KR20170132976A - Lidar apparatus for Vehicle and Vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량에 구비되는 차량용 라이다 장치 및 차량에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a vehicle for a vehicle provided in a vehicle.
차량은 탑승하는 사용자가 원하는 방향으로 이동시키는 장치이다. 대표적으로 자동차를 예를 들 수 있다.A vehicle is a device that moves a user in a desired direction by a boarding user. Typically, automobiles are examples.
한편, 차량을 이용하는 사용자의 편의를 위해, 각 종 센서와 전자 장치 등이 구비되고 있는 추세이다. 특히, 사용자의 운전 편의를 위해 차량 운전자 보조 시스템(ADAS : Advanced Driver Assistance System)에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 나아가, 자율 주행 자동차(Autonomous Vehicle)에 대한 개발이 활발하게 이루어 지고 있다.On the other hand, for the convenience of users who use the vehicle, various sensors and electronic devices are provided. Particularly, for the convenience of the user, research on the ADAS (Advanced Driver Assistance System) is being actively carried out. Furthermore, development of an autonomous vehicle is being actively carried out.
차량 운전 보조 시스템 및 자율 주행 자동차를 구현하기 위해서는, 다양한 센서가 필수적으로 요구된다. 이러한 센서들에는, 레이다, 라이다, 카메라 등이 있다.In order to implement a vehicle driving assist system and an autonomous vehicle, various sensors are indispensable. Such sensors include radar, lidar, and camera.
특히, 라이다의 경우, 광출력부에서 생성되는 광을 처리하는 기술이 필요하다. 광손실, 집적화, 설계 자유도 등을 고려한 광처리 기술에 대한 개발이 요구된다.Particularly, in the case of a laser diode, a technique for processing light generated in the optical output portion is required. It is required to develop optical processing technology considering optical loss, integration, and degree of design freedom.
본 발명의 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 질화규소 및 이산화규소의 클래딩 구조로 형성된 코어를 포함하는 광가이드부를 포함하는 차량용 라이다 장치를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus for use in a vehicle including a light guide portion including a core formed of a silicon nitride and silicon dioxide cladding structure to solve the above problems.
또한, 본 발명의 실시예는 상기 차량용 라이다 장치를 포함하는 차량을 제공하는데 목적이 있다.Further, it is an object of the present invention to provide a vehicle including the above-described Lydi for vehicles.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라이다 장치는, 송신광을 생성하는 광출력부; 상기 송신광을 스티어링 하는, 광스티어링부; 상기 광출력부와 상기 광스티어링부 사이에 배치되어, 상기 송신광을 상기 광스티어링 부로 가이드하는 광가이드부;를 포함하고, 상기 광가이드부는, 질화규소(Si3N4) 및 이산화규소(SiO2)의 클래딩 구조로 형성된 코어를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for driving a vehicle, comprising: a light output unit for generating transmission light; An optical steering unit for steering the transmission light; And a light guiding part disposed between the light output part and the optical steering part and guiding the transmission light to the optical steering part, wherein the light guiding part comprises a cladding structure of silicon nitride (Si 3 N 4) and silicon dioxide (SiO 2) As shown in FIG.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.According to an embodiment of the present invention, there is one or more of the following effects.
첫째, 질화규소(Si3N4) 및 이산화규소(SiO2)의 클래딩 구조로 형성된 코어를 통해 광을 가이드하여, 광손실이 적은 효과가 있다.First, light is guided through a core formed of a cladding structure of silicon nitride (Si 3 N 4) and silicon dioxide (SiO 2), thereby reducing light loss.
둘째, 상기 코어를 작은 곡률(예를 들면, 50um이하)로 구부릴 경우에도 광손실이 적어 소형화, 집적화에 유리한 효과가 있다.Secondly, even when the core is bent with a small curvature (for example, 50um or less), the optical loss is small, which is advantageous in downsizing and integration.
셋째, 장파장을 사용하는 시스템에 적용 가능하므로, 라이다 장치의 광원을 장파장으로 하여 아이 세이프티(eye safety)를 만족하는데 적합한 효과가 있다.Third, since it can be applied to a system using a long wavelength, there is an effect of satisfying eye safety by using a light source of a Lada apparatus as a long wavelength.
넷째, 비모터식 라이다 장치 구현으로, 장치 시스템이 견고해져 고속의 차량등 가혹한 환경에서 사용가능한 효과가 있다.Fourth, the implementation of the non-motorized Ryder device has the effect that the device system is robust and can be used in harsh environments such as high-speed vehicles.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라이다 장치를 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 4는, 본 발명의 실시예에 따라, 차량용 라이다 장치를 설명하는데 참조되는 상세 블럭도이다.
도 5는, 본 발명의 실시예에 따른 송신광 및 수신광을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 6a는, 본 발명의 실시예에 따른 광가이드부를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 광가이드부의 효과를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 FMCW 신호의 일예를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 실시예에 따라 송신 주파수 및 수신 주파수를 도시한 도면이다.
도 9a 내지 도 9b은 본 발명의 실시예에 따른 비트 주파수를 설명하는데 참조되는 도면이다.1 is a view showing an appearance of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram for explaining a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram referred to for describing the Rada apparatus for a vehicle according to the embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a detailed block diagram referred to for describing a vehicular laddering apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram referred to explain transmission light and reception light according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6A is a diagram referred to explain a light guide unit according to an embodiment of the present invention. FIG.
6B is a view referred to explain the effect of the light guide unit according to the embodiment of the present invention.
7 is a diagram referred to explain an example of an FMCW signal according to an embodiment of the present invention.
8A to 8C are views showing a transmission frequency and a reception frequency according to an embodiment of the present invention.
9A to 9B are diagrams for explaining bit frequencies according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
본 명세서에서 기술되는 차량은, 자동차, 오토바이를 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는, 차량에 대해 자동차를 위주로 기술한다.The vehicle described herein may be a concept including a car, a motorcycle. Hereinafter, the vehicle will be described mainly with respect to the vehicle.
본 명세서에서 기술되는 차량은, 동력원으로서 엔진을 구비하는 내연기관 차량, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 동력원으로서 전기 모터를 구비하는 전기 차량등을 모두 포함하는 개념일 수 있다.The vehicle described in the present specification may be a concept including both an internal combustion engine vehicle having an engine as a power source, a hybrid vehicle having an engine and an electric motor as a power source, and an electric vehicle having an electric motor as a power source.
이하의 설명에서 차량의 좌측은 차량의 주행 방향의 좌측을 의미하고, 차량의 우측은 차량의 주행 방향의 우측을 의미한다.In the following description, the left side of the vehicle means the left side in the running direction of the vehicle, and the right side of the vehicle means the right side in the running direction of the vehicle.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.1 is a view showing an appearance of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 차량(100)은 동력원에 의해 회전하는 바퀴, 차량(100)의 진행 방향을 조절하기 위한 조향 입력 장치를 구비할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
실시예에 따라, 차량(100)은 자율 주행 차량일 수 있다. 자율 주행 차량의 경우, 사용자 입력에 따라 자율 주행 모드 또는 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다. 메뉴얼 모드로 전환되는 경우, 자율 주행 차량(100)은 조향 입력 장치를 통해 조향 입력을 수신할 수 있다.According to the embodiment, the
차량(100)은, 차량 운전 보조 시스템(200)를 포함할 수 있다. 차량 운전 보조 시스템(200)는, 다양한 센서에서 획득되는 정보를 기초로, 운전자를 보조하는 시스템이다. The
차량 운전 보조 시스템(ADAS : Advanced Driver Assistance System)은, 자동 비상 제동 시스템(이하, AEB : Autonomous Emergency Braking), 적응 순향 제어 시스템 (이하, ACC : Adaptive Cruise Control), 측방 접근차량 경고 시스템 (이하, CTA : Cross Traffic Alert), 차선 변경 보조 시스템 (이하, LCA : Lane Change Assistant), 전방 충돌 회피 시스템 (이하, FCW : Foward Collision Warning), 차선 이탈 경고 시스템 (이하, LDW : Lane Departure Warning), 차선 유지 보조 시스템 (이하, LKA : Lane Keeping Assist), 속도 지원 시스템 시스템 (이하, SAS : Speed Assist System), 교통 신호 검출 시스템 (TSR : Traffic Sign Recognition), 적응형 상향등 제어 시스템 (이하, HBA : High Beam Assist), 사각 지대 감시 시스템 (이하, BSD : Blind Spot Detection), 자동 비상 조향 시스템 (이하, AES : Autonomous Emergency Steering), 커브 속도 경고 시스템 시스템 (이하, CSWS : Curve Speed Warning System), 스마트 주차 시스템 시스템 (이하, SPAS : Smart Parking Assist System), 교통 정체 지원 시스템 (이하, TJA : Traffic Jam Assist) 및 어라운드 뷰 모니터 시스템 (이하, AVM : Around View Monitor)을 포함할 수 있다.BACKGROUND ART Advanced Driver Assistance System (ADAS) is a system in which an automatic emergency braking (AEB), an adaptive cruise control (ACC) Lane Change Assistant (LCA), Forward Collision Warning (FCW), Lane Departure Warning (LDW), Lane Departure Warning A Lane Keeping Assist (LKA), a Speed Assist System (SAS), a Traffic Sign Recognition (TSR), an Adaptive Up Light Control (HBA) Beam Assist, Blind Spot Detection (BSD), Autonomous Emergency Steering (AES), Curve Speed Warning System (CSWS) a Smart Parking Assist System (SPAS), a Traffic Jam Assist (TJA), and an Around View Monitor (AVM) .
