있더라도 두 물체의 반사율에 따라서 포토 다이오드에 들어오는 신호(220a, 220b)의 크기가 달라지게 되면 아날로그 신호가 디지털 신호(310a, 310b)로 변환되는 시점(ta, tb)이 바뀌게 되는데 그 차이는 1ns당 150mm라는 거리오차로 나타나게 되고 이와 같은 워크 에러를 개선할 필요가 있다.However, in the process of converting an analog signal to a digital signal using the LED method, a pulse signal reflected from two different target objects located at the same distance in the scanner but having different reflectances is measured according to the ToF. During the process, a walk error that outputs a different distance value occurs. More specifically, as illustrated in FIGS. 2 and 3, when the magnitudes of the signals 220a and 220b entering the photodiode vary according to the reflectivity of the two objects even when the two objects are at the same distance, the analog signal is a digital signal. The time points (t a , t b ) converted to (310a, 310b) are changed, and the difference appears as a distance error of 150 mm per 1 ns, and it is necessary to improve such a work error.

US8625081B2 에서는 펄스 폭(pulse width)을 측정하여 워크 에러를 보상하는 방법을 적용시키기 위해 스캐너 구동시 자동으로 LUT(Look Up Table)를 생성하는 방법을 소개하고 있다. LUT란 한 데이터 형태에서 다른 데이터 형태로 변환하는 데 이용되는 방법으로, 단순한 계산식으로 계산이 힘들 경우나 궤환회로를 이용하여 특정 값에 수렴하게 만들기 힘든 경우에 특정 값과 변수에 대한 모든 값을 테이블화하여 만든 것을 의미한다. US8625081B2에서는 스캐너 초기 구동시 광원의 밝기를 제어하여 LUT를 생성하는 방법을 개시한다.US8625081B2 introduces a method of automatically generating a Look Up Table (LUT) when the scanner is running to apply a method of compensating for a work error by measuring pulse width. LUT is a method used to convert from one data type to another. It is a simple calculation formula, and when it is difficult to calculate by a simple calculation formula or when it is difficult to converge to a specific value using a feedback circuit, a table of all values for a specific value and variable It means to be made up. US8625081B2 discloses a method of generating an LUT by controlling the brightness of a light source when the scanner is initially driven.

라이다 스캐너 내부에 대상 물체를 스캐닝하는 영역 반대편인 후방영역(센서 내부영역)에 소정의 패턴을 갖는 반사체를 위치시켜 거리 정확도 보정을 위한 LUT를 생성하기 위한 라이다 스캐너를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a lidar scanner for generating a LUT for distance accuracy correction by placing a reflector having a predetermined pattern in a rear area (inner sensor area) opposite to an area for scanning a target object inside the lidar scanner.

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.In addition, it is obvious that other technical problems may be derived from the following description, not limited to the technical problems as described above.

본 개시내용의 일 실시예에 의하면, 레이저 광을 조사하는 광 송신부(10)와, 상기 광 송신부(10)로부터 조사된 광을 일정 각도로 반사시키는 스캐닝 미러(20)와, 상기 스캐닝 미러(20)를 회전시키는 모터부(30)와, 상기 스캐닝 미러(20)를 통해 측정 대상에 도달한 후 반사되거나 산란되는 레이저 광을 스캐닝 미러(20)를 통해 수광하는 광 수신부(40)와, 상기 광 수신부(40)가 수신한 정보를 처리하는 정보처리부(50)를 포함하는 라이다 스캐너에 있어서, 상기 측정 대상의 반대편에 위치하며, 소정의 패턴을 갖는 반사체(60)를 구비한 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present disclosure, a light transmitting unit 10 for irradiating laser light, a scanning mirror 20 for reflecting light emitted from the light transmitting unit 10 at a predetermined angle, and the scanning mirror 20 ), A motor unit 30 for rotating, and a light receiving unit 40 for receiving the reflected or scattered laser light through the scanning mirror 20 after reaching the measurement object through the scanning mirror 20, and the light In a lidar scanner including an information processing unit (50) for processing information received by the receiving unit (40), it is characterized in that it is provided on the opposite side of the measurement object and has a reflector (60) having a predetermined pattern. .

