KR102575733B1 - 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치 및 방법 - Google Patents

라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치는 사용자에 의해 설정된 회전 속도로 회전하는 모터 및 미리 설정된 수평 화각 내에서 상기 모터의 포지션 판단을 위하여 상기 회전 속도에 따른 파라미터를 생성하고, 상기 파라미터를 기반으로 상기 모터가 정상 동작 상태인지 여부 및 상기 모터의 포지션을 판단하는 제어부를 포함하여, 모터의 포지션을 수평 화각 해상도 단위로 판단할 수 있으며, 오차가 발생하는 경우 보상하여, 대상 물체의 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.

Description

라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR IMPROVING POSITION ACCURACY OF RIDAR MOTOR}
본 발명은 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치 및 방법에 관한 것이다.
라이다는 레이저를 반사시켜 송수광할 수 있는 미러가 모터에 의해 회전하면서 수평 화각 별로 레이저를 송광하고, 대상 물체로부터 반사되는 반사광 신호를 스캔하여 대상 물체까지의 거리를 측정할 수 있다. 라이다는 모터의 회전에 따른 회전 변위를 검출하는 로타리 타입의 엔코더를 포함할 수 있다. 수평 화각은 전체인 360도를 포함하거나, 360도 중 일부분(120도, 140도)을 포함할 수 있다. 수평 화각은 다시 세분하여 수평 화각 해상도로 정의될 수 있다.
라이다가 수평 화각 해상도의 정확한 지점에서 레이저를 송수광하기 위해서는 모터의 정확한 포지션을 판단하여야 하나, 모터는 완벽한 정속 구동이 어려워 회전하면서 일정한 오차를 발생시키기 때문에 모터의 포지션을 정밀하게 판단하기 어렵고, 그로 인해 대상 물체의 검출 정확도가 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 일 목적은 라이다의 모터 포지션을 정확하게 판단하여 대상 물체의 검출 정확도를 향상시킬 수 있는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치는 사용자에 의해 설정된 회전 속도로 회전하는 모터 및 미리 설정된 수평 화각 내에서 상기 모터의 포지션 판단을 위하여 상기 회전 속도에 따른 파라미터를 생성하고, 상기 파라미터를 기반으로 상기 모터가 정상 동작 상태인지 여부 및 상기 모터의 포지션을 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 모터의 소정의 위치를 기준으로 상기 모터의 회전에 따라 펄스 파형을 출력하는 엔코더를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 회전 속도에 따라 미리 정의된 수평 화각 해상도를 획득하고, 상기 회전 속도를 기반으로 상기 수평 화각 해상도를 시간으로 변환한 값을 산출하고, 상기 회전 속도에 따른 상기 모터의 1회전 시 회전 시간을 산출하고, 상기 회전 속도에 따른 상기 모터의 1회전 시 출력되는 펄스 파형의 사이클 수에 기초하여 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 각도 및 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 시간을 산출하여 상기 파라미터를 생성할 수 있다.
상기 제어부는 상기 회전 속도의 허용 오차 범위를 설정하고, 상기 허용 오차 범위 내에서 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 시간 범위를 재산출하고, 상기 재산출된 회전 시간 범위 내에서 미리 설정된 처리 속도의 클럭 신호를 카운트하여 상기 모터의 정상 동작 상태 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 각도를 N으로 나누고, 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 각도를 N으로 나눈 각 지점에서 상기 모터의 포지션을 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 회전 속도에 따라 상기 N을 설정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 펄스 파형의 상승 엣지 지점으로부터 상기 미리 설정된 처리 속도의 클럭 신호의 카운트를 시작하여 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 각도를 N으로 나눈 각 지점에서의 상기 클럭 신호의 카운트 횟수를 산출하고, 상기 각 지점에서 산출된 상기 클럭 신호의 카운트 횟수를 기반으로 상기 각 지점으로 상기 모터가 회전하였는지 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 회전 속도의 허용 오차 범위에 의해 상기 모터의 포지션 오차가 발생하는 경우, 상기 펄스 파형의 상승 엣지에서 상기 카운트 횟수를 초기화하여 상기 모터의 포지션 오차를 보상할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 방법은 사용자에 의해 설정된 회전 속도로 모터를 회전시키는 단계와, 미리 설정된 수평 화각 내에서 상기 모터의 포지션 판단을 위하여 상기 회전 속도에 따른 파라미터를 생성하는 단계와, 상기 파라미터를 기반으로 상기 모터가 정상 동작 상태인지 여부를 판단하는 단계 및 상기 파라미터를 기반으로 상기 모터의 포지션을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 모터의 소정의 위치를 기준으로 상기 모터의 회전에 따라 펄스 파형을 출력하는 엔코더를 포함할 수 있다.
상기 파라미터를 생성하는 단계는 상기 회전 속도에 따라 미리 정의된 수평 화각 해상도를 획득하고, 상기 회전 속도를 기반으로 상기 수평 화각 해상도를 시간으로 변환한 값을 산출하고, 상기 회전 속도에 따른 상기 모터의 1회전 시 회전 시간을 산출하고, 상기 회전 속도에 따른 상기 모터의 1회전 시 출력되는 펄스 파형의 사이클 수에 기초하여 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 각도 및 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 시간을 산출할 수 있다.
