KR20180081007A - 광각 라이더 장치 및 이의 동작 방법 - Google Patents

광각 라이더 장치 및 이의 동작 방법 Download PDF

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KR20180081007A
KR20180081007A KR1020180001781A KR20180001781A KR20180081007A KR 20180081007 A KR20180081007 A KR 20180081007A KR 1020180001781 A KR1020180001781 A KR 1020180001781A KR 20180001781 A KR20180001781 A KR 20180001781A KR 20180081007 A KR20180081007 A KR 20180081007A
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정종택
윤재준
정태원
석 영 정
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(주)카네비컴
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Abstract

광각 라이더 장치 및 이의 동작 방법이 개시된다. 광각 라이더 장치는, 특정 영역을 센싱하는 제1 센서; 상기 특정 영역을 센싱하는 제2 센서; 및 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 어느 하나에 의해 상기 특정 영역 중 적어도 일부가 감지되지 않으면, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 적어도 하나가 상기 특정 영역을 다시 센싱하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

광각 라이더 장치 및 이의 동작 방법{Wide angle LiDAR and operation method thereof}
본 발명은 광각 라이더 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
최근, 지능형 자동차 및 스마트카 분야에서는 돌발상황에 대한 차량의 능동적 대처기능을 요구하고 있다. 즉, 보행자의 급작스런 출현을 인지하거나, 어두운 야간에 조명의 범위를 벗어난 곳에 대한 장애물을 사전에 감지하거나, 우천시 전조등 조명의 약화로 인한 장애물을 감지하거나, 또는 도로 파손을 사전에 감지하는 등, 운전자와 보행자의 안전을 위협하는 상황을 사전에 확인할 필요가 있다.
이러한 요구에 대해, 윈드실드 또는 차량의 전방에 설치되어, 자체 출사광을 기반으로 차량이 움직이는 경우 전방의 물체를 확인하여 사전에 운전자에게 경고함을 물론, 차량 스스로가 정지 또는 회피하는데 기초가 되는 영상을 차량의 전자제어유닛(electronic control unit; ECU)에 전달하고, ECU는 이 영상을 이용하여 각종 제어를 수행하게 되는데, 이러한 영상을 획득하는 것을 스캐너(scanner)라 한다.
종래 스캐너로서는, 레이더(radio detection and ranging; RADAR) 장비와 카메라를 이용한 영상 정보가 사용되었다. 레이더는 마이크로파(극초단파, 10cm 내지 100cm 파장) 정도의 전자기파를 물체에 발사시켜 그 물체에서 반사되는 전자기파를 수신하여 물체와의 거리, 방향, 고도 등을 알아내는 무선감시장치로서, 차량용 스캐너에 이용되고 있으나, 전파의 회절현상이나 빔 포밍 등의 문제로 인하여 방위 분해능이 좋지 못하다는 단점이 있어 다양한 차종에 보급이 용이하지 않은 문제점이 있으며, 카메라를 이용하는 경우 야간이나 우천시 상대적으로 인식률이 저하되는 현상이 발생한다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 라이더(light detection and ranging; LiDAR)를 이용한 스캐너가 개발되고 있다. 라이더는, 펄스 레이저광을 대기중에 발사해 그 반사체 또는 산란체를 이용하여 거리 또는 대기현상 등을 측정하는 장치로서, 레이저 레이더라고도 한다. 반사광의 시간측정은 빛이 물체에 반사되어 돌아오는 시간을 측정하고 빔 폭 조절이 용이해 고 분해능 구현도 가능하게 된다.
이러한 종래의 라이더는 라이더 센서 본연의 기능에 국한되어 센싱되지 않는 영역이 존재하는 문제점이 있다.
본 발명은 광각 라이더 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 복수의 센서를 구비하여 센싱 정확성을 높일 수 있는 광각 라이더 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 센싱된 영역을 영상으로 확인이 가능하며 사고 발생시 영상 녹화가 가능한 광학 라이더 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 광각 라이더 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 특정 영역을 센싱하는 제1 센서; 상기 특정 영역을 센싱하는 제2 센서; 및 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 어느 하나에 의해 상기 특정 영역 중 적어도 일부가 감지되지 않으면, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 적어도 하나가 상기 특정 영역을 다시 센싱하도록 제어하는 제어부를 포함하는 광각 라이더 장치가 제공될 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 센서 및 제2 센서 중 상기 특정 영역 중 적어도 일부를 감지하지 못한 센서만 상기 특정 영역을 다시 센싱하도록 제어할 수 있다.
