KR102390231B1 - 스캐닝 라이다 및 이의 측정 시야각 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적응형 시야각을 갖는 스캐닝 라이다로서, 스캔 영역에 대해 레이저 빔을 출사하는 광원과, 레이저 빔의 출사 방향을 변경하여 스캐닝을 수행하는 스캐닝부와, 스캐닝 라이다의 스캐닝 각도 별로 복수의 점 데이터를 획득하는 데이터 획득부와, 복수의 점 데이터를 분석하여 스캐닝 라이다에서 오브젝트까지의 측정 거리를 산출하는 측정 거리 산출부와, 측정 거리를 기준 거리와 비교하는 비교부와 측정 거리가 기준 거리 이하인 복수의 점 데이터를 모아 비측정 그룹으로 그룹화하는 그룹화부와, 비측정 그룹을 기초로 스캐닝 라이다의 측정 시야각을 결정하는 시야각 결정부를 포함하는 스캐닝 라이다를 제공한다.

Description

스캐닝 라이다 및 이의 측정 시야각 제어 방법{SCANNING LIDAR AND METHOD FOR CONTROLLING FOV OF THE SCANNING LIDAR}
본 발명은 스캐닝 라이다 및 이의 측정 시야각 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 측정 데이터를 기초로 사용 환경에 따라 탐지하고자 하는 시야각을 스스로 설정할 수 있는 스캐닝 라이다 및 이의 측정 시야각 제어 방법에 관한 것이다.
스캐닝 라이다(scanning LiDAR)는 주변의 지형, 물체 및 장애물 등과 같은 오브젝트(Object)를 측정하는데 사용되고 있다. 이러한 스캐닝 라이다는 펄스 레이저를 이용하여 오브젝트에서 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 오브젝트에 대한 정보를 획득한다. 스캐닝 라이다를 통해서 획득하는 오브젝트에 대한 정보는 오브젝트의 존재 여부, 오브젝트의 종류, 오브젝트까지의 거리 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
스캐닝 라이다는 자동차, 이동형 로봇, 선박, 보안 시스템, 조립 라인, 무인 비행기, 드론(drone) 등과 같은 여러 분야에서 활용되고 있으며, 그 활용 분야도 다방면으로 확대되고 있다.
도 1은 종래의 스캐닝 라이다의 스캐닝 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 스캐닝 라이다(LiDAR)는 스캔 영역에 대해 오브젝트(Object)를 탐지하기 위해 레이저 빔(Laser beam)을 출사하며 스캐닝(Scanning)을 수행한다.
여기서, 스캐닝 라이다는 인클로저(Encloser)(10)에 장착 및 수납되어 제한된 범위(예컨대, 전방)에서 탐지되도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 인클로저(10)는 전방만 개구된 형태를 가질 수 있다.
이와 같은 종래의 스캐닝 라이다(LiDAR)는 오브젝트(Object)에서 반사된 레이저 빔(Laser beam)을 기초로 점 데이터(Lidar data)를 획득하는데, 측정 영역뿐만 아니라 비측정 영역의 점 데이터(Lidar data)도 획득하게 된다. 즉, 전방에 위치하며 스캐닝 라이다(LiDAR)와 일정 거리 이상 이격된 오브 젝트(Object)에 대한 점 데이터(Lidar data)뿐만 아니라, 비측정 대상인 인클로저(10)에 대한 점 데이터(Lidar data)도 획득하게 된다. 이는 스캐닝 라이다(LiDAR)가 측정 영역 및 비측정 영역 모두에 대해 레이저 빔을 출사하기 때문이다.
