KR102558600B1 - 라이다 센서 비유효 ＴｏＦ 제거 시스템 및 방법 - Google Patents

라이다 센서 비유효 ＴｏＦ 제거 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

라이다 센서 비유효 ＴｏＦ 제거 시스템 및 방법이 제공된다. 라이다 센서 비유효 ToF 제거 시스템은 레이저 펄스를 생성하여 선행 차량에 송신하는 레이저 다이오드, 상기 레이저 펄스 신호를 인가받은 선행 차량으로부터 반사된 반사파 신호를 감지하는 포토 다이오드. 및 선행 차량에 펄스 신호를 송신한 기준 시점과, 반사되어 되돌아온 반사파 신호의 검출 시점 사이의 시간차를 측정하여 거리를 계산하는 ToF(Time of Flight)를 수행하고, 차량에 구비된 차속센서로부터 현재 차량 속도 정보를 수신하고, 상기 수신한 현재 차량 속도 정보와 기설정된 차량 최대 속도(A)를 이용하여 유효 ToF 상대속도 구간을 설정하고, 상기 ToF를 계산할 선행 차량의 상대 속도를 계산하여 상기 상대 속도가 유효 ToF 상대속도 구간에 속하는지 판단하며, 상기 유효 ToF 상대속도 구간을 벗어나는 경우, 상기 ToF를 수행 시 비유효 ToF로 제거하도록 필터링하는 제어부로 이루어진 라이다 센서부를 포함한다.

Description

라이다 센서 비유효 ＴｏＦ 제거 시스템 및 방법{System and Method for Filtering Ineffective Time of Flight Lidar Sensor}
본 발명은 라이다 센서 비유효 ToF 제거 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 레이저 다이오드를 통해 발사된 빛이 반사되어 포토 다이어드로 감지될 때까지의 ToF를 산출하는 과정에서 유효하지 않은 장애물에 의해 반사되거나 원하지 않는 신호 입력을 제거하여 라이다 시스템의 성능 에러를 방지할 수 있는 라이다 센서 비유효 ToF 제거 시스템 및 방법에 관한 것이다.
라이다(Light Detection and Ranging, LIDAR) 센서는 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 기술로서 3차원 GIS(Geographic Information System) 정보 구축을 위한 지형 데이터를 구축하고, 이를 가시화하는 형태로 발전되어 건설, 국방 등의 분야에 응용되었고, 최근 들어 자율주행자동차 및 이동로봇 등에 적용되면서 핵심 기술로 주목을 받고 있다.
특히, 자동차용 라이다는 주행중인 차량이 앞 차와의 충돌을 피하거나 또는 충격을 최소화할 수 있도록 차간거리를 실시간으로 측정하여 경고 또는 차량 자동제어를 할 수 있도록 하는 장치로써 라이다/레이다, 영상센서, 통신 3D 맵 등 자율주행차의 차량거리 센서 시스템의 주요 부품 중 가장 필수적인 부품으로 사용되고 있다.
이러한 라이다 센서는 거리 감지를 위해 레이저 다이오드(Laser Diode, LD)와 포토 다이오드(Photodiode Array, PD)를 이용한다. 보다 구체적으로, 레이저 다이오드에서 발사한 빛을 물체가 맞고 돌아온 후, 포토 다이오드에서 흡수하여 전류화시켜 신호화한다.
라이다 센서는 발사한 빛과 되돌아온 빛의 신호 간격 시간을 체크하여 거리 계산을 수행하며, 이러한 과정에서 유효하지 않은 장애물에 맞고 들어오거나 원하지 않는 신호를 인지하면, 잘못된 비행시간(Time of Flight, ToF)을 산출하게 되어 라이다 시스템의 성능 에러를 발생시킬 수 있다.
