KR20150071324A - 레이저 거리 측정 장치 및 제어방법 - Google Patents

레이저 거리 측정 장치 및 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150071324A
KR20150071324A KR1020130158205A KR20130158205A KR20150071324A KR 20150071324 A KR20150071324 A KR 20150071324A KR 1020130158205 A KR1020130158205 A KR 1020130158205A KR 20130158205 A KR20130158205 A KR 20130158205A KR 20150071324 A KR20150071324 A KR 20150071324A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser
distance
time
unit
target position
Prior art date
Application number
KR1020130158205A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102138522B1 (ko
Inventor
이제종
조성진
이경언
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020130158205A priority Critical patent/KR102138522B1/ko
Priority to EP14194878.6A priority patent/EP2894491B1/en
Priority to US14/572,488 priority patent/US9995576B2/en
Priority to CN201410795201.5A priority patent/CN104730532B/zh
Publication of KR20150071324A publication Critical patent/KR20150071324A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102138522B1 publication Critical patent/KR102138522B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver

Abstract

본 발명은 레이저 거리 측정 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저를 이용하여 수직 방향 및 수평 방향의 거리를 빠르게 측정하는 레이저 거리 측정 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예와 관련된 레이저 거리 측정 장치는, 송광부; 수광부; 센싱부: 및 상기 송광부를 통해 라인 레이저를 조사하고, 상기 라인 레이저가 조사된 시간과 표적 위치에서 반사된 상기 라인 레이저가 상기 센싱부를 통해 감지된 시간의 차이를 나타내는 시간 차이 정보를 획득하고, 상기 시간 정보를 이용하여 상기 표적 위치까지의 거리를 계산하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

레이저 거리 측정 장치 및 제어방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURINGING THE DISTANCE}
본 발명은 레이저 거리 측정 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저를 이용하여 주변 공간의 거리를 빠르게 측정하는 레이저 거리 측정 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
레이저 거리 측정 장치는 레이저를 이용하여 레이저 거리 측정 장치가 있는 위치(이하, “측정 위치”라 함)에서 거리를 측정하기 위한 물체 또는 지점의 위치(이하, “표적 위치”라 함)까지 거리를 측정할 수 있다. 레이저 거리 측정 장치를 이용한 거리 측정 방법은 레이저 거리 측정 장치를 통해 조사된 레이저가 표적 위치에 도달하여 반사된 뒤 다시 레이저 거리 측정 장치에 도달한 시간을 이용하여 거리를 측정한다. 이러한 레이저 거리 측정 장치는 측정 위치와 특정 점 간의 거리뿐만 아니라 측정 위치와 특정 선, 면, 공간 내 복수의 지점 간의 거리를 측정하여 입체적 거리를 측정하는 데도 활용될 수 있다.
최근에는 레이저 거리 측정 장치를 통한 입체적 거리 측정을 위해 1) 평면 센서를 이용하여 반사된 레이저가 레이저 거리 측정 장치에 도달하는 시간을 이용하여 거리를 측정하는 방법과 2) 렌즈에 의해 레이저를 굴절시켜 거리를 측정하는 방법이 있다. 그러나, 평면 센서를 이용하는 방법은 측정 각도에 한계가 있어 360도의 수평 방향을 측정하기 어려울 뿐만 아니라 레이저를 조사하는데 많은 에너지가 소비된다. 그리고, 렌즈에 의해 레이저를 굴절시키는 방법은 레이저를 굴절시키는 렌즈의 기구적 특성에 의해 거리 측정 속도가 저하되고 오차가 발생되는 문제점이 있다. 