KR20180096332A - 거리 측정 방법 - Google Patents

거리 측정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180096332A
KR20180096332A KR1020170022912A KR20170022912A KR20180096332A KR 20180096332 A KR20180096332 A KR 20180096332A KR 1020170022912 A KR1020170022912 A KR 1020170022912A KR 20170022912 A KR20170022912 A KR 20170022912A KR 20180096332 A KR20180096332 A KR 20180096332A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
value
distance
maximum value
light
Prior art date
Application number
KR1020170022912A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102690760B1 (ko
Inventor
이완수
양지훈
이은철
김경민
김인태
공성필
Original Assignee
주식회사 히타치엘지 데이터 스토리지 코리아
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 히타치엘지 데이터 스토리지 코리아 filed Critical 주식회사 히타치엘지 데이터 스토리지 코리아
Priority to KR1020170022912A priority Critical patent/KR102690760B1/ko
Publication of KR20180096332A publication Critical patent/KR20180096332A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102690760B1 publication Critical patent/KR102690760B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/4861—Circuits for detection, sampling, integration or read-out
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 거리 측정 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 방법은, 복수 개 셀이 한 방향으로 나열된 수광 센서의 출력 신호의 모양을 근거로 거리 측정 장치로부터 서로 다른 거리에 있는 2개 이상의 대상물을 동시에 측정하는 이중점 상황 여부를 판단하고, 이중점 상황으로 판단될 때 에러 값을 출력하거나 출력 신호의 일부를 이용하여 계산한 거리 값을 출력할 수 있다. 출력 신호의 모양이, 2개의 피크 값을 갖는 쌍봉 형상인 경우, 각 셀에서 출력되는 제1 신호와 제2 신호의 최대값 위치가 다른 경우 및 제1 신호와 제2 신호의 최대값 위치의 왼쪽 부분 또는 오른쪽 부분 중 같은 쪽 부분의 기울기가 서로 다른 경우 중 하나에 해당할 때 이중점 상황으로 판단할 수 있다. 따라서, 이중점 여부를 제대로 판단하여 물체와의 거리를 잘못 측정하는 문제를 해결할 수 있고, 거리 측정 장치가 출력하는 결과 값의 신뢰도를 높일 수 있게 된다.

Description

거리 측정 방법 {Method for measuring distance}
본 발명은 거리 측정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 거리 측정 장치가 빔을 서로 다른 거리에 있는 2가지 이상의 대상물에 동시에 비출 때 발생하는 이중점 상황을 판단하는 방법에 관한 것이다.
거리를 측정하는 센서에는 적외선을 이용하는 적외선 센서, 초음파를 이용하는 초음파 센서, TOF 센서 등이 있다. 적외선 센서는 삼각 측량 원리에 따라 광원에서 방사한 적외선이 피측정물(거리 측정 대상물)의 표면에서 반사되어 입력되는 접속 광을 수신하여 출력 전류로 수광점을 계산할 수 있는 PSD(Position Sensitive Detector)를 이용하여 거리를 측정할 수 있다. 초음파 센서는 센서가 발사한 초음파 펄스가 피측정물의 표면에서 반사되어 다시 센서로 되돌아올 때까지의 시간을 측정하여 측정 대상에 대한 거리를 측정할 수 있다.
TOF 센서는 매우 짧은 폭의 적외선 펄스를 방사하는 LED와 같은 광원과 물체에서 반사되는 반사광을 검출하기 위한 센서로 구성되는데, 광원에서 방사된 광이 물체에서 반사되어 센서로 돌아오는 시간을 측정하여 물체와의 거리를 식 d=c*tTOF/2(d는 물체와의 거리, c는 빛의 속도, tTOF는 광원에서 방사된 광이 물체에서 반사되어 센서로 돌아오는 시간)으로 계산할 수 있다. 하지만 빛의 속도가 너무 빨라 시간 tTOF를 측정하기 어렵기 때문에, 광원이 빛을 변조하여 방사하고 2개 이상의 위상을 이용하여 간접적으로 거리를 계산한다.
도 1은 이중점 현상이 발생하는 상황을 도시한 것이다. 거리 측정 센서로부터 서로 다른 거리에 있는 타겟 1과 타겟 2에 동시에 빔이 맺힐 때, 거리 측정 센서는, 타겟 1의 거리도 아니고 타겟 2의 거리도 아니라, 수광부에 맺힌 수광 빔의 분포에 따라 타겟 1과 타겟 2 사이에 있는 불특정 지점까지의 거리를 출력하는 경우가 있다. 이와 같이 센서가 하나의 거리만을 측정하는 것이 아니라 두 가지 이상의 대상물에 빔을 동시에 스폿 하여 임의의 거리를 출력하는 상태를 이중점이라고 정의한다.
광학계를 이용하여 타겟에 맞아 반사하는 빔을 검출하는 시스템에서, 타겟의 상태에 따라 수광 빔의 크기나 수광 빔의 가우시안 분포가 영향을 받기 때문에, 이러한 이중점 현상은 피할 수 없다. 또한, 발광하는 빔의 크기를 작고 강도를 크게 하면 이중점 현상이 발생하는 것을 줄일 수 있지만, 발광 강도를 크게 하는 데에 한계가 있고, 수광계에서 스폿 사이즈를 고려할 때 발광 빔의 크기를 줄이는 데에도 한계가 있다.
빔이 맺히는 타겟의 영역에 따라 또는 하나의 빔이 동시에 맺히는 서로 다른 둘 이상의 타겟 사이의 거리에 따라 센서의 수광부에 맺히는 수광 빔 형태가 달라지고, 이러한 다양한 수광 빔에서 검출되는 신호를 근거로 이중점 상황인지 여부를 판단하는 알고리즘이 제대로 제시되고 있지 않은 상황이다.
