KR102188878B1 - Distance measuring scanner and operating method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 거리 측정 장치 및 동작 방법에 관한 것으로, 특히 거리 측정 장치의 동작 중에 송광부와 수광부를 고정하는 회전기판을 회전시켜 거리 측정 위치를 수평으로 이동하며 거리 측정 장치와 다양한 높이를 가진 주변 사물 사이의 거리를 측정하고, 측정한 거리를 기초로 공간을 측정할 수 있는 거리 측정 장치 및 거리 측정 방법을 제공한다. 회전하는 회전기판에 전원을 공급하고, 메인기판과 제어 및 측정신호를 주고 받기 위해서 브러쉬 및 회전링을 이용하여 거리 측정 장치를 구성한다.The present invention relates to a distance measuring device and a method of operation, and in particular, a distance measuring position is moved horizontally by rotating a rotating substrate fixing a transmitter and a receiver during operation of the distance measuring device, and the distance measuring device and surrounding objects having various heights A distance measurement device and a distance measurement method capable of measuring a distance between the two and measuring a space based on the measured distance are provided. In order to supply power to the rotating rotating board and exchange control and measurement signals with the main board, a distance measuring device is constructed using brushes and rotating rings.

Figure R1020130074517
Figure R1020130074517

Description

거리 측정 장치 및 동작 방법{DISTANCE MEASURING SCANNER AND OPERATING METHOD THEREOF}Distance measuring device and operation method {DISTANCE MEASURING SCANNER AND OPERATING METHOD THEREOF}

본 발명은 거리 측정 장치 및 동작 방법에 관한 것으로, 특히 거리 측정 장치의 동작 중에 송광부와 수광부를 회전시켜 거리 측정 위치를 이동하며 거리 측정 장치와 다양한 높이를 가진 주변 사물 사이의 거리를 측정하고, 측정한 거리를 기초로 공간을 측정할 수 있는 거리 측정 장치 및 거리 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a distance measuring device and a method of operation, in particular, by rotating a transmitter and a receiver during operation of the distance measuring device to move a distance measuring position, and measure the distance between the distance measuring device and surrounding objects having various heights, It relates to a distance measuring apparatus and a distance measuring method capable of measuring a space based on the measured distance.

본 발명의 거리 측정 장치(이하 '스캐너')는 빛을 이용하여 스캐너와 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'scanner') measures the distance between the scanner and surrounding objects using light. Methods of measuring distance using light include a triangulation method, a time of flight (TOF) method, and a method using a phase-shift.

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

본 발명에서는 상기한 삼각측량 방식, TOF 방식, 위상차를 이용한 방식 등을 이용하여 스캐너와 주변 사물 사이의 거리를 계산할 수 있다. 스캐너의 동작 중에 회전 구동을 이용하여 수평 방향으로 거리 측정 위치를 이동시키며 거리를 측정하는 방법을 제공한다. 또한 본 발명에서는 송광부와 수광부를 포함하는 회전기판에 전원을 공급하고, 메인기판과 회전기판이 서로 제어 및 측정신호를 주고 받을 수 있는 구조를 제공한다.In the present invention, the distance between the scanner and surrounding objects may be calculated using the triangulation method, the TOF method, and the method using a phase difference. A method of measuring a distance by moving a distance measurement position in a horizontal direction using a rotational drive during operation of the scanner is provided. In addition, the present invention provides a structure in which power is supplied to a rotating substrate including a transmitting unit and a light receiving unit, and the main substrate and the rotating substrate can exchange control and measurement signals with each other.

본 발명은 수직선 방향을 기준으로 회전하는 회전기판을 이용하여 구조를 최대로 단순하게 구성한 스캐너와 거리 및 공간을 측정하는 방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a scanner having a simple structure and a method for measuring distance and space using a rotating substrate rotating based on a vertical line direction.

