KR20170037394A - 라이다 센서 장치 - Google Patents

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Abstract

라이다 센서 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른, 라이다 센서 장치송출 방향을 변경하면서 각각의 송출 방향에 대응하는 레이저 광 식별 정보를 포함하는 레이저 광을 송출하는 송신부, 상기 레이저 광이 개체에 반사되어 돌아오는 반사광을 수신하는 수신부 및 상기 수신된 반사광에 포함된 레이저 광 식별 정보에 기초하여 상기 반사광에 대응하는 레이저 광의 송출 방향을 식별하는 신호 처리부를 포함한다.

Description

라이다 센서 장치{LADAR SENSOR DEVICE}
본 발명의 실시예들은 라이다 센서와 관련된다.
DARPA Grand Challenge 2005에서 라이다(LIDAR)를 장착한 Stanley가 우승을 한 이후, 자율 주행 자동차에는 라이다를 필수로 장착하여 주행 가능한 공간에 대한 맵을 생성하고 있다.
차량의 안전을 향상하기 위해 최근에 도입되는 기능들은 영상 획득용 카메라와 거리 측정용 라이다나 레이다를 중심으로 다른 센서들의 기능을 복합하여 주행 상황을 인지한다.
그러나, 기존의 레이다와 라이다는 여러 동시에 동작할 경우 상호 간섭이 발생하여 있는 물체를 인식하지 못하여 없다고 판단하거나, 없는 물체를 인식하여 있다고 판단하는 경우가 발생할 수 있다.
또한, 기존의 라이다는 레이저 펄스를 송출하고 개체에 맞고 돌아오는 신호를 수신하기 위하여 일정한 시간을 대기한 후 일정 각도만큼 회전한다. 즉, 기존 라이다는 측정 가능한 모든 영역에 대하여 항상 정해진 시간을 대기한 후 일정 각도만큼 회전하여 레이저 펄스를 송출하므로 레이턴시와 각 해상도의 곱에 비례하여 측정시간이 필요하다.
한국공개특허 제10-2015-0052469호 (2015.05.14.)
본 발명의 실시예들은 라이다 센서 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 라이다 센서 장치송출 방향을 변경하면서 각각의 송출 방향에 대응하는 레이저 광 식별 정보를 포함하는 레이저 광을 송출하는 송신부, 상기 레이저 광이 개체에 반사되어 돌아오는 반사광을 수신하는 수신부 및 상기 수신된 반사광에 포함된 레이저 광 식별 정보에 기초하여 상기 반사광에 대응하는 레이저 광의 송출 방향을 식별하는 신호 처리부를 포함한다.
상기 송신부는, 기 송출된 레이저 광에 대한 반사광의 수신 여부와 무관하게 상기 송출 방향을 변경하면서 상기 레이저 광을 송출할 수 있다.
상기 레이저 광은, 적어도 하나의 펄스로 구성된 프리앰블을 더 포함하고, 상기 신호 처리부는, 상기 반사광에 포함된 프리앰블에 기초하여 상기 개체까지의 거리, 상기 개체의 속도, 상기 반사광의 강도, 상기 반사광의 폭 중 적어도 하나를 측정할 수 있다.
상기 신호 처리부는, 상기 반사광에 포함된 프리앰블의 첫 번째 펄스의 수신 시간 및 상기 반사광에 대응하는 레이저 광에 포함된 프리앰블의 첫 번째 펄스의 송신 시간에 기초하여 상기 개체까지의 거리를 측정할 수 있다.
상기 신호 처리부는, 상기 반사광에 포함된 프리앰블의 펄스 모양에 기초하여 상기 반사광의 강도 및 폭을 측정할 수 있다.
상기 신호 처리부는, 상기 반사 신호에 포함된 프리앰블의 주파수 및 상기 반사광에 대응하는 레이저 광에 포함된 프리앰블의 주파수에 기초하여 상기 개체의 속도를 측정할 수 있다.
상기 레이저 광은, 디바이스 식별 정보를 더 포함하고, 상기 신호 처리부는, 상기 수신부로 수신된 반사광에 포함된 디바이스 식별 정보에 기초하여 상기 수신부로 수신된 반사광이 상기 송신부에 의해 송출된 레이저 광에 대한 반사광인지 여부를 식별할 수 있다.
