KR20150080690A - Distance measuring device and method thereof - Google Patents

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KR20150080690A
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a distance measuring device includes a light transmitting part emitting a light beam for distance measurement to an object; a light receiving part sensing the light which is reflected from the object and is collected into the distance measuring device; a first distance calculating part calculating a first distance value between the object and the distance measuring device by using a first measurement method through the sensed light; a second distance calculating part calculating a second distance value between the object and the distance measuring device by using a second measurement method through the sensed light; and a control part comparing the first and second distance values to a reference distance, and calculating the final distance between the distance measuring device and the object by applying a weighted value according to the comparison result.

Description

거리 측정 장치 및 그 방법{DISTANCE MEASURING DEVICE AND METHOD THEREOF}[0001] DISTANCE MEASURING DEVICE AND METHOD THEREOF [0002]

본 발명은 거리 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a distance measuring apparatus and a method thereof.

본 발명의 거리 측정 장치(이하 '거리 측정 장치')는 빛을 이용하여 거리 측정 장치와 주변 사물 사이의 거리를 측정한다. 빛을 이용하여 거리를 측정하는 방식은 삼각측량(triangulation) 방식, TOF(Time of Flight) 방식, 위상차(phase-shift)를 이용한 방식 등이 있다.The distance measuring apparatus of the present invention (hereinafter, referred to as 'distance measuring apparatus') measures the distance between the distance measuring apparatus and surrounding objects using light. The method of measuring the distance using light includes a triangulation method, a time of flight (TOF) method, and a method using a phase-shift method.

삼각측량 방식은 삼각측량법을 바탕으로 거리를 측정하는 방법이며, TOF 방식은 거리 측정 장치에서 빛을 발광한 시간과 그 발광된 빛이 주변 사물에 반사되어 거리측정 장치로 돌아오는 시간의 차이를 이용하여 거리 측정 장치와 주변 사물 사이의 거리를 계산하는 방법이다. 위상차를 이용한 방식은 일정한 주파수를 가진 신호를 이용하여 빛을 측정위치에 발광하고, 측정위치에 반사되어 거리 측정 장치로 돌아오는 빛을 이용하여 측정 신호를 생성하고, 측정 위치에 빛을 발광할 때 이용한 일정한 주파수를 가진 제어신호와 측정 측정위치에서 반사되어 거리 측정 장치로 돌아온 빛을 이용하여 생성한 측정 신호를 비교하여 위상차를 구하고, 구한 위상차를 기초로 거리를 측정하는 방법이다.The triangulation method is a method of measuring the distance based on the triangulation method, and the TOF method uses the difference between the time when the light is emitted from the distance measuring device and the time when the emitted light is reflected on the surrounding objects and returned to the distance measuring device To calculate the distance between the distance measuring device and the surrounding objects. The phase difference method uses a signal having a constant frequency to emit light at a measurement position, generates a measurement signal using light reflected at a measurement position and returning to the distance measurement device, A method of measuring a distance based on a phase difference obtained by comparing a control signal having a constant frequency with a measurement signal generated using light reflected from a measurement position and returning to a distance measurement apparatus.

그러나, 삼각측량 방식은 거리 측정 장치와 물체와의 거리가 가까운 경우, 거리 측정 장치와 물체 간의 거리를 정확하게 측정할 수 있으나, 거리 측정 장치와 물체와의 거리가 멀어짐에 따라 거리 정밀도가 떨어지는 문제가 있고, TOF 방식은 대체적으로 일정한 거리 정밀도를 가지나, 삼각측량 방식에 비해 거리 측정 장치와 물체와의 거리가 가까운 경우, 거리 정밀도가 떨어지는 문제가 있다.However, the triangulation method can accurately measure the distance between the distance measuring device and the object when the distance between the distance measuring device and the object is close to each other. However, since the distance between the distance measuring device and the object is distant, The TOF method generally has a certain distance accuracy. However, when the distance between the distance measuring device and the object is close to that of the triangulation method, there is a problem that the distance accuracy is lowered.

본 발명은 삼각측량 방식과 TOF 방식을 모두 이용하여 거리 측정의 정확도를 향상시킬 수 있는 거리 측정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a distance measuring apparatus and method capable of improving the accuracy of distance measurement using both the triangulation method and the TOF method.

본 발명의 일 실시 예에 따른 거리 측정 장치는 거리 측정용 빔을 물체에 발광하는 송광부와 상기 물체에서 반사되어 상기 거리 측정 장치로 모이는 빛을 감지하는 수광부와 상기 감지된 빛을 통해 제1 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제1 거리 값을 계산하는 제1 거리 계산부와 상기 감지된 빛을 통해 제2 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제2 거리 값을 계산하는 제2 거리 계산부 및 상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값을 기준 거리와 비교하고, 비교결과에 따라 가중치를 부여하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 최종 거리를 산정하는 제어부를 포함한다.A distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a light emitting unit that emits a distance measuring beam to an object, a light receiving unit that is reflected by the object and senses light gathered by the distance measuring apparatus, A first distance calculating unit for calculating a first distance value between the distance measuring apparatus and the object by using a second distance measurement method and a second distance value between the distance measuring apparatus and the object using the second measuring method through the sensed light, And a controller for comparing the first distance value and the second distance value with a reference distance and assigning a weight according to a result of the comparison to calculate a final distance between the distance measuring apparatus and the object .

본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 장치의 거리 측정 방법은 거리 측정용 빔을 물체에 발광하는 단계와 상기 물체에서 반사되어 상기 거리 측정 장치로 모이는 빛을 감지하는 단계와 상기 감지된 빛을 통해 제1 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제1 거리 값을 계산하는 단계와 상기 감지된 빛을 통해 제2 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제2 거리 값을 계산하는 단계 및 상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값을 기준 거리와 비교하고, 비교결과에 따라 가중치를 부여하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 최종 거리를 산정하는 단계를 포함한다.A distance measuring method of a distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a step of emitting a distance measuring beam to an object, a step of sensing light gathered by the distance measuring apparatus reflected by the object, Calculating a first distance value between the distance measuring apparatus and the object using the first measuring method, calculating a second distance value between the distance measuring apparatus and the object using the second measuring method through the sensed light, And comparing the first distance value and the second distance value with a reference distance and assigning a weight according to a comparison result to calculate a final distance between the distance measuring apparatus and the object.

본 발명의 실시 예에 따르면, 삼각측량 방식과 TOF 방식을 모두 이용하여 거리 측정의 정확도를 크게 향상시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the accuracy of the distance measurement can be greatly improved by using both the triangulation method and the TOF method.

도 1은 삼각측량 방식을 이용한 거리 측정 장치의 기본적인 동작 방법을 보여준다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 거리 측정 장치의 기본적인 동작 방법을 나타내는 블록 구성도 이다.
도 3은 제어신호를 이용하여 일정 주파수를 가진 거리 측정용 빔을 측정위치에 발광하고, 발광한 거리 측정용 빔이 측정 위치에 반사되어 거리 측정 장치로 돌아오는 것을 보여준다.
도 4는 회전기판이 일정 각도로 회전한 모습을 위에서 본 모습으로 보여준다.
도 5는 전원 및 통신 연결부를 자세히 보여준다.
도 6과 도 7은 거리 측정 장치가 앞으로 이동하면서 거리 측정 위치를 수직 방향으로 이동하며 거리 측정 장치와 주변 사물 사이의 거리를 측정하는 예를 보여주고 있다.
도 8에서는 거리 측정 장치의 위아래의 위치를 바꾸어 송광부와 수광부의 위치를 바꾸어 거리 측정 장치를 구성하는 예를 보여준다.
도 9는 진공 청소 로봇에 탑재되어 사용되는 거리 측정 장치를 보여준다.
도 10은 본 발명의 또 실시 예에 따른 거리 측정 장치의 블록도를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 거리 측정 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 shows a basic operation method of a distance measuring apparatus using a triangulation method.
2 is a block diagram showing a basic operation method of a distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows that a distance measuring beam having a predetermined frequency is emitted to a measuring position using a control signal, and the emitted distance measuring beam is reflected to the measuring position and returned to the distance measuring device.
4 is a top view of the rotating substrate rotated at a predetermined angle.
Figure 5 shows power and communication connections in detail.
FIGS. 6 and 7 show an example in which the distance measuring apparatus moves in the vertical direction while the distance measuring apparatus moves forward, and the distance between the distance measuring apparatus and the surrounding objects is measured.
8 shows an example in which the distance measurement device is constructed by changing the positions of the light emitting portion and the light receiving portion by changing the position of the distance measuring device.
Fig. 9 shows a distance measuring apparatus mounted on a vacuum clean robot.
10 is a block diagram of a distance measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
11 is a flowchart illustrating an operation method of a distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명과 관련된 거리 측정 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 다양한 장치에 적용될 수 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다. 예를 들어 주변의 사물을 인식하여 동선을 정하는 로봇, 주변에서 일어나는 미세한 동작이나 주변 사물을 감지하는 장치, 앞을 보지 못하는 사람을 위해 주변의 장애물을 알려주는 장치, 사용자의 동작을 인식하는 장치 및 3차원 영상을 만드는 장치 등이 있다.Hereinafter, a distance measuring apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be readily apparent to those skilled in the art that the configuration according to the embodiments described herein can be applied to various apparatuses. For example, there are a robot for recognizing surrounding objects and determining a movement line, a device for detecting minute movements or objects around the robot, a device for notifying the obstacle around the robot, a device for recognizing user's motion, And a device for producing a three-dimensional image.

다음은 도 1을 참고하여 삼각측량 방식을 이용한 거리 측정 방식의 기본적인 동작 방법을 설명한다.Next, a basic operation method of the distance measuring method using the triangulation method will be described with reference to FIG.

도 1은 삼각측량 방식을 이용한 거리 측정 장치의 기본적인 동작 방법을 나타내는 블록 구성도(block diagram)이다.1 is a block diagram showing a basic operation method of a distance measuring apparatus using a triangulation method.

상기 거리 측정 장치(100)는 송광부(110)와 수광부(120)를 포함한다.The distance measuring apparatus 100 includes a light emitting unit 110 and a light receiving unit 120.

이하, 상기 구성요소에 대해 차례로 살펴본다.Hereinafter, the components will be described in order.