차량(100)은, 라이다 장치(400)를 포함할 수 있다.
한편, 라이다 장치(400)는, 차량 운전 보조 시스템(200)의 하위 구성 요소로 분류될 수 있다. 이경우, 차량 운전 보조 시스템(200)는, 라이다 장치(400)로부터 생성되는 정보에 기초하여 동작될 수 있다.On the other hand, the
한편, 도 1에서, 라이다 장치(400)가 차량 전방에 배치되는 것으로 예시되나, 이에 한정되지 않고, 라이다 장치(400)는, 차량 후방이나 측방 또는 루프 등에 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 차량(100)은 복수의 라이다 장치(400)를 포함할 수 있다.1, the Lada
전장(overall length)은 차량(100)의 앞부분에서 뒷부분까지의 길이, 전폭(width)은 차량(100)의 너비, 전고(height)는 바퀴 하부에서 루프까지의 길이를 의미한다. 이하의 설명에서, 전장 방향(L)은 차량(100)의 전장 측정의 기준이 되는 방향, 전폭 방향(W)은 차량(100)의 전폭 측정의 기준이 되는 방향, 전고 방향(H)은 차량(100)의 전고 측정의 기준이 되는 방향을 의미할 수 있다.The overall length means the length from the front portion to the rear portion of the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.2 is a block diagram for explaining a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 차량(100)은, 차량(100)은, 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(125), 메모리(130), 출력부(140), 차량 구동부(150), 제어부(170), 인터페이스부(180), 전원 공급부(490), 차량 운전 보조 시스템(200) 및 차량용 라이다 장치(400)를 포함할 수 있다.2, the
통신부(110)는, 근거리 통신 모듈(113), 위치 정보 모듈(114), 광통신 모듈(115) 및 V2X 통신 모듈(116)을 포함할 수 있다.The
통신부(110)는, 다른 디바이스와 통신을 수행하기 위해 하나 이상의 RF(Radio Frequency) 회로 또는 소자를 포함할 수 있다.The
근거리 통신 모듈(113)은, 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. The short-
이러한, 근거리 통신 모듈(113)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 형성하여, 차량(100)과 적어도 하나의 외부 디바이스 사이의 근거리 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 근거리 통신 모듈(113)은 이동 단말기와 무선으로 데이터를 교환할 수 있다. 근거리 통신 모듈(113)은 이동 단말기로부터 날씨 정보, 도로의 교통 상황 정보(예를 들면, TPEG(Transport Protocol Expert Group))를 수신할 수 있다. 가령, 사용자가 차량(100)에 탑승한 경우, 사용자의 이동 단말기와 차량(100)은 자동으로 또는 사용자의 애플리케이션 실행에 의해, 서로 페어링을 수행할 수 있다.The short-
위치 정보 모듈(114)은, 차량(100)의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈이 있다. 예를 들면, 차량은 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 차량의 위치를 획득할 수 있다. The
한편, 실시예에 따라, 위치 정보 모듈(114)은 통신부(110)에 포함되는 구성요소가 아닌, 센싱부(125)에 포함되는 구성요소일 수도 있다.Meanwhile, according to the embodiment, the
광통신 모듈(115)은, 광발신부 및 광수신부를 포함할 수 있다. The
광수신부는, 광(light)신호를 전기 신호로 전환하여, 정보를 수신할 수 있다. 광수신부는 광을 수신하기 위한 포토 다이오드(PD, Photo Diode)를 포함할 수 있다. 포토 다이오드는 광을 전기 신호로 전환할 수 있다. 예를 들면, 광수신부는 전방 차량에 포함된 광원에서 방출되는 광을 통해, 전방 차량의 정보를 수신할 수 있다. The light receiving section can convert the light signal into an electric signal and receive the information. The light receiving unit may include a photodiode (PD) for receiving light. The photodiode can convert light into an electrical signal. For example, the light receiving section can receive information of the front vehicle through light emitted from the light source included in the front vehicle.
광발신부는 전기 신호를 광 신호로 전환하기 위한 발광 소자를 적어도 하나 포함할 수 있다. 여기서, 발광 소자는 LED(Light Emitting Diode) 또는 LD(Laser Diode)인 것이 바람직하다. 광발신부는, 전기 신호를 광 신호로 전환하여, 외부에 발신한다. 예를 들면, 광 발신부는 소정 주파수에 대응하는 발광소자의 점멸을 통해, 광신호를 외부에 방출할 수 있다. 실시예에 따라, 광발신부는 복수의 발광 소자 어레이를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 광발신부는 차량(100)에 구비된 램프와 일체화될 수 있다. 예를 들면, 광발신부는 전조등, 후미등, 제동등, 방향 지시등 및 차폭등 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 예를 들면, 광통신 모듈(115)은 광 통신을 통해 타 차량과 데이터를 교환할 수 있다.The light emitting unit may include at least one light emitting element for converting an electric signal into an optical signal. Here, the light emitting element is preferably an LED (Light Emitting Diode) or an LD (Laser Diode). The optical transmitter converts the electrical signal into an optical signal and transmits it to the outside. For example, the optical transmitter can emit the optical signal to the outside through the blinking of the light emitting element corresponding to the predetermined frequency. According to an embodiment, the light emitting portion may include a plurality of light emitting element arrays. According to the embodiment, the light emitting portion can be integrated with the lamp provided in the
V2X 통신 모듈(116)은, 서버 또는 타 차량과의 무선 통신 수행을 위한 모듈이다. V2X 모듈(116)은 차량간 통신(V2V) 또는 차량과 인프라간 통신(V2I) 프로토콜이 구현 가능한 모듈을 포함한다. 차량(100)은 V2X 통신 모듈(116)을 통해, 외부 서버 및 타 차량과 무선 통신을 수행할 수 있다.The
입력부(120)는, 운전 조작 장치(121), 마이크로 폰(123) 및 사용자 입력부(124)를 포함할 수 있다.The
운전 조작 장치(121)는, 차량(100) 운전을 위한 사용자 입력을 수신한다. 운전 조작부(121)는 조향 입력 장치, 쉬프트 입력 장치, 가속 입력 장치, 브레이크 입력 장치를 포함할 수 있다. The driving
조향 입력 장치는, 사용자로부터 차량(100)의 진행 방향 입력을 수신한다. 조향 입력 장치는 회전에 의해 조향 입력이 가능하도록 휠 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 조향 입력 장치는 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.The steering input device receives a forward direction input of the
쉬프트 입력 장치는, 사용자로부터 차량(100)의 주차(P), 전진(D), 중립(N), 후진(R)의 입력을 수신한다. 쉬프트 입력 장치는 레버 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 쉬프트 입력 장치는 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다. The shift input device receives parking (P), forward (D), neutral (N), and reverse (R) inputs of the
가속 입력 장치는, 사용자로부터 차량(100)의 가속을 위한 입력을 수신한다. 브레이크 입력 장치는, 사용자로부터 차량(100)의 감속을 위한 입력을 수신한다. 가속 입력 장치 및 브레이크 입력 장치는 페달 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 가속 입력 장치 또는 브레이크 입력 장치는 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼으로 형성될 수도 있다.The acceleration input device receives an input for acceleration of the
마이크로 폰(123)은, 외부의 음향 신호를 전기적인 데이터로 처리할 수 있다. 처리된 데이터는 차량(100)에서 수행 중인 기능에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 마이크로폰(123)은 사용자의 음성 명령을 전기적인 데이터로 전환할 수 있다. 전환된 전기적인 데이터는 제어부(170)에 전달될 수 있다. The
한편, 실시예에 따라, 카메라(122) 또는 마이크로폰(123)는 입력부(120)에 포함되는 구성요소가 아닌, 센싱부(125)에 포함되는 구성요소일 수도 있다.The camera 122 or the
