KR20160034719A

KR20160034719A - Lidar system

Info

Publication number: KR20160034719A
Application number: KR1020140126055A
Authority: KR
Inventors: 정영대; 이종원
Original assignee: 한화테크윈 주식회사
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2016-03-30
Also published as: WO2016047847A1

Abstract

라이다 시스템은 베이스와, 일측이 베이스에 회전 가능하게 연결된 회전부와, 베이스로부터 회전부의 타측을 회전 가능하게 지지하는 지지부와, 베이스에서 회전부를 향해 광을 방사하는 광발생부와, 회전부에 설치되며 광발생부의 광을 외측을 향하여 안내하는 광학부와, 회전부로 유입된 반사광을 수신하여 전기신호로 변환하는 수신부와, 회전부의 타측과 지지부의 사이에 설치되어 회전부를 회전 가능하게 지지하며 수신부에 신호를 전달하는 신호 전달부와, 지지부에 설치되어 베이스와 신호 전달부를 전기적으로 연결하는 배선부와, 회전부를 회전시키는 구동부와, 베이스에 설치되며 광발생부와 구동부와 배선부와 전기적으로 연결되어 광발생부와 구동부와 수신부를 제어하는 제어부를 구비한다.The lidar system includes a base, a rotating portion having one side rotatably connected to the base, a supporting portion rotatably supporting the other side of the rotating portion from the base, a light generating portion emitting light toward the rotating portion from the base, A receiving portion provided between the other side of the rotating portion and the supporting portion for rotatably supporting the rotating portion and for receiving the signal from the light receiving portion, A wiring part provided on the supporting part for electrically connecting the base and the signal transmission part; a driving part for rotating the rotation part; a driving part provided on the base and electrically connected to the light generating part, the driving part and the wiring part, And a control unit for controlling the generating unit, the driving unit, and the receiving unit.

Description

Lidar system}

실시예들은 라이다 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광을 방사하는 회전부의 크기와 중량을 감소시켜 컴팩트한 디자인을 갖는 라이다 시스템에 관한 것이다.Embodiments relate to a ladder system, and more particularly to a ladder system having a compact design by reducing the size and weight of a rotating portion that emits light.

라이다 시스템(LIDAR system; Light Detection And Ranging System)은 레이저를 목표물을 향하여 조사하고 사물까지의 거리, 방향, 속도, 온도, 물질 분포 및 농도 특성 등을 감지할 수 있는 시스템이다. Light Detection And Ranging System (LIDAR) is a system that can detect the distance, direction, velocity, temperature, material distribution and concentration characteristics to a target.

라이다 시스템은 기상 관측이나 거리 측정 등의 용도를 위해 활용되다가, 최근에는 위성을 이용한 기상 관측, 무인 로봇 센서, 무인 주행차, 및 3차원 영상 모델링을 위한 기술을 위하여 연구되고 있다.Lidar system has been used for meteorological observation and distance measurement. Recently, it has been studied for satellite meteorological observation, unmanned robot sensor, unmanned vehicle, and 3D image modeling.

레이저를 발사하는 부분이 회전하도록 설계된 회전식 라이다 시스템에서는, 회전 운동을 하는 회전체에 레이저를 발생하는 광원과, 광원을 제어하고 전원을 공급하는 모듈을 배치하여야 한다. 또한 회전체에 전원 등을 공급하기 위해서는 회전체를 지지하는 본체와 회전체의 사이에 전기적인 연결을 위한 부속품을 사용해야 한다. In a rotary laser system designed to rotate a laser-emitting part, a light source for generating a laser in the rotating body for rotating motion and a module for controlling the light source and supplying power are to be arranged. In addition, to supply power to the rotating body, an accessory for electrical connection between the body supporting the rotating body and the rotating body is to be used.

이와 같은 회전식 라이다 시스템에서는 회전체의 전체적인 크기와 무게가 크게 증가하므로 라이다 시스템의 컴팩트한 설계가 어렵다. 또한 중량의 회전체를 구동하기 위해서는 대용량의 구동모터를 채택해야 하므로, 라이다 시스템의 전체 크기와 무게가 증가하여 제어가 어렵고 구동모터의 구동을 위한 전력소모가 증가한다. In such a rotary ladder system, the overall size and weight of the rotating body is greatly increased, making it difficult to design a compact lidar system. In addition, since a large-capacity driving motor must be employed to drive a heavy rotating body, the overall size and weight of the LIDAR system increase, which makes it difficult to control and power consumption for driving the driving motor increases.

미국 등록특허 7,969,558 (2011.06.28)US registered patent 7,969,558 (June 28, 2011)

실시예들의 목적은 컴팩트하며 안전성이 향상된 라이다 시스템을 제공하는 데 있다.It is an object of embodiments to provide a compact and safety-enhanced ladder system.

실시예들의 다른 목적은 광을 외부로 방사하는 회전부의 크기와 무게가 최소화된 라이다 시스템을 제공하는 데 있다.Another object of the embodiments is to provide a ladder system in which the size and weight of the rotating part for radiating light to the outside are minimized.

실시예들의 또 다른 목적은 광을 발생시키는 광발생부를 회전부를 지지하는 베이스에 설치함으로써 컴팩트한 디자인의 라이다 시스템을 제공하는 데 있다.It is still another object of the embodiments to provide a compact design ladder system by providing a light generating portion for generating light on a base for supporting a rotary portion.

