KR20170036234A - 라이다 장치 및 그의 모션 제어방법 - Google Patents

라이다 장치 및 그의 모션 제어방법 Download PDF

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Abstract

라이다 장치 및 그의 모션 제어방법에 관한 것으로, 수상에서 파도나 바람을 포함한 외부 환경 조건에 의한 선박의 움직임에 따른 라이다 장치의 움직임을 보정하는 모션 제어장치를 포함하고, 상기 모션 제어장치는 선박의 방위각, 상하 방향 및 좌우 방향 움직임을 감지하는 모션 감지부, 상기 라이다 장치의 롤을 조절하는 제1 모터, 상기 라이다 장치의 피치를 조절하는 제2 모터 및 상기 모션 감지부에서 감지된 모션 감지정보에 기초해서 상기 제1 및 제2 모터에 각각 롤 제어명령과 피치 제어명령을 발생하는 제어부를 포함하는 구성을 마련하여, 수상에서 파도나 바람 등의 외부 환경 조건에 따른 선박의 방위각, 롤 및 피치를 감지하고 감지된 정보에 따라 선박에 고정 설치된 라이다 장치의 모션을 보정할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

라이다 장치 및 그의 모션 제어방법{LIDAR APPARATUS AND MOTION CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 라이다 장치 및 그의 모션 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인 수상정과 같은 선박에서 해상의 지형지물에 대한 3차원 정보를 추출하는 라이다 장치 및 그의 모션 제어방법에 관한 것이다.
최근 인력을 직접 투입하기 어려운 환경에 적용하기 위해 무인 수상정(Unmanned Surface Vessel)이 개발되고 있다.
무인 수상정은 기뢰 제거, 잠수함 수색, 보안, 정찰 등의 군사적 목적뿐만 아니라, 해양 및 해상의 환경모델을 생성하는 등 다양한 목적으로 이용되고 있다.
예를 들어, 하기의 특허문헌 1에는 무인 수상정 기술이 개시되어 있다.
이러한 무인 수상정에는 지형지물에 대한 수치표고모델 생성을 위해, 라이다(LIDAR, Light Detection And Ranging)가 적용되고 있다.
예를 들어, 하기의 특허문헌 1에는 라이다를 이용해서 지형지물에 대한 영상이미지를 도화하는 영상도화 합성시스템 기술이 개시되어 있다.
일반적으로, 라이다는 펄스 레이저와 같은 광원을 조사하는 송신광학계와 대상 물체에 반사하여 회귀하는 상기 광원을 수신하는 수신광학계로 구성되고, 레이저를 주사하여 그 반사와 흡수를 통해 대기중의 온도, 습도, 시정거리 등을 측정할 수 있다.
이로 인해, 라이다는 지형 및 지물을 측정하기 위하여, 이동수단에 부착되어 실측이 어려운 지형 및 지물의 고도, 해안의 깊이 등과 같은 실측데이터를 구하는데 사용되고 있다.
즉, 라이다는 레이저를 발사하여 산란되거나 반사되는 레이저가 돌아오는 시간과 강도, 주파수의 변화, 편광 상태의 변화 등으로부터 측정 대상물의 거리와 농도, 속도, 형상 등 물리적 성질을 측정할 수 있다.
이와 같은 라이다는 대상물의 특성에 따라 반사되는 시간이 모두 다르기 때문에, 무인 수상정, 항공기, 위성 등에 적용되어 지형지물의 수치표고모델을 높은 정확도로 작성할 수 있다는 장점이 있다.
대한민국 특허 등록번호 제10-0734814호(2007년 7월 3일 공고) 대한민국 특허 등록번호 제10-1223187호(2013년 1월 17일 공고)
그러나 해상에서 무인 수상정 등의 선박에 라이다를 일측, 예컨대 전방을 향하도록 고정 설치해서 사용하는 경우, 수면에서의 파도나 바람 등 외부 환경 조건에 의한 모선의 움직임에 따라 대상물의 특성이 변화함에 따라, 측정 데이터에 왜곡이 발생하는 문제점이 있었다.
