KR102608534B1 - LiDAR ANTI-INTERFERENCE DEVICE USING MULTI-PULSE - Google Patents

LiDAR ANTI-INTERFERENCE DEVICE USING MULTI-PULSE Download PDF

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Abstract

본 발명은, 단일 펄스를 발생시키는 펄스레이저; 상기 펄스레이저가 발생시킨 단일 펄스를 복수개의 펄스로 분할하는 빔스플리터; 상기 빔스플리터에서 분할된 복수개의 펄스가 시간차를 두고 하기 송신부에 도달되도록 펄스를 지연시키는 신호지연부; 및 시간차를 두고 도달한 복수개의 펄스를 하나로 통합하여 멀티펄스로 전송하는 송신부를 포함하여, 송신된 멀티펄스에 포함된 펄스의 개수, 펄스의 크기, 또는 펄스 간 시간차를 LiDAR의 고유식별 값으로 부여하여 LiDAR 간의 간섭을 방지하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a pulse laser that generates a single pulse; A beam splitter that splits a single pulse generated by the pulse laser into a plurality of pulses; A signal delay unit that delays the pulses so that the plurality of pulses divided by the beam splitter reach the transmitter with time differences; And a transmitter that integrates a plurality of pulses arriving at different times and transmits them as a multi-pulse, giving the number of pulses included in the transmitted multi-pulse, the size of the pulse, or the time difference between pulses as a unique identification value for LiDAR. This prevents interference between LiDARs.

Description

멀티펄스를 이용한 LiDAR 간섭 방지 장치{LiDAR ANTI-INTERFERENCE DEVICE USING MULTI-PULSE}LiDAR anti-interference device using multi-pulse {LiDAR ANTI-INTERFERENCE DEVICE USING MULTI-PULSE}

본 발명은 LiDAR 간섭 방지 장치에 관한 것으로서, 특히 LiDAR가 전송하는 펄스를 암호화하여 LiDAR 간의 간섭을 방지하는 멀티펄스를 이용한 LiDAR 간섭 방지 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a LiDAR interference prevention device, and in particular, to a LiDAR interference prevention device using multipulses that prevents interference between LiDARs by encrypting pulses transmitted by LiDAR.

LiDAR(Light Detection and Ranging)는 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 기술로써, 3차원 정보 구축을 위한 지형 데이터를 구축하고, 이를 가시화하는 형태로 발전되어 건설, 국방 등의 분야에 응용되고 있다. LiDAR (Light Detection and Ranging) is a technology that measures distance using a laser. It has been developed to build terrain data to build 3D information and visualize it, and is being applied to fields such as construction and national defense.

특히, 자율주행 자동차 기술이 발전함에 따라 높은 정확도의 객체 인식을 위한 LiDAR의 사용률이 늘어나고 있다. 이는 기존에 사용하던 카메라 센서의 단점을 보완하고, 안정적인 객체 인식을 위함이다. LiDAR 사용을 통해 객체와의 거리를 측정할 수 있으며, 이를 통해 높은 안정성을 가진 자율주행 기술을 개발할 수 있다. In particular, as self-driving car technology develops, the use of LiDAR for high-accuracy object recognition is increasing. This is to compensate for the shortcomings of the camera sensor used previously and to ensure stable object recognition. Through the use of LiDAR, the distance to an object can be measured, and through this, autonomous driving technology with high stability can be developed.

근래 LiDAR를 사용하는 자율주행 차량이 늘어남에 따라 LiDAR 간의 간섭이 문제가 되고 있다. LiDAR 간 간섭의 종류에는 직접간섭과 간접간섭이 있다. 서로 다른 두 개의 LiDAR A와 B가 있을 때, A가 송신하는 펄스를 B가 직접적으로 수신하는 형태의 간섭이 직접간섭이고, A가 송신하는 펄스가 물체에 반사된 것을 B가 수신하는 형태의 간섭이 간접간섭이다. 해당 간섭 현상이 발생하는 경우 존재하지 않는 물체를 인식하거나 물체와의 거리를 더 가깝게 인식하는 등의 현상이 발생한다. 주변에 LiDAR를 장착한 차량이 많아질수록 커다란 문제를 야기할 수 있다. Recently, as the number of autonomous vehicles using LiDAR increases, interference between LiDARs has become a problem. There are two types of interference between LiDARs: direct interference and indirect interference. When there are two different LiDARs A and B, direct interference occurs when B directly receives the pulse transmitted by A, and interference occurs when B receives the pulse transmitted by A reflected from an object. This is indirect interference. When this interference phenomenon occurs, phenomena such as recognizing an object that does not exist or recognizing the distance to the object as being closer occur. As the number of vehicles equipped with LiDAR increases, it can cause major problems.