본 발명의 한 실시예에 따른 거리 측정 장치는 거리 측정용 빔을 측정 위치에 발광하는 송광부; 측정 위치에서 반사되어 거리 측정 장치로 모이는 빛을 감지하는 수광부; 송광부가 수광부 위에 고정되거나 수광부과 송광부 위에 고정되게 하는 회전기판; 및 회전기판이 수직선 방향을 기준으로 회전하도록 구성된 회전 구동부를 포함한다.A distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a transmitter for emitting a distance measuring beam to a measuring position; A light receiving unit that detects light reflected from the measurement position and collected by the distance measuring device; A rotating substrate for fixing the transmitting unit on the light receiving unit or on the light receiving unit and the transmitting unit; And a rotation driving unit configured to rotate the rotating substrate based on a vertical line direction.

본 발명의 실시예에 따르면, 스캐너의 구조를 수직선 방향을 기준으로 회전하는 회전기판을 이용하여 단순하게 구성하여 스캐너의 제작 비용을 줄이고 스캐너의 크기를 소형화 할 수 있다. 또한 스캐너를 이용하여 다양한 높이를 가진 주변 사물과의 거리를 정확하게 측정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the scanner structure can be simply configured using a rotating substrate that rotates based on a vertical line direction, thereby reducing the manufacturing cost of the scanner and reducing the size of the scanner. In addition, it is possible to accurately measure the distance to surrounding objects of various heights using a scanner.

도 1은 삼각측량 방식을 이용한 스캐너의 기본적인 동작 방법을 보여준다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 스캐너의 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 스캐너로 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 스캐너가 앞으로 이동하면서 거리 측정 위치를 수직 방향으로 이동하며 스캐너와 주변 사물 사이의 거리를 측정하는 예를 보여주고 있다.
도 8에서는 스캐너의 위아래의 위치를 바꾸어 송광부와 수광부의 위치를 바꾸어 스캐너를 구성하는 예를 보여준다.
도 9는 진공 청소 로봇에 탑재되어 사용되는 스캐너를 보여준다.
도 10은 자동차에 탑재되어 사용되는 스캐너를 보여준다.1 shows a basic operation method of a scanner using a triangulation method.
2 is a block diagram showing a basic operation method of a scanner according to an embodiment of the present invention.
3 shows that a distance measuring beam having a constant frequency is emitted at a measurement location using a control signal, and the emitted distance measurement beam is reflected at the measurement location and returned to the scanner.
Fig. 4 shows the rotating substrate rotated at a certain angle as viewed from above.
5 shows the power and communication connection in detail.
6 and 7 show an example in which the scanner moves forward, moves the distance measurement position in the vertical direction, and measures the distance between the scanner and surrounding objects.
8 shows an example of configuring the scanner by changing the positions of the upper and lower portions of the scanner to change the positions of the transmitter and the receiver.
9 shows a scanner mounted and used in a vacuum cleaning robot.
10 shows a scanner mounted and used in a vehicle.

이하, 본 발명과 관련된 스캐너에 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, the scanner related to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. It will be readily apparent to those skilled in the art that the configuration according to the embodiment described herein can be applied to various devices. For example, a robot that recognizes surrounding objects to determine the movement line, a device that detects minute motions or nearby objects, a device that notifies nearby obstacles for a person who cannot see, a device that recognizes the 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 스캐너의 기본적인 동작 방법을 나타내는 블록 구성도(block diagram)이다.1 is a block diagram showing a basic operation method of a scanner using a triangulation method.

상기 스캐너(100)는 송광부(110)와 수광부(120)를 포함한다.The scanner 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 order.

송광부(110)는 거리 측정용 빔(1)을 발광하는 광원(112)을 포함한다. 또한 광원렌즈(114)를 포함할 수도 있다.The light 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 from which the distance measuring beam 1 is reflected by the surrounding object 130 and returns to the light-receiving sensor 122. The light-receiving sensor 122 detects a location where the reflected and returned light 3 collects in 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 스캐너(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 transmitting unit 110 emits a distance measuring beam 1 toward a surrounding object 130. When the distance measuring beam 1 arrives at the surrounding object 130, it has a form of light 5 that is reflected on the surface T of the surrounding object and reflected in several branches. Part of the light 3 reflected in several branches by the light receiving lens 124 included in the scanner 100 is collected in the light receiving sensor 122 of the light receiving unit 120.