상기 레이저 광은, 상기 레이저 광 식별 정보 및 상기 디바이스 식별 정보의 손상 여부를 체크하기 위한 체크섬 정보를 더 포함하고, 상기 신호 처리부는, 상기 수신된 반사광에 포함된 체크섬 정보를 이용하여 상기 수신된 반사광에 포함된 레이저 광 식별 정보 및 디바이스 식별 정보의 손상 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 레이저 광 식별 정보를 포함하는 레이저 광을 이용하여 송출된 레이저 광에 대한 반사광의 수신 여부와 무관하게 레이저 광을 송출함으로써, 거리 측정을 위한 레이턴시를 줄일 수 있으며, 거리 측정을 위해 다수의 레이저 광 생성 수단과 반사광 수신 수단이 요구되지 않으므로, 라이다 센서의 가격과 크기를 낮출 수 있다.
나아가, 레이저 광이 디바이스 식별 정보를 포함하도록 함으로써, 복수의 라이다 센서 장치를 이용한 거리 측정 시 장치 간의 상호 간섭을 차단하여 측정의 정확성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서 장치의 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신부 및 수신부의 상세 구성도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서 장치(100)는 송신부(110), 수신부(130), 신호 처리부(150)를 포함한다.
송신부(110)는 송출 방향에 대응하는 레이저 광 식별 정보를 포함하는 레이저 광을 생성하고, 송출 방향을 변경하면서 생성된 레이저 광을 송출한다. 이때, 레이저 광 식별 정보는 상이한 방향으로 송출된 각각의 레이저 광이 개체에 반사되어 돌아오는 경우, 수신된 반사광이 어떤 방향으로 송출된 레이저 광에 대한 반사광인지 여부를 식별하기 위한 것이다.
구체적으로, 송신부(110)는 라이다 센서 장치(100)에 의해 측정된 거리에 기초하여 생성될 이미지의 각 픽셀에 대응하는 방향으로 각각의 레이저 광을 생성하여 송출하며, 송출되는 각각의 레이저 광은 송출된 방향에 대한 식별 정보인 레이저 광 식별 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 라이다 센서 장치(100)에 의해 측정된 거리에 기초하여 생성될 이미지의 해상도가 1280ㅧ720인 것으로 가정하면, 송신부(110)는 생성될 이미지의 픽셀 좌표 (1, 1)부터 픽셀 좌표 (1280, 720) 각각에 대응하는 방향으로 송출 방향을 변경하면서 각 송출 방향으로 레이저 광을 송출할 수 있다. 한편, 이때 송출되는 각각의 레이저 광에 포함되는 레이저 광 식별 정보는 예를 들어, 송출 방향에 대응하는 픽셀 좌표, 송출 각도 등을 이용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상이한 방향으로 송출된 레이저 광들에 대한 반사광을 구별할 수 있는 정보라면 어떠한 형태의 정보라도 활용될 수 있다.
한편, 수신부(130)는 송신부(110)에 의해 송신된 레이저 광이 송신된 방향에 존재하는 개체에 반사되어 돌아오는 반사광을 수신한다.
구체적으로, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신부(110) 및 수신부(130)의 상세 구성도이다.
도 2를 참조하면, 송신부(110)는 인코딩부(111), 레이저 광원(113), 반사 거울(115) 및 송출 방향 제어부(117)를 포함할 수 있다.
인코딩부(111)는 가우시안 펄스 형태의 펄스를 가지는 레이저 광을 생성하기 위한 전기적 신호를 생성하여 레이저 광원(113)으로 제공할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 인코딩부(111)는 레이저 광 식별 정보를 포함하는 비트 스트림을 생성한 후, 생성된 비트 스트림에 대한 모듈레이션과 인코딩을 통해 전기적 신호를 생성할 수 있다. 이때, 생성된 비트 스트림에 대한 모듈레이션을 위해 예를 들어, OCDMA(Optical CDMA) 방식이 이용될 수 있다.
레이저 광원(113)은 인코딩부(111)에 의해 생성된 전기적 신호에 따라 레이저 광을 생성하며, 반사 거울(115)은 레이저 광원(113)에 의해 생성된 레이저 광을 반사하여 특정 방향으로 송출되도록 할 수 있다.
송출 방향 제어부(117)는 레이저 광원(113)에 의해 생성되는 레이저 광에 포함되는 레이저 광 식별 정보에 따라, 반사 거울(115)의 반사 각도를 제어함으로써, 레이저 광이 레이저 광 식별 정보에 대응하는 방향으로 송출되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 송신부(110)는 특정 방향으로 송출된 레이저 광에 대한 반사광이 수신부(130)로 수신되었는지 여부와 무관하게 송출 방향을 변경하면서 레이저 광을 송출할 수 있다.