따라서, 본 발명은 이러한 상황을 반영하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 거리 측정 장치에서 이중점 여부를 판단하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 방법은, 복수 개 셀이 한 방향으로 나열된 수광 센서의 출력 신호의 모양을 근거로, 거리 측정 장치로부터 서로 다른 거리에 있는 2개 이상의 대상물을 동시에 측정하는 이중점 상황 여부를 판단하는 단계; 및 상기 이중점 상황으로 판단될 때, 에러 값을 출력하거나 상기 출력 신호의 일부를 이용하여 계산한 거리 값을 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 판단하는 단계는, 상기 출력 신호의 모양이 2개의 피크 값을 갖는 쌍봉 형상인 경우, 각 셀에서 출력되는 제1 신호와 제2 신호의 최대값 위치가 다른 경우 및 상기 제1 신호와 제2 신호의 최대값 위치의 왼쪽 부분 또는 오른쪽 부분 중 같은 쪽 부분의 기울기가 서로 다른 경우 중 하나에 해당할 때 상기 이중점 상황으로 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 출력 신호의 모양이 상기 기울기가 서로 다른 경우에 해당하는 지 판단할 때, 상기 최대값 위치 기준으로 좌우 계산 범위를 결정하고, 상기 제1 신호에 대해서 상기 제1 신호의 제1 최대값의 왼쪽 부분과 오른쪽 부분의 계산 범위에서 각각 신호의 합을 구하고 이를 상기 제1 최대값으로 나눈 값을 구하고, 상기 제2 신호에 대해서 상기 제2 신호의 제2 최대값의 왼쪽 부분과 오른쪽 부분의 계산 범위에서 각각 신호의 합을 구하고 이를 상기 제2 최대값으로 나눈 값을 구하고, 상기 왼쪽 부분과 오른쪽 부분에 대해서 각각 상기 제1 신호에 대해 구한 값과 상기 제2 신호에 대해 구한 값의 차 또는 비율이 소정 허용 범위 이내인지 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 왼쪽 부분에 대해서 상기 제1 신호에 대해 구한 값과 상기 제2 신호에 대해 구한 값의 차 또는 비율이 상기 소정 허용 범위를 벗어나거나, 상기 오른쪽 부분에 대해서 상기 제1 신호에 대해 구한 값과 상기 제2 신호에 대해 구한 값의 차 또는 비율이 상기 소정 허용 범위를 벗어날 때, 상기 이중점 상황으로 판단하여 상기 에러 값을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 출력 신호의 모양이 상기 쌍봉 형상인 경우에 해당하는 지 판단할 때, 상기 출력 신호의 최대값 위치를 근거로 설정된 유효 입사광 범위 밖에 소정 문턱 값보다 큰 신호 레벨이 검출되는지 확인하고, 상기 유효 입사광 범위보다 크게 설정된 스캔 범위에서 최소값을 구하고 상기 최소값이 상기 문턱 값보다 큰 지 확인하고, 상기 최소값이 검출된 위치에서 상기 최대값 위치에서 멀어지는 방향으로 상기 스캔 범위에 상기 최소값보다 소정 레벨 높은 값이 있는지 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유효 입사광 범위 밖에 소정 문턱 값보다 큰 신호 레벨이 검출되지 않을 때, 또는 상기 유효 입사광 범위 밖에 소정 문턱 값보다 큰 신호 레벨이 검출되더라도 상기 스캔 범위에서 구한 최소값이 상기 문턱 값보다 작을 때, 상기 이중점 상황이 아니라고 판단하여 상기 출력 신호를 이용하여 계산한 거리 값을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유효 입사광 범위 밖에 소정 문턱 값보다 큰 신호 레벨이 검출되고, 상기 스캔 범위에서 구한 최소값이 상기 문턱 값보다 크지만, 상기 최소값이 검출된 위치에서 상기 최대값 위치에서 멀어지는 방향으로 상기 스캔 범위에 상기 최소값보다 소정 레벨 높은 값이 검출되지 않을 때, 상기 최대값 위치를 기준으로 좌우 대칭으로 상기 최대값 위치에서 최소값 위치까지 거리만큼 범위의 신호를 이용하여 거리를 계산하여 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 유효 입사광 범위 밖에 소정 문턱 값보다 큰 신호 레벨이 검출되고, 상기 스캔 범위에서 구한 최소값이 상기 문턱 값보다 크고, 상기 최소값이 검출된 위치에서 상기 최대값 위치에서 멀어지는 방향으로 상기 스캔 범위에 상기 최소값보다 소정 레벨 높은 값이 검출될 때, 상기 이중점 상황으로 판단하여 에러 값을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 신호와 제2 신호의 최대값 위치가 허용 범위보다 클 때 상기 이중점 상황으로 판단하여 에러 값을 출력하고, 상기 제1 신호와 제2 신호의 최대값 위치가 허용 범위보다 작을 때 상기 이중점 상황이 아니라고 판단하여 상기 출력 신호를 이용하여 계산한 거리 값을 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 거리 측정 장치는, 소정 폭의 펄스 형태로 광을 방사하기 위한 발광부; 상기 발광부가 방사하여 대상물로부터 반사되어 되돌아오는 반사광을 수신하여 수신되는 광량에 대응하는 신호를 출력하기 위해 한 방향으로 나열된 복수 개의 셀을 포함하는 수광부; 및 상기 수광부의 출력 신호를 근거로 삼각 측량법과 TOF 방식 중 하나 이상으로 대상물까지의 거리를 계산하기 위한 프로세서를 포함하여 구성되고, 상기 프로세서는, 상기 수광부의 출력 신호의 모양을 근거로, 거리 측정 장치로부터 서로 다른 거리에 있는 2개 이상의 대상물을 동시에 측정하는 이중점 상황 여부를 판단하되, 상기 출력 신호의 모양이 2개의 피크 값을 갖는 쌍봉 형상인 경우, 각 셀에서 출력되는 제1 신호와 제2 신호의 최대값 위치가 다른 경우 및 상기 제1 신호와 제2 신호의 최대값 위치의 왼쪽 부분 또는 오른쪽 부분 중 같은 쪽 부분의 기울기가 서로 다른 경우 중 하나에 해당할 때 상기 이중점 상황으로 판단하여 에러 값을 출력하거나 상기 출력 신호의 일부를 이용하여 계산한 거리 값을 출력하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 이중점 여부를 제대로 판단하여 물체와의 거리를 잘못 측정하는 문제를 해결할 수 있고, 거리 측정 장치가 출력하는 결과 값의 신뢰도를 높일 수 있게 된다.