상기 제1 센서는 라이더 센서이고, 상기 제2 센서는 열화상 카메라, 적외선 센서 및 영상 센서 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 어느 하나에 의해 상기 특정 영역에서 사고 발생이 감지되거나 타겟이 감지되면, 상기 제2 센서 중 어느 하나를 통해 상기 특정 영역을 촬영하여 저장하도록 제어할 수 있다.
상기 제1 센서는, 광을 발광하거나 수광하는 송수광 모듈; 적어도 두면을 가지며, 상기 광을 반사하는 반사 미러; 및 상기 반사 미러를 회전시키는 회전 부재를 포함하되, 상기 반사 미러의 각 면은 서로 다른 기울기를 가지며, 상기 회전 부재에 의해 상기 반사 미러가 회전됨에 따라 서로 다른 기울기를 가지는 각 면을 통해 상기 광이 서로 다른 각도로 반사될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 광각 라이더 장치의 동작 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광각 라이더 장치의 동작 방법에 있어서, 제1 센서 및 제2 센서를 통해 특정 영역을 센싱하는 단계; 및 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 어느 하나에 의해 상기 특정 영역 중 적어도 일부가 감지되지 않으면, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 적어도 하나가 상기 특정 영역을 다시 센싱하는 단계를 포함하는 광각 라이더 장치의 동작 방법이 제공될 수 있다.
상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 적어도 하나가 상기 특정 영역을 다시 센싱하는 단계는, 상기 제1 센서 및 제2 센서 중 상기 특정 영역 중 적어도 일부를 감지하지 못한 센서만 상기 특정 영역을 다시 센싱할 수 있다.
상기 특정 영역을 센싱하는 단계 이후에, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 어느 하나에 의해 상기 특정 영역에서 사고 발생이 감지되거나 타겟이 감지되면, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 어느 하나를 통해 상기 특정 영역을 촬영하여 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 광각 라이더 장치 및 이의 동작 방법을 제공함으로써, 복수의 센서를 구비하여 센싱 정확성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 센싱된 영역을 영상으로 확인이 가능하며 사고 발생시 영상 녹화가 가능하여 사고 경위 파악이 용이한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 라이더 장치의 외형을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 라이더 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 송수광 장치를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 송수광 장치의 측면 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 송수광 장치의 측면 사시도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 송수광 장치를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 송수광 장치를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 송수광 장치를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 라이더 장치의 동작 방법을 나타낸 순서도.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 라이더 장치의 외형을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 라이더 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 라이더 장치(100)는 제1 센서(110), 제2 센서(120), 메모리(130) 및 제어부(140)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 라이더 장치(100)는 복수의 센서()를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 센서(110)는 라이더 센서 및 영상 센서 중 어느 하나이며, 제2 센서(120)는 라이더 센서 및 영상 센서 중 다른 하나일 수 있다.
이하에서는 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 제1 센서(110)가 라이더 센서이고, 제2 센서(120)가 영상 센서인 것을 가정하기로 한다. 또한, 제2 센서(120)는 열화상 카메라, 적외선 센서 등일 수도 있다. 즉, 제2 센서(120)는 영상 센서와 적외선, 열감지 센서가 결합된 이중 센서일 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 센서(110) 및 제2 센서(120)는 각각 동일한 영역(이하에서는 특정 영역이라 칭하기로 함)을 센싱하기 위한 수단이다.
이때, 제1 센서(110) 및 제2 센서(120)는 특정 영역을 센싱함에 있어 각기 상이한 방식으로 특정 영역을 센싱할 수 있다.
예를 들어, 제1 센서(110)는 레이저(광)을 이용하여 특정 영역을 센싱할 수 있으며, 제2 센서(120)는 적외선 또는 열감지를 통해 특정 영역을 센싱할 수 있다.
제2 센서(120)는 적외선 또는 열감지를 통해 특정 영역에서 사고 발생 또는 타겟이 감지되는 경우, 해당 특정 영역을 촬영(녹화)할 수도 있다.
