KR102216690B1 - Lidar Apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 라이다 장치는, 대상물체에 대해 광을 송신하도록 적어도 하나 이상의 광원을 포함하는 송신부, 상기 대상물체로 송신되어 반사된 반사광을 수광하는 검출부, 상기 대상물체가 시인되도록 상기 송신부에 의한 광의 조사방향에 대응되도록 가시광선을 조사하도록 적어도 하나 이상의 가이드발광부를 포함하는 광가이드부 및 상기 검출부에 의해 수광된 상기 반사광으로부터 상기 대상물체를 인식하여 원하는 정보를 수집 및 처리하는 처리부를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 라이다 장치의 타겟이 되는 대상물체 혹은 지점에 대한 사용자의 시인도를 확보함으로써 실질적인 센서범위에 대한 효과적인 센싱을 수행할 수 있는 효과가 있다. A lidar device according to an embodiment of the present invention includes a transmission unit including at least one light source to transmit light to a target object, a detection unit configured to receive reflected light transmitted to the target object, and the target object to be visually recognized. An optical guide unit including at least one guide light emitting unit to irradiate visible light to correspond to the irradiation direction of light by the transmitting unit, and a processing unit that recognizes the target object from the reflected light received by the detection unit and collects and processes desired information Includes. According to an embodiment of the present invention, it is possible to effectively sense a sensor range by securing a user's visibility of a target object or point that is a target of a lidar device.

Figure R1020160169889
Figure R1020160169889

Description

라이다 장치{Lidar Apparatus}Lidar Apparatus}

본 발명의 일실시예는 라이다 장치에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a lidar device.

라이다(LIDAR: Light Detection And Ranging)는 빛을 이용하여 대상물을 검출하고 대상물까지의 거리를 측정하는 것을 말한다. 라이다는 기능에 있어서 레이더(RADAR: Radio Detection And Ranging)와 유사하지만, 전파를 이용하는 레이다와 달리 빛을 이용한다는 차이가 있으며, 이러한 점에서 '영상 레이더'라고 칭해지기도 한다.Lidar (Light Detection And Ranging) refers to detecting an object using light and measuring the distance to the object. The radar is similar in function to the radar (RADAR: Radio Detection And Ranging), but unlike radar that uses radio waves, there is a difference in that it uses light, and in this sense, it is sometimes referred to as a'video radar'.

빛과 마이크로파 간의 도플러 효과 차이로 인하여, 라이다는 레이더에 비하여 방위 분해능, 거리 분해능 등이 우수하다는 특징을 가진다.Due to the difference in the Doppler effect between light and microwave, the radar has the characteristics of superior azimuth resolution and distance resolution compared to radar.

라이다 장치는 위성이나 항공기에서 레이저 펄스를 방출하고, 대기중의 입자에 의해 후방 산란되는 펄스를 지상관측소에서 수신하는 항공 라이다가 주류를 이루어왔으며, 이러한 항공 라이다는 바람 정보와 함께 먼지, 연기, 에어로졸, 구름 입자 등의 존재와 이동을 측정하고, 대기중의 먼지입자의 분포 또는 대기 오염도를 분석하는데 사용되어왔다. 그런데, 최근에는 송신계와 수신계가 모두 지상에 설치되어 장애물 탐지, 지형 모델링, 대상물까지의 위치 획득 기능을 수행하는 지상 라이다도 감시정찰로봇, 전투로봇, 무인수상함, 무인헬기 등의 국방분야나, 민수용 이동로봇, 지능형자동차, 무인자동차 등의 민수용 분야에 대한 적용을 염두에 두고 활발히 연구가 이루어지고 있다.Lidar devices have been the mainstream of aviation riders, which emit laser pulses from satellites or aircraft and receive back-scattered pulses by particles in the atmosphere at ground stations. It has been used to measure the presence and movement of smoke, aerosol, and cloud particles, and to analyze the distribution of dust particles in the atmosphere or the degree of air pollution. However, in recent years, both the transmission system and the reception system are installed on the ground to detect obstacles, model the terrain, and obtain the location to the target. In the field of defense such as surveillance and reconnaissance robots, combat robots, unmanned surface ships, and unmanned helicopter , Civilian mobile robots, intelligent vehicles, and unmanned vehicles are being actively researched with the application of them in mind.

그러나, 라이다 장치에서 방출되는 광원들은 통상적으로 사용자에 의해 시각적으로 시인되지 않는 것으로, 고정된 부분에서의 대상물체에 대한 거리 등을 측정할 수 있어도, 사용자에 의해 정확한 다른 장소 및 타겟에 대한 센싱은 실질적으로 어려운 문제점이 있었다. However, the light sources emitted from the lidar device are usually not visually recognized by the user, and even if the distance to the object in a fixed part can be measured, the user can accurately sense other places and targets. Had a practically difficult problem.

JPJP 1994-2357641994-235764 AA

본 발명의 일실시예에 따른 목적은, 라이다 장치의 센싱하고자 하는 타겟 대상물체에 대한 사용자의 시인도를 효과적으로 향상시켜 타겟 대상물체에 대한 정확한 인식을 통해 라이다 장치 구동의 신뢰성을 향상시키고, An object according to an embodiment of the present invention is to effectively improve the visibility of a user with respect to a target object to be sensed by a lidar device to improve reliability of driving a lidar device through accurate recognition of the target object,

광가이드부의 안내되는 가시광이 조사되는 근거리 및 원거리의 타겟 대상물체를 정확히 확인할 수 있으며, It is possible to accurately check the target object in the near and far distance to which the guided visible light is irradiated.