도 1은 이중점 현상이 발생하는 상황을 도시한 것이고,
도 2는 TOF 방식으로 거리를 측정하는 원리를 도시한 것이고,
도 3은 복수 개의 픽셀을 갖는 센서를 이용하여 삼각 측량 방식과 TOF 방식으로 거리를 측정하는 장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이고,
도 4a와 도 4b는 단일점일 때 수광부에서 측정되는 측정 데이터를 도시한 것이고,
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 이중점 발생 상황에 수광부에서 측정되는 측정 데이터를 도시한 것이고,
도 6은 수광부가 출력하는 측정 데이터 커브가 쌍봉 형상일 때 이중점 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 그래프를 도시한 것이고,
도 7은 수광부가 출력하는 2개의 측정 데이터 커브가 서로 다른 최고점을 가질 때 이중점 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 그래프를 도시한 것이고,
도 8는 수광부가 출력하는 2개의 측정 데이터 커브의 좌우 기울기가 서로 다를 때 이중점 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 그래프를 도시한 것이고,
도 9는 본 발명이 적용되는 거리 측정 장치의 구성을 도시한 것이고,
도 10 내지 도 12는 각각 도 6 내지 도 8의 상황일 때 이중점 여부를 판단하는 방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 거리 측정 방법에 대한 실시예를 첨부하는 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 TOF 방식으로 거리를 측정하는 원리를 도시한 것이다.
광원이 소정 폭(T0)의 펄스 형태로 광을 출사하면 소정 시간(Td)이 경과한 후 물체에서 반사되는 반사광이 센서에 도달한다. 센서는 광원이 출사한 펄스와 동기하여(Phase 1) 반사광을 검출할 뿐만 아니라 광원이 출사한 펄스와 180도 위상차를 갖고(Phase 2) 반사광도 검출하는데, 출사광과 동기하여 검출한 광량(Q1)과 출사광과 180도 위상차를 갖고 검출한 광량(Q2)을 근거로 물체와의 거리를 계산할 수 있다.
센서를 구성하는 셀은 두 개의 스위치(S1, S2)와 2개의 커패시터(C1, C2) 및 반사광에 반응하여 전하를 발생시키는 다이오드로 구성될 수 있고, 스위치 S1과 S2는 각각 Phase 1과 Phase 2에 따라 동작하며 반사광에 반응하여 전하를 발생시키는 다이오드를 커패시터 1과 2에 번갈아 가며 연결하고, 다이오드에서 발생한 전하가 커패시터 1과 2에 전하량 Q1과 Q2로 저장되고, 이에 따라 커패시터 C1과 C2의 전압 V1과 V2은 커패시터에 쌓이는 전하량 Q1과 Q2에 비례하는 값이 된다. 이때, 물체와의 거리는 (1/2)*c*T0*V2/(V1+V2)에 비례하는 값으로 계산할 수 있는데, c는 빛의 속도이고 T0는 광원의 펄스 폭에 해당한다.
한편, TOF 방식으로 거리를 측정하는 거리 측정기는, 근거리를 측정할 때에는 센서를 구성하는 셀이 포화(saturation)되는 문제가 있을 수 있고, 원거리를 측정할 때에는 광량이 부족하게 되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 실제 거리 측정 환경에서는 광원에서 발광된 레이저 빔이 수많은 반사를 일으켜 이중 일부가 센서로 유입되고, 실제 거리 측정 장치의 광원에서 발광된 빛이 아닌 다른 출처의 빛이 유입되는 경우가 발생한다. 이러한 외부 유입광은 장치에 노이즈로 작용하고, 거리 측정 및 거리 계산 결과를 왜곡한다. 특히 먼 거리 측정일수록 반사되어 들어오는 빛에 의한 수광 신호가 작아져 외부 광원 유입에 더 취약해진다.
TOF 방식의 거리 측정 방식에는 광을 방사하기 위한 송광부와 대상물에서 반사되는 반사광을 받아들이기 위한 수광부가 필요한데, 송광부와 수광부를 동일 축상에 위치시키는 것이 가장 이상적이나 가능하지 않다. 송광부와 수광부 사이에 간격이 있으면 대상물까지 거리에 따라 반사광이 맺히는 초점의 위치가 변하게 되고, 반사광이 센서에서 유효한 셀을 벗어날 수가 있다.
종래 TOF 방식의 거리 측정 장치는, 송광부와 수광부를 같은 축에 배치할 수 없어서 송광부와 수광부를 일정 거리 이격시키기 때문에, 대상물의 거리에 따라 수광 센서에 맺히는 초점의 위치가 변하게 되고, 이를 고려하여 측정하고자 하는 거리 범위 내에서 반사되는 반사광이 모두 센서에 맺히도록, 한 방향으로 나열된 복수 개의 셀로 구성된 선형 어레이 형태의 수광 센서를 이용할 수 있다.
이와 같이, TOF 거리 측정 장치가, 한 방향으로 나열된 복수 개의 셀로 구성된 센서를 채택하고, 반사광이 맺히는 셀의 위치를 통해 물체와의 거리를 계산하는 삼각 측량법을 채용하여, TOF 방식의 거리 측정에서 가까운 거리에서의 셀 포화 문제와 먼 거리에서의 광량 부족 문제를 해결하는 시도가 있다.
복수 개의 셀을 포함하는 센서를 사용하는 TOF 방식 거리 측정 장치는, 도 3과 같이, TOF 방식으로 대상물의 거리를 측정하기 위하여 소정 폭의 적외선 펄스를 방사하기 위한 송광부, 송광부가 방사한 적외선이 대상물에서 반사되어 되돌아오는 반사광을 검출하기 위한 수광부 및 수광부의 출력 신호를 근거로 대상물까지의 거리를 계산하기 위한 프로세서(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
송광부는 적외선을 방사하는 LD나 LED와 같은 발광 모듈과 LD 전면에 방사할 광의 각도나 광의 강도 등을 조절하기 위한 광학계, 예를 들어 콜리메이터 렌즈를 포함하여 구성될 수 있고, 수광부는 입사되는 반사광을 일정 크기나 모양으로 변형하기 위한 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)와 같은 수광 렌즈, 송광부가 출사한 광의 파장대만을 선택적으로 통과시키기 위한 필터 및 반사광을 검출하기 위한 복수 개의 셀이 선형 어레이 형태로 나열되는 수광 센서를 포함하여 구성될 수 있다.