따라서, 단일 펄스만으로 다양한 멀티펄스를 생성하여 특정 LiDAR를 식별할 수 있게 함으로써 LiDAR 간의 간섭을 방지할 수 있는 장치가 요구되고 있다. Therefore, there is a need for a device that can prevent interference between LiDARs by generating various multi-pulses with only a single pulse to identify specific LiDARs.

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본 발명은 LiDAR를 구분할 수 있는 고유의 멀티펄스를 단일펄스로 생성하여 LiDAR 간의 간섭을 방지하는 멀티펄스를 이용한 LiDAR 간섭 방지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a LiDAR interference prevention device using multipulses that prevents interference between LiDARs by generating unique multipulses that can distinguish LiDARs as a single pulse.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 단일 펄스를 발생시키는 펄스레이저; 상기 펄스레이저가 발생시킨 단일 펄스를 복수개의 펄스로 분할하는 빔스플리터; 상기 빔스플리터에서 분할된 복수개의 펄스가 시간차를 두고 하기 송신부에 도달되도록 펄스를 지연시키는 신호지연부; 및 시간차를 두고 도달한 복수개의 펄스를 하나로 통합하여 멀티펄스로 전송하는 송신부를 포함하여, 송신된 멀티펄스에 포함된 펄스의 개수, 펄스의 크기, 또는 펄스 간 시간차를 LiDAR의 고유식별 값으로 부여하여 LiDAR 간의 간섭을 방지하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a pulse laser that generates a single pulse; A beam splitter that splits a single pulse generated by the pulse laser into a plurality of pulses; A signal delay unit that delays the pulses so that the plurality of pulses divided by the beam splitter reach the transmitter with time differences; And a transmitter that integrates a plurality of pulses arriving at different times and transmits them as a multi-pulse, giving the number of pulses included in the transmitted multi-pulse, the size of the pulse, or the time difference between pulses as a unique identification value for LiDAR. This prevents interference between LiDARs.

바람직하게는, 상기 신호지연부는, 상기 빔스플리터에서 분할된 복수개의 펄스가 통과하는 광섬유의 길이를 조절하여 펄스 간 시간차를 발생시킬 수 있다. Preferably, the signal delay unit can generate a time difference between pulses by adjusting the length of the optical fiber through which the plurality of pulses divided by the beam splitter pass.

바람직하게는, 상기 송신부에서 전송한 멀티펄스의 반사파를 수신하는 수신부를 더 포함할 수 있다. Preferably, it may further include a receiving unit that receives the multi-pulse reflected waves transmitted from the transmitting unit.

바람직하게는, 상기 송신부에서 전송한 멀티펄스를 저장하는 신호기록부를 더 포함할 수 있다. Preferably, it may further include a signal recording unit that stores the multi-pulses transmitted from the transmitter.

바람직하게는, 상기 수신부에서 수신한 반사파와 상기 신호기록부에 저장된 멀티펄스가 일치하는지 판단하는 식별부를 더 포함할 수 있다. Preferably, it may further include an identification unit that determines whether the reflected wave received by the receiver matches the multi-pulse stored in the signal recording unit.

본 발명에 따르면, 단일 펄스를 빔스플리터로 분할하고 신호지연부가 분할된 펄스 간의 시간차를 조절함으로써 단일 펄스만을 사용하여 멀티펄스를 생성할 수 있다는 이점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that multiple pulses can be generated using only a single pulse by dividing a single pulse with a beam splitter and controlling the time difference between the divided pulses by the signal delay unit.