이에 따라, 고정 설치된 라이다를 이용해서 장애물을 정확하게 감지하는데 한계가 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 무인 수상정과 같은 선박에서 외부 환경 조건에 따른 움직임을 감지해서 라이더의 모션을 제어하는 라이다 장치 및 그의 모션 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 라이더를 이용해서 생성되는 지형지물의 수치표고모델의 정확성을 향상시킬 수 있는 라이다 장치 및 그의 모션 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 라이다 장치는 수상에서 파도나 바람을 포함한 외부 환경 조건에 의한 선박의 움직임에 따른 라이다 장치의 움직임을 보정하는 모션 제어장치를 포함하고, 상기 모션 제어장치는 선박의 방위각, 상하 방향 및 좌우 방향 움직임을 감지하는 모션 감지부, 상기 라이다 장치의 롤을 조절하는 제1 모터, 상기 라이다 장치의 피치를 조절하는 제2 모터 및 상기 모션 감지부에서 감지된 모션 감지정보에 기초해서 상기 제1 및 제2 모터에 각각 롤 제어명령과 피치 제어명령을 발생하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 모션 감지부는 선박의 위치와 동작을 감지하고, 운동 상태의 변화량을 측정하며, 측정된 운동 상태 변화량으로부터 X, Y, Z 축의 로 데이터, 방위각, 롤 및 피치에 대한 정보가 포함된 모션 감지정보를 생성하는 가속도 센서와 자이로 센서 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 모터는 상기 라이다 장치를 좌우 방향으로 회전시켜 롤을 조절하도도록 상기 라이다 장치가 설치되는 설치부재 상에 설치되고 상기 라이다 장치를 회전운동시키는 구동력을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 모터는 상기 라이다 장치가 설치되는 설치부재의 하부에 설치되고 상기 설치부재의 하단부를 중심으로 회전운동시키도록 구동력을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2 모터는 상기 라이다 장치를 상하 방향으로 이동시키도록 상기 설치부재 상에 설치되고, 상기 라이다 장치를 승강 동작시키는 구동력을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 모션 감지부에서 감지된 모션 감지정보로부터 롤 정보와 피치 정보를 추출하여 각도 값으로 변환하고, 변환된 각도 값에 따라 상기 라이다 장치를 상기 롤 정보 또는 피치 정보의 반대 방향으로 이동시키도록 상기 제1 및 제2 모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 라이다 장치의 모션 제어방법은 (a) 선박에 고정 설치된 라이다 장치가 구동되면, 모션 감지부를 이용해서 파도나 바람을 포함한 외부 환경 조건에 의한 선박의 움직임을 감지하는 단계, (b) 제어부에서 상기 (a)단계에서 감지된 모션 감지 정보에서 방위각과 롤 및 피치에 대한 정보를 추출하는 단계 및 (c) 제어부에서 상기 (b)단계에서 추출된 롤 정보 또는 피치 정보에 기초해서 상기 라이다 장치의 모션을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (a)단계에서 모션 감지부는 선박의 위치와 동작을 감지하고, 운동 상태의 변화량을 측정하며, 측정된 운동 상태 변화량으로부터 X, Y, Z 축의 로 데이터, 방위각, 롤 및 피치에 대한 정보가 포함된 모션 감지정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 (b)단계에서 제어부는 상기 모션 감지정보로부터 롤 정보와 피치 정보를 추출하여 각도 값으로 변환하고, 상기 (c)단계는 변환된 각도 값에 따라 상기 라이다 장치를 상기 롤 정보 또는 피치 정보의 반대 방향으로 이동시키도록 상기 라이다 장치의 롤을 조절하는 제1 모터와 상기 라이다 장치의 피치를 조절하는 제2 모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 (d) 상기 라이다 장치에서 선박의 전방으로 레이저 광선을 주사하고 지형지물로부터 반사된 레이저 펄스를 수신하여 레이저 펄스의 도달 시간을 측정하고, 측정된 정보를 이용해서 지형지물의 수치표고모델을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 라이다 장치 및 그의 모션 제어방법에 의하면, 외부 환경 조건에 의한 선박의 움직임에 따라 선박에 고정 설치된 라이다 장치가 흔들리는 경우, 모션 감지부를 이용해서 선박의 상하 방향 및 좌우 방향 움직임을 감지하고, 모션 감지정보에 기초해서 외부 환경 조건에 의한 움직임 방향과 반대 방향으로 라이다 장치가 움직이도록 제1 및 제2 모터를 제어함으로써 라이다 장치의 흔들림을 보정해서 자세를 제어할 수 있다는 효과가 얻어진다.