송광부와 수광부가 소정의 간격으로 떨어져 있기 때문에, 대상물의 위치에 따라 대상물에서 반사되는 반사광이 수광 센서에 맺히는 위치가 달라지게 되고, 프로세서는 수광 센서의 각 셀이 출력하는 전기 신호를 이용하여 삼각 측량법 및/또는 TOF 방식을 서로 연계하여 거리를 측정할 수 있다.
도 4a와 도 4b는 단일점일 때 수광부에서 측정되는 측정 데이터를 도시한 것이다.
도 4에서 가로축은 셀의 나열 방향이고 세로축은 해당 셀에서 출력하는 전기 신호의 크기를 가리키는데, 셀은 이웃하는 셀과 서로 이격되어 있어서 개별적으로 신호를 출력하지만, 도 4는 편의상 셀들의 출력 값들을 연결하여 연속 신호로 표시한 것이다.
또한, 각 색은, TOF 방식으로 거리를 계산하기 위하여, 2개의 신호(V1, V2)를 출력하도록 구성될 수 있다. 삼각 측량법을 이용할 때는 V1과 V2 중 하나 이상 또는 둘을 더한 값을 사용할 수 있고, 도 4a가 이에 해당한다. 도 4b는 각 셀이 출력하는 V1과 V2를 따로 도시한 것으로, TOF 방식에 이용된다.
도 4는 소정 거리만큼 떨어져 있는 하나의 타겟(대상물, 목표물, 피사체 등)에서 반사되어 수광 센서에 맺힌 빔에 의해 생성되는 신호를 표시한 것으로, 수광 센서에 맺히는 빔이 가우시안 형태를 띠기 때문에 수광 센서의 출력 신호도 좌우 대칭 형태가 된다.
또한, 타겟이 특정 거리만큼 떨어져 있을 때, 수광 센서에 맺히는 빔의 크기를 예측할 수 있는데, 하나의 타겟에서 반사되어 수광 센서에 맺힌 빔의 크기(또는 출력 신호의 좌우 폭)가 이론적으로 계산한 값과 유사하다. 도 4b에서 각 셀이 출력하는 V1과 V2의 크기 비율은 스폿 크기 내에서 픽셀마다 유사하다.
하지만, 도 1에 도시한 것과 같은 이중점 상황에서는, 수광 센서에 맺히는 빔이 가우시안 형태를 띠지 않고 수광 센서의 출력 신호도 도 4와 같은 좌우 대칭 형태가 되지 않는다.
본 발명에서는, 좌우 대칭 형태를 띠지 않아 이중점 상황으로 의심되는 수광 센서의 출력 신호를 모양을 기준으로 몇 가지 유형으로 분류하고, 각 유형의 출력 신호에 대해 이중점 상황으로 판단하는 구체적인 방법과 이를 처리하는 방법을 제안한다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 이중점 발생 상황에 수광 센서가 출력하는 출력 신호에 대응되는 측정 데이터를 도시한 것으로, 도 4와 마찬가지로 가로축은 셀의 나열 방향이고 세로축은 해당 셀에서 출력하는 전기 신호의 크기를 가리킨다.
도 5a는 출력 신호가 2개의 피크 값을 가지는 경우를 도시하고 있는데, 각 셀이 출력하는 두 신호(V1, V2)의 합 또는 두 신호 각각도 이러한 쌍봉 형태가 될 수 있다.
도 5b는 각 셀이 출력하는 두 신호의 피크 위치가 서로 어긋나는 경우이고, 도 5c는 각 셀이 출력하는 두 신호의 피크 위치는 유사하지만 피크 좌우의 기울기가 서로 다른 경우이다.
먼저, 도 6을 참조로, 도 5a와 같이 측정 데이터가 2개의 피크 값을 갖는 경우를 이중점으로 판단하는 과정과 거리 값을 처리하는 방법을 설명한다.
도 6은 수광부가 출력하는 출력 신호 커브가 도 5a와 같이 쌍봉 형상일 때 이중점 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 그래프를 도시한 것이다.
수광 센서 전체 구간에서 출력되는 신호를 근거로 신호가 가장 큰 최대값(Max)의 위치, 즉 최고점(a)을 구하고, 빔의 중심이 최고점(a)에 맺힐 때 이에 대응되는 타겟까지의 거리를 참조하여 수광 센서에 맺히는 빔의 크기(또는 빔의 경계에 해당하는 위치 또는 유효 수광 빔의 범위)를 계산한다. 예를 들어 14 셀에 신호의 최대값이 위치하면 빔의 크기는 11 내지 14 셀이라고 가정할 수 있는데, 이는 광학계 설계나 수광 센서의 종류에 따라 달라질 수 있다.
먼저, 이론적으로, 앞서 계산한 빔의 크기 밖의 셀에서는 문턱 값 이하의 신호가 출력되어야 하는데, 빔의 크기 밖에서 문턱 값보다 큰 신호가 출력되면 이중점으로 의심할 수 있다. 도 6에서 정상적으로 수광 센서에 맺힌 빔이라면, 출력 신호는 점선과 같이 연장하여 정상 스캔 범위 밖에서는 문턱 값보다 작게 된다.
다음으로, 최대값(Max)인 셀(a)의 좌우 구간을 이론적으로 계산한 빔의 크기 범위까지 또는 빔의 크기 범위보다 큰 범위까지 각각 스캔 하여 해당 범위에서 최소값(min)을 구하고 이를 문턱 값과 비교하는데, 빔의 크기 범위 안의 셀에서 출력하는 신호의 최소값이 문턱 값 레벨보다 높으면 해당 신호는 이중점 상황에 해당한다고 판단할 수 있다.
추가로 최소값(min) 위치(b)에서 최대값(Max) 위치에서 멀어지는 방향으로 스캔 하여 최소값(min)보다 소정 레벨 이상 높은 값이 존재하면(도 6에서 두 번째 봉우리에 해당하는 c), 이는 확실히 이중점 상황이라고 판단할 수 있다.
이와 같이 3가지 조건 비교를 통해 수광 센서의 출력 신호가 쌍봉 형상을 갖는지 확인할 수 있고, 2가지 조건 이상 해당할 때 이중점 상황이라 판단할 수 있고, 3가지 조건에 해당할 때 확실히 이중점이라 판단할 수 있다.