또한, 본 발명은 생성된 멀티펄스를 이용하여 LiDAR를 구분할 수 있는 고유의 멀티펄스를 단일펄스로 생성하여 LiDAR 간의 간섭을 방지할 수 있다는 이점이 있다. In addition, the present invention has the advantage of preventing interference between LiDARs by generating a unique multi-pulse that can distinguish between LiDARs as a single pulse using the generated multi-pulses.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LiDAR 간섭 방지 장치의 구성도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LiDAR 간섭 방지 장치의 멀티펄스 생성 프로세스를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 펄스 간 시간차로 식별되는 멀티펄스를 나타낸다.
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 펄스의 개수로 식별되는 멀티펄스를 나타낸다.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 펄스의 개수와 펄스 간 시간차로 식별되는 멀티펄스를 나타낸다.
Figure 1 shows a configuration diagram of a LiDAR interference prevention device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the multipulse generation process of the LiDAR interference prevention device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows multipulses identified by the time difference between pulses according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows a multipulse identified by the number of pulses according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows a multipulse identified by the number of pulses and the time difference between pulses according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the exemplary embodiments. The same reference numerals in each drawing indicate members that perform substantially the same function.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The purpose and effect of the present invention can be naturally understood or become clearer through the following description, and the purpose and effect of the present invention are not limited to the following description. Additionally, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of known techniques related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LiDAR 간섭 방지 장치(1)의 구성도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, LiDAR 간섭 방지 장치(1)는 펄스레이저(100), 빔스플리터(200), 신호지연부(300), 송신부(400), 수신부(500), 신호기록부(600), 및 식별부(700)를 포함할 수 있다. Figure 1 shows a configuration diagram of a LiDAR interference prevention device 1 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the LiDAR interference prevention device 1 includes a pulse laser 100, a beam splitter 200, a signal delay unit 300, a transmitter 400, a receiver 500, a signal recorder 600, and It may include an identification unit 700.

LiDAR 간섭 방지 장치(1)는 송신된 멀티펄스에 포함된 펄스의 개수, 펄스의 크기, 또는 펄스 간 시간차를 LiDAR의 고유식별 값으로 부여하여 LiDAR 간의 간섭을 방지할 수 있다. LiDAR 간섭 방지 장치(1)는 자율주행 차량, 이동형 로봇, 드론 등 LiDAR가 적용된 모든 장치에 적용될 수 있다. The LiDAR interference prevention device 1 can prevent interference between LiDARs by assigning the number of pulses included in the transmitted multipulses, the size of the pulses, or the time difference between pulses as a unique identification value of the LiDAR. The LiDAR interference prevention device (1) can be applied to all devices equipped with LiDAR, such as autonomous vehicles, mobile robots, and drones.

LiDAR 간섭 방지 장치(1)는 단일 펄스만을 사용하여 멀티펄스를 발생시킬 수 있다. LiDAR 간섭 방지 장치(1)는 지연 경로의 추가 또는 길이 조절을 통해 하나의 펄스로 수많은 멀티펄스를 발생시킬 수 있다. LiDAR 간섭 방지 장치(1)는 멀티펄스를 사용하여 LiDAR 별로 고유 펄스 값을 부여하는 방식으로 LiDAR 간의 간섭을 방지할 수 있다. The LiDAR interference prevention device (1) can generate multipulses using only a single pulse. The LiDAR interference prevention device (1) can generate numerous multi-pulses with one pulse by adding or adjusting the length of the delay path. The LiDAR interference prevention device 1 can prevent interference between LiDARs by using multipulses to assign unique pulse values to each LiDAR.

LiDAR 간섭 방지 장치(1)는 멀티펄스를 생성하기 위해 펄스 프로그래밍 소자 대신 단순한 구조의 광섬유를 포함하는 빔스플리터(200)와 신호지연부(300)로 대체할 수 있으므로 원가 절감 및 제조의 용이성이 있다. LiDAR 간섭 방지 장치(1)는 기존의 멀티펄스를 생성하기 위해 단일 펄스를 수차례 생성해야 하는 것과는 달리, 한번의 단일 펄스를 멀티펄스로 바꾸는 구조이므로 펄스 반복률의 저하 없이 고속 스캐닝을 할 수 있다. The LiDAR interference prevention device (1) can be replaced with a beam splitter (200) and a signal delay unit (300) containing a simple optical fiber instead of a pulse programming element to generate multipulses, thereby reducing costs and making it easier to manufacture. . The LiDAR interference prevention device (1) has a structure that changes a single pulse into a multipulse, unlike existing devices that require a single pulse to be generated several times to generate a multipulse, so it can perform high-speed scanning without lowering the pulse repetition rate.