따라서, 이와 같은 단점을 최소화 하고, 수직/수평 방향의 입체적 거리를 빠르게 측정하는 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 특정 레이저를 이용하여 수직 방향 각 지점의 거리를 측정함과 동시에 회전 구조를 통해 수평 방향 360도의 거리를 측정하는 레이저 거리 측정 장치 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 레이저 거리 측정 장치는, 송광부; 수광부; 센싱부: 및 상기 송광부를 통해 라인 레이저 또는 분할 레이저를 조사하고, 상기 라인 레이저 또는 분할 레이저가 조사된 시간과 표적 위치에서 반사된 상기 라인 레이저 또는 분할 레이저가 상기 센싱부를 통해 감지된 시간의 차이를 나타내는 시간 차이 정보를 획득하고, 상기 시간 차이 정보를 이용하여 상기 표적 위치까지의 거리를 계산하도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 레이저 거리 측정 방법은, 송광부를 통해 라인 레이저를 조사하는 단계; 상기 라인 레이저 또는 분할 레이저가 조사된 시간과 표적 위치에서 반사된 상기 라인 레이저 또는 분할 레이저가 상기 센싱부를 통해 감지된 시간의 차이를 나타내는 시간 차이 정보를 획득하는 단계; 및 상기 시간 차이 정보를 이용하여 상기 표적 위치까지의 거리를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 의하면, 라인 레이저를 이용하여 수직 방향 각 지점의 거리를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 의하면, 분할 레이저를 이용하여 수직 방향 각 지점의 거리를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 의하면, 회전 구동부를 이용하여 수평 방향 각 지점의 거리를 측정할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 레이저 거리 측정 장치의 블록 구성도(block diagram)이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 레이저 거리 측정 장치 및 레이저 거리 측정 장치를 이용하여 표적 위치의 거리를 측정하는 일례에 대해서 도시한 것이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 레이저 거리 측정 장치를 이용하여 표적 위치의 거리를 측정하는 일례에 대한 흐름도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 라인 레이저를 이용한 레이저 거리 측정 장치의 일례를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 분할 레이저를 이용한 레이저 거리 측정 장치의 일례를 도시한 것이다.
이하, 본 발명과 관련된 레이저 거리 측정 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명이 적용되는 레이저 거리 측정 장치를 도면을 참고하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 레이저 거리 측정 장치의 블록 구성도(block diagram)이다.
레이저 거리 측정 장치(100)는 거리 측정부(110)와 회전 구동부(120)를 포함할 수 있다. 그리고, 거리 측정부(110)는 송광부(111), 수광부(112), 센싱부(113), 제어부(114), 전원 공급부(115) 및 출력부(116) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 레이저 거리 측정 장치(100)가 구현될 수도 있다.
이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
거리 측정부(110)는 표적 위치에 레이저를 조사하고, 표적 위치에서 반사된 레이저를 집광하여 조사 시간과 감지 시간의 시간 차를 이용하여 거리를 측정할 수 있다. 거리 측정부(110)는 송광부(111), 수광부(112), 센싱부(113), 제어부(114), 전원 공급부(115) 및 출력부(116)를 포함할 수 있다.
송광부(111)는 거리 측정을 위해서 표적 위치에 레이저를 조사할 수 있다. 구체적으로, 송광부(111)는 특정 방향의 한 점에 일 직선으로 조사되는 일반적인 레이저 외에도 지면에 수직한 직선 형태로 조사되는 라인 레이저, 지면에 수직한 복수의 점에 일 직선으로 조사되는 분할 레이저를 조사할 수 있다. 사용자는 상술한 레이저의 종류 중 하나가 송광부(111)에 의해 조사되도록 선택할 수 있다. 그리고, 송광부(111)를 통해 레이저가 조사된 시간은 조사 시간으로서, 메모리(117)에 저장될 수 있고, 거리 계산을 위해 이용될 수 있다. 라인 레이저와 분할 레이저를 이용하여 표적 위치의 거리를 측정하는 방법에 대해서는 도 4 및 도 5를 이용하여 추후 설명하도록 한다.
수광부(112)는 표적 위치에서 반사된 레이저를 센싱부(113) 방향으로 집광할 수 있다. 송광부(111)에서 조사되는 레이저는 표적 위치에서 여러 방향으로 반사되기 때문에 반사된 레이저는 송광부(111)에서 조사되는 레이저에 비해 세기가 약하다. 만일, 레이저의 세기가 약하면 센싱부(113)에서 감지하기 용이하지 않으므로, 수광부(112)는 센싱부(113)가 용이하게 반사된 레이저를 감지할 수 있도록 레이저를 집광할 수 있다.