출력 신호가 도 6과 같이 쌍봉 형상으로 이중점에 해당하면, 종래 거리 측정 장치는 a 위치와 c 위치 사이 신호에 의해 임의의 거리를 출력할 우려가 있다. 본 발명에서는, 이중점일 때 최대값(Max) 위치(a)를 기준으로 가까운 최소값(min) 위치(b)를 선택하여 좌우 대칭 범위(최종 계산 범위)로 삼각 측량법이나 TOF 방식으로 거리를 계산하여 출력할 수 있고, 또는 이중점이라 판단하여 계산된 거리 값을 무효 처리하거나 에러에 해당하는 값(예를 들어 0)을 출력할 수도 있다.
도 7은 수광부가 출력하는 2개의 측정 데이터 커브가 서로 다른 최고점을 가질 때 이중점 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 그래프를 도시한 것이다.
TOF 방식으로 거리를 측정하기 위해 각 셀에서 출력하는 신호 V1과 V2는 이론적으로는 최대값(Max)이 되는 셀 위치가 서로 같아야 한다. 하지만, 도 7과 같이, V1 신호의 최대값(V1 Max)의 위치 V2 신호의 최대값(V2 Max)의 위치가 서로 다르면 이중점으로 의심할 수 있다.
두 신호의 최대값 위치의 간격이 소정 값 이상으로 크면, 이중점 상황으로 판단하여 계산되는 거리를 무효 처리하거나 에러를 출력할 수 있다. 두 신호의 최대값 위치의 간격이 허용 범위 이내로 작다면, 두 신호를 이용하여 TOF 방식으로 거리를 계산할 수 있다.
도 8는 수광부가 출력하는 2개의 측정 데이터 커브의 좌우 기울기가 서로 다를 때 이중점 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 그래프를 도시한 것이다.
하나의 타겟에서 반사되어 수광 센서에 맺힌 빔에 의해 생성되는 두 신호 V1과 V2는 최대값(Max) 위치(또는 최고점)를 기준으로 양쪽 부분의 기울기가 각각, 즉 V1의 왼쪽 부분의 기울기와 V2의 왼쪽 부분의 기울기가 서로 비슷하고, V1의 오른쪽 부분의 기울기와 V2의 오른쪽 부분의 기울기가 서로 비슷하다. 하지만, V1과 V2 신호에서 최대값 위치를 기준으로 같은 쪽 부분의 기울기가 서로 다르면 이중점 상황으로 의심할 수 있다.
먼저, 최고점을 기준으로 한쪽 부분, 예를 들어 왼쪽 부분에 대해서, 유효 수광 빔의 범위(예를 들어 +/- 3 셀)를 정하고, V1과 V2에 대해서 각각 최고점에서 유효 수광 빔의 범위까지 셀들의 출력 신호의 레벨의 합을 최대값으로 나눈 값을 구한다. 마찬가지로 오른쪽 부분에 대해서도 최고점에서 유효 수광 빔의 범위까지 셀들의 출력 신호의 레벨의 합을 최대값으로 나눈 값을 구한다.
V1의 왼쪽 부분에 대해서 구한 값과 V2의 왼쪽 부분에 대해서 구한 값을 비교하고, V1의 오른쪽 부분에 대해서 구한 값과 V2의 오른쪽 부분에 대해서 구한 값을 비교하여, 오른쪽 부분 또는 왼쪽 부분 중 적어도 한 부분에서 두 값이 소정 레벨 이상 차이가 나는 경우, 이중점 상황이라고 판단하고 계산되는 거리를 무효 처리하거나 에러를 출력할 수 있다. 오른쪽 부분 또는 왼쪽 부분 각각 두 값의 차이가 허용 범위 이내로 작다면, V1과 V2 두 신호를 이용하여 TOF 방식으로 거리를 계산할 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용되는 거리 측정 장치의 구성을 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 장치(100)는, TOF 방식으로 대상물의 거리를 측정하기 위하여 소정 폭의 적외선 펄스를 방사하기 위한 발광부(110), 발광부(110)가 방사한 적외선이 대상물에서 반사되어 되돌아오는 반사광을 검출하기 위한 수광부(120) 및 수광부(120)의 출력 신호를 근거로 삼각 측량법 및/또는 TOF 방식으로 대상물까지의 거리를 계산하되 수광부(120)의 출력 신호를 몇 가지 유형으로 분류하고 이중점 상황인지 여부를 판단하기 위한 프로세서(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
발광부(110)는 적외선을 방사하는 LED와 같은 발광 모듈과 발광 모듈이 소정의 폭을 갖는 펄스 형태로 광을 출력하도록 구동하기 위한 구동부로 구성되는 광원(111) 및 광원(111) 전면에 방사할 광의 각도나 광의 강도 등을 조절하기 위한 광학계, 예를 들어 콜리메이터 렌즈(112)를 포함하여 구성될 수 있다.
수광부(120)는 입사되는 빔을 일정 크기와 모양으로 변형하기 위한 텔레센트릭 렌즈(Telecentric Lens)와 같은 수광 렌즈(121), 광원(111)이 출사한 광의 파장대만을 선택적으로 통과시키기 위한 필터(122) 및 반사광을 검출하기 위해 복수 개의 셀이 한 방향으로 나열된 수광 센서(123)를 포함하여 구성될 수 있다.
수광 센서(123)의 각 셀은, TOF 방식으로 거리를 측정할 수 있도록 도 2와 같은 회로 구성을 포함하여, 광원(111)이 방사하는 적외선 펄스와 동기하여(Phase 1) 반사광을 수신하고 또한 광원(111)이 방사하는 적외선 펄스와 180도의 위상차를 갖고(Phase 2) 반사광을 수신하여, Phase 1에 대한 전기 신호 V1과 Phase 2에 대한 전기 신호 V2를 출력할 수 있다.
프로세서(130)는, 수광 센서(123)의 셀들로부터 입력되는 전기 신호를 이용하여 출사광을 반사시키는 대상물의 거리를 계산하는데, 수광 센서(123)에 입사되는 입사광이 맺히는 것을 가리키는 전기 신호를 출력하는 셀들의 분포(전기 신호의 강도와 전기 신호를 출력하는 셀들의 구간)를 이용하여 맺히는 입사광의 중심점이 위치하는 셀 또는 신호 레벨이 가장 높은 최대값이 위치하는 셀을 찾고, 해당 셀 또는 해당 셀을 포함하는 주위 셀들이 출력하는 신호를 이용하여 TOF 방식으로 거리를 계산할 수 있다.
