KR20170083373A - 신호간섭검출장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 신호간섭검출장치는 제 1 파장을 생성하는 레이저 광원; 상기 제 1 파장과 다른 크기의 파장을 생성하는 적어도 하나 이상의 레이저 광원; 상기 제 1 파장을 생성하는 레이저 광원과 상기 제 1 파장과 다른 크기의 파장들을 생성하는 적어도 하나 이상의 레이저 광원을 각각 동일한 주기 T로 발진시키는 제어부; 및 상기 제어부는 상기 주기 T마다 상기 주기 T내에서 발진된 상기 제 1 파장 및 상기 제 1 파장과 다른 크기의 파장들이 생성한 패턴을 검출하는 것을 특징으로 한다.

Description

신호간섭검출장치 및 방법{Method and Apparatus for detecting interference between laser signals}
본 발명은 라이다를 이용한 거리측정 장치들 간에 발생하는 신호 간섭을 검출하여, 거리측정을 더욱 정확하게 하고자 하기 위한 것이다.
라이다(LADAR)를 이용한 거리측정 장치는 LiDAR(Light Detection And Ranging) 등의 레이저를 사용하여 거리를 측정한다. LiDAR등의 레이저는 발진 매질에 따라 고정된 파장을 생성하므로, 동일한 LiDAR 레이저를 사용하는 다른 거리측정장치에서 생성하는 신호와 간섭이 발생할 수 있다. 특히 주변에 라이다를 이용한 거리측정 장치를 장착한 차량 등이 많아질수록, 신호 간섭이 심해지는 문제점이 발생한다. 또한 신호 간섭으로 인하여 라이다를 이용한 거리측정 장치에서 정확한 거리 측정이 어려워지는 문제가 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 동일 또는 유사한 파장을 생성하는 레이저를 사용하는 거리측정장치 또는 거리측정 시스템 또는 라이다 시스템에서 발생하는 신호 간섭 문제를 해결하고자 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 레이저 광원의 신호간에 간섭을 검출하여, 간섭이 발생한 신호 정보는 이용하지 않음으로써 거리 측정의 정확도를 높이고자 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 신호간섭검출장치는 제 1 파장을 생성하는 레이저 광원; 상기 제 1 파장과 다른 크기의 파장을 생성하는 적어도 하나 이상의 레이저 광원; 상기 제 1 파장을 생성하는 레이저 광원과 상기 제 1 파장과 다른 크기의 파장들을 생성하는 적어도 하나 이상의 레이저 광원을 각각 동일한 주기 T로 발진시키는 제어부; 및 상기 제어부는 상기 주기 T마다 상기 주기 T내에서 발진된 상기 제 1 파장 및 상기 제 1 파장과 다른 크기의 파장들이 생성한 패턴을 검출하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 제 1 파장을 생성하는 레이저 광원에서 신호를 발진한 후, 상기 주기 T 이내에 상기 제 1 파장과 다른 크기의 파장들을 생성하는 적어도 하나 이상의 레이저 광원에서 발진한 신호를 확인하여 상기 패턴을 검출하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어부에서 상기 주기 T마다 반복적으로 검출된 패턴과 상이한 패턴을 검출하는 경우, 상기 제어부는 상기 상이한 패턴이 검출된 파장을 발진한 레이저 광원의 신호에 간섭이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제 1 파장과 다른 크기의 파장을 생성하는 적어도 하나 이상의 레이저 광원 각각은 상기 주기 T 내에서 서로 다른 주파수 대역을 이용하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제 1 파장을 생성하는 레이저 광원은 발진 매질에 따라 생성하는 파장이 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제 1 파장을 이용하여 객체의 거리를 측정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제 1 파장의 펄스 폭과 상기 제 1 파장과 다른 크기의 파장들의 펄스 폭이 상이한 것을 특징으로 한다. 