이에 따라, 본 발명에 의하면, 외부 환경 조건에 의해 선박이 흔들리더라도 라이다 장치를 이용해서 지형지물에 대한 측정 데이터의 왜곡을 방지할 수 있고, 정확한 수치표고모델을 얻을 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 라이다 장치 및 그가 적용되는 무인 수상정의 구성도,
도 2는 모션 제어장치의 블록 구성도,
도 3은 모션 제어장치를 이용한 라이다 장치의 모션 제어동작을 설명하는 동작 상태도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 라이다 장치의 모션 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 라이다 장치 및 그의 모션 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 라이다 장치 및 그가 적용되는 무인 수상정의 구성도이다.
먼저, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 라이다 장치의 구성을 설명하기에 앞서 라이다 장치가 적용되는 무인 수상정의 구성을 간략하게 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 라이다 장치가 적용되는 무인 수상정(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 선박을 운항시키도록 추진하고 방향을 전환하는 추진부(11), 선박의 상단에 설치되고 선박 전방에 레이저 광선을 주사하여 지형지물로부터 반사된 레이저 펄스의 도달시간을 측정하는 라이다 장치(12), 선박을 목적지로 안내하기 위하여 선박의 위치정보를 실시간으로 수신하는 디지피에스(DGPS) 수신기(13) 및 디지피에스 수신기(13)에서 수신된 위치정보에 기초해서 목적지까지 운항하도록 추진부(11)를 제어하는 선박 제어부(14)를 포함할 수 있다.
이와 함께, 무인 수상정(10)은 전원을 충전하고 충전된 전원을 무인 수상정(10)에 마련된 각 장치에 공급하는 배터리, 원격 조정 신호를 수신하는 안테나 모듈(15) 및 선박 제어부(14)와 타 장치 사이에서 신호를 송수신하는 통신모듈(16)을 더 포함할 수 있다.
추진부(11)는 선박을 운항시키도록 추진하는 추진기(propeller), 선박 제어부(14)의 제어신호에 따라 상기 추진기를 구동하는 구동모터 및 선박의 운항 방향을 변경하는 방향키를 포함할 수 있다.
선박 제어부(14)는 안테나 모듈(15)을 통해 디지피에스 수신기(13)에서 수신된 위치정보를 육상의 관제센터로 송신하고, 안테나 모듈(15)을 통해 수신되는 원격 조정신호에 따라 추진부(11)의 구동을 제어할 수 있다.
통신모듈(16)은 통신 케이블을 통해 유선 통신 방식으로 통신을 수행하거나, 무선 통신 방식으로 통신을 수행하도록 중계기와 안테나를 포함할 수 있다.
라이다 장치(12)는 선박의 전방을 향해 레이저 광선을 주사하는 송신 광학계(도면 미도시), 지형지물로부터 반사된 레이저 펄스를 수신해서 수신 광학계(도면 미도시) 및 수신된 레이저 펄스의 도달 시간을 측정하고, 측정된 정보를 이용해서 지형지물의 수치표고모델을 생성하는 라이다 제어부(도면 미도시)를 포함할 수 있다.
이와 함께, 라이다 장치(12)는 수상에서 파도나 바람 등 외부 환경 조건에 의한 선박의 움직임에 따른 라이다 장치(12)의 움직임을 보정하는 모션 제어장치(20)를 더 포함할 수 있다.
도 2는 모션 제어장치의 블록 구성도이고, 도 3은 모션 제어장치를 이용한 라이다 장치의 모션 제어동작을 설명하는 동작 상태도이다.
도 3의 (a)에는 선박의 상하 방향 움직임에 따른 라이다 장치의 모션 제어 동작이 예시되어 있고, 도 3의 (b)에는 선박의 좌우 방향 움직임에 따른 라이다 장치의 모션 제어 동작이 예시되어 있다.
본 실시 예에서는 수상에서 파도나 바람 등 외부 환경 조건에 따라 선박이 중력 방향을 중심으로 상하 방향과 좌우 방향으로 기울어진 정도에 따라 라이다 장치(12)의 상하 방향 움직임에 대응되는 피치(pitch)와 좌우 방향 움직임에대응하는 롤(roll)을 제어한다.
이를 위해, 모션 제어장치(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 선박의 방위각, 상하 방향 및 좌우 방향 움직임을 감지하는 모션 감지부(21), 라이다 장치(12)의 롤을 조절하는 제1 모터(22), 라이다 장치(12)의 피치를 조절하는 제2 모터(23) 및 모션 감지부(21)에서 감지된 모션 감지정보에 기초해서 제1 및 제2 모터(22,23)에 각각 롤 제어명령과 피치 제어명령을 발생하는 제어부(24)를 포함할 수 있다.
