KR20140067397A - System for producing 3d space information using lidar sensor - Google Patents

System for producing 3d space information using lidar sensor Download PDF

Info

Publication number
KR20140067397A
KR20140067397A KR1020120134576A KR20120134576A KR20140067397A KR 20140067397 A KR20140067397 A KR 20140067397A KR 1020120134576 A KR1020120134576 A KR 1020120134576A KR 20120134576 A KR20120134576 A KR 20120134576A KR 20140067397 A KR20140067397 A KR 20140067397A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dimensional
lidar sensor
vehicle
measured
sensor
Prior art date
Application number
KR1020120134576A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101417431B1 (en
Inventor
김재광
장윤호
민경무
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020120134576A priority Critical patent/KR101417431B1/en
Publication of KR20140067397A publication Critical patent/KR20140067397A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101417431B1 publication Critical patent/KR101417431B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/08Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/095Predicting travel path or likelihood of collision
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00Hubs
    • B60B27/0047Hubs characterised by functional integration of other elements
    • B60B27/0068Hubs characterised by functional integration of other elements the element being a sensor
    • B60W2420/408
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/20Steering systems

Abstract

Disclosed is a three-dimensional spatial information generation system using a light detection and ranging (LIDAR) sensor. The three-dimensional spatial information generation system comprises: the two-dimensional LIDAR sensor unit which is mounted on the outer center of a vehicle wheel and rotates with the wheel; an angle sensor which measures the rotation angle of the vehicle wheel; and a processing unit which generates three-dimensional spatial information by reflecting the rotation angle measured by the angle sensor on the two-dimensional information measured by the LIDAR sensor unit.

Description

LIDAR센서를 이용한 3차원 공간정보 생성시스템 {SYSTEM FOR PRODUCING 3D SPACE INFORMATION USING LIDAR SENSOR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a 3D spatial information generation system using a LIDAR sensor,

본 발명은 차량의 외관에 영향을 미치지 않도록 센서를 설치하면서도 유효한 공간 정보를 얻을 수 있는 LIDAR센서를 이용한 3차원 공간정보 생성시스템에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional spatial information generation system using a LIDAR sensor capable of obtaining effective spatial information while installing a sensor so as not to affect the appearance of a vehicle.

본 발명은 3차원 공간 정보 생성을 위한 LIDAR(Light Detection And Ranging) 센서를 차량에 장착하기 어려운 점을 해결하기 위한 목적을 갖고 있다. 주변 상황 인지를 위한 3차원 센서는 회전형 타입이 주를 이루고 있다. 이러한 회전형 타입의 센서가 차량 상단에 장착될 경우 공기 저항의 문제 및 외형에 치명적 약점을 갖게 된다. 미래의 차량은 더욱 지능화되면서 3차원 공간 정보를 이용하여 자율 주행 및 안전 주행을 하게 됨으로써 3차원 측정 센서는 중요한 역할을 하게 된다. 이러한 센서를 알맞은 곳에 장착함과 동시에 최대의 효율을 얻기 위함을 발명의 목적으로 둔다. The present invention has a purpose of solving the difficulty in mounting a LIDAR (Light Detection And Ranging) sensor for generating three-dimensional spatial information on a vehicle. The three-dimensional sensor for the circumstance recognition is mainly composed of the rotary type. When such a rotary type sensor is mounted on the upper end of the vehicle, it has a fatal weakness in air resistance and appearance. As future vehicles become more intelligent, autonomous driving and safe driving by using 3-dimensional spatial information, 3D measurement sensor plays an important role. It is an object of the present invention to provide such a sensor at a suitable place and at the same time to obtain maximum efficiency.