라이다 장치의 구동 자유도를 향상시켜 전후좌우의 다양항 방향성을 통해 사용자의 사용편의성 및 라이다 장치의 센싱 신뢰도를 효과적으로 확보할 수 있느느 라이다 장치를 제공하기 위한 것이다. The purpose of this is to provide a lidar device that can effectively secure user convenience and sensing reliability of the lidar device through various directions of front, rear, left and right by improving the driving freedom of the lidar device.

본 발명의 일실시예에 따른 라이다 장치는, 대상물체에 대해 광을 송신하도록 적어도 하나 이상의 광원을 포함하는 송신부, 상기 대상물체로 송신되어 반사된 반사광을 수광하는 검출부, 상기 대상물체가 시인되도록 상기 송신부에 의한 광의 조사방향에 대응되도록 가시광선을 조사하도록 적어도 하나 이상의 가이드발광부를 포함하는 광가이드부; 및 상기 검출부에 의해 수광된 상기 반사광으로부터 상기 대상물체를 인식하여 원하는 정보를 수집 및 처리하는 처리부를 포함한다. A lidar device according to an embodiment of the present invention includes a transmission unit including at least one light source to transmit light to a target object, a detection unit configured to receive reflected light transmitted to the target object, and the target object to be visually recognized. A light guide unit including at least one guide light emitting unit to irradiate visible light so as to correspond to an irradiation direction of light by the transmission unit; And a processing unit for collecting and processing desired information by recognizing the target object from the reflected light received by the detection unit.

여기서, 상기 검출부는 상기 반사광의 방향을 평행하게 전환하는 렌즈부, 상기 광가이드부로부터 조사되어 반사된 가시광선만을 필터링 하는 필터부; 및 상기 필터부를 통과한 상기 반사광을 집광하는 집광렌즈를 더 포함할 수 있다. Here, the detection unit may include a lens unit configured to change the direction of the reflected light in parallel, and a filter unit configured to filter only visible light irradiated and reflected from the light guide unit; And a condensing lens that condenses the reflected light passing through the filter unit.

또한, 상기 필터부는 380 내지 770nm의 파장대역의 가시광선을 상기 검출부내로 수광되지 않도록 차단할 수 있다. In addition, the filter unit may block visible light in a wavelength band of 380 to 770 nm so as not to be received into the detection unit.

또한, 상기 광가이드부는 상기 송신부와 일체로 구동되도록 결합되고, 상기 광가이드부에 결합되어 원하는 상기 가시광선 조사에 의해 원하는 방향으로 위치를 조절하는 위치조절부를 더 포함할 수 있다. In addition, the optical guide unit may further include a position adjusting unit coupled to the transmission unit to be driven integrally, and coupled to the optical guide unit to adjust a position in a desired direction by irradiation of the desired visible light.

또한, 상기 위치조절부는, 상기 광가이드부 하부에 결합되고, 회전축에 결합되어 좌우측방향으로 회전하는 회전구동부 및 상기 회전구동부상에 결합되고 상기 광가이드부를 상기 좌우측방향에 수직하는 상하부로 구동하는 상하구동부를 더 포함할 수 있다. In addition, the position control unit is coupled to a lower portion of the optical guide unit, a rotation driving unit coupled to a rotation shaft to rotate in a left and right direction, and a vertical driving unit coupled to the rotation driving unit and driving the optical guide unit vertically to the left and right directions. It may further include a driving unit.

또한, 상기 광가이드부는, 상기 가시광선에 의해 조사된 대상물체를 확대 및 축소하여 시인할 수 있도록 하는 촬상부가 더 포함될 수 있다. In addition, the optical guide unit may further include an image pickup unit that enlarges and reduces the object irradiated by the visible light so as to be visually recognized.

또한, 상기 촬상부의 촬영화면 및 상기 처리부에 의한 정보를 영상으로 출력하는 영상출력부를 더 포함할 수 있다. In addition, it may further include an image output unit for outputting a photographing screen of the imaging unit and information by the processing unit as an image.

본 발명의 다른 실시예에 따른 라이다 장치는, 대상물체에 대해 광을 송신하도록 복수개의 광원을 포함하는 송신부, 상기 대상물체로 송신되어 반사된 반사광을 수광하는 검출부 및 상기 검출부에 의해 수광된 상기 반사광으로부터 상기 대상물체를 인식하여 원하는 정보를 수집 및 처리하는 처리부;를 포함하고, 상기 송신부의 광원은, 대상물체에 조사되어 반사되어 상기 검출부로 수광되는 송신발광부, 상기 대상물체에 조사되어 상기 대상물체상에 시인되는 가시광선을 포함하는 가이드발광부를 포함한다. A lidar device according to another embodiment of the present invention includes a transmission unit including a plurality of light sources to transmit light to a target object, a detection unit receiving reflected light transmitted to the target object, and the light received by the detection unit. A processing unit that recognizes the target object from reflected light and collects and processes desired information, wherein the light source of the transmission unit includes a transmission light-emitting unit that is irradiated to the target object and reflected and received by the detection unit, and the target object is irradiated with the It includes a guide light-emitting portion including visible light visible on the object.