모션 감지부(21)는 선박의 위치와 동작을 감지하고, 운동 상태의 변화량을 측정하며, 측정된 운동 상태 변화량으로부터 X, Y, Z 축의 로 데이터, 방위각, 롤 및 피치에 대한 정보가 포함된 모션 감지정보를 생성하는 가속도 센서와 자이로 센서 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 가속도 센서는 속도의 변화, 즉 가속도를 측정하는 센서로서, 물체의 가속도 뿐만 아니라, 진동, 충력 등의 동적 힘을 측정할 수 있다.
상기 자이로 센서는 가속도 센서의 일종으로, 물체의 각속도를 측정할 수 있다.
본 실시 예에서 모션 감지부(21)는 상기한 가속도 센서나 자이로 센서 중에서 X축, Y축, Z축에 대해 각각 가속도나 각속도를 측정할 수 있는 3축 가속도 센서나 3축 자이로 센서를 적용할 수 있다.
그래서, 모션 감지부(21)는 3축 가속도 센서나 3축 자이로 센서를 이용해서 X축, Y축, Z축에 대한 움직임을 측정한 로 데이터를 이용해서 선박의 방위각, 롤 및 피치 정보를 포함하는 상기 모션 감지정보를 생성할 수 있다.
제1 모터(21)는 라이다 장치(12)를 좌우 방향으로 회전시켜 롤을 조절하기 위해, 라이다 장치(12)가 설치되는 설치부재(17) 상에 설치되고 라이다 장치(12)를 회전운동시키도록 구동력을 제공할 수 있다.
물론, 제1 모터(21)는 라이다 장치(12)가 설치되는 설치부재(17)의 하부에 설치되고 설치부재(17)의 하단부를 중심으로 회전운동시키도록 구동력을 제공할 수 있다.
이를 위해, 제1 모터(21)의 출력축은 라이다 장치(12)와 직접 연결되거나, 기어유닛(도면 미도시)을 통해 연결될 수 있다.
제2 모터(23)는 라이다 장치(12)를 상하 방향으로 이동시켜 피치를 조절하기 위해, 설치부재(17) 상에 설치되고, 라이다 장치(12)를 승강 동작시키도록 구동력을 제공할 수 있다.
이를 위해, 제2 모터(23)의 출력축에는 설치부재(17)에 형성된 레일을 따라 이동하도록 바퀴가 설치되거나, 풀리와 벨트가 연결될 수 있다.
제어부(24)는 모션 감지부(21)에서 감지된 모션 감지정보로부터 롤 정보와 피치 정보를 추출하여 이를 각도 값으로 변환하고, 변환된 각도 값에 따라 제1 및 제2 모터(22,23)의 구동을 제어한다.
즉, 제어부(24)는 모션 감지정보에 포함된 X, Y, Z축의 로 데이터, 방위각, 롤 및 피치에 대한 정보를 추출하여 움직임 감지 정보로 판단할 수 있다.
그래서 제어부(24)는 상기 롤 정보를 이용하여 제1 모터(22)의 구동을 제어해서 라이다 장치(12)의 좌우 방향 모션을 제어하고, 상기 피치 정보를 이용하여 제2 모터(23)의 구동을 제어해서 라이다 장치(12)의 상하 방향 모션을 제어할 수 있다.
한편, 제어부(24)는 모션 감지정보에 선박 제어부(14)의 제어신호가 포함되어 있거나 선박 제어부(14)로부터 제어신호를 직접 수신하는 경우, 외부 환경 조건에 의한 움직임이 아니라 정상적인 움직임으로 판단하여 제1 및 제2 모터(22,23)의 구동을 제어하지 않을 수도 있다.
이와 같이, 본 발명은 외부 환경 조건에 의한 선박의 움직임에 따라 선박에 고정 설치된 라이다 장치가 흔들리는 경우, 모션 감지부를 이용해서 선박의 상하 방향 및 좌우 방향 움직임을 감지하고, 모션 감지정보에 기초해서 외부 환경 조건에 의한 움직임 방향과 반대 방향으로 라이다 장치가 움직이도록 제1 및 제2 모터를 제어함으로써 라이다 장치의 흔들림을 보정할 수 있다.