일 예로 상기 제 1 파장과 다른 크기의 파장들의 펄스 폭은 상기 제 1 파장의 펄스폭보다 큰 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제 1 파장의 펄스 폭은 나노세컨드(ns) 단위인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 신호간섭검출장치는 제 1 펄스 폭을 지닌 신호를 생성하는 레이저광원; 상기 제 1 펄스 폭과 다른 크기의 펄스 폭을 지닌 신호를 생성하는 적어도 하나 이상의 레이저광원;및 주기 T 이내에 상기 제 1 펄스 폭을 지닌 신호를 생성하는 레이저광원에서 발진한 신호와 상기 제 1 펄스 폭과 다른 크기의 펄스 폭을 지닌 신호를 생성하는 상기 적어도 하나 이상의 레이저 광원에서 발진한 신호를 확인하여 패턴을 검출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 주기 T마다 반복적으로 검출되는 패턴과 상이한 패턴이 검출되면, 상기 제 1 펄스 폭을 지닌 신호를 생성하는 레이저광원에서 생성한 신호가 간섭된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 다른 크기의 펄스 폭은 상기 제 1 펄스 폭의 크기보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 상기 패턴의 시작 지점을 상기 제 1 레이저 광원에서 생성한 상기 제 1 파장으로 선정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 신호간섭을 검출하는 방법은 LADAR레이저광원에서 제 1 파장을 발진하는 단계; 적어도 하나 이상의 레이저 광원에서 상기 제 1 파장의 피크가 이용하는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역에서 피크가 생성되는 파장을 발진하는 단계; 제어부에서 주기 T 마다 상기 LADAR레이저광원과 상기 적어도 하나 이상의 레이저 광원에서 발진한 파장을 검출하는 단계;및 상기 제어부에서 상기 주기 T마다 상기 주기 T 이내에서 발진된 상기 제 1 파장 및 상기 적어도 하나 이상의 레이저 광원에서 발진한 파장들이 생성한 패턴을 검출하는 단계; 그리고 상기 제어부에서 현재 주기 T에서 판독된 패턴과 이전 주기 T마다 반복적으로 검출된 패턴을 비교하여 현재 주기 T의 패턴이 일치하는지를 판단하여 제 1 파장에 간섭이 발생하였는지 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 라이다를 이용한 거리측정장치에서 이용하는 신호간섭검출 장치는, 라이다를 이용하는 거리측정장치간에 발생하는 신호의 간섭을 검출하는 효과가 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 라이다를 이용한 거리측정장치에서 이용하는 신호간섭검출 장치는 신호에 간섭이 발생하였다고 판단한 일정 시간 구간의 데이터는 이용하지 않음으로써 거리 측정을 보다 정확하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다(LADAR: laser detection and raging)를 이용한 거리측정장치에서 거리를 측정하는 일 예를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2 는 라이다를 이용하는 거리측정장치에서 사용하는 LiDAR 센서 시스템에서 발진하는 파장의 일 예를 도시한다.
도 3 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 라이다를 이용하여 거리를 측정하는 장치에서 이용하는 신호간섭검출장치의 내부 구성도를 도시한다.
도 4 는 본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 신호간섭검출장치(400)의 내부 구성도를 도시한다.
도 5 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 라이다를 이용한 거리 측정장치에서 신호간섭검출장치를 이용하여 거리를 측정하는 일 실시예를 도시한다.
도 6 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서 라이다를 이용한 거리측정장치에서 신호간섭을 검출하는 방법의 흐름도를 도시한다.
도 7 은 본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 라이다를 이용한 거리측정장치에서 신호간섭을 검출하는 방법의 흐름도를 도시한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다(LADAR: laser detection and raging)를 이용한 거리측정장치에서 거리를 측정하는 일 예를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 라이다를 이용한 거리측정장치(100, 200)는 레이저 발진시간과 반사시간의 차이를 이용하여 거리를 측정한다.