여기서, 상기 검출부는, 상기 반사광의 방향을 평행하게 전환하는 렌즈부, 상기 광가이드부로부터 조사되어 반사된 가시광선만을 필터링 하는 필터부 및 상기 필터부를 통과한 상기 반사광을 집광하는 집광렌즈를 더 포함할 수 있다. Here, the detection unit further includes a lens unit for converting the direction of the reflected light in parallel, a filter unit for filtering only visible light irradiated and reflected from the light guide unit, and a condensing lens for condensing the reflected light passing through the filter unit can do.

또한, 상기 송신부는 상기 가시광선에 의해 조사된 대상물체를 확대 및 축소하여 시인할 수 있도록 하는 촬상부가 더 포함될 수 있다. In addition, the transmission unit may further include an image pickup unit that enlarges and reduces the object irradiated by the visible light so as to be visually recognized.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.Features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be interpreted in a conventional and dictionary meaning, and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to describe his or her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.

본 발명의 일실시예에 따르면, 라이다 장치의 타겟이 되는 대상물체 혹은 지점에 대한 사용자의 시인도를 확보함으로써 실질적인 센서범위에 대한 효과적인 센싱을 수행할 수 있는 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to effectively sense a sensor range by securing a user's visibility of a target object or point that is a target of a lidar device.

또한, 라이다 장치의 별도 광가이드부를 통해 가시광선을 조사함으로써, 원하는 지점에 대한 시인도를 높일 수 있는 효과가 있다. In addition, by irradiating visible light through a separate light guide portion of the lidar device, there is an effect of increasing the visibility to a desired point.

또한, 라이다 장치의 송신부의 광원에 가시광선의 가이드발광부를 함께 결합하여 조사함으로써, 라이다 장치가 대상으로 하는 타겟 대상물체에 대한 시인도의 정밀도를 보다 효과적으로 높일 수 있는 효과가 있다. In addition, by combining and irradiating the guide light emitting portion of visible light to the light source of the transmitter of the lidar device, there is an effect that the accuracy of the visibility of the target object targeted by the lidar device can be improved more effectively.

또한, 라이다 장치의 검출부에는 광가이드부에 의해 조사되는 가시광선의 파장영역대의 광을 선택적으로 수광받을 수 있는 필터부를 포함함으로써, 라이다 장치 구동의 노이즈를 최소화하여 구동신뢰성을 효과적으로 높일 수 있는 효과가 있다. In addition, the detection unit of the lidar device includes a filter unit that can selectively receive light in the wavelength range of visible light irradiated by the optical guide unit, thereby minimizing the noise of driving the lidar device and effectively increasing the driving reliability. There is.

또한, 라이다 장치의 검출부에, 대상물체에 반사되어 오는 반사광을 평행한 방향으로 수광되도록 빛의 방향을 전환하는 렌즈부 및 반사광의 효율적인 집광을 위한 별도의 집광렌즈를 더 포함함으로써, 라이다 장치 검출부의 정밀도 및 구동성능을 높일 수 있는 효과가 있다. In addition, the detector of the lidar device further includes a lens unit for converting the direction of light to receive the reflected light reflected from the object in a parallel direction, and a separate condensing lens for efficient condensing of the reflected light. There is an effect of improving the precision and driving performance of the detection unit.

또한, 라이다 장치는 회전구동부 및 상하구동부를 통해 전후좌우의 다양한 각도 및 방향에서 광가이드부의 가시광선 조사를 통해 사용자의 원하는 방향 및 지점으로의 센싱을 가능케 하고, 광가이드부와 더불어 조사되는 가시광선의 타겟점을 명확하게 인식하기 위한 해당 부의 확대 촬영을 위한 광학줌 기능의 촬상부를 통해 원거리 대상물체의 센싱에서의 사용자 시인도를 증가시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, the lidar device enables sensing to the user's desired direction and point through the irradiation of visible light from the light guide unit at various angles and directions from front to back, left and right through the rotation driving unit and the vertical driving unit, and visible light irradiated with the light guide unit. There is an effect of increasing user visibility in sensing of a distant object through an image pickup unit of an optical zoom function for magnifying a corresponding part to clearly recognize a target point of a line.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 라이다 장치의 장치개략도;
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 라이다 장치의 일부 사시도;
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 라이다 장치의 장치개략도;
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 라이다 장치의 일부 사시도;
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 라이다 장치의 장치개략도;
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 라이다 장치의 일부 사시도;
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 라이다 장치의 장치개략도
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 라이다 장치의 일부 사시도; 및
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 라이다 장치의 사시도이다. 1 is an apparatus schematic diagram of a lidar device according to a first embodiment of the present invention;
2 is a partial perspective view of a lidar device according to a first embodiment of the present invention;
3 is a schematic diagram of a lidar device according to a second embodiment of the present invention;
4 is a partial perspective view of a lidar device according to a second embodiment of the present invention;
5 is an apparatus schematic diagram of a lidar device according to a third embodiment of the present invention;
6 is a partial perspective view of a lidar device according to a third embodiment of the present invention;
7 is a schematic diagram of a lidar device according to a fourth embodiment of the present invention
8 is a partial perspective view of a lidar device according to a fourth embodiment of the present invention; And
9 is a perspective view of a lidar device according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명의 일실시예를 설명함에 있어서, 본 발명의 일실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다. Objects, specific advantages and novel features of an embodiment of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments associated with the accompanying drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing in the present specification, it should be noted that, even though they are indicated on different drawings, only the same elements are to have the same number as possible. In addition, terms such as “one side”, “the other side”, “first”, and “second” are used to distinguish one component from other components, and the component is limited by the terms no. Hereinafter, in describing one embodiment of the present invention, detailed descriptions of related known technologies that may unnecessarily obscure the subject matter of the present embodiment will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 하며, 동일한 참조부호는 동일한 부재를 가리킨다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same reference numerals denote the same members.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 라이다 장치의 장치개략도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 라이다 장치의 일부 사시도이다. 1 is a schematic diagram of a device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial perspective view of a device according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제1 실시예에 따른 라이다 장치는, 대상물체에 대해 광을 송신하도록 적어도 하나 이상의 광원(11)을 포함하는 송신부(10), 상기 대상물체로 송신되어 반사된 반사광을 수광하는 검출부(30), 상기 대상물체가 시인되도록 상기 송신부(10)에 의한 광의 조사방향에 대응되도록 가시광선을 조사하도록 적어도 하나 이상의 가이드발광부(21)를 포함하는 광가이드부(20) 및 상기 검출부(30)에 의해 수광된 상기 반사광으로부터 상기 대상물체를 인식하여 원하는 정보를 수집 및 처리하는 처리부(40)를 포함한다. The lidar device according to the first embodiment of the present invention includes a transmitter 10 including at least one light source 11 to transmit light to a target object, and a detector configured to receive reflected light transmitted to the target object. (30), the light guide unit 20 and the detection unit including at least one guide light emitting unit 21 to irradiate visible light to correspond to the irradiation direction of light by the transmission unit 10 so that the object is visually recognized ( 30) and a processing unit 40 that collects and processes desired information by recognizing the target object from the reflected light received.