한국 등록특허번호 제10-1770872호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 레이저 다이오드를 통해 발사된 빛이 반사되어 포토 다이어드로 감지될 때까지의 ToF를 산출하는 과정에서 유효하지 않은 장애물에 의해 반사되거나 원하지 않는 신호 입력을 제거하여 라이다 시스템의 성능 에러를 방지할 수 있는 라이다 센서 비유효 ToF 제거 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 라이다 센서 비유효 ToF 제거 시스템은, 레이저 펄스를 생성하여 선행 차량에 송신하는 레이저 다이오드, 상기 레이저 펄스 신호를 인가받은 선행 차량으로부터 반사된 반사파 신호를 감지하는 포토 다이오드. 및 선행 차량에 펄스 신호를 송신한 기준 시점과, 반사되어 되돌아온 반사파 신호의 검출 시점 사이의 시간차를 측정하여 거리를 계산하는 ToF(Time of Flight)를 수행하고, 차량에 구비된 차속센서로부터 현재 차량 속도 정보를 수신하고, 상기 수신한 현재 차량 속도 정보와 기설정된 차량 최대 속도(A)를 이용하여 유효 ToF 상대속도 구간을 설정하고, 상기 ToF를 계산할 선행 차량의 상대 속도를 계산하여 상기 상대 속도가 유효 ToF 상대속도 구간에 속하는지 판단하며, 상기 유효 ToF 상대속도 구간을 벗어나는 경우, 상기 ToF를 수행 시 비유효 ToF로 제거하도록 필터링하는 제어부로 이루어진 라이다 센서부를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 라이다 센서 비유효 ToF 제거 방법은, 레이저 펄스를 생성하여 선행 차량에 송신하는 레이저 다이오드와, 상기 레이저 펄스 신호를 인가받은 선행 차량으로부터 반사된 반사파 신호를 감지하는 포토 다이오드; 및 선행 차량에 펄스 신호를 송신한 기준 시점과, 반사되어 되돌아온 반사파 신호의 검출 시점 사이의 시간차를 측정하여 거리 정보를 계산하는 ToF(Time of Flight)를 수행하는 제어부를 포함한 라이다 센서부로 이루어지고, 상기 제어부는 차량에 구비된 차속센서로부터 현재 차량 속도 정보를 수신하고, 상기 수신한 현재 차량 속도 정보와 기설정된 차량 최대 속도(A)를 이용하여 유효 ToF 상대속도 구간을 설정하는 단계, 상기 제어부는 상기 선행 차량에 대한 상기 ToF를 n회 반복하여 수행하는 단계, 상기 제어부는 상기 선행 차량의 상대 속도를 계산하여 상기 상대 속도가 상기 유효 ToF 상대속도 구간에 속하는지 판단하는 단계 및 상기 상대 속도가 상기 유효 ToF 상대속도 구간을 벗어나는 경우, 상기 수행한 ToF를 비유효 ToF로 제거하도록 필터링하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 라이다 센서 비유효 ToF 제거 시스템은, 비유효 ToF를 필터링하여 라이다 시스템의 성능 에러를 방지할 수 있는 효과가 있으며, 차량의 주행 속도를 반영한 유효한 ToF 값 범위를 적용하여 ToF 계산 시 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 라이다 센서 비유효 ToF 제거 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 라이다 센서부의 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유효 ToF 상대속도 구간을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 라이다 센서 비유효 ToF 제거 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소 일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 라이다 센서 비유효 ToF 제거 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 라이다 센서부의 내부 구성을 간략하게 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유효 ToF 상대속도 구간을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 라이다 센서 비유효 ToF 제거 시스템(100)은 차량에 설치되는 것으로 차속센서(110), 자율주행 제어기(120) 및 라이다 센서부(130)를 포함한다.
차속센서(110)는 차량에 구비되어 현재 차량 속도 정보를 산출하여 자율주행 제어기(120)로 전송한다.
자율주행 제어기(120)는 차량에 주행과 관련된 제어장치를 제어하고, 차속센서(110)로부터 현재 차량 속도 정보를 수신하고, 수신한 현재 차량 속도 정보를 라이다 센서부(130)로 전송한다.