실시예들의 또 다른 목적은 회전하는 회전부를 보호함으로써 안전성이 향상되는 라이다 시스템을 제공하는 데 있다.Another object of the embodiments is to provide a ladder system in which safety is improved by protecting a rotating rotary part.

일 실시예에 관한 라이다 시스템은 베이스와, 베이스에 일측이 회전 가능하게 연결된 회전부와, 베이스로부터 회전부의 타측까지 연장하며 회전부의 타측을 회전 가능하게 지지하는 지지부와, 베이스에 설치되며 회전부를 향해 광을 방사하는 광발생부와, 회전부에 설치되며 광발생부의 광을 회전부의 외측을 향하여 안내하는 광학부와, 외부에서 반사되어 회전부로 유입된 반사광을 수신하여 전기신호로 변환하는 수신부와, 회전부의 타측과 지지부의 사이에 설치되어 회전부를 회전 가능하게 지지하며 수신부에 신호를 전달하는 신호 전달부와, 지지부에 설치되어 베이스와 신호 전달부를 전기적으로 연결하는 배선부와, 베이스에 설치되어 회전부를 회전시키는 구동부와, 베이스에 설치되며 광발생부와 구동부와 배선부와 전기적으로 연결되어 광발생부와 구동부와 수신부를 제어하는 제어부를 구비한다.The lidar system according to one embodiment includes a base, a rotating portion rotatably connected to one side of the base, a support portion extending from the base to the other side of the rotatable portion and rotatably supporting the other side of the rotatable portion, An optical part provided in the rotating part and guiding the light of the light generating part toward the outside of the rotating part, a receiving part for receiving the reflected light reflected from the outside and reflected by the rotating part and converting the received light into an electric signal, A wiring part provided on the supporting part for electrically connecting the base and the signal transmitting part, and a wiring part provided on the base for supporting the rotating part, A light source, a driving unit, and a wiring unit, And a control unit for controlling the driving unit and the receiving unit and the biological father.

회전부는 일측에 중공의 회전축을 구비할 수 있고, 베이스는 회전축을 회전 가능하게 지지하는 지지축을 구비할 수 있으며, 라이다 시스템은 지지축과 회전축의 사이에 설치되는 제1 베어링을 더 구비할 수 있고, 구동부는 지지축에 대해 회전축을 회전시키는 구동력을 발생할 수 있다.The rotary part may include a hollow rotary shaft at one side thereof and the base may include a support shaft for rotatably supporting the rotary shaft. The system may further include a first bearing installed between the support shaft and the rotary shaft And the driving unit can generate a driving force for rotating the rotation shaft with respect to the support shaft.

광발생부는 광을 회전축을 통과시켜 회전부를 향해 방사할 수 있다.The light generating part can radiate light toward the rotating part by passing through the rotating shaft.

지지부는 회전부의 타측을 회전 가능하게 지지하는 통공을 갖는 상부 지지부를 구비할 수 있고, 회전부는 타측에 상부 지지부의 통공에 회전 가능하게 삽입되는 상부축을 구비할 수 있으며, 라이다 시스템은 상부 지지부와 회전부의 상부축의 사이에 배치되는 제2 베어링을 더 구비할 수 있고, 신호 전달부는 상부축의 중심을 관통하는 관통공에 삽입되며 상부 지지부에 고정될 수 있다.The support portion may include an upper support portion having a through hole for rotatably supporting the other side of the rotation portion and the rotation portion may include an upper shaft rotatably inserted into the through hole of the upper support portion on the other side, And a second bearing disposed between the upper shaft of the rotary part and the signal transmission part may be inserted into the through hole passing through the center of the upper shaft and fixed to the upper support part.

광학부는 제1 방향과 제2 방향으로 광을 방사할 수 있으며, 회전부는 제1 방향과 제2 방향의 광을 회전부의 외측으로 통과시키는 복수 개의 광출구를 구비할 수 있다.The optical unit may emit light in the first direction and the second direction, and the rotating unit may include a plurality of light outlets for passing the light in the first direction and the second direction to the outside of the rotation unit.

광학부는 프리즘과, 프리즘의 일면에 배치되어 제1 방향으로 광을 반사시키는 제1 미러와, 프리즘의 타면에 배치되어 제2 방향으로 광을 반사시키는 제2 미러를 구비할 수 있다.The optical unit may include a prism, a first mirror disposed on one surface of the prism to reflect light in a first direction, and a second mirror disposed on the other surface of the prism to reflect light in a second direction.

수신부는 서로 다른 방향에서 입사되는 반사광을 수신하는 제1 수신부와 제2 수신부를 구비할 수 있고, 회전부는 제1 수신부와 제2 수신부에 대응하는 각각의 위치에 광입구를 구비할 수 있다.The receiving unit may include a first receiving unit and a second receiving unit for receiving reflected light incident from different directions, and the rotating unit may include a light inlet at each position corresponding to the first receiving unit and the second receiving unit.

지지부는 회전부의 외측에 회전부의 회전 방향을 따라 이격되도록 복수 개가 배치될 수 있고, 배선부는 복수 개의 지지부의 적어도 하나에 배치될 수 있다.A plurality of support portions may be disposed on the outer side of the rotary portion so as to be spaced along the rotation direction of the rotary portion, and the wiring portion may be disposed on at least one of the plurality of support portions.