상기 모터의 정상 동작 상태인지 여부를 판단하는 단계는 상기 회전 속도의 허용 오차 범위를 설정하고, 상기 허용 오차 범위 내에서 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 시간 범위를 재산출하고, 상기 재산출된 회전 시간 범위 내에서 미리 설정된 처리 속도의 클럭 신호를 카운트할 수 있다.
상기 모터의 포지션을 판단하는 단계에서, 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 각도를 N으로 나누고, 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 각도를 N으로 나눈 각 지점에서 상기 모터의 포지션을 판단할 수 있다.
상기 N은 상기 회전 속도에 따라 설정될 수 있다.
상기 모터의 포지션을 판단하는 단계에서, 상기 펄스 파형의 상승 엣지 지점으로부터 상기 미리 설정된 처리 속도의 클럭 신호의 카운트를 시작하여 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 각도를 N으로 나눈 각 지점에서의 상기 클럭 신호의 카운트 횟수를 산출하고, 상기 각 지점에서 산출된 상기 클럭 신호의 카운트 횟수를 기반으로 상기 각 지점으로 상기 모터가 회전하였는지 여부를 판단할 수 있다.
상기 회전 속도의 허용 오차 범위에 의해 상기 모터의 포지션 오차가 발생하는 경우, 상기 펄스 파형의 상승 엣지에서 상기 카운트 횟수를 초기화하여 상기 모터의 포지션 오차를 보상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치 및 방법은 모터의 포지션을 수평 화각 해상도 단위로 판단할 수 있으며, 오차가 발생하는 경우 보상하여, 대상 물체의 검출 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로타리 타입의 엔코더를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로타리 타입의 엔코더에서 출력되는 펄스 파형을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 모터 포지션 판단을 위해 요구되는 파라미터를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 모터의 정상 동작을 판단하기 위한 엔코더의 출력 파형을 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 포지션 판단 방식을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 모터의 회전 속도에 따라 모터의 포지션의 판단 지점을 설정하는 N값을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 포지션 보상 방식을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라 출력되는 PWM 펄스 파형을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따라 출력되는 U,V,W 펄스 파형을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 방법을 나타낸 순서도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치(100)는 모터(110), 엔코더(120), 송광 신호처리 회로(130), 수광 신호처리 회로(140), 저장부(150), 출력부(160) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다.
모터(110)는 사용자에 의해 설정된 회전 속도로 회전하여, 송광 신호처리 회로(130)로부터 발사된 레이저를 대상 물체로 반사시키는 미러를 회전시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 모터(110)는 서보(servo) 모터를 포함할 수 있다.
엔코더(120)는 모터(110)의 회전에 따라 펄스 파형을 출력할 수 있으며, 출력된 펄스 파형을 제어부(170)로 전송할 수 있다. 여기서, 펄스 파형은 증분형 펄스 파형을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 엔코더(120)는 증분형 로타리 엔코더를 포함할 수 있으며, 증분형 펄스 파형은 모터의 1회전에 2n 개로 출력될 수 있다. 실시예에 따라, n이 10인 경우, 엔코더(120)는 모터(110)의 1회전에 1024 사이클의 펄스 파형을 출력할 수 있다. 보다 구체적인 엔코더(120)의 설명은 도 2를 참조한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로타리 타입의 엔코더를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 로타리 타입의 엔코더(120)는 반사부(122), 투과부(123)가 구비된 코드 휠(121)을 포함할 수 있다. 코드 휠(121)은 모터(110)와 일체형으로 구현될 수 있으며, 일체형으로 구현되지 않는 경우 모터(110)의 회전에 따라 회전할 수 있다. 코드 휠(121)의 후면에는 한 쌍의 LED(124)와, 코드 휠(121)의 전면에는 LED(124)에서 출력된 광을 수신하는 광 센서(125)가 구비될 수 있다. 엔코더(120)는 코드 휠(121)이 회전함에 따라 LED(124)에서 출력된 광이 투과부(123)를 통하여 투과되었다가 반사부(122)에 의해 차단되면서 펄스 파형을 발생시킬 수 있다. 광 센서(125)는 투과부(123)를 기준으로 펄스 파형의 위상이 90도 차이가 발생하도록 배치될 수 있으며, 그에 따라 코드 휠(121)이 시계방향으로 회전하는 경우, A 상의 펄스 파형이 B 상의 펄스 파형에 비해 90도 위상 만큼 먼저 출력될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로타리 타입의 엔코더에서 출력되는 펄스 파형을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 로타리 타입의 엔코더(120)는 소정 위치를 기준으로 모터(110)가 1회전함에 따라 2n 개의 펄스 파형을 출력할 수 있으며, 실시예에 따라 n이 10인 경우 1024 사이클의 펄스 파형을 출력할 수 있다. 즉, 엔코더(120)는 모터(110)가 360도 회전함에 따라 1024 사이클의 펄스 파형을 출력할 수 있으며, 따라서 펄스 파형의 1 사이클은 0.352도로 나타낼 수 있다. 여기서, n은 로터리 타입의 엔코더(120)의 사양이 우수할수록 11, 12로 증가할 수 있으며, 그에 따른 펄스 파형의 1 사이클은 0.176도, 0.088도로 산출될 수 있다. 즉, 엔코더(120)의 사양이 우수할수록 더 정밀하게 모터 포지션을 판단할 수 있다.