센싱부(113)는 수광부(112)에 의해 모인 레이저를 감지할 수 있다. 센싱부(113)에 의해 레이저가 감지된 시간은 감지 시간으로서, 메모리(117)에 저장될 수 있고, 거리 계산을 위해 이용될 수 있다.
제어부(114)는 통상적으로 레이저 거리 측정 장치의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 레이저 출력, 시간 차 계산, 거리 측정부 회전 등을 위해 관련된 제어 및 처리를 수행한다.
또한, 제어부(114)는 레이저가 조사되는 출력 세기를 조절할 수 있다. 레이저의 출력 세기는 거리 측정에 영향을 미칠 수 있다. 만일, 레이저가 너무 강하게 조사되면 반사되는 레이저의 출력도 강하게 되므로 거리 측정에 용이하나, 표적 위치를 손상시키거나 사용자가 위험할 수 있다. 반대로, 레이저가 너무 약하게 조사되며 반사되는 레이저의 출력도 약하게 되므로 거리 측정을 할 수 없게 된다. 그러므로, 사용자는 거리 측정 환경에 맞게 레이저의 출력 세기를 조절할 필요가 있다. 사용자는 제어부(114)를 통해 출력 세기를 조절하여 정확한 거리 측정을 할 수 있다.
또한, 제어부(114)는 레이저가 조사되는 출력 시간을 조절할 수 있다. 레이저의 출력 시간도 거리 측정에 영향을 미칠 수 있다. 레이저의 출력 시간이 길어질수록 거리 측정의 오차를 최소화 할 수 있다. 따라서, 사용자는 제어부(114)를 통해 출력 시간을 조절하여 정확한 거리 측정을 할 수 있다.
전원 공급부(115)는 제어부(114)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(115)는 예를 들어 배터리, 연결포트, 전원공급제어부 및 충전모니터링부를 포함할 수 있다. 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 단말기 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
출력부(116)는 시간, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부, 음향 출력 모듈, 알람부, 및 햅틱 모듈 등이 포함될 수 있다.
메모리(117)는 제어부(114)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 상기 메모리(117)에는 상기 데이터들 각각에 대한 사용 빈도가 저장될 수 있다. 메모리(117)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
인터페이스부(미도시)는 레이저 거리 측정 장치(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 레이저 거리 측정 장치 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 레이저 거리 측정 장치 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다.
회전 구동부(120)는 거리 측정부(110)를 수평 방향으로 360도 회전시킬 수 있다. 따라서, 회전 구동부(120)에 의해 전방위의 공간에 대하여 거리 측정이 가능하다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부(150) 자체로 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리(117)에 저장되고, 제어부(114)에 의해 실행될 수 있다.
본 발명에서는 회전 구동부를 통해 라인 레이저 또는 복수의 가지 형태의 분할된 레이저를 조사하는 거리 측정부를 회전시켜 360도의 수평 방향과 일정 각도 내 수직 방향의 공간에 대한 거리를 빠르게 측정할 수 있는 레이저 거리 측정 장치 및 그 제어방법을 제안한다. 이하에서는 레이저 거리 측정 장치(100)의 구조 및 레이저 거리 측정 장치(100)를 이용하여 거리를 측정하는 방법에 대해서 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 레이저 거리 측정 장치 및 레이저 거리 측정 장치를 이용하여 표적 위치의 거리를 측정하는 일례에 대해서 도시한 것이다.
예를 들어, 도 2와 같이 제어부(114)는 송광부(111)에 의해 레이저를 조사하면서, 조사 시간에 관한 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 조사된 레이저가 표적 위치에 반사되어 수광부(112)에 의해 집광되고, 센싱부(113)에 의해 감지되면 감지 시간에 관한 정보를 획득하고, 조사 시간과 감지 시간 간의 시간 차이에 관한 정보를 획득할 수 있다. 이렇게 획득된 시간 차이에 관한 정보를 이용하여 레이저 거리 측정 장치(100)가 있는 측정 위치와 표적 위치 사이의 거리를 수학식 1을 통해 계산할 수 있다.