이와 같이, 종래의 스캐닝 라이다(LiDAR)는 비측정 영역에도 레이저 빔(Laser beam)을 출사하기 때문에 소비 전력이 낭비될 뿐만 아니라, 불필요한 데이터를 처리해야 하는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 종래의 스캐닝 라이다(LiDAR)는 소프트웨어를 통해 스캐닝 라이다(LiDAR)의 측정 시야각을 수동으로 설정하는 방법을 사용하고 있다. 그러나, 이와 같은 방법은 측정 시야각의 범위가 다양하고 복잡한 설치 환경 또는 수시로 변화하는 설치 환경에 스캐닝 라이다를 설치하는 경우 실시간 능동적 시야각 대응이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은, 인클로저 및 방해물 등의 다양한 설치 환경에 적응하여 스스로 측정 시야각을 결정할 수 있는 스캐닝 라이다 및 이의 측정 시야각 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 스캐닝 라이다의 소비 전력을 저감시킬 수 있고, 스캐닝 라이다의 성능 연장 및 냉각 시간 확보 등으로 인해 광학적 효율을 증대시킬 수 있는 스캐닝 라이다 및 이의 측정 시야각 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 적응형 시야각을 갖는 스캐닝 라이다로서, 스캔 영역에 대해 레이저 빔을 출사하는 광원과, 레이저 빔의 출사 방향을 변경하여 스캐닝을 수행하는 스캐닝부와, 스캐닝 라이다의 스캐닝 각도 별로 복수의 점 데이터를 획득하는 데이터 획득부와, 복수의 점 데이터를 분석하여 스캐닝 라이다에서 오브젝트까지의 측정 거리를 산출하는 측정 거리 산출부와, 측정 거리를 기준 거리와 비교하는 비교부와 측정 거리가 기준 거리 이하인 복수의 점 데이터를 모아 비측정 그룹으로 그룹화하는 그룹화부와, 비측정 그룹을 기초로 스캐닝 라이다의 측정 시야각을 결정하는 시야각 결정부를 포함하는 스캐닝 라이다를 제공한다.
여기서, 그룹화부는, 스캐닝 라이다의 스캐닝 시 연속된 복수의 점 데이터를 모아 비측정 그룹으로 그룹화할 수 있다.
또한, 시야각 결정부는, 비측정 그룹에 속한 복수의 점 데이터에 대응하는 스캐닝 각도의 범위를 측정 시야각에서 제외할 수 있다.
또한, 본 발명의 스캐닝 라이다는, 측정 시야각을 저장하는 메모리와, 스캔 영역 중 측정 시야각에서만 레이저 빔이 출사되도록 광원을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 스캐닝 라이다는, 스캐닝 라이다의 설치 환경에 따라 기준 거리를 설정하는 설정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 시야각 결정부는 일정 주기 마다 측정 시야각을 재결정할 수 있다.
또한, 본 발명은, 스캐닝 라이다가 스캔 영역에 대해 레이저 빔을 출사하며 스캐닝을 수행하는 단계와, 스캐닝 라이다의 스캐닝 각도 별로 복수의 점 데이터를 획득하는 단계와, 복수의 점 데이터를 분석하여 스캐닝 라이다에서 오브젝트까지의 측정 거리를 산출하는 단계와, 측정 거리를 기준 거리와 비교하는 단계와, 측정 거리가 기준 거리 이하인 복수의 점 데이터를 모아 비측정 그룹으로 그룹화하는 단계와, 비측정 그룹을 기초로 라이다의 측정 시야각을 결정하는 단계를 포함하는 스캐닝 라이다의 측정 시야각 제어 방법을 제공한다.
또한, 복수의 점 데이터를 모아 비측정 그룹으로 그룹화하는 단계는, 라이다의 스캐닝 시 연속된 복수의 점 데이터를 모아 비측정 그룹으로 그룹화하는 단계일 수 있다.
또한, 스캐닝 라이다의 측정 시야각을 결정하는 단계는, 비측정 그룹에 속한 복수의 점 데이터에 대응하는 스캐닝 각도의 범위를 측정 시야각에서 제외하는 단계일 수 있다.
또한, 본 발명의 스캐닝 라이다의 측정 시야각 제어 방법은, 측정 시야각을 메모리에 저장하는 단계와, 스캔 영역 중 측정 시야각에서만 레이저 빔이 출사되도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 스캐닝 라이다의 측정 시야각 제어 방법은, 스캐닝 라이다의 설치 환경에 따라 기준 거리를 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 스캐닝 라이다의 측정 시야각 제어 방법은, 일정 주기 마다 상기 측정 시야각을 재결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 점 데이터를 기초로 스캔 영역 중 인클로저 및 방해물 등이 위치한 영역을 비측정 영역으로 설정함에 따라, 인클로저 및 방해물 등의 다양한 설치 환경에 적응하여 스스로 측정 시야각을 결정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 일정 주기 마다 측정 시야각을 재결정함에 따라, 인클로저 및 방해물 등의 설치 위치 또는 환경 변화 시 이에 적응하여 측정 시야각을 실시간으로 변경할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 비측정 영역에서 레이저 빔이 출사되지 않도록 제어함으로써 스캐닝 라이다의 소비 전력을 저감시킬 수 있고, 스캐닝 라이다의 성능 연장 및 냉각 시간 확보 등으로 인해 광학적 효율을 증대시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 스캐닝 라이다의 스캐닝 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다의 개략적인 블록도이다.