또한, 본 개시내용의 실시예에 의하면, 상기 반사체(60)는 스캐너 내부에 위치하며, 스캐닝 미러(20)를 중심으로 굽은 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, the reflector 60 is located inside the scanner and is characterized by having a curved shape around the scanning mirror 20.

또한, 본 개시내용의 실시예에 의하면, 상기 반사체(60)는 일측에서 타측으로 갈수록 명도가 밝아지는 규칙적인 명암패턴을 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, the reflector 60 is characterized in that it has a regular contrast pattern in which the brightness increases from one side to the other.

또한, 본 개시내용의 실시예에 의하면, 상기 반사체(60)는 일측에서 타측으로 갈수록 명도가 불규칙적으로 배치되는 명암패턴을 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, the reflector 60 is characterized in that it has a contrast pattern in which the brightness is irregularly arranged from one side to the other.

또한, 본 개시내용의 실시예에 의하면, 상기 반사체(60)는 일측에서 타측으로 갈수록 명도가 다른 명암패턴이 교차되어 배치되는 명암패턴을 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, the reflector 60 is characterized in that it has a contrast pattern in which contrast patterns with different brightnesses are arranged to cross from one side to the other.

또한, 본 개시내용의 실시예에 의하면, 상기 반사체(60)의 명암패턴은 동일한 폭을 가진 바가 일측에서 타측으로 배열되는 패턴인 것을 특징으로 한다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, the contrast pattern of the reflector 60 is characterized in that a bar having the same width is arranged from one side to the other.

또한, 본 개시내용의 실시예에 의하면, 상기 반사체(60)의 명암패턴은 서로 다른 폭을 가진 바가 일측에서 타측으로 배열되는 패턴인 것을 특징으로 한다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, the contrast pattern of the reflector 60 is characterized in that the bars having different widths are arranged from one side to the other.

본 개시내용의 실시예에 의하면, 스캐너 내부에 반사체를 구비하여 거리 정확도 보정을 위한 LUT를 생성함으로써 실시간으로 캘리브레이션(calibration)을 진행함으로써 동일한 거리만큼 이격되어있으나 서로 다른 반사율을 가진 측정 대상들에 대해 동일한 거리값을 갖도록 보정하여 출력할 수 있게 된다.According to an embodiment of the present disclosure, by calibrating in real time by generating a LUT for distance accuracy correction by having a reflector inside the scanner, measurement objects having different reflectances spaced apart by the same distance It is possible to correct and output the same distance value.

또한, 본 개시내용의 실시예에 의하면, 반사체가 임의의 패턴을 갖도록 하여 측정된 반사 신호를 이용함으로써 측정 대상의 초기 위치를 알 수 있으며, 모터부의 회전 각도를 인식하여 모터 회전에 대한 위치 보정값으로 활용할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present disclosure, the initial position of the measurement object can be known by using the reflected signal measured by having the reflector have an arbitrary pattern, and the rotation angle of the motor part is recognized to correct the position of the motor. Can be utilized as

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will become apparent to those skilled in the art from the description of the claims.