[수학식 1]
D = 1/2 * C * Td
수학식 1에서 D는 측정 위치와 표적 위치 사이의 거리를 나타내고, C는 빛의 속도를 나타내고, Td는 조사 시간과 감지 시간 사이의 시간 차이를 나타낸다.
이하에서는 본 발명에서 제안하는 레이저 거리 측정 장치를 이용하여 표적 위치의 거리를 측정하는 일 실시예에 대해서 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 레이저 거리 측정 장치를 이용하여 표적 위치의 거리를 측정하는 일례에 대한 흐름도를 도시한 것이다.
제어부(114)는 송광부(111)가 제 1 표적 위치에 레이저를 조사하도록 제어할 수 있다(S310). 송광부(111)가 조사하는 레이저는 일 직선으로 조사되는 형태 외 라인 레이저(line laser) 형태로 조사되거나 그레이팅(grating) 방식을 적용하여 분할된 레이저 형태로 조사될 수 있다. 라인 레이저 형태와 분할된 레이저에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.
제어부(114)는 제 1 표적 위치에 의해 반사된 레이저가 수광부(112)를 통해 집광되고, 집광된 레이저가 센싱부(113)에 의해 감지되도록 제어할 수 있다(S320). 제 1 표적 위치에 의해 반사된 레이저는 송광부(111)에 의해 조사된 레이저에 비해 세기가 많이 줄어들 수 있다. 따라서, 수광부(112)는 레이저를 감지하기 용이하도록 반사된 레이저를 센싱부(113)의 위치로 집광을 할 수 있다.
제어부(114)는 송광부(111)에 의해 레이저가 조사된 조사 시간과 센싱부(113)가 반사된 레이저를 감지한 감지 시간 사이의 시간 차이 정보를 획득할 수 있다(S330).
제어부(114)는 시간 차이 정보를 이용하여 도 2에서 설명한 바에 따라 제 1표적 위치와 측정 위치 사이의 거리 정보를 획득할 수 있다(S340). 획득된 거리 정보는 출력부(116)에 의해 사용자에게 제공될 수 있다.
제어부(114)는 거리 정보를 획득한 제 1 표적 위치 외 제 2 표적 위치의 거리 정보를 획득하기 위해 회전 구동부를 이용하여 거리 측정부를 회전할지 여부를 판단할 수 있다(S350).
만일, 제 2 표적 위치의 거리 정보를 획득하도록 판단된 경우, 제어부(114)는 회전 구동부(120)를 통해 거리 측정부(110)가 제 2 표적 위치를 가리키도록 제어할 수 있다(S360). 그리고, 거리 측정부(110)는 다시 S310 단계 내지 S340 단계를 통해 측정 위치와 제 2 표적 위치 사이의 거리 정보를 획득할 수 있다.
반대로, 더 이상 거리 정보를 획득할 표적 위치가 없다고 판단된 경우, 제어부(114)는 출력부(116)를 통해 획득된 거리 정보를 출력할 수 있다(S370). 거리 정보는 디스플레이부에 의한 시각효과 또는 음향 출력 모듈에 의한 청각효과를 통해 출력될 수 있다.
이하에서는 레이저의 종류에 따른 레이저 거리 측정 장치 및 측정 방법에 대해서 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 라인 레이저를 이용한 레이저 거리 측정 장치의 일례를 도시한 것이다.