자율주행 제어기(120)는 라이다 센서부(130)로부터 최종 ToF 정보를 수신하여 선행 차량과의 거리를 판단하고, 이에 따른 차량의 속도, 정지 등의 제어 기능을 수행할 수 있다.
라이다 거리 측정은 비행시간 거리 측정법(Time of Flight, ToF)을 사용하는데, ToF는 대상체에 펄스 신호를 송신한 기준 시점과, 반사되어 되돌아온 반사파 신호의 검출 시점 사이의 시간차를 측정하여 거리를 계산하는 방식이다.
라이다 센서부(130)는 레이저 다이오드(131), 레이저 다이오드 드라이버(132), 레이저 다이오드 구동부(133), 포토 다이오드(134), 광학부(135), 제어부(136), 수신 신호 처리부(137)를 포함한다.
레이저 다이오드 구동부(133)는 레이저 다이오드(131)를 구동시키기 위한 구동 신호를 레이저 다이오드 드라이버(132)에 입력할 수 있다.
레이저 다이오드(131)는 레이저 다이오드 구동부(133)의 구동 전류를 입력받아 광학부(135)를 통해 레이저 펄스 신호를 대상체에 송신할 수 있다. 여기서, 대상체는 차량에 근접하여 이동하는 선행 차량을 의미할 수 있다.
레이저 다이오드 드라이버(132)는 레이저 다이오드(131)에 구동 전류를 인가할 수 있다.
광학부(135)는 레이저 다이오드(131)에서 송신되는 레이저 펄스 시야각 확보 및 정밀한 각 해상도 확보를 위해 레이저 발광 분포 균일화, 빔 정형 비율, 수광 시 빔의 집광력 등 광학적 특성을 고려한 광학 렌즈, 프리즘(미도시) 등을 포함할 수 있다.
레이저 다이오드(Laser Diode, LD)(131)는 레이저 펄스를 생성하여 선행 차량(대상체)에 송신한다.
레이저 다이오드(131)가 레이저 펄스 신호를 대상체에 송신한 후, 포토 다이오드(Photodiode Array, PD)(134)는 광학부(135)를 통해 레이저 펄스 신호를 인가받은 선행 차량으로부터 반사된 반사파 신호를 감지한다.
제어부(136)는 레이저 다이오드(131)의 구동 신호를 감지하는 레이저 다이오드 감지부(미도시)로부터 감지 신호를 수신하여 라이다 비행시간(Time of Flight, ToF)의 출발 시간을 계산한다.
제어부(136)는 선행 차량으로부터 반사된 반사파 신호를 입력받아 라이다 비행시간의 도착 시간을 계산한다.
제어부(136)는 출발 시간과 도착 시간을 이용하여 레이저 펄스 신호의 감지시부터 반사파 신호의 감지시까지의 비행시간을 계산한다.
제어부(136)는 비행시간을 계산하기 위해서 레이저 다이오드 감지부와 포토 다이오드(134)로부터 입력받은 신호를 처리하는 수신 신호 처리부(137)를 포함한다.
제어부(136)는 수신 신호 처리부(137)에서 처리된 신호에 기초하여 비행시간을 계산할 수 있다.
수신 신호 처리부(137)는 증폭부(138), 비교부(139), 시간 디지털 변환부(139a)를 포함한다.
증폭부(138)는 입력받는 신호를 비교부(139) 및 시간 디지털 변환부(Tme to Digital Converter, TDC)(139a)의 입력 전압 레벨에 적합하도록 증폭한다.
비교부(139)는 증폭부(138)를 통해 증폭된 전압 신호를 임계 전압과 비교하여 임계 전압 이상일 경우, 펄스 신호를 생성한다.
시간 디지털 변환부(139a)는 비교부(139)를 통과한 펄스 신호를 비행시간을 계산하기 위한 인코딩된 출발 시간과 도착 시간의 디지털 데이터로 변환한다.
제어부(136)는 출발 시간과 도착 시간의 시간차를 측정하여 거리 정보를 계산한다. 제어부(136)는 계산한 거리 정보를 일정 주기마다 저장한다.