이와 같이, 제1 센서(110)와 제2 센서(120)가 특정 영역을 동시에 센싱하더라도 각기 상이한 방식으로 특정 영역을 센싱하는 것으로, 제1 센서(110)와 제2 센서(120) 중 어느 하나에 의해 특정 영역 중 적어도 일부가 센싱되지 않을 수 있다.
이로 인해, 제1 센서(110) 및 제2 센서(120) 중 어느 하나의 센서에 의해 특정 영역 중 일부가 감지되지 않은 경우, 제어부(140)의 제어에 따라 해당 특정 영역을 다시 센싱하도록 할 수 있다.
결과적으로, 제1 센서(110) 및 제2 센서(120)는 서로 보완적으로 동작하도록 제어될 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 제어부(140)의 기능을 설명하면서 보다 상세히 설명하기로 한다.
또한, 제1 센서(110)는 라이더 센서로서, 이에 대한 구성은 도 3 내지 도 8을 참조하여 보다 설명하기로 한다.
도 1에서는 제1 센서(110)가 광각 라이더 장치(100)의 상위에 배치되며, 제1 센서(110)가 제1 센서(110)의 하위에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 제1 센서(110) 및 제2 센서(120)가 배치되는 위치 자체는 본 발명의 논지와는 무관하다. 따라서, 구현 방법에 따라 제2 센서(120)가 제1 센서(110)보다 상위에 배치될 수도 있으며, 제1 센서(110)와 제2 센서(120)가 서로 수평한 위치에 일정 간격 이격되어 배치될 수도 있음은 당연하다.
메모리(130)는 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 라이더 장치(100)를 운용하기 위해 필요한 다양한 데이터를 저장하기 위한 수단이다. 또한, 메모리(130)는 제2 센서(120)에 의해 특정 영역을 촬영한 영상을 저장할 수도 있다.
제어부(140)는 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 라이더 장치(100)의 내부 구성 요소들(예를 들어, 제1 센서(110), 제2 센서(120), 메모리(130) 등)을 제어하기 위한 수단이다.
또한, 제어부(140)는 제1 센서(110) 및 제2 센서(120) 중 어느 하나에 의해 특정 영역 중 적어도 일부 영역이 감지되지 않으면, 특정 영역을 다시 센싱하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 제2 센서(120)에 의해 특정 영역의 일부가 감지되었으나, 해당 영역에 대해 제1 센서(110)에 의해 감지되지 않은 경우, 제어부(140)는 제1 센서(110)를 제어하여 특정 영역 또는 미감지 영역을 다시 감지하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 제1 센서(110) 및 제2 센서(120) 중 적어도 하나에 의해 특정 영역에서의 사고 발생이 감지되거나 타겟이 감지되는 경우, 제1 센서(110) 및 제2 센서(120) 중 어느 하나를 통해 특정 영역을 촬영하여 저장하도록 할 수 있다. 만일 제2 센서(120)가 영상 센서인 경우, 제어부(140)는 특정 영역에서 사고가 발생하거나 타겟이 감지되면, 제2 센서(120)를 통해 특정 영역을 촬영하여 저장하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 라이더 장치(100)는 제1 센서(110) 및 제2 센서(120)를 구비하며, 제1 센서(110)와 제2 센서(120)가 서로 보완하여 동작하도록 하여 특정 영역을 보다 정확하게 센싱하도록 할 수 있는 이점이 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 센서를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 센서의 측면 사시도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 센서의 측면 사시도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1 센서를 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1 센서를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1 센서를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 센서(110)는 기판(310), 송수광 모듈(320), 반사 미러(330) 및 회전 부재(340)를 포함하여 구성된다.
제어부(140)기판(310)의 일면에 송수광 모듈(320)이 배치된다.
송수광 모듈(320)은 광을 발광하거나 수광하기 위한 수단이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 송수광 모듈(320)은 수광 렌즈(410), 발광 렌즈(420), 발광부(430) 및 수광부(440)를 포함하여 구성된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 송수광 모듈(320)은 하우징을 포함하며, 하우징 내부에 수광 렌즈(410) 및 수광부(440)을 포함할 수 있다.
수광 렌즈(410)는 반사 미러(330)를 통해 전달되는 광을 집적하여 수광부(440)로 전달하기 위한 수단이다.