송광 신호처리 회로(130)는 모터(110)가 회전함에 따라 미리 설정된 수평 화각 별로 레이저를 대상 물체에 발사할 수 있다. 여기서, 수평 화각은 대상 물체를 검출할 수 있는 수평 각도를 의미할 수 있다. 아울러, 송광 신호처리 회로(130)는 수평 화각이 세분된 수평 화각 해상도로 레이저를 대상 물체에 발사할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 수평 화각 해상도는 0.1도 내지 0.7도로 나타낼 수 있다.
수광 신호처리 회로(140)는 송광 신호처리 회로(130)에서 발사된 레이저가 대상 물체에서 반사되는 경우, 반사된 레이저를 감지할 수 있다. 제어부(170)는 송광 신호처리 회로(130)로부터 발사된 레이저가 대상 물체에 반사되어 수광 신호처리 회로(140)로 되돌아오는 시간을 기반으로 대상 물체까지의 거리를 산출할 수 있다.
저장부(150) 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치의 동작을 위해 각종 명령의 연산이나 실행을 수행하는 적어도 하나 이상의 알고리즘을 저장할 수 있다. 아울러, 저장부(150)는 미리 설정된 수평 화각 내에서 모터(110)의 포지션 판단을 위하여 모터(110)의 회전 속도에 따라 생성된 파라미터를 저장할 수 있다. 저장부(150)는 플래시 메모리(flash memory), 하드디스크(hard disc), 메모리 카드, 롬(ROM: Read-Only Memory), 램(RAM: Random Access Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광 디스크 중 적어도 하나의 저장 매체를 포함할 수 있다.
출력부(160)는 제어부(170)가 산출한 대상 물체까지의 거리를 3D 형상으로 구현되도록 출력할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 출력부(160)는 제어부(170)가 산출한 거리값을 포인트 클라우드(Point Cloud) 방식을 이용하여 출력할 수 있다.
제어부(170)는 각종 명령의 연산이나 실행을 수행 가능한 반도체 칩 등을 내장한 마이크로 프로세서(microprocessor) 등의 다양한 처리 장치에 의해 구현될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치의 동작을 제어할 수 있다. 구체적으로 제어부(170)는 미리 설정된 수평 화각 내에서 모터(110)의 포지션 판단을 위하여 모터(110)의 회전 속도에 따른 파라미터를 생성하고, 파라미터를 기반으로 모터(110)가 정상 동작 상태인지 여부 및 모터(110)의 포지션을 판단할 수 있다. 보다 구체적인 제어부(170)의 동작 설명은 도 4 내지 도 9를 참조한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 모터 포지션 판단을 위해 요구되는 파라미터를 나타낸 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 파라미터는 모터(110)의 회전 속도에 따라 설정되므로, 모터(110)의 회전 속도를 나타낸 프레임 레이트 및 RPM에 따라 분류될 수 있다. 프레임 레이트는 1초 동안 모터(110)가 회전한 수(Hz)를 의미할 수 있으며, RPM은 1분 동안 모터(110)가 회전한 수를 의미할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 대상 물체를 감지하기 위해 미리 설정된 수평 화각(예, 120도)으로 레이저가 발사되는 경우, 제어부(170)는 모터(110)의 회전 속도(프레임 레이트)에 따라 미리 정의된 수평 화각 해상도를 시간으로 변환한 값을 산출하고, 모터(110)의 회전 속도에 따른 모터(110)의 1회전 시 회전 시간을 산출하고, 모터(110)의 회전 속도에 따른 모터(110)의 1회전 시 출력되는 펄스 파형의 사이클 수에 기초하여 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 각도 및 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 시간을 산출하여 파라미터를 생성할 수 있다.
일 예로, 모터(110)가 25Hz의 프레임 레이트(1500RPM)로 회전하는 경우, 제어부(170)는 모터(110)의 1회전 시 회전 시간을 0.04초로 산출할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 모터(110)의 프레임 레이트가 25Hz일 때 그에 상응하여 미리 정의된 수평 화각 해상도(0.23도)를 저장부(150)로부터 획득할 수 있으며, 수평 화각 해상도(0.23도)를 시간으로 변환하여, 회전 시간을 13us(마이크로초)로 산출할 수 있다. 또한 실시예에 따라, 제어부(170)는 모터(110)의 1회전 시 출력되는 펄스 파형의 사이클 수가 1024개인 경우, 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 각도를 0.352도로 산출할 수 있으며, 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 시간을 39.1us(마이크로초)로 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(170)는 모터(110)의 회전 속도가 1200RPM, 900RPM, 600RPM, 300RPM인 경우 상술한 방식으로 산출된 파라미터가 각각 분류하여 산출할 수 있고, 각 회전 속도에 따라 분류된 파라미터들은 맵으로 저장부(150)에 저장될 수 있다.