예를 들어, 본 발명은 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 선박이 상방 또는 하방으로 움직이는 경우, 제2 모터(23)를 구동시켜 라이다 장치(12)를 하방 또는 상방으로 이동시켜 피치를 조절함으로써, 상하 방향의 흔들림을 보정할 수 있다.
그리고 본 발명은 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 선박이 좌측 또는 우측으로 움직이는 경우, 제1 모터(22)를 구동시켜 라이다 장치(12)를 우측 또는 좌측으로 이동시켜 롤을 조절함으로써, 좌우 방향의 흔들림을 보정할 수 있다.
한편, 제어부(24)는 무인 수상정(10)의 선박 제어부(14)와 통신을 수행하여 모션 감지정보 중에서 선박의 방위각 정보를 선박 제어부(14)로 송신하고, 선박 제어부(14)는 수신된 선박의 방위각 정보를 이용해서 추진부에 마련된 방향키를 제어해서 선박의 운항 방향을 조정할 수 있다.
다음, 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 라이다 장치의 모션 제어방법을 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 라이다 장치의 모션 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.
도 4의 S10단계에서 무인 수상정의 운항을 시작하면, 레이다 장치(12)는 선박 제어부(14)의 제어신호에 따라 구동을 시작한다.
그러면, 라이다 장치(12)의 송신 광학계는 선박의 전방을 향해 레이저 광선을 주사하고, 수신 광학계는 지형지물로부터 반사된 레이저 펄스를 수신한다.
그리고 라이다 제어부는 수신된 레이저 펄스의 도달 시간을 측정하고, 측정된 정보를 이용해서 지형지물의 수치표고모델을 생성한다.
이와 같이 라이다 장치(12)가 구동되면, 모션 제어장치(20)는 수상에서 파도나 바람 등 외부 환경 조건에 의한 선박의 움직임에 따른 라이다 장치(12)의 움직임을 보정한다.
상세하게 설명하면, S12단계에서 모션 감지부(21)는 선박의 위치와 동작을 감지하고, 운동 상태의 변화량을 측정하며, 측정된 운동 상태 변화량으로부터 X, Y, Z 축의 로 데이터, 방위각, 롤 및 피치에 대한 정보가 포함된 모션 감지정보를 생성한다.
그러면, 제어부(24)는 모션 감지부(21)에서 감지된 모션 감지정보로부터 롤 정보와 피치 정보를 추출하여 이를 각도 값으로 변환하고, 변환된 각도 값에 따라 제1 및 제2 모터(22,23)의 구동을 제어한다.
S14단계에서 제어부(24)는 모션 감지정보를 이용해서 선박의 좌우 방향 움직임이 발생하였는지 여부를 검사한다.
만약, S14단계의 검사결과 좌우 방향 움직임이 발생한 경우, 제어부(24)는 상기 롤 정보를 이용하여 제1 모터(22)의 구동을 제어해서 라이다 장치(12)의 좌우 방향 모션을 제어한다(S16).
S18단계에서 제어부(24)는 모션 감지정보를 이용해서 선박의 상하 방향 움직임이 발생하였는지 여부를 검사한다.
만약, S18단계의 검사결과 상하 방향 움직임이 발생한 경우, 제어부(24)는 상기 피치 정보를 이용하여 제2 모터(23)의 구동을 제어해서 라이다 장치(12)의 상하 방향 모션을 제어한다(S20).
이와 같이, 본 발명은 수상에서 파도나 바람 등의 외부 환경 조건에 따른 선박의 방위각, 롤 및 피치를 감지하고 감지된 정보에 따라 라이다 장치의 모션을 보정할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 라이다 장치의 자세 제어를 통해 대상물의 특성에 따라 반사되는 시간 왜곡을 제거해서 지형지물에 대한 정확한 정보를 측정함으로써, 수치표고모델의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
한편, S22단계에서 라이다 제어부는 선박 제어부(14)로부터 라이다 장치(12)의 구동을 중지하도록 중지 명령이 수신되는지 여부를 검사한다.
S22단계의 검사결과 중지 명령이 미수신되면, 라이다 제어부는 구동 중지 명령이 수신될 때까지 S12단계 내지 S22단계를 반복 수행하도록 제어한다.