또한, 하기에서 보다 상세히 설명되겠지만, 수광 렌즈(410)과 수광부(440)는 일정 간격 이격되어 설치되며, 수광 렌즈(410)에 의해 집광된 광을 효율적으로 수광부(440)로 전달하기 위한 집광 부재(450)를 더 포함할 수 있다.
즉, 수광 렌즈(410)의 일면은 하우징 밖으로 돌출되도록 배치될 수 있으며, 수광 렌즈(410)의 타면은 하우징 내부에 위치될 수 있다.
이때, 수광 렌즈(410)의 양단에는 집광 부재(450)가 결합되며, 집광 부재(450)는 수광 렌즈(410)에 의해 집광된 광을 수광부(440)로 전달하기 위한 통로 역할을 수행할 수 있다.
집광 부재(450)집광 부재(450)는 도 4에 도시된 바와 같이, 수광 렌즈(410)의 양단에 연결된 부분의 직경이 수광부(440) 양단에 연결된 부분이 직경이 더 작은 원기둥 형태로 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수광 렌즈(410)의 일 영역에는 홀(415)가 형성된다. 도 4에서는 수광 렌즈(410)의 중앙에 홀(415)이 형성된 것으로 도시되어 있으나, 도 5에 도시된 바와 같이, 홀은 수광 렌즈(410)의 상단 또는 하단에 위치될 수도 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 홀이 수광 렌즈(410)의 상단 또는 하단에 형성되는 경우, 수광 렌즈(410)의 중앙에 형성되는 것에 비해 수광 렌즈(410)를 보다 효율적으로 이용할 수 있는 이점이 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 홀이 수광 렌즈(410)의 상단 또는 하단에 형성되는 경우, 수광 렌즈(410)는 상단 또는 하단의 일부가 절단된 형태로 형성될 수 있다. 이로 인해, 수광 렌즈(410)의 상단 또는 하단에 발광부(430) 및 발광 렌즈(420)가 해당 부분에 위치될 수 있도록 별도의 케이스가 위치될 수 있다. 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 발광 부재로 통칭하기로 한다.
즉, 수광 렌즈(410)의 상단 또는 하단에는 발광 부재가 위치될 수 있으며, 발광 부재는 발광부(430)과 발광 렌즈(420)을 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5에서 보여지는 바와 같이, 발광부(430)는 수광 렌즈(410)의 일 영역에 형성된 홀 내부에 위치된다. 이로 인해, 수광 렌즈(410)의 일 영역 내부에 발광부(430)이 위치되는 형상이다. 따라서, 발광부(430)와 제어부(140)를 연결하는 라인(선)에 의해 수광 렌즈(410)의 후단에 가려지는 영역이 발생하게 되며, 해당 가려지는 영역은 광을 수광하지 못하게 된다.
도 4와 같이 수광 렌즈(410)의 중앙에 홀(415)가 형성되며, 해당 홀(415) 내부에 발광부(430)와 발광 렌즈(420)가 위치되는 경우, 도 5과 같이 수광 렌즈(410)의 상단이나 하단에 발광 부재가 위치하는 것에 비해 발광부(430)와 제어부를 연결하는 선에 의해 가려지는 영역이 더 많이 발생하게 된다.
이로 인해, 수광 렌즈(410)의 상단 또는 하단에 홀(415)이 형성되는 경우, 발광부(430)를 제어하기 위해 연결되는 선에 의해 가려지는 영역을 최소화할 수 있어 수광 렌즈(410)를 보다 효율적으로 이용할 수 있게 된다.
또한, 수광 렌즈(410)의 일 영역에 형성되는 홀(415)의 직경은 발광 부재(발광 렌즈(420) 및 발광부(23))를 수용할 수 있을 정도의 크기이면 충분하다.
이미 전술한 바와 같이, 수광 렌즈(410)의 일 영역에 형성된 홀(415) 내부에는 발광부(430)가 위치된다.
여기서, 발광부(430)은 광을 방출하기 위한 수단이다. 예를 들어, 발광부(430)는 레이저일 수 있다.
발광부(430)의 전단에는 발광 렌즈(420)가 배치될 수 있다. 발광 렌즈(420)는 발광부(430)에서 방출된 광을 콜리메이션할 수 있다. 즉, 발광 렌즈(420)는 광을 콜리메이션하기 위한 수단이다.