송광부(110)는 거리 측정용 빔(1)을 발광하는 광원(112)을 포함한다. 또한 광원렌즈(114)를 포함할 수도 있다.The light emitting unit 110 includes a light source 112 for emitting the distance measuring beam 1. It may also include a light source lens 114.

수광부(120)는 거리 측정용 빔(1)이 주변 사물(130)에 반사되어 돌아오는 빛(3)을 수광센서(122)에 모아주는 수광렌즈(124)를 포함한다. 수광센서(122)는 반사되어 돌아오는 빛(3)이 수광센서(122)에 모이는 위치를 감지한다.The light receiving unit 120 includes a light receiving lens 124 that collects the light 3 reflected by the peripheral object 130 and returned to the light receiving sensor 122 by the distance measuring beam 1. The light receiving sensor 122 senses the position where the reflected light 3 collects in the light receiving sensor 122.

도 1에 도시된 바와 같이 송광부(110)에서는 주변 사물(130)을 향해 거리 측정용 빔(1)을 발광한다. 거리 측정용 빔(1)이 주변 사물(130)에 도착하면 주변 사물의 표면(T)에 반사되어 여러 갈래로 반사되는 빛(5)의 형태를 가진다. 이중 거리 측정 장치(100)에 포함된 수광렌즈(124)에 의해 여러 갈래로 반사되는 빛의 일부(3)가 수광부(120)의 수광센서(122)에 모이게 된다.As shown in FIG. 1, the light emitting unit 110 emits the distance measuring beam 1 toward the surrounding object 130. When the distance measuring beam 1 arrives at the surrounding object 130, the distance measuring beam 1 has a shape of light 5 reflected by the surface T of the surrounding object. The light receiving sensor 122 of the light receiving unit 120 collects a part of the light 3 reflected by the light receiving lens 124 included in the dual distance measuring apparatus 100.

거리 측정 장치(100)와 주변 사물(130) 사이의 거리를 d, 광원렌즈(114)와 수광렌즈(124) 사이의 거리를 g, 수광렌즈(124)의 초점 거리를 f라고 정의한다. 또한 광원(112)이 수평선(7)에 대해 기울어진 각도를 θ, 수광센서(122)에 모인 빛의 위치를 p 라고 정의한다. 빛의 위치 p 값은 수광센서(122)의 중심을 "0"으로 기준하여 정해 질 수 있다. f 값, g 값, θ 값이 정해진 거리 측정 장치(100)에서는 빛의 위치 p 값을 수광센서(122)에서 감지하여 다음 수학식 1을 충족하도록 연산하면 거리 측정 장치(100)와 거리 측정 위치 사이의 거리인 d를 얻을 수 있다.The distance between the distance measuring apparatus 100 and the surrounding object 130 is d, the distance between the light source lens 114 and the light receiving lens 124 is g and the focal distance of the light receiving lens 124 is f. Further, the angle of the light source 112 inclined with respect to the horizontal line 7 is defined as?, And the position of the light collected in the light receiving sensor 122 is defined as p. The position p value of the light can be determined by setting the center of the light receiving sensor 122 as "0 ". In the distance measuring apparatus 100 in which the f value, the g value and the? value are determined, the light receiving position sensor 122 senses the position p value of the light and calculates the following equation (1) Can be obtained.

Figure pat00001
Figure pat00001

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 거리 측정 장치의 기본적인 동작 방법을 나타내는 블록 구성도(block diagram) 이다.2 is a block diagram showing a basic operation method of the distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에서 설명한 삼각측량 방식을 이용한 거리 측정 방식을 이용한 거리 측정 장치의 한 실시예이다.FIG. 2 is an embodiment of a distance measuring apparatus using the distance measuring method using the triangulation method described in FIG.

거리 측정 장치(300)는 송광부(310), 수광부(320), 회전 구동부(330), 통신부(350), 제어부(360), 전원 공급부(370), 전원 및 통신 연결부(390) 등을 포함할 수 있다.The distance measuring apparatus 300 includes a light emitting unit 310, a light receiving unit 320, a rotation driving unit 330, a communication unit 350, a control unit 360, a power supply unit 370, a power supply and communication connection unit 390, can do.

송광부(310)와 수광부(320)는 회전기판(303)에 고정될 수 있다. 회전기판(303)은 수직선 방향을 기준으로 회전한다. 도 2에서는 수광부(320)가 송광부(310) 위에 고정되어 있지만, 반대로 송광부(310)가 수광부(320) 위에 고정될 수 있다. 송광부(310)는 광원(312)과 광원렌즈(314)를 포함할 수 있다. 광원(312)은 LD(Laser Diode), LED(Light Emitting Diode) 등 직진성이 높은 광원을 사용될 수 있으며, 광원 렌즈(314)는 콜리메이터 렌즈(collimator lens)가 사용되어, 광원(312)에서 나오는 빛을 평행광 또는 수렴광으로 만들 수 있다.The light emitting unit 310 and the light receiving unit 320 may be fixed to the rotating substrate 303. The rotating substrate 303 rotates about the vertical line direction. 2, the light receiving unit 320 is fixed on the light emitting unit 310, but conversely, the light emitting unit 310 may be fixed on the light receiving unit 320. The light emitting unit 310 may include a light source 312 and a light source lens 314. The light source 312 may be a light source having a high linearity such as an LD (Laser Diode) or an LED (Light Emitting Diode). A collimator lens may be used as the light source lens 314, Can be made into parallel light or convergent light.

수광부(320)는 수광센서(322), 수광렌즈(324), 파장필터(326) 등을 포함할 수 있다. 수광렌즈(324)는 수광센서(322)에 빛을 모아주며, 수광센서(322)는 수광렌즈(324)에서 모아준 빛의 위치를 감지한다. 파장필터(326)는 광원(312)의 파장과 다른 빛이 수광센서(322)에 감지되는 것을 방지해 준다.The light receiving unit 320 may include a light receiving sensor 322, a light receiving lens 324, a wavelength filter 326, and the like. The light receiving lens 324 collects light to the light receiving sensor 322, and the light receiving sensor 322 senses the position of the light collected by the light receiving lens 324. The wavelength filter 326 prevents light other than the wavelength of the light source 312 from being detected by the light receiving sensor 322.

회전 구동부(330)는 회전기판(303)을 수직선 방향을 기준으로 회전하게 해준다. 회전기판(303)이 회전하면 회전기판(303)에 고정된 송광부(310)와 수광부(320)가 같이 회전한다. 송광부(310)와 수광부(320)의 회전에 따라서 측정 위치가 수평방향을 이동한다. 회전 구동부(330)는 회전기판(303)을 회전시키기 위해 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어서, 회전 구동부(330)는 회전 구동 모터(339), 제1 회전 풀리(331), 제2 회전 풀리(333), 회전벨트(337) 등을 이용하여 회전기판(303)을 회전시킬 수 있다.The rotation driving unit 330 allows the rotary substrate 303 to rotate about the vertical line direction. When the rotating substrate 303 rotates, the light emitting unit 310 and the light receiving unit 320 fixed to the rotating substrate 303 rotate together. The measuring position moves in the horizontal direction in accordance with the rotation of the light emitting unit 310 and the light receiving unit 320. The rotation driving unit 330 may be variously configured to rotate the rotating substrate 303. For example, the rotation driving unit 330 rotates the rotating substrate 303 by using the rotation driving motor 339, the first rotating pulley 331, the second rotating pulley 333, the rotating belt 337, .

제어부(360)의 회전 제어부(364)에서 회전 구동 모터(339)를 제어하여 회전 구동 모터(399)를 회전시키고, 회전 구동 모터(339)가 회전하면, 회전 구동 모터(339)에 고정되어 있는 제1 회전 풀리(331)이 회전한다. 제1 회전 풀리(331)가 회전을 하면 제1 회전 풀리(331)과 제2 회전 풀리(333)이 고정된 회전벨트(337)가 회전하게 된다. 회전벨트(337)가 회전을 하며, 제2 회전 풀리(331)가 회전한다. 제2 회전 풀리(331)는 회전기판(303)에 고정되어 있어서, 제2 회전 풀리(331)가 회전할 때 같이 회전기판(303)이 회전한다.The rotation control unit 364 of the control unit 360 controls the rotation drive motor 339 to rotate the rotation drive motor 399. When the rotation drive motor 339 rotates, The first rotary pulley 331 rotates. When the first rotary pulley 331 rotates, the rotary belt 337 to which the first rotary pulley 331 and the second rotary pulley 333 are fixed rotates. The rotating belt 337 rotates, and the second rotating pulley 331 rotates. The second rotary pulley 331 is fixed to the rotary substrate 303 so that the rotary substrate 303 rotates as the second rotary pulley 331 rotates.

통신부(350), 제어부(360) 및 전원 공급부(370)는 메인기판(301)에 위치할 수 있다. 제어부(360)는 거리 계산부(362), 회전 제어부(364), 공간 정보 연산부(366), 송광 제어부(368) 등을 포함할 수 있다. 거리 계산부(362)는 수광센서(322)에서 전송되는 빛의 위치 p 값을 포함한 측정신호를 기초로 거리 측정 장치(300)와 측정 위치 사이의 거리를 계산한다. 회전 제어부(364)는 회전 구동부(330)를 제어한다. 공간 정보 연산부(366)는 거리 계산부(362)에서 계산된 거리와 회전 구동부(330)에서 보내온 회전 각도를 기초로 공간 정보 데이터를 만든다. 예를 들어, 회전 구동부(330)는 인코더를 포함할 수 있으며, 인코더에서 각 거리 측정 위치에 해당하는 회전기판(303)의 각도를 인코더 신호로 공간 정보 연산부(366)에 전송할 수 있다. 송광 제어부(368)는 송광부(310)를 제어한다. 특히 송광 제어부(368)은 송광부(310)에 포함된 광원(312)을 제어한다. 또한 제어부(360)는 거리 측정 장치(300)의 전반적인 작동을 제어한다. 제어부(360)는 통신부(350)를 통해 공간 정보 연산부(366)에서 작성한 공간 데이터를 외부의 장치에 유무선으로 전송할 수 있다.The communication unit 350, the control unit 360, and the power supply unit 370 may be located on the main board 301. The control unit 360 may include a distance calculation unit 362, a rotation control unit 364, a spatial information calculation unit 366, a light emission control unit 368, and the like. The distance calculating unit 362 calculates the distance between the distance measuring apparatus 300 and the measurement position based on the measurement signal including the position p value of the light transmitted from the light receiving sensor 322. The rotation control unit 364 controls the rotation driving unit 330. The spatial information calculation unit 366 generates spatial information data based on the distance calculated by the distance calculation unit 362 and the rotation angle sent from the rotation driving unit 330. For example, the rotation driving unit 330 may include an encoder, and the angle of the rotary substrate 303 corresponding to each distance measurement position in the encoder may be transmitted to the spatial information operation unit 366 as an encoder signal. The light-emission control unit 368 controls the light-emission unit 310. In particular, the light emission control unit 368 controls the light source 312 included in the light emission unit 310. The control unit 360 also controls the overall operation of the distance measuring apparatus 300. The control unit 360 can transmit the spatial data generated by the spatial information operation unit 366 to an external device via the communication unit 350 by wire or wireless.