도 1에 도시된 바와 같이, 송신부(10)는 적어도 하나 이상의 광원(11)을 포함하여 타겟으로 하는 대상물체에 광을 조사하여 대상물체로부터 반사되는 반사광을 검출부(30)가 수광하도록 한다. 여기서, 조사되는 광원(11)은 레이저로써 강도가 변조된 펄스광을 조사하는 레이저일 수 있고, 레이저는 적외선 파장대의 광을 방출할 수 있다. 변조된 펄스광을 이용하여 레이저광이 조사된 시점과 대상물체에 의해 반사된 반사광이 검출부(30)에 수광된 시점까지의 시간차이로부터 대상물체까지의 거리나 목표물의 방향, 속도, 온도 재질 등을 보다 정밀하게 측정할 수 있는 것이다. 송신부는 광원(11)을 조사하기 위한 구동드라이버(12)가 포함될 수 있다. As shown in FIG. 1, the transmitter 10 includes at least one light source 11 to irradiate light to a target object so that the detector 30 receives reflected light reflected from the target object. Here, the irradiated light source 11 may be a laser that irradiates pulsed light whose intensity is modulated as a laser, and the laser may emit light in an infrared wavelength band. The time difference between the time when the laser light is irradiated using the modulated pulsed light and the time when the reflected light reflected by the target object is received by the detection unit 30, the distance to the target object, the direction of the target object, speed, temperature, material, etc. Can be measured more precisely. The transmission unit may include a driving driver 12 for irradiating the light source 11.

검출부(30)는 대상물체로부터 송신부(10)에 의해 조사되어 반사된 반사광을 수광하고, 그 수광되는 시점의 해당 시간 등의 요소를 고려하여 처리부(40)를 통해 원하는 센싱값을 얻을 수 있다. 검출부(30)는 복수개의 포토다이오드를 포함할 수 있으며 복수개의 포토다이오드 각각은 입사된 반사광을 신호처리부(34)를 통해 전기적 신호로 전환하여 처리부(40)로 전달하게 된다. The detection unit 30 may receive the reflected light irradiated by the transmission unit 10 from the target object and reflected, and may obtain a desired sensing value through the processing unit 40 in consideration of factors such as a corresponding time at the time when the light is received. The detection unit 30 may include a plurality of photodiodes, and each of the plurality of photodiodes converts the incident reflected light into an electrical signal through the signal processing unit 34 and transmits the converted light to the processing unit 40.

검출부(30)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 반사광의 방향을 평행하게 전환하도록 하는 렌즈부(31)와 렌즈부(31)를 통과한 반사광을 효과적으로 모으기 위한 집광렌즈(33)를 더 포함할 수 있다. The detection unit 30 further includes a lens unit 31 for converting the direction of the reflected light in parallel and a condensing lens 33 for effectively collecting the reflected light that has passed through the lens unit 31, as shown in FIG. can do.

본 발명의 일실시예에서는 송신부(10)에서 조사되는 광원(11)인 레이저가 통상적으로 사용자의 눈에 시인되지 않는 점으로 인해, 실질적인 사용분야에서 사용자에 의한 사용의 자유도가 현저히 낮아짐으로 인한 문제를 해결하기 위해, 송신부(10)에 의해 조사되는 광의 타겟 대상물체를 정확하게 시인하기 위한 광가이드부(20)를 더 포함한다. In one embodiment of the present invention, due to the fact that the laser, which is the light source 11 irradiated by the transmitter 10, is not normally visible to the user's eyes, the degree of freedom of use by the user in the practical field of use is significantly lowered. In order to solve the problem, it further includes an optical guide unit 20 for accurately visually recognizing a target object of light irradiated by the transmission unit 10.