제어부(170)는 저장부(150)에 저장된 모터(110)의 회전 속도가 사용자에 의해 설정되는 경우, 모터(110)의 회전 속도에 상응하여 저장된 파라미터를 자동으로 세팅하여, 자동 세팅된 파라미터를 기반으로 모터(110)가 정상 동작 상태인지 여부와 모터 포지션을 판단할 수 있다.
그러나, 저장부(150)에 저장된 모터(110)의 회전 속도 이외의 신규 회전 속도가 사용자에 의해 설정되는 경우, 신규 회전 속도에 상응하는 파라미터들을 다시 산출할 수 있다. 일 예로, 제어부(170)는 모터(110)의 회전 속도가 1400RPM으로 설정되고, 그에 상응하는 수평 화각 해상도가 0.115도인 경우, 모터(110)의 1회전 시 회전 시간을 0.0429초로 산출할 수 있으며, 수평 화각 해상도(0.115도)를 시간으로 변환하여, 수평 화각 해상도로 회전하는 회전 시간을 13.7us(마이크로초)로 산출할 수 있다. 아울러, 제어부(170)는 모터(110)의 1회전 시 출력되는 펄스 파형의 사이클 수가 1024개인 경우, 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 각도를 0.352도로 산출할 수 있으며, 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 시간을 41.9us(마이크로초)로 산출할 수 있다. 제어부(170)는 신규 회전 속도에 상응하여 산출된 파라미터를 저장부(150)에 저장할 수 있다.
제어부(170)는 모터(110)의 회전 시 출력되는 펄스 파형을 기반으로 모터(110)가 정상 동작 상태인지 여부를 판단할 수 있다. 보다 구체적인 설명은 도 5를 참조한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 모터의 정상 동작을 판단하기 위한 엔코더의 출력 파형을 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(170)는 모터(110)의 회전 속도에 허용되는 오차 범위를 설정하고, 허용 오차 범위 내에서 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 시간 범위를 재산출하고, 재산출된 회전 시간 범위 내에서 미리 설정된 처리 속도의 클럭 신호(예, 100MHz)를 카운트하여 모터의 정상 여부를 판단할 수 있다. 일 예로, 제어부(170)는 모터(110)의 회전 속도에 허용되는 오차 범위를 최대 ±2%로 설정할 수 있으며, 프레임 레이트가 25Hz, 즉, 1500RPM을 기준으로 ±30RPM의 오차가 허용될 수 있다.
제어부(170)는 모터(110)의 회전 속도가 1500RPM인 경우, 펄스 파형 1 사이클 당 회전 시간은 39.1us로 산출할 수 있다. 제어부(170)는 미리 설정된 처리 속도(예, 100MHz)의 클럭 신호를 1 사이클의 펄스 파형 내에서 카운트하여, 카운트 횟수가 3910이면, 모터(110)가 정속 동작 상태인 것으로 판단할 수 있다. 제어부(170)는 모터가 정속 동작 상태이면, 정상 동작 상태인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 허용되는 회전 속도의 오차 범위를 ±2%로 설정하여 모터(110)가 1470RPM 내지 1530RPM으로 회전하는 경우, 펄스 파형의 1 사이클 당 회전 시간은 38.32us 내지 39.89us로 산출할 수 있다. 제어부(170)는 미리 설정된 처리 속도(예, 100MHz)의 클럭 신호를 상승 엣지로부터 1 사이클의 펄스 파형 내에서 카운트하여, 카운트 횟수가 3832 내지 3989의 범위 내에서 산출되면, 모터(110)가 오차 범위 내에서 회전하는 것으로 판단할 수 있으며, 정상 동작 상태인 것으로 판단할 수 있다.
한편, 제어부(170)는 미리 설정된 처리 속도(예, 100MHz)의 클럭 신호를 1 사이클의 펄스 파형 내에서 카운트하여, 카운트 횟수가 3832 내지 3989의 범위 내에서 산출되지 않으면, 모터(110)가 오차 범위를 벗어나 회전하는 것으로 판단할 수 있으며, 비정상 동작 상태인 것으로 판단할 수 있다. 제어부(170)는 모터(110)가 비정상 동작 상태인 것으로 판단하면, 라이다의 진단을 요청하는 신호를 생성할 수 있다.
제어부(170)는 모터(110)가 정상 동작 상태인 경우, 모터(110)의 포지션을 판단할 수 있다. 보다 구체적인 설명은 도 6 및 도 7을 참조한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 포지션 판단 방식을 개략적으로 나타낸 도면이다.
제어부(170)는 모터(110)가 정상 동작 상태인 경우, 모터(110)의 회전에 따라 출력된 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 각도를 N으로 나누고, 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 각도를 N으로 나눈 각 지점에서 모터 포지션을 판단할 수 있다.
일 실시예에 따라 도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(170)는 모터(110)의 1회전 당 1024 사이클의 펄스 파형이 출력되는 경우, 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 각도는 0.352도로 산출할 수 있다. 제어부(170)는 모터(110)가 1500RPM으로 회전하는 경우, N을 3으로 설정하여 0.352를 3으로 나누고 1 사이클의 펄스 파형 내에서 3개의 지점(①: 제1 지점,②: 제 2지점,③: 제3 지점)에서 모터(110)의 포지션을 판단할 수 있다.