사용자 입력부(124)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것이다. 사용자 입력부(124)를 통해, 정보가 입력되면, 제어부(170)는 입력된 정보에 대응되도록 차량(100)의 동작을 제어할 수 있다. 사용자 입력부(124)는 터치식 입력수단 또는 기계식 입력 수단을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 사용자 입력부(124)는 스티어링 휠의 일 영역에 배치될 수 있다. 이경우, 운전자는 스티어링 휠을 잡은 상태에서, 손가락으로 사용자 입력부(124)를 조작할 수 있다.The
센싱부(125)는, 차량(100)의 각종 상황 또는 차량의 외부 상황을 센싱한다. 이를 위해, 센싱부(125)는, 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 요 센서(yaw sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 핸들 회전에 의한 스티어링 센서, 차량 내부 온도 센서, 차량 내부 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 가속 페달 포지션 센서, 브레이크 페달 포지션 센서, 등을 포함할 수 있다.The
센싱부(125)는, 차량 충돌 정보, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보, 스티어링 휠 회전 각도, 차량 외부 조도, 가속 페달에 가해지는 압력, 브레이크 페달에 가해지는 압력 등에 대한 센싱 신호를 획득할 수 있다.The
센싱부(125)는, 그 외, 가속페달센서, 압력센서, 엔진 회전 속도 센서(engine speed sensor), 공기 유량 센서(AFS), 흡기 온도 센서(ATS), 수온 센서(WTS), 스로틀 위치 센서(TPS), TDC 센서, 크랭크각 센서(CAS), 등을 더 포함할 수 있다.The
한편, 위치 정보 모듈(114)은 센싱부(125)의 하위 구성 요소로 분류될 수도 있다. Meanwhile, the
센싱부(125)는 차량 주변의 오브젝트를 감지할 수 있는 오브젝트 센싱부를 포함할 수 있다. 여기서, 오브젝트 센싱부는, 카메라 모듈, 초음파 센서를 포함할 수 있다. 이경우, 센싱부(125)는, 카메라 모듈 또는 초음파 센서를 통해 차량 전방에 위치하는 전방 오브젝트 또는 차량 후방에 위치하는 후방 오브젝트를 감지할 수 있다. The
한편, 실시예에 따라, 오브젝트 센싱부는, 차량 운전 보조 시스템(200)의 구성 요소로 분류될 수도 있다.On the other hand, according to the embodiment, the object sensing unit may be classified as a component of the vehicle driving
메모리(130)는, 제어부(170)와 전기적으로 연결된다. 메모리(130)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다. 메모리(130)는 제어부(170)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 차량(100) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.The
출력부(140)는, 제어부(170)에서 처리된 정보를 출력하기 위한 것으로, 디스플레이 장치(141), 음향 출력부(142) 및 햅틱 출력부(143)를 포함할 수 있다.The
디스플레이 장치(141)는 다양한 그래픽 객체를 표시할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 장치(141)는 차량 관련 정보를 표시할 수 있다. 여기서, 차량 관련 정보는, 차량에 대한 직접적인 제어를 위한 차량 제어 정보, 또는 차량 운전자에게 운전 가이드를 위한 차량 운전 보조 정보를 포함할 수 있다. 또한, 차량 관련 정보는, 현재 차량의 상태를 알려주는 차량 상태 정보 또는 차량의 운행과 관련되는 차량 운행 정보를 포함할 수 있다.The
디스플레이 장치(141)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
디스플레이 장치(141)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 차량(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(724)로써 기능함과 동시에, 차량(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다. 이경우, 디스플레이 장치(141)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이 장치(141)에 대한 터치를 감지하는 터치센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이 장치(141)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(170)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴항목 등일 수 있다.The
한편, 디스플레이 장치(141)는 운전자가 운전을 함과 동시에 차량 상태 정보 또는 차량 운행 정보를 확인할 수 있도록 클러스터(cluster)를 포함할 수 있다. 클러스터는 대시보드 위에 위치할 수 있다. 이경우, 운전자는, 시선을 차량 전방에 유지한채로 클러스터에 표시되는 정보를 확인할 수 있다.Meanwhile, the
한편, 실시예에 따라, 디스플레이 장치(141)는 HUD(Head Up Display)로 구현될 수 있다. 디스플레이 장치(141)가 HUD로 구현되는 경우, 프런트 윈드 쉴드(10)에 구비되는 투명 디스플레이를 통해 정보를 출력할 수 있다. 또는, 디스플레이 장치(141)는 투사 모듈을 구비하여 프런트 윈드 쉴드(10)에 투사되는 이미지를 통해 정보를 출력할 수 있다.Meanwhile, according to the embodiment, the
한편, 실시예에 따라, 디스플레이 장치(141)는, 투명 디스플레이를 포함할 수 있다. 이경우, 투명 디스플레이는 프런트 윈드 쉴드(10)에 부착될 수 있다. On the other hand, according to the embodiment, the
투명 디스플레이는 소정의 투명도를 가지면서, 소정의 화면을 표시할 수 있다. 투명 디스플레이는, 투명도를 가지기 위해, 투명 디스플레이는 투명 TFEL(Thin Film Elecroluminescent), 투명 OLED(Organic Light-Emitting Diode), 투명 LCD(Liquid Crystal Display), 투과형 투명디스플레이, 투명 LED(Light Emitting Diode) 디스플레이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 투명 디스플레이의 투명도는 조절될 수 있다.The transparent display can display a predetermined screen while having a predetermined transparency. Transparent displays can be made of transparent TFEL (Thin Film Elecroluminescent), transparent OLED (Organic Light-Emitting Diode), transparent LCD (Liquid Crystal Display), transmissive transparent display, transparent LED (Light Emitting Diode) Or the like. The transparency of the transparent display can be adjusted.
실시예에 따라, 디스플레이 장치(141)는 내비게이션 장치로 기능할 수 있다.According to an embodiment, the
음향 출력부(142)는 제어부(170)로부터의 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 음향 출력부(142)는 스피커 등을 구비할 수 있다. 음향 출력부(142)는, 사용자 입력부(724) 동작에 대응하는, 사운드를 출력하는 것도 가능하다.The
햅틱 출력부(143)는 촉각적인 출력을 발생시킨다. 예를 들면, 햅틱 출력부(143)는, 스티어링 휠, 안전 벨트, 시트를 진동시켜, 사용자가 출력을 인지할 수 있게 동작할 수 있다.The
차량 구동부(150)는, 차량 각종 장치의 동작을 제어할 수 있다. 차량 구동부(150)는 동력원 구동부(151), 조향 구동부(152), 브레이크 구동부(153), 램프 구동부(154), 공조 구동부(155), 윈도우 구동부(156), 에어백 구동부(157), 썬루프 구동부(158) 및 서스펜션 구동부(159)를 포함할 수 있다.The
동력원 구동부(151)는, 차량(100) 내의 동력원에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. The power
예를 들면, 화석 연료 기반의 엔진(미도시)이 동력원인 경우, 동력원 구동부(151)는, 엔진에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 엔진의 출력 토크 등을 제어할 수 있다. 동력원 구동부(151)가 엔진인 경우, 제어부(170)의 제어에 따라, 엔진 출력 토크를 제한하여 차량의 속도를 제한할 수 있다.For example, when the fossil fuel-based engine (not shown) is a power source, the power
다른 예로, 전기 기반의 모터(미도시)가 동력원인 경우, 동력원 구동부(151)는, 모터에 대한 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 모터의 회전 속도, 토크 등을 제어할 수 있다.As another example, when the electric-based motor (not shown) is a power source, the power
조향 구동부(152)는, 차량(100) 내의 조향 장치(steering apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 차량의 진행 방향을 변경할 수 있다.The
브레이크 구동부(153)는, 차량(100) 내의 브레이크 장치(brake apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 바퀴에 배치되는 브레이크의 동작을 제어하여, 차량(100)의 속도를 줄일 수 있다. 다른 예로, 좌측 바퀴와 우측 바퀴에 각각 배치되는 브레이크의 동작을 달리하여, 차량(100)의 진행 방향을 좌측, 또는 우측으로 조정할 수 있다.The
램프 구동부(154)는, 차량 내, 외부에 배치되는 램프의 턴 온/턴 오프를 제어할 수 있다. 또한, 램프의 광의 세기, 방향 등을 제어할 수 있다. 예를 들면, 방향 지시 램프, 브레이크 램프 등의 대한 제어를 수행할 수 있다.The
공조 구동부(155)는, 차량(100) 내의 공조 장치(air cinditioner)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 차량 내부의 온도가 높은 경우, 공조 장치가 동작하여, 냉기가 차량 내부로 공급되도록 제어할 수 있다. The air