스캐너(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 정한다. f 값, g 값, θ 값이 정해진 스캐너(100)에서는 빛의 위치 p 값을 수광센서(122)에서 감지하여 다음 수학식 1을 충족하도록 연산하면 스캐너(100)와 거리 측정 위치 사이의 거리인 d를 얻을 수 있다.The distance between the scanner 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 in the light receiving sensor 122 is defined as p. The position p value of the light is determined based on the center of the light-receiving sensor 122 as "0". In the scanner 100 in which the f value, g value, and θ value are determined, the position p value of the light is detected by the light-receiving sensor 122 and calculated to satisfy the following equation (1). d can be obtained.

Figure 112013057774121-pat00001
Figure 112013057774121-pat00001

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 스캐너의 기본적인 동작 방법을 나타내는 블록 구성도(block diagram) 이다.2 is a block diagram illustrating a basic operation method of a scanner according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에서 설명한 삼각측량 방식을 이용한 거리 측정 방식을 이용한 스캐너의 한 실시예이다.2 is an embodiment of a scanner using a distance measurement method using a triangulation method described in FIG. 1.

상기 스캐너(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 scanner 300 includes a 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 and communication connection unit 390, and the like. I can.

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 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, the light-receiving unit 320 is fixed on the light-transmitting unit 310, but conversely, the light-emitting unit 310 may be fixed on the light-receiving unit 320. The light 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 high linearity such as LD (Laser Diode) and LED (Light Emitting Diode), and the light source lens 314 is a collimator lens, and light emitted from the light source 312 Can be made into parallel 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 to the light-receiving sensor 322, and the light-receiving sensor 322 senses 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 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 may rotate the rotating substrate 303 using a rotation driving motor 339, a first rotation pulley 331, a second rotation pulley 333, a rotation belt 337, etc. I can.

제어부(360)의 회전 제어부(364)에서 회전 구동 모터(303) 제어하여 회전 구동 모터(399)를 회전시키고, 회전 구동 모터(399)가 회전하면, 회전 구동 모터(399)에 고정되어 있는 제1 회전 풀리(331)이 회전한다. 제1 회전 풀리(331)이 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 driving motor 303 of the controller 360 controls the rotation driving motor 303 to rotate the rotation driving motor 399, and when the rotation driving motor 399 rotates, the rotation driving motor 399 is fixed to the rotation driving motor 399. 1 The rotary pulley 331 rotates. When the first rotation pulley 331 rotates, the rotation belt 337 to 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. Since the second rotary pulley 331 is fixed to the rotary substrate 303, the rotary substrate 303 rotates as the second rotary pulley 331 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 스캐너(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 스캐너(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 operation unit 366, a light transmission control unit 368, and the like. The distance calculation unit 362 calculates a distance between the scanner 300 and the measurement location based on a measurement signal including a location p value of light transmitted from the light receiving sensor 322. The rotation control unit 364 controls the rotation driving unit 330. The spatial information calculating unit 366 creates spatial information data based on the distance calculated by the distance calculating unit 362 and the rotation angle sent from the rotation driving unit 330. For example, the rotation driving unit 330 may include an encoder, and the encoder may transmit the angle of the rotating substrate 303 corresponding to each distance measurement position to the spatial information calculating unit 366 as an encoder signal. The transmission control unit 368 controls the 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 controller 360 controls the overall operation of the scanner 300. The control unit 360 may transmit the spatial data created by the spatial information calculating unit 366 to an external device through the communication unit 350 by wire 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 controller 360 and supplies power necessary 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 rotary substrate 303 to supply power to the rotary substrate 303, and controls flowing back and forth between the main substrate 301 and the rotary substrate 303, and It allows you to pass the measurement signal. In Figure 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 and rotate with the main substrate 301 An example is shown in which the substrate 303 exchanges control and measurement signals with each other. The brush and the rotating ring are paired. A detailed description will be given in FIG. 5.

도 2 에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 스캐너도 구현될 수도 있다.Since the components shown in FIG. 2 are not essential, a scanner having more components or fewer components may be implemented.