도 3은 도 2의 데이터 처리부의 구체적인 블록도이다.
도 4는 도 3의 데이터 처리부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 측정 시야각 결정 후 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다의 측정 시야각 제어 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “A 또는 B”, “A 및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다의 개략적인 블록도이고, 도 3은 도 2의 데이터 처리부의 구체적인 블록도이다. 그리고, 도 4는 도 3의 데이터 처리부의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 측정 시야각 결정 후 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다(100)는 광원(110), 스캐닝부(120), 광검출부(130), 데이터 처리부(140) 및 제어부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다(100)는 전술한 구성에 한정되지 않고, 상기 구성보다 많거나 적은 구성을 가질 수 있다.
설명의 편의 상, 데이터 처리부(140)를 스캐닝 라이다(100)의 독립적인 구성 요소로서 설명하지만, 데이터 처리부(140)는 제어부(150)의 일 구성 요소로 구비될 수도 있다.
광원(110)은 스캔 영역에 대해 레이저 빔을 출사할 수 있다. 예를 들어, 광원(110)은 900nm대역의 레이저 빔을 출사할 수 있으며, 1500nm대역의 레이저 빔을 출사할 수 있다. 또한, 광원(110)은 800nm에서 1000nm사이 대역의 레이저 빔을 출사할 수 있는 등 출사된 레이저 빔의 파장은 다양한 범위에 걸쳐있을 수도 있으며, 특정 범위에 있을 수도 있다.
또한, 광원(110)이 복수 개인 경우 각 광원(110)은 같은 파장 대역의 레이저 빔을 출사시킬 수 있으며, 서로 다른 파장 대역의 레이저 빔을 출사시킬 수 있다.
광원(110)은 레이저 다이오드(Laser Diode:LD), Solid-state laser, high power laser, Light entitling diode(LED), 빅셀(Vertical cavity Surface emitting Laser : VCSEL), External cavity diode laser(ECDL) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
스캐닝부(120)는 광원(110)에서 출사된 레이저 빔의 출사 방향 및 크기를 변경할 수 있다. 예를 들어, 스캐닝부(120)는 출사된 레이저 빔을 이동시켜 레이저의 출사 방향을 변경시킬 수 있으며, 출사된 레이저 빔을 발산시키거나 위상을 변화시켜 레이저 빔의 크기를 변경시킬 수 있다.
광검출부(130)는 스캐닝 라이다(100)의 스캔 영역에 위치하는 오브젝트(Object)에서 반사된 레이저 빔을 검출할 수 있다.
여기서, 광검출부(130)는 하나 이상의 센서 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광검출부(130)는 하나의 APD(Avalanche Photodiode)를 포함할 수 있으며, 복수 개의 SPAD(Single-photon avalanche diode)가 어레이로 구성된 SiPM(Silicon Photo Multipliers)를 포함할 수도 있다. 또한 복수 개의 APD를 단일 채널로 구성할 수 있으며, 복수 개의 채널로 구성할 수도 있다.
또한, 광 검출부(130)는 PN 포토다이오드, 포토트랜지스터, PIN 포토다이오드, APD, SPAD, SiPM, CCD(Charge-Coupled Device) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
데이터 처리부(140)는 광검출부(130)에 의해 검출된 레이저 빔을 기초로 스캐닝 라이더(100)의 스캐닝 각도 별로 복수의 점 데이터를 획득하고, 이를 처리하여 스캐닝 라이더(100)의 측정 시야각을 결정할 수 있다.
구체적으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 데이터 처리부(140)는 데이터 획득부(141), 측정 거리 산출부(142), 비교부(143), 그룹화부(144) 및 시야각 결정부(145)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 데이터 획득부(141)는 광 검출부(130)에 의해 검출된 레이저 빔을 기초로 스캐닝 라이다(100)의 스캐닝 각도 별로 복수의 점 데이터(Lidar data)를 획득할 수 있다.
측정 거리 산출부(142)는 데이터 획득부(141)가 획득한 복수의 점 데이터(Lidar data)를 분석하여 스캐닝 라이다(100)에서 오브젝트까지의 측정 거리를 산출할 수 있다.