제어부(170)는 펄스 파형의 1 사이클의 상승 엣지 지점으로부터 미리 설정된 처리 속도(예, 100MHz)의 클럭 신호의 카운트를 시작하여 제1 지점(①)에서 클럭 신호의 카운트 횟수, 제2 지점(②)에서 클럭 신호의 카운트 횟수, 제3 지점(③)에서 클럭 신호의 카운트 횟수를 산출하고, 3개의 지점(①, ②, ③)에서 산출된 클럭 신호의 카운트 횟수를 기반으로 각 지점에서 모터의 포지션을 판단할 수 있다. 즉, 제어부(170)는 카운트 횟수를 기반으로 각 지점으로 모터가 회전하였는지 여부를 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 제어부(170)는 상승 엣지 지점으로부터 제1 지점(①)까지의 회전 시간을 약 13us로 산출할 수 있으며, 제1 지점(①)으로부터 제2 지점(②)까지의 회전 시간을 약 13us로 산출할 수 있고, 제2 지점(②)으로부터 제3 지점(③)까지의 회전 시간을 약 13us로 산출할 수 있으며, 미리 설정된 처리 속도(예, 100MHz)의 클럭 신호를 상승 엣지 지점으로부터 카운트하여, 약 13us가 경과된 시점에 카운트 횟수가 약 1300으로 산출되면 모터(110)가 제1 지점으로 회전한 것으로 검출할 수 있다. 제어부(170)는 상술한 방식으로 모터(110)가 제2 지점(②)과 제3 지점(③)으로 회전하였는지 여부를 판단할 수 있다.
제어부(170)는 모터(110)가 소정의 위치를 기준으로 0.1173도 회전하며 송광 신호처리 회로(130)가 레이저를 발사하도록 한 경우, 미러의 빔 스티어링(Beam Steering, 입사각과 반사각의 원리)에 의해 모터(110)가 0.23도를 회전하며 레이저를 발사한 효과를 얻을 수 있다. 이는 모터(110)의 회전 속도(1500RPM)에 따라 정의된 수평 화각 해상도(0.23도)가 달성되도록 할 수 있다.
제어부(170)는 미리 설정된 수평 화각(예, 120도)으로 대상 물체에 레이저를 발사한 효과를 제공하기 위해서, 모터(110)를 60도 회전할 수 있으며, 모터(110)를 60도 회전하면서 0.1173도 이격된 512개의 지점에서 모터(110)의 포지션을 판단할 수 있다. 제어부(170)는 512개의 지점에서 모터(110)의 포지션을 판단하는 경우, 171개의 펄스 파형을 이용할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(170)는 제어부(170)는 모터(110)의 1회전 당 1024 사이클의 펄스 파형이 출력되는 경우, 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 각도는 0.352도로 산출할 수 있다. 제어부(170)는 모터(110)가 1200RPM으로 회전하는 경우, N을 4으로 설정하여 0.352를 4으로 나누고 1 사이클의 펄스 파형 내에서 4개의 지점(A1: 제1 지점, A2: 제 2지점, A3: 제3 지점, A4: 제4 지점)에서 모터(110)의 포지션을 판단할 수 있다.
제어부(170)는 1 사이클의 펄스 파형의 상승 엣지 지점으로부터 미리 설정된 처리 속도(예, 100MHz)의 클럭 신호의 카운트를 시작하여 제1 지점(A1)에서 클럭 신호의 카운트 횟수, 제2 지점(A2)에서 클럭 신호의 카운트 횟수, 제3 지점(A3)에서 클럭 신호의 카운트 횟수, 제4 지점(A4)에서 클럭 신호의 카운트 횟수를 산출하고, 각 지점(A1, A2, A3, A4)에서 산출된 클럭 신호의 카운트 횟수를 기반으로 각 지점에서 모터의 포지션을 판단할 수 있다. 즉, 제어부(170)는 카운트 횟수를 기반으로 각 지점으로 모터(110)가 회전하였는지 여부를 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 제어부(170)는 상승 엣지 지점으로부터 제1 지점(A1)까지의 회전 시간을 약 12.2us로 산출할 수 있으며, 제1 지점(A1)으로부터 제2 지점(A2)까지의 회전 시간을 약 12.2us로 산출할 수 있고, 제2 지점(A2)으로부터 제3 지점(A3)까지의 회전 시간을 약 12.2us로 산출할 수 있고, 제3 지점(A3)으로부터 제4 지점(A4)까지의 회전 시간을 약 12.2us로 산출할 수 있으며, 미리 설정된 처리 속도(예, 100MHz)의 클럭 신호를 상승 엣지 지점으로부터 카운트하여, 약 12.2us가 경과된 시점에 카운트 횟수가 약 1220으로 산출되면 모터(110)가 제1 지점(A1)으로 회전한 것으로 검출할 수 있다. 제어부(170)는 상술한 방식으로 모터(110)가 제2 지점(A2), 제3 지점(A3) 및 제4 지점(A4)으로 회전하였는지 여부를 판단할 수 있다.