3차원 LIDAR 기술은 주변 환경의 정밀 지도 제작 및 형상 인식에 주로 이용된다. 레이저는 레이다와 달리 짧은 주기를 가진 높은 에너지의 펄스를 만들 수 있다. 짧은 주기를 이용하여 고도로 밀집된 다수 측정 Points를 생성하기 때문에 정밀한 거리 관측에 많이 사용된다. 차량에서 사용되는 레이저스캐너는 주로 전방에 장착하여 충돌 예상 가능 장애물을 검출하기 위해 이용된다. 하지만 3차원 레이저스캐너의 경우 전후좌우 360도 영역을 모두 스캔하기 위해서 차량의 루프 상단에 장착하게 된다. 단일 영역의 변화에만 국한되지 않기 때문에 일반적인 도로 환경인지 이동하는 장애물인지 구분하는 것이 가능하다. 때문에 3차원 스캐너는 복잡하게 변화가 일어나는 환경에서 충돌 위험 물체 및 영역을 단일 센서로 구분 가능하다. 2차원 스캐너를 차량 휠 중심에 넣어서 3차원 스캐너 기능을 수행하려면 차량 휠의 회전각을 정확히 측정해야 된다. 고속 회전 시에는 3차원 생성 주기 정밀하게 생성하기 위한 회전각 측정 센서와 IMU(Inertial Measurement Unit) 관성측정장치를 비교하여 레이저스캐너의 종방향 각도를 입력 파라미터로 넘겨줘서 주변 환경 정보를 생성할 수 있을 것이다.3D LIDAR technology is mainly used for precise mapping and shape recognition of the surrounding environment. Unlike radar, lasers can produce pulses of high energy with short periods. It is often used for precise distance observations because it generates multiple densely populated measurement points using short periods. The laser scanner used in the vehicle is mainly used in front to detect possible collision obstacles. However, in the case of a 3D laser scanner, it is mounted at the top of the roof of the vehicle in order to scan all the areas of 360 degrees. Since it is not limited to a single area change, it is possible to distinguish whether it is a general road environment or a moving obstacle. Therefore, the 3D scanner can distinguish a dangerous object and area as a single sensor in a complex change environment. In order to perform a three-dimensional scanner function by inserting a two-dimensional scanner into the center of a vehicle wheel, the rotation angle of the vehicle wheel must be accurately measured. In the case of high-speed rotation, it is possible to generate the surrounding information by passing the longitudinal angle of the laser scanner as the input parameter by comparing the rotation angle measurement sensor for generating the three-dimensional generation cycle precisely with the IMU (Inertial Measurement Unit) inertial measurement device will be.

종래의 KR 10-2011-0048962 A "차량 인식 방법 및 장치"는 "카메라를 이용하여 특정 방향의 영상을 획득하는 영상 획득부; 리다(Lidar)를 이용하여 상기 특정 방향에 있는 실제 차량과의 거리정보를 획득하는 거리정보 획득부; 상기 거리정보를 영상좌표로 변환하고, 상기 영상좌표를 상기 영상에 투영시켜, 상기 영상에 투영된 상기 영상좌표에 근거하여 상기 영상에서 차량 인식을 위한 관심영역을 설정하는 관심영역 설정부; 및 상기 관심영역에 해당하는 영상을 분석하여 상기 특정 방향에 있는 상기 실제 차량을 인식하는 차량 인식부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 인식 장치"를 소개하고 있다. Conventional KR 10-2011-0048962 A "Vehicle Recognition Method & Apparatus" refers to "an image acquisition unit for acquiring an image in a specific direction using a camera, a distance A distance information obtaining unit for obtaining distance information from the image, transforming the distance information into image coordinates, projecting the image coordinates onto the image, and extracting a region of interest for vehicle recognition from the image based on the image coordinates projected on the image And a vehicle recognizing unit for recognizing the actual vehicle in the specific direction by analyzing an image corresponding to the area of interest.

그러나 이러한 장치에 의하더라도, 차량의 외관을 해치지 않으면서 LIDAR센서를 장착하고, 이를 통해 명확한 3차원 공간정보를 얻기는 어려웠던 것이다.
However, even with such a device, it was difficult to mount the LIDAR sensor without hurting the appearance of the vehicle, and to obtain clear three-dimensional spatial information therewith.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.

KRKR 10-2011-004896210-2011-0048962 AA

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차량의 외관에 영향을 미치지 않도록 센서를 설치하면서도 유효한 공간 정보를 얻을 수 있는 LIDAR센서를 이용한 3차원 공간정보 생성시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a three-dimensional spatial information generation system using a LIDAR sensor capable of obtaining effective spatial information while installing a sensor so as not to affect the appearance of a vehicle.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LIDAR센서를 이용한 3차원 공간정보 생성시스템은, 차량 휠의 외측 중심에 장착되어 휠과 함께 회전되는 2차원 LIDAR센서부; 상기 차량 휠의 회전각을 측정하는 각도센서; 및 상기 LIDAR센서부에서 측정된 2차원 정보에 각도센서에서 측정된 회전각을 반영함으로써 3차원 공간정보를 생성하는 가공부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a three-dimensional spatial information generation system using a LIDAR sensor, comprising: a two-dimensional LIDAR sensor unit mounted at a center of an outer side of a vehicle wheel and rotated together with a wheel; An angle sensor for measuring an angle of rotation of the vehicle wheel; And a processing unit for generating three-dimensional spatial information by reflecting the rotation angle measured by the angle sensor on the two-dimensional information measured by the LIDAR sensor unit.