윈도우 구동부(156)는, 차량(100) 내의 윈도우 장치(window apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 차량의 측면의 좌,우 윈도우들에 대한 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다. The
에어백 구동부(157)는, 차량(100) 내의 에어백 장치(airbag apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 위험시, 에어백이 터지도록 제어할 수 있다.The airbag drive unit 157 may perform electronic control of an airbag apparatus in the
썬루프 구동부(158)는, 차량(100) 내의 썬루프 장치(sunroof apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 썬루프의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.The
서스펜션 구동부(159)는, 차량(100) 내의 서스펜션 장치(suspension apparatus)(미도시)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 도로면에 굴곡이 있는 경우, 서스펜션 장치를 제어하여, 차량(100)의 진동이 저감되도록 제어할 수 있다.The
한편, 실시예에 따라, 차량 구동부(150)는 샤시 구동부를 포함할 수 있다. 여기서, 샤시 구동부는 조향 구동부(152), 브레이크 구동부(153) 및 서스펜션 구동부(159)를 포함하는 개념일 수 있다.Meanwhile, according to the embodiment, the
제어부(170)는, 차량(100) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(170)는 ECU(Electronic Contol Unit)로 명명될 수 있다.The
제어부(170)는, 하드웨어적으로, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.The
인터페이스부(180)는, 차량(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 인터페이스부(180)는 이동 단말기와 연결 가능한 포트를 구비할 수 있고, 상기 포트를 통해, 이동 단말기와 연결할 수 있다. 이경우, 인터페이스부(180)는 이동 단말기와 데이터를 교환할 수 있다.The
한편, 인터페이스부(180)는 연결된 이동 단말기에 전기 에너지를 공급하는 통로 역할을 수행할 수 있다. 이동 단말기가 인터페이스부(180)에 전기적으로 연결되는 경우, 제어부(170)의 제어에 따라, 인터페이스부(180)는 전원부(190)에서 공급되는 전기 에너지를 이동 단말기에 제공할 수 있다.Meanwhile, the
전원 공급부(490)는, 제어부(170)의 제어에 따라, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원부(170)는, 차량 내부의 배터리(미도시) 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.The
차량 운전 보조 시스템(200)는, 운전자에 의한 차량의 주행을 보조할 수 있다. 차량 운전 보조 시스템(200)는, 라이다 장치(400)를 포함할 수 있다. The vehicle driving assist system (200) can assist the driver in driving the vehicle. The vehicle driving
차량용 라이다 장치(400)는, 차량(100) 외부에 위치하는 오브젝트를 검출할 수 있다. The
차량용 라이다 장치(400)는, 광을 매개로, 송신 신호와 수신 신호의 TOF(Time of Flight) 또는 송신 신호와 수신 신호의 위상차(phase difference)를 기초로, 오브젝트를 검출할 수 있다.The
차량용 라이다 장치(400)는, 오브젝트와의 거리, 오브젝트와의 상대 속도 및 오브젝트의 위치를 검출할 수 있다.The
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 라이다 장치를 설명하는데 참조되는 블럭도이다.FIG. 3 is a block diagram referred to for describing the Rada apparatus for a vehicle according to the embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 차량용 라이다 장치(400)는 송신부(410), 수신부(420), 메모리(440), 인터페이스부(430), 프로세서(470) 및 전원 공급부(490)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 차량용 라이다 장치(400)는 각 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 더 포함할 수도 있다.3, the
송신부(410)는, 송신 신호를 생성하여 출력할 수 있다. The transmitting
송신부(410)는, 광의 형태로, 송신 신호를 출력할 수 있다. 이경우, 송신부(410)는, 광출력부(도 4의 417)를 포함할 수 있다. 광출력부(417)는, 전기적 신호를 광으로 전환할 수 있다. 예를 들면, 광출력부(417)는, 레이저 생성부를 포함할 수 있다. 이경우, 송신 신호는 광신호로 구현될 수 있다. The
예를 들면, 송신부(410)는, FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 형태로 송신 신호를 출력할 수 있다. 즉, 송신광은, FMCW로 구현될 수 있다.For example, the
송신부(410)는, 광출력부(417)에서 생성된 광을 스티어링 할 수 있다. 송신부(410)는, 스티어링되는 광을 통해, 스캐닝을 수행할 수 있다.The transmitting
수신부(420)는, 수신 신호를 획득할 수 있다. 여기서, 수신 신호는 송신 신호가 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 신호이다. The receiving
수신부(420)는, 송신광이 오브젝트에 반사되어 형성되는 반사광을 획득할 수 있다.The receiving
만약, FMCW에 대응되는 송신 신호가 출력되는 경우, 수신부(420)는, FMCW에 대응되는 수신 신호를 획득할 수 있다.If a transmission signal corresponding to the FMCW is output, the
광 신호를 매개로 오브젝트를 검출하는 경우, 수신부(420)는, 포토 디텍터(도 4의 421)를 포함할 수 있다. 포토 디텍터(421)는, 광을 전기로 전환할 수 있다. 예를 들면, 포토 디텍터(421)는, 포토 다이오드(PD)를 포함할 수 있다.When an object is detected through an optical signal, the receiving
수신부(420)는, 포토 다이오드(PD) 어레이를 포함할 수 있다. 이경우, 하나의 포토 다이오드는 하나의 픽셀을 형성할 수 있다. 프로세서(470)는, 포토 다이오드 어레이의 각각의 포토 다이오드에서 센싱되는 정보에 기초하여, 이미지를 생성할 수 있다.The receiving
수신부(420)는, 스캐닝되는 송신광 각각의 지점에서 반사광을 수신할 수 있다. The receiving
예를 들면, 제1 지점을 향해 송신광이 출력되면, 수신부(420)는, 제1 지점에서 되돌아오는 반사광을 수신할 수 있다. 또한, 제2 지점을 향해 송신광이 출력되면, 수신부는, 제2 지점에서 되돌아오는 반사광을 수신할 수 있다. 이와 같이, 수신부(420)는, 연속적인 복수의 지점에서 되도록아오는 반사광을 수신하여, 각 지점에서의 반사광을 센싱할 수 있다. 이때, 각 지점은 하나의 픽셀로 정의될 수 있다. 프로세서(470)는, 각 지점에서 센싱되는 정보에 기초하여, 이미지를 생성할 수 있다.For example, when the transmission light is output toward the first point, the
메모리(440)는, 프로세서(470)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 차량용 라이다 장치(400) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(440)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다.The
인터페이스부(430)는, 차량용 라이다 장치(400)에 연결되는 장치와 데이터를 교환하는 통로 역활을 수행할 수 있다. 인터페이스부(430)는 전기적으로 연결된 유닛으로부터 데이터를 수신하고, 프로세서(470)에서 처리 또는 생성되는 신호를 전기적으로 연결된 유닛으로 전송할 수 있다. 인터페이스부(430)는 차량 운전 보조 시스템(200)의 제어부(270) 또는 차량(700)의 ECU(770)와 데이터를 교환하는 통로 역할을 수행할 수 있다.The
인터페이스부(430)는, 차량 운전 보조 시스템(200)의 제어부(270)로부터 정보 또는 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들면, 인터페이스부(430)는, 제어부(270)로부터 예상 충돌 시간 정보를 수신할 수 있다. 예를 들면, 인터페이스부(430)는, 제어부(270)로부터 오브젝트와 유지되는 거리 정보를 수신할 수 있다.The
인터페이스부(430)는, 차량(100) 내 타 디바이스에 신호, 데이터 또는 정보를 전송할 수 있다. The
예를 들면, 인터페이스부(430)는, 프로세서(470)에서 생성된 신호, 데이터 또는 정보를, 차량(100)내 다른 오브젝트 센싱 장치로 제공할 수 있다.For example, the
프로세서(470)는, 차량용 라이다 장치(400) 내의 각 유닛과 전기적으로 연결되어 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.The
프로세서(470)는, 송신 신호와 반사 신호를 비교하여, 오브젝트 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(470)는 송신광과 반사광을 비교하여 오브젝트 정보를 획득할 수 있다.The
구체적으로, 프로세서(470)는, 송신광과 반사광의 TOF(Time of Flight) 또는 위상변화(phase shift) 연산하여, 오브젝트 정보를 획득할 수 있다.Specifically, the
여기서, 오브젝트 정보는, 오브젝트의 존재 유무 정보, 오브젝트와의 거리 정보, 오브젝트와의 상대 속도 정보, 오브젝트의 위치 정보를 포함할 수 있다.Here, the object information may include the presence / absence information of the object, the distance information to the object, the relative speed information with the object, and the position information of the object.