전원 공급부(370)는 제어부(360)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성 요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.The power supply unit 370 receives external power and internal power under the control of the controller 360 and supplies power necessary for operation of the respective components.

전원 및 통신 연결부(390)는 메인기판(301)과 회전기판(303)을 연결하여 회전기판(303)에 전원을 공급하고, 메인기판(301)과 회전기판(303) 사이에서 오고 가는 제어 및 측정 신호를 전달하게 해준다. 도 2에서는 복수의 브러쉬(brush, 391, 393, 395, 397)와 회전링(392, 394, 396, 398)을 이용하여 회전기판(303)에 전원을 공급하고, 메인기판(301)과 회전기판(303)이 제어 및 측정 신호를 서로 주고 받게 하는 한 예를 보여준다. 브러쉬와 회전링은 짝을 이룬다. 자세한 설명은 도 5에서 하기로 한다.The power supply and communication connection unit 390 supplies power to the rotating substrate 303 by connecting the main substrate 301 and the rotating substrate 303 to each other and supplies control power to the main substrate 301 and the rotating substrate 303, Allowing measurement signals to be transmitted. 2, power is supplied to the rotating substrate 303 by using a plurality of brushes 391, 393, 395, and 397 and rotating rings 392, 394, 396, and 398, An example is shown in which the substrate 303 allows control and measurement signals to be exchanged with each other. The brush and rotating ring are paired. A detailed explanation will be given in Fig.

도 2 에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 거리 측정 장치도 구현될 수도 있다.The components shown in Fig. 2 are not essential, so that a distance measuring device having more or fewer components may also be implemented.

도 2에서는 거리 측정 장치(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 거리 측정용 빔(10)을 이용하여 측정하는 것을 보여준다.In FIG. 2, the distance between the distance measuring device 300 and the surrounding object 380 is measured using the distance measuring beam 10.

제어부(360)의 송광 제어부(368)는 제어신호를 송광부(310)로 전송하여 광원(312)에서 거리 측정용 빔(10)을 주변 사물(380)에 발광하게 한다. 거리 측정용 빔(10)은 주변 사물(380)에 도착한다. 거리 측정용 빔(10)이 주변 사물(380)에 도착하면, 주면 사물의 표면(A)에 반사되어 여러 갈래로 반사되는 빛의 형태(50)를 가진다. 이중 거리 측정 장치(300)에 포함된 수광렌즈(324)에 의해 여러 갈래로 반사되는 빛의 일부(30)가 수광부(320)의 수광센서(322)로 모이게 된다. 수광센서(322)는 수광센서(322)에 맺힌 빛의 위치 p 값을 측정신호로 거리 계산부(362)에 전송한다. 이때 정확한 p 값 감지를 위해 수광렌즈(324)와 수광센서(322) 사이에 파장필터(326)를 위치 시킬 수 있다. 파장필터(326)는 광원(312)과 같은 파장의 빛만 통과시켜서 다른 외부의 빛이 수광센서(322)에 감지되는 것을 막아준다. 수광센서(322)는 p 값을 디지털 또는 아날로그 방식의 측정신호로 거리 계산부(362)에 전송할 수 있다.The light emission control unit 368 of the control unit 360 transmits a control signal to the light emitting unit 310 to cause the light source 312 to emit the distance measuring beam 10 to the surrounding object 380. [ The distance measuring beam 10 arrives at the surrounding object 380. When the distance measurement beam 10 arrives at the surrounding object 380, it has a shape 50 of light that is reflected by the surface A of the main surface and is reflected in several directions. A part of the light 30 reflected by the light receiving part 324 is collected by the light receiving sensor 322 of the light receiving part 320 by the light receiving lens 324 included in the dual distance measuring device 300. The light receiving sensor 322 transmits the position p value of the light formed on the light receiving sensor 322 to the distance calculating section 362 as a measurement signal. At this time, the wavelength filter 326 can be positioned between the light receiving lens 324 and the light receiving sensor 322 for accurate p value detection. The wavelength filter 326 passes only light of the same wavelength as the light source 312 to prevent other external light from being detected by the light receiving sensor 322. The light receiving sensor 322 can transmit the p value to the distance calculating section 362 as a digital or analog measurement signal.

제어부(360)의 거리 계산부(362)는 수광센서(322)에서 받은 빛의 위치 p 값이 포함된 측정신호를 기초로 주변 사물의 표면(A)와 거리 측정 장치(300) 사이의 거리를 도 1에서 설명한 수학식 1을 이용해서 얻을 수 있다.The distance calculation unit 362 of the control unit 360 calculates the distance between the surface A of the surrounding object and the distance measuring apparatus 300 based on the measurement signal including the position p value of the light received from the light receiving sensor 322 Can be obtained by using Equation 1 described in Fig.

위에서 설명했듯이 본 발명은 상기한 TOF 방식 및 위상차를 이용한 방식 등을 이용하여 거리 측정 장치와 주변 사물 사이의 거리를 계산할 수 있다.As described above, the present invention can calculate the distance between the distance measuring device and the surrounding objects by using the TOF method and the method using the phase difference.

도 2를 다시 예로 들어 상기한 TOF 방식으로 거리 측정 장치(300)가 거리 측정 장치(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 거리 측정용 빔(10)을 이용하여 측정하는 것을 다음과 같이 설명할 수 있다.Referring again to FIG. 2, the distance measuring apparatus 300 measures the distance between the distance measuring apparatus 300 and the surrounding object 380 using the TOF method using the distance measuring beam 10 as follows. Can be explained.

제어부(360)의 송광 제어부(368)는 제어신호를 송광부(310)로 전송하여 광원(312)에서 거리 측정용 빔(10)을 측정 위치에 발광하게 한다. 여기서 측정 위치는 주변 사물의 표면(A)이다. 거리 측정용 빔(10)은 측정 위치에 도착한다. 거리 측정용 빔(10)이 측정 위치에 도착하면, 측정위치에 반사되어 여러 갈래로 반사되는 빛의 형태(50)를 가진다. 이중 거리 측정 장치(300)에 포함된 수광렌즈(324)에 의해 여러 갈래로 반사되는 빛의 일부(30)가 수광부(320)의 수광센서(322)로 모이게 된다.The light emission control unit 368 of the control unit 360 transmits a control signal to the light emitting unit 310 to cause the light source 312 to emit the distance measuring beam 10 at the measurement position. Here, the measurement position is the surface (A) of the surrounding object. The distance measuring beam 10 arrives at the measurement position. When the distance measurement beam 10 arrives at the measurement position, it has a shape 50 of light reflected at the measurement position and reflected in several directions. A part of the light 30 reflected by the light receiving part 324 is collected by the light receiving sensor 322 of the light receiving part 320 by the light receiving lens 324 included in the dual distance measuring device 300.

이때 정확한 빛(30)을 감지를 위해 수광렌즈(324)와 수광센서(322) 사이에 파장필터(326)를 위치 시킬 수 있다. 파장필터(326)는 광원(312)과 같은 파장의 빛만 통과시켜서 다른 외부의 빛이 수광센서(322)에 감지되는 것을 막아준다.At this time, the wavelength filter 326 can be positioned between the light receiving lens 324 and the light receiving sensor 322 for detecting the correct light 30. The wavelength filter 326 passes only light of the same wavelength as the light source 312 to prevent other external light from being detected by the light receiving sensor 322.

거리 계산부(362)는 광원(312)에서 거리 측정용 빔(10)을 발광한 시간과 그 발광된 빛이 측정 위치에서 반사되어 거리 측정 장치(300)의 수광센서(322)에 감지되는 시간의 차이를 이용하여 거리 측정 장치(300)와 주변 사물 사이(380)의 거리를 계산할 수 있다. The distance calculator 362 calculates the distance between the time when the distance measuring beam 10 is emitted from the light source 312 and the time when the emitted light is reflected at the measuring position and detected by the light receiving sensor 322 of the distance measuring apparatus 300 The distance between the distance measuring apparatus 300 and the surrounding object 380 can be calculated.

구체적으로, 거리 측정용 빔(10)의 광속을 c라 하고, 거리 측정용 빔(10)을 발광한 시간과 그 발광된 빛이 측정 위치에서 반사되어 거리 측정 장치(300)의 수광센서(322)에 감지되는 시간의 차이를 Td라고 한다면, 거리 측정 장치(300)와 주변 사물 사이(380)의 거리(D)는 1/2*c*Td 가 될 수 있다.Specifically, the light flux of the distance measuring beam 10 is c, the time when the distance measuring beam 10 is emitted, and the time when the emitted light is reflected at the measuring position, and the light receiving sensor 322 of the distance measuring apparatus 300 The distance D between the distance measuring apparatus 300 and the surrounding object 380 may be 1/2 * c * Td.

도 2를 다시 예로 들어 상기한 위상차를 이용한 방식으로 거리 측정 장치(300)가 거리 측정 장치(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 거리 측정용 빔(10)을 이용하여 측정하는 것을 다음과 같이 설명할 수 있다.Referring again to FIG. 2, the distance measuring apparatus 300 measures the distance between the distance measuring apparatus 300 and the surrounding object 380 using the distance measuring beam 10 by using the phase difference described above. Can be explained as follows.