도 2에서는 스캐너(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 거리 측정용 빔(10)을 이용하여 측정하는 것을 보여준다.2 shows that the distance between the scanner 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 스캐너(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 so that the distance measurement beam 10 from the light source 312 emit light to the surrounding objects 380. The distance measuring beam 10 arrives at the surrounding object 380. When the distance measuring beam 10 arrives at the surrounding object 380, it has a shape 50 of light that is reflected on the surface A of the main surface object and reflected in several branches. Part of the light 30 reflected in several branches by the light receiving lens 324 included in the scanner 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 reflected on the light-receiving sensor 322 to the distance calculation unit 362 as a measurement signal. In this case, a wavelength filter 326 may be positioned between the light receiving lens 324 and the light receiving sensor 322 in order to accurately detect the p value. The wavelength filter 326 prevents other external light from being detected by the light receiving sensor 322 by passing only light having the same wavelength as the light source 312. The light-receiving sensor 322 may transmit the p value as a digital or analog measurement signal to the distance calculator 362.

제어부(360)의 거리 계산부(362)는 수광센서(322)에서 받은 빛의 위치 p 값이 포함된 측정신호를 기초로 주변 사물의 표면(A)와 스캐너(300) 사이의 거리를 도 1에서 설명한 수학식 1을 이용해서 얻을 수 있다.The distance calculation unit 362 of the control unit 360 calculates the distance between the surface A of the surrounding object and the scanner 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 by using Equation 1 described above.

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

도 2를 다시 예로 들어 상기한 TOF 방식으로 스캐너(300)가 스캐너(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 거리 측정용 빔(10)을 이용하여 측정하는 것을 다음과 같이 설명할 수 있다.Taking FIG. 2 again as an example, it can be described that the scanner 300 measures the distance between the scanner 300 and the surrounding objects 380 using the distance measuring beam 10 in the TOF method described above as follows. .

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 스캐너(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 so that the light source 312 emits light for the distance measurement beam 10 at the measurement position. Here, the measurement location is the surface (A) of the surrounding object. The distance measuring beam 10 arrives at the measuring position. When the distance measuring beam 10 arrives at the measuring position, it has a shape 50 of light that is reflected at the measuring position and reflected in several branches. Part of the light 30 reflected in several branches by the light receiving lens 324 included in the scanner 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.In this case, a wavelength filter 326 may be positioned between the light receiving lens 324 and the light receiving sensor 322 in order to accurately detect the light 30. The wavelength filter 326 prevents other external light from being detected by the light receiving sensor 322 by passing only light having the same wavelength as the light source 312.

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

도 2를 다시 예로 들어 상기한 위상차를 이용한 방식으로 스캐너(300)가 스캐너(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 거리 측정용 빔(10)을 이용하여 측정하는 것을 다음과 같이 설명할 수 있다.Taking FIG. 2 again as an example, it will be described as follows that the scanner 300 measures the distance between the scanner 300 and the surrounding objects 380 using the distance measuring beam 10 in a manner using the phase difference described above. I can.

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 스캐너(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 so that the light source 312 emits light for the distance measurement beam 10 at the measurement position. Here, the measurement location is the surface (A) of the surrounding object. The distance measuring beam 10 arrives at the surrounding object 380. When the distance measuring beam 10 arrives at the surrounding object 380, it has a shape 50 of light that is reflected on the surface A of the main surface object and reflected in several branches. Part of the light 30 reflected in several branches by the light receiving lens 324 included in the scanner 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 스캐너(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 sensed light 30, and the distance calculation unit 362 includes a control signal having a constant frequency used when emitting the distance measurement beam 10 at the measurement location. The phase difference may be obtained by comparing the measurement signal generated by using the light 30 reflected from the measurement position and returned to the scanner 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 스캐너(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 스캐너(300)로 돌아오는 빛(30)을 보여준다. 이때, 스캐너(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 파장을 l(=빛의 속도 c/ 제어신호의 주파수 f)이다.In FIG. 3, it is shown that the distance measuring beam 10 is emitted from the scanner 300 at a measurement position according to a control signal having a constant frequency f. Here, the measurement location is the surface (A) of the surrounding object. In addition, the distance measurement beam 10 emitted according to a signal having a predetermined frequency is reflected at the measurement position to show the light 30 returned to the scanner 300. At this time, the distance between the scanner 300 and the measurement location is d, the measurement phase difference between the distance measurement beam 10 and the reflected light 30 is k, and the distance measurement beam 10 and the reflected light return The wavelength of (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 스캐너(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 uses a control signal having a constant frequency used to emit the distance measurement beam 10 at the measurement location and the light 30 reflected from the measurement location and returned to the scanner 300. The resulting measurement signals are compared to obtain a phase difference, and a 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. 스캐너(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, you can calculate the distance in a variety of ways. The spatial information calculating unit 366 generates spatial information data based on the calculated distance corresponding to each measurement position by the distance calculating unit 362 and the rotation angle sent from the rotation driving unit 330. Since the rotating substrate 303 of the scanner 300 rotates based on a vertical line direction, the distance measurement position can be moved and the distance can be obtained. A 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 the rotating substrate 303 rotated at a predetermined angle based on a 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 rotating 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 스캐너(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 측정하는 한 예를 보여준다.4 shows an example in which the distance measurement position on the first horizontal line 60 moves in the horizontal direction according to the rotation of the rotating substrate 303, and the distance between the scanner 300 and the surrounding objects 380 is measured. Show.