도 2에 도시된 바와 같이, 광가이드부(20)는 송신부(10)의 조사방향과 동일하도록 가이드발광부(11b)를 동일방향으로 배치한다. 송신부(10)와는 타겟 대상물체의 시인도를 정확하게 하기 위해 일체로 결합 운용될 수 있다. 광가이드부(20)의 가이드발광부(21)는 통상적으로 사람의 눈에 시인되는 가시광선을 사용할 수 있으며, 대상물체의 색상이나 거리 특징에 따라 가시광선 범위의 다양한 색상을 적절하게 선택 및 제어할 수 있도로 구성될 수 있다. 광가이드부(20)의 가이드발광부(21)에 의한 광을 조사하기 위한 적어도 하나 이상의 구동드라이버(23)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 2, the light guide unit 20 arranges the guide light-emitting unit 11b in the same direction as the irradiation direction of the transmission unit 10. The transmission unit 10 and the target object may be integrated and operated in order to correct visibility of the target object. The guide light-emitting unit 21 of the light guide unit 20 can use visible light that is usually visually recognized by the human eye, and appropriately select and control various colors in the visible light range according to the color or distance characteristic of the object. It can be configured as possible. It may include at least one or more driving drivers 23 for irradiating light by the guide light emitting unit 21 of the light guide unit 20.

광가이드부(20)에 의해 가이드발광부(21)가 타겟 대상물체에 송신부(10)의 광원(11)과 동일하게 조사됨으로써, 반사되는 반사광도 두 종류의 광이 반사되어 검출부(30)로 수광될 수 있다. 그러므로, 라이다 장치의 측정 신뢰성을 높이기 위해, 광가이드부(20)로부터 조사되는 가시광선 영역의 파장의 빛을 적절히 차단하도록 검출부(30)에는 필터부(32)를 더 포함할 수 있다. 필터부(32)는 통상의 가시광선 파장영역인 380 내지 770nm의 빛을 검출부(30)에 수광되지 않도록 차단함으로써, 송신부(10)에서 조사되는 광에 대한 반사광만을 검출부(30)로 수광하도록 하여 라이다 장치의 측정 신뢰도를 높일 수 있다. By the light guide unit 20, the guide light emitting unit 21 is irradiated to the target object in the same manner as the light source 11 of the transmitting unit 10, so that the reflected light is also reflected by two types of light to the detection unit 30. Can be received. Therefore, in order to increase the measurement reliability of the lidar device, the detection unit 30 may further include a filter unit 32 to appropriately block light having a wavelength of the visible light irradiated from the optical guide unit 20. The filter unit 32 blocks light of 380 to 770 nm, which is a typical visible wavelength region, from being received by the detection unit 30, so that only the reflected light of the light irradiated from the transmission unit 10 is received by the detection unit 30. The measurement reliability of the lidar device can be improved.

처리부(40)는 반사광을 수광하는 검출부(30) 및 송신부(10)의 조사되는 광의 조사시점 등의 정보를 종합하여 라이다 장치로 센싱하고자 하는 대상물체와의 거리나 기타 관련정보를 적절하게 연산 및 계산하며, 이러한 결과데이터를 영상출력부(50)를 통해 화상으로 디스플레이함으로써 사용자에게 센싱값을 효과적으로 제공할 수 있는 것이다. 영상출력부(50)는 처리부(40)로부터 수신되는 데이터를 영상처리하여 디스플레이상에서 관련 제공데이터를 출력하게 된다. 처리부(40)는 송신부(10), 검출부(30)와 광가이드부(20)에 의한 신호를 전달받아 실시간으로 처리 및 연산하여 사용자가 인식할 수 있는 디스플레이상에 출력할 수 있다. The processing unit 40 aggregates information such as the irradiation point of the irradiated light from the detection unit 30 and the transmission unit 10 for receiving the reflected light, and appropriately calculates the distance to the object to be sensed by the lidar device or other related information. And calculating, and displaying such result data as an image through the image output unit 50, it is possible to effectively provide a sensing value to the user. The image output unit 50 image-processes the data received from the processing unit 40 and outputs related provided data on the display. The processing unit 40 may receive signals from the transmission unit 10, the detection unit 30, and the optical guide unit 20, process and calculate them in real time, and output them on a display that can be recognized by a user.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 라이다 장치의 장치개략도이고, 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 라이다 장치의 일부 사시도이다. 3 is a schematic diagram of a device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a partial perspective view of a device according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2 실시예에서는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 라이다 장치의 광가이드부(20)의 가이드발광부(21)로부터 조사되는 빛을 대상물체에 조사하여 사용자에게 시인되도록 함과 동시에, 시인되는 대상물체의 영역을 보다 확대하거나 축소 제어하여 사용자에게 원하는 대상물체의 정보를 제공하도록 촬상부(22)를 더욱 포함할 수 있다. 촬상부(22)는 광학줌 카메라나 기타 광가이드부(20)에 의해 조사되어 특정된 대상물체를 보다 명확하게 시인하도록 관련 영상정보를 제공할 수 있다. 특히, 관련 라이다 장치가 차량 등에 배치되는 경우, 사용자는 촬상부(22)의 영상정보를 통해 원하는 대상물체 또는 장소에 대한 관련 센싱정보를 가시광선의 조사영역을 통해 용이하게 시인할 수 있는 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치는 상하 및 좌우 구동을 제어할 수 있는 위치조절부(60)를 포함하는데, 이러한 방향제어를 통한 사용자에 시인영역을 보다 명확하게 제공함으로써 라이다 장치의 사용상의 자유도도 효과적으로 높일 수 있는 이점이 있다. In the second embodiment of the present invention, as shown in Figs. 3 and 4, the light irradiated from the guide light emitting unit 21 of the light guide unit 20 of the lidar device is irradiated to the object to be visually recognized by the user. At the same time, the image pickup unit 22 may be further included to provide information on the desired object to the user by further expanding or reducing the area of the object to be recognized. The imaging unit 22 may provide related image information so as to more clearly visually recognize the specified object by being irradiated by the optical zoom camera or other optical guide unit 20. In particular, when the related lidar device is disposed in a vehicle, the user can easily visually recognize the relevant sensing information on the desired object or place through the image information of the image pickup unit 22 through the irradiation area of visible light. In addition, the lidar device according to an embodiment of the present invention includes a position adjustment unit 60 capable of controlling vertical and horizontal driving. The lidar device is provided with a visibility area more clearly to the user through such direction control. There is an advantage that can effectively increase the degree of freedom in use.