도 1 내지 도 3은 종래 라이다 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 개시내용에 따른 라이다 스캐너에 있어서, 반사체가 포함된 스캐너의 작동상태도.
도 5a 및 5b는 본 개시내용에 따른 라이다 스캐너에 있어서, 반사체의 다양한 실시예에 대한 상세도.
도 6은 본 개시내용에 따른 라이다 스캐너에 있어서, 반사체의 일 실시예와 그에 따른 신호 패턴을 설명하기 위한 도면.
도 7a 및 7b는 본 개시내용에 따른 라이다 스캐너에 있어서, 반사체의 또 다른 실시예에 대한 상세도.1 to 3 are views for explaining a conventional lidar system.
4 is an operating state diagram of a scanner including a reflector in a lidar scanner according to the present disclosure.
5A and 5B are detailed views of various embodiments of a reflector in a lidar scanner according to the present disclosure.
6 is a diagram for explaining an embodiment of a reflector and a signal pattern according thereto in a lidar scanner according to the present disclosure.
7A and 7B are details of another embodiment of a reflector in a lidar scanner according to the present disclosure.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 라이다 스캐너의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.Hereinafter, the configuration, operation, and effect of the lidar scanner according to the preferred embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. For reference, in the drawings, each component is omitted or schematically illustrated for convenience and clarity, and the size of each component does not reflect the actual size. In addition, the same reference numerals refer to the same components throughout the specification, and reference numerals for the same components in individual drawings will be omitted.

도 1 내지 도 3은 상기 언급된 바와 같이, 종래 라이다 시스템에 있어서 동일한 거리에 있으나 서로 다른 반사율을 가진 물체를 스캐닝하면서 발생하는 거리 오차인 워크 에러를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 개시내용에 따른 라이다 스캐너에 있어서, 반사체가 포함된 스캐너의 작동상태도를 도시한다.1 to 3 are diagrams for explaining a work error, which is a distance error that occurs while scanning an object having the same distance but different reflectance in the conventional rider system, as described above, and FIG. 4 is the present disclosure In the lidar scanner according to the contents, an operational state diagram of the scanner including the reflector is shown.

본 개시내용의 일 실시예에 의하면, 레이저 광을 조사하는 광 송신부(10)와, 상기 광 송신부(10)로부터 조사된 광을 일정 각도로 반사시키는 스캐닝 미러(20)와, 상기 스캐닝 미러(20)를 회전시키는 모터부(30)와, 상기 스캐닝 미러(20)를 통해 측정 대상에 도달한 후 반사되거나 산란되는 레이저 광을 스캐닝 미러(20)를 통해 수광하는 광 수신부(40)와, 상기 광 수신부(40)가 수신한 정보를 처리하는 정보처리부(50)를 포함하는 라이다 스캐너에 있어서, 상기 측정 대상의 반대편에 위치하며, 소정의 패턴을 갖는 반사체(60)를 구비한 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present disclosure, a light transmitting unit 10 for irradiating laser light, a scanning mirror 20 for reflecting light emitted from the light transmitting unit 10 at a predetermined angle, and the scanning mirror 20 ), A motor unit 30 for rotating, and a light receiving unit 40 for receiving the reflected or scattered laser light through the scanning mirror 20 after reaching the measurement object through the scanning mirror 20, and the light In a lidar scanner including an information processing unit (50) for processing information received by the receiving unit (40), it is characterized in that it is provided on the opposite side of the measurement object and has a reflector (60) having a predetermined pattern. .