구체적으로, 인코딩부(111)와 레이저 광원(113)은 레이저 광 식별 정보를 포함하는 레이저 광을 생성하고, 송출 방향 제어부(117)는 생성된 레이저 광의 레이저 광 식별 정보에 대응하는 송출 방향으로 레이저 광이 반사되도록 반사 거울(115)의 반사 각도를 제어할 수 있다. 이후, 인코딩부(111)와 레이저 광원(113)은 이전에 송출된 레이저 광에 대한 반사광이 수신부(130)로 수신되었는지 여부와 무관하게 기 설정된 시간 간격에 따라 기 송출된 레이저 광과 상이한 레이저 광 식별 정보를 포함하는 레이저 광을 생성하고, 송출 방향 제어부(117)는 생성된 레이저 광의 레이저 광 식별 정보에 대응하는 송출 방향으로 레이저 광이 반사되도록 반사 거울(115)의 반사 각도를 변경할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 상술한 바와 같이 송신부(110)에 의해 송출되는 각각의 레이저 광이 레이저 광 식별 정보를 가지므로, 수신부(130)로 수신되는 각각의 반사광 역시 레이저 광 식별 정보를 가지게 된다. 따라서, 상이한 방향으로 송출된 각각의 레이저 광에 대한 반사광들이 수신되더라도 어떤 방향으로 송출된 레이저 광에 대한 반사광인지 여부를 식별할 수 있게 된다. 이에 따라, 기존 라이다 센서와 달리 기 송출된 레이저 광에 대한 반사광이 수신될 때까지 레이저 광의 송출을 지연시킬 필요가 없게 되므로, 레이저 송출을 위한 레이턴시(latency)가 감소하게 되며 결과적으로 거리 측정에 요구되는 시간이 감소하게 된다.
한편, 수신부(130)는 반사광을 포커싱하기 위한 포커싱 렌즈(131) 및 수신된 반사광을 전기적 신호로 변환하는 포토 다이오드(133)를 포함할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 신호 처리부(150)는 수신부(130)로 수신된 반사광에 포함된 레이저 광 식별 정보에 기초하여 대응하는 레이저 광의 송출 방향을 식별하고, 식별된 송출 방향으로 송출된 레이저 광의 송출 시간과 상기 수신된 반사광의 수신 시간에 기초하여 식별된 송출 방향에 존재하는 개체와의 거리를 측정할 수 있다.
한편, 본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 송신부(110)에 의해 생성되는 각각의 레이저 광은 하나 이상의 펄스로 구성된 프리앰블을 포함할 수 있다. 이 경우, 송신부(110)에 의해 송출된 레이저 광이 개체에 반사되어 수신되는 반사광 역시 프리앰블을 포함하게 되며, 신호 처리부(150)는 수신부(130)로 수신된 반사광에 포함된 프리앰블에 기초하여 개체까지의 거리, 개체의 속도, 반사광의 강도 및 반사광의 폭 중 적어도 하나를 측정할 수 있다.
구체적으로, 신호 처리부(150)는 수신부(130)로 수신된 반사광에 포함된 프리앰블의 첫 번째 펄스의 수신 시간과 수신된 반사광에 대응하는 레이저 광에 포함된 프리앰블의 첫 번째 펄스의 송출 시간의 차이를 계산할 수 있다. 이때, 레이저 광에 포함된 프리앰블의 첫 번째 펄스의 송출 시간은 예를 들어, 첫 번째 펄스의 최대값이 송출된 시간일 수 있으며, 반사광에 포함된 프리앰블의 첫 번째 펄스의 수신 시간은 예를 들어, 첫 번째 펄스의 최대값이 수신된 시간일 수 있다. 이후, 신호 처리부(150)는 계산된 시간 차와 빛의 속도를 이용하여 개체까지의 거리를 계산할 수 있다.
한편, 신호 처리부(150)는 수신부(130)로 수신된 반사광에 포함된 펄스 모양에 기초하여 상기 반사광의 강도 및 폭을 측정할 수 있다.