다른 실시예에 관한 라이다 시스템은, 베이스와, 일측에 중공의 회전축을 구비하며 회전축에 의해 베이스에 회전 가능하게 결합되는 회전부와, 베이스에 배치되어 광을 발생시키며 광을 회전축을 통과시켜 회전부로 전달하는 광발생부와, 베이스로부터 회전부의 타측까지 연장하며 회전부의 타측을 회전 가능하게 지지하는 지지부와, 회전부에 배치되며 광발생부에서 전달된 광을 회전부의 외측으로 방사하는 광학부와, 회전부에 배치되며 외부로부터 유입된 반사광을 수신하여 전기신호를 발생시키는 수신부와, 회전부의 타측과 지지부의 사이에 설치되어 수신부에 신호를 전달하는 신호 전달부를 구비한다.Another aspect of the present invention provides a lidar system comprising a base, a rotating part having a hollow rotary shaft on one side and rotatably coupled to the base by a rotating shaft, a light source disposed on the base for generating light, A supporting portion extending from the base to the other side of the rotating portion and rotatably supporting the other side of the rotating portion, an optical portion disposed in the rotating portion and emitting the light transmitted from the light generating portion to the outside of the rotating portion, And a signal transmission unit disposed between the other side of the rotation unit and the support unit for transmitting a signal to the reception unit.

다른 실시예에 관한 라이다 시스템에서, 베이스는 회전축을 회전 가능하게 지지하는 지지축을 구비할 수 있고, 라이다 시스템은 지지축과 회전축의 사이에 설치되는 제1 베어링, 및 베이스에 설치되어 지지축에 대해 회전축을 회전시키는 구동력을 발생하는 구동부를 더 구비할 수 있다. In a ladder system according to another embodiment, the base may include a support shaft for rotatably supporting the rotation shaft, the ladder system may include a first bearing installed between the support shaft and the rotation shaft, And a driving unit for generating a driving force for rotating the rotating shaft about the rotating shaft.

다른 실시예에 관한 라이다 시스템은 베이스에 설치되며 광발생부와 구동부와 배선부와 전기적으로 연결되어 광발생부와 구동부와 수신부를 제어하는 제어부를 더 구비할 수 있다.The ladder system according to another embodiment may further include a control unit installed in the base and electrically connected to the light generating unit, the driving unit, and the wiring unit to control the light generating unit, the driving unit, and the receiving unit.

상술한 바와 같은 실시예들에 관한 라이다 시스템에서는 광을 발생시키는 광발생부를 베이스에 배치할 수 있으므로 회전하는 회전부에 내장되는 구성 요소들의 개수와 부피를 크게 감소시킬 수 있다. 또한 광발생부를 베이스에 배치할 수 있으므로 회전부의 중량을 감소시켜 회전부의 구동을 위해 필요한 구동부의 크기와 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 또한 회전부를 회전 가능하게 지지하면서 회전부에 전기신호를 전달하는 지지부가 회전부를 둘러싸 회전부를 보호하므로 안전성이 향상될 수 있다. In the ladder system according to the above-described embodiments, since the light generating unit for generating light can be disposed on the base, the number and volume of the components incorporated in the rotating rotary unit can be greatly reduced. Also, since the light generating part can be disposed on the base, the weight of the rotating part can be reduced, and the size and power consumption of the driving part required for driving the rotating part can be reduced. In addition, since the supporting part that rotatably supports the rotation part and transmits the electric signal to the rotation part surrounds the rotation part and protects the rotation part, the safety can be improved.

도 1은 일 실시예에 관한 라이다 시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1의 라이다 시스템의 일부분을 절개하여 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 라이다 시스템의 단면도이다.
도 4는 도 1의 라이다 시스템의 일부 구성 요소들을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 1의 라이다 시스템의 광학부의 작동을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 6은 도 1의 라이다 시스템의 구성 요소들의 관계를 개략적으로 나타낸 블록도이다.1 is a perspective view of a ladder system according to one embodiment.
Figure 2 is a perspective view of a portion of the ladle system of Figure 1 cut away.
3 is a cross-sectional view of the ladder system of Fig.
Figure 4 is a perspective view showing some of the components of the ladle system of Figure 1;
5 is a conceptual diagram schematically illustrating the operation of the optical portion of the ladder system of Fig.
Figure 6 is a block diagram schematically illustrating the relationship of the components of the ladal system of Figure 1;

이하, 첨부 도면의 실시예들을 통하여, 실시예들에 관한 라이다 시스템의 구성과 작용을 상세히 설명한다. 설명 중에 사용되는 '및/또는'의 표현은 관련 요소들의 하나 또는 요소들의 조합을 의미한다.Hereinafter, the structure and operation of the ladder system according to the embodiments will be described in detail through the embodiments of the accompanying drawings. The expression " and / or " used in the description refers to one of the elements or a combination of elements.

도 1은 일 실시예에 관한 라이다 시스템의 사시도이고, 도 2는 도 1의 라이다 시스템의 일부분을 절개하여 도시한 사시도이며, 도 3은 도 1의 라이다 시스템의 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a ladder system according to one embodiment, FIG. 2 is a perspective view of a portion of the ladia system of FIG. 1 cut away, and FIG. 3 is a cross sectional view of the ladder system of FIG.