펄스레이저(100)는 단일 펄스를 발생시킬 수 있다. 펄스레이저(100)가 생성한 단일 펄스는 빔스플리터(200)에서 분할된다. 펄스레이저(100)는 특별한 제한 없이 기존의 LiDAR에서 사용되는 것일 수 있다. The pulse laser 100 can generate a single pulse. A single pulse generated by the pulse laser 100 is split in the beam splitter 200. The pulse laser 100 may be used in existing LiDAR without any particular restrictions.

빔스플리터(200)는 펄스레이저(100)가 발생시킨 단일 펄스를 복수개의 펄스로 분할할 수 있다. 빔스플리터(200)는 단일 펄스를 일정할 비율로 분할할 수 있다. 일 실시예로, 빔스플리터(200)는 단일 펄스를 5:5의 비율로 분할하는 경우에는 크기가 100인 단일 펄스를 동일한 폭을 갖는 크기가 50인 단일 펄스 2개로 분할할 수 있다. 또 다른 실시예로, 빔스플리터(200)는 단일 펄스를 2.5:2.5:2.5:2.5의 비율로 분할하는 경우에는 크기가 100인 단일 펄스를 동일한 폭을 갖는 크기가 25인 단일 펄스 4개로 분할할 수 있다. 빔스플리터(200)에서 분할된 펄스는 신호지연부(300)에서 지연되어 시간차가 발생할 수 있다.The beam splitter 200 can split a single pulse generated by the pulse laser 100 into a plurality of pulses. The beam splitter 200 can split a single pulse at a certain ratio. In one embodiment, when splitting a single pulse at a ratio of 5:5, the beam splitter 200 can split a single pulse with a size of 100 into two single pulses with a size of 50 and the same width. In another embodiment, when splitting a single pulse at a ratio of 2.5:2.5:2.5:2.5, the beam splitter 200 divides a single pulse with a size of 100 into four single pulses with a size of 25 and the same width. You can. The pulse divided by the beam splitter 200 may be delayed in the signal delay unit 300, resulting in a time difference.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LiDAR 간섭 방지 장치(1)의 멀티펄스 생성 프로세스를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 신호지연부(300)는 빔스플리터(200)에서 분할된 복수개의 펄스가 시간차를 두고 송신부(400)에 도달되도록 펄스를 지연시킬 수 있다. 신호지연부(300)는 빔스플리터(200)에서 분할된 복수개의 펄스가 각각 다른 경로로 이동하게 하여 시간차를 발생시킬 수 있다. 일 실시예로, 신호지연부(300)는 빔스플리터(200)에서 2개로 분할된 펄스 중 하나는 일반경로로 다른 하나는 지연경로로 통과시킬 수 있다. 신호지연부(300)는 지연경로로 통과된 펄스의 시간을 지연시켜 일반경로로 통과된 펄스보다 늦게 송신부(400)에 도달되게 할 수 있다.Figure 2 shows the multipulse generation process of the LiDAR interference prevention device 1 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the signal delay unit 300 may delay pulses so that the plurality of pulses divided by the beam splitter 200 reach the transmitter 400 with time differences. The signal delay unit 300 can cause the plurality of pulses divided by the beam splitter 200 to move through different paths, thereby generating a time difference. In one embodiment, the signal delay unit 300 may pass one of the pulses divided into two by the beam splitter 200 through a general path and the other through a delay path. The signal delay unit 300 can delay the time of the pulse passed through the delay path so that it reaches the transmitter 400 later than the pulse passed through the normal path.

신호지연부(300)는 빔스플리터(200)에서 분할된 복수개의 펄스가 통과하는 광섬유의 길이를 조절하여 펄스 간 시간차를 발생시킬 수 있다. 도 2를 기준으로 펄스간 시간차가 발생하는 원리를 설명하면, 신호지연부(300)는 분할된 펄스 중 하나는 광섬유의 굴절률이

Figure 112021123836213-pat00001
이고 길이가
Figure 112021123836213-pat00002
인 일반경로로 통과시킬 수 있다. 신호지연부(300)는 다른 하나의 펄스는 광섬유의 굴절률이
Figure 112021123836213-pat00003
이고 길이가
Figure 112021123836213-pat00004
인 지연경로로 통과시킬 수 있다. The signal delay unit 300 can generate a time difference between pulses by adjusting the length of the optical fiber through which the plurality of pulses divided by the beam splitter 200 pass. To explain the principle of generating a time difference between pulses based on FIG. 2, the signal delay unit 300 determines that one of the divided pulses has a refractive index of the optical fiber.
Figure 112021123836213-pat00001
and the length is
Figure 112021123836213-pat00002
It can be passed through the normal route. The signal delay unit 300 is configured so that the other pulse has a refractive index of the optical fiber.
Figure 112021123836213-pat00003
and the length is
Figure 112021123836213-pat00004
It can be passed through a delay path.