레이저 다이오드(131)가 상대 차량에 펄스 신호를 송신할 때, 거리가 너무 멀거나 장애물로 인하여 펄스 신호를 인가받은 상대 차량으로부터 반사되는 반사파 신호가 점점 작아져 포토 다이오드(134)에서 수신되는 반사파 신호의 크기가 작아질 수 있으며, 반대로 반사파 신호의 크기가 비정상적으로 커질 수도 있다.
이러한 문제점을 방지하기 위하여 제어부(136)는 비유효한 ToF을 제거하는 비유효 ToF 제거 알고리즘을 내장하고 있다.
비유효 ToF을 제거하는 비유효 ToF 제거 알고리즘은 다음과 같다.
제어부(136)는 자율주행 제어기(120)로부터 현재 차량 속도 정보를 수신하고, 수신한 현재 차량 속도 정보와 기설정된 차량 최대 속도(A)를 이용하여 유효 ToF 상대속도 구간을 설정한다.
유효 ToF 상대속도 구간은 최소 상대속도(-A)와 최대 상대속도(A-현재 차량 속도 정보)의 범위로 설정한다. 여기서, A는 현존하는 도로에서 주행 가능한 차량의 최대 속도로 기설정되며, 현존 기술력에 따라 가속을 감안하여 A값을 변경할 수 있다.
하기의 표 1과 같이, 최소 상대속도(Min)는 선행하는 최대 속도의 선행 차량이 급정거하는 경우이고, 최대 상대속도(Max)는 선행하던 정지 차량이 최대 속도로 주행하는 경우이다. 선행 차량은 ToF를 계산할 대상 차량을 의미한다.
제어부(136)는 ToF를 계산할 선행 차량의 상대 속도를 계산할 수 있다. 여기서, 상대 속도는 (거리로 환산된 2번째 ToF - 거리로 환산된 1번째 ToF)/ToF 주기를 이용하여 계산한다. 시간차는 ToF를 계산하기 위해서 선행 차량에 펄스 신호를 송신한 기준 시점과, 반사되는 되돌아온 반사파 신호의 검출 시점 사이의 시간 차이를 나타낸다. 또한, 상기 수식에서 ToF는 시간차를 통해 계산되고, ToF 주기는 광 송신 주기 이다.
제어부(136)는 계산한 상대 속도가 유효 ToF 상대속도 구간에 속하는지 판단하고, 상대 속도가 유효 ToF 상대속도 구간을 벗어나는 경우, 수행한 ToF를 비유효 ToF로 필터링하여 제거한다.
제어부(136)는 계산한 상대 속도가 유효 ToF 상대속도 구간에 속하는지 판단하고, 상대 속도가 유효 ToF 상대속도 구간에 속하는 경우, 수행한 ToF를 유효 ToF로 계산한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 라이다 센서 비유효 ToF 제거 방법을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 제어부(136)는 차량에 구비된 차속센서(110)로부터 현재 차량 속도 정보를 수신하고, 상기 수신한 현재 차량 속도 정보와 기설정된 차량 최대 속도(A)를 이용하여 유효 ToF 상대속도 구간을 설정한다(S100, S101).
제어부(136)는 선행 차량에 펄스 신호를 송신한 기준 시점과, 반사되어 되돌아온 반사파 신호의 검출 시점 사이의 시간차를 측정하여 거리를 계산하는 ToF를 수행한다(ToF 시퀀스).
제어부(136)는 ToF 시퀀스를 n회 반복하여 계산하여 누적하고(S102), 각각의 ToF를 수행 시 비유효 ToF을 제거하는 비유효 ToF 제거 알고리즘을 적용하여 유효 ToF인지 판단하고, 3번 이상 수행한 ToF가 유효 ToF로 판단하는지 체크한다(S103).
제어부(136)는 ToF 시퀀스를 n회 반복하는 동안, 비유효 ToF 제거 알고리즘을 이용하여 유효하지 않은 ToF로 산출된 거리 정보를 필터링하여 제거한다(S104).