즉, 프로세서(130)는, 수광 센서(123)의 셀들이 출력하는 Phase 1에 대한 전기 신호 V1과 Phase 2에 대한 전기 신호 V2를 기초로 TOF 방식에 따라 출사광이 반사광으로 수광 센서(123)에 맺힐 때까지의 시간을 계산하여 대상물까지의 거리를 계산할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는, 입사광이 맺히는 셀의 위치를 근거로 삼각 측량법에 따라 대상물까지 거리를 계산할 수도 있다.
한편, 프로세서(130)는, 수광 센서(123)의 복수의 셀들이 출력하는 전기 신호 V1과 V2의 레벨을 이용하여 가로축을 셀의 위치로 하고 세로축을 신호의 레벨로 하여 입사광의 형상을 표현하는 그래프를 생성하고 그래프의 형상을 확인하는데, 그래프가 가우시안 분포와 유사하여 가운데가 최대값을 갖는 최고점이 되고 최고점 좌우로 대칭인 형상을 가질 경우 수광 센서(123)에 맺히는 입사광이 정상적으로 단일 타겟에서 반사된 것으로 판단하고 TOF 방식이나 삼각 측량법으로 거리를 계산하여 출력한다.
하지만, 프로세서(130)는, 전기 신호 V1과 V2를 근거로 생성하는 그래프가 좌우 대칭이 아닌 경우, 입사광이 단일 타겟에서 반사되지 않고 거리 측정 장치로부터 다른 거리의 둘 이상의 타겟에서 반사되는 이중점 상황으로 판단할 수 있는데, 그래프의 형상을 구체적으로 판단하고 분류하여 이중점 상황인지 명확하게 판단할 수 있다.
즉, 프로세서(130)는, 전기 신호 V1과 V2를 근거로 생성하는 그래프가 도 5a와 같이 쌍봉 형상을 나타내거나, 도 5b와 같이 V1과 V2 두 그래프에서 레벨이 최대가 되는 최대값의 위치(최고점)가 서로 다르거나, 도 5c와 같이 V1과 V2 두 그래프에서 최고점의 한쪽 부분의 기울기가 서로 다르면, 이중점 상황으로 판단할 수 있다.
프로세서(130)는, 이중점 상황으로 판단하면, 전기 신호 V1과 V2를 근거로 TOF 방식이나 삼각 측량법으로 계산한 거리를 무효 처리하거나, 오류 값을 출력하거나, 또는 최대값을 갖는 최고점 주위의 한정된 값만을 이용하여 거리를 새로 계산하여 출력할 수도 있다.
도 9의 거리 측정 장치는 메모리(미도시)를 더 포함하여, TOF 방식으로 거리를 계산할 때 즉 수광 센서(123)의 셀이 출력하는 Phase 1에 대한 전기 신호와 Phase 2에 대한 전기 신호를 연산할 때 필요한 게인 값 및/또는 옵셋 값 등의 데이터를 저장하고, 또한 대상물과의 거리로부터 삼각 측량법으로 반사광이 맺히는 셀의 위치를 계산하기 위한 수식이나 대상물까지의 거리와 셀 위치와의 상관 데이터를 더 저장할 수 있다.
도 10 내지 도 12는 각각 도 6 내지 도 8의 상황일 때 이중점 여부를 판단하는 방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것이다.
도 10은 수광 센서(123)의 셀들이 출력하는 전기 신호 V1과 V2 또는 그 합 신호가 도 5a와 같이 쌍봉 형태를 띠는지 판단하고 거리를 출력하는 과정을 나타낸다.
먼저, 프로세서(130)는, 예를 들어 전기 신호 V1과 V2의 합 신호를 이용하여 가로축을 셀의 위치로 하고 세로축을 신호의 레벨로 하는 그래프를 생성하되, 셀과 셀 사이에 데이터를 삽입(interpolation)하여 연속되는 곡선의 그래프를 생성할 수 있다.
프로세서(130)는, 그래프의 전 구간을 스캔 하여 최대값 위치(최고점)를 찾고, 삼각 측량법을 이용하여 최고점에 대응하는 거리를 계산하거나, TOF 방식으로 최고점 부근의 전기 신호 V1과 V2를 이용하여 대상물까지의 거리를 계산한다(S110).
프로세서(130)는, 입사광의 중심이 최고점에 맺히도록 하는 대상물까지의 거리를 참조하여 수광 센서(123)에 맺히는 입사광의 크기, 즉 유효 입사광의 범위를 계산하고(S120), 입사광의 크기보다 소정 범위(알파 값) 큰 범위를 스캔 범위로 설정한다(S130).
프로세서(130)는, 빔 크기, 즉 유효 입사광의 범위 밖에서 소정 문턱 값보다 큰 신호 레벨이 검출되는지 확인하는데(S140), 유효 입사광의 범위 밖에서 소정 문턱 값보다 큰 신호 레벨이 검출되지 않으면(S140에서 NO), 발광부(110)에서 방사된 광이 단일 대상물에서 반사되어 수광 센서(123)에 입사광으로 맺히는 정상적인 상황으로 판단하고, S110 단계에서 계산한 거리를 출력한다(S190).
반면, 유효 입사광의 범위 밖에서 소정 문턱 값보다 큰 신호 레벨이 검출되면(S140에서 YES), 프로세서(130)는, 발광부(110)에서 방사된 광이 거리 측정 장치(100)으로부터 서로 거리가 다른 둘 이상의 대상물에서 반사되어 수광 센서(123)에 입사광으로 맺히는 이중점 상황으로 의심하고, 유효 입사광의 범위보다 확장된 스캔 범위에서 최소값을 구하고 최소값이 소정 문턱 값보다 큰지 확인한다(S150).
프로세서(130)는, 유효 입사광의 범위보다 확장된 스캔 범위에서 최소값이 문턱 값보다 작으면(S150에서 NO), 정상적인 상황으로 판단하고, S110 단계에서 계산한 거리를 출력한다(S190).