신호지연부(300)에서 사용되는 광섬유의 굴절률이

Figure 112021123836213-pat00005
이고 빛의 속도가
Figure 112021123836213-pat00006
일 때,
Figure 112021123836213-pat00007
(시간차)와
Figure 112021123836213-pat00008
(거리차)의 관계는 다음과 같은 식을 만족한다. The refractive index of the optical fiber used in the signal delay unit 300 is
Figure 112021123836213-pat00005
And the speed of light is
Figure 112021123836213-pat00006
when,
Figure 112021123836213-pat00007
(time difference) and
Figure 112021123836213-pat00008
The relationship between (distance difference) satisfies the following equation.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112021123836213-pat00009
Figure 112021123836213-pat00009

[수학식 1]을 참조하면,

Figure 112021123836213-pat00010
이 증가할수록
Figure 112021123836213-pat00011
도 증가하게 됨을 알 수 있다. 신호지연부(300)는 이러한 원리에 의해 지연경로의 수량 및 길이에 따라 복수의 펄스의 시간차를 발생시킬 수 있다. 신호지연부(300)에서 생성된 복수의 펄스는 시간차를 두고 송신부(400)에 도달되어 하나의 멀티펄스로 구성될 수 있다. Referring to [Equation 1],
Figure 112021123836213-pat00010
As this increases
Figure 112021123836213-pat00011
It can be seen that it also increases. Based on this principle, the signal delay unit 300 can generate time differences between a plurality of pulses according to the quantity and length of delay paths. A plurality of pulses generated in the signal delay unit 300 may arrive at the transmitter 400 with time differences and constitute one multi-pulse.

송신부(400)는 시간차를 두고 도달한 복수개의 펄스를 하나로 통합하여 멀티펄스로 전송할 수 있다. 송신부(400)는 신호지연부(300)에서 시간차가 발생되어 도달한 복수개의 펄스를 각각 전송하는 것이 아니라 하나의 멀티펄스로 통합하여 전송하는 것이다. 송신부(400)에서 전송한 멀티펄스는 해당 LiDAR에서 전송한 고유의 멀티펄스로 LiDAR를 구분하는 고유의 식별정보가 될 수 있다. The transmitter 400 can integrate a plurality of pulses that arrive with time differences into one and transmit it as a multi-pulse. The transmitter 400 does not transmit a plurality of pulses that arrive at a time difference in the signal delay unit 300 separately, but integrates them into one multi-pulse and transmits them. The multipulse transmitted from the transmitter 400 is a unique multipulse transmitted from the corresponding LiDAR and can be unique identification information that distinguishes the LiDAR.

수신부(500)는 송신부(400)에서 전송한 멀티펄스의 반사파를 수신할 수 있다. 수신부(500)는 LiDAR에서 대상 객체와의 거리를 산출하기 위해 송신부(400)에서 전송한 멀티펄스가 대상 객체의 표면에 반사되어 돌아오는 반사파를 수신할 수 있다. 수신부(500)에서 수신된 반사파와 송신부(400)가 송신한 멀티펄스가 일치하는지는 식별부(700)에서 판단될 수 있다.The receiving unit 500 may receive a multi-pulse reflected wave transmitted from the transmitting unit 400. The receiver 500 may receive a reflected wave from the multi-pulse transmitted from the transmitter 400 reflected on the surface of the target object in order to calculate the distance to the target object in LiDAR. The identification unit 700 may determine whether the reflected wave received by the receiving unit 500 matches the multipulse transmitted by the transmitting unit 400.

신호기록부(600)는 송신부(400)에서 전송한 멀티펄스를 저장할 수 있다. 신호기록부(600)에서 저장된 멀티펄스는 LiDAR 고유의 식별정보가 될 수 있다. 신호기록부(600)는 수신부(500)에서 수신된 반사파가 송신부(400)에서 송신한 멀티펄스인지 비교하기 위한 기준 멀티펄스를 제공할 수 있다.The signal recording unit 600 can store multipulses transmitted from the transmitting unit 400. The multipulses stored in the signal recording unit 600 can be LiDAR's unique identification information. The signal recording unit 600 may provide a reference multipulse for comparing whether the reflected wave received by the receiving unit 500 is a multipulse transmitted from the transmitting unit 400.