도 4에 도시된 바와 같이, 촬상부(22)는 송신부(10)와 일체로 구동되도록 결합되는 광가이드부(20)와 함께 결합되고, 광가이드부(20)에 가이드발광부(21)에 의해 조시되는 가시광선이 가르키는 방향의 타겟 대상물체를 조사되는 광과 함께 인식하도록 하고, 원거리의 경우에도 해당 영역을 자유롭게 확대 시인하도록 함으로써, 라이다 장치의 작동성능 및 사용 편의성을 높일 수 있는 것이다. As shown in FIG. 4, the image pickup unit 22 is coupled with the light guide unit 20 coupled to be driven integrally with the transmission unit 10, and the guide light emitting unit 21 to the light guide unit 20 By allowing the target object in the direction indicated by the visible light to be detected together with the irradiated light, and allowing the area to be freely enlarged and visually recognized even in the case of a long distance, the operation performance and convenience of use of the lidar device can be improved. .

기타의 나머지 관련 구성인, 송신부(10), 검출부(30), 처리부(40) 및 영상출력부(50)의 구성은 본 발명의 제1 실시예와 실질적으로 동일하므로 해당 구성의 상세한 설명은 생략하기로 한다. The configurations of the other other related configurations, the transmission unit 10, the detection unit 30, the processing unit 40, and the image output unit 50 are substantially the same as those of the first embodiment of the present invention, so a detailed description of the configuration is omitted. I will do it.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 라이다 장치의 장치개략도이고, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 라이다 장치의 일부 사시도이다. 5 is a schematic diagram of a device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a partial perspective view of a device according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 제3 실시예에서는, 광가이드부(20)의 가이드발광부(11b)를 실질적으로 타겟 대상물체에 광을 조사하는 송신부(10)의 복수개의 광원(11)상에 함께 배치함으로써 광가이드부(20)의 실질적인 정밀도를 효과적으로 확보할 수 있는 구조이다. In the third embodiment of the present invention, the guide light emitting unit 11b of the light guide unit 20 is disposed together on a plurality of light sources 11 of the transmitting unit 10 that substantially irradiates light to the target object. It is a structure capable of effectively securing the practical precision of the guide part 20.

도 6에 도시된 바와 같이, 송신부(10)의 복수개의 광을 배치함에 있어서, 송신부(10)에 의한 레이저의 송신발광부(11a)와 함께 광가이드부(20)의 가이드발광부(11b)에 의한 가시광원을 적절하게 교대로 배치함으로써, 송신부(10)의 송신발광부(11a)에 의해 타겟 대상물체를 조사하는 동시에, 해당 타겟 대상물체를 가이드발광부(11b)에 의한 가시광선으로 사용자가 정확하게 시인하도록 하는 것이다. 이 경우는 별도의 광가이드부(20)의 물리적인 구성을 구비하지 않고서도, 송신부(10)의 복수개의 광원(11)상에 가이드발광부(11b)를 송신발광부(11a)와 함께 결합함으로서 장치의 물리적인 소형화를 이루고, 실질적인 가이드발광부(11b)에 의한 타겟 대상물체 시인도의 정확도를 높일 수 있는 것이다. As shown in FIG. 6, in arranging a plurality of lights of the transmitting unit 10, the guide light emitting unit 11b of the optical guide unit 20 together with the transmitting light emitting unit 11a of the laser by the transmitting unit 10 By appropriately alternately arranging visible light sources by, the target object is irradiated by the transmission light emitting unit 11a of the transmission unit 10 and the target object is irradiated with visible light by the guide light emitting unit 11b. Is to correctly admit. In this case, the guide light-emitting unit 11b is combined with the transmitting light-emitting unit 11a on the plurality of light sources 11 of the transmitting unit 10 without having a separate physical configuration of the light guide unit 20 By doing so, it is possible to achieve a physical miniaturization of the device and increase the accuracy of the visibility of the target object by the guide light emitting unit 11b.