상기 각도센서는 회전형 엔코더일 수 있다.The angle sensor may be a rotary encoder.

상기 가공부는 차량이 정지 상태인 경우에는 3차원 공간정보의 생성을 중지할 수 있다.The machining unit can stop generating the three-dimensional spatial information when the vehicle is in a stopped state.

상기 LIDAR센서부는 차량의 좌측 휠과 우측 휠에 각각 하나씩 마련될 수 있다.The LIDAR sensor unit may be provided on each of the left wheel and the right wheel of the vehicle.

상기 LIDAR센서부는 XY평면 상에서 물체의 윤곽을 감지할 수 있다.The LIDAR sensor unit can detect an outline of an object on an XY plane.

상기 가공부는 각도센서에서 측정된 회전각을 이용하여 주행거리를 산출하고, LIDAR센서부에서 측정된 2차원 정보에 회전각을 반영하며 주행거리를 이용하여 특정 시점으로 시프팅 함으로써 3차원 공간정보를 생성할 수 있다.The processing unit calculates the travel distance using the rotation angle measured by the angle sensor, reflects the rotation angle to the two-dimensional information measured by the LIDAR sensor unit, and shifts the three-dimensional spatial information to a specific point by using the travel distance Can be generated.

3차원의 관성을 측정하여 차량의 정확한 주행변위를 산출하는 IMU센서;를 더 포함하고, 상기 가공부는 LIDAR센서부에서 측정된 2차원 정보에 회전각을 반영하며, IMU센서에서 측정된 주행변위를 이용하여 특정 시점으로 시프팅 함으로써 3차원 공간정보를 생성할 수 있다.And an IMU sensor that measures the three-dimensional inertia to calculate an accurate driving displacement of the vehicle. The processing unit reflects the rotation angle on the two-dimensional information measured by the LIDAR sensor unit, and measures the driving displacement measured by the IMU sensor Dimensional space information can be generated by shifting to a specific point in time.

본 발명의 또 다른 LIDAR센서를 이용한 3차원 공간정보 생성시스템은, 차량 휠의 외측 중심에 장착된 2차원 LIDAR센서부; 상기 LIDAR센서부를 회전시키는 모터; 상기 모터의 회전각을 측정하는 각도센서; 및 상기 LIDAR센서부에서 측정된 2차원 정보에 각도센서에서 측정된 회전각을 반영함으로써 3차원 공간정보를 생성하는 가공부;를 포함한다.
Another three-dimensional spatial information generation system using the LIDAR sensor of the present invention includes a two-dimensional LIDAR sensor unit mounted at the center of the outer side of the vehicle wheel; A motor for rotating the LIDAR sensor unit; An angle sensor for measuring a rotation angle of the motor; And a processing unit for generating three-dimensional spatial information by reflecting the rotation angle measured by the angle sensor on the two-dimensional information measured by the LIDAR sensor unit.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 LIDAR센서를 이용한 3차원 공간정보 생성시스템에 따르면, 차량의 외관에 영향을 미치지 않도록 센서를 설치하면서도 유효한 공간 정보를 얻을 수 있게 된다.According to the three-dimensional spatial information generation system using the LIDAR sensor having the above-described structure, it is possible to obtain effective spatial information while installing the sensor so as not to affect the appearance of the vehicle.

또한, 이를 통해 측면에서 접근해 오는 장애물을 인식하는 기능을 수행하게 되며, 전후방의 경우 접근 장애물의 인식을 레이더를 사용하여 원거리의 장애물을 인식하게 된다. 또한, 측면 환경 인식을 통해 도로 환경인지 아니면 움직이는 이동체인지 정밀한 구분을 수행하게 된다.
In addition, it recognizes the obstacles approaching from the side, and recognizes the obstacles of the distant from the front and rear using the radar. In addition, through the recognition of the lateral environment, it is possible to precisely distinguish whether it is a road environment or a moving movement.