구체적으로, 신호 처리부(150)는 예를 들어, 수신부(130)로 수신된 반사광에 포함된 프리앰블의 첫 번째 펄스의 최대값을 반사광의 강도로 계산할 수 있다. 이때, 측정된 반사광의 강도는 개체의 동일성 내지는 개체의 특성을 판단하는데 사용될 수 있다. 구체적으로, 서로 다른 개체가 라이다 센서 장치(100)로부터 동일한 거리에 있는 경우, 반사광의 강도는 개체의 표면 질감, 색상, 반사율, 입사각 등에 많은 영향을 받게 되며, 동일한 개체가 라이다 센서 장치(100)로부터 동일한 거리에 있는 경우, 반사광의 강도는 라이다 센서 장치(100)와의 거리에 많은 영향을 받게 된다. 따라서, 개체로부터 반사되는 반사광의 강도와 개체까지의 거리를 이용하면 개체의 질감, 색상, 반사율, 입사각 등의 특성을 파악할 수 있게 된다.
한편, 신호 처리부(150)는 예를 들어, 수신부(130)로 수신된 반사광에 포함된 프리앰블의 첫 번째 펄스의 폭을 측정하여 반사광의 폭을 측정할 수 있다. 구체적으로, 신호 처리부(150)는 예를 들어, 반사광에 포함된 프리앰블의 첫 번째 펄스에서 펄스의 상승 부분에서 최대 값의 50%인 지점과 펄스의 하강 부분에서 최대값의 50%인 지점 사이의 거리를 반사광의 폭으로 계산할 수 있다. 한편, 반사광의 폭은 개체 표면의 기울기에 영향을 받게 되므로. 측정된 반사 폭은 개체 표면의 기울기를 파악하기 위해 활용될 수 있다.
한편, 신호 처리부(150)는 예를 들어, 수신부(130)로 수신된 반사광에 포함된 프리앰블의 펄스들의 주파수에 기초하여 개체의 속도를 측정할 수 있다. 구체적으로, 도플러 효과에 의해 송신부(110)에서 송출된 레이저 광이 움직이는 개체에 반사되어 돌아오는 경우, 프리앰블 펄스들의 주파수가 변경된다. 따라서, 신호 처리부(150)는 수신부(130)로 수신된 반사광에 포함된 프리앰블 펄스들의 주파수를 측정하고, 측정된 주파수와 송신부(110)에 의해 송출된 레이저 광의 프리앰블 펄스들의 주파수의 차이로부터 개체의 속도를 측정할 수 있다.
한편, 본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 송신부(110)에 의해 송출되는 레이저 광은 디바이스 식별 정보를 더 포함할 수 있으며, 신호 처리부(150)는 수신부(130)로 수신된 반사광에 포함된 디바이스 식별 정보에 기초하여 수신된 반사광이 송신부(110)에 의해 송신된 레이저 광에 대한 반사광인지 여부를 식별할 수 있다. 이때, 디바이스 식별 정보는 라이다 센서 장치(100)를 식별할 수 있는 정보라면 어떠한 형태의 정보라도 이용될 수 있다.
구체적으로, 거리 측정을 위해 복수의 라이다 센서 장치가 동시에 이용되는 경우, 각각의 라이다 센서 장치는 수신되는 반사광이 자신이 송출한 레이저 광에 대한 반사광인지 다른 라이다 센서 장치에 의해 송출된 레이저 광에 대한 반사광인지 알 수 없으므로, 라이다 센서 장치 상호 간의 간섭이 발생하게 되며 이러한 간섭은 결국 라이다 센서 장치의 측정 정확성을 저하시키게 된다. 반면, 본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 라이다 센서 장치를 동시에 이용하더라도 각각의 라이다 센서 장치는 수신된 반사광에 포함된 디바이스 식별 정보에 기초하여 자신이 송출한 레이더 광에 대한 반사광만을 거리 측정 등에 이용함으로써 라이다 센서 장치 상호 간의 간섭을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 송신부(110)에 의해 송출되는 레이저 광은 레이저 광에 포함된 레이저 광 식별 정보 또는 디바이스 식별 정보의 손상 여부를 판단하기 위한 체크섬 정보를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 레이저 광에 대한 반사광 역시 체크섬 정보를 포함하게 되므로, 신호 처리부(150)는 반사광에 포함된 체크섬 정보를 이용하여 레이저 광 식별 정보 또는 디바이스 식별 정보의 손상 여부를 판단할 수 있으며, 레이저 광 식별 정보 또는 디바이스 식별 정보가 손상되지 않은 반사광만을 이용하여 거리 측정 등에 이용함으로써, 측정의 정확성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예는 본 명세서에서 기술한 방법들을 컴퓨터상에서 수행하기 위한 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 기록매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나, 또는 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상적으로 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체, 플로피 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 라이다 센서 장치
110: 송신부
111: 인코딩부
113: 레이저 광원
115: 반사 거울
117: 송출 방향 제어부
130: 수신부
131: 포커싱 렌즈
133: 포토 다이오드
150: 신호 처리부

Claims (8)

  1. 송출 방향을 변경하면서 각각의 송출 방향에 대응하는 레이저 광 식별 정보를 포함하는 레이저 광을 송출하는 송신부;