도 1 내지 도 3에 나타난 실시예에 관한 라이다 시스템은, 베이스(10)와 베이스(10)에 일측(20a)이 회전 가능하게 연결되는 회전부(20)와, 베이스(10)에서 회전부(20)의 타측(20b)까지 연장하여 회전부(20)의 타측(20b)을 회전 가능하게 지지하는 지지부(30)와, 베이스(10)에 설치되어 광을 발생시켜 회전부(20)를 향하여 광을 방사하는 광발생부(40)와, 회전부(20)에 설치되어 광발생부(40)의 광을 회전부(20)의 외측을 향하여 안내하는 광학부(50)와, 회전부(20)에 배치되며 외부로부터 유입되는 반사광을 수신하여 전기신호를 발생시키는 수신부(60)와, 회전부(20)의 지지부(30)의 연결 부분에 설치되어 수신부(60)에 신호를 전달하는 신호 전달부(70)를 구비한다.The lidar system according to the embodiment shown in Figs. 1 to 3 is provided with a rotary part 20 in which one side 20a is rotatably connected to a base 10 and a base 10, a rotary part 20 in the base 10, A supporting part 30 extending to the other side 20b of the rotating part 20 and rotatably supporting the other side 20b of the rotating part 20; An optical part 50 provided in the rotary part 20 and guiding the light of the light generating part 40 toward the outside of the rotary part 20; And a signal transmission unit 70 provided at a connection part between the support part 30 of the rotary part 20 and the signal transmission part 70 for transmitting a signal to the reception part 60 do.

지지부(30)에는 베이스(10)와 신호 전달부(70)를 전기적으로 연결하는 배선부(80)가 설치될 수 있다. 배선부(80)에는 구리 재질의 전선이나 광신호를 전달하는 광섬유 등이 이용될 수 있다.The supporting portion 30 may be provided with a wiring portion 80 for electrically connecting the base 10 and the signal transmitting portion 70. The wiring portion 80 may be made of a copper wire or an optical fiber for transmitting an optical signal.

베이스(10)에는 회전부(20)를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동부(90)가 설치될 수 있다. 또한 베이스(10)에는 제어부(100)가 설치될 수 있다. 제어부(100)는 광발생부(40), 구동부(90), 및 배선부(80)에 전기적으로 연결됨으로써, 광발생부(40)와 구동부(90)와 수신부(60)의 각각을 제어할 수 있다.The base 10 may be provided with a driving unit 90 for generating a driving force for rotating the rotation unit 20. The control unit 100 may be installed on the base 10. The control unit 100 controls each of the light generating unit 40, the driving unit 90 and the receiving unit 60 by being electrically connected to the light generating unit 40, the driving unit 90, and the wiring unit 80 .

도 2 및 도 3을 참조하면, 회전부(20)는 일측(20a)에 중공의 회전축(21)을 구비한다. 회전축(21)은 광발생부(40)에 의해 발생한 광을 통과시키는 중심 구멍(21a)을 구비한다. 베이스(10)는 회전축(21)을 회전 가능하게 지지하도록 회전축(21)을 둘러싸는 지지축(11)을 구비한다. 지지축(11)과 회전축(21)의 사이에는 제1 베어링(17)이 설치되므로, 회전축(21)은 지지축(11)에 대하여 회전할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3, the rotary part 20 has a hollow rotary shaft 21 on one side 20a thereof. The rotary shaft 21 has a center hole 21a through which the light generated by the light generating portion 40 passes. The base 10 has a support shaft 11 surrounding the rotation shaft 21 for rotatably supporting the rotation shaft 21. The first bearing 17 is provided between the support shaft 11 and the rotation shaft 21 so that the rotation shaft 21 can rotate with respect to the support shaft 11. [

구동부(90)는 지지축(11)에 고정되는 스테이터(91)와, 회전축(21)에 고정되는 로터(92)를 구비할 수 있다. 구동부(90)는 예를 들어 무브러시 직류 모터(blushless direct current motor; BLDC motor)가 사용될 수 있으며, 실시예는 구동부(90)에 사용되는 모터의 유형에 의해 한정되는 것은 아니므로 다양한 형태의 모터를 이용하여 구동부(90)를 구현할 수 있다. 구동부(90)는 제어부(100)로부터 전달되는 제어 신호에 의해 작동함으로써 회전축(21)을 지지축(11)에 대하여 회전시킬 수 있다. The driving unit 90 may include a stator 91 fixed to the supporting shaft 11 and a rotor 92 fixed to the rotating shaft 21. [ For example, a brushless direct current motor (BLDC motor) may be used as the driving unit 90, and the embodiment is not limited by the type of the motor used in the driving unit 90, The driving unit 90 can be implemented. The driving unit 90 can rotate the rotation shaft 21 with respect to the support shaft 11 by operating by the control signal transmitted from the control unit 100. [

광발생부(40)는 회전축(21)을 통과시켜 회전부(20)를 향해 광을 방사하는 기능을 수행한다. 광발생부(40)는 제어부(100)로부터 전달되는 제어 신호에 의해 작동함으로써 펄스형 레이저(pulsed laser)을 발생할 수 있다. The light generating unit 40 performs a function of passing light through the rotation axis 21 and emitting light toward the rotation unit 20. The light generating unit 40 may generate a pulsed laser by operating by a control signal transmitted from the controller 100.