도 1 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LIDAR센서를 이용한 3차원 공간정보 생성시스템을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LIDAR센서를 이용한 3차원 공간정보 생성시스템을 운용하는 순서도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a three-dimensional spatial information generation system using a LIDAR sensor according to an embodiment of the present invention. FIG.
5 is a flowchart for operating a three-dimensional spatial information generation system using a LIDAR sensor according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 LIDAR센서를 이용한 3차원 공간정보 생성시스템에 대하여 살펴본다.Hereinafter, a 3D spatial information generation system using a LIDAR sensor according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LIDAR센서를 이용한 3차원 공간정보 생성시스템을 나타낸 도면이다.1 to 4 are views showing a three-dimensional spatial information generation system using a LIDAR sensor according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 LIDAR센서를 이용한 3차원 공간정보 생성시스템은, 차량 휠(W)의 외측 중심에 장착되어 휠(W)과 함께 회전되는 2차원 LIDAR센서부(L); 상기 차량 휠(W)의 회전각을 측정하는 각도센서(S); 및 상기 LIDAR센서부(L)에서 측정된 2차원 정보에 각도센서(S)에서 측정된 회전각을 반영함으로써 3차원 공간정보를 생성하는 가공부(100);를 포함한다.The three-dimensional spatial information generation system using the LIDAR sensor of the present invention includes a two-dimensional LIDAR sensor unit L mounted on the outer center of the vehicle wheel W and rotated together with the wheel W; An angle sensor (S) for measuring a rotation angle of the vehicle wheel (W); And a processing unit (100) for generating three-dimensional spatial information by reflecting the rotation angle measured by the angle sensor (S) on the two-dimensional information measured by the LIDAR sensor unit (L).

본 발명의 LIDAR센서부(L)는 차량 휠(W)의 외측 중심에 장착되어 휠(W)과 함께 회전되도록 할 수 있다.The LIDAR sensor unit L of the present invention may be mounted on the outer center of the vehicle wheel W and rotated together with the wheel W.

도 1과 같이, LIDAR센서부(L)는 XY평면 상으로 뿌려지는 레이저를 이용한 것으로서 2차원의 레이저를 사용한다. 그리고 그 LIDAR센서부(L)를 차량(C)의 휠(W)의의 중심에 설치함으로써 휠(W)과 함께 회전되도록 하는 것이다. 그에 따라 LIDAR센서부(L)의 레이저가 조사되는 XY평면은 a,b,c의 단계로 회전하게 된다.As shown in FIG. 1, the LIDAR sensor unit L uses a two-dimensional laser using a laser scattered on an XY plane. The LIDAR sensor unit L is disposed at the center of the wheel W of the vehicle C so as to rotate together with the wheel W. [ Accordingly, the XY plane to which the laser of the LIDAR sensor unit L is irradiated rotates in the steps of a, b, and c.

한편, 차량에는 도 3과 같이 차량 휠(W)의 회전각을 측정하는 각도센서(S)와 LIDAR센서부(L)에서 측정된 2차원 정보에 각도센서(S)에서 측정된 회전각을 반영함으로써 3차원 공간정보를 생성하는 가공부(100)가 포함된다.3, the rotation angle measured by the angle sensor S is reflected in the two-dimensional information measured by the angle sensor S and the LIDAR sensor L, which measure the rotation angle of the vehicle wheel W, Thereby generating three-dimensional spatial information.

즉, 2차원의 LIDAR센서부(L)는 지속적으로 차량의 이동과 함께 회전하며 주변을 감지하고 그 휠(W)의 회전각을 탐지함으로써 순간순간 측정되는 LIDAR센서부(L)의 XY평면의 위치를 알게 되는 것이다. 이를 통해 매 순간순간 LIDAR센서부(L)를 통해 측정되는 데이터를 측정된 회전각 만큼 회전시키며 중첩함으로써 전체적으로 주변 환경의 3차원 공간 정보를 알 수 있게 되는 것이다. 즉, 시간 t에서의 감지된 평면데이터에 t+1에서 감지된 평면데이터를 그동안 움직인 회전각만큼 회전시켜 중첩할 경우 두 가지 평면의 데이터가 하나의 시간대로 중첩되어 XYZ 3차원의 데이터로 완성될 수 있는 것이다.That is, the two-dimensional LIDAR sensor unit L continuously rotates with the movement of the vehicle, detects the periphery thereof, and detects the rotation angle of the wheel W, thereby detecting the XY plane of the LIDAR sensor unit L You will know the location. Accordingly, the data measured through the LIDAR sensor unit L are rotated and rotated by the measured rotation angle at every moment so that the three-dimensional spatial information of the surrounding environment can be recognized as a whole. That is, when the detected planar data at time t is rotated by the rotating angle of rotation at the time of t + 1, the data of the two planes are superimposed in one time zone to be completed with the data of XYZ three-dimensional It can be.