    상기 레이저 광이 개체에 반사되어 돌아오는 반사광을 수신하는 수신부; 및
    상기 수신된 반사광에 포함된 레이저 광 식별 정보에 기초하여 상기 반사광에 대응하는 레이저 광의 송출 방향을 식별하는 신호 처리부;를 포함하는 라이다 센서 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 송신부는, 기 송출된 레이저 광에 대한 반사광의 수신 여부와 무관하게 상기 송출 방향을 변경하면서 상기 레이저 광을 송출하는 라이다 센서 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저 광은, 적어도 하나의 펄스로 구성된 프리앰블을 더 포함하고,
    상기 신호 처리부는, 상기 반사광에 포함된 프리앰블에 기초하여 상기 개체까지의 거리, 상기 개체의 속도, 상기 반사광의 강도, 상기 반사광의 폭 중 적어도 하나를 측정하는 라이다 센서 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 신호 처리부는, 상기 반사광에 포함된 프리앰블의 첫 번째 펄스의 수신 시간 및 상기 반사광에 대응하는 레이저 광에 포함된 프리앰블의 첫 번째 펄스의 송신 시간에 기초하여 상기 개체까지의 거리를 측정하는 라이다 센서 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 신호 처리부는, 상기 반사광에 포함된 프리앰블의 펄스 모양에 기초하여 상기 반사광의 강도 및 폭을 측정하는 라이다 센서 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 신호 처리부는, 상기 반사 신호에 포함된 프리앰블의 주파수 및 상기 반사광에 대응하는 레이저 광에 포함된 프리앰블의 주파수에 기초하여 상기 개체의 속도를 측정하는 라이다 센서 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저 광은, 디바이스 식별 정보를 더 포함하고,
    상기 신호 처리부는, 상기 수신부로 수신된 반사광에 포함된 디바이스 식별 정보에 기초하여 상기 수신부로 수신된 반사광이 상기 송신부에 의해 송출된 레이저 광에 대한 반사광인지 여부를 식별하는 라이다 센서 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 레이저 광은, 상기 레이저 광 식별 정보 및 상기 디바이스 식별 정보의 손상 여부를 체크하기 위한 체크섬 정보를 더 포함하고,
    상기 신호 처리부는, 상기 수신된 반사광에 포함된 체크섬 정보를 이용하여 상기 수신된 반사광에 포함된 레이저 광 식별 정보 및 디바이스 식별 정보의 손상 여부를 판단하는 라이다 센서 장치.














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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101896477B1 (ko) * 2017-11-16 2018-09-07 영남대학교 산학협력단 스캐닝 라이다 장치 및 그 방법
KR20190036920A (ko) * 2017-09-28 2019-04-05 주식회사 에스오에스랩 차량 간의 간섭을 방지할 수 있는 라이다 장치
KR20190041850A (ko) * 2017-10-13 2019-04-23 현대오트론 주식회사 라이다 신호 처리 장치 및 처리 방법
KR102019337B1 (ko) * 2019-04-17 2019-09-06 영남대학교 산학협력단 시정 거리 측정 시스템 및 방법
KR20200067561A (ko) * 2018-12-04 2020-06-12 서울도시가스 주식회사 시설물 지리 정보 획득 시스템 및 시설물 지리 정보 획득 프로그램
KR102287409B1 (ko) * 2020-12-30 2021-08-06 영남대학교 산학협력단 라이다 센서 장치 및 레이저 신호 송출 방법

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10460053B2 (en) * 2017-04-24 2019-10-29 Toyota Research Institute, Inc. Systems and methods for surface property identification using waveform classification
KR101946781B1 (ko) 2018-06-27 2019-02-12 영남대학교 산학협력단 신호 처리 장치 및 방법
KR102265002B1 (ko) 2018-10-05 2021-06-16 주식회사 유오케이 라이다센서를 이용한 건축물 통합관리 시스템
KR20200050008A (ko) 2018-10-30 2020-05-11 이상창 3차원 공간 스캐닝 기술을 활용한 라이다 장치
KR20200049654A (ko) 2018-10-31 2020-05-08 한밭대학교 산학협력단 간단한 대물렌즈위치 순차제어를 통한 2차원 주사광학시스템
CN112363181B (zh) * 2019-07-26 2024-04-05 现代摩比斯株式会社 车辆的激光雷达装置、激光雷达传感器控制装置及方法
US11556000B1 (en) 2019-08-22 2023-01-17 Red Creamery Llc Distally-actuated scanning mirror