상기 광 송신부(10)에서는 레이저 광을 스캐닝 미러(20)를 향해 조사한다. 상기 스캐닝 미러(20)는 스캐너 내부에 위치하며 상기 광 송신부(10)로부터 조사된 광을 측정 대상을 향해 반사시키는 역할을 한다. 상기 스캐닝 미러(20)는 회전축을 기준으로 소정의 각도만큼 기울여 위치되며, 이를 360° 회전시키는 모터부(30)와 연결되어 있어 모터의 구동에 의하여 회전축을 중심으로 회전한다. 상기 광 송신부(10)로부터 조사되어 스캐닝 미러(20)를 통해 반사된 레이저 광이 측정 대상을 스캐닝하기 위하여 스캐너 일부가 개방된 구조로 이루어져 있다. 따라서, 스캐닝 미러(20)가 회전하면서 개방된 영역을 향해 위치될 때, 레이저 광이 측정 대상을 향해 조사되고 다시 스캐닝 미러(20)를 향해 반사 또는 산란되어 되돌아오는 레이저 광이 광 수신부(40)에서 수신된다. 레이저 광이 수신되는 광 수신부(40)와 스캐닝 미러(20) 사이에는 수신되는 광을 집광할 수 있도록 하는 집광 렌즈가 더 포함될 수 있다. 또한, 본 개시내용에 따른 라이다 스캐너는 상기 광 수신부(40)가 수신한 정보를 처리하는 정보처리부(50)를 포함할 수 있다. 상기 정보처리부(50)(도면에 도시되지 않음)는 광 송신부(10)로부터 레이저 광이 조사된 시점으로부터 측정 대상에서 반사되어 광 수신부(40)로 되돌아온 광의 검출 시점 사이의 시간차를 측정하여 라이다 스캐너와 측정 대상과의 거리를 획득한다.The light transmitting unit 10 irradiates laser light toward the scanning mirror 20. The scanning mirror 20 is located inside the scanner and serves to reflect light emitted from the light transmitting unit 10 toward a measurement target. The scanning mirror 20 is positioned inclined by a predetermined angle relative to the rotation axis, and is connected to the motor unit 30 that rotates it 360 ° to rotate around the rotation axis by driving the motor. The laser light irradiated from the light transmission unit 10 and reflected through the scanning mirror 20 has a structure in which a part of the scanner is opened to scan a measurement object. Accordingly, when the scanning mirror 20 is rotated and positioned toward the open area, the laser light is irradiated toward the measurement object and the laser light reflected or scattered back toward the scanning mirror 20 is returned to the light receiving unit 40 Is received at A condensing lens may be further included between the light receiving unit 40 receiving the laser light and the scanning mirror 20 to condense the received light. In addition, the lidar scanner according to the present disclosure may include an information processing unit 50 that processes information received by the light receiving unit 40. The information processing unit 50 (not shown in the drawing) measures the time difference between the detection time of the light reflected from the measurement object and returned to the light receiving unit 40 from the time when the laser light is irradiated from the light transmitting unit 10. Obtain the distance between the scanner and the measurement object.

여기서, 도 4의 작동상태도에 도시된 바와 같이, 상기 스캐닝 미러(20)가 스캐너의 개방된 영역을 향해 위치될 때에 레이저 광이 측정 대상을 향해 조사되고, 상기 스캐닝 미러(20)가 모터부(30)에 의해 회전되면서 비개방 영역을 향해 위치될 때에는 레이저 광이 측정 대상 반대편에 위치하는 반사체(60)를 향해 조사되어 다시 스캐닝 미러(20)를 향해 반사시킨다. 상기 반사체(60)는 바람직하게는 스캐너 내부에서 측정 대상의 반대편에 굽은 형상으로 구성될 수 있다. 이는 스캐닝 미러(20)가 회전축을 중심으로 회전하므로 상기 회전축을 중심으로 하여 동일한 반경을 가지는 굽은 형상으로 구성되는 것이다. 또한, 상기 반사체(60)는 기 설정된 패턴을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 반사체의 일측(a)에서 타측(a')으로 갈수록 어두운 색에서 밝은 색으로 명암이 규칙적으로 변화하는 형상을 가질 수 있으며, 도 5b에 도시된 바와 같이, 반사체의 일측(b)에서 타측(b')으로 갈수록 어두운 색과 밝은 색이 불규칙적으로 구성되는 형상을 가질 수도 있다. Here, as shown in the operating state of FIG. 4, when the scanning mirror 20 is positioned toward the open area of the scanner, laser light is irradiated toward the measurement object, and the scanning mirror 20 is a motor unit ( When rotated by 30) and positioned toward the unopened area, laser light is irradiated toward the reflector 60 located on the opposite side of the measurement object and reflected back toward the scanning mirror 20. The reflector 60 may be preferably configured to be bent on the opposite side of the measurement object from inside the scanner. This is because the scanning mirror 20 rotates around the axis of rotation, and is configured as a curved shape having the same radius around the axis of rotation. In addition, the reflector 60 may have a predetermined pattern. For example, as shown in FIG. 5A, as one side of the reflector goes from one side (a) to the other side (a '), the contrast may have a shape in which the contrast changes regularly from dark to light, as shown in FIG. 5B. Likewise, a dark color and a light color may have irregular shapes as they move from one side (b) of the reflector to the other side (b ').