제어부(360)의 송광 제어부(368)는 일정한 주파수를 가진 제어신호를 송광부(310)로 전송하여 광원(312)에서 거리 측정용 빔(10)을 측정 위치에 발광하게 한다. 여기서 측정 위치는 주변 사물의 표면(A)이다. 거리 측정용 빔(10)은 주변 사물(380)에 도착한다. 거리 측정용 빔(10)이 주변 사물(380)에 도착하면, 주면 사물의 표면(A)에 반사되어 여러 갈래로 반사되는 빛의 형태(50)를 가진다. 이중 거리 측정 장치(300)에 포함된 수광렌즈(324)에 의해 여러 갈래로 반사되는 빛의 일부(30)가 수광부(320)의 수광센서(322)로 모이게 된다.The emission control unit 368 of the control unit 360 transmits a control signal having a predetermined frequency to the light emitting unit 310 so that the light source 312 causes the distance measuring beam 10 to emit light at the measurement position. Here, the measurement position is the surface (A) of the surrounding object. The distance measuring beam 10 arrives at the surrounding object 380. When the distance measurement beam 10 arrives at the surrounding object 380, it has a shape 50 of light that is reflected by the surface A of the main surface and is reflected in several directions. A part of the light 30 reflected by the light receiving part 324 is collected by the light receiving sensor 322 of the light receiving part 320 by the light receiving lens 324 included in the dual distance measuring device 300.

수광센서(322)는 감지한 빛(30)을 이용하여 측정 신호를 생성하고, 거리 계산부(362)는 측정 위치에 거리 측정용 빔(10)을 발광할 때 이용한 일정한 주파수를 가진 제어신호와 측정위치에서 반사되어 거리 측정 장치(300)로 돌아온 빛(30)을 이용하여 생성한 측정 신호를 비교하여 위상차를 구하고, 구한 위상차를 기초로 거리를 계산할 수 있다.The light receiving sensor 322 generates a measurement signal using the sensed light 30 and the distance calculation unit 362 calculates a distance between the control signal having a constant frequency used for emitting the distance measuring beam 10 The measurement signal generated by using the light 30 reflected by the measurement position and returned to the distance measuring apparatus 300 is compared to obtain a phase difference, and the distance can be calculated based on the obtained phase difference.

도 3에서는 일정 주파수(f)를 가진 제어신호에 따라 거리 측정용 빔(10)이 거리 측정 장치(300)에서 측정 위치에 발광되는 것을 보여준다. 여기서 측정 위치는 주변 사물의 표면(A)이다. 또한 일정 주파수를 가진 신호에 따라 발광된 거리 측정용 빔(10)이 측정 위치에 반사되어 거리 측정 장치(300)로 돌아오는 빛(30)을 보여준다. 이때, 거리 측정 장치(300)와 측정 위치 사이의 거리를 d, 거리 측정용 빔(10)과 반사되어 돌아오는 빛(30)의 측정 위상차는 k, 거리 측정용 빔(10) 및 반사되어 돌아오는 빛(30)의 파장은 l(=빛의 속도 c/ 제어신호의 주파수 f)이다.3 shows that the distance measuring beam 10 is emitted to the measuring position in the distance measuring apparatus 300 according to a control signal having a constant frequency f. Here, the measurement position is the surface (A) of the surrounding object. Also, a light beam 30 emitted from the distance measuring device 300 is reflected by the measuring position in response to a signal having a predetermined frequency. Here, the distance between the distance measuring apparatus 300 and the measurement position is d, the measured phase difference between the distance measuring beam 10 and the returning reflected light 30 is k, the distance measuring beam 10 is reflected, The wavelength of the incoming light 30 is l (= speed of light c / frequency f of the control signal).

위에서 설명했듯이, 거리 계산부(362)는 측정 위치에 거리 측정용 빔(10)을 발광할 때 이용한 일정한 주파수를 가진 제어신호와 측정위치에서 반사되어 거리 측정 장치(300)로 돌아온 빛(30)을 이용하여 생성한 측정 신호를 비교하여 위상차를 구하고, 구한 위상차를 기초로 거리를 계산할 수 있다.As described above, the distance calculation unit 362 calculates a distance between the control signal having a constant frequency used for emitting the distance measurement beam 10 at the measurement position and the light 30 reflected at the measurement position, The measured signals are compared with each other to obtain a phase difference, and the distance can be calculated based on the obtained phase difference.

위에서 설명했듯이, 다양한 방법으로 거리를 계산할 수 있다. 공간 정보 연산부(366)는 거리 계산부(362)에서 각 측정 위치에 해당하는 계산된 거리와 회전 구동부(330)에서 보내온 회전 각도를 기초로 공간 정보 데이터를 만든다. 거리 측정 장치(300)의 회전기판(303)은 수직선 방향을 기준으로 회전하기 때문에 거리 측정 위치를 이동하며 거리를 구할 수 있다. 자세한 설명은 도 4에서 하기로 한다.As described above, you can calculate distances in a variety of ways. The spatial information calculation unit 366 generates spatial information data based on the calculated distance corresponding to each measurement position and the rotation angle sent from the rotation driving unit 330 in the distance calculation unit 362. [ Since the rotary substrate 303 of the distance measuring apparatus 300 rotates about the vertical line direction, the distance measuring position can be moved and the distance can be obtained. A detailed description will be given in Fig.

도 4는 회전기판(303)이 일정 각도로 수직선 방향을 기준으로 회전한 모습을 위에서 본 모습으로 보여준다. 제어부(360)의 회전 제어부(364)는 회전 구동부(330)를 구동시켜 회전기판(303)을 수직선 방향을 기준으로 회전 시킬 수 있다.4 shows a state in which the rotary substrate 303 is rotated at a predetermined angle with respect to the vertical direction. The rotation control unit 364 of the control unit 360 drives the rotation driving unit 330 to rotate the rotary substrate 303 with respect to the vertical direction.

도 4에서는 회전기판(303)의 회전에 따라, 제1 수평선(60) 상에 있는 거리 측정 위치가 수평 방향으로 이동하며 거리 측정 장치(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 측정하는 한 예를 보여준다.4, the distance measuring position on the first horizontal line 60 moves in the horizontal direction and the distance between the distance measuring device 300 and the surrounding object 380 is measured according to the rotation of the rotary substrate 303 Show examples.

도 4에서 거리 측정 장치(300)는 거리 측정 장치(300)와 측정 지점(A) 사이를 거리 측정하고, 회전기판(300)의 회전에 따라, 거리 측정 장치(300)와 측정 지점(B) 사이의 거리를 측정하는 한 예를 보여준다.The distance measuring apparatus 300 measures the distance between the distance measuring apparatus 300 and the measuring point A and adjusts the distance between the distance measuring apparatus 300 and the measuring point B in accordance with the rotation of the rotating substrate 300, Lt; RTI ID = 0.0 > distance. ≪ / RTI >

회전기판(303)이 시계반대 방향으로 회전을 하면 측정 방향이 왼쪽으로 이동하며, 반대로 회전기판(303)가 시계방향으로 회전을 하면 측정 방향이 오른쪽으로 이동한다. 거리 측정 장치(300)는 회전기판(303)이 일정 각도로 회전할 때마다 도 2에서 설명한 내용과 같이 거리 측정 장치(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 측정할 수 있다.When the rotary substrate 303 rotates counterclockwise, the measurement direction moves to the left, and conversely, when the rotary substrate 303 rotates clockwise, the measurement direction moves to the right. The distance measuring apparatus 300 can measure the distance between the distance measuring apparatus 300 and the surrounding object 380 as shown in FIG. 2 every time the rotating substrate 303 rotates at a predetermined angle.

도 5는 전원 및 통신 연결부(390)를 자세히 보여준다. 도 5에서는 복수의 브러쉬(brush, 391, 393, 395, 397)와 회전링(392, 394, 396, 398)을 이용하여 회전기판(303)에 전원을 공급하고, 메인기판(301)과 회전기판(303) 사이에서 제어 및 측정신호를 흐르게 하는 예를 보여준다.5 shows the power supply and communication connection unit 390 in detail. 5, power is supplied to the rotating substrate 303 by using a plurality of brushes 391, 393, 395, and 397 and rotating rings 392, 394, 396, and 398, And the control and measurement signals are flowed between the substrates 303. Fig.

제1 브러쉬(391), 제2 브러쉬(393), 제3 브러쉬(395) 및 제4 브러쉬(397)는 메인기판(301)에 직접 또는 간접적으로 연결되어 있다. 제1 회전링(392), 제2 회전링(392), 제3 회전링(395) 및 제4 회전링(397)은 회전기판(303)에 고정되어 있으며, 상기한 브러쉬(391, 393, 395, 397)의 위치에 따라 회전기판(303)에 고정된 위치를 달리할 수 있다.The first brush 391, the second brush 393, the third brush 395 and the fourth brush 397 are directly or indirectly connected to the main board 301. The first rotating ring 392, the second rotating ring 392, the third rotating ring 395 and the fourth rotating ring 397 are fixed to the rotating substrate 303. The brushes 391, 393, 395, and 397, the positions fixed to the rotary substrate 303 may be different.

도 5에서는 제1 브러쉬(391)와 제2 브러쉬(393)가 제1 회전링(392)과 2 회전링(394)에 각각 접촉하여 메인기판(301)과 회전기판(303) 간 제어 및 측정신호를 흐르게 해주는 한 예를 보여준다. 이 경우, 제1 브러쉬(391)와 제1 회전링(392)는 메인기판(301)에서 회전기판(303)으로 보내는 제어신호를 전달하는데 쓰일 수 있다. 예를 들어, 메인기판(301)에 위치한 송광 제어부(368)가 회전기판(303)에 위치한 광원(312)에 제1 브러쉬(391)와 제1 회전링(392)을 통해 제어신호를 전송할 수 있다.5, the first brush 391 and the second brush 393 come into contact with the first rotating ring 392 and the second rotating ring 394, respectively, and the control and measurement between the main substrate 301 and the rotating substrate 303 It shows an example that makes a signal flow. In this case, the first brush 391 and the first rotating ring 392 can be used to transmit control signals from the main substrate 301 to the rotary substrate 303. For example, the light emission control unit 368 located on the main substrate 301 may transmit a control signal to the light source 312 located on the rotary substrate 303 through the first brush 391 and the first rotary ring 392 have.