지지부(30)는 원형 단면이나 다각형의 단면을 갖는 관 형상으로 제조될 수 다. 지지부(30)의 일측 단부(30a)는 베이스(10)에 연결되고, 지지부(30)의 타측 단부에는 회전부(20)의 타측(20b)을 회전 가능하게 지지하기 위한 상부 지지부(30b)가 설치된다. The support portion 30 can be manufactured in a tubular shape having a circular cross section or a polygonal cross section. One end portion 30a of the support portion 30 is connected to the base 10 and an upper support portion 30b for rotatably supporting the other side 20b of the rotation portion 20 is installed at the other end portion of the support portion 30 do.

도 1을 참조하면 지지부(30)는 회전부(20)의 회전 방향을 따라 서로 이격되는 복수 개의 지지부들(31, 32, 33)로 이루어질 수 있다. 지지부들(31, 32, 33)의 개수는 도 1에 도시된 것과 같이 3 개로 제한되는 것은 아니며 더 많은 개수가 설치되거나, 2개 또는 1개만이 설치될 수도 있다. 지지부(30)는 베이스(10)와 회전부(20)를 기계적으로 및 전기적으로 연결하는 기능을 수행함과 아울러 회전부(20)를 회전 가능하게 연결하는 기능을 수행할 수 있다. Referring to FIG. 1, the support portion 30 may include a plurality of support portions 31, 32, and 33 spaced from each other along the rotation direction of the rotation portion 20. The number of supports 31, 32, and 33 is not limited to three as shown in FIG. 1, and a larger number may be provided, or only two or only one support may be installed. The supporting portion 30 may function to mechanically and electrically connect the base 10 and the rotary portion 20 and may also function to connect the rotary portion 20 in a rotatable manner.

또한 지지부(30)는 회전부(20)를 둘러싸 외부 충격으로부터 회전부(20)를 보호하는 뼈대의 기능을 할 수 있다. 회전부(20)가 회전함에 따라 회전부(20)에 외측으로 방사되는 광이 외부의 물체에 부딪쳐 반사된 반사광이 회전부(20)로 다시 입사한다. 회전부(20)에서 광이 외측으로 방사되는 과정에서 지지부(30)가 광이나 반사광의 진행 경로를 차단할 수 있으나, 이러한 경우에는 레이저의 발산 조사각으로 인하여 근접 신호로 측정이 가능하므로 음역 지역의 발생하지 않는다.Also, the support portion 30 can function as a skeleton that surrounds the rotation portion 20 and protects the rotation portion 20 from an external impact. As the rotation unit 20 rotates, the light radiated outward to the rotation unit 20 hits an external object, and the reflected light is incident on the rotation unit 20 again. In this case, since the beam can be measured by the proximity signal due to the divergence angle of the laser beam, it is possible to prevent the occurrence of the occurrence of the translucent zone I never do that.

도 2에서 세 개의 지지부들(31, 32, 33) 중 하나의 지지부(31)에만 배선부(80)가 배치되는데, 실시예는 이러한 배선부(80)의 배치 방식에 의해 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 지지부들(31, 32, 33)의 모두에 배선부(80)가 배치되거나 일부에 배치될 수 있다.2, the wiring portion 80 is disposed only in one of the three support portions 31, 32, and 33. The embodiment is not limited by the arrangement of the wiring portion 80, The wiring portions 80 may be disposed on all or part of the supporting portions 31, 32,

도 2 및 도 3을 참조하면, 상부 지지부(30b)는 회전부(20)의 타측(20b)을 회전 가능하게 지지하는 통공(38)을 구비한다. 회전부(20)는 상부 지지부(30b)의 통공(38)에 회전 가능하도록 삽입되는 상부축(28)을 구비한다. 회전부(20)의 상부축(28)과 통공(38)의 사이에는 제2 베어링(37)이 설치되므로, 상부 지지부(30b)는 회전부(20)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 2 and 3, the upper support part 30b has a through hole 38 for rotatably supporting the other side 20b of the rotation part 20. [ The rotary part 20 has an upper shaft 28 rotatably inserted into the through hole 38 of the upper support part 30b. The second bearing 37 is provided between the upper shaft 28 of the rotary part 20 and the through hole 38 so that the upper support 30b can rotatably support the rotary part 20. [

상부 지지부(30b)의 외측 가장자리와 회전부(20)의 사이에는 밀봉링(39)이 설치될 수 있다. 밀봉링(39)은 회전부(20)가 회전하는 동안 상부 지지부(30b)와 회전부(20)의 연결 부위의 밀봉 상태를 유지함으로써 외부의 이물질이 회전부(20)의 내부와 상부 지지부(30b)의 내부로 침입하는 것을 방지하는 기능을 수행한다.A seal ring 39 may be provided between the outer edge of the upper support portion 30b and the rotation portion 20. [ The seal ring 39 maintains the sealed state of the connection portion between the upper support portion 30b and the rotation portion 20 while the rotation portion 20 rotates so that the foreign matter is prevented from being separated from the inside of the rotation portion 20 and the upper portion of the upper support portion 30b And functions to prevent intrusion into the inside.

회전부(20)의 타측(20b)의 상부축(28)과 회전부(20)의 일측(20a)의 회전축(21)은 회전부(20)의 회전 중심축(C)을 따라 정렬되도록 설치될 수 있다.The upper shaft 28 of the other side 20b of the rotary part 20 and the rotary shaft 21 of the one side 20a of the rotary part 20 may be arranged to be aligned along the rotation center axis C of the rotary part 20 .