라인 레이저를 이용한 레이저 거리 측정 장치는 송광부(111)를 통해 라인 레이저를 조사할 수 있다. 여기서 라인 레이저는 수직 방향으로 조사되는 일정 길이의 직선 형태 레이저를 나타낼 수 있다. 라인 레이저를 조사하는 방법은 렌즈를 이용하여 한 점으로 조사되는 레이저를 일정 길이 직선으로 굴절시키는 방법과 복수의 레이저를 통해 일정 길이 직선 형태의 라인 레이저를 조사하는 방법이 있을 수 있다. 예를 들어, 도 4와 같이 10도의 각도로 라인 레이저를 조사하기 위해서, 제어부(114)는 64 개의 점이 모인 직선 형태의 라인 레이저를 표적 위치에 조사할 수 있다. 그리고, 제어부(114)는 송광부(111)를 통해 라인 레이저의 길이 및 위치를 설정할 수 있다. 또한, 조사되는 시간이 길수록 정확도가 향상되므로, 제어부(114)는 희망 정확도에 대응하도록 상기 라인 레이저가 조사되는 시간을 제어할 수 있다.
예를 들어, 조사된 라인 레이저가 제 1 표적 위치(410)에 도달하고 반사될 수 있다. 그러면, 제어부(114)는 반사된 라인 레이저가 수광부(112)를 통과하여 센싱부(113)에 의해 감지되도록 제어할 수 있다. 반사된 라인 레이저 내 각 지점의 조사 시간과 감지 시간 사이의 시간 차이는 각각 다를 수 있다. 라인 레이저 내 각 지점의 거리 정보는 도 2에서 상술한 바에 따라 조사 시간과 감지 시간을 이용하여 획득되고, 각 지점의 거리 정보를 통해 제 1 표적 위치에 대한 수직 방향의 거리 정보를 획득할 수 있다. 만일, 제 2 표적 위치(420)에 대한 수직 방향의 거리 정보를 획득하고자 하는 경우, 제어부(114)는 회전 구동부(120)를 통해 송광부(111)가 제 2 표적 위치(420)를 가리키도록 제어하여 제 1 표적 위치(410)의 거리 정보 획득 과정과 동일하게 제 2 표적 위치(420)에 대한 수직 방향의 거리 정보를 획득할 수 있다.
라인 레이저를 이용하는 경우, 특정 표적 위치에 대한 수직 방향 각 지점의 거리를 한 번에 측정할 수 있다. 따라서, 레이저의 굴절을 위한 기구적 장치를 제거하여 구조적으로 안정적으로 입체적 거리 정보를 빠르게 측정 할 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 분할 레이저를 이용한 레이저 거리 측정 장치의 일례를 도시한 것이다.
분할 레이저를 이용한 레이저 거리 측정 장치는 송광부(111)를 통해 분할 레이저를 조사할 수 있다. 여기서, 분할 레이저는 지면에 수직 방향으로 일직선 상에 적어도 두 개의 가지로 소정 간격으로 이격되어 조사되는 레이저를 나타낼 수 있다. 분할 레이저를 조사하는 방법은 렌즈를 이용하여 한 점으로 조사되는 레이저를 굴절시켜 복수의 가지로 조사하는 방법과 복수의 레이저를 통해 조사하는 방법이 있을 수 있다. 제어부(114)는 수광부(111)를 통해 레이저의 분할되는 가지 수 및 분할된 가지의 위치 및 간격을 설정할 수 있다. 또한, 조사되는 시간이 길수록 정확도가 향상되므로, 제어부(114)는 희망 정확도에 대응하도록 상기 분할 레이저가 조사되는 시간을 제어할 수 있다.
예를 들어, 3개의 가지로 분할되어 조사된 분할 레이저는 도 5와 같이 제 3 표적 위치의 상단(511), 중단(512) 및 하단(513)에 도달하여 반사될 수 있다. 그러면, 제어부(114)는 반사된 분할 레이저가 수광부(112)를 통과하여 센싱부(113)에 의해 감지되도록 제어할 수 있다. 그리고, 도 2에서 상술한 바에 따라 제 3 표적 위치의 상단(511), 중단(512) 및 하단(513)에 대한 거리 정보를 획득할 수 있다. 만일, 제 4 표적 위치의 상단(521), 중단(522) 및 하단(523)에 대한 거리 정보를 획득하고자 하는 경우, 제어부(114)는 회전 구동부(120)를 통해 송광부(111)가 제 4 표적 위치(521, 522, 523)를 가리키도록 제어하여 제 3 표적 위치(511, 512, 513)의 거리 정보 획득 과정과 동일하게 제 4 표적 위치(521, 522, 523)에 대한 거리 정보를 획득할 수 있다.