이를 위해 라이다를 이용한 거리측정장치(100, 200)는 LADAR용 레이저로 이용되는 LiDAR 센서 시스템을 구비할 수 있다. LiDAR 센서 시스템은 차량 주변의 목표물을 인식하기 위해 목표물까지의 거리, 목표물의 방향, 속도, 온도, 재질 등을 감지할 수 있으며, 목표물에 레이저를 발광하고 목표물로부터 반사된 반사광을 통해 목표물의 정보를 수신할 수 있다.
구체적으로, 대상 이동체(100,200)를 향하여 레이저 신호를 발진하고(S100, S200), 레이저 신호(S100, S200)가 대상 이동체(100, 200)에 발진된 후 되돌아오는 시간 t1, t2(S102, S202)과, 발진한 레이저 신호의 기설정된 속도 v를 이용하여, 제 1 라이다를 이용한 거리측정장치(100)에서 대상 이동체(200)까지의 거리와 제 2 라이다를 이용한 거리측정장치(200)에서 대상 이동체(100)까지의 거리를 산출한다.
이 경우, 대상 이동체(100, 200)의 표면으로부터 반사된 레이저 신호는 포커스 렌즈 및 필터를 통과하면서 광간섭에 의한 신호왜곡이 최소화 되어 특정 파장대(예를 들어 900~1600nm 파장대)만 투과하도록 설정이 가능하다.
제 1 라이다를 이용한 거리측정장치(100) 및 제 2 라이다를 이용한 거리측정장치(200)는 레이저 신호를 조사하는 레이저 광원(110, 210)을 각각 구비한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예로서 레이저 광원(110, 210)의 일 예로 LiDAR 센서 시스템을 이용할 수 있다. 레이저 광원(110, 210)은 차량뿐만 아니라 로봇, 선박, 헬기, 드론 등 이동이 가능한 이동체에 배치 및 설치가 가능하고, 아울러 건물, 기둥, 탑 등의 이동이 제한된 고정체에도 제한 없이 탑재될 수 있음을 유의하여야 한다. 레이저 광원(110, 210)은 360도 회전이 가능하다.
바람직하게, 레이저 광원(110, 210)은 매우 좁은 파장 영역, 일 예로 나노세컨드, 을 갖는 레이저 신호 방출할 수 있으며 레이저 빔은 적외선 파장 영역을 갖을 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
레이저 광원(110, 210)은 발진 매질에 따라 파장이 고정되어 있다. 도 2 를 참고하면, 레이저 광원(110, 210)의 일 예로 이용된 LiDAR 센서 시스템(110, 210)은 각각 동일 주기 T를 지니는 동일한 파장을 생성한다. 이 경우 LiDAR 센서 시스템(110, 210)은 각각 3ns 의 펄스 폭을 지닌 파장을 생성할 수 있다.
그러나, 제 1 라이다를 이용한 거리측정장치 및 제 2 라이다를 이용한 거리측정장치에서 일반적으로 이용하는 매우 좁은 파장을 생성하는 레이저 광원(110, 210)을 이용하는 경우, 매우 좁은 파장 영역을 갖는 레이저 신호를 생성하여 거리 측정의 정확도를 높일 수 있으나, 생성되는 파장이 동일하여 간섭이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 레이저 광원의 신호간에 간섭을 검출하여, 간섭이 발생한 신호 정보는 이용하지 않음으로써 거리 측정의 정확도를 높이고자 한다.
도 3 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 라이다를 이용하여 거리를 측정하는 장치에서 이용하는 신호간섭검출장치의 내부 구성도를 도시한다.