CN113640820A (zh) * 2020-04-24 2021-11-12 广东博智林机器人有限公司 一种测距方法、装置、电子设备及存储介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150052469A (ko) 2013-11-06 2015-05-14 현대모비스 주식회사 차량 제어 방법 및 이를 위한 장치

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7209221B2 (en) * 1994-05-23 2007-04-24 Automotive Technologies International, Inc. Method for obtaining and displaying information about objects in a vehicular blind spot
JP3240835B2 (ja) * 1994-06-09 2001-12-25 株式会社日立製作所 車両用距離計測装置
JPH09113266A (ja) * 1995-10-24 1997-05-02 Nikon Corp 距離測定装置
US7430257B1 (en) * 1998-02-12 2008-09-30 Lot 41 Acquisition Foundation, Llc Multicarrier sub-layer for direct sequence channel and multiple-access coding
JP2000329853A (ja) * 1999-05-21 2000-11-30 Nissan Motor Co Ltd レーダ送信方向ずれ検出装置
JP4243803B2 (ja) * 2003-10-08 2009-03-25 パナソニック株式会社 移動体通信装置
US7787134B2 (en) * 2005-11-09 2010-08-31 The Boeing Company Multiple fanned laser beam metrology system
KR100863245B1 (ko) * 2006-07-18 2008-10-15 삼성전자주식회사 거리측정 기능을 갖는 비컨, 이를 이용한 위치인식시스템및 그 위치인식방법
JP2012515899A (ja) * 2009-01-27 2012-07-12 エックスワイゼッド・インタラクティヴ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド 単一のデバイスおよび/または複数のデバイスの測距探知、配向決定、および/または測位のための方法および装置
KR101076984B1 (ko) 2009-07-01 2011-10-26 경희대학교 산학협력단 다수의 레이저 빔을 이용한 차선 이탈 방지 장치
US8786845B2 (en) * 2010-04-08 2014-07-22 Navteq B.V. System and method of generating and using open sky data
US20140341593A1 (en) * 2013-05-16 2014-11-20 Alcatel-Lucent Usa Inc. Method And Apparatus For Optical Transmission In A Communication Network
KR101493594B1 (ko) 2013-05-21 2015-02-16 신웅철 레이저를 이용한 거리측정 시스템
KR20150009177A (ko) 2013-07-16 2015-01-26 현대모비스 주식회사 라이다 센서 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150052469A (ko) 2013-11-06 2015-05-14 현대모비스 주식회사 차량 제어 방법 및 이를 위한 장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190036920A (ko) * 2017-09-28 2019-04-05 주식회사 에스오에스랩 차량 간의 간섭을 방지할 수 있는 라이다 장치
KR20190041850A (ko) * 2017-10-13 2019-04-23 현대오트론 주식회사 라이다 신호 처리 장치 및 처리 방법
KR101896477B1 (ko) * 2017-11-16 2018-09-07 영남대학교 산학협력단 스캐닝 라이다 장치 및 그 방법
KR20200067561A (ko) * 2018-12-04 2020-06-12 서울도시가스 주식회사 시설물 지리 정보 획득 시스템 및 시설물 지리 정보 획득 프로그램
KR102019337B1 (ko) * 2019-04-17 2019-09-06 영남대학교 산학협력단 시정 거리 측정 시스템 및 방법
KR102287409B1 (ko) * 2020-12-30 2021-08-06 영남대학교 산학협력단 라이다 센서 장치 및 레이저 신호 송출 방법
WO2022145534A1 (ko) * 2020-12-30 2022-07-07 영남대학교 산학협력단 라이다 센서 장치 및 레이저 신호 송출 방법
US11965990B2 (en) 2020-12-30 2024-04-23 Research Cooperation Foundation Of Yeungnam University LIDAR sensor device and method of transmitting laser signal

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