신호 전달부(70)는 상부축(28)의 관통공(28a)에 회전 가능하게 삽입되며 상부 지지부(30b)에 고정된다. 신호 전달부(70)는 상부축(28)을 회전 가능하게 지지함과 동시에, 회전부(20)가 회전하는 동안 상부축(28)과 신호 전달부(70)의 사이에 전기적인 신호가 전달될 수 있다. The signal transmitting portion 70 is rotatably inserted into the through hole 28a of the upper shaft 28 and is fixed to the upper supporting portion 30b. The signal transmission unit 70 rotatably supports the upper shaft 28 and an electrical signal is transmitted between the upper shaft 28 and the signal transmission unit 70 while the rotation unit 20 is rotating .

신호 전달부(70)에는 기계적인 요소들을 회전 가능하게 연결하며 전기 신호를 전달하는 슬립링(slip ring)이 사용될 수 있다. 신호 전달부(70)에는 지지부(30)에 배치되는 배선부(80)의 단부가 전기적으로 연결된다. The signal transmission unit 70 may be a slip ring that rotatably connects mechanical elements and transmits electrical signals. The end portion of the wiring portion 80 disposed in the support portion 30 is electrically connected to the signal transmission portion 70. [

도 4는 도 1의 라이다 시스템의 일부 구성 요소들을 도시한 사시도이고, 도 5는 도 1의 라이다 시스템의 광학부의 작동을 개략적으로 도시한 개념도이다.Fig. 4 is a perspective view showing some components of the ladal system of Fig. 1, and Fig. 5 is a conceptual view schematically showing the operation of the optical portion of the ladal system of Fig.

회전부(20)의 내부에는 광학부(50)가 배치된다. 광학부(50)는 베이스(10)의 광발생부(40)로부터 전달된 광을 회전부(20)의 외부로 유도하는 기능을 수행한다. The optical part 50 is disposed inside the rotation part 20. The optical unit 50 has a function of guiding the light transmitted from the light generating unit 40 of the base 10 to the outside of the rotary unit 20.

광학부(50)는 프리즘(51)과, 프리즘(51)의 일면(도 5의 프리즘의 우측면에 해당함)에 배치되는 제1 미러(52), 프리즘(51)의 타면(도 5의 프리즘의 좌측면에 해당함)에 배치되는 제2 미러(52)를 구비한다. The optical portion 50 includes a prism 51, a first mirror 52 disposed on one surface of the prism 51 (corresponding to the right surface of the prism in Fig. 5), and a second mirror 52 disposed on the other surface of the prism 51 And a second mirror 52 disposed on the left side (corresponding to the left side).

프리즘(51)과 제1 미러(52) 및 제2 미러(52)는 광학부 프레임(53)에 의해 지지되며, 회전부(20)의 회전축(21)의 중심 구멍(21a)에 대응하는 위치에 배치된다. The prism 51, the first mirror 52 and the second mirror 52 are supported by the optical sub-frame 53 and are disposed at positions corresponding to the center hole 21a of the rotary shaft 21 of the rotary part 20 .

도 5를 참조하면, 광학부(50)의 프리즘(51)과 우측의 제1 미러(52)는 광발생부(40)로부터 전달된 광을 좌측 방향(제1 방향)으로 반사시켜 회전부(20)의 외측으로 광(L1)을 방사한다. 또한 프리즘(51)과 좌측의 제2 미러(52)는 광발생부(40)로부터 전달된 광을 우측 방향(제2 방향)으로 반사시켜 회전부(20)의 외측으로 광(L2)을 광을 방사한다. 회전부(20)는 제1 방향과 제2 방향의 광을 회전부(20)의 외측으로 통과시키는 광출구(35)를 구비한다. 5, the prism 51 of the optical part 50 and the first mirror 52 of the right side reflect the light transmitted from the light generating part 40 in the left direction (first direction) And emits the light L1 to the outside. The prism 51 and the second mirror 52 on the left side reflect the light transmitted from the light generating unit 40 to the right direction (second direction) and light the light L2 to the outside of the rotation unit 20 Radiate. The rotary unit 20 has a light outlet 35 for passing the light in the first direction and the second direction to the outside of the rotary unit 20.

도 6은 도 1의 라이다 시스템의 구성 요소들의 관계를 개략적으로 나타낸 블록도이다.Figure 6 is a block diagram schematically illustrating the relationship of the components of the ladal system of Figure 1;

도 3 및 도 6을 참조하면, 수신부(60)가 외부로부터 회전부(20)로 유입되는 반사광을 수신하는 렌즈부(61)와, 렌즈부(61)의 광을 전기적인 신호롤 변환하는 변환부(62)를 구비한다. 변환부(62)는 영상광을 전기적인 신호로 변환하는 기능을 수행하며, 예를 들어 CCD(charge coupled device)를 이용하여 공간에 대한 영상을 나타내는 전기적인 신호를 생성하거나, 거리를 나타내는 전기적인 신호를 생성하거나, 바람 등의 속도를 나타내는 전기적인 신호를 생성할 수 있다.3 and 6, the receiver 60 includes a lens unit 61 for receiving reflected light from the outside to the rotation unit 20, a conversion unit for electrically converting the light of the lens unit 61 into electric signals, (62). The conversion unit 62 converts the image light into an electrical signal. For example, the conversion unit 62 generates an electrical signal representing an image of a space using a charge coupled device (CCD) Generate a signal, or generate an electrical signal indicative of the speed of the wind or the like.