신호간섭검출장치(300)는 라이다를 이용한 거리측정장치에서 이용하는 매우 좁은 파장을 생성하는 고가의 레이저에서 발진 매질에 따라 파장이 고정되어 간섭이 발생하는 문제점을 해결한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 신호간섭검출장치(300)는 LADAR 레이저광원(310) 및 적어도 하나 이상의 레이저 광원(320, 322, 324) 및 제어부(330)를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 신호간섭검출장치(300)는 나노 세컨드 단위의 펄스 폭(S311)을 생성하는 매우 좁은 파장(S310)을 생성하는 LADAR 레이저광원(310)을 이용하여 거리를 측정한다. LADAR 레이저광원(310)의 일 예로는 LiDAR 센서 시스템 또는 LiDAR 레이저가 있다. 그러나, 거리를 측정하기 위해 이용하는 레이저는 동종 레이저간에 쉽게 간섭이 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 신호간섭검출장치(300)는 LADAR 레이저광원(310) 이외에 추가로 적어도 하나 이상의 레이저 광원(320, 322, 324)을 포함한다. 적어도 하나 이상의 레이저 광원(320)은 예를 들어, 제 1 신호간섭 검출 레이저광원(322)과 제 2 신호간섭 검출 레이저광원(324)을 포함한다. 이 경우, 적어도 하나 이상의 레이저 광원(320, 322, 324)은 펄스 폭(S323, S325)이 커도 무관하므로 저가의 레이저 광원을 이용할 수 있다.
적어도 하나 이상의 레이저 광원(320, 322, 324)은 도 3 에 도시된 바와 같이 펄스 폭이 상대적으로 큰 파장을 생성한다(S322, S324). 일 실시예로서, 적어도 하나 이상의 레이저 광원(320, 322, 324)에서 생성하는 파장의 펄스(S323, S325) 폭은 미리 세컨드(ms) 단위일 수 있으나, 이에 제한되지 않음을 유의하여야 한다.
제어부(330)는 LADAR레이저광원(310)에서 발진한 파장과 적어도 하나 이상의 레이저 광원(320, 322, 324)에서 발진한 신호의 파장을 주기 T마다 검출한다(S331). 이 경우, 주기 T의 기준은 LADAR레이저광원(310)에서 발진한 파장의 주기이거나 사용자가 설정한 주기일 수 있다.
제어부(330)는 LADAR레이저광원(310)에서 발진한 파장과 제 1 신호간섭 검출 레이저광원(322)과 제 2 신호간섭 검출 레이저광원(324)에서 각각 발진한 파장을 수신하여 주기 T 동안 검출된 파장의 패턴을 생성한다.
도 3 을 참고하면, 제어부(330)는 주기 T 동안 t1 시간에 가장 작은 펄스 폭을 지닌 LADAR레이저광원(310)에서 발진한 파장이 수신되고, t2 시간에 펄스 폭이 긴 제 1 신호간섭 검출 레이저광원(322)의 파장(S322)이 수신되며, t3 시간에 펄스 폭이 긴 제 2 신호간섭 검출 레이저광원(323)의 파장이 순차적으로 수신된 것을 검출한다. 이 경우, 제 1 신호간섭 검출 레이저광원(322)의 파장의 펄스 폭과 제 2 신호간섭 검출 레이저광원(323)의 파장의 펄스 폭은 동일하거나 상이할 수 있다. 다만, 제 1 신호간섭 검출 레이저광원(322)의 파장의 펄스 폭과 제 2 신호간섭 검출 레이저광원(323)의 파장 각각의 펄스 폭은 LADAR레이저광원(310)에서 발진한 파장의 펄스 폭보다 큰 것을 특징으로 한다.
제어부(330)는 주기 T 마다 LADAR레이저광원(310)에서 발진한 파장, 제 1 신호간섭 검출 레이저광원(322)의 파장(S322) 및 제 2 신호간섭 검출 레이저광원(324)의 파장(S324) 순으로 일정한 시간 간격 및 형태를 반복적으로 나타내면(S331, S335) 이를 패턴으로 검출한다.
또한, 제어부(330)는 패턴의 시작 시점을 LADAR레이저광원(310)에서 발진한 파장, 제 1 신호간섭 검출 레이저광원(322)의 파장 및 제 2 신호간섭 검출 레이저광원(323) 중 임의의 하나를 시작 시점으로 선정한 후 주기 T마다 패턴을 검출하도록 구현이 가능하다. 도 3은 LADAR레이저광원(310)에서 발진한 파장을 패턴의 시작점으로 선정한 일 예이다(S330).