제어부(170)는 모터(110)가 소정의 위치를 기준으로 0.088도 회전하며 송광 신호처리 회로(130)가 레이저를 발사하도록 한 경우, 미러의 빔 스티어링(Beam Steering, 입사각과 반사각의 원리)에 의해 모터(110)가 0.17도를 회전하며 레이저를 발사한 효과를 얻을 수 있다. 이는 모터(110)의 회전 속도(1200RPM)에 따라 정의된 수평 화각 해상도(0.17도)가 달성되도록 할 수 있다.
제어부(170)는 상술한 방식을 이용하여 모터(110)의 회전 속도에 따라 N값을 설정할 수 있으며, 보다 구체적으로는 도 8을 참조하여 설명한다.
도 8은 모터의 회전 속도에 따라 모터 포지션의 판단 지점을 설정하는 N값을 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(170)는 모터(110)의 회전 속도에 따라 설정된 N값을 기반으로 모터(110)의 포지션을 판단하는 N개의 지점을 설정하고, N개의 지점에서 모터(110)의 포지션을 검출할 수 있다. 실시예에 따르면, 제어부(170)는 모터(110)의 회전 속도가 900RPM인 경우, N을 5로 설정하고, 펄스 파형의 1 사이클 당 모터의 회전 각도를 5로 나눈 5개의 지점에서 모터(110)의 포지션을 판단할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 모터(110)의 회전 속도가 600RPM인 경우, N을 6으로 설정하고, 펄스 파형의 1 사이클 당 모터의 회전 각도를 6으로 나눈 6개의 지점에서 모터(110)의 포지션을 판단할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 모터의 회전 속도가 300RPM인 경우, N을 7로 설정하고, 펄스 파형의 1 사이클 당 모터의 회전 각도를 7로 나눈 7개의 지점에서 모터(110)의 포지션을 판단할 수 있다.
제어부(170)는 모터(110)의 회전 속도의 허용 오차 범위에 의해 모터의 포지션 오차가 발생하는 경우, 펄스 파형의 상승 엣지에서 카운트 횟수를 초기화하여 모터 포지션 오차를 보상할 수 있다. 보다 구체적인 설명은 도 9를 참조한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 포지션 보상 방식을 개략적으로 나타낸 도면이다.
제어부(170)는 모터(110)의 회전 속도가 1500RPM이고 허용 오차 범위가 ±2%로 설정된 경우, 회전 속도는 ±30RPM의 오차가 허용되며, 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 시간은 ±0.8us가 허용되어 38.32us 내지 39.89us의 회전 시간이 허용된다. 제어부(170)는 모터 포지션의 오차 각도를 계산식 1을 이용하여 산출할 수 있다.
<계산식 1 >
모터 포지션의 오차 각도 = ± Er_time/Mt_time*360도
(Er_time : 펄스 파형의 1 사이클 당 모터의 회전 시간의 허용 오차,
Mt_Time : 모터의 1회전 시 회전 시간)
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(170)는 Er_time이 ±0.8us이고, Mt_time을 0.04s인 경우, 모터 포지션의 오차 각도를 ±0.0072도로 산출할 수 있다. 즉, 제어부(170)는 도 9에 도시된 바와 같이, 모터의 회전 속도에 ±2% 오차가 발생할 때, 펄스 파형의 1 사이클 당 모터의 회전 각도를 3으로 나눈 3개의 지점에서 판단된 모터 포지션은 0.0072도의 오차가 발생하는 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부(170)는 각 지점에서 모터 포지션에 오차가 발생하는 경우, 펄스 파형의 이전 사이클에서 산출된 클럭 신호의 카운트 횟수를 다음 사이클의 상승 엣지에서 초기화하여 모터 포지션을 보상할 수 있다.
제어부(170)는 엔코더(120)에서 출력되는 증분형 펄스 파형 이외에도 PWM 펄스 파형, UVW 펄스 파형을 이용하여 모터(110)의 정상 동작 여부를 판단하고, 모터의 포지션을 판단하고, 모터의 포지션에 오차가 있는 경우 모터 포지션의 오차를 보상할 수 있다. 구체적인 설명은 도 10 및 도 11을 참조한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라 출력되는 PWM 펄스 파형을 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따라 출력되는 U,V,W 펄스 파형을 나타낸 도면이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제어부(170)는 PWM 펄스 파형의 듀티비에 따라 모터의 회전 각도 및 회전 시간을 산출하고, U,V,W 펄스 파형의 각 신호의 펄스 별로(예, U: High, V: Low, W: High) 모터의 회전 각도 및 회전 시간을 산출하여 모터의 포지션을 판단할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 방법을 나타낸 순서도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제어부(170)는 사용자에 의해 설정된 회전 속도로 모터(110)를 회전시킬 수 있다(S110). 제어부(170)는 사용자에 의해 설정된 회전 속도로 모터(110)가 회전되면, 모터의 포지션 정상 동작 상태 여부를 판단하고, 모터의 포지션을 판단하기 위한 파라미터를 생성할 수 있다(S120). S120에서 제어부(170)는 모터(110)의 회전 속도에 따라 미리 정의된 수평 화각 해상도를 저장부(150)로부터 획득하고, 모터(110)의 회전 속도를 기반으로 수평 화각 해상도를 시간으로 변환한 값을 산출하고, 모터(110)의 회전 속도에 따른 모터(110)의 1회전 시 회전 시간을 산출하고, 모터(110)의 회전 속도에 따른 모터(110)의 1회전 시 출력되는 펄스 파형의 사이클 수에 기초하여 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 각도 및 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 시간을 산출하여 파라미터를 생성할 수 있다.