도 2에 도시된 바와 같이, 차량의 좌우측으로는 LIDAR센서부(L)를 이용하여 3차원의 정보를 얻을 수 있고, 차량의 전방으로는 레이더센서(30)로 파악하며, 사각으로는 초음파센서(20) 등을 통해 장애물을 알 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 LIDAR센서부(L)를 사용할 경우 차량의 전방위적인 범위의 장애물 정보를 알 수 있게 된다.As shown in FIG. 2, three-dimensional information can be obtained by using the LIDAR sensor unit L on the right and left sides of the vehicle, the radar sensor 30 is recognized in front of the vehicle, (20) and the like. Therefore, when the LIDAR sensor unit L of the present invention is used, the obstacle information of the entire range of the vehicle can be known.

한편, 상기 휠의 각도를 측정하는 각도센서(S)는 회전형 엔코더로 구성하여 정확한 휠의 절대각도값을 알 수 있도록 한다.Meanwhile, the angle sensor S for measuring the angle of the wheel is constituted by a rotary encoder so that the absolute angle value of the accurate wheel can be known.

그리고, 상기 가공부(100)는 차량이 정지 상태인 경우에는 3차원 공간정보의 생성을 중지함으로써 3차원 공간정보의 왜곡을 방지하고, 차량의 운행이 각도센서를 통해 감지될 경우 다시 가동하여 공간 정보를 생성하도록 한다.
When the vehicle is stopped, the machining unit 100 stops generation of the three-dimensional spatial information, thereby preventing distortion of the three-dimensional spatial information. When the operation of the vehicle is detected through the angle sensor, Information is generated.

한편, 상기 LIDAR센서부(L)는 차량의 좌측 휠과 우측 휠에 각각 하나씩 마련될 수 있으며, 바람직하게는 후륜측에 하나씩 마련할 수 있다. 각 방향에 하나의 LIDAR센서부(L)를 배치하는 것만으로도 도 2와 같이 전방위적인 180도의 위치에 해당하는 영역(20)의 공간 정보를 얻을 수 있기 때문이다.On the other hand, the LIDAR sensor unit L may be provided on each of the left wheel and the right wheel of the vehicle, preferably one on the rear wheel side. It is possible to obtain the spatial information of the region 20 corresponding to the position of 180 degrees in all directions as shown in FIG. 2 by disposing one LIDAR sensor portion L in each direction.

또한, 상기 LIDAR센서부(L)는 XY평면 상에서 물체의 윤곽을 감지하도록 할 수 있다. 그리고 물체의 Z좌표는 앞서 살핀 바와 같이, 회전각의 측정을 통해 반영하여 알 수 있게 된다.In addition, the LIDAR sensor unit L may detect an outline of an object on an XY plane. And the Z coordinate of the object can be reflected by the measurement of the rotation angle as mentioned above.

또한, 상기 가공부(100)는 각도센서(S)에서 측정된 회전각을 이용하여 주행거리를 산출하고, LIDAR센서부(L)에서 측정된 2차원 정보에 회전각을 반영하며 주행거리를 이용하여 특정 시점으로 시프팅 함으로써 3차원 공간정보를 생성할 수 있게 된다. 즉, t시간에 측정된 데이터에 t+1시간에 측정된 데이터를 회전시킨 후 이동량만큼 즉, 차이가 나는 시간만큼의 주행거리를 시프팅함으로써 완벽히 일정 시간대에 중첩된 3차원의 공간정보를 얻을 수 있게 된다.
The machining unit 100 calculates the travel distance using the rotation angle measured by the angle sensor S, reflects the rotation angle to the two-dimensional information measured by the LIDAR sensor unit L, Dimensional spatial information can be generated by shifting to a specific point in time. That is, by rotating the data measured at time t + 1 and then shifting the distance traveled by the amount of movement, that is, the distance traveled, the three-dimensional spatial information superimposed in a certain time zone is obtained .