반면, S22단계의 검사결과 중지 명령이 수신되면, 라이다 제어부는 라이다 장치(12)의 구동을 중지하고 종료한다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 수상에서 파도나 바람 등의 외부 환경 조건에 따른 선박의 방위각, 롤 및 피치를 감지하고 감지된 정보에 따라 선박에 고정 설치된 라이다 장치의 모션을 보정하여 자세를 제어할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 수상에서 파도나 바람 등의 외부 환경 조건에 따른 선박의 방위각, 롤 및 피치를 감지하고 감지된 정보에 따라 선박에 고정 설치된 라이다 장치의 모션을 보정해서 자세를 제어함으로써, 지형지물에 대한 정확한 정보를 측정하는 기술에 적용된다.
10: 무인 수상정
11: 추진부 12: 라이다 장치
13: 디지피에스 수신기 14: 선박 제어부
15: 안테나 모듈 16: 통신모듈
17: 설치부재
20: 모션 제어장치
21: 모션 감지부 22: 제1 모터
23: 제2 모터 24: 제어부

Claims (10)

  1. 수상에서 파도나 바람을 포함한 외부 환경 조건에 의한 선박의 움직임에 따른 라이다 장치의 움직임을 보정하는 모션 제어장치를 포함하고,
    상기 모션 제어장치는 선박의 방위각, 상하 방향 및 좌우 방향 움직임을 감지하는 모션 감지부,
    상기 라이다 장치의 롤을 조절하는 제1 모터,
    상기 라이다 장치의 피치를 조절하는 제2 모터 및
    상기 모션 감지부에서 감지된 모션 감지정보에 기초해서 상기 제1 및 제2 모터에 각각 롤 제어명령과 피치 제어명령을 발생하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모션 감지부는
    선박의 위치와 동작을 감지하고, 운동 상태의 변화량을 측정하며, 측정된 운동 상태 변화량으로부터 X, Y, Z 축의 로 데이터, 방위각, 롤 및 피치에 대한 정보가 포함된 모션 감지정보를 생성하는 가속도 센서와 자이로 센서 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 모터는 상기 라이다 장치를 좌우 방향으로 회전시켜 롤을 조절하도도록 상기 라이다 장치가 설치되는 설치부재 상에 설치되고 상기 라이다 장치를 회전운동시키는 구동력을 제공하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 모터는 상기 라이다 장치가 설치되는 설치부재의 하부에 설치되고 상기 설치부재의 하단부를 중심으로 회전운동시키도록 구동력을 제공하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제2 모터는 상기 라이다 장치를 상하 방향으로 이동시키도록 상기 설치부재 상에 설치되고, 상기 라이다 장치를 승강 동작시키는 구동력을 제공하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 모션 감지부에서 감지된 모션 감지정보로부터 롤 정보와 피치 정보를 추출하여 각도 값으로 변환하고, 변환된 각도 값에 따라 상기 라이다 장치를 상기 롤 정보 또는 피치 정보의 반대 방향으로 이동시키도록 상기 제1 및 제2 모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
  7. (a) 선박에 고정 설치된 라이다 장치가 구동되면, 모션 감지부를 이용해서 파도나 바람을 포함한 외부 환경 조건에 의한 선박의 움직임을 감지하는 단계,
    (b) 제어부에서 상기 (a)단계에서 감지된 모션 감지 정보에서 방위각과 롤 및 피치에 대한 정보를 추출하는 단계 및
    (c) 제어부에서 상기 (b)단계에서 추출된 롤 정보 또는 피치 정보에 기초해서 상기 라이다 장치의 모션을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치의 모션 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (a)단계에서 모션 감지부는 선박의 위치와 동작을 감지하고, 운동 상태의 변화량을 측정하며, 측정된 운동 상태 변화량으로부터 X, Y, Z 축의 로 데이터, 방위각, 롤 및 피치에 대한 정보가 포함된 모션 감지정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치의 모션 제어방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 (b)단계에서 제어부는 상기 모션 감지정보로부터 롤 정보와 피치 정보를 추출하여 각도 값으로 변환하고,
    상기 (c)단계는 변환된 각도 값에 따라 상기 라이다 장치를 상기 롤 정보 또는 피치 정보의 반대 방향으로 이동시키도록 상기 라이다 장치의 롤을 조절하는 제1 모터와 상기 라이다 장치의 피치를 조절하는 제2 모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치의 모션 제어방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중에서 어느 한 항에 있어서,
    (d) 상기 라이다 장치에서 선박의 전방으로 레이저 광선을 주사하고 지형지물로부터 반사된 레이저 펄스를 수신하여 레이저 펄스의 도달 시간을 측정하고, 측정된 정보를 이용해서 지형지물의 수치표고모델을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치의 모션 제어방법.
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