반면, 프로세서(130)는, 유효 입사광의 범위보다 확장된 스캔 범위에서 최소값이 문턱 값보다 크면(S150에서 YES), 이중점 상황에 해당한다고 판단할 수 있는데, 더 정확한 판단을 위해, 최소값이 검출된 위치에서 더 외곽, 즉 최소값 위치에서 최대값 위치(최고점)에서 멀어지는 방향으로 스캔 범위에 최소값보다 소정 레벨 높은 값(도 5a에서 c)이 있는지 확인한다(S160).
프로세서(130)는, 최소값이 검출된 위치에서 더 외곽에 최소값보다 소정 레벨 높은 값이 없으면(S160에서 NO), 이중점이 의심되지만 전형적인 쌍봉 형태가 아니기 때문에, 입사광이 정상에서 벗어나 폭이 넓은 형태로 판단하고, 최대값 위치를 기준으로 좌우 대칭으로 최대값 위치에서 최소값 위치까지 거리만큼 범위의 데이터를 이용하여 거리를 다시 계산하여 출력할 수 있다(S180).
반면, 프로세서(130)는, 최소값이 검출된 위치에서 더 외곽에 최소값보다 소정 레벨 높은 값이 있으면(S160에서 NO), 수광 센서(123)의 셀들이 출력하는 전기 신호 V1과 V2를 이용하여 만든 그래프가 도 5c의 쌍봉 형태의 유형에 해당하여 이중점 상황이라 판단하고, S110 단계에서 계산된 거리를 무효 처리하거나 에러에 해당하는 값을 출력할 수 있다(S170).
또는, 프로세서(130)는, 최소값이 검출된 위치에서 더 외곽에 최소값보다 소정 레벨 높은 값이 있으면(S160에서 NO), 에러 처리하지 않고 S180 단계와 같은 방법으로 거리를 계산하여 출력할 수도 있다.
도 11은 수광 센서(123)의 셀들이 출력하는 전기 신호 V1과 V2의 최대값의 셀 위치가 서로 다른지 판단하고 거리를 출력하는 과정을 나타낸다.
프로세서(130)는, 도 10에서 S110과 같이, 전 구간을 스캔 하여 최대값 위치(최고점)를 찾고, TOF 방식으로 최고점 부근의 전기 신호 V1과 V2를 이용하여 대상물까지의 거리를 계산한다(S210).
프로세서(130)는, 전기 신호 V1의 최대값의 셀 위치와 전기 신호 V2의 최대값의 셀 위치가 같은지 확인하는데(S220), 두 위치가 서로 같으면(S220에서 YES), 발광부(110)에서 방사된 광이 단일 대상물에서 반사되어 수광 센서(123)에 입사광으로 맺히는 정상적인 상황으로 판단하고, S210 단계에서 계산한 거리를 출력한다(S250).
반면, 프로세서(130)는, 전기 신호 V1의 최대값의 셀 위치와 전기 신호 V2의 최대값의 셀 위치가 서로 다르면(S220에서 YES), 두 개의 최대값 셀 위치 차이가 허용되는 범위보다 큰지 작은지 확인하는데(S230), 위치 차이가 허용 범위 이내이면(S230에서 YES) 정상적인 상황으로 판단하고, S210 단계에서 계산한 거리를 출력하고(S250), 위치 차이가 허용 범위보다 크면(S230에서 NO), 전기 신호 V1과 V2의 최대값의 셀 위치가 서로 다른 형태의 이중점 상황이라고 판단하고 S210 단계에서 계산된 거리를 무효 처리하거나 에러에 해당하는 값을 출력할 수 있다(S240).
도 12는 수광 센서(123)의 셀들이 출력하는 전기 신호 V1과 V2의 그래프에서 최고점의 왼쪽 부분 또는 오른쪽 부분의 기울기가 서로 다른지 판단하고 거리를 출력하는 과정을 나타낸다.
프로세서(130)는, 도 10에서 S110과 같이, 전 구간을 스캔 하여 최대값 위치(최고점)를 찾고, TOF 방식으로 최고점 부근의 전기 신호 V1과 V2를 이용하여 대상물까지의 거리를 계산한다(S310).
프로세서(130)는, 최대값 위치 기준으로 좌우 유효 수광 빔의 범위 또는 좌우 계산 범위를 결정하는데, 예를 들어 최대값 위치로부터 오른쪽으로 3 셀, 왼쪽으로 3셀까지 계산 범위로 설정할 수 있다(S320).
프로세서(130)는, 전기 신호 V1에 대해서 최대값 왼쪽 부분과 최대값 오른쪽 부분의 계산 범위에서 각각 신호의 레벨 합을 구하고 이를 최대값으로 나눈 값을 구하고, 전기 신호 V2에 대해서도 최대값 왼쪽 부분과 최대값 오른쪽 부분의 계산 범위에서 각각 신호의 레벨 합을 구하고 이를 최대값으로 나눈 값(V1 픽셀 크기 합/V1 Max)(V2 픽셀 크기 합/V2 Max)을 구한다(S330).
프로세서(130)는, 최대값 왼쪽 부분에 대해서 전기 신호 V1에 대해 계산한 값과 전기 신호 V2에 대해 계산한 값의 차(또는 비율)가 소정 허용 범위 이내인지 확인하고(S340), 최대값 오른쪽 부분에 대해서 전기 신호 V1에 대해 계산한 값과 전기 신호 V2에 대해 계산한 값의 차(또는 비율)가 소정 허용 범위 이내인지 확인한다(S350).
프로세서(130)는, 전기 신호 V1에 대해 계산한 값과 전기 신호 V2에 대해 계산한 값의 차가 최대값 왼쪽 부분과 최대값 오른쪽 부분에서 모두 소정 허용 범위 이내이면(S340에서 YES & S350에서 YES), 정상적인 상황으로 판단하고, S310 단계에서 계산한 거리를 출력하고(S360), 전기 신호 V1에 대해 계산한 값과 전기 신호 V2에 대해 계산한 값의 차가 최대값 왼쪽 부분과 최대값 오른쪽 부분 둘 중 하나에서 소정 허용 범위보다 크면(S340에서 NO or S350에서 NO), 전기 신호 V1과 V2에서 최대값 위치의 좌우 같은 부분의 기울기가 서로 다른 형태인 이중점 상황이라고 판단하고 S310 단계에서 계산된 거리를 무효 처리하거나 에러에 해당하는 값을 출력할 수 있다(S370).