발광부(430)와 발광 렌즈(420)는 모두 수광 렌즈(410)의 일 영역에 형성된 홀(415)내에 위치될 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 수광 렌즈(410)의 일 영역에 형성된 홀(415) 내부에 발광부(430)이 배치되며, 해당 홀(415)의 입구를 덮도록 발광 렌즈(420)가 위치될 수 있다. 발광 렌즈(420)의 크기 및 모양은 수광 렌즈(410)의 일 영역에 형성된 홀(415)의 크기 및 모양과 동일하거나 홀(415)보다 약간 작게 형성될 수도 있다.
또한, 도 3에서는 송수광 모듈(320)이 반사 미러(330)를 대면하도록 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 송수광 모듈(320)는 반사 미러(330)과 직교하는 방향에 배치될 수도 있다. 즉, 송수광 모듈(320)는 반사 미러(330) 위에 기판(310)을 대면하도록 배치될 수도 있다.
수광 렌즈(410)의 후단에는 집광 부재(450)가 결합된다. 집광 부재(450)는 수광 렌즈(410)에 의해 모아진 광을 집광하기 위한 수단이다.
집광 부재(450)의 일단에는 수광 렌즈(410)가 배치되며, 집광 부재(450)의 타단에는 집광된 광을 수광하기 위한 수광부(440)가 배치된다.
수광부(440)는 수광 렌즈(410)로부터 일정 거리 이격되어 배치될 수 있다.
또한, 집광 부재(450)는 수광 렌즈(410)에 의해 모아진 광을 효과적으로 집광할 수 있도록 원기둥 형상으로 형성될 수 있다.
이러한 송수광 모듈(320)에 일정 간격 이격되어 반사 미러(330)가 배치된다.
반사 미러(330)는 송수광 모듈(320)을 통해 발광되는 광을 반사하여 송신하거나 반사 미러(330)로 입사된 광을 반사하여 송수광 모듈(320)로 전달하기 위한 수단이다.
예를 들어, 송수광 모듈(320)에 의해 발광된 광은 반사 미러(330)를 통해 반사되어 타겟으로 송신된다. 그리고 타겟에 의해 반사된 광은 반사 미러(330)를 통해 다시 반사되어 송수광 모듈(320)로 수광되게 된다.
이러한 반사 미러(330)는 적어도 두면을 가지는 다면체 형상으로 형성될 수 있다.
반사 미러(330)의 각각의 면은 각기 상이한 기울기를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 반사 미러(330)가 제1 면과 제2 면을 가지는 것을 가정하기로 한다.
반사 미러(330)의 제1 면을 기준으로 기판(310)으로부터 일정 각도가 기울어진 경우, 반사 미러(330)의 제2 면은 반사 미러(330)의 제1 면을 배면하여 맞닿아 있으므로 제1 면과는 상이한 경사를 가지게 된다.
즉, 반사 미러(330)의 제1 면이 기판(310)으로부터 A각도로 기울어져 있다고 가정하면, 제2 면은 180-A 각도로 기울어지게 된다. 이와 같이, 반사 미러(330)의 각 면은 각기 상이한 기울기로 기울어지게 된다.
반사 미러(330)의 각 면의 기울기가 각기 상이하게 기울어짐에 따라 반사 미러(330)의 각 면을 통해 반사되는 광의 반사 각도 또한 상이하게 된다.
이와 같이, 반사 미러(330)를 구성하는 각 면의 기울기가 서로 다르게 형성됨으로써, 반사 미러(330)을 회전시킴에 따라 발광부(430)에 의해 하나의 광이 발광되더라도 각기 다른 반사 각도로 광을 전달할 수 있게 된다.
또한, 반사 미러(330)가 기판(310) 저면을 통해 회전 부재(340)와 결합됨에 따라 회전됨으로 인해 반사 미러(330)의 입사되는 광의 위치에 따라 각기 다른 각도로 광이 반사될 수 있다.
여기서, 회전 부재(340)는 도 3 내지 도 5에는 도시되어 있지 않으나 제어부(140)와 결합될 수 있다. 이로 인해, 제어부(140)의 제어에 따라 회전 부재(340)는 동작되어 반사 미러(330)를 특정 방향으로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 회전 부재(340)는 모터일 수 있다.
회전 부재(340)는 반사 미러(330)를 동일한 속도로 회전시킬 수도 있으며, 상이한 속도로 회전시킬 수 있다.