제어부(330)는 학습을 통해 또는 사용자의 설정으로 또는 최초의 주기 T 동안 검출된 패턴을 패턴으로 검출한 이후, 주기 T마다 수신한 LADAR 레이저광원(310) 및 적어도 하나 이상의 레이저광원(320)에서 수신한 파장이 검출된 패턴과 일치하는지 비교한다. 비교 결과 상이한 패턴이 검출되는 경우, 해당 주기(S340)에서 LADAR 레이저광원(310)의 파장에 간섭이 발생한 것으로 판단한다.
도 3 을 참고하면, 주기 TN에서 패턴과 상이한 형태의 파장이 t10과 t11 사이의 tx 및 ty 시간에 연달아 검출되었다. 이 경우, 제어부(330)는 LADAR 레이저광원이 t10 시간 근처에서 간섭이 발생하였다고 판단하여, 주기 TN(S340) 사이에 수신한 파장 데이터를 거리 계산시 사용하지 않는다.
도 4 는 본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 신호간섭검출장치(400)의 내부 구성도를 도시한다.
신호간섭검출장치(400)는 송신렌즈부(410), 수신렌즈부(420) 및 제어부(430)를 포함한다.
송신렌즈부(410)는 펄스 폭이 좁은 파장을 생성하는 LADAR 송신 레이저광원(412), 펄스 폭이 넓은 파장을 생성하는 제 1 신호간섭 검출 송신 레이저광원(414) 및 펄스 폭이 넓은 파장을 생성하는 제 2 신호간섭 검출 송신 레이저광원(416)를 포함한다.
바람직하게, 좁은 펄스 폭의 일 예로는 나노세컨드 단위의 펄스 폭이 있다. 또한, 넓은 펄스 폭의 일 예로는 밀리세컨드 단위의 펄스 폭이 있다.
바람직하게, 좁은 펄스 폭의 일 예로는 객체의 거리를 측정하기에 적합한 파장의 펄스 폭이 있다. 넓은 펄스 폭의 일 예로는 객체의 거리를 측정하는데 사용하는 파장의 펄스 폭을 기준으로 더 넓은 펄스 폭을 의미한다.
수신렌즈부(420)는 객체로부터 반사된 반사광을 수신하기 위한 것으로, 제 1 수신렌즈부(430), 제 2 수신렌즈부(440) 및 제 3 수신렌즈부(450)을 포함한다. 제 1 수신렌즈부(430)는 필터(431), 펄스 폭이 좁은 파장을 생성하는 LADAR레이저광송신 (412)을 통해 반사된 반사광을 수신하는 LADAR 수신 레이저광원(443) 및 제 1 디텍터(445)를 포함한다. 제 2 수신렌즈부(440)는 필터(441), 제 1 신호간섭 검출 송신 레이저광원(414)을 통해 반사된 반사광을 수신하는 제 1 신호간섭 검출 수신 레이저광원(443) 및 제 2 디텍터(445)를 포함한다. 제 3 수신렌즈부(450)는 필터(451), 펄스 폭이 넓은 파장을 생성하는 제 2 신호간섭 검출 송신 레이저광원(416)을 통해 반사된 반사광을 수신하는 제 2 신호간섭 검출 수신 레이저광원(453) 및 제 3 디텍터(455)를 포함한다.
수신렌즈부(420)를 구성하는 제 1 수신렌즈부(430)는 LADAR 송신레이저 광원(412)과 단일 렌즈로 구성될 수 있다. 제 2 수신렌즈부(440)는 제 1 신호간섭 검출 송신 레이저광원(414)과 단일 렌즈로 구성될 수 있다. 또한, 제 3 수신렌즈부(450)는 제 2 신호간섭 검출 송신 레이저광원(416)과 단일 렌즈로 구성될 수 있다.