도 4에서는 스캐너(300)는 스캐너(300)와 측정 지점(A) 사이를 거리 측정하고, 회전기판(300)의 회전에 따라, 스캐너(300)와 측정 지점(B) 사이의 거리를 측정하는 한 예를 보여준다.In FIG. 4, the scanner 300 measures the distance between the scanner 300 and the measurement point (A), and measures the distance between the scanner 300 and the measurement point (B) according to the rotation of the rotating substrate 300. Show an example.

회전기판(303)이 시계반대 방향으로 회전을 하면 측정 방향이 왼쪽으로 이동하며, 반대로 회전기판(303)가 시계방향으로 회전을 하면 측정 방향이 오른쪽으로 이동한다. 스캐너(300)는 회전기판(303)이 일정 각도로 회전할 때마다 도 2에서 설명한 내용과 같이 스캐너(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 측정할 수 있다.When the rotating substrate 303 rotates in a counterclockwise direction, the measurement direction moves to the left, and when the rotating substrate 303 rotates in a clockwise direction, the measurement direction moves to the right. The scanner 300 may measure the distance between the scanner 300 and the surrounding objects 380 as described in FIG. 2 whenever the rotating substrate 303 rotates at a predetermined 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 connector 390 in detail. In FIG. 5, power is supplied to the rotating substrate 303 using a plurality of brushes (brushes 391, 393, 395, 397) and rotating rings 392, 394, 396, 398, and rotated 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 rotary ring 392, the second rotary ring 392, the third rotary ring 395 and the fourth rotary ring 397 are fixed to the rotary substrate 303, and the brushes 391, 393, The position fixed to the rotating substrate 303 may be changed according to the positions of the 395 and 397.

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 contact the first rotary ring 392 and the second rotary ring 394, respectively, to control and measure between the main substrate 301 and the rotary substrate 303. Show an example of letting the signal flow. In this case, the first brush 391 and the first rotary ring 392 may be used to transmit a control signal sent from the main substrate 301 to the rotary substrate 303. For example, the light transmission control unit 368 located on the main board 301 can transmit a control signal to the light source 312 located on the rotating board 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 rotary ring 394 may be used to transmit a measurement signal sent from the rotary substrate 303 to the main substrate 301. For example, a measurement signal generated based on the light detected by the light-receiving sensor 322 located on the rotating substrate 303 is transferred to the distance calculating unit 364 located on the main substrate 301 with the second rotating ring 394 and 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.FIG. 5 shows an example in which the third brush 395 and the fourth brush 397 contact the third rotation ring 396 and the fourth rotation ring 398, respectively, to supply power to the rotation substrate 303. . In this case, the third brush 395 and the third rotary ring 396 may be used to supply power from the main substrate 301 to the rotary substrate 303. In addition, it may be used to provide a ground to the rotating substrate 303 by 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.Each rotating ring should be spaced apart from each other. Also, the gap between the rotating ring and the rotating ring is preferably filled with a material that does not conduct electricity.