프로세서(470)는, 송신광 및 수신광에 기초하여 오브젝트의 이미지를 생성할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(470)는, 각각의 픽셀에 대응되는, 송신광 및 수신광을 서로 비교하여 오브젝트의 이미지를 생성할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(470)는, 각 픽셀에 대응하는 송신광 및 반사광을 비교하여, 각 픽셀당 TOF 또는 위상 변화를 연산하여 오브젝트의 이미지를 생성할 수 있다.The
프로세서(470)는, 이미지의 기울기를 기초로 이미지를 보상할 수 있다. 이러한 이미지 보상 동작은 캘리브레이션(calibration)으로 명명될 수 있다.The
오브젝트는, 수평 방향 또는 수직 방향의 직선 성분을 포함할 수 있다. 오브젝트는, 차선, 연석, 가로등, 신호등, 교통 표지판 및 건물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The object may include a horizontal component in the horizontal direction or a vertical component in the vertical direction. The object may include at least one of a lane, a curb, a streetlight, a traffic light, a traffic sign, and a building.
프로세서(470)는, 이미지가 수평 방향 또는 수직 방향으로 기울어진 정도에 기초하여 이미지를 보상할 수 있다.The
프로세서(470)는, 이미지가 수평 방향 또는 수직 방향으로 기울어진 정도 및 차량(100)의 방향 정보에 기초하여, 이미지를 보상할 수 있다. 이때, 프로세서(470)는, 인터페이스부(430)를 통해, 차량(100)의 방향 정보를 수신할 수 있다. The
프로세서(470)는, 인터페이스부(430)를 통해, 카메라가 획득한 오브젝트 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 카메라는 스테레오 카메라일 수 있다. 오브젝트 정보는 오브젝트의 디스패러티 정보를 포함할 수 있다.The
프로세서(470)는, 송신광과 수신광을 비교하여 생성한 이미지를, 카메라가 획득한 오브젝트 정보와 비교하고, 비교 결과를 기초로, 이미지를 보상할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(470)는, 송신광과 수신광을 비교하여 생성한 이미지의 형상과 카메라가 획득한 오브젝트의 형상을 비교하여, 비교 결과를 기초로, 이미지를 보상할 수 있다.The
프로세서(470)는, 송신광 및 반사광을 기초로, 뎁스맵을 생성할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(470)는, 각 픽셀에 대응하는 송신광 및 반사광을 비교하여, 각 픽셀당 TOF 또는 위상 변화를 연산하여, 뎁스맵을 생성할 수 있다.The
프로세서(470)는, 뎁스맵 상에 기 설정된 관심 영역(ROI : Region of interest)의 뎁스값을 기초로, 외란(disturbance) 발생 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(470)는, 관심 영역의 뎁스값을 누적하여 메모리(440)에 저장할 수 있다. 프로세서(470)는, 누적 저장된 뎁스값의 평균값과, 새로 획득된 관심 영역의 뎁스값의 차이를 기초로, 외란 발생 여부를 판단할 수 있다.The
한편, 프로세서(470)는, 보상된 이미지 정보를 인터페이스부(430)를 통해, 차량내 다른 디바이스로 제공할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(470)는, 보상된 이미지 정보를 인터페이스부(430)를 통해, 차량에 구비된 레이더 장치, 카메라, 다른 라이다 장치로 제공할 수 있다. 이때, 레이더 장치, 카메라, 다른 라이다 장치는, 수신된 이미지 및 수신된 이미지와 동일한 오브젝트를 센싱하여 획득한 정보를 비교하여 캘리브레이션을 수행할 수 있다.On the other hand, the
프로세서(470)는, 하드웨어적으로, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.The
한편, 실시예에 따라, 차량용 라이다 장치(400)는, 히터(482) 및 피에조(484)를 선택적으로 또는 조합하여 더 포함할 수 있다.On the other hand, according to the embodiment, the
히터(482)는, 광가이드부(도 4 내지 도 5의 520)에 열을 제공할 수 있다.The
히터(482)는, 전기 에너지를 열에너지로 변환하는 소자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 히터(482)는, 페티에(Peltier) 효과를 이용하여 전기 에너지를 열 에너지로 변환하여, 광가이드부(520)에 열을 제공할 수 있다.The
히터(482)가 광가이드부(520)에 열을 제공함으로써, 광가이드부(520)에서 가이드되는 광의 위상이 바뀔 수 있다. 이와 같이 바뀌는 광의 위상을 이용하여, 차량용 라이다 장치(400)는 광 스티어링을 수행할 수 있다.The
이러한 히터(482)는, 프로세서(470)의 제어에 따라 동작될 수 있다.Such a
피에조(484)는, 광가이드부(도 4 내지 도 5의 520) 압력을 제공할 수 있다.The piezo 484 can provide a pressure in the light guide portion (520 in FIGS. 4-5).
피에조(484)는, 압전소자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 피에조(484)는, 역압전효과를 이용하여, 광가이드부(520)에 압력을 제공할 수 있다.The piezo 484 may include a piezoelectric element. For example, the piezo 484 can provide pressure to the
피에조(484)가 광가이드부(520)에 압력을 제공함으로써, 광가이드부(520)에서 가이드되는 광의 위상이 바뀔 수 있다. 이와 같이 바뀌는 광의 위상을 이용하여, 차량용 라이다 장치(400)는 광 스티어링을 수행할 수 있다.By providing the pressure to the
이러한 피에조(484)는, 프로세서(470)의 제어에 따라 동작될 수 있다.Such a piezo 484 may be operated under the control of the
한편, 실시예에 따라, 차량용 라이다 장치(400)는, 자세 감지부(450) 및 자세 조정부(460)를 더 포함할 수 있다.In the meantime, according to the embodiment, the
자세 감지부(470)는 차량용 라이다 장치(400)의 자세를 감지할 수 있다. 차량용 라이다 장치(400)는, 차량 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 향해 송신 신호를 송출하고, 오브젝트에 반사되는 수신 신호를 획득하기 위해, 적합한 자세를 취해야 한다. 외부의 충격 등으로 인해, 차량용 라이다 장치(400)의 자세가 변한 경우, 자세 감지부(470)는 차량용 라이다 장치(400)의 자세의 변화를 감지한다.The
자세 감지부(470)는 차량용 라이다 장치(400)의 자세를 감지하기 위해, 적외선 센서, 볼트 체결 센서(예를 들면, Bolt Magnet 센서) 및 자이로 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
자세 조정부(460)는 자세 감지부(470)에서 감지한 자세에 기초하여, 차량용 라이다 장치(400)의 자세를 조정한다. 자세 조정부(460)는 모터 등의 구동 수단을 포함하고, 프로세서(470)의 제어에 따라, 송신 신호 송출 및 수신 신호 획득에 적합하도록, 차량용 라이다 장치(400)의 자세를 조정한다.The
프로세서(470)는 자세 감지부(470)로부터 감지된 자세 정보를 수신한다. 프로세서(470)는 수신된 자세 정보를 기초로, 자세 조정부(460)를 제어한다. The
실시예에 따라, 프로세서(470)는 차량용 라이다 장치(400)의 자세를 유지한 상태에서, 송신 신호에서 빔의 방향 및 크기를 제어할 수 있다. According to an embodiment, the
한편, 프로세서(470)는 자세 감지부(470)를 통해 감지된 차량용 라이다 장치(400)의 자세에 변화가 발생하는 경우, 인터페이스부(430)를 통해, 제어부(170)에 관련 정보를 제공할 수 있다. 이경우, 제어부(170)는 출력부(1500)를 통해, 사용자가 인지할 수 있도록 차량용 라이다 장치(400)의 자세 변화 정보를 출력할 수 있다.The
도 4는, 본 발명의 실시예에 따라, 광을 매개로 오브젝트를 검출하는 차량용 라이다 장치를 설명하는데 참조되는 상세 블럭도이다.4 is a detailed block diagram for explaining an apparatus for a vehicle for detecting an object by means of light, according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 송신부(410)는 파형 발생기(waveform generator)(411), 변조기(modulator)(414) 및 광출력부(417)를 포함할 수 있다.4, the
파형 발생기(411)는, 송신 신호를 생성할 수 있다. 이를 위해, 파형 발생기(411)는, VCO(Voltage Control Oscillator) 등의 발진 소자를 포함할 수 있다. 한편, 실시예에 따라, 오실레이터는 복수로 구비될 수 있다.The
예를 들면, 파형 발생기(411)는, FMCW 신호를 생성할 수 있다. For example, the
FMCW 신호는, 도 7을 참조하여 설명한다.The FMCW signal will be described with reference to Fig.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 FMCW 신호의 일예를 설명하는데 참조되는 도면이다.7 is a diagram referred to explain an example of an FMCW signal according to an embodiment of the present invention.