회전부(20)는 외부로부터 반사되어 회전부(20)로 유입되는 광을 통과시키도록 수신부(60)에 대응하는 위치에 광입구(36)를 구비한다. 회전부(20)에는 복수 개의 수신부(60)가 배치될 수 있다.The rotation unit 20 includes a light inlet 36 at a position corresponding to the reception unit 60 so as to allow light to be reflected from the outside and to flow into the rotation unit 20. [ A plurality of reception units 60 may be disposed in the rotation unit 20. [

도 4를 참조하면, 두 개의 수신부가 배치된 예가 도시된다. 제1 수신부(60a)와 제2 수신부(60b)의 각각은 렌즈부(61a, 61b)와 변환부(62a, 62b)를 구비한다. 제1 수신부(60a)와 제2 수신부(60b)는 서로 다른 방향에서 회전부(20)로 입사되는 반사광을 수신하여 전기적인 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 두 개의 수신부가 배치된 경우에는, 회전부(20)가 제1 수신부(60a)와 제2 수신부(60b)의 각각에 대응하는 위치에 광입구(36)를 구비할 수 있다.Referring to Fig. 4, an example in which two receivers are arranged is shown. Each of the first receiving unit 60a and the second receiving unit 60b includes lens units 61a and 61b and conversion units 62a and 62b. The first receiving unit 60a and the second receiving unit 60b receive reflected light incident on the rotation unit 20 in different directions and convert the received light into electrical signals. When two receiving units are disposed, the rotary unit 20 may include a light inlet 36 at a position corresponding to each of the first receiving unit 60a and the second receiving unit 60b.

도 6을 참조하면, 제어부(100)는 구동부(90)와, 광발생부(40)와, 수신부(60)의 각각에 전기적으로 연결되며, 구동부(90)와, 광발생부(40)와, 수신부(60)의 동작을 제어할 수 있다. 6, the control unit 100 is electrically connected to each of the driving unit 90, the light generating unit 40 and the receiving unit 60, and includes a driving unit 90, a light generating unit 40, , And the operation of the receiving unit 60 can be controlled.

제어부(100)는 구동부(90)를 제어하기 위한 구동 제어부(101)와, 광발생부(40)를 제어하기 위한 발광 제어부(102)와, 수신부(60)의 변환부(62)의 신호를 수신하여 처리하는 신호 처리부(104)와, 수신부(60)로부터 전달된 전기적인 신호를 분석하는 분석부(103) 등을 구비할 수 있다. 제어부(100)는 예를 들어 반도체칩과 회로를 포함하는 회로기판으로 제작되거나, 반도체칩에 내장되는 회로 또는 소프트웨어나, 또는 컴퓨터에서 실행될 수 있는 소프트웨어와 같이 다양한 형태로 구현될 수 있다.The control unit 100 includes a drive control unit 101 for controlling the driving unit 90, a light emission control unit 102 for controlling the light generation unit 40, and a control unit 60 for controlling the signal of the conversion unit 62 of the reception unit 60 A signal processing unit 104 for receiving and processing the received signal, and an analysis unit 103 for analyzing the electrical signal transmitted from the receiving unit 60. [ The control unit 100 may be implemented in various forms, for example, a circuit board including a semiconductor chip and a circuit, a circuit or software embedded in the semiconductor chip, or software executable by a computer.

상술한 구성의 라이다 시스템에서는 지지부가 회전부를 회전 가능하게 지지하면서 회전부에 전기신호를 전달한다. 따라서 광을 발생시키는 광발생부를 베이스에 배치할 수 있으므로, 회전하는 회전부에 내장되는 구성 요소들의 개수와 부피를 크게 감소시킬 수 있다. In the ladder system of the above-described configuration, the support portion rotatably supports the rotary portion and transmits an electric signal to the rotary portion. Therefore, since the light generating unit for generating light can be disposed on the base, the number and volume of the components incorporated in the rotating rotating unit can be greatly reduced.

상술한 실시예들에 대한 구성과 효과에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The construction and effect of the above-described embodiments are merely illustrative, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Accordingly, the true scope of protection of the invention should be determined by the appended claims.

10: 베이스 52: 미러
11: 지지축 53: 광학부 프레임
17: 제1 베어링 60: 수신부
20a: 일측 60a: 제1 수신부
20b: 타측 60b: 제2 수신부
20: 회전부 61: 렌즈부
21a: 중심 구멍 62: 변환부
21: 회전축 70: 신호 전달부
28a: 관통공 80: 배선부
28: 상부축 90: 구동부
30b: 상부 지지부 91: 스테이터
30a: 일측 단부 92: 로터
30: 지지부 31, 32, 33: 지지부들
35: 광출구 100: 제어부
36: 광입구 101: 구동 제어부
37: 제2 베어링 102: 발광 제어부
38: 통공 103: 분석부
39: 밀봉링 104: 신호 처리부
40: 광발생부 61a, 61b: 렌즈부
50: 광학부 62a, 62b: 변환부
51: 프리즘10: base 52: mirror
11: support shaft 53: optical subframe
17: first bearing 60: receiving part
20a: one side 60a: first receiving section
20b: the other side 60b: the second receiver
20: rotation part 61: lens part
21a: center hole 62: conversion section
21: rotation shaft 70: signal transmission part
28a: through hole 80: wiring part
28: upper shaft 90:
30b: upper support portion 91:
30a: one end 92: rotor
30: Support parts 31, 32, 33: Support parts
35: light outlet 100:
36: light inlet 101: drive control section
37: second bearing 102: light emission control section
38: through hole 103: analysis section
39: seal ring 104: signal processing section
40: Light generating part 61a, 61b:
50: optical part 62a, 62b:
51: prism