또한, 구현 방법에 따라 회전 부재(340)는 제1 시점에서는 반사 미러(330)를 제1 방향으로 회전시킬 수도 있으며, 제2 시점에서는 반사 미러(330)를 제2 방향으로 회전시킬 수도 있다. 여기서, 제1 방향과 제2 방향은 서로 반대 방향일 수 있다.
다시 정리하면, 반사 미러(330)를 구성하는 각 면이 기판(310)에 대해 서로 다른 각도로 기울어진 상태에서 회전 부재(340)에 의해 회전됨에 따라 반사 미러(330)로 입사되는 광은 입사 시점에 맞닿는 반사 미러(330)의 위치에 따라 상이한 반사 각도로 반사될 수 있다.
이로 인해, 발광부(430)에서는 하나의 광을 조사하더라도 반사 미러(330)에 의해 각기 다른 반사 각도로 광을 송신하거나 수신할 수 있어 면 단위로 스캔하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있는 이점도 있다.
예를 들어, 발광부(430)에서 조사된 하나의 광이 반사 미러(330)가 제1 위치로 회전된 상태에서 반사 미러(330)의 제1 면에 입사된 경우 광은 제1 각도로 반사될 수 있다. 또한, 발광부(430)에서 조사된 하나의 광이 반사 미러(330)가 제2 위치로 회전된 상태에서 반사 미러(330)의 제1 면에 입사되는 경우, 광은 제2 각도로 반사될 수 있다. 또한, 발광부(430)에서 조사된 하나의 광이 반사 미러(330)가 제3 위치로 회전된 상태에서 반사 미러(330)의 제2 면에 입사되는 경우, 광은 제3 각도로 반사될 수 있다. 또한, 발광부(430)에서 조사된 하나의 광이 반사 미러(330)가 제4 위치로 회전된 상태에서 반사 미러(330)의 제2 면에 입사되는 경우, 광은 제4 각도로 반사될 수 있다.
이와 같이, 발광부(430)에서 하나의 광이 발광되더라도 반사 미러(330)의 각 면의 기울기 및 반사 미러(330)의 회전에 따라 각기 상이한 각도로 반사될 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 센서(110)는 하나의 광을 조사하더라도 각기 다른 위치로 광을 송신할 수 있어 타겟을 보다 효과적으로 스캔할 수 있는 이점이 있다.
도 4에는 발광부(430)가 수광 렌즈(410)의 중앙에 형성된 홀(415)에 배치된 경우, 반사 미러(330)를 도시한 도면이다.
수광 렌즈(410)의 중앙에 홀(415)이 형성되고, 해당 홀(415)에 발광부(430) 및 발광 렌즈(420)가 위치되는 경우 반사 미러(330)는 도 4에 도시된 바와 같이, 광의 송수광을 구분하기 위한 별도의 부재를 필요로 하지 않는다.
상술한 바와 같이, 수광 렌즈(410)의 일 영역에 홀(415)을 형성하고, 해당 홀 내(215)에 발광부(430) 및 발광 렌즈(420)가 배치되는 경우, 발광 렌즈(420)를 교체함으로써 원하는 모양의 빔 포밍이 가능케 할 수 있는 이점도 있다.
그러나, 수광 렌즈(410)의 상단 또는 하단에 홀이 형성되고, 해당 홀에 발광부(430) 및 발광 렌즈(420)가 위치되는 경우, 반사 미러(330)는 송수광 영역 구분을 위한 분리 부재(350)와 결합된다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 수광 렌즈(410)의 상단에 지름이 K인 크기로 홀이 형성되고, 해당 홀 내부에 발광부 및 발광 렌즈(420)가 위치된다고 가정하기로 한다.
이때, 반사 미러(330)의 상단으로부터 K만큼 이격된 거리에 분리 부재(350)가 결합될 수 있다. 여기서, 분리 부재(350)는 반사 미러(330)에서 송수광 모듈(320)을 통해 송신 또는 수신되는 광의 영역을 구분하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 분리 부재(350)는 반사 미러(330)의 표면에서 돌출되도록 형성될 수 있다.
다시 정리하면, 분리 부재(350)는 반사 미러(330)의 상단 또는 하단에서 반사 미러(330)의 상단 또는 하단에 형성된 홀의 지름과 같은 길이만큼 이격된 위치에 형성되며, 반사 미러(330)의 표면에서 일정 길이만큼 돌출되도록 형성될 수 있다.