분할 레이저를 이용하여 입체적 거리를 측정하는 경우, 레이저의 세기를 크게 조사할 수 있다. 따라서, 멀리 떨어져 있는 물체 또는 지점의 거리를 측정할 수 있고, 거리 측정의 오차도 줄일 수 있다.
상기와 같이 설명된 레이저 거리 측정 장치 및 그 제어방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (16)

  1. 송광부;
    수광부;
    센싱부: 및
    상기 송광부를 통해 라인 레이저를 조사하고, 상기 라인 레이저가 조사된 시간과 표적 위치에서 반사된 상기 라인 레이저가 상기 센싱부를 통해 감지된 시간의 차이를 나타내는 시간 차이 정보를 획득하고, 상기 시간 차이 정보를 이용하여 상기 표적 위치까지의 거리를 계산하도록 제어하는 제어부를 포함하는, 레이저 거리 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송광부, 상기 수광부, 상기 센싱부 및 상기 제어부를 회동시키는 회전 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 라인 레이저는 수직방향으로 일정 길이의 직선 형태 레이저인 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 희망 정확도에 대응하도록 상기 라인 레이저가 조사되는 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정 장치.
  5. 송광부;
    수광부;
    센싱부: 및
    상기 송광부를 통해 분할 레이저를 조사하고, 상기 분할 레이저가 조사된 시간과 표적 위치에서 반사된 상기 분할 레이저가 상기 센싱부를 통해 감지된 시간의 차이를 나타내는 시간 차이 정보를 획득하고, 상기 시간 차이 정보를 이용하여 상기 표적 위치까지의 거리를 계산하도록 제어하는 제어부를 포함하는, 레이저 거리 측정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 송광부, 상기 수광부, 상기 센싱부, 상기 제어부를 회동시키는 회전 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 분할 레이저는 수직 방향으로 일직선 상에 적어도 두 개의 레이저가 소정 간격으로 이격되어 조사되는 레이저인 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 분할 레이저가 조사되는 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정 장치.
  9. 송광부를 통해 라인 레이저를 조사하는 단계;
    상기 라인 레이저가 조사된 시간과 표적 위치에서 반사된 상기 라인 레이저가 상기 센싱부를 통해 감지된 시간의 차이를 나타내는 시간 차이 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 시간 차이 정보를 이용하여 상기 표적 위치까지의 거리를 계산하는 단계를 포함하는, 레이저 거리 측정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    회전 구동부를 이용하여 상기 송광부를 회동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 라인 레이저는 수직방향으로 일정 길이의 직선 형태 레이저인 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    희망 정확도에 대응하도록 상기 라인 레이저가 조사되는 시간을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정 방법.
  13. 송광부를 통해 분할 레이저를 조사하는 단계;
    상기 분할 레이저가 조사된 시간과 표적 위치에서 반사된 상기 분할 레이저가 상기 센싱부를 통해 감지된 시간의 차이를 나타내는 시간 차이 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 시간 차이 정보를 이용하여 상기 표적 위치까지의 거리를 계산하는 단계를 포함하는, 레이저 거리 측정 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    회전 구동부를 이용하여 상기 송광부를 회동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 분할 레이저는 수직 방향으로 일직선 상에 적어도 두 개의 레이저가 소정 간격으로 이격되어 조사되는 레이저인 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    희망 정확도에 대응하도록 상기 분할 레이저가 조사되는 시간을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정 방법.