제어부(460)는 패턴 검출부(461), 패턴 비교부(463) 및 간섭신호 검출부(465)를 포함한다. 패턴 검출부(461)는 제 1 수신렌즈부(430), 제 2 수신렌즈부(440) 및 제 3 수신렌즈부(450)에서 수신한 신호들을 기초로 패턴을 검출한다. 패턴을 검출하는 일 실시예는 도 3과 관련된 부분을 참고한다. 패턴 비교부(463는 검출된 패턴과 주기 T마다 수신한 신호들이 생성하는 패턴이 일치하는지를 판단한다. 간섭신호검출부(465)에서는 패턴비교부에서 일치하지 않는 패턴에 포함된 LADAR수신레이저 광원(433)의 신호에 간섭이 발생하였음을 검출한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 라이다를 이용한 거리 측정장치는 간섭신호검출부(465)에서 검출된 데이터를 버리거나 이용하지 않음으로써 정확한 거리측정이 가능하다.
도 5 는 본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 라이다를 이용한 거리 측정장치에서 신호간섭검출장치를 이용하여 거리를 측정하는 일 실시예를 도시한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예로서, 제 1 라이다를 이용한 거리 측정장치(510) 및 제 2 라이다를 이용한 거리 측정장치(520)는 도 3 또는 도 4에 도시된 예와 같은 신호간섭검출장치를 구비하고 있다.
도 5에 도시된 일 실시예와 같이, 제 1 라이다를 이용한 거리 측정장치(510) 및 제 2 라이다를 이용한 거리 측정장치(520)는 각각 매우 좁은 파장 영역을 갖는 레이저 신호(S511, S521)를 방출하는 레이저 광원을 이용하고 있어, 제 1 라이다를 이용한 거리 측정장치(510)에서 발진하는 레이저 신호와 제 2 라이다를 이용한 거리 측정장치(520)에서 발진하는 레이저 신호 간에 간섭이 발생하기 쉽다.
그러나, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 제 1 라이다를 이용한 거리 측정장치(510)는 매우 좁은 파장 영역을 갖는 레이저 신호(S511)를 방출하는 레이저 광원 외에 추가로 상대적으로 큰 파장 영역을 갖는 레이저 신호(S513, S515)를 발진하는 두 개의 레이저 광원을 추가로 이용하고 있다. 제 2 라이다를 이용한 거리 측정장치(520) 역시 매우 좁은 파장 영역을 갖는 레이저 신호(S521)를 방출하는 레이저 광원 외에 추가로 상대적으로 큰 파장 영역을 갖는 레이저 신호(S523, S525)를 발진하는 두 개의 레이저 광원을 추가로 이용하고 있다.
다만, 도 5에서 제 1 라이다를 이용한 거리 측정장치(510) 및 제 2 라이다를 이용한 거리 측정장치(520) 각각에서 신호 간섭 검출을 위해 각각 두 개의 레이저 광원을 추가로 이용하고 있으나, 이는 일 실시예에 해당할 뿐 적어도 한 개 이상의 레이저를 이용할 수 있음을 유의하여야 한다. 또한, 적어도 한 개 이상의 레이저는 주기 T 이내에서 서로 다른 다양한 주파수 대역을 이용할 수 있다.
도 6 은 본 발명의 바람직한 일 실시예로서 라이다를 이용한 거리측정장치에서 신호간섭을 검출하는 방법의 흐름도를 도시한다.
라이다를 이용한 거리측정장치는 신호간섭장치를 내부에 일체의 형태로 포함하거나, 외부에 별도의 형태로 추가하여 이용할 수 있다. 라이다를 이용한 거리측정장치에서 신호간섭장치를 이용하여 신호 간섭 검출을 수행하는 방법은 도 6을 참고한다.
LADAR레이저 광원에서 제 1 파장을 생성한다(S610). 제 1 파장은 거리 측정을 위해 사용되는 파장으로 매우 좁은 펄스 폭을 지니는 특징이 있다. LADAR 레이저 광원에서 제 1 파장을 생성하는 동안, 적어도 하나 이상의 레이저 광원에서 제 1 파장과 펄스 폭의 크기가 다른 파장을 생성한다(S620).