여기서, 오브젝트는, 대상 오브젝트(Object), 인클로저(Encloser)(10) 및 방해물(20)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 대상 오브젝트(Object)는 스캐닝 라이다(100)의 탐지 대상으로서 스캐닝 라이다(100)로부터 일정 거리 이상 이격되어 위치하는 탐지 대상물을 의미한다. 그리고, 인클로저(10)는 스캐닝 라이다(100)를 장착하여 수납하는 캐비닛을 의미한다. 여기서, 인클로저(10)는 스캐닝 라이다(100)가 제한된 범위(예컨대, 전방)에서 탐지하도록 구성된 경우 전방만 개구된 형태를 가질 수 있다. 그리고, 방해물(20)은 스캐닝 라이다(100)의 비탐지 대상물으로서 스캐닝 라이다(100)의 근거리에 장착된 창살 및 가림막 등을 의미한다.
이와 같이, 측정 거리 산출부(142)는 데이터 획득부(141)가 획득한 복수의 점 데이터(Lidar data)를 기초로 스캐닝 라이다(100)에서 대상 오브젝트(Object), 인클로저(10) 및 방해물(20)까지의 측정 거리를 각각 산출할 수 있다.
비교부(143)는 측정 거리 산출부(142)에 의해 산출된 스캐닝 라이다(100)에서 오브젝트까지의 측정 거리를 기준 거리와 비교할 수 있다. 여기서, 기준 거리는 설정부(미도시)를 통해 스캐닝 라이다(100)의 설치 환경에 따라 미리 설정될 수 있다.
그룹화부(144)는, 측정 거리가 기준 거리 이하로 판단되면, 측정 거리가 기준 거리 이하인 복수의 점 데이터를 모아 비측정 그룹으로 그룹화할 수 있다.
여기서, 그룹화부(144)는 스캐닝 라이다(100)의 스캐닝 시 연속된 복수의 점 데이터를 모아 비측정 그룹으로 그룹화할 수 있다.
구체적으로, 도 4를 참조하면, 스캐닝 라이다(100)에서 인클로저(10)까지의 측정 거리는 기준 거리(Reference distance) 이하이기 때문에 인클로저(10)에서 반사된 레이저 빔을 기초로 획득된 복수의 점 데이터를 모아 제1 비측정 그룹(Group1)으로 그룹화할 수 있다.
또한, 스캐닝 라이다(100)에서 방해물(20)(예컨대, 창살)까지의 측정 거리는 각각 기준 거리(Reference distance) 이하이기 때문에 방해물(20)에서 반사된 레이저 빔을 기초로 획득된 복수의 점 데이터를 각각 모아 제2 내지 제 5 비측정 그룹(Group2~Group5)으로 그룹화할 수 있다.
시야각 결정부(145)는 그룹화부(144)에 의해 그룹화된 비측정 그룹(Group1~Group5)을 기초로 스캐닝 라이다(100)의 측정 시야각을 결정할 수 있다.
구체적으로, 시야각 결정부(145)는 비측정 그룹(Group1~Group5)에 속한 복수의 점 데이터(Lidar data)에 대응하는 스캐닝 각도의 범위를 측정 시야각에서 제외할 수 있다. 이와 같이, 스캔 영역 중 인클로저(10) 및 방해물(20) 등이 위치한 영역을 비측정 영역으로 설정함에 따라, 인클로저(10) 및 방해물(20) 등의 다양한 설치 환경에 적응하여 스스로 측정 시야각을 결정할 수 있다.
시야각 결정부(145)는 일정 주기 마다 측정 시야각을 재결정할 수 있다. 이에 따라, 인클로저(10) 및 방해물(20) 등의 설치 위치 또는 환경 변화 시 이에 적응하여 측정 시야각을 실시간으로 변경할 수 있다.
또한, 시야각 결정부(145)는 스캐닝 라이다(100)의 사용시 마다 자동으로 측정 시야각을 재결정할 수도 있다.