도 7를 참조하면, 파형 발생기(411)는, 도시된 바와 같은 삼각파 형상의 주파수 변조된 연속파를 생성할 수 있다. 송신부(410)는, FMCW 신호에 대응되는 송신 신호를 출력할 수 있다.Referring to FIG. 7, the
차량용 라이다 장치(400)는 수신 신호와 송신 신호로 얻어지는 비트(beat) 신호(예를 들면, 수신 신호의 주파수와 송신 신호의 주파수 간의 차이를 나타내는 시간 영역 신호)의 주파수(이하, 비트 주파수) 스펙트럼을 분석하여, 오브젝트와의 거리 정보 및 속도 정보를 획득할 수 있다. 여기서, fc는 중심 주파수, f0는 시작 주파수, B는 변조 대역폭(Modulation Bandwidth), Tm은 변조 주기(Modulation Period)이다.(Hereinafter, referred to as a "beat frequency") of a beat signal (for example, a time-domain signal indicating the difference between the frequency of the received signal and the frequency of the transmitted signal) obtained by the received signal and the transmitted signal, By analyzing the spectrum, distance information and velocity information with respect to the object can be obtained. Here, fc is the center frequency, f0 is the start frequency, B is the modulation bandwidth, and Tm is the modulation period.
FMCW 신호는, 업첩(up-chirp) 신호 및 다운첩(down-chirp)신호로 구분될 수 있다.The FMCW signal may be divided into an up-chirp signal and a down-chirp signal.
다시, 도 4를 참조하면, 변조기(414)는, 파형 발생기(411)에서 생성된 송신 신호를 광출력부에서 발생되는 광에 싣는다. 예를 들면, 변조기(414)는, FMCW 신호를 광에 싣는다.4, the modulator 414 loads the transmission signal generated by the
광출력부(417)는, 송신 신호에 대응되는 광을 생성하여, 광신호를 외부로 출력할 수 있다. 광출력부(417)는 송신광을 생성하여, 외부로 출력할 수 있다.The
예를 들면, 광출력부(417)는, FMCW 신호에 대응되는 광을 출력할 수 있다. 이경우, 송신광은, FMCW로 구현될 수 있다.For example, the
광출력부(417)에서 생성되는 광은, 레이저(Laser)일 수 있다. The light generated in the
한편, 송신부(410)는 증폭부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 증폭부(미도시)는, 증폭 회로를 포함하여, 파형 발생기(411)에서 생성되는 신호를 증폭하여, 변조기(414)에 제공할 수 있다.The transmitting
수신부(420)는, 포토 디텍터(photo detector)(421) 및 믹서(mixer)(424)를 포함할 수 있다.The receiving
포토 디텍터(421)는, 수신광을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 포토 디텍터(421)는, 송신부(410)에서 출력된 광신호가 오브젝트에 반사되는 반사광신호를 수신하여 전기적 신호로 전환할 수 있다.The
믹서(424)는, 파형 발생기(411)에서 생성된 신호와 포토 디텍터(421)에서 수신된 신호를 상관 연산하여 두 신호의 차이를 출력할 수 있다.The
예를 들면, 믹서(424)는, 송신부(410)에서 출력되는 송신 신호와 수신부(420)에서 수신되는 수신 신호의 시간 차이에 해당하는 TOF 정보를 생성할 수 있다.For example, the
예를 들면, 믹서(424)는, 파형 발생기(411)에서 생성된 송신 신호와 포토 디텍터(421)에서 수신된 수신 신호를 믹싱(Mixing)하여, 송신 신호와 수신 신호의 주파수 차이에 해당하는 신호를 생성할 수 있다.For example, the
수신 신호와 송신 신호로 얻어지는 신호의 주파수는, 비트 주파수로 명명될 수 있다. 믹서(424)에서 출력되는 주파수는, 비트 주파수일 수 있다.The frequency of the signal obtained from the reception signal and the transmission signal can be named as a bit frequency. The frequency output from the
프로세서(470)는, 송신 신호와 수신 신호의 주파수 차이에 해당하는 신호를 기초로 오브젝트 정보를 획득할 수 있다.The
한편, 수신부(420)는, 필터(미도시) 및 증폭기(미도시)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the receiving
필터(미도시)는, 믹서(424)에서 생성된 신호를 필터링할 수 있다.A filter (not shown) may filter the signal generated by the
증폭기(미도시)는, 믹서(424)에서 생성된 신호 또는 믹서(424)에서 생성되어 필터(미도시)를 거친 신호를 증폭하여, 프로세서(470)에 제공할 수 있다.An amplifier (not shown) may amplify the signal generated by the
프로세서(470)는, FFT(Fast Fourier Transform)부(471), 처리부(474) 및 DAC(Digital to analog converter)부(477)를 포함할 수 있다.The
FFT부(471)는, 송신 신호와 수신 신호가 FMCW 형태로 구현되는 경우, 고속 푸리에 변환을 통해, 믹서(424)에서 출력되는 신호의 주파수를 측정할 수 있다. FFT부(471)는, 송신 신호와 수신 신호의 주파수 차이에 해당하는 신호를 고속 푸리에 변환하여, PS(Phase shift) 정보를 생성할 수 있다.The
실시예에 따라, FFT부(471)는 생략될 수 있다.According to the embodiment, the
처리부(474)는, 오브젝트 정보를 획득할 수 있다. 믹서(424)에서 제공되는 송신 신호와 수신 신호의 차이를 기초로 오브젝트 정보를 획득할 수 있다.The processing unit 474 can acquire the object information. The object information can be obtained on the basis of the difference between the transmission signal and the reception signal provided by the
처리부(474)는, TOF 또는 위상변화에 기초하여, 오브젝트 정보를 획득할 수 있다.The processing unit 474 can acquire the object information based on the TOF or the phase change.
처리부(474)는, 믹서(424)에서 제공되는 TOF 정보에 기초하여 오브젝트 정보를 획득할 수 있다.The processing unit 474 can acquire the object information based on the TOF information provided by the
처리부(474)는, PS 정보를 기초로 오브젝트 정보를 획득할 수 있다. The processing unit 474 can acquire the object information based on the PS information.
오브젝트 정보는, 오브젝트 존재 유무에 대한 정보, 오브젝트와의 거리 정보, 오브젝트와의 상대 속도 정보, 오브젝트의 위치 정보를 포함할 수 있다.The object information may include information on the presence or absence of the object, distance information with the object, relative speed information with the object, and position information of the object.
도 8a 내지 도 8c를 참조하여, 송신 신호와 수신 신호가 FMCW로 구현되는 경우, 오브젝트 정보를 획득하는 동작을 설명한다.8A to 8C, an operation of acquiring object information when a transmission signal and a reception signal are implemented by FMCW will be described.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 실시예에 따라 송신 주파수 및 수신 주파수를 도시한 도면이다.8A to 8C are views showing a transmission frequency and a reception frequency according to an embodiment of the present invention.
도 9a 내지 도 9b은 본 발명의 실시예에 따른 비트 주파수를 설명하는데 참조되는 도면이다.9A to 9B are diagrams for explaining bit frequencies according to an embodiment of the present invention.
도 8a 내지 도 9를 참조하여, 오브젝트 정보를 획득하는 동작을 설명한다.8A to 9, an operation for acquiring object information will be described.
도 8a 내지 8c는 송신 신호의 주파수(이하, 송신 주파수)와 수신 신호의 주파수(이하, 수신 주파수) 간의 관계를 시간 축 상에 나타내는 도면으로서, 도 8a는 물체가 정지해 있을 때, 도 8b는 물체가 레이더 장치에 가까워 질 때, 도 8c는 물체가 레이더 장치로부터 멀어질 때를 나타낸다.8A to 8C show the relationship between the frequency of a transmission signal (hereinafter referred to as a transmission frequency) and the frequency of a reception signal (hereinafter referred to as reception frequency) on the time axis. When the object approaches the radar device, Figure 8c shows when the object is away from the radar device.