또한 브러쉬가 짝이되는 회전링에만 접촉되도록 회전링이 가이드 홈 안에 위치할 수 있다.In addition, the rotating ring may 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.The brush and the rotating ring are preferably made of a material having high conductivity, and in particular, the brush is preferably made of a material having high conductivity and elasticity. In addition, in order to prevent dust and foreign substances from getting caught between the brush and the rotating ring, it is preferable that the part in contact with the brush and the rotating ring 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 brushes and rotating rings can be adjusted as necessary, and the positions of the brushes and rotating rings are also between the transmitting unit 310 and the light receiving unit 320, based on the top or bottom of the rotating substrate 303 Can be located.

도 6과 도 7은 스캐너가 앞으로 이동하면서 거리 측정 위치를 수직 방향으로 이동하며 스캐너와 주변 사물 사이의 거리를 측정하는 예를 보여주고 있다.6 and 7 show an example in which the scanner moves forward, moves the distance measurement position in the vertical direction, and measures the distance between the scanner and surrounding objects.

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

도 7에서는 스캐너(300)가 전방으로 이동하면서 주변 사물(410)과 스캐너(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 surrounding object 410 and the scanner 300 while the scanner 300 moves forward. At this time, the measurement location is the surface F of the main surface object 410.

도 6과 도 7에서는 스캐너(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 스캐너(300)가 후방 이동을 하면 거리 측정 위치가 아래에서 위로 이동한다.6 and 7 show that when the scanner 300 moves forward, the distance measurement position moves from top to bottom. Here, it moved from the distance measurement point (E) to the distance measurement point (F). Conversely, when the scanner 300 moves backward, the distance measurement position moves from bottom to top.

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

또한 거리 측정용 빔(10)이 일정한 각도(θ)를 유지 하게 되므로 스캐너(300)는 스캐너(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 scanner 300 may measure the distance between the scanner 300 and surrounding objects having various heights while moving forward and backward.

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 distance measuring beam 10 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 스캐너(300)를 구성하는 예를 보여준다. 도 7에서 보여주듯이 송광부(310)이 수광부(320) 위쪽에 위치할 수 도 있다. 이 경우, 스캐너(300)가 전방으로 이동하면, 거리 측정 위치가 위쪽으로 이동하며, 스캐너(300)이 후방으로 이동하면, 거리 측정 위치가 아래쪽으로 이동한다.8 shows an example of configuring the scanner 300 by changing the positions of the transmitting unit 310 and the light receiving unit 320. As shown in FIG. 7, the transmitting unit 310 may be positioned above the light receiving unit 320. In this case, when the scanner 300 moves forward, the distance measurement position moves upward, and when the scanner 300 moves backward, the distance measurement position moves downward.

도 9는 진공 청소 로봇(700)에 탑재되어 사용되는 스캐너(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 scanner 300 mounted and used in the vacuum cleaning robot 700. When the present invention measures a distance between a surrounding object and a cleaning robot and transmits spatial data to the cleaning robot, the cleaning robot determines a movement line based on the information received in the present invention.

도 10은 자동차(900)에 탑재되어 사용되는 스캐너(300)를 도시하였다. 본 발명이 주변 사물과 자동차 사이의 거리를 측정하여 공간 데이터를 자동차에 전송하면, 자동차는 본 발명에서 전송 받은 정보를 바탕으로 안전거리를 확보한다. 예를 들어 자동차가 운전자에게 경고방송을 할 수 도 있으며 자동차 속도를 자동 제어할 수도 있다.10 illustrates a scanner 300 mounted and used in the vehicle 900. When the present invention measures the distance between a surrounding object and a vehicle and transmits spatial data to the vehicle, the vehicle secures a safety distance based on the information transmitted in the present invention. For example, a car may broadcast a warning to the driver and automatically control the car speed.

상기와 같이 설명된 스캐너는 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 scanner described above is not limited to the configuration and method of the embodiments described above, but the embodiments may be configured by selectively combining all or part of each embodiment so that various modifications can be made. have.