제어부(136)는 3번 유효 ToF에 의해 계산된 거리 정보의 평균값을 계산하여 최종 ToF로 산출하고, 산출한 최종 ToF를 자율주행 제어기(120)로 전송한다(S105, S106).
이상에서 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 라이다 센서 비유효 ToF 제거 시스템
110: 차속센서 120: 자율주행 제어기
130: 라이다 센서부 131: 레이저 다이오드
132: 레이저 다이오드 드라이버 133: 레이저 다이오드 구동부
134: 포토 다이오드 135: 광학부
136: 제어부 137: 수신 신호 처리부
138: 증폭부 139: 비교부
139a: 시간 디지털 변환부

Claims (9)

  1. 레이저 펄스를 생성하여 선행 차량에 송신하는 레이저 다이오드;
    상기 레이저 펄스 신호를 인가받은 선행 차량으로부터 반사된 반사파 신호를 감지하는 포토 다이오드; 및
    선행 차량에 펄스 신호를 송신한 기준 시점과, 반사되어 되돌아온 반사파 신호의 검출 시점 사이의 시간차를 측정하여 거리를 계산하는 ToF(Time of Flight)를 수행하고,
    차량에 구비된 차속센서로부터 현재 차량 속도 정보를 수신하고, 상기 수신한 현재 차량 속도 정보와 기설정된 차량 최대 속도(A)를 이용하여 유효 ToF 상대속도 구간을 설정하고, 상기 ToF를 계산할 선행 차량의 상대 속도를 계산하여 상기 상대 속도가 유효 ToF 상대속도 구간에 속하는지 판단하며,
    상기 상대 속도가 상기 유효 ToF 상대속도 구간에 속하는 경우, 상기 ToF를 수행시 유효 ToF로 계산하고, 상기 유효 ToF 상대속도 구간을 벗어나는 경우, 상기 ToF를 수행시 비유효 ToF로 제거하도록 필터링하는 제어부를 구비한 라이다 센서부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 유효 ToF 상대속도 구간을, 최대 속도의 선행 차량이 급정거하는 최소 상대속도(-A)와, 정지된 선행 차량이 최대 속도로 주행하는 최대 상대속도(A-현재 차량 속도 정보)의 범위로 설정하는 라이다 센서 비유효 ToF 제거 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 A는 도로에서 주행 가능한 차량의 최대 속도로 기설정되어 있는 라이다 센서 비유효 ToF 제거 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 상대 속도를 (거리로 환산된 2번째 ToF - 거리로 환산된 1번째 ToF)/ToF 주기를 이용하여 계산하고, 상기 ToF는 상기 시간차를 통해 계산되고, 상기 ToF 주기는 광 송신 주기를 나타내는, 라이다 센서 비유효 ToF 제거 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 선행 차량에 대한 상기 ToF를 n회 반복하여 수행하고, 상기 상대 속도가 유효 ToF 상대속도 구간에 속하는 경우, 상기 n회 반복한 ToF를 유효 ToF로 계산하며, 상기 유효 ToF에 의해 계산된 거리 정보의 평균값을 계산하여 최종 ToF로 산출하는 라이다 센서 비유효 ToF 제거 시스템.