시야각 결정부(145)에 의해 결정된 측정 시야각은 메모리(미도시)에 저장될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제어부(150)는 메모리에 저장된 측정 시야각을 기초로 스캔 영역 중 측정 시야각에서만 레이저 빔이 출사되도록 광원(110)을 제어할 수 있다. 이에 따라, 측정 시야각에서 제외된 스캐닝 각도의 범위에서는 점 데이터(Lidar data)가 획득되지 않는다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다(100)는 비측정 영역에서 레이저 빔이 출사되지 않도록 제어함으로써 스캐닝 라이다(100)의 소비 전력을 저감시킬 수 있고, 스캐닝 라이다(100)의 성능 연장 및 냉각 시간 확보 등으로 인해 광학적 효율을 증대시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다의 측정 시야각 제어 방법의 흐름도이다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다의 측정 시야각 제어 방법을 설명하되, 전술한 내용과 중복된 내용에 대한 설명은 생략하겠다.
도 6을 참조하면, 먼저, 스캐닝 라이다(100)가 스캔 영역에 대해 레이저 빔을 출사하며 스캐닝을 수행한다(S10).
다음, 스캐닝 라이다(100)의 스캐닝 각도 별로 복수의 점 데이터를 획득한다(S20).
다음, 복수의 점 데이터를 분석하여 스캐닝 라이다(100)에서 오브젝트까지의 측정 거리를 산출한다(S30).
다음, 측정 거리를 기준 거리와 비교한다(S40). 여기서, 스캐닝 라이다(100)의 설치 환경에 따라 기준 거리를 설정할 수 있다.
다음, 측정 거리가 기준 거리 이하인 복수의 점 데이터를 모아 비측정 그룹으로 그룹화한다(S50). 여기서, 스캐닝 라이다(100)의 스캐닝 시 연속된 복수의 점 데이터를 모아 비측정 그룹으로 그룹화할 수 있다.
다음, 비측정 그룹을 기초로 스캐닝 라이다(100)의 측정 시야각을 결정한다(S60). 여기서, 비측정 그룹에 속한 복수의 점 데이터에 대응하는 스캐닝 각도의 범위를 측정 시야각에서 제외할 수 있다. 또한, 측정 시야각은 메모리에 저장될 수 있다.
이와 같이, 복수의 점 데이터를 기초로 스캔 영역 중 인클로저(10) 및 방해물(20) 등이 위치한 영역을 비측정 영역으로 설정함에 따라, 인클로저(10) 및 방해물(20) 등의 다양한 설치 환경에 적응하여 스스로 측정 시야각을 결정할 수 있다.
다음, 스캔 영역 중 측정 시야각에서만 레이저 빔이 출사되도록 제어한다(S70).
한편, 측정 시야각은 일정 주기 마다 재결정될 수 있다. 이에 따라, 인클로저(10) 및 방해물(20) 등의 설치 위치 또는 환경 변화 시 이에 적응하여 측정 시야각을 실시간으로 변경할 수 있다.
또한, 측정 시야각은 스캐닝 라이다(100)의 사용시 마다 자동으로 측정 시야각을 재결정할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다(100)의 측정 시야각 제어 방법은, 비측정 영역에서 레이저 빔이 출사되지 않도록 제어함으로써 스캐닝 라이다(100)의 소비 전력을 저감시킬 수 있고, 스캐닝 라이다(100)의 성능 연장 및 냉각 시간 확보 등으로 인해 광학적 효율을 증대시킬 수 있다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 스캐닝 라이다
110: 광원
120: 스캐닝부
130: 광검출부
140: 데이터 처리부
150: 제어부

Claims (12)

  1. 적응형 시야각을 갖는 스캐닝 라이다로서,
    스캔 영역에 대해 레이저 빔을 출사하는 광원;
    상기 레이저 빔의 출사 방향을 변경하여 스캐닝을 수행하는 스캐닝부;
    상기 스캐닝 라이다의 스캐닝 각도 별로 복수의 점 데이터를 획득하는 데이터 획득부;
    상기 복수의 점 데이터를 분석하여 상기 스캐닝 라이다에서 오브젝트까지의 측정 거리를 산출하는 측정 거리 산출부;
    상기 측정 거리를 기준 거리와 비교하는 비교부;
    상기 측정 거리가 기준 거리 이하인 복수의 점 데이터를 모아 비측정 그룹으로 그룹화하는 그룹화부; 및
    상기 비측정 그룹을 기초로 상기 스캐닝 라이다의 측정 시야각을 결정하는 시야각 결정부를 포함하고,
    상기 시야각 결정부는
    상기 비측정 그룹에 속한 상기 복수의 점 데이터에 대응하는 상기 스캐닝 각도의 범위를 상기 측정 시야각에서 제외하는
    스캐닝 라이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 그룹화부는
    상기 스캐닝 라이다의 스캐닝 시 연속된 상기 복수의 점 데이터를 모아 상기 비측정 그룹으로 그룹화하는
    스캐닝 라이다.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 시야각을 저장하는 메모리; 및
    상기 스캔 영역 중 상기 측정 시야각에서만 상기 레이저 빔이 출사되도록 상기 광원을 제어하는 제어부
    를 더 포함하는 스캐닝 라이다.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스캐닝 라이다의 설치 환경에 따라 상기 기준 거리를 설정하는 설정부
    를 더 포함하는 스캐닝 라이다.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 시야각 결정부는
    일정 주기 마다 상기 측정 시야각을 재결정하는
    스캐닝 라이다.