또한 제2 브러쉬(393)와 제2 회전링(394)는 회전기판(303)에서 메인기판(301)으로 보내는 측정신호를 전달하는데 쓰일 수 있다. 예를 들어, 회전기판(303)에 위치한 수광센서(322)에서 감지한 빛을 기초로 생성한 측정신호를 메인기판(301)에 위치한 거리 계산부(364)에 제2 회전링(394)과 제2 브러쉬(393)를 통해서 전송할 수 있다.The second brush 393 and the second rotating ring 394 can be used to transmit a measurement signal from the rotating substrate 303 to the main substrate 301. For example, a measurement signal generated on the basis of the light sensed by the light receiving sensor 322 located on the rotating substrate 303 is transmitted to the distance calculating unit 364 located on the main substrate 301 by the second rotating ring 394 Can be transmitted through the second brush 393.

도 5에서는 제3 브러쉬(395)와 제4 브러쉬(397)가 제3 회전링(396)과 제4 회전링(398)에 각각 접촉하여 회전기판(303)에 전원을 공급하는 한 예를 보여준다. 이 경우, 제3 브러쉬(395)와 제3 회전링(396)은 메인기판(301)에서 회전기판(303)에 전원을 공급하는데 쓰일 수 있다. 또한 제4 브러쉬(397)와 제4 회전링(398)을 이용하여 회전기판(303)에 접지(ground)를 제공하는데 쓰일 수 있다. 5 shows an example in which the third brush 395 and the fourth brush 397 come into contact with the third rotating ring 396 and the fourth rotating ring 398 to supply power to the rotating substrate 303 . In this case, the third brush 395 and the third rotating ring 396 can be used to supply power to the rotating substrate 303 from the main substrate 301. And may be used to provide a ground to the rotating substrate 303 by using the fourth brush 397 and the fourth rotating ring 398. [

각 회전링은 간격을 두고 서로 떨어져 있는 것이 좋다. 또한 회전링과 회전링 사이의 간격은 전기를 통하지 않는 물질로 채워지는 게 좋다.Preferably, each rotating ring is spaced apart from one another. The gap between the rotating ring and the rotating ring is preferably filled with a non-conducting material.

또한 브러쉬가 짝이되는 회전링에만 접촉되도록 회전링이 가이드 홈 안에 위치할 수 있다.The rotating ring may also be positioned in the guide groove so that the brush contacts only the rotating ring with which it is mated.

상기한 브러쉬와 회전링은 전도성이 높은 물질로 구성되는 것이 바람직하며, 특히 브러쉬는 전도성 및 탄성이 높은 물질로 구성되는 것이 좋다. 또한 먼지와 이물질이 브러쉬와 회전링 사이에 끼는 것을 방지하기 위해 브러쉬와 회전링이 접촉하는 부분이 외부에 노출되지 않는 것이 바람직하다.It is preferable that the brush and the rotary ring are made of a highly conductive material, and in particular, the brush is preferably made of a material having high conductivity and elasticity. In order to prevent dust and foreign matter from being caught between the brush and the rotary ring, it is preferable that the portion where the brush and the rotary ring contact is not exposed to the outside.

위에서 설명한 전원 및 통신 연결부(390)는 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 브러쉬와 회전링의 숫자를 필요에 따라 조정할 수 있으며, 브러쉬와 회전링의 위치도 송광부(310)와 수광부(320)의 사이, 회전기판(303)의 상단 또는 하단을 기준으로 위치할 수 있다.The power and communication connections 390 described above may be configured in a variety of ways. For example, the number of the brush and the rotary ring can be adjusted as required. The position of the brush and the rotary ring can be adjusted between the light-transmitting portion 310 and the light-receiving portion 320, Can be located.

도 6과 도 7은 거리 측정 장치가 앞으로 이동하면서 거리 측정 위치를 수직 방향으로 이동하며 거리 측정 장치와 주변 사물 사이의 거리를 측정하는 예를 보여주고 있다.FIGS. 6 and 7 show an example in which the distance measuring apparatus moves in the vertical direction while the distance measuring apparatus moves forward, and the distance between the distance measuring apparatus and the surrounding objects is measured.

도 6에서는 거리 측정 장치(300)가 주변 사물(410)과 거리 측정 장치(300) 사이의 거리를 측정하는 예를 보여준다. 이때 측정 위치는 주면 사물(410)의 표면(E)이다.6 shows an example in which the distance measuring apparatus 300 measures the distance between the surrounding object 410 and the distance measuring apparatus 300. In FIG. At this time, the measurement position is the surface (E) of the main surface object (410).

도 7에서는 거리 측정 장치(300)가 전방으로 이동하면서 주변 사물(410)과 거리 측정 장치(300) 사이의 거리를 측정하는 예를 보여준다. 이때 측정 위치는 주면 사물(410)의 표면(F)이다.7 shows an example in which the distance measuring apparatus 300 moves forward and the distance between the surrounding object 410 and the distance measuring apparatus 300 is measured. At this time, the measurement position is the surface F of the main surface object 410.

도 6과 도 7에서는 거리 측정 장치(300)이 전방 이동을 하면 거리 측정 위치가 위에서 아래로 이동하는 것을 보여준다. 여기에서는 거리 측정 지점(E)에서 거리 측정 지점(F)로 이동하였다. 반대로 거리 측정 장치(300)가 후방 이동을 하면 거리 측정 위치가 아래에서 위로 이동한다.6 and 7, when the distance measuring apparatus 300 moves forward, the distance measurement position moves from top to bottom. Here, we moved from the distance measuring point (E) to the distance measuring point (F). On the other hand, when the distance measuring apparatus 300 moves backward, the distance measurement position moves from below to above.

거리 측정용 빔(10)은 일정한 각도(θ)를 가지고 주변 사물에 발광되도록 광원(312)를 구성되기 때문에 거리 측정 장치(300)가 전방 또는 후방으로 이동하며 거리 측정 위치를 아래 또는 위로 이동하며 주변 사물과의 거리를 측정할 수 있다.Since the distance measuring beam 10 is constituted by the light source 312 to emit light to surrounding objects with a certain angle?, The distance measuring apparatus 300 moves forward or backward and moves the distance measuring position downward or upward You can measure the distance to nearby objects.

또한 거리 측정용 빔(10)이 일정한 각도(θ)를 유지 하게 되므로 거리 측정 장치(300)는 거리 측정 장치(300)와 다양한 높이를 가진 주변 사물과의 거리를 전후방으로 이동하면서 측정할 수 있다.Since the distance measuring beam 10 maintains a certain angle?, The distance measuring apparatus 300 can measure the distance between the distance measuring apparatus 300 and surrounding objects having various heights, moving forward and backward .

거리 측정용 빔(10)과 수평선(11) 사이의 각도(θ)는 예각을 이루는 것이 바람직하다. 각도(θ)는 광원(312)와 수광센서(322) 사이의 거리에 따라 달라질 수 있다.It is preferable that the angle [theta] between the distance measurement beam 10 and the horizontal line 11 be an acute angle. The angle? May vary depending on the distance between the light source 312 and the light receiving sensor 322.

도 8에서는 송광부(310)와 수광부(320)의 위치를 바꾸어서 거리 측정 장치(300)를 구성하는 예를 보여준다. 도 7에서 보여주듯이 송광부(310)이 수광부(320) 위쪽에 위치할 수 도 있다. 이 경우, 거리 측정 장치(300)가 전방으로 이동하면, 거리 측정 위치가 위쪽으로 이동하며, 거리 측정 장치(300)이 후방으로 이동하면, 거리 측정 위치가 아래쪽으로 이동한다.8 shows an example of configuring the distance measuring apparatus 300 by changing the positions of the light emitting unit 310 and the light receiving unit 320. [ The light emitting unit 310 may be located above the light receiving unit 320 as shown in FIG. In this case, when the distance measuring apparatus 300 moves forward, the distance measuring position moves upward, and when the distance measuring apparatus 300 moves backward, the distance measuring position moves downward.

도 9는 진공 청소 로봇(700)에 탑재되어 사용되는 거리 측정 장치(300)를 도시하였다. 본 발명이 주변 사물과 청소 로봇 사이의 거리를 측정하여 공간 데이터를 청소 로봇에 전송하면, 청소 로봇은 본 발명에서 전송 받은 정보를 바탕으로 동선을 정한다.FIG. 9 shows a distance measuring apparatus 300 mounted on the vacuum clean robot 700. When the present invention measures the distance between the surrounding objects and the cleaning robot and transmits the spatial data to the cleaning robot, the cleaning robot determines the movement line based on the information received in the present invention.

다음으로 도 10 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 장치 및 그의 동작 방법에 대해 설명한다.Next, a distance measuring apparatus and an operation method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 11. FIG.

도 10은 본 발명의 또 실시 예에 따른 거리 측정 장치의 블록도를 설명하기 위한 도면이다.10 is a block diagram of a distance measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도 1 내지 도 9의 내용을 참조하여 도 10의 실시 예를 설명한다.Hereinafter, the embodiment of Fig. 10 will be described with reference to Figs. 1 to 9. Fig.

도 10을 참조하면, 거리 측정 장치(400)는 송광부(410), 수광부(420), 제1 거리 계산부(430), 제2 거리 계산부(440) 및 제어부(450)를 포함 할 수 있다.10, the distance measuring apparatus 400 may include a light emitting unit 410, a light receiving unit 420, a first distance calculating unit 430, a second distance calculating unit 440, and a controller 450 have.

송광부(410)는 거리 측정용 빔을 거리 측정 장치(400)와 이격된 물체에 발광할 수 있다. The light emitting unit 410 may emit a distance measuring beam to an object spaced apart from the distance measuring apparatus 400.

송광부(410)는 거리 측정용 빔을 발광하는 광원(112), 광원렌즈(114) 및 회절 소자(미도시)를 포함할 수 있다. The light emitting unit 410 may include a light source 112 for emitting a distance measuring beam, a light source lens 114, and a diffraction element (not shown).

광원(112)은 거리 측정용 빔을 발광할 수 있고, LED, LD 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The light source 112 may emit a distance measuring beam, and may include any one of an LED and a LD.