Claims

Base;
A rotating part rotatably connected to the base at one side thereof;
A support portion extending from the base to the other side of the rotation portion and rotatably supporting the other side of the rotation portion;
A light generating unit installed in the base and emitting light toward the rotation unit;
An optical unit installed in the rotation unit and guiding light of the light generation unit toward the outside of the rotation unit;
A receiver for receiving the reflected light reflected from the external part and converting the light into the electric signal;
A signal transmission unit installed between the other side of the rotation unit and the support unit and rotatably supporting the rotation unit and transmitting a signal to the reception unit;
A wiring part provided on the support part and electrically connecting the base and the signal transfer part;
A driving unit installed on the base for rotating the rotation unit; And
And a control unit installed in the base and electrically connected to the light generating unit, the driving unit, and the wiring unit to control the light generating unit, the driving unit, and the receiving unit.

The method according to claim 1,
Wherein the rotary part has a hollow rotary shaft at one side thereof, and the base has a support shaft for rotatably supporting the rotary shaft,
The lidar system further comprises a first bearing disposed between the support shaft and the rotation shaft,
Wherein the driving unit generates a driving force for rotating the rotation shaft with respect to the supporting shaft.

3. The method of claim 2,
Wherein the light generating unit radiates light toward the rotating unit through the rotating shaft.

The method according to claim 1,
Wherein the support portion includes an upper support portion having a through hole for rotatably supporting the other side of the rotation portion, and the rotation portion has an upper shaft rotatably inserted into the through hole of the upper support portion on the other side,
The lidar system further comprises a second bearing disposed between the upper support and the upper shaft of the rotation portion,
Wherein the signal transmission portion is inserted into a through hole passing through the center of the upper shaft and fixed to the upper support portion.

The method according to claim 1,
Wherein the optical unit emits light in a first direction and a second direction, and the rotation unit has a plurality of light outlets for passing light in the first direction and the second direction outside the rotation unit.

6. The method of claim 5,
And a second mirror disposed on the other surface of the prism and reflecting light in the second direction, wherein the second mirror is disposed on one side of the prism and reflects light in the first direction, Lida system.

The method according to claim 1,
Wherein the receiving unit includes a first receiving unit and a second receiving unit for receiving reflected light incident from different directions and the rotating unit has a light inlet at each position corresponding to the first receiving unit and the second receiving unit, System.

The method according to claim 1,
A plurality of support portions are disposed on the outer side of the rotary portion so as to be spaced along the rotation direction of the rotary portion, and the wiring portion is disposed on at least one of the plurality of support portions.

Base;
A rotary part having a hollow rotary shaft on one side and rotatably coupled to the base by the rotary shaft;
A light generating unit disposed in the base to generate light and passing light through the rotation axis to the rotation unit;
A support portion extending from the base to the other side of the rotation portion and rotatably supporting the other side of the rotation portion;
An optical unit disposed in the rotation unit and emitting the light transmitted from the light generation unit to the outside of the rotation unit;
A receiving unit disposed in the rotary unit and receiving reflected light incident from the outside to generate an electric signal; And
And a signal transmission unit provided between the other side of the rotation unit and the support unit and transmitting a signal to the reception unit.

10. The method of claim 9,
A plurality of support portions are disposed on the outer side of the rotation portion so as to be spaced apart from each other along the rotation direction of the rotation portion,
The lidar system further comprising a wiring portion disposed on at least one of the plurality of support portions and electrically connecting the base and the signal transfer portion.

11. The method of claim 10,
The base includes a support shaft for rotatably supporting the rotation shaft,
The lidar system comprising: a first bearing installed between the support shaft and the rotation shaft; And a driving unit installed on the base for generating a driving force for rotating the rotation shaft with respect to the supporting shaft.

12. The method of claim 11,
And a control unit installed in the base and electrically connected to the light generating unit, the driving unit, and the wiring unit to control the light generating unit, the driving unit, and the receiving unit.

10. The method of claim 9,
Wherein the supporting portion includes an upper supporting portion having a through hole for rotatably supporting the other side of the rotating portion, and the rotating portion further includes an upper shaft rotatably inserted into the through hole of the upper supporting portion on the other side,
The lidar system further comprises a second bearing disposed between the upper support and the upper shaft of the rotation portion,
Wherein the signal transmission portion is inserted into a through hole passing through the center of the upper shaft and fixed to the upper support portion.

10. The method of claim 9,
Wherein the optical unit emits light in a first direction and a second direction, and the rotation unit has a plurality of light outlets for passing light in the first direction and the second direction outside the rotation unit.

15. The method of claim 14,
And a second mirror disposed on the other surface of the prism and reflecting light in the second direction, wherein the second mirror is disposed on one side of the prism and reflects light in the first direction, Lida system.

10. The method of claim 9,
Wherein the receiving unit includes a first receiving unit and a second receiving unit for receiving reflected light incident from different directions and the rotating unit has a light inlet at each position corresponding to the first receiving unit and the second receiving unit, System.