여기서 상기 반사체(60)는, 스캐닝 미러(20)가 개방된 영역을 통해 측정 대상을 스캐닝하고 난 후에 스캐너 내부의 반사체(60)를 향해 레이저 광이 조사되어 스캐닝하면서 종래 라이다 스캐너가 가지고 있던 문제점인 워크 에러를 보상하기 위한 LUT를 생성하기 위한 구성이다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 스캐너로부터 동일한 거리에 있으나 서로 다른 반사율을 가진 물체로부터 레이저 광이 조사되어 반사된 광이 광 수신부(40)를 통해 수신하면 정보처리부(50)에서는 동일한 거리에 위치한 서로 다른 측정대상에 대해 다른 거리값을 출력해내게 되는데, 이를 보정하기 위하여 상기 스캐닝 미러(20)가 반사체(60)를 향해 위치될 때 레이저 광이 반사체(60)를 스캐닝하면서 거리 정확도 보정을 위한 LUT를 생성한다. 여기서 이미 알고 있는 거리에 대해 다른 반사율을 갖는 측정대상에 대한 거리를 측정하면 펄스폭 보상을 위한 LUT 생성이 가능하므로, 이와 같이 생성된 LUT를 통해 실시간으로 캘리브레이션(Calibration)을 진행하면서 거리 정확도를 보정한다. 그에 따라, 서로 다른 반사율을 가진 물체에 대해 같은 거리만큼 이격된 것으로 보정되어 출력될 수 있는 것이다.Here, the reflector 60, the scanning mirror 20 after scanning the measurement object through the open area, the laser light is irradiated toward the reflector 60 inside the scanner while scanning, a problem that the conventional lidar scanner had This is a configuration for generating an LUT to compensate for in-work errors. For example, as illustrated in FIG. 2, when laser light is irradiated from an object having the same distance but different reflectance from the scanner and the reflected light is received through the light receiving unit 40, the information processing unit 50 is the same. Different distance values are output for different measurement objects located at a distance, and when the scanning mirror 20 is positioned toward the reflector 60, laser light scans the reflector 60 to compensate for this. Create an LUT for calibration. Here, by measuring the distance to a measurement target having a different reflectance for a distance that is already known, it is possible to generate a LUT for pulse width compensation, and thus the distance accuracy is corrected while performing real-time calibration through the generated LUT. do. Accordingly, it can be corrected and output as being spaced apart by the same distance for objects having different reflectances.

도 6은 본 개시내용에 따른 라이다 스캐너에 있어서, 반사체의 일 실시예와 그에 따른 신호 패턴을 설명하기 위한 도면을 도시한다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 반사율이 낮은 어두운 색을 가진 반사체 영역에서는 신호가 없거나 매우 약하고, 상대적으로 반사율이 높은 밝은 색을 가진 영역에서는 신호가 높게 나타난다. 따라서, 상기 반사체(60)의 패턴이 불규칙적인 패턴을 가짐에 따라 레이저 광이 반사체(60)를 통하여 반사된 신호는 특정 형태의 높낮이를 갖게 되고 이와 같은 신호 패턴을 이용하여 측정 대상의 초기 위치를 알 수 있으며, 모터부(30)의 회전 각도를 인식하여 모터 회전에 대한 위치 보정값으로 활용할 수 있다. 또한, 불규칙적인 패턴을 가진 반사체(60)를 통해 다양한 크기의 신호를 수신할 수 있고 이를 기반으로 LUT를 생성하여 거리 정확도 보정을 위해 사용될 수 있을 것이다.6 is a diagram for explaining an embodiment of a reflector and a corresponding signal pattern in a lidar scanner according to the present disclosure. For example, as illustrated in FIG. 6, the signal is high or low in a region having a light color having a relatively high reflectivity, or a signal is weak or very weak in a region having a dark color having a low reflectivity. Therefore, as the pattern of the reflector 60 has an irregular pattern, the signal reflected by the laser light through the reflector 60 has a height of a specific shape, and the initial position of the measurement object is determined using the signal pattern. It can be seen, and it is possible to recognize the rotation angle of the motor unit 30 and use it as a position correction value for motor rotation. In addition, signals of various sizes may be received through the reflector 60 having an irregular pattern, and an LUT may be generated based on this to be used for distance accuracy correction.