광원렌즈(114)는 발광된 거리 측정용 빔이 수평선과 평행하게 출사되도록 할 수 있다.The light source lens 114 can cause the emitted distance measuring beam to be emitted in parallel with the horizontal line.

회절 소자는 거리 측정용 빔을 복수의 빔들로 분리하여 물체에 보낼 수 있다. 송광부(410)가 회절 소자를 포함하는 경우, 광원렌즈(114)를 포함하지 않을 수 있다.The diffraction element can separate the distance measuring beam into a plurality of beams and send them to the object. When the light emitting portion 410 includes a diffraction element, the light source lens 114 may not be included.

회절 소자를 통해 분리된 복수의 빔들이 수광부(420)에 포함된 수광 센서(122)에 입사됨에 따라 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리는 여러 각도에서 보다 더 정밀하게 측정될 수 있다.As the plurality of beams separated through the diffraction element are incident on the light receiving sensor 122 included in the light receiving unit 420, the distance between the distance measuring apparatus 400 and the object can be measured more accurately than in various angles.

수광부(420)는 수광렌즈(124) 및 수광센서(122)를 포함할 수 있다.The light receiving unit 420 may include a light receiving lens 124 and a light receiving sensor 122.

수광렌즈(124)는 물체에서 반사된 광을 수광센서(122)로 모아주는 역할을 한다.The light receiving lens 124 serves to collect the light reflected by the object to the light receiving sensor 122.

수광센서(122)는 수광렌즈(124)를 통해 모아진 반사광을 수신하여 감지할 수 있다.The light receiving sensor 122 can receive and sense the reflected light collected through the light receiving lens 124.

제1 거리 계산부(430)는 수신된 반사광을 통해 제1 측정 방식을 이용하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 제1 거리 값을 계산할 수 있다.The first distance calculation unit 430 may calculate the first distance value between the distance measurement apparatus 400 and the object using the first measurement method through the received reflected light.

제2 거리 계산부(440)는 수신된 반사광을 통해 제2 측정 방식을 통해 거리 측정 장치(400)와 물체와의 제2 거리 값을 계산할 수 있다.The second distance calculator 440 may calculate the second distance value between the distance measuring apparatus 400 and the object through the second measuring method through the received reflected light.

제어부(450)는 계산된 제1 거리 값과 제2 거리 값이 기준 거리보다 작은지를 확인하고, 제1 거리 값 및 제2 거리 값이 기준 거리보다 작은 것으로 확인된 경우, 제어부(430)는 제1 거리 값에 제1 가중치를 부여하고, 부여된 제1 가중치에 기초하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 산정할 수 있다.If the calculated first distance value and second distance value are smaller than the reference distance and the first distance value and the second distance value are found to be smaller than the reference distance, The distance between the distance measuring device 400 and the object can be calculated based on the first weighted value given to the first distance value.

제어부(450)는 제1 거리 값 및 제2 거리 값이 기준 거리보다 큰 것으로 확인된 경우, 제어부(430)는 제2 거리 값에 가중치를 부여하고, 부여된 가중치에 기초하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 산정할 수 있다.If it is determined that the first distance value and the second distance value are larger than the reference distance, the control unit 430 assigns a weight to the second distance value and, based on the weighted value, ) And the object can be calculated.

거리 측정 장치(400)를 구성하는 요소들의 구체적인 동작은 도 11을 참조하여 더 자세히 설명한다.The specific operation of the elements constituting the distance measuring apparatus 400 will be described in detail with reference to FIG.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 거리 측정 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating an operation method of a distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

거리 측정 장치(400)의 송광부(410)는 거리 측정용 빔을 거리 측정 장치(400)와 이격된 물체에 발광한다(S101).The light emitting unit 410 of the distance measuring apparatus 400 emits a distance measuring beam to an object spaced apart from the distance measuring apparatus 400 (S101).

거리 측정 장치(400)의 수광부(420)는 거리 측정용 빔이 물체에서 반사된 반사광을 수신한다(S103).The light receiving unit 420 of the distance measuring apparatus 400 receives reflected light in which the distance measuring beam is reflected from the object (S103).

거리 측정 장치(400)의 제1 거리 계산부(410)는 수신된 반사광을 통해 제1 측정 방식을 이용하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 제1 거리 값을 계산한다(S105).The first distance calculation unit 410 of the distance measurement apparatus 400 calculates a first distance value between the distance measurement apparatus 400 and the object using the first measurement method through the received reflected light (S105).

일 실시 예에서 제1 측정 방식은 도 1에서 설명한 삼각측량 방식일 수 있다. 삼각측량 방식은 도 1에서 설명한 것처럼, 광원렌즈와 수광렌즈 사이의 거리, 수광렌즈의 초점 거리, 광원과 수평선이 이루는 각도, 수광센서에 모이는 빛의 위치를 이용하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산하는 방식이다. 이 때, 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리가 변경됨에 따라 수광부(420)에 반사된 광이 맺히는 위치가 변경되고, 거리 측정 장치(400)는 변경된 위치를 감지하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산할 수 있다.In one embodiment, the first measurement scheme may be the triangulation scheme described in FIG. As shown in FIG. 1, the triangulation method uses the distance between the distance measuring device 400 and the object using the distance between the light source lens and the light receiving lens, the focal distance of the light receiving lens, the angle between the light source and the horizontal line, And calculates the distance between them. At this time, as the distance between the distance measuring apparatus 400 and the object is changed, the position where the light reflected by the light receiving unit 420 is formed is changed, and the distance measuring apparatus 400 senses the changed position, ) And the object can be calculated.

거리 측정 장치(400)의 제2 거리 계산부(420)는 수신된 반사광을 통해 제2 측정 방식을 통해 거리 측정 장치(400)와 물체와의 제2 거리 값을 계산한다(S107).The second distance calculator 420 of the distance measuring apparatus 400 calculates a second distance value between the distance measuring apparatus 400 and the object through the second measuring method through the received reflected light (S107).

일 실시 예에서 제2 측정 방식은 도 2에서 설명한 TOF(Time Of Flight) 방식일 수 있다. TOF 방식은 위에서 설명한 것처럼, 거리 측정 장치(400)에서 빛을 발광한 시간과 그 발광된 빛이 물체에 반사되어 거리 측정 장치(400)로 돌아오는 시간의 차이를 이용하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산하는 방식이다.In one embodiment, the second measurement method may be a TOF (Time Of Flight) method described in FIG. As described above, the TOF system uses the difference between the time when light is emitted from the distance measuring apparatus 400 and the time when the emitted light is reflected by the object and returns to the distance measuring apparatus 400, And the distance between the object and the object.

거리 측정 장치(400)의 제어부(430)는 계산된 제1 거리 값과 제2 거리 값이 기준 거리보다 작은지를 확인한다(S109).The controller 430 of the distance measuring apparatus 400 determines whether the calculated first distance value and second distance value are smaller than the reference distance (S109).

일 실시 예에서 기준 거리는 제1 측정 방식과 제2 측정 방식을 통해 계산된 거리들 중 어느 하나를 실제 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리로 판단하기 위해 기준이 되는 거리일 수 있다. In one embodiment, the reference distance may be a distance that is used as a reference for determining one of the distances calculated through the first measurement method and the second measurement method as the distance between the actual distance measurement apparatus 400 and the object.

거리 정밀도(resolution)는 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리가 얼만큼 정확한지를 나타내는 지표이다. 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리는 각 방식의 거리 정밀도에 따라 달라질 수 있다.The distance resolution is an index indicating how accurate the distance between the distance measuring apparatus 400 and the object is. The distance between the distance measuring apparatus 400 and the object may vary depending on the distance accuracy of each method.

삼각측량 방식의 거리 정밀도는 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리에 따라 달라질 수 있다. 구체적으로, 삼각측량 방식의 거리 정밀도는 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리가 가까워질 경우, 커지며, 반대로 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리가 멀어질 경우, 작아질 수 있다. The distance accuracy of the triangulation system may vary depending on the distance between the distance measuring apparatus 400 and the object. Specifically, the distance accuracy of the triangulation method increases when the distance between the distance measuring device 400 and the object is shortened, and conversely, when the distance between the distance measuring device 400 and the object is long.

TOF 방식의 거리 정밀도(resolution)는 수광부(420)의 응답속도, 아날로그 신호의 디지털 신호 변환 속도 및 거리 측정용 빔의 펄스 폭에 따라 결정될 수 있다. 그러나, 수광부(420)에 충분한 광량이 입사될 경우, TOF 방식의 거리 정밀도는 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리에 관계없이 일정한 값을 가질 수 있다.The distance resolution of the TOF system can be determined according to the response speed of the light receiving unit 420, the digital signal conversion speed of the analog signal, and the pulse width of the distance measurement beam. However, when a sufficient amount of light is incident on the light receiving unit 420, the distance accuracy of the TOF system may have a constant value regardless of the distance between the distance measuring apparatus 400 and the object.

다만, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리가 일정 거리 이하인 경우, 삼각측량 방식이 TOF 방식보다 거리 측정의 정밀도가 더 커 삼각측량 방식이 더 정확할 수 있다.However, when the distance between the distance measuring apparatus 400 and the object is less than a predetermined distance, the accuracy of the distance measurement is greater than that of the TOF method, so that the triangulation method can be more accurate.

반대로, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리가 일정 거리 이상인 경우, 삼각측량 방식은 거리 정밀도가 작아져 TOF 방식보다 거리 측정이 부정확할 수 있다.Conversely, when the distance between the distance measuring apparatus 400 and the object is equal to or greater than a certain distance, the distance measurement may be more inaccurate than the TOF method because the distance accuracy becomes smaller in the triangulation method.

이에 본 발명의 실시 예에서는 기준 거리를 설정하여 측정된 거리와 기준 거리를 비교하여 정확한 거리 측정을 할 수 있는 거리 측정 방식을 결정할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the distance measurement method that can measure the accurate distance by comparing the measured distance with the reference distance by setting the reference distance can be determined.

제1 거리 값 및 제2 거리 값이 기준 거리보다 작은 것으로 확인된 경우, 제어부(430)는 제1 거리 값에 제1 가중치를 부여하고(S111), 부여된 제1 가중치에 기초하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 최종 거리를 산정한다(S113).If it is determined that the first distance value and the second distance value are smaller than the reference distance, the controller 430 gives a first weight to the first distance value (S111), and based on the first weight, The final distance between the object 400 and the object is calculated (S113).