Claims (15)

거리 측정 장치에 있어서,
거리 측정용 빔을 측정 위치에 발광하는 송광부;
상기 측정 위치에서 반사되어 상기 거리 측정 장치로 모이는 빛을 감지하는 수광부;
상기 송광부가 상기 수광부 위에 고정되거나 상기 수광부가 상기 송광부 위에 고정되게 하는 회전기판;
상기 회전기판이 수직선 방향을 기준으로 회전하도록 구성된 회전 구동부; 및
상기 회전기판과 메인기판을 연결하는 전원 및 통신 연결부를 포함하고,
상기 전원 및 통신 연결부는 상기 회전기판에 고정된 적어도 하나의 회전링을 포함하고,
상기 회전기판에는 상기 송광부와 상기 수광부 사이에 상기 회전링이 배치되는 가이드 홈이 형성되고,
상기 적어도 하나의 회전링은 상기 송광부와 상기 수광부 사이의 상기 가이드 홈에 배치되는
거리 측정 장치.In the distance measuring device,
A light transmitting unit that emits light for a distance measurement beam at a measurement position;
A light-receiving unit for sensing light reflected from the measuring position and collected by the distance measuring device;
A rotating substrate for fixing the light transmitting part on the light receiving part or fixing the light receiving part on the light transmitting part;
A rotation driving unit configured to rotate the rotating substrate based on a vertical line direction; And
Including a power supply and a communication connection for connecting the rotating substrate and the main substrate,
The power and communication connection unit includes at least one rotating ring fixed to the rotating substrate,
A guide groove in which the rotation ring is disposed between the transmitting unit and the light receiving unit is formed on the rotating substrate,
The at least one rotating ring is disposed in the guide groove between the transmitting unit and the receiving unit
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 송광부를 제어하는 송광 제어부;
상기 수광부가 감지한 빛을 기초로 상기 거리 측정 장치와 상기 측정 위치 사이의 거리를 계산하는 거리 계산부; 및
상기 송광 제어부와 상기 거리 계산부가 위치한 상기 메인기판을 더 포함하는
거리 측정 장치.The method of claim 1,
A transmission control unit for controlling the transmission unit;
A distance calculator configured to calculate a distance between the distance measuring device and the measuring position based on the light detected by the light receiving unit; And
Further comprising the main substrate on which the transmission control unit and the distance calculation unit are located
Distance measuring device. 제2항에 있어서,
상기 전원 및 통신 연결부는 적어도 하나의 브러쉬와 상기 적어도 하나의 회전링으로 이루어져 있으며, 상기 브러쉬와 상기 회전링은 짝을 이루며, 짝을 이룬 상기 브러쉬와 상기 회전링은 접촉되어 있으며, 상기 브러쉬는 상기 메인기판에 연결되고, 상기 메인기판과 상기 회전기판 사이에서 오고 가는 신호를 흐르게 구성된
거리 측정 장치.The method of claim 2,
The power and communication connection unit consists of at least one brush and the at least one rotary ring, the brush and the rotary ring are paired, the paired brush and the rotary ring are in contact, and the brush is the It is connected to the main board and configured to flow signals coming and going between the main board and the rotating board.
Distance measuring device. 제3항에 있어서,
상기 신호는 제어신호를 포함하며, 상기 송광 제어부는 상기 제어신호를 상기 송광부로 전송하는
거리 측정 장치.The method of claim 3,
The signal includes a control signal, and the transmission control unit transmits the control signal to the transmission unit.
Distance measuring device. 제3항에 있어서,
상기 신호는 측정신호를 포함하며, 상기 수광부에서 측정한 빛을 상기 측정신호로 상기 거리 계산부로 전송하는
거리 측정 장치.The method of claim 3,
The signal includes a measurement signal, and transmits the light measured by the light receiving unit as the measurement signal to the distance calculation unit.
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 송광부와 상기 수광부에 전원을 공급하는 전원 공급부; 및
상기 전원 공급부가 위치한 상기 메인기판을 더 포함하고,
상기 전원 및 통신 연결부는 한 개 또는 복수의 브러쉬와 한 개 또는 복수의회전링으로 이루어져 있으며, 상기 브러쉬와 상기 회전링은 짝을 이루며, 짝을 이룬 상기 브러쉬와 상기 회전링은 접촉되어 있으며, 상기 브러쉬는 상기 전원 공급부와 연결되는
거리 측정 장치.The method of claim 1,
A power supply unit supplying power to the transmitting unit and the light receiving unit; And
Further comprising the main substrate on which the power supply is located,