식별부(700)는 수신부(500)에서 수신한 반사파와 신호기록부(600)에 저장된 멀티펄스가 일치하는지 판단할 수 있다. 식별부(700)는 다른 LiDAR와의 간섭을 방지하기 위해 고유 식별정보를 갖는 멀티펄스인지 판단할 수 있다. 식별부(700)는 멀티펄스를 구성하는 복수개의 펄스의 크기, 시간차, 또는 개수 등을 비교하여 수신한 반사파와 신호기록부(600)에 저장된 멀티펄스가 일치하는지 판단할 수 있다. The identification unit 700 may determine whether the reflected wave received by the receiver 500 matches the multi-pulse stored in the signal recording unit 600. The identification unit 700 may determine whether it is a multi-pulse with unique identification information to prevent interference with other LiDARs. The identification unit 700 may determine whether the received reflected wave matches the multipulse stored in the signal recording unit 600 by comparing the size, time difference, or number of the plurality of pulses constituting the multipulse.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 펄스 간 시간차로 식별되는 멀티펄스를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 신호지연부(300)는 빔스플리터(200)에서 5:5의 비율로 분할된 2개의 펄스를 시간차를 두고 송신부(400)에 도달하게 하여 시간차로 구분되는 멀티펄스가 구성되게 할 수 있다. Figure 3 shows multipulses identified by the time difference between pulses according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the signal delay unit 300 causes two pulses split at a 5:5 ratio in the beam splitter 200 to arrive at the transmitter 400 with a time difference, thereby forming multi-pulses divided by the time difference. It can be done.

도 3의 (a)는 단일 펄스가 빔스플리터(200)에서 분할되고, 신호지연부(300)에서

Figure 112021123836213-pat00012
의 시간차가 발생한 2개의 펄스로 구성된 멀티펄스를 나타낸다. 도 3의 (b)는 단일 펄스가 빔스플리터(200)에서 분할되고, 신호지연부(300)에서
Figure 112021123836213-pat00013
의 시간차가 발생한 2개의 펄스로 구성된 멀티펄스를 나타낸다. 도 3의 (a)와 (b)에 나타난 각각의 멀티펄스의 펄스간 시간차는
Figure 112021123836213-pat00014
Figure 112021123836213-pat00015
로 다르므로 구분될 수 있다. 즉, 송신부(400)에서 송신한 멀티펄스의 반사파를 수신할 때, 식별부(700)는 송신한 멀티펄스를 기록하여 반사파가 송신부(400)에서 송신한 것인지 식별이 가능하다. 따라서, 이를 통해 LiDAR 간섭 방지 장치(1)는 직접간섭과 간접간섭의 구분없이 다른 LiDAR에서 전송된 수많은 멀티펄스와 송신부(400)에서 전송한 멀티펄스를 구분하여 간섭을 방지할 수 있다. In (a) of Figure 3, a single pulse is split in the beam splitter 200 and in the signal delay unit 300.
Figure 112021123836213-pat00012
It represents a multi-pulse consisting of two pulses with a time difference of . In (b) of Figure 3, a single pulse is split in the beam splitter 200 and in the signal delay unit 300.
Figure 112021123836213-pat00013
It represents a multi-pulse consisting of two pulses with a time difference of . The time difference between pulses of each multipulse shown in Figures 3 (a) and (b) is
Figure 112021123836213-pat00014
and
Figure 112021123836213-pat00015
Because they are different, they can be distinguished. That is, when receiving a multi-pulse reflected wave transmitted from the transmitter 400, the identification unit 700 records the transmitted multi-pulse and can identify whether the reflected wave was transmitted from the transmitter 400. Therefore, through this, the LiDAR interference prevention device 1 can prevent interference by distinguishing between numerous multipulses transmitted from other LiDARs and multipulses transmitted from the transmitter 400 without distinguishing between direct interference and indirect interference.