제어부(170)는 S120에서 생성된 파라미터를 기반으로 모터의 동작 상태를 판단할 수 있다(S130). S130에서 제어부(170)는 모터(110)의 회전 시 출력되는 펄스 파형을 기반으로 모터(110)의 동작 상태를 판단할 수 있다. 제어부(170)는 모터(110)의 회전 속도에 허용되는 오차 범위를 설정하고, 허용 오차 범위 내에서 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 시간 범위를 재산출하고, 재산출된 회전 시간 범위 내에서 미리 설정된 처리 속도의 클럭 신호(예, 100MHz)를 카운트하여 모터의 정상 여부를 판단할 수 있다. 일 예로, 제어부(170)는 모터(110)의 회전 속도에 허용되는 오차 범위를 최대 ±2%로 설정할 수 있으며, 프레임 레이트가 25Hz, 즉, 1500RPM을 기준으로 ±30RPM의 오차가 허용될 수 있다.
제어부(170)는 모터(110)의 회전 속도가 1500RPM인 경우, 펄스 파형 1 사이클 당 회전 시간은 39.1us로 산출할 수 있다. 제어부(170)는 미리 설정된 처리 속도(예, 100MHz)의 클럭 신호를 1 사이클의 펄스 파형 내에서 카운트하여, 카운트 횟수가 3910이면, 모터(110)가 정속 동작 상태인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(170)는 허용되는 회전 속도의 오차 범위를 ±2%로 설정하여 모터(110)가 1470RPM 내지 1530RPM으로 회전하는 경우, 펄스 파형의 1 사이클 당 회전 시간은 38.32us 내지 39.89us로 산출할 수 있다. 제어부(170)는 미리 설정된 처리 속도(예, 100MHz)의 클럭 신호를 상승 엣지로부터 1 사이클의 펄스 파형 내에서 카운트하여, 카운트 횟수가 3832 내지 3989의 범위 내에서 산출되면, 모터(110)가 오차 범위 내에서 회전하는 것으로 판단할 수 있다.
제어부(170)는 모터(110)의 동작 상태가 정상 동작 상태인지 여부를 판단할 수 있다(S140). S140에서 제어부(170)는 S130에서 판단된 모터(110)의 동작 상태가 정속 동작 상태이거나, 모터(110)가 오차 범위 내에서 회전하는 것으로 판단하면, 정상 동작 상태인 것으로 판단할 수 있다(Y).
한편, 제어부(170)는 S130에서 판단된 모터(110)의 동작 상태가 정속 동작 상태가 아니거나, 모터(110)가 오차 범위를 벗어나 회전하는 것으로 판단하는 경우, 모터(110)가 비정상 동작 상태인 것으로 판단할 수 있다(N). 제어부(170)는 모터(110)가 비정상 동작 상태인 것으로 판단하면, 라이다의 진단을 요청하는 신호를 생성할 수 있다(S150).
제어부(170)는 모터(110)의 동작 상태가 정상 동작 상태인 것으로 판단하면, 모터(110)의 회전에 따라 출력된 펄스 파형의 상승 엣지 지점으로부터 미리 설정된 처리 속도(예, 100MHz)의 클럭 신호를 카운트할 수 있다(S160). S160에서 제어부(170)는 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 각도를 N으로 나누고, 펄스 파형의 1 사이클 당 모터(110)의 회전 각도를 N으로 나눈 각 지점에서 클럭 신호를 카운트할 수 있다.
아울러, 제어부(170)는 각 지점에서 카운트된 클럭 신호의 카운트 횟수를 기반으로 각 지점에서의 모터 포지션을 판단할 수 있다(S170). S170에서 제어부(170)는 카운트 횟수를 기반으로 각 지점으로 모터가 회전하였는지 여부를 판단할 수 있다.
제어부(170)는 모터(110)의 회전 속도의 허용 오차 범위에 의해 모터의 포지션 오차가 발생하는 경우, 펄스 파형의 상승 엣지에서 카운트 횟수를 초기화하여 모터 포지션 오차를 보상할 수 있다(S180).