한편, 본 발명의 LIDAR센서를 이용한 3차원 공간정보 생성시스템은, 3차원의 관성을 측정하여 차량의 정확한 주행변위를 산출하는 IMU센서(200);를 더 포함하고, 상기 가공부(100)는 LIDAR센서부(L)에서 측정된 2차원 정보에 회전각을 반영하며, IMU센서(200)에서 측정된 주행변위를 이용하여 특정 시점으로 시프팅 함으로써 3차원 공간정보를 생성할 수 있다.Meanwhile, the three-dimensional spatial information generation system using the LIDAR sensor of the present invention further includes an IMU sensor 200 for measuring a three-dimensional inertia to calculate an accurate traveling displacement of the vehicle, Dimensional space information by reflecting the rotation angle to the two-dimensional information measured by the LIDAR sensor unit L and shifting to a specific point in time using the travel displacement measured by the IMU sensor 200. [

즉, 차량이 저속인 경우에는 휠과 지면의 슬립이 일어나지 않아 비교적 정확한 이동거리가 파악된다고 할 수 있다. 그러나 차속이 고속인 경우에는 다소의 슬립이 일어나기 때문에 이동거리를 정확히 측정하기 위해서는 IMU센서(200)를 이용함이 바람직하다. IMU(Inertial Measurement Unit, 관성측정장치)센서는 3축의 자이로와 가속도 또는 이에 더하여 지자계까지 구비됨으로써 항공장비나 로봇의 자세제어에 많이 이용되는 센서이다. 이는 자이로와 가속도를 통하여 변위를 측정하기 때문에 차량의 슬립이 일어나더라도 비교적 정확한 절대적인 변위를 알 수 있게 한다. 또한, 3차원 상의 변위를 알 수 있기 때문에 공간정보의 생성시 차량의 피칭 역시 파악하여 보정할 수 있다는 장점이 있다.
That is, when the vehicle is at a low speed, the slip of the wheel and the ground does not occur, so that a relatively accurate travel distance can be grasped. However, when the vehicle speed is high, since some slip occurs, it is preferable to use the IMU sensor 200 in order to accurately measure the moving distance. The IMU (Inertial Measurement Unit) sensor is a sensor widely used for attitude control of aviation equipments and robots by being equipped with three axes of gyroscopes and accelerations or additionally a geomagnetic system. Because it measures the displacement through the gyro and acceleration, it enables to know the relative absolute displacement even if the vehicle slips. In addition, since the three-dimensional displacement can be known, it is possible to grasp the pitch of the vehicle at the time of generation of the spatial information and correct it.

한편, 본 발명의 또 다른 LIDAR센서를 이용한 3차원 공간정보 생성시스템은 도 4에 나타나 있다. 이는 차량 휠(W)의 외측 중심에 장착된 2차원 LIDAR센서부(L); 상기 LIDAR센서부(L)를 회전시키는 모터(M); 상기 모터(M)의 회전각을 측정하는 각도센서(S); 및 상기 LIDAR센서부(L)에서 측정된 2차원 정보에 각도센서(S)에서 측정된 회전각을 반영함으로써 3차원 공간정보를 생성하는 가공부(100);를 포함한다.The 3D spatial information generation system using another LIDAR sensor of the present invention is shown in FIG. A two-dimensional LIDAR sensor unit L mounted on the outer center of the vehicle wheel W; A motor M for rotating the LIDAR sensor unit L; An angle sensor S for measuring a rotation angle of the motor M; And a processing unit (100) for generating three-dimensional spatial information by reflecting the rotation angle measured by the angle sensor (S) on the two-dimensional information measured by the LIDAR sensor unit (L).

즉, 이 경우는 LIDAR센서부(L)가 휠과 함께 회전하는 것이 아니라, 모터에 의해 별도로 회전 구동되는 것이다. 그리고 그 모터의 회전은 각도센서를 통하여 측정하도록 한다. 이 경우에는 휠의 슬립에 따른 측정불균일이 해소되고, 더욱이 차량이 정지해 있을 경우에도 3차원의 공간정보를 얻을 수 있다는 장점이 있다.
That is, in this case, the LIDAR sensor unit L is not rotated together with the wheel but is separately driven by the motor. The rotation of the motor is measured through an angle sensor. In this case, unevenness in measurement due to the slip of the wheel is eliminated, and even when the vehicle is stopped, three-dimensional spatial information can be obtained.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LIDAR센서를 이용한 3차원 공간정보 생성시스템을 운용하는 순서도로서, 먼저 차량이 이동하는지 판단하고, 이동시에 측정을 시작한다. 그리고 차량이 고속인지를 판단하여, 저속인 경우에는 엔코더의 측정값만으로 그 회전각과 주행거리를 통해 3차원 공간정보를 생성한다. 그러나 차량이 고속인 경우에는 엔코더의 측정값과 IMU센서의 측정값을 통해 비교분석하여 오차를 줄임으로써 좀 더 정확한 회전각과 주행거리를 통해 3차원 공간정보를 형성함이 바람직한 것이다.
FIG. 5 is a flowchart for operating a three-dimensional spatial information generating system using a LIDAR sensor according to an embodiment of the present invention. First, it is determined whether the vehicle is moving, and measurement is started when the vehicle moves. Then, it is determined whether the vehicle is at a high speed. If the vehicle is at a low speed, three-dimensional spatial information is generated through the rotation angle and the travel distance based only on the measured value of the encoder. However, when the vehicle is at a high speed, it is preferable to form three-dimensional spatial information through a more accurate rotation angle and travel distance by comparing and analyzing the measured value of the encoder and the measured value of the IMU sensor.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