기타의 나머지 관련 구성인 검출부(30), 처리부(40) 및 영상출력부(50)의 구성은 본 발명의 제1 실시예와 실질적으로 동일하므로 해당 구성의 상세한 설명은 생략하기로 한다. Since the configurations of the detection unit 30, the processing unit 40, and the image output unit 50, which are other related configurations, are substantially the same as those of the first embodiment of the present invention, detailed descriptions of the configurations will be omitted.

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 라이다 장치의 장치개략도이고, 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 라이다 장치의 일부 사시도이다. 7 is a schematic diagram of a device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a partial perspective view of a device according to a fourth embodiment of the present invention.

본 발명의 제4 실시예에 따른 라이다 장치는, 상술한 제3 실시예에 송신부(10)에 광가이드부(20)의 가이드발광부(11b)를 함께 배치함과 아울러, 별도의 촬상부(22)를 송신부(10)에 일체로 결합함으로써, 가이드발광부(11b)에 의해 조사된 대상물체의 시인영역을 확대 및 축소할 수 있어 원거리의 대상물체에 대한 사용자의 시인도를 높일 수 있는 것이다. 촬상부(22)에 대한 관련 설명은 본 발명의 제2 실시예에서 이미 상술하였으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다. In the lidar device according to the fourth embodiment of the present invention, the guide light emitting unit 11b of the optical guide unit 20 is disposed in the transmission unit 10 in the above-described third embodiment, and a separate imaging unit By integrally coupling (22) to the transmission unit (10), it is possible to enlarge and reduce the visibility area of the target object irradiated by the guide light emitting unit (11b), which can increase the visibility of the user to a distant target object. will be. A related description of the imaging unit 22 has already been described above in the second embodiment of the present invention, so a detailed description will be omitted.

기타의 나머지 관련 구성인, 송신부(10)는 제3 실시예와 실질적으로 동일하고, 검출부(30), 처리부(40) 및 영상출력부(50)의 구성은 본 발명의 제1 실시예와 실질적으로 동일하므로 해당 구성의 상세한 설명은 생략하기로 한다. Other related configurations, the transmission unit 10 are substantially the same as those of the third embodiment, and the configurations of the detection unit 30, the processing unit 40, and the image output unit 50 are substantially the same as those of the first embodiment of the present invention. Since it is the same, a detailed description of the configuration will be omitted.

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 라이다 장치의 사시도이다. 9 is a perspective view of a lidar device according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 모든 실시예에서 라이다 장치는 사용자의 편의에 따른 상하 및 좌우로 구동제어되도록 형성될 수 있다. 구체적으로는 송신부(10), 광가이드부(20) 및 검출부(30)가 일체로 형성되어 구동되게 함으로써 센싱 측정의 신뢰성을 유지할 수 있고, 광가이드부(20)의 가이드발광부(21)에 의해 타겟 대상물체의 시인도를 확보함으로써, 사용자가 위치조절부(60)를 통해 해당 라이다 장치의 방향제어 및 대상물체나 장소에 대한 지정을 효과적으로 수행할 수 있게 되는 것이다. 또한, 광가이드부(20)에 의해 조사되는 광에 의한 대상물체를 촬상부(22)를 통해 자유롭게 확대 및 축소 제어가능함에 따라 원거리나 근거리에 대한 라이다 장치의 사용상으 자유도도 함께 높일 수 있는 이점이 있는 것이다. In all embodiments of the present invention, the lidar device may be formed to be controlled vertically and horizontally according to the user's convenience. Specifically, the transmission unit 10, the light guide unit 20, and the detection unit 30 are integrally formed and driven to maintain the reliability of sensing measurement, and the guide light emitting unit 21 of the light guide unit 20 Accordingly, by securing the visibility of the target object, the user can effectively control the direction of the lidar device and designate the target object or place through the position control unit 60. In addition, as the target object by the light irradiated by the light guide unit 20 can be freely enlarged and reduced through the imaging unit 22, the degree of freedom can also be increased by using the lidar device for a long distance or a short distance. There is an advantage.

구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 라이다 장치의 위치조절부(60)는 회전축(61a)을 중심으로 구동모터(61b)에 의해 회전하도록 하는 회전구동부(61) 및 회전구동부(61)상에 결합되어, 라이다 장치를 회전방향에 수직한 상하방향으로 구동하게 하는 상하구동부(62)가 결합될 수 있다. 그렇게 함으로써 실질적으로 라이다 장치의 전방위 방향전환 및 라이다 장치에 의한 센싱이 가능하게 되는 것이다. Specifically, as shown in FIG. 9, the position control unit 60 of the lidar device is a rotation driving unit 61 and a rotation driving unit 61 for rotating by the driving motor 61b around the rotation shaft 61a. It is coupled to the phase, the vertical drive unit 62 for driving the lidar device in the vertical direction perpendicular to the rotation direction may be coupled. By doing so, it is possible to substantially change the direction of the lidar device and sense it by the lidar device.