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory,1310) 및 RAM(Random Access Memory,1320)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치 100
모터 110
엔코더 120
송광 신호처리 회로 130
수광 신호처리 회로 140
저장부 150
출력부 160
제어부 170

Claims (16)

  1. 사용자에 의해 설정된 회전 속도로 회전하는 모터; 및
    미리 설정된 수평 화각 내에서 상기 모터의 포지션 판단을 위하여 상기 회전 속도에 따른 파라미터를 생성하고, 상기 파라미터를 기반으로 상기 모터가 정상 동작 상태인지 여부 및 상기 모터의 포지션을 판단하는 제어부를 포함하되,
    상기 모터는 상기 사용자에 의해 설정된 상기 회전 속도로 회전하여 송광 신호처리 회로로부터 발사된 레이저를 대상 물체로 반사시키는 미러를 회전시키는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 모터의 소정의 위치를 기준으로 상기 모터의 회전에 따라 펄스 파형을 출력하는 엔코더를 더 포함하는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 회전 속도에 따라 미리 정의된 수평 화각 해상도를 획득하고, 상기 회전 속도를 기반으로 상기 수평 화각 해상도를 시간으로 변환한 값을 산출하고, 상기 회전 속도에 따른 상기 모터의 1회전 시 회전 시간을 산출하고, 상기 회전 속도에 따른 상기 모터의 1회전 시 출력되는 펄스 파형의 사이클 수에 기초하여 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 각도 및 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 시간을 산출하여 상기 파라미터를 생성하는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 회전 속도의 허용 오차 범위를 설정하고, 상기 허용 오차 범위 내에서 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 시간 범위를 재산출하고, 상기 재산출된 회전 시간 범위 내에서 미리 설정된 처리 속도의 클럭 신호를 카운트하여 상기 모터의 정상 동작 상태 여부를 판단하는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 각도를 N으로 나누고, 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 각도를 N으로 나눈 각 지점에서 상기 모터의 포지션을 판단하는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 회전 속도에 따라 상기 N을 설정하는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 펄스 파형의 상승 엣지 지점으로부터 상기 미리 설정된 처리 속도의 클럭 신호의 카운트를 시작하여 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 각도를 N으로 나눈 각 지점에서의 상기 클럭 신호의 카운트 횟수를 산출하고, 상기 각 지점에서 산출된 상기 클럭 신호의 카운트 횟수를 기반으로 상기 각 지점으로 상기 모터가 회전하였는지 여부를 판단하는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 회전 속도의 허용 오차 범위에 의해 상기 모터의 포지션 오차가 발생하는 경우, 상기 펄스 파형의 상승 엣지에서 상기 카운트 횟수를 초기화하여 상기 모터의 포지션 오차를 보상하는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 장치.
  9. 사용자에 의해 설정된 회전 속도로 모터를 회전시키는 단계;
    미리 설정된 수평 화각 내에서 상기 모터의 포지션 판단을 위하여 상기 회전 속도에 따른 파라미터를 생성하는 단계;
    상기 파라미터를 기반으로 상기 모터가 정상 동작 상태인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 파라미터를 기반으로 상기 모터의 포지션을 판단하는 단계를 포함하되,
    상기 모터는 상기 사용자에 의해 설정된 상기 회전 속도로 회전하여 송광 신호처리 회로로부터 발사된 레이저를 대상 물체로 반사시키는 미러를 회전시키는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 모터의 소정의 위치를 기준으로 상기 모터의 회전에 따라 펄스 파형을 출력하는 엔코더를 더 포함하는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 파라미터를 생성하는 단계는
    상기 회전 속도에 따라 미리 정의된 수평 화각 해상도를 획득하고, 상기 회전 속도를 기반으로 상기 수평 화각 해상도를 시간으로 변환한 값을 산출하고, 상기 회전 속도에 따른 상기 모터의 1회전 시 회전 시간을 산출하고, 상기 회전 속도에 따른 상기 모터의 1회전 시 출력되는 펄스 파형의 사이클 수에 기초하여 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 각도 및 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 시간을 산출하는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 모터의 정상 동작 상태인지 여부를 판단하는 단계는
    상기 회전 속도의 허용 오차 범위를 설정하고, 상기 허용 오차 범위 내에서 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 시간 범위를 재산출하고, 상기 재산출된 회전 시간 범위 내에서 미리 설정된 처리 속도의 클럭 신호를 카운트하는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 모터의 포지션을 판단하는 단계에서,
    상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 각도를 N으로 나누고, 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 각도를 N으로 나눈 각 지점에서 상기 모터의 포지션을 판단하는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 N은 상기 회전 속도에 따라 설정되는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 모터의 포지션을 판단하는 단계에서,
    상기 펄스 파형의 상승 엣지 지점으로부터 상기 미리 설정된 처리 속도의 클럭 신호의 카운트를 시작하여 상기 펄스 파형의 1 사이클 당 상기 모터의 회전 각도를 N으로 나눈 각 지점에서의 상기 클럭 신호의 카운트 횟수를 산출하고, 상기 각 지점에서 산출된 상기 클럭 신호의 카운트 횟수를 기반으로 상기 각 지점으로 상기 모터가 회전하였는지 여부를 판단하는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 회전 속도의 허용 오차 범위에 의해 상기 모터의 포지션 오차가 발생하는 경우, 상기 펄스 파형의 상승 엣지에서 상기 카운트 횟수를 초기화하여 상기 모터의 포지션 오차를 보상하는 단계를 더 포함하는 라이다 모터의 포지션 정확도 개선 방법.

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103259089A (zh) * 2013-04-22 2013-08-21 南京中网卫星通信股份有限公司 一种x波段气象雷达天线控制方法和控制装置
JP2016099164A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 日本電産サンキョー株式会社 エンコーダ及び回転角度位置算出方法

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