LADAR레이저 광원에서 제 1 파장을 생성하는 단계(S610)와 적어도 하나 이상의 레이저 광원에서 제 1 파장과 펄스 폭의 크기가 다른 파장을 생성하는(S620) 단계는 동시에 구현이 가능하다. 적어도 하나 이상의 레이저 광원은 펄스 폭의 크기가 큰 저가의 레이저 광원을 이용할 수도 있고, 제 1 파장과 펄스 폭의 크기가 다른 다양한 레이저 광원을 이용할 수도 있다.
제어부에서는 주기 T 동안 제 1 파장과 상기 제 1 파장과 펄스 폭의 크기가 상이한 적어도 하나 이상의 파장을 수신하여 복수의 파장들이 생성하는 패턴을 검출한다(S630). 이 경우, 제어부는 기설정된 주기 또는 LADAR레이저 광원에서 발진하는 파장의 주기 또는 적어도 하나 이상의 레이저 광원 중 임의의 레이저 광원에서 발진하는 파장의 주기를 이용할 수 있다.
제어부는 주기 T 마다 반복적으로 검출되는 패턴을 학습하여 패턴을 인식한다. 이후 인식한 패턴과 현재 주기 T 동안 판독한 패턴이 일치하는지를 판단한다(S640). 패턴이 일치하지 않는 경우, LADAR레이저 광원에서 발진한 신호에 간섭이 발생하였다고 판단하여, 현재 주기 T동안 판독한 파장의 데이터를 버린다. 패턴이 일치하는 경우, 다음 주기 T 의 패턴을 판독한다.
도 7 은 본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예로서, 라이다를 이용한 거리측정장치에서 신호간섭을 검출하는 방법의 흐름도를 도시한다.
LADAR레이저 광원에서 제 1 파장을 생성한다(S710). 제 1 파장은 거리 측정을 위해 사용되는 파장으로 매우 좁은 펄스 폭을 지니는 특징이 있다. LADAR 레이저 광원에서 제 1 파장을 생성하는 동안, 적어도 하나 이상의 레이저 광원에서 제 1 파장의 피크값이 이용하는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역에서 피크값이 발생하는 파장을 생성한다(S720).
제어부에서는 주기 T 동안 제 1 파장과 상기 제 1 파장과 상이한 주파수 대역을 이용하는 적어도 하나 이상의 파장을 수신하여 복수의 파장들이 생성하는 패턴을 검출한다(S730). 이 경우, 제어부는 기설정된 주기 또는 LADAR레이저 광원에서 발진하는 파장의 주기 또는 적어도 하나 이상의 레이저 광원 중 임의의 레이저 광원에서 발진하는 파장의 주기를 이용할 수 있다.
제어부에서 현재 주기 T에서 판독한 패턴이 이전 주기 T마다 반복적으로 검출된 패턴과 일치하는지 판단한다. 일치하는 경우 다음 주기 T에서 패턴을 판독하고, 일치하지 않는 경우 신호가 간섭되었다고 판단한다(S750).