  7. 스캐닝 라이다가 스캔 영역에 대해 레이저 빔을 출사하며 스캐닝을 수행하는 단계;
    상기 스캐닝 라이다의 스캐닝 각도 별로 복수의 점 데이터를 획득하는 단계;
    상기 복수의 점 데이터를 분석하여 상기 스캐닝 라이다에서 오브젝트까지의 측정 거리를 산출하는 단계;
    상기 측정 거리를 기준 거리와 비교하는 단계;
    상기 측정 거리가 기준 거리 이하인 복수의 점 데이터를 모아 비측정 그룹으로 그룹화하는 단계; 및
    상기 비측정 그룹을 기초로 상기 라이다의 측정 시야각을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 측정 시야각을 결정하는 단계는
    상기 비측정 그룹에 속한 상기 복수의 점 데이터에 대응하는 상기 스캐닝 각도의 범위를 상기 측정 시야각에서 제외하는 단계인
    스캐닝 라이다의 측정 시야각 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 점 데이터를 모아 비측정 그룹으로 그룹화하는 단계는
    상기 라이다의 스캐닝 시 연속된 상기 복수의 점 데이터를 모아 상기 비측정 그룹으로 그룹화하는 단계인
    스캐닝 라이다의 측정 시야각 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 측정 시야각을 메모리에 저장하는 단계; 및
    상기 스캔 영역 중 상기 측정 시야각에서만 상기 레이저 빔이 출사되도록 제어하는 단계
    를 더 포함하는 스캐닝 라이다의 측정 시야각 제어 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 스캐닝 라이다의 설치 환경에 따라 상기 기준 거리를 설정하는 단계
    를 더 포함하는 스캐닝 라이다의 측정 시야각 제어 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    일정 주기 마다 상기 측정 시야각을 재결정하는 단계
    를 더 포함하는 스캐닝 라이다의 측정 시야각 제어 방법.









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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116609743A (zh) * 2023-07-17 2023-08-18 北京敏视达雷达有限公司 一种雷达标定方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170056546A (ko) * 2014-08-15 2017-05-23 에이아이, 아이엔씨. 레이더 전송을 위한 방법 및 시스템
US20180106890A1 (en) * 2016-08-29 2018-04-19 James Thomas O'Keeffe Laser range finder with an adaptive high-intensity zone
KR20190049871A (ko) * 2016-09-20 2019-05-09 이노비즈 테크놀로지스 엘티디 Lidar 시스템 및 방법
KR101991119B1 (ko) * 2018-12-26 2019-06-19 영남대학교 산학협력단 스캐닝 라이다 장치 및 이를 이용한 스캐닝 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170056546A (ko) * 2014-08-15 2017-05-23 에이아이, 아이엔씨. 레이더 전송을 위한 방법 및 시스템
US20180106890A1 (en) * 2016-08-29 2018-04-19 James Thomas O'Keeffe Laser range finder with an adaptive high-intensity zone
KR20190049871A (ko) * 2016-09-20 2019-05-09 이노비즈 테크놀로지스 엘티디 Lidar 시스템 및 방법
KR101991119B1 (ko) * 2018-12-26 2019-06-19 영남대학교 산학협력단 스캐닝 라이다 장치 및 이를 이용한 스캐닝 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116609743A (zh) * 2023-07-17 2023-08-18 北京敏视达雷达有限公司 一种雷达标定方法及装置
CN116609743B (zh) * 2023-07-17 2023-10-03 北京敏视达雷达有限公司 一种雷达标定方法及装置

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