즉, 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값과 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 값 모두가 기준 거리보다 작은 경우, 제어부(430)는 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값을 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 값보다 정확한 거리 측정 값으로 판단할 수 있다. That is, when both the first distance value calculated through the first measurement method and the second distance value calculated through the second measurement method are smaller than the reference distance, the controller 430 determines that the first distance value calculated through the first measurement method It is possible to determine the distance value as a distance measurement value that is more accurate than the second distance value calculated through the second measurement method.

제어부(430)는 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값에 가중치를 곱하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산할 수 있다.The controller 430 can calculate the distance between the distance measuring device 400 and the object by multiplying the first distance value calculated through the first measuring method by the weight.

예를 들어, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리를 d, 제1 측정 방식을 통해 획득한 제1 거리 값을 x1, 제2 측정 방식을 통해 획득한 제2 거리 값을 x2, 가중치를 y라 가정하면, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리는 d=(y*x1+x2)/2와 같은 식으로 계산될 수 있다. For example, if the distance between the distance measuring apparatus 400 and the object is d, the first distance value acquired through the first measurement method is x1, the second distance value acquired through the second measurement method is x2, the weight is y , The distance between the distance measuring apparatus 400 and the object can be calculated as d = (y * x1 + x2) / 2.

일 실시 예에서 가중치 y는 1.2 일 수 있으나, 이 수치는 예시에 불과하고, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이가 커질수록 제1 거리 값이 작아진다는 것을 의미하고, 이는 삼각측량 방식에 의한 거리 측정 값이 작아진다는 것을 의미하므로, 가중치 y는 더 큰 값으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 삼각측량 방식은 거리 측정 값이 더 작을수록 그 정밀도가 높아지기 때문이다.In one embodiment, the weight y may be 1.2, but this is merely an example, and may vary depending on the difference between the first distance value and the reference distance. For example, the larger the difference between the first distance value and the reference distance, the smaller the first distance value. This means that the distance measurement value by the triangulation method becomes smaller, so that the weight y is larger Lt; / RTI > This is because, as the distance measurement value becomes smaller, the accuracy of the triangulation method becomes higher.

반대로, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이가 작아질수록 제1 거리 값이 커진다는 것을 의미하고, 이는 삼각측량 방식에 의한 거리 측정 값이 커진다는 것을 의미하므로, 가중치 y는 더 작은 값으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 삼각측량 방식은 거리 측정 값이 커질수록 그 정밀도가 작아지기 때문이다.Conversely, the smaller the difference between the first distance value and the reference distance, the larger the first distance value. This means that the distance measurement value by the triangulation method becomes larger, so that the weight value y is set to a smaller value . This is because the accuracy of the triangulation method becomes smaller as the distance measurement value becomes larger.

또 다른 실시 예에서 제어부(430)는 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값 및 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 각각에 가중치를 두어 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산할 수 있다.In another embodiment, the controller 430 may assign a weight to each of the first distance value calculated through the first measurement method and the second distance calculated through the second measurement method to determine the distance between the distance measuring apparatus 400 and the object Can be calculated.

즉, 제어부(430)는 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값에 제1 가중치를 곱하고, 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 값에 제2 가중치를 두어 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산할 수 있다. 여기서, 제1 가중치는 제2 가중치보다 큰 값일 수 있다.That is, the controller 430 multiplies the first distance value calculated through the first measurement method by the first weight value, puts the second weight value to the second distance value calculated through the second measurement method, And the distance from the object can be calculated. Here, the first weight may be a value larger than the second weight.

예를 들어, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리를 d, 제1 측정 방식을 통해 획득한 제1 거리 값을 x1, 제2 측정 방식을 통해 획득한 제2 거리 값을 x2, 제1 가중치를 y1, 제2 가중치를 y2라 가정하면, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리는 d=(y1*x1+y2*x2)/2와 같은 식으로 계산될 수 있다. 여기서, 제1 가중치 y1는 y2보다 큰 값을 가질 수 있다. y1은 1.2 일 수 있고, y2는 0.8 일 수 있으나, 이 수치는 예시에 불과하고, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이가 커질수록 제1 거리 값이 작아진다는 것을 의미하고, 이는 삼각측량 방식에 의한 거리 측정 값이 작아진다는 것을 의미하므로, 가중치 y1는 1.2보다 더 큰 값으로, y2는 0.8 보다 더 작은 값으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 삼각측량 방식은 거리 측정 값이 더 작을수록 그 정밀도가 높아지기 때문이다.For example, if the distance between the distance measuring apparatus 400 and the object is d, the first distance value acquired through the first measurement method is x1, the second distance value acquired through the second measurement method is x2, And the second weight is y2, the distance between the distance measuring apparatus 400 and the object can be calculated as d = (y1 * x1 + y2 * x2) / 2. Here, the first weight y1 may have a value larger than y2. y1 may be 1.2, and y2 may be 0.8, but this value is only an example and may vary depending on the difference between the first distance value and the reference distance. For example, as the difference between the first distance value and the reference distance increases, the first distance value decreases. This means that the distance measurement value by the triangulation method becomes smaller, so that the weight y1 is 1.2 With a larger value, y2 may be set to a value less than 0.8. This is because, as the distance measurement value becomes smaller, the accuracy of the triangulation method becomes higher.

반대로, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이가 작아질수록 제1 거리 값이 커진다는 것을 의미하고, 이는 삼각측량 방식에 의한 거리 측정 값이 커진다는 것을 의미하므로, 가중치 y1는 1보다 크고, 1.2 보다 더 작은 값으로, y2는 1보다 작고, 0.8보다 더 큰 값으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 삼각측량 방식은 거리 측정 값이 커질수록 그 정밀도가 작아지기 때문이다.Conversely, the smaller the difference between the first distance value and the reference distance, the larger the first distance value. This means that the distance measurement value by the triangulation method becomes larger, so that the weight y1 is greater than 1 and 1.2 Y2 can be set to a value smaller than 1 and larger than 0.8. This is because the accuracy of the triangulation method becomes smaller as the distance measurement value becomes larger.

한편, 제1 거리 값 및 제2 거리 값이 기준 거리보다 큰 것으로 확인된 경우, 제어부(430)는 제2 거리 값에 가중치를 부여하고(S115), 부여된 가중치에 기초하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 최종 거리를 산정한다(S117).On the other hand, if it is determined that the first distance value and the second distance value are larger than the reference distance, the control unit 430 assigns a weight to the second distance value (S115) ) And the object is calculated (S117).

즉, 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값과 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 값 모두가 기준 거리보다 큰 경우, 제어부(430)는 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 값을 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값보다 정확한 거리 측정 값으로 판단할 수 있다. That is, if both the first distance value calculated through the first measurement method and the second distance value calculated through the second measurement method are larger than the reference distance, the controller 430 determines that the second distance value calculated through the second measurement method It is possible to determine the distance value as a distance measurement value more accurate than the first distance value calculated through the first measurement method.

제어부(430)는 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 값에 가중치를 곱하여 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산할 수 있다.The controller 430 can calculate the distance between the distance measuring apparatus 400 and the object by multiplying the second distance value calculated through the second measuring method by the weight.

예를 들어, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리를 d, 제1 측정 방식을 통해 획득한 제1 거리 값을 x1, 제2 측정 방식을 통해 획득한 제2 거리 값을 x2, 가중치를 y라 가정하면, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리는 d=(x1+y*x2)/2와 같은 식으로 계산될 수 있다. For example, if the distance between the distance measuring apparatus 400 and the object is d, the first distance value acquired through the first measurement method is x1, the second distance value acquired through the second measurement method is x2, the weight is y , The distance between the distance measuring apparatus 400 and the object can be calculated as d = (x1 + y * x2) / 2.

일 실시 예에서 가중치 y는 1.2 일 수 있으나, 이 수치는 예시에 불과하고, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이가 커질수록 제1 거리 값이 작아진다는 것을 의미하고, 이는 삼각측량 방식에 의한 거리 측정 값이 작아진다는 것을 의미하므로, 가중치 y는 더 작은 값으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 삼각측량 방식은 거리 측정 값이 작아질수록 그 정밀도가 높아지기 때문이다.In one embodiment, the weight y may be 1.2, but this is merely an example, and may vary depending on the difference between the first distance value and the reference distance. For example, the larger the difference between the first distance value and the reference distance, the smaller the first distance value, which means that the distance measurement value by the triangulation method becomes smaller, so that the weight y is smaller Lt; / RTI > This is because the accuracy of the triangulation method increases as the distance measurement value becomes smaller.

반대로, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이가 작아질수록 제1 거리 값이 커진다는 것을 의미하고, 이는 삼각측량 방식에 의한 거리 측정 값이 커진다는 것을 의미하므로, 가중치 y는 더 큰 값으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 삼각측량 방식은 거리 측정 값이 커질수록 그 정밀도가 작아지기 때문이다.Conversely, the smaller the difference between the first distance value and the reference distance, the larger the first distance value. This means that the distance measurement value by the triangulation method becomes larger, so that the weight y is set to a larger value . This is because the accuracy of the triangulation method becomes smaller as the distance measurement value becomes larger.

또 다른 실시 예에서 제어부(430)는 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값 및 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 각각에 가중치를 두어 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산할 수 있다.In another embodiment, the controller 430 may assign a weight to each of the first distance value calculated through the first measurement method and the second distance calculated through the second measurement method to determine the distance between the distance measuring apparatus 400 and the object Can be calculated.

즉, 제어부(430)는 제1 측정 방식을 통해 계산된 제1 거리 값에 제1 가중치를 곱하고, 제2 측정 방식을 통해 계산된 제2 거리 값에 제2 가중치를 두어 거리 측정 장치(400)와 물체와의 거리를 계산할 수 있다. 여기서, 제1 가중치는 제2 가중치보다 작은 값일 수 있다.That is, the controller 430 multiplies the first distance value calculated through the first measurement method by the first weight value, puts the second weight value to the second distance value calculated through the second measurement method, And the distance from the object can be calculated. Here, the first weight may be a value smaller than the second weight.