도 4은 본 발명의 실시예에 따른 펄스의 개수로 식별되는 멀티펄스를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 빔스플리터(200)는 서로 다른 비율로 분할되어 펄스의 개수를 다르게 하여 펄스의 개수 또는 크기로 구분되는 멀티펄스가 구성되게 할 수 있다. Figure 4 shows a multipulse identified by the number of pulses according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the beam splitter 200 can be divided at different ratios to vary the number of pulses to form multi-pulses distinguished by the number or size of pulses.

도 4의 (a)는 단일 펄스가 빔스플리터(200)에서 5:5의 비율로 분할되고, 신호지연부(300)에서

Figure 112021123836213-pat00016
의 시간차가 발생한 2개의 펄스로 구성된 멀티펄스를 나타낸다. 도 4의 (b)는 단일 펄스가 빔스플리터(200)에서 2.5:2.5:2.5:2.5의 비율로 분할되고, 신호지연부(300)에서 펄스간
Figure 112021123836213-pat00017
의 시간차가 발생한 4개의 펄스로 구성된 멀티펄스를 나타낸다. 도 4의 (a)와 (b)에 나타난 각각의 멀티펄스의 시간차는
Figure 112021123836213-pat00018
으로 동일하다. 그러나, 도 4의 (a)의 각 펄스의 크기는 50, 펄스의 개수는 2개이고, 도 4의 (b)의 각 펄스의 크기는 25, 펄스의 개수는 4개이므로 두 멀티펄스는 구분될 수 있다. In (a) of Figure 4, a single pulse is split at a ratio of 5:5 in the beam splitter 200, and in the signal delay unit 300
Figure 112021123836213-pat00016
It represents a multi-pulse consisting of two pulses with a time difference of . In (b) of Figure 4, a single pulse is split at a ratio of 2.5:2.5:2.5:2.5 in the beam splitter 200, and the pulse-to-pulse signal is divided in the signal delay unit 300.
Figure 112021123836213-pat00017
It represents a multi-pulse consisting of 4 pulses with a time difference of . The time difference between each multipulse shown in Figures 4 (a) and (b) is
Figure 112021123836213-pat00018
is the same as However, the size of each pulse in (a) of Figure 4 is 50 and the number of pulses is 2, and the size of each pulse in (b) of Figure 4 is 25 and the number of pulses is 4, so the two multi-pulses cannot be distinguished. You can.

도 5은 본 발명의 실시예에 따른 펄스의 개수와 펄스 간 시간차로 식별되는 멀티펄스를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 빔스플리터(200)는 펄스의 개수 또는 크기로 구분되는 멀티펄스가 구성되게 하는 동시에 신호지연부(300)는 시간차로 구분되는 멀티펄스가 구성되게 할 수 있다. Figure 5 shows a multipulse identified by the number of pulses and the time difference between pulses according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the beam splitter 200 can configure multi-pulses divided by the number or size of pulses, and the signal delay unit 300 can configure multi-pulses divided by time difference.

도 5의 (a)는 단일 펄스가 빔스플리터(200)에서 5:5의 비율로 분할되고, 신호지연부(300)에서

Figure 112021123836213-pat00019
의 시간차가 발생한 2개의 펄스로 구성된 멀티펄스를 나타낸다. 도 5의 (b)는 단일 펄스가 빔스플리터(200)에서 2.5:2.5:2.5:2.5의 비율로 분할되고, 신호지연부(300)에서 각 펄스간
Figure 112021123836213-pat00020
,
Figure 112021123836213-pat00021
,
Figure 112021123836213-pat00022
의 시간차가 발생한 4개의 펄스로 구성된 멀티펄스를 나타낸다. 도 5의 (a)와 (b)에 나타난 각각의 멀티펄스의 펄스간 시간차, 펄스의 크기, 및 펄스의 개수가 모두 다르므로 두 멀티펄스는 구분될 수 있다. In (a) of Figure 5, a single pulse is split at a ratio of 5:5 in the beam splitter 200, and in the signal delay unit 300
Figure 112021123836213-pat00019
It represents a multi-pulse consisting of two pulses with a time difference of . In (b) of Figure 5, a single pulse is split at a ratio of 2.5:2.5:2.5:2.5 in the beam splitter 200, and the signal delay unit 300 divides each pulse into
Figure 112021123836213-pat00020
,
Figure 112021123836213-pat00021
,
Figure 112021123836213-pat00022
It represents a multi-pulse consisting of 4 pulses with a time difference of . Since the inter-pulse time difference, pulse size, and number of pulses of each multi-pulse shown in (a) and (b) of Figures 5 are all different, the two multi-pulses can be distinguished.