회전구동부(61)의 회전축(61a) 및 구동모터(61b)의 구성과 상하구동을 위한 한쌍의 가이드부재(62a) 및 가이드부재(62a) 사이에 상하방향 회전을 위한 구동축(62b)을 포함하는 상하구동부(62)의 개별구성은 예시에 불과하며, 관련 구동을 위한 다양한 물리적인 구성이 결합 및 적용될 수 있음은 당업자의 자명한 범위내에서 가능함은 물론이다. 이러한 위치조절부(60)의 구성은 앞서 설명한 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 라이다 장치에 모두 적용 및 구현이 가능함은 물론이다. The configuration of the rotation shaft 61a and the driving motor 61b of the rotation drive unit 61 and a pair of guide members 62a for vertical driving and a driving shaft 62b for vertical rotation between the guide members 62a The individual configuration of the vertical drive unit 62 is only an example, and it is of course possible within the apparent range of those skilled in the art that various physical configurations for related driving may be combined and applied. It goes without saying that the configuration of the position control unit 60 can be applied and implemented in all of the lidar devices according to the first to fourth embodiments of the present invention described above.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다. Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is for explaining the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and within the technical scope of the present invention, those of ordinary skill in the art It would be clear that the transformation or improvement is possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications to changes of the present invention belong to the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be made clear by the appended claims.

10: 송신부 11: 광원
11a: 송신발광부 11b: 가이드발광부
12: 구동드라이버 20: 광가이드부
21: 가이드발광부 22: 촬상부
23: 구동드라이버 30: 검출부
31: 렌즈부 32: 필터부
33: 집광렌즈 34: 신호처리부
40: 처리부 50: 영상출력부
60: 위치조절부 61: 회전구동부
61a: 회전축 61b: 구동모터
62: 상하구동부 62a: 가이드부재
62b: 구동축10: transmitter 11: light source
11a: transmitting light emitting unit 11b: guide light emitting unit
12: drive driver 20: optical guide unit
21: guide light emitting unit 22: imaging unit
23: drive driver 30: detection unit
31: lens unit 32: filter unit
33: condensing lens 34: signal processing unit
40: processing unit 50: image output unit
60: position control unit 61: rotation drive unit
61a: rotation shaft 61b: drive motor
62: upper and lower driving part 62a: guide member
62b: drive shaft

Claims (10)

대상물체에 대해 광을 송신하도록 적어도 하나 이상의 광원을 포함하는 송신부;
상기 대상물체로 송신되어 반사된 반사광을 수광하는 검출부;
상기 대상물체가 시인되도록 상기 송신부에 의한 광의 조사방향에 대응되도록 가시광선을 조사하도록 적어도 하나 이상의 가이드발광부를 포함하고, 상기 송신부와 일체로 구동되도록 결합되는 광가이드부;
상기 검출부에 의해 수광된 상기 반사광으로부터 상기 대상물체를 인식하여 원하는 정보를 수집 및 처리하는 처리부; 및
상기 광가이드부에 결합되어 원하는 방향으로 위치를 조절하는 위치조절부;를 포함하고,
상기 위치조절부는,
상기 광가이드부의 하부에 결합되고, 회전축에 결합되어 좌우측방향으로 회전하는 회전구동부; 및
상기 회전구동부 상에 결합되고 상기 광가이드부를 상기 좌우측방향에 수직하는 상하부로 구동하는 상하구동부를 더 포함하는, 라이다 장치.A transmission unit including at least one light source to transmit light to the target object;
A detector configured to receive the reflected light transmitted to the target object and reflected;
An optical guide unit including at least one guide light-emitting unit to irradiate visible light to correspond to the irradiation direction of light by the transmitting unit so that the target object is visually recognized, and coupled to be integrally driven with the transmitting unit;
A processing unit for collecting and processing desired information by recognizing the target object from the reflected light received by the detection unit; And
Includes; a position control unit coupled to the optical guide unit to adjust the position in a desired direction,
The position control unit,
A rotation driving unit coupled to a lower portion of the optical guide unit and coupled to a rotation shaft to rotate in a left and right direction; And
The lidar device further comprising a vertical driving unit coupled on the rotation driving unit and driving the optical guide unit vertically in the left and right direction. 청구항 1에 있어서,
상기 검출부는,
상기 반사광의 방향을 평행하게 전환하는 렌즈부;
상기 광가이드부로부터 조사되어 반사된 가시광선만을 필터링 하는 필터부; 및
상기 필터부를 통과한 상기 반사광을 집광하는 집광렌즈;
를 더 포함하는 라이다 장치.The method according to claim 1,
The detection unit,
A lens unit for converting the direction of the reflected light in parallel;
A filter unit for filtering only visible light irradiated and reflected from the light guide unit; And
A condensing lens for condensing the reflected light passing through the filter unit;
Lida device further comprising a. 청구항 2에 있어서,
상기 필터부는 380 내지 770nm의 파장대역의 가시광선을 상기 검출부내로 수광되지 않도록 차단하는 라이다 장치. The method according to claim 2,
The filter unit is a lidar device that blocks visible light in a wavelength band of 380 to 770 nm so as not to receive light into the detection unit. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 광가이드부는,
상기 가시광선에 의해 조사된 대상물체를 확대 및 축소하여 시인할 수 있도록 하는 촬상부가 더 포함되는 라이다 장치.The method according to claim 1,
The optical guide part,
A lidar device further comprising an image pickup unit configured to enlarge and reduce the object irradiated by the visible light so as to be visually recognized. 청구항 6에 있어서,
상기 촬상부의 촬영화면 및 상기 처리부에 의한 정보를 영상으로 출력하는 영상출력부를 더 포함하는 라이다 장치.The method of claim 6,
A lidar device further comprising an image output unit for outputting a photographing screen of the image pickup unit and information by the processing unit as an image. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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