예를 들어, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리를 d, 제1 측정 방식을 통해 획득한 제1 거리 값을 x1, 제2 측정 방식을 통해 획득한 제2 거리 값을 x2, 제1 가중치를 y1, 제2 가중치를 y2라 가정하면, 거리 측정 장치(400)와 물체 간의 거리는 d=(y1*x1+y2*x2)/2와 같은 식으로 계산될 수 있다. 여기서, 제1 가중치 y1는 가중치 y2보다 작은 값을 가질 수 있다. y1은 0.8 일 수 있고, y2는 1.2 일 수 있으나, 이 수치는 예시에 불과하고, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이가 커질수록 제1 거리 값이 작아진다는 것을 의미하고, 이는 삼각측량 방식에 의한 거리 측정 값이 작아진다는 것을 의미하므로, 가중치 y1은 1보다 작고, 0.8보다 더 큰 값으로, y2은 1보다 크고, 1.2보다 더 작은 값으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 삼각측량 방식은 거리 측정 값이 더 작을수록 그 정밀도가 높아지기 때문이다.For example, if the distance between the distance measuring apparatus 400 and the object is d, the first distance value acquired through the first measurement method is x1, the second distance value acquired through the second measurement method is x2, And the second weight is y2, the distance between the distance measuring apparatus 400 and the object can be calculated as d = (y1 * x1 + y2 * x2) / 2. Here, the first weight y1 may have a value smaller than the weight y2. y1 may be 0.8 and y2 may be 1.2, but these values are only examples and may vary depending on the difference between the first distance value and the reference distance. For example, the larger the difference between the first distance value and the reference distance, the smaller the first distance value. This means that the distance measurement value by the triangulation method becomes smaller, Small, greater than 0.8, and y2 can be set to a value greater than 1 and less than 1.2. This is because, as the distance measurement value becomes smaller, the accuracy of the triangulation method becomes higher.

반대로, 제1 거리 값과 기준 거리의 차이가 작아질수록 제1 거리 값이 커진다는 것을 의미하고, 이는 삼각측량 방식에 의한 거리 측정 값이 커진다는 것을 의미하므로, 가중치 y1는 1보다 작고, 0.8보다 더 작은 값으로, y2는 1보다 크고, 1.2보다 더 큰 값으로 설정될 수 있다. 왜냐하면, 삼각측량 방식은 거리 측정 값이 커질수록 그 정밀도가 작아지기 때문이다.On the contrary, it means that the first distance value becomes larger as the difference between the first distance value and the reference distance becomes smaller. This means that the distance measurement value by the triangulation method becomes larger, so that the weight y1 is smaller than 1 and 0.8 , Y2 can be set to a value greater than 1 and greater than 1.2. This is because the accuracy of the triangulation method becomes smaller as the distance measurement value becomes larger.

상기와 같이 설명된 거리 측정 장치는 위에 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.It is to be understood that the above-described distance measuring apparatus can be applied to a configuration and a method of the embodiments described above in a limited manner, but the embodiments may be modified such that all or some of the embodiments are selectively combined .

Claims (14)

거리 측정 장치에 있어서,
거리 측정용 빔을 물체에 발광하는 송광부;
상기 물체에서 반사되어 상기 거리 측정 장치로 모이는 빛을 감지하는 수광부;
상기 감지된 빛을 통해 제1 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제1 거리 값을 계산하는 제1 거리 계산부;
상기 감지된 빛을 통해 제2 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제2 거리 값을 계산하는 제2 거리 계산부; 및
상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값을 기준 거리와 비교하고, 비교결과에 따라 가중치를 부여하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 최종 거리를 산정하는 제어부를 포함하는
거리 측정 장치.A distance measuring apparatus comprising:
A light emitting unit for emitting a distance measuring beam to an object;
A light receiving unit which is reflected by the object and senses light gathered by the distance measuring device;
A first distance calculation unit for calculating a first distance value between the distance measurement apparatus and the object using the first measurement method through the sensed light;
A second distance calculation unit for calculating a second distance value between the distance measurement apparatus and the object using the second measurement method through the sensed light; And
And a controller for comparing the first distance value and the second distance value with a reference distance and assigning a weight according to a result of the comparison to calculate a final distance between the distance measuring apparatus and the object
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값이 모두 상기 기준 거리 보다 작은 경우, 상기 제1 거리 값에 가중치를 부여하여 상기 최종 거리를 산정하는
거리 측정 장치.The method according to claim 1,
The control unit
If the first distance value and the second distance value are both smaller than the reference distance, the first distance value is weighted and the final distance is calculated
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값이 모두 상기 기준 거리 보다 큰 경우, 상기 제2 거리 값에 가중치를 부여하여 상기 최종 거리를 산정하는
거리 측정 장치.The method according to claim 1,
The control unit
If the first distance value and the second distance value are both greater than the reference distance, weighting the second distance value to calculate the final distance
Distance measuring device. 제2항에 있어서,
상기 가중치는
상기 기준 거리와 상기 제1 거리 값의 차이에 따라 달리 설정되는
거리 측정 장치.3. The method of claim 2,
The weight
And is set differently according to the difference between the reference distance and the first distance value
Distance measuring device. 제4항에 있어서,
상기 제어부는
상기 기준 거리와 상기 제1 거리 값의 차이가 작을수록 상기 가중치를 더 작게 부여하고,
상기 기준 거리와 상기 제1 거리 값의 차이가 클수록 상기 가중치를 더 크게 부여하는
거리 측정 장치.5. The method of claim 4,
The control unit
The smaller the difference between the reference distance and the first distance value is, the smaller the weight is given,
The larger the difference between the reference distance and the first distance value, the greater the weight is given
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값 모두에 가중치를 부여하여 최종 거리를 산정하는
거리 측정 장치.The method according to claim 1,
The control unit
And weighting both the first distance value and the second distance value to calculate a final distance
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 제1 측정 방식은 삼각측량 방식이고,
상기 제2 측정 방식은 TOF(Time OF Flight) 방식인
거리 측정 장치.The method according to claim 1,
The first measurement method is a triangulation method,
The second measurement method may be a time-of-flight (TOF)
Distance measuring device. 거리 측정 장치의 거리 측정 방법에 있어서,
거리 측정용 빔을 물체에 발광하는 단계;
상기 물체에서 반사되어 상기 거리 측정 장치로 모이는 빛을 감지하는 단계;
상기 감지된 빛을 통해 제1 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제1 거리 값을 계산하는 단계;
상기 감지된 빛을 통해 제2 측정 방식을 이용하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 제2 거리 값을 계산하는 단계; 및
상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값을 기준 거리와 비교하고, 비교결과에 따라 가중치를 부여하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 최종 거리를 산정하는 단계를 포함하는
거리 측정 장치의 거리 측정 방법.A method for measuring a distance of a distance measuring device,
Emitting a beam for distance measurement to an object;
Detecting light reflected by the object and collected by the distance measuring device;
Calculating a first distance value between the distance measuring device and the object using the first measurement method through the sensed light;
Calculating a second distance value between the distance measuring device and the object using the second measurement method through the sensed light; And
Comparing the first distance value and the second distance value with a reference distance and assigning a weight according to a result of the comparison to estimate a final distance between the distance measuring apparatus and the object
Distance measuring method of distance measuring device. 제8항에 있어서,
상기 최종 거리를 산정하는 단계는
상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값이 모두 상기 기준 거리 보다 작은 경우, 상기 제1 거리 값에 가중치를 부여하여 상기 최종 거리를 산정하는 단계를 포함하는
거리 측정 장치의 거리 측정 방법.9. The method of claim 8,
The step of estimating the final distance
And when the first distance value and the second distance value are both smaller than the reference distance, weighting the first distance value to calculate the final distance
Distance measuring method of distance measuring device. 제8항에 있어서,
상기 최종 거리를 산정하는 단계는
상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값이 모두 상기 기준 거리 보다 큰 경우, 상기 제2 거리 값에 가중치를 부여하여 상기 최종 거리를 산정하는 단계를 포함하는
거리 측정 장치의 거리 측정 방법.9. The method of claim 8,
The step of estimating the final distance
And if the first distance value and the second distance value are both greater than the reference distance, weighting the second distance value to calculate the final distance
Distance measuring method of distance measuring device. 제8항에 있어서,
상기 가중치는
상기 기준 거리와 상기 제1 거리 값의 차이에 따라 달리 설정되는
거리 측정 장치의 거리 측정 방법.9. The method of claim 8,
The weight
And is set differently according to the difference between the reference distance and the first distance value
Distance measuring method of distance measuring device. 제11항에 있어서,
상기 비교결과에 따라 가중치를 부여하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 최종 거리를 산정하는 단계는
상기 기준 거리와 상기 제1 거리 값의 차이가 작을수록 상기 가중치를 더 작게 부여하고,
상기 기준 거리와 상기 제1 거리 값의 차이가 클수록 상기 가중치를 더 크게 부여하여 상기 최종 거리를 산정하는 단계를 포함하는
거리 측정 장치의 거리 측정 방법.12. The method of claim 11,
And calculating a final distance between the distance measuring apparatus and the object by assigning a weight according to the comparison result
The smaller the difference between the reference distance and the first distance value is, the smaller the weight is given,
And increasing the difference between the reference distance and the first distance value so that the final distance is calculated
Distance measuring method of distance measuring device. 제8항에 있어서,
상기 비교결과에 따라 가중치를 부여하여 상기 거리 측정 장치와 상기 물체 간의 최종 거리를 산정하는 단계는
상기 제1 거리 값 및 상기 제2 거리 값 모두에 가중치를 부여하여 최종 거리를 산정하는 단계를 포함하는
거리 측정 장치의 거리 측정 방법.9. The method of claim 8,
And calculating a final distance between the distance measuring apparatus and the object by assigning a weight according to the comparison result
And weighting both the first distance value and the second distance value to calculate a final distance
Distance measuring method of distance measuring device. 제8항에 있어서,
상기 제1 측정 방식은 삼각측량 방식이고,
상기 제2 측정 방식은 TOF(Time OF Flight) 방식인
거리 측정 장치의 거리 측정 방법.9. The method of claim 8,
The first measurement method is a triangulation method,
The second measurement method may be a time-of-flight (TOF)
Distance measuring method of distance measuring device.
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