C : 차량 W : 휠
L : LIDAR센서부 S : 각도센서
M : 모터 100 : 가공부
200 : IMU센서
C: Vehicle W: Wheel
L: LIDAR sensor part S: Angle sensor
M: motor 100: machining part
200: IMU sensor

Claims (8)

차량 휠(W)의 외측 중심에 장착되어 휠(W)과 함께 회전되는 2차원 LIDAR센서부(L);
상기 차량 휠(W)의 회전각을 측정하는 각도센서(S); 및
상기 LIDAR센서부(L)에서 측정된 2차원 정보에 각도센서(S)에서 측정된 회전각을 반영함으로써 3차원 공간정보를 생성하는 가공부(100);를 포함하는 LIDAR센서를 이용한 3차원 공간정보 생성시스템.
A two-dimensional LIDAR sensor unit L mounted on the outer center of the vehicle wheel W and rotated together with the wheel W;
An angle sensor (S) for measuring a rotation angle of the vehicle wheel (W); And
And a processing unit (100) for generating three-dimensional spatial information by reflecting the rotation angle measured by the angle sensor (S) on the two-dimensional information measured by the LIDAR sensor unit (L) Information generation system.
청구항 1에 있어서,
상기 각도센서(S)는 회전형 엔코더인 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 생성시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the angle sensor (S) is a rotary encoder.
청구항 1에 있어서,
상기 가공부(100)는 차량이 정지 상태인 경우에는 3차원 공간정보의 생성을 중지하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 생성시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the machining unit (100) stops generation of three-dimensional spatial information when the vehicle is in a stopped state.
청구항 1에 있어서,
상기 LIDAR센서부(L)는 차량의 좌측 휠과 우측 휠에 각각 하나씩 마련된 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 생성시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the LIDAR sensor unit (L) is provided for each of a left wheel and a right wheel of the vehicle.
청구항 1에 있어서,
상기 LIDAR센서부(L)는 XY평면 상에서 물체의 윤곽을 감지하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 생성시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the LIDAR sensor unit (L) senses an outline of an object on an XY plane.
청구항 1에 있어서,
상기 가공부(100)는 각도센서(S)에서 측정된 회전각을 이용하여 주행거리를 산출하고, LIDAR센서부(L)에서 측정된 2차원 정보에 회전각을 반영하며 주행거리를 이용하여 특정 시점으로 시프팅 함으로써 3차원 공간정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 생성시스템.
The method according to claim 1,
The machining unit 100 calculates the driving distance using the rotation angle measured by the angle sensor S, reflects the rotation angle on the two-dimensional information measured by the LIDAR sensor unit L, Dimensional spatial information is generated by shifting the viewpoint to the viewpoint.
청구항 1에 있어서,
3차원의 관성을 측정하여 차량의 정확한 주행변위를 산출하는 IMU센서(200);를 더 포함하고,
상기 가공부(100)는 LIDAR센서부(L)에서 측정된 2차원 정보에 회전각을 반영하며, IMU센서(200)에서 측정된 주행변위를 이용하여 특정 시점으로 시프팅 함으로써 3차원 공간정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 3차원 공간정보 생성시스템.
The method according to claim 1,
And an IMU sensor (200) for measuring a three-dimensional inertia to calculate an accurate travel displacement of the vehicle,
The machining unit 100 reflects the rotation angle to the two-dimensional information measured by the LIDAR sensor unit L and shifts to a specific point in time using the travel displacement measured by the IMU sensor 200, Dimensional spatial information generating system.
차량 휠(W)의 외측 중심에 장착된 2차원 LIDAR센서부(L);
상기 LIDAR센서부(L)를 회전시키는 모터(M);
상기 모터(M)의 회전각을 측정하는 각도센서(S); 및
상기 LIDAR센서부(L)에서 측정된 2차원 정보에 각도센서(S)에서 측정된 회전각을 반영함으로써 3차원 공간정보를 생성하는 가공부(100);를 포함하는 LIDAR센서를 이용한 3차원 공간정보 생성시스템.
A two-dimensional LIDAR sensor unit L mounted on the outer center of the vehicle wheel W;
A motor M for rotating the LIDAR sensor unit L;
An angle sensor S for measuring a rotation angle of the motor M; And
And a processing unit (100) for generating three-dimensional spatial information by reflecting the rotation angle measured by the angle sensor (S) on the two-dimensional information measured by the LIDAR sensor unit (L) Information generation system.
KR1020120134576A 2012-11-26 2012-11-26 System for producing 3d space information using lidar sensor KR101417431B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120134576A KR101417431B1 (en) 2012-11-26 2012-11-26 System for producing 3d space information using lidar sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120134576A KR101417431B1 (en) 2012-11-26 2012-11-26 System for producing 3d space information using lidar sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140067397A true KR20140067397A (en) 2014-06-05
KR101417431B1 KR101417431B1 (en) 2014-07-08