  6. 레이저 펄스를 생성하여 선행 차량에 송신하는 레이저 다이오드와, 상기 레이저 펄스 신호를 인가받은 선행 차량으로부터 반사된 반사파 신호를 감지하는 포토 다이오드; 및 선행 차량에 펄스 신호를 송신한 기준 시점과, 반사되어 되돌아온 반사파 신호의 검출 시점 사이의 시간차를 측정하여 거리 정보를 계산하는 ToF(Time of Flight)를 수행하는 제어부를 포함한 라이다 센서부로 이루어지고,
    상기 제어부는 차량에 구비된 차속센서로부터 현재 차량 속도 정보를 수신하고, 상기 수신한 현재 차량 속도 정보와 기설정된 차량 최대 속도(A)를 이용하여 유효 ToF 상대속도 구간을 설정하는 단계;
    상기 제어부는 상기 선행 차량에 대한 상기 ToF를 n회 반복하여 수행하는 단계;
    상기 제어부는 상기 선행 차량의 상대 속도를 계산하여 상기 상대 속도가 상기 유효 ToF 상대속도 구간에 속하는지 판단하는 단계;
    상기 상대 속도가 유효 ToF 상대속도 구간에 속하는 경우, 상기 ToF를 유효 ToF로 계산하는 단계; 및
    상기 상대 속도가 상기 유효 ToF 상대속도 구간을 벗어나는 경우, 상기 ToF를 비유효 ToF로 제거하도록 필터링하는 단계; 를 포함하고,
    상기 유효 ToF 상대속도 구간을 설정하는 단계는,
    상기 제어부가 상기 ToF 상대속도 구간을, 최대 속도의 선행 차량이 급정거하는 최소 상대속도(-A)와, 정지된 선행 차량이 최대 속도로 주행하는 최대 상대속도(A-현재 차량 속도 정보)의 범위로 설정하는 단계; 를 포함하는 라이다 센서 비유효 ToF 제거 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 선행 차량에 대한 상기 ToF를 n회 반복하여 수행한 후, 상기 상대 속도가 유효 ToF 상대속도 구간에 속하는 경우, 상기 n회 반복한 ToF를 유효 ToF로 계산하는 단계; 및
    상기 유효 ToF에 의해 계산된 거리 정보의 평균값을 계산하여 최종 ToF로 산출하는 단계를 더 포함하는 라이다 센서 비유효 ToF 제거 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 유효 ToF 상대속도 구간을 설정하는 단계에서,
    상기 A는 도로에서 주행 가능한 차량의 최대 속도로 기설정되어 있는 라이다 센서 비유효 ToF 제거 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 유효 ToF 상대속도 구간에 속하는지 판단하는 단계는,
    상기 제어부는 상기 상대 속도를 (거리로 환산된 2번째 ToF - 거리로 환산된 1번째 ToF)/ToF 주기를 이용하여 계산하고, 상기 ToF는 상기 시간차를 통해 계산되고, 상기 ToF 주기는 광 송신 주기를 나타내는 라이다 센서 비유효 ToF 제거 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017149526A2 (en) * 2016-03-04 2017-09-08 May Patents Ltd. A method and apparatus for cooperative usage of multiple distance meters
US20180259967A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-13 nuTonomy, Inc. Planning for unknown objects by an autonomous vehicle
WO2020139380A1 (en) 2018-12-26 2020-07-02 Didi Research America, Llc Three-dimensional light detection and ranging system using hybrid tdc and adc receiver

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0770219B1 (en) * 1994-07-08 1999-10-20 Forskningscenter Riso An optical measurement method and apparatus
JP3470453B2 (ja) * 1995-04-06 2003-11-25 株式会社デンソー 車間距離制御装置
JP3229226B2 (ja) * 1996-11-07 2001-11-19 ダイハツ工業株式会社 先行車両認識装置及び認識方法
KR101770872B1 (ko) 2013-12-27 2017-08-23 주식회사 만도 차량용 tof 카메라 및 그의 구동 방법
US9668322B1 (en) * 2016-03-25 2017-05-30 Tyson York Winarski Smart laser device
KR20200082366A (ko) * 2018-12-28 2020-07-08 주식회사 카펙발레오 고정밀 지능형 라이다 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017149526A2 (en) * 2016-03-04 2017-09-08 May Patents Ltd. A method and apparatus for cooperative usage of multiple distance meters
US20180259967A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-13 nuTonomy, Inc. Planning for unknown objects by an autonomous vehicle
WO2020139380A1 (en) 2018-12-26 2020-07-02 Didi Research America, Llc Three-dimensional light detection and ranging system using hybrid tdc and adc receiver

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