KR1020130158205A 2013-12-18 2013-12-18 레이저 거리 측정 장치 및 제어방법 KR102138522B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130158205A KR102138522B1 (ko) 2013-12-18 2013-12-18 레이저 거리 측정 장치 및 제어방법
EP14194878.6A EP2894491B1 (en) 2013-12-18 2014-11-26 Distance measuring device and method thereof
US14/572,488 US9995576B2 (en) 2013-12-18 2014-12-16 Distance measuring device and method thereof
CN201410795201.5A CN104730532B (zh) 2013-12-18 2014-12-18 距离测量装置及其方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130158205A KR102138522B1 (ko) 2013-12-18 2013-12-18 레이저 거리 측정 장치 및 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150071324A true KR20150071324A (ko) 2015-06-26
KR102138522B1 KR102138522B1 (ko) 2020-07-28

Family

ID=53517633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130158205A KR102138522B1 (ko) 2013-12-18 2013-12-18 레이저 거리 측정 장치 및 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102138522B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102101877B1 (ko) * 2019-10-18 2020-04-17 (주)패스넷 3차원 입체 센싱장치
CN113267159A (zh) * 2021-06-30 2021-08-17 北京小米移动软件有限公司 测距方法、控制测距的方法及装置
US11803190B2 (en) 2016-05-02 2023-10-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Cleaning robot and control method therefor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6057909A (en) * 1995-06-22 2000-05-02 3Dv Systems Ltd. Optical ranging camera
US20090086199A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 The Boeing Company Method involving a pointing instrument and a target object
US20130215258A1 (en) * 2012-02-17 2013-08-22 Kocos Automation Gmbh Device for Noncontact Determination of Edge Profile at a Thin Disk-Shaped Object

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6057909A (en) * 1995-06-22 2000-05-02 3Dv Systems Ltd. Optical ranging camera
US20090086199A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 The Boeing Company Method involving a pointing instrument and a target object
US20130215258A1 (en) * 2012-02-17 2013-08-22 Kocos Automation Gmbh Device for Noncontact Determination of Edge Profile at a Thin Disk-Shaped Object

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11803190B2 (en) 2016-05-02 2023-10-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Cleaning robot and control method therefor
KR102101877B1 (ko) * 2019-10-18 2020-04-17 (주)패스넷 3차원 입체 센싱장치
CN113267159A (zh) * 2021-06-30 2021-08-17 北京小米移动软件有限公司 测距方法、控制测距的方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR102138522B1 (ko) 2020-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9995576B2 (en) Distance measuring device and method thereof
US11650291B2 (en) LiDAR sensor
TWI420081B (zh) 測距系統及測距方法
US9453743B2 (en) Distance measuring apparatus
WO2014200648A3 (en) System and method for determining the position of defects on objects, coordinate measuring unit and computer program for coordinate measuring unit
JP2016505838A (ja) 目標物の位置座標を決定するための方法及び装置
EP2890997B1 (en) Position determination
US11709228B2 (en) Laser positioning apparatus and laser positioning method
KR20150071324A (ko) 레이저 거리 측정 장치 및 제어방법
JP2019219238A (ja) 反射体位置算出装置、反射体位置算出方法および反射体位置算出用プログラム
US8908084B2 (en) Electronic device and method for focusing and measuring points of objects
RU2013140281A (ru) Система, включающая в себя измерительную рейку и измерительный прибор
CN105180827A (zh) 一种检测起重机主梁上拱曲线的装置
US11181639B2 (en) Measurement device, measurement method, and control program for measurement device
ES2588852T3 (es) Método para indicar un punto en un espacio de medición
KR101179952B1 (ko) 비접촉식 3차원 좌표 측정 장치
JP6253932B2 (ja) 方向検出装置及び測量システム
KR102097247B1 (ko) 레이저를 이용한 거리측정장치 및 거리측정방법
KR20150012803A (ko) 분광기술을 적용한 검지장치
KR20180063934A (ko) 3차원 방사선원 위치 측정 장치 및 방법
JP2020533584A (ja) ゲル線量計によって吸収された放射の線量を偏光した光を利用して光学的に計測する装置
CN108051822B (zh) 一种探测器及探测方法
TWI762387B (zh) 飛行測距裝置及其檢測方法
Onishi et al. 3D Position Detection Using a 2D PSD and a Marker Composed of Light Sources
CN108132357A (zh) 一种外测法评价转台速率指标的方法

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