여기서, td는 송신 신호와 수신 신호 사이의 지연 시간으로, 물체와 레이더 장치 간의 거리에 의해 결정된다.Here, td is a delay time between the transmission signal and the reception signal, and is determined by the distance between the object and the radar device.
도 9a 내지 도 9b는 송신 신호의 주파수와 수신 신호의 주파수 간의 관계 및 그에 따른 비트 주파수를 시간 축 상에 나타내는 도면으로서, 도 9a는 도 8a와 같은 정적인 상황에, 도 9b는 도 8b와 같은 동적인 상황에 대응된다. 여기서, 비트 주파수 fb는 송신 주파수와 수신 주파수 간의 차로서 구해진다. 9A and 9B are diagrams showing a relation between a frequency of a transmission signal and a frequency of a reception signal and a bit frequency according to the frequency, on a time axis. FIG. 9A shows a static situation as shown in FIG. 8A, It corresponds to a dynamic situation. Here, the bit frequency fb is obtained as a difference between the transmission frequency and the reception frequency.
도 9a와 같은 정적인 상황에서 비트 주파수는 물체와 레이더 장치 간의 거리에 따른 지연 시간에 의해 결정될 수 있다. In the static situation shown in FIG. 9A, the bit frequency can be determined by the delay time according to the distance between the object and the radar device.
도 9b와 같은 동적인 상황에서는 물체와 레이더 장치 간의 상대 속도의 변화가 있으므로, 도플러 주파수 편이 현상이 발생되기 때문에 비트 주파수는 거리 비트 주파수 fr과 도플러 주파수 fd의 조합으로 이루어진다. In the dynamic situation shown in FIG. 9B, since the relative speed between the object and the radar device changes, a Doppler frequency shift phenomenon occurs, so that the bit frequency is a combination of the distance bit frequency fr and the Doppler frequency fd.
비트(beat) 주파수는 업 첩(Up chirp)에 해당하는 업 비트 주파수(Up-Beat Frequency), 다운 첩(Down chirp)에 해당하는 다운 비트 주파수(Down-Beat Frequency)를 포함한다. The beat frequency includes an up-beat frequency corresponding to an up chirp and a down-beat frequency corresponding to a down chirp.
업 비트 주파수와 다운 비트 주파수에는 이동하는 타겟의 거리와 상대적인 속도에 의한 주파수 이동(Frequency Shifts) 성분이 포함된다. 이러한 성분들은 각각 거리 비트 주파수(Range Beat Frequency)와 도플러 주파수(Doppler Frequency)라고 한다.The up beat frequency and the down beat frequency include frequency shifts by the distance of the moving target and the relative speed. These components are called Range Beat Frequency and Doppler Frequency, respectively.
한편, 업 비트 주파수는, 거리 비트 주파수와 도플러 주파수의 합으로 표현되고, 다운 비트 주파수는, 거리 비트 주파수와 도플러 주파수의 차로 표현될 수 있다.On the other hand, the up-bit frequency is represented by the sum of the distance bit frequency and the Doppler frequency, and the down-bit frequency can be expressed by the difference between the distance bit frequency and the Doppler frequency.
한편, 음의 값을 가지는 도플러 주파수는 오브젝트가 차량용 라이다 장치(400)를 향해 다가오고 있음을 나타내고, 양의 값을 가지는 도플러 주파수는 오브젝트가 차량용 라이다 장치(400)로부터 멀어지고 있음을 나타낸다. On the other hand, a negative Doppler frequency indicates that the object is approaching the
프로세서(470)의 처리부(474)는, 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 거리 비트 주파수와 도플러 주파수를 이용하여 각각 계산할 수 있다.The processing unit 474 of the
다시, 도 4를 참조하면, DAC부(477)는, 디지털 신호를 아날로그 신호로 전환할 수 있다. 전환된 아날로그 신호는 파형 발생기(411)로 입력될 수 있다.Referring again to FIG. 4, the
한편, 차량용 라이다 장치(400)는, 광커플러(510), 광가이드부(520), 광스티어링부(530) 및 렌즈(540)를 더 포함할 수 있다.The
광커플러(510)는, 송신광을 분광할 수 있다.The
광가이드부(520)는, 광출력부(417)와 광스티어링부(530) 사이에 배치될 수 있다. 광가이드부(520)는, 광출력부(417)에서 출력되는 송신광을 광스티어링부(530)로 가이드할 수 있다.The
광가이드부(520)는, 질화규소(Si3N4) 및 이산화규소(SiO2)의 클래딩 구조로 형성된 코어를 포함할 수 있다.The
광가이드부(520)는, 복수의 코어를 포함할 수 있다. 여기서, 코어는, 질화규소(Si3N4) 및 이산화규소(SiO2)의 클래딩 구조로 형성될 수 있다. 광가이드부(520)는, 광커플러(510)를 통해, 분광된 광 각각을, 복수의 코어를 통해, 광스티어링부(530)로 가이드할 수 있다.The
광가이드부(520)는, 반사광을 포토 디텍터(421)로 가이드할 수 있다.The
광스티어링부(530)는, 송신광을 스티어링할 수 있다. 광스티어링부(530)는, 광가이드부(520)에서, 히터(482)또는 피에조(484)에 의해 광위상이 변경된 광을 출력함으로써, 광 스티어링을 수행할 수 있다.The
렌즈(540)는, 광스티어링부(530)에서 스티어링된 광의 경로를 변경할 수 있다. 렌즈(540)는, 굴절률에 따라 차량용 라이다 장치(400)의 FOV(Field of View)를 형성할 수 있다.The
도 5는, 본 발명의 실시예에 따른 송신광 및 수신광을 설명하는데 참조되는 도면이다.5 is a diagram referred to explain transmission light and reception light according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 광출력부(417)에서 생성된 레이저광은 광커플로(510)로 유입될 수 있다. Referring to FIG. 5, the laser light generated in the
광커플러(510)는, 레이저광을 복수의 광으로 분광할 수 있다. 분광된 복수의 레이저광은, 광가이드부(520)에서 가이드되어, 광스티어링부(530)로 유입될 수 있다.The
광가이드부(520)는, 복수의 코어를 포함할 수 있다. 복수의 코어 각각은, 질화규소(Si3N4) 및 이산화규소(SiO2)의 클래딩 구조로 형성될 수 있다.The
한편, 히터(도 3의 482)는, 광가이드부(520)에 열을 제공할 수 있다. 히터(482)로부터 제공되는 열에 의해, 광가이드부(520)에서 가이드되는 복수의 광 각각은 광위상이 변할 수 있다. 구체적으로, 히터(482)로부터 제공되는 열에 의해, 광가이드부(520)의 굴절률이 바뀌고, 바뀐 굴절률에 의해 광가이드부(520)를 통해 가이드되는 광의 광위상이 변할 수 있다.On the other hand, the heater (482 in FIG. 3) can provide heat to the
프로세서(470)는, 히터(482)를 제어하여, 광가이드부(520)에서 가이드되는 복수의 광 각각의 광위상이 변경되도록 제어할 수 있다.The
한편, 피에조(도 3의 484)는, 광가이드부(520)에 압력을 제공할 수 있다. 피에조(484)로부터 제공되는 열에 의해, 광가이드부(520)에서 가이드되는 복수의 광 각각은 광위상이 변할 수 있다. 구체적으로, 피에조(484)로부터 제공되는 압력에 의해, 광가이드부(520)의 굴절률이 바뀌고, 바뀐 굴절률에 의해 광가이드부(520)를 통해 가이드되는 광의 광위상이 변할 수 있다.On the other hand, the piezo (484 in FIG. 3) can provide pressure to the
프로세서(470)는, 피에조(484)를 제어하여, 광가이드부(520)에서 가이드되는 복수의 광 각각의 광위상이 변경되도록 제어할 수 있다.The
한편, 복수의 광 각각의 광위상은 서로 다르게 변할 수 있다. 광위상이 변경된 복수의 광은 광스티어링부(530)로 유입될 수 있다. 광스티어링부(530)는, 유입되는 복수의 광을 집광할 수 있다. 복수의 광 각각이 서로 다른 광위상을 가지므로, 집광된 광은 복수의 광 각각의 광위상을 기초로 스티어링될 수 있다.On the other hand, the optical phases of the plurality of lights may be different from each other. A plurality of lights whose optical phases are changed can be introduced into the
광스티어링부(530)에서 스티어링된 광은 렌즈(540)로 출력될 수 있다. The light that is steered by the
렌즈(540)를 거쳐 출력된 광은 오브젝트(O)에 반사된다.The light output through the
오브젝트(O)에 반사된 반사광은, 광스티어링부(530) 및 광가이드부(520)를 거쳐 포토 디텍터(421)로 유입될 수 있다.The reflected light reflected by the object O can be introduced into the
한편, 프로세서(470)는, 히터(482) 또는 피에조(484)를 통해, 광스티어링부(530)에서 출력되는 광을 스티어링할 수 있다.On the other hand, the
도 6a는, 본 발명의 실시예에 따른 광가이드부를 설명하는데 참조되는 도면이다.FIG. 6A is a diagram referred to explain a light guide unit according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 광가이드부의 효과를 설명하는데 참조되는 도면이다.6B is a view referred to explain the effect of the light guide unit according to the embodiment of the present invention.