도 3, 도 4, 및 도 5를 통해 살펴본 바와 같이, LiDAR 간섭 방지 장치(1)는 고유 식별 정보를 갖는 멀티펄스를 펄스의 크기, 개수, 또는 펄스간 시간차를 다르게 하여 생성함으로써 LiDAR 간의 간섭을 방지할 수 있다.As seen through FIGS. 3, 4, and 5, the LiDAR interference prevention device 1 generates multipulses with unique identification information by varying the size, number, or time difference between pulses to prevent interference between LiDARs. It can be prevented.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다. Although the present invention has been described in detail through representative embodiments above, those skilled in the art will understand that various modifications can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. will be. Therefore, the scope of rights of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims described later, but also by all changes or modified forms derived from the claims and the concept of equivalents.

1 : LiDAR 간섭 방지 장치
100 : 펄스레이저
200 : 빔스플리터
300 : 신호지연부
400 : 송신부
500 : 수신부
600 : 신호기록부
700 : 식별부
1: LiDAR anti-interference device
100: pulse laser
200: Beam splitter
300: signal delay unit
400: Transmitting unit
500: Receiving unit
600: signal recorder
700: identification unit

Claims (5)

단일 펄스를 발생시키는 펄스레이저;
상기 펄스레이저가 발생시킨 단일 펄스를 복수개의 펄스로 분할하는 빔스플
리터;
상기 빔스플리터에서 분할된 복수개의 펄스가 시간차를 두고 하기 송신부에
도달되도록 펄스를 지연시키는 신호지연부; 및
시간차를 두고 도달한 복수개의 펄스를 하나로 통합하여 멀티펄스로 전송하
는 송신부를 포함하되,
상기 신호지연부는 상기 빔스플리터에서 분할된 복수개의 펄스가 통과하는 광섬유의 길이를 조절하여 수학식1을 만족하는 펄스 간 시간차를 발생시켜
Figure 112023082425099-pat00028

(Δt ; 시간차, n : 굴절율, ΔL : 거리차, c; 빛의 속도)

송신된 멀티펄스에 포함된 펄스의 개수, 펄스의 크기, 또는 펄스 간 시간차를 LiDAR의 고유식별 값으로 부여하여 LiDAR 간의 간섭을 방지하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 LiDAR 간섭 방지 장치.

Pulse laser that generates a single pulse;
Beam spool that divides a single pulse generated by the pulse laser into multiple pulses
liter;
A plurality of pulses divided by the beam splitter are transmitted to the following transmitter with a time difference.
A signal delay unit that delays the pulse to arrive; and
Multiple pulses that arrive at different times are integrated into one and transmitted as a multi-pulse.
includes a transmitting unit,
The signal delay unit adjusts the length of the optical fiber through which the plurality of pulses divided by the beam splitter pass to generate a time difference between pulses that satisfies Equation 1.
Figure 112023082425099-pat00028

(Δt; time difference, n: refractive index, ΔL: distance difference, c; speed of light)

A LiDAR interference prevention device characterized in that it prevents interference between LiDARs by assigning the number of pulses included in the transmitted multipulse, the size of the pulses, or the time difference between pulses as a unique identification value of the LiDAR.

삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 송신부에서 전송한 멀티펄스의 반사파를 수신하는 수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LiDAR 간섭 방지 장치.
According to claim 1,
LiDAR interference prevention device further comprising a receiving unit that receives multi-pulse reflected waves transmitted from the transmitting unit.
제 3 항에 있어서,
상기 송신부에서 전송한 멀티펄스를 저장하는 신호기록부를 더 포함하는 것
을 특징으로 하는 LiDAR 간섭 방지 장치.
In clause 3 ,
Further comprising a signal recording unit that stores the multipulses transmitted from the transmitter.
LiDAR interference prevention device featuring.
제 4 항에 있어서,
상기 수신부에서 수신한 반사파와 상기 신호기록부에 저장된 멀티펄스가 일
치하는지 판단하는 식별부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LiDAR 간섭 방지 장치.

In clause 4 ,
The reflected wave received from the receiving unit and the multipulse stored in the signal recording unit are
A LiDAR interference prevention device further comprising an identification unit that determines whether the device is approaching.

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