Family

ID=51123643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120134576A KR101417431B1 (en) 2012-11-26 2012-11-26 System for producing 3d space information using lidar sensor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101417431B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018218925A1 (en) * 2018-11-06 2020-05-07 Audi Ag Arrangement of a wheel hub on a wheel carrier for a vehicle, wheel hub drive for a vehicle and vehicle

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102163117B1 (en) 2015-10-16 2020-10-07 한국전자기술연구원 3-dimmensional laser scanning apparatus and 3-dimmensional laser scanning system comprising the same
KR102259759B1 (en) 2016-05-13 2021-06-02 한국전자기술연구원 Readout integrated circuit structure capable of inputting and outputing simultaneously and lidar tof sensor including the same
KR102068688B1 (en) 2017-12-28 2020-01-21 여정기 location recognition system of multi-robot

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007225342A (en) * 2006-02-21 2007-09-06 Toyota Motor Corp Three-dimensional measuring device and autonomously moving device provided with three-dimensional measuring device
KR100771276B1 (en) * 2006-09-27 2007-10-29 금호타이어 주식회사 Sideward distance sensing system for car and tire, tire wheel or wheel cover for the system
JP2008139035A (en) * 2006-11-30 2008-06-19 Yaskawa Electric Corp 3-d environment measurement device and mobile robot provided with the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018218925A1 (en) * 2018-11-06 2020-05-07 Audi Ag Arrangement of a wheel hub on a wheel carrier for a vehicle, wheel hub drive for a vehicle and vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
KR101417431B1 (en) 2014-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106123908B (en) Automobile navigation method and system
CN104102222A (en) Accurately positioning method for AGV (Automatic Guided Vehicle)
JP6557896B2 (en) Radar axis deviation amount calculation device and radar axis deviation amount calculation method
CN109917788B (en) Control method and device for robot to walk along wall
JP2016033517A (en) Laser scanning system and method of use
KR101417431B1 (en) System for producing 3d space information using lidar sensor
CN108369418A (en) Virtual circuit for autonomous vehicle is with amiable improved method
CN214520204U (en) Port area intelligent inspection robot based on depth camera and laser radar
CN112698306A (en) System and method for solving map construction blind area by combining multiple laser radars and camera
WO2012167110A2 (en) Target recognition and localization methods using a laser sensor for wheeled mobile robots
US11592559B2 (en) Vehicle sensor fusion
CN110864692A (en) Pose determination method of heading machine
JP2023095904A (en) Self-position estimation device
JP2019028653A (en) Object detection method and object detection device
CN104330803A (en) Double-station infrared passive ranging method for maneuverable aircrafts
JP2022012262A (en) Notification position determination device and computer program for notification position determination
Golnabi Role of laser sensor systems in automation and flexible manufacturing
Wang et al. Localization of autonomous cars using multi-sensor data fusion
KR102332616B1 (en) Display device for construction equipment using LiDAR and AR
CN115435784A (en) Device and method for building aerial work platform laser radar and inertial navigation fusion positioning image
JP2019049888A (en) Remote control display apparatus and remote control display method
US20200372767A1 (en) Tactile Feedback Guidance Device
KR102564594B1 (en) 3D reconstruction device, 3D reconstruction system, 3D reconstruction method, and 3D reconstruction program
Fang et al. Obstacle detection for intelligent vehicle based on LabVIEW and laser measurement system
Hsia et al. Motion guidance of mobile robot using laser range finder

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180628

Year of fee payment: 5