도 6a는, 광가이드부(520)에 형성된 하나의 코어(525)를 예시하지만, 전술한 바와 같이, 코어는 복수개로 형성될 수 있다.6A illustrates a
도 6a를 참조하면, 광가이드부(520)는, 기판(521), 기판(521)상에 형성된 제1 이산화규소층(522), 제1 이산화 규소층(522) 상에 형성된 제2 이산화규소층(523), 제2 이산화규소층(523) 내부에 형성되는 코어(525), 제2 이산화규소층(523) 상에 형성된 제3 이산화규소층(524)을 포함할 수 있다.6A, the
기판(521)은, 실리콘 기판일 수 있다.The
제1 이산화 규소층(522)은, 열처리된 이산화 규소층(Thermal SiO2)일 수 있다.The first
제2 이산화 규소층(523)은, 저압화학기상증착된 이산화 규소층(LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) SiO2)일 수 있다.The second
코어(525)는, 제2 이산화 규소층(523) 내부에 형성될 수 있다. 코어(525)는, 질화규소(Si3N4) 및 이산화규소(SiO2)의 클래딩 구조로 형성될 수 있다.The
제3 이산화 규소층(525)은, 플라즈마화학기상증착된 이산화 규소층(PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) SiO2)일 수 있다.The third
도 6b는 여러 재질로 코어를 형성할때, 벤딩 직경, 감쇄 정도, 적용가능한 빔 파장, 파이버 칩 커플링 실험 결과이다.FIG. 6B shows the bending diameter, the degree of attenuation, the applicable beam wavelength, and the results of the fiber chip coupling experiment when forming the core with various materials.
도 6b를 참조하면, 코어(도 6a의 525)가 질화규소(Si3N4) 및 이산화규소(SiO2)의 클래딩 구조로 형성되는 경우, 벤딩 직경(bending radius)이 0.05mm까지 가능하다. 벤딩 직경이 작을수록 광가이드부의 소형화, 집적화에 유리하다. 코어(525)가 질화규소(Si3N4) 및 이산화규소(SiO2)의 클래딩 구조로 형성될 때, 다른 재질의 코어에 비해 소형화, 집적화에 유리한 효과가 있다.Referring to FIG. 6B, when the core (525 of FIG. 6A) is formed of a cladding structure of silicon nitride (Si 3 N 4) and silicon dioxide (SiO 2), a bending radius of up to 0.05 mm is possible. The smaller the bending diameter is, the more advantageous is the miniaturization and integration of the light guide portion. When the
코어(525)가 질화규소(Si3N4) 및 이산화규소(SiO2)의 클래딩 구조로 형성되는 경우, 단위 길이(cm)당 손실률이 0.05dB로, 다른 재질의 코어에 비해 손실률이 작다. 코어(525)가 질화규소(Si3N4) 및 이산화규소(SiO2)의 클래딩 구조로 형성되는 경우, 손실률이 작기 때문에, 적은 출력의 광원으로 광출력부를 구성할 수 있다. 또한, 에너지 효율이 높은 장점도 있다.When the
코어(525)가 질화규소(Si3N4) 및 이산화규소(SiO2)의 클래딩 구조로 형성되는 경우, 가사광에서부터 적외선광 파장영역까지 송신광으로 이용할 수 있다. 라이다 장치의 경우, 보행자 및 타 차량의 운전자의 시야에 가시광이 유입되지 않아야 하기 때문에, 질화규소(Si3N4) 및 이산화규소(SiO2)의 클래딩 구조로 형성된 코어(525)를 이용함으로써, 파장이 긴 적외선 광을 이용할 수 있는 효과가 있다.When the
코어(525)가 질화규소(Si3N4) 및 이산화규소(SiO2)의 클래딩 구조로 형성되는 경우, 칩과 파이버 어레이(Fiber array)간 결합특성이 우수하다. When the
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 프로세서 또는 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The present invention described above can be embodied as computer-readable codes on a medium on which a program is recorded. The computer readable medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer readable medium include a hard disk drive (HDD), a solid state disk (SSD), a silicon disk drive (SDD), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, , And may also be implemented in the form of a carrier wave (e.g., transmission over the Internet). In addition, the computer may include a processor or a control unit. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
100 : 차량
400 : 라이다 장치100: vehicle
400:
Claims (10)
상기 송신광을 스티어링 하는, 광스티어링부;
상기 광출력부와 상기 광스티어링부 사이에 배치되어, 상기 송신광을 상기 광스티어링 부로 가이드하는 광가이드부;를 포함하고,
상기 광가이드부는,
질화규소(Si3N4) 및 이산화규소(SiO2)의 클래딩 구조로 형성된 코어를 포함하는 차량용 라이다 장치.A light output unit for generating transmission light;
An optical steering unit for steering the transmission light;
And a light guide part disposed between the optical output part and the optical steering part and guiding the transmission light to the optical steering part,
The light guide portion
And a core formed of a cladding structure of silicon nitride (Si3N4) and silicon dioxide (SiO2).
상기 광가이드부는,
실리콘 기판;
상기 실리콘 기판 상에 형성되는 제1 이산화규소층;
상기 제1 이산화규소층 상에 형성되는 제2 이산화규소층;
상기 제2 이산화규소층 내부에 형성되는 코어; 및
상기 제2 이산화규소층 상에 형성되는 제3 이산화규소층;을 포함하는 차량용 라이다 장치.The method according to claim 1,
The light guide portion
A silicon substrate;
A first silicon dioxide layer formed on the silicon substrate;
A second silicon dioxide layer formed on the first silicon dioxide layer;
A core formed in the second silicon dioxide layer; And
And a third silicon dioxide layer formed on the second silicon dioxide layer.
상기 송신광을 분광하는 광커플러(optical coupler);를 더 포함하고,
상기 광가이드부는,
복수의 코어를 포함하고,
상기 광커플러를 통해 분광된 광 각각을, 상기 복수의 코어를 통해, 상기 광스티어링부로 가이드 하는 차량용 라이다 장치.The method according to claim 1,
And an optical coupler for splitting the transmission light,
The light guide portion
A plurality of cores,
And guides each of the light beams that has been spectrally separated through the optical coupler to the optical steering unit through the plurality of cores.
광을 전기적 신호로 전환하는 포토 디텍터;를 더 포함하고,
상기 광가이드부는,
반사광을 상기 포토 디텍터로 가이드하는 차량용 라이다 장치.The method according to claim 1,
And a photodetector for converting the light into an electrical signal,
The light guide portion
And guides the reflected light to the photodetector.
상기 송신광과 상기 반사광을 비교하여, 오브젝트 정보를 획득하는 프로세서;를 더 포함하는 차량용 라이다 장치.5. The method of claim 4,
And a processor for comparing the transmitted light and the reflected light to obtain object information.
상기 프로세서는,
상기 송신광과 상기 반사광의 TOF(Time of Flight) 또는 위상변화(phase shift)를 연산하여, 상기 오브젝트 정보를 획득하는 차량용 라이다 장치.6. The method of claim 5,
The processor comprising:
And calculates TOF (Time of Flight) or phase shift of the transmitted light and the reflected light to obtain the object information.
상기 광가이드부에 열을 제공하는 히터;를 더 포함하는 차량용 라이다 장치.The method according to claim 1,
And a heater for providing heat to the light guide portion.
상기 광가이드부에 압력을 제공하는 피에조;를 더 포함하는 차량용 라이다 장치.The method according to claim 1,
And a piezo for providing pressure to the light guide portion.
상기 송신광은 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)로 구현되는 차량용 라이다 장치.The method according to claim 1,
Wherein the transmission light is implemented as an FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave).
상기 광스티어링부에서 스티어링 된 광의 경로를 변경하는 렌즈;를 더 포함하는 차량용 라이다 장치.
The method according to claim 1,
And a lens for changing the path of the light that is steered by the optical steering unit.
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