The power and communication connection unit is composed of one or a plurality of brushes and one or a plurality of rotary rings, the brush and the rotary ring are paired, the paired brush and the rotary ring are in contact, the The brush is connected to the power supply
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 회전 구동부를 구동시켜 상기 회전기판의 회전 각도를 조절하며 상기 측정 위치를 좌우로 이동시키는 회전 제어부; 및
상기 회전 제어부의 제어에 따라 이동되는 상기 측정 위치와 상기 거리 측정 장치 사이의 거리를 계산하는 거리 계산부를 더 포함하는
거리 측정 장치.The method of claim 1,
A rotation control unit for driving the rotation driving unit to adjust a rotation angle of the rotating substrate and moving the measurement position left and right; And
Further comprising a distance calculating unit for calculating a distance between the measuring position and the distance measuring device moved under the control of the rotation control unit
Distance measuring device. 제7항에 있어서,
상기 거리 계산부에서 계산한 상기 측정 위치 사이의 거리와 상기 측정 위치에 해당하는 상기 회전기판의 각도를 이용하여 공간 데이터를 작성하는 공간 정보 연산부를 더 포함하는
거리 측정 장치.The method of claim 7,
Further comprising a spatial information calculating unit for creating spatial data using the distance between the measurement positions calculated by the distance calculation unit and the angle of the rotating substrate corresponding to the measurement position
Distance measuring device. 제8항에 있어서,
상기 회전 구동부는 인코더를 포함하고,
상기 인코더는 상기 측정 위치에 해당하는 상기 회전기판의 각도를 인코더 신호로 상기 공간 정보 연산부에 전송하게 구성된
거리 측정 장치.The method of claim 8,
The rotation driving unit includes an encoder,
The encoder is configured to transmit the angle of the rotating substrate corresponding to the measurement position to the spatial information calculating unit as an encoder signal.
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 송광부는 광원렌즈를 포함하고, 상기 수광부는 수광렌즈를 포함하며,
상기 거리 측정용 빔은 상기 광원렌즈를 통과하고, 상기 측정 위치에서 반사되어 상기 거리 측정 장치로 모이는 빛은 수광렌즈를 통하도록 구성된
거리 측정 장치.The method of claim 1,
The light transmitting unit includes a light source lens, the light receiving unit includes a light receiving lens,
The distance measuring beam passes through the light source lens, and the light reflected from the measuring position and collected by the distance measuring device passes through the light receiving lens.
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 수광부는 파장필터를 포함하고,
상기 파장 필터는 상기 거리 측정용 빔과 같은 파장만을 통과시키는
거리 측정 장치.The method of claim 1,
The light receiving unit includes a wavelength filter,
The wavelength filter passes only the same wavelength as the distance measuring beam
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 송광부는 상기 거리 측정용 빔을 발광하는 광원을 포함하고,
상기 광원과 수평선이 일정한 각을 이루게 구성된
거리 측정 장치.The method of claim 1,
The transmitting unit includes a light source emitting the distance measuring beam,
The light source and the horizontal line are configured to form a certain angle
Distance measuring device. 제12항에 있어서,
상기 광원과 상기 수평선이 이루는 각은 예각이고,
상기 거리 측정 장치가 전방 또는 후방으로 이동하면 상기 측정 위치가 수직방향으로 이동하는
거리 측정 장치.The method of claim 12,
The angle formed by the light source and the horizontal line is an acute angle,
When the distance measurement device moves forward or backward, the measurement position moves in the vertical direction.
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 송광부는 렌즈를 포함하고,
상기 렌즈를 이용하여 상기 거리 측정용 빔이 평행광 또는 수렴광이 되도록 구성된
거리 측정 장치.The method of claim 1,
The transmitting unit includes a lens,
Constructed so that the beam for distance measurement becomes parallel or convergent light using the lens
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 거리 측정 장치는 삼각측량(triangulation) 방식, TOF(Time of Flight) 방식, 위상차(phase-shift) 중 하나의 방식을 기초로 거리를 측정하는
거리 측정 장치.The method of claim 1,
The distance measuring device measures a distance based on one of a triangulation method, a time of flight (TOF) method, and a phase-shift method.
Distance measuring device.
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