도 7a 및 7b는 본 개시내용에 따른 라이다 스캐너에 있어서, 반사체의 또 다른 실시예의 상세도를 도시한다. 7A and 7B show detailed views of another embodiment of a reflector in a lidar scanner according to the present disclosure.

본 개시내용의 또 다른 실시예에 의하면, 도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 반사체(60)는 일측에서 타측으로 갈수록 명도가 다른 명암패턴이 교차되어 배치되는 명암패턴을 가지는 것을 특징으로 한다. 상기 언급한 규칙적인 명암패턴과 불규칙적인 명암패턴을 가진 반사체(60)의 구조에 더하여 밝은 패턴과 어두운 패턴이 교차되어 배치되도록 하여 반사체(60)를 통해 반사된 신호 패턴을 이용하여 측정 대상의 초기 위치나 모터 회전에 대한 위치 보정값으로 활용할 수 있을 것이다. 또한, 전술한 규칙적인 명암패턴, 불규칙적인 명암패턴 및 밝은 패턴과 어두운 패턴이 교차되어 배치되는 명암패턴 등을 가진 반사체(60)는 그 경계를 명확히하기 위하여, 본 개시내용의 실시예에 의하면, 상기 반사체(60)의 명암패턴은 동일한 폭을 가진 바가 일측에서 타측으로 배열되는 패턴인 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present disclosure, as illustrated in FIG. 7A, the reflector 60 has a contrast pattern in which contrast patterns having different brightnesses are arranged to cross from one side to the other. In addition to the structure of the reflector 60 having the above-described regular contrast pattern and irregular contrast pattern, the light pattern and the dark pattern are arranged to be alternately arranged, and thus the initial measurement object is measured using the signal pattern reflected through the reflector 60. It can be used as a position correction value for position or motor rotation. In addition, the reflector 60 having the above-described regular contrast pattern, irregular contrast pattern, and a contrast pattern in which light and dark patterns are arranged to cross each other, in order to clarify the boundary, according to an embodiment of the present disclosure, The contrast pattern of the reflector 60 is characterized in that the bars having the same width are arranged from one side to the other.

본 개시내용의 또 다른 실시예에 의하면, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 반사체(60)의 명암패턴은 서로 다른 폭을 가진 바가 일측에서 타측으로 배열되는 패턴인 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present disclosure, as illustrated in FIG. 7B, the contrast pattern of the reflector 60 is characterized in that bars having different widths are arranged from one side to the other.

전술한 내용에 따른 반사체(60)는 동일한 폭을 가진 명암패턴이 일측에서 타측으로 배열된 것과는 반대로 서로 다른 폭을 가진 명암패턴이 배열될 수도 있다. 이는, 불규칙적인 명암패턴을 가진 반사체(60)를 통해 다양한 크기의 신호를 수신할 수 있고 이를 기반으로 LUT를 생성하여 거리 정확도 보정을 위해 사용될 수 있는데, 그 명암패턴의 폭까지 달리함으로써 패턴을 통해 모터의 속도 정보를 얻을때 다양한 기준점들로 사용될 수 있는 것이다.The reflector 60 according to the above-described contents may have a contrast pattern having different widths, as opposed to a contrast pattern having the same width arranged from one side to the other. This can receive signals of various sizes through the reflector 60 having an irregular contrast pattern and can be used for distance accuracy correction by generating an LUT based on this, through the pattern by varying the width of the contrast pattern When obtaining the speed information of the motor, it can be used as various reference points.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and represent the technical spirit of the present invention. No, it should be understood that there may be various equivalents and modifications that can replace them at the time of this application. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims It should be construed that any altered or modified form derived from the equivalent concept is included in the scope of the present invention.