반사 미러(330)가 복수의 면을 포함하는 경우, 분리 부재(350)는 각각의 면에 모두 형성될 수 있음은 당연하다.
또한, 도 3 내지 도 5에서는 반사 미러(330)의 형상이 두개의 면을 가지는 다각형 형상인 것을 가정하여 이를 중심으로 설명하였다.
반사 미러(330)는 도 6에 도시된 바와 같이 원기둥 형상으로 형성될 수도 있다.
도 6에서는 반사 미러(330)의 하단의 직경이 반사 미러(330)의 상단 직경보다 큰 원기둥 형상인 것으로 도시되어 있으나, 반사 미러(330)는 하단의 직경이 반사 미러(330)의 상단 직경보다 작은 원기둥 형상으로 형성될 수도 있음은 당연하다.
또 다른 예를 들어, 반사 미러(330)는 도 7에 도시된 바와 같이 다면체(예를 들어, 6면체) 형상으로 형성될 수도 있다.
보다 상세하게 반사 미러(330)는 회전 부재(340)가 결합되는 각기둥의 저면과 저면에 배면하는 상면을 가지지 않는 형태로 구성될 수 있다. 물론, 반사 미러(330)는 저면과 상면을 포함할 수도 있다. 다만, 반사 미러(330)가 저면과 상면을 포함하더라도 광의 송수신을 위한 반사 기능은 수행하지 않을 수 있다.
반사 미러(330)의 저면과 상면을 제외한 나머지 사면(편의상, 측면들이라 칭하기로 함)들이 광의 송수신을 위한 반사 기능을 수행할 수 있다. 이때, 반사 미러(330)의 측면들은 각기 상이한 기울기를 가지도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 광은 기울기가 상이한 측면들에 의해 각기 다른 각도로 반사될 수 있다.
또한, 반사 미러(330)가 회전됨에 따라 광은 각 측면으로 입사되는 각이 상이해질 수 있으며 이로 인해 반사되는 각도 또한 달라질 수 있다. 결과적으로, 반사 미러(330)는 각 측면들의 기울기와 반사 미러(330)의 회전에 따른 입사 각도에 따라 각기 다른 각도로 반사될 수 있다.
이러한 반사 미러(330)가 다면체 형상으로 형성되는 경우, 반사 미러(330)의 측면들에만 광을 반사하기 위한 부재들이 부착되거나 도포될 수도 있다. 이로 인해, 송수광 모듈(320)을 통해 하나의 광이 발광되더라도 각기 상이한 각도로 반사시켜 타겟을 정밀하게 스캔하도록 할 수 있는 이점이 있다.
이와 같이, 반사 미러(330)가 각기둥 형상으로 형성되는 경우 각 측면들간의 모서리에서의 반사 효율이 낮아지는 단점이 있다.
이에 따라, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 8에 도시된 바와 같이, 반사 미러(330)를 다수의 측면을 가지는 각기둥 형상으로 형성함에 있어 각 모서리가 곡률을 가지도록 형성할 수 있다.
이를 통해 반사 미러(330)의 측면들의 모서리에서 발생하는 광 송신 및 수신 왜곡을 현저하게 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 3에는 도시되어 있지 않으나, 제어부(140)는 수광부(440)에 의해 수광된 수신광의 세기를 검출할 수 있다. 이와 같이, 수광부(440)에 의해 수광된 광의 세기를 검출함으로써, 해당 제1 센서(110)와 연결된 디스플레이장치(미도시)상에 이미지 색상을 다르게 디스플레이할 수도 있다.
또한, 제어부(140)는 반사 미러(330)의 회전 각도를 검출할 수 있다. 예를 들어, 회전 부재(340)는 입력되는 펄스신호를 입력받아 일정 각도로 움직일 수 있다. 따라서, 회전 부재(340)에 입력되는 펄스신호를 이용하여 회전 각도를 검출할 수도 있다. 회전 부재(340)에 반사 미러(330)가 결합되어 있으므로, 회전 부재(340)의 회전 각도를 검출함으로써 반사 미러(330)의 회전 각도를 검출할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 라이더 장치의 동작 방법을 나타낸 순서도이다.