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 제 1 파장을 생성하는 LADAR레이저광원;
    상기 제 1 파장과 다른 크기의 파장을 생성하는 적어도 하나 이상의 레이저 광원;
    상기 LADAR레이저광원과 상기 적어도 하나 이상의 레이저 광원에서 발진된 파장을 주기 T마다 검출하는 제어부;
    상기 제어부는 상기 주기 T마다 상기 주기 T내에서 발진된 상기 제 1 파장 및 상기 제 1 파장과 다른 크기의 파장들이 생성한 패턴을 검출하는 것을 특징으로 하는 신호간섭검출장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 LADAR레이저광원에서 신호를 발진한 후, 상기 주기 T 이내에 상기 적어도 하나 이상의 레이저 광원에서 발진한 신호를 확인하여 상기 패턴을 검출하는 것을 특징으로 하는 신호간섭검출장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부에서 상기 주기 T마다 반복적으로 검출된 패턴과 상이한 패턴을 검출하는 경우, 상기 제어부는 상기 상이한 패턴이 검출된 파장을 발진한 LADAR레이저광원의 신호에 간섭이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 신호간섭검출장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 레이저 광원 각각은 상기 주기 T 내에서 서로 다른 주파수 대역을 이용하는 것을 특징으로 하는 신호간섭검출장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 LADAR레이저광원은 발진 매질에 따라 생성하는 파장이 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 신호간섭검출장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 파장을 이용하여 객체의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 신호간섭검출장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 파장의 펄스 폭과 상기 제 1 파장과 다른 크기의 파장들의 펄스 폭이 상이한 것을 특징으로 하는 신호간섭검출장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 파장과 다른 크기의 파장들의 펄스 폭이 상기 제 1 파장의 펄스폭보다 큰 것을 특징으로 하는 신호간섭검출장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 파장의 펄스 폭은 나노세컨드(ns) 단위인 것을 특징으로 하는 신호간섭검출장치.
  10. 제 1 펄스 폭을 지닌 신호를 생성하는 LADAR레이저광원;
    상기 제 1 펄스 폭과 다른 크기의 펄스 폭을 지닌 신호를 생성하는 적어도 하나 이상의 레이저광원;및
    주기 T 이내에 상기 LADAR레이저광원에서 발진한 신호와 상기 적어도 하나 이상의 레이저광원에서 발진한 신호를 확인하여 패턴을 검출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호간섭검출장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 주기 T마다 반복적으로 검출되는 패턴과 상이한 패턴이 검출되면, 상기 LADAR레이저광원에서 생성한 신호가 간섭된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 신호간섭검출장치.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 다른 크기의 펄스 폭은 상기 제 1 펄스 폭의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 신호간섭검출장치.
  13. 신호간섭을 검출하는 방법으로,
    LADAR레이저광원에서 제 1 파장을 생성하는 단계;
    적어도 하나 이상의 레이저 광원에서 상기 제 1 파장과 다른 크기의 파장을 생성하는 단계;
    제어부에서 주기 T 마다 상기 LADAR레이저광원과 상기 적어도 하나 이상의 레이저 광원에서 발진한 파장을 검출하는 단계;및
    상기 제어부에서 상기 주기 T마다 상기 주기 T 이내에서 발진된 상기 제 1 파장 및 상기 제 1 파장과 다른 크기의 파장들이 생성한 패턴을 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어부에서 상기 주기 T마다 반복적으로 검출된 패턴과 상이한 패턴을 검출하는 경우, 상기 제어부는 상기 상이한 패턴이 검출된 파장을 발진한 상기 LADAR레이저광원의 신호에 간섭이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 패턴의 시작 지점을
    상기 LADAR레이저광원에서 생성한 상기 제 1 파장으로 선정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 신호간섭을 검출하는 방법으로,
    LADAR레이저광원에서 제 1 파장을 발진하는 단계;
    적어도 하나 이상의 레이저 광원에서 상기 제 1 파장의 피크가 이용하는 주파수 대역과 상이한 주파수 대역에서 피크가 생성되는 파장을 발진하는 단계;
    제어부에서 주기 T 마다 상기 LADAR레이저광원과 상기 적어도 하나 이상의 레이저 광원에서 발진한 파장을 검출하는 단계;및
    상기 제어부에서 상기 주기 T마다 상기 주기 T 이내에서 발진된 상기 제 1 파장 및 상기 적어도 하나 이상의 레이저 광원에서 발진한 파장들이 생성한 패턴을 검출하는 단계;
    상기 제어부에서 현재 주기 T에서 판독된 패턴과 이전 주기 T마다 반복적으로 검출된 패턴을 비교하여 현재 주기 T의 패턴이 일치하는지를 판단하여 제 1 파장에 간섭이 발생하였는지 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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