10 : 광 송신부
20 : 스캐닝 미러
30 : 모터부
40 : 광 수신부
50 : 정보처리부
60 : 반사체10: optical transmitter
20: scanning mirror
30: motor unit
40: optical receiver
50: information processing unit
60: reflector

Claims (7)

레이저 광을 조사하는 광 송신부(10);
상기 광 송신부(10)로부터 조사된 광을 일정 각도로 반사시키는 스캐닝 미러(20);
상기 스캐닝 미러(20)를 회전시키는 모터부(30);
상기 스캐닝 미러(20)를 통해 측정 대상에 도달한 후 반사되거나 산란되는 레이저 광을 스캐닝 미러(20)를 통해 수광하는 광 수신부(40);
상기 광 수신부(40)가 수신한 정보를 처리하는 정보처리부(50);를 포함하는 라이다 스캐너에 있어서,
상기 측정 대상의 반대편에 위치하며, 소정의 패턴을 갖는 반사체(60)를 구비한 것을 특징으로 하는 라이다 스캐너.A light transmitting unit 10 for irradiating laser light;
A scanning mirror 20 for reflecting light emitted from the light transmitting unit 10 at a predetermined angle;
A motor unit 30 for rotating the scanning mirror 20;
A light receiving unit 40 for receiving the laser light reflected or scattered through the scanning mirror 20 after reaching the measurement object through the scanning mirror 20;
In the lidar scanner comprising a; information processing unit 50 for processing the information received by the light receiving unit 40,
Located on the opposite side of the measurement object, the liner scanner, characterized in that provided with a reflector 60 having a predetermined pattern. 제1항에 있어서,
상기 반사체(60)는 스캐너 내부에 위치하며, 스캐닝 미러(20)를 중심으로 굽은 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 라이다 스캐너.According to claim 1,
The reflector 60 is located inside the scanner, characterized in that it has a curved shape around the scanning mirror 20, a lidar scanner. 제2항에 있어서,
상기 반사체(60)는 일측에서 타측으로 갈수록 명도가 밝아지는 규칙적인 명암패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 라이다 스캐너.According to claim 2,
The reflector 60 is a lidar scanner, characterized in that it has a regular contrast pattern that increases in brightness from one side to the other. 제2항에 있어서,
상기 반사체(60)는 일측에서 타측으로 갈수록 명도가 불규칙적으로 배치되는 명암패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 라이다 스캐너.According to claim 2,
The reflector 60 is a liner scanner characterized in that it has a contrast pattern in which the brightness is irregularly arranged from one side to the other. 제2항에 있어서,
상기 반사체(60)는 일측에서 타측으로 갈수록 명도가 다른 명암패턴이 교차되어 배치되는 명암패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 라이다 스캐너.According to claim 2,
The reflector 60 is a liner scanner characterized in that it has a contrast pattern that is arranged to cross the contrast pattern is different from the light intensity toward the other side. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사체(60)의 명암패턴은 동일한 폭을 가진 바가 일측에서 타측으로 배열되는 패턴인 것을 특징으로 하는 라이다 스캐너.The method according to any one of claims 3 to 5,
The light and dark pattern of the reflector 60 is a liner scanner characterized in that the bar having the same width is arranged from one side to the other side. 제6항에 있어서,
상기 반사체(60)의 명암패턴은 서로 다른 폭을 가진 바가 일측에서 타측으로 배열되는 패턴인 것을 특징으로 하는 라이다 스캐너.The method of claim 6,
The contrast pattern of the reflector 60 is a liner scanner characterized in that the bars having different widths are arranged from one side to the other.
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