단계 910에서 광각 라이더 장치(100)는 제1 센서(110) 및 제2 센서(120)를 통해 특정 영역을 센싱한다.
단계 915에서 광각 라이더 장치(100)는 제1 센서(110) 및 제2 센서(120) 중 어느 하나에 의해 특정 영역 중 적어도 일부의 미감지 영역이 존재하는지를 판단한다.
만일 제1 센서(110) 및 제2 센서(120) 중 어느 하나에 의한 특정 영역 중 적어도 일부의 미감지 영역이 존재하는 경우, 단계 920에서 광각 라이더 장치(100)는 제1 센서(110) 및 제2 센서(120) 중 적어도 하나를 이용하여 특정 영역을 다시 센싱한다.
그러나 만일 미감지 영역이 존재하지 않는 경우, 단계 925에서 광각 라이더 장치(100)는 특정 영역에서의 사고 발생 또는 타겟이 감지되었는지 여부를 판단한다.
만일 사고 발생 또는 타겟이 특정 영역에서 감지되지 않으면 단계 910으로 진행한다.
그러나 만일 사고 발생 또는 타겟이 특정 영역에서 감지되면, 단계 930에서 광각 라이더 장치(100)는 제1 센서(110) 및 제2 센서(120) 중 어느 하나를 통해 특정 영역을 촬영하여 저장한다. 그리고, 광각 라이더 장치(100)는 경보가 발생되도록 제어하거나 상위 제어기로 사고 발생 또는 타겟 감지를 통지할 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100: 광각 라이더 장치
110: 제1 센서
120: 제2 센서
130: 메모리
140: 제어부

Claims (9)

  1. 특정 영역을 센싱하는 제1 센서;
    상기 특정 영역을 센싱하는 제2 센서; 및
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 어느 하나에 의해 상기 특정 영역 중 적어도 일부가 감지되지 않으면, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 적어도 하나가 상기 특정 영역을 다시 센싱하도록 제어하는 제어부를 포함하는 광각 라이더 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 센서 및 제2 센서 중 상기 특정 영역 중 적어도 일부를 감지하지 못한 센서만 상기 특정 영역을 다시 센싱하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 광각 라이더 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센서는 라이더 센서이고,
    상기 제2 센서는 열화상 카메라, 적외선 센서 및 영상 센서 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 광각 라이더 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 어느 하나에 의해 상기 특정 영역에서 사고 발생이 감지되거나 타겟이 감지되면, 상기 제2 센서 중 어느 하나를 통해 상기 특정 영역을 촬영하여 저장하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 광각 라이더 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 센서는,
    광을 발광하거나 수광하는 송수광 모듈;
    적어도 두면을 가지며, 상기 광을 반사하는 반사 미러; 및
    상기 반사 미러를 회전시키는 회전 부재를 포함하되,
    상기 반사 미러의 각 면은 서로 다른 기울기를 가지며, 상기 회전 부재에 의해 상기 반사 미러가 회전됨에 따라 서로 다른 기울기를 가지는 각 면을 통해 상기 광이 서로 다른 각도로 반사되는 것을 특징으로 하는 광각 라이더 장치.
  6. 광각 라이더 장치의 동작 방법에 있어서,
    제1 센서 및 제2 센서를 통해 특정 영역을 센싱하는 단계; 및
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 어느 하나에 의해 상기 특정 영역 중 적어도 일부가 감지되지 않으면, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 적어도 하나가 상기 특정 영역을 다시 센싱하는 단계를 포함하는 광각 라이더 장치의 동작 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 적어도 하나가 상기 특정 영역을 다시 센싱하는 단계는,
    상기 제1 센서 및 제2 센서 중 상기 특정 영역 중 적어도 일부를 감지하지 못한 센서만 상기 특정 영역을 다시 센싱하는 것을 특징으로 하는 광각 라이더 장치의 동작 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 특정 영역을 센싱하는 단계 이후에,
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 어느 하나에 의해 상기 특정 영역에서 사고 발생이 감지되거나 타겟이 감지되면, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서 중 어느 하나를 통해 상기 특정 영역을 촬영하여 저장하는 단계를 더 포함하는 광각 라이더 장치의 동작 방법.
  9. 제6 항 내지 제8 항 중 어느 하나의 항에 따른 방법을 수행하는 프로그램 코드를 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체 제품.


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