이와 같은 방법으로 이중점 상황을 좀더 정확하게 판단할 수 있게 되어, 이중점 상황에서 잘못 계산된 거리를 출력하는 오류를 줄일 수 있게 된다. 또한, 이중점 상황을 판단하는 근거를 제시할 수 있게 된다.
이상 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
100: 거리 측정 장치 110: 발광부
111: 광원 112: 콜리메이터 렌즈
120: 수광부 121: 수광 렌즈
122: 필터 123: 수광 센서
130: 프로세서

Claims (10)

  1. 복수 개 셀이 한 방향으로 나열된 수광 센서의 출력 신호의 모양을 근거로, 거리 측정 장치로부터 서로 다른 거리에 있는 2개 이상의 대상물을 동시에 측정하는 이중점 상황 여부를 판단하는 단계; 및
    이중점 상황으로 판단될 때, 에러 값을 출력하거나 상기 출력 신호의 일부를 이용하여 계산한 거리 값을 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 거리 측정 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는, 상기 출력 신호의 모양이 2개의 피크 값을 갖는 쌍봉 형상인 경우, 각 셀에서 출력되는 제1 신호와 제2 신호의 최대값 위치가 다른 경우 및 상기 제1 신호와 제2 신호의 최대값 위치의 왼쪽 부분 또는 오른쪽 부분 중 같은 쪽 부분의 기울기가 서로 다른 경우 중 하나에 해당할 때 상기 이중점 상황으로 판단하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 출력 신호의 모양이 상기 기울기가 서로 다른 경우에 해당하는 지 판단할 때,
    상기 최대값 위치 기준으로 좌우 계산 범위를 결정하고, 상기 제1 신호에 대해서 상기 제1 신호의 제1 최대값의 왼쪽 부분과 오른쪽 부분의 계산 범위에서 각각 신호의 합을 구하고 이를 상기 제1 최대값으로 나눈 값을 구하고, 상기 제2 신호에 대해서 상기 제2 신호의 제2 최대값의 왼쪽 부분과 오른쪽 부분의 계산 범위에서 각각 신호의 합을 구하고 이를 상기 제2 최대값으로 나눈 값을 구하고, 상기 왼쪽 부분과 오른쪽 부분에 대해서 각각 상기 제1 신호에 대해 구한 값과 상기 제2 신호에 대해 구한 값의 차 또는 비율이 소정 허용 범위 이내인지 확인하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 왼쪽 부분에 대해서 상기 제1 신호에 대해 구한 값과 상기 제2 신호에 대해 구한 값의 차 또는 비율이 상기 소정 허용 범위를 벗어나거나, 상기 오른쪽 부분에 대해서 상기 제1 신호에 대해 구한 값과 상기 제2 신호에 대해 구한 값의 차 또는 비율이 상기 소정 허용 범위를 벗어날 때, 상기 이중점 상황으로 판단하여 상기 에러 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 출력 신호의 모양이 상기 쌍봉 형상인 경우에 해당하는 지 판단할 때,
    상기 출력 신호의 최대값 위치를 근거로 설정된 유효 입사광 범위 밖에 소정 문턱 값보다 큰 신호 레벨이 검출되는지 확인하고, 상기 유효 입사광 범위보다 크게 설정된 스캔 범위에서 최소값을 구하고 상기 최소값이 상기 문턱 값보다 큰 지 확인하고, 상기 최소값이 검출된 위치에서 상기 최대값 위치에서 멀어지는 방향으로 상기 스캔 범위에 상기 최소값보다 소정 레벨 높은 값이 있는지 확인하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 유효 입사광 범위 밖에 소정 문턱 값보다 큰 신호 레벨이 검출되지 않을 때, 또는 상기 유효 입사광 범위 밖에 소정 문턱 값보다 큰 신호 레벨이 검출되더라도 상기 스캔 범위에서 구한 최소값이 상기 문턱 값보다 작을 때, 상기 이중점 상황이 아니라고 판단하여 상기 출력 신호를 이용하여 계산한 거리 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 유효 입사광 범위 밖에 소정 문턱 값보다 큰 신호 레벨이 검출되고, 상기 스캔 범위에서 구한 최소값이 상기 문턱 값보다 크지만, 상기 최소값이 검출된 위치에서 상기 최대값 위치에서 멀어지는 방향으로 상기 스캔 범위에 상기 최소값보다 소정 레벨 높은 값이 검출되지 않을 때, 상기 최대값 위치를 기준으로 좌우 대칭으로 상기 최대값 위치에서 최소값 위치까지 거리만큼 범위의 신호를 이용하여 거리를 계산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 유효 입사광 범위 밖에 소정 문턱 값보다 큰 신호 레벨이 검출되고, 상기 스캔 범위에서 구한 최소값이 상기 문턱 값보다 크고, 상기 최소값이 검출된 위치에서 상기 최대값 위치에서 멀어지는 방향으로 상기 스캔 범위에 상기 최소값보다 소정 레벨 높은 값이 검출될 때, 상기 이중점 상황으로 판단하여 에러 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 신호와 제2 신호의 최대값 위치가 허용 범위보다 클 때 상기 이중점 상황으로 판단하여 에러 값을 출력하고, 상기 제1 신호와 제2 신호의 최대값 위치가 허용 범위보다 작을 때 상기 이중점 상황이 아니라고 판단하여 상기 출력 신호를 이용하여 계산한 거리 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  10. 소정 폭의 펄스 형태로 광을 방사하기 위한 발광부;
    상기 발광부가 방사하여 대상물로부터 반사되어 되돌아오는 반사광을 수신하여 수신되는 광량에 대응하는 신호를 출력하기 위해 한 방향으로 나열된 복수 개의 셀을 포함하는 수광부; 및
    상기 수광부의 출력 신호를 근거로 삼각 측량법과 TOF 방식 중 하나 이상으로 대상물까지의 거리를 계산하기 위한 프로세서를 포함하여 구성되고,
    상기 프로세서는, 상기 수광부의 출력 신호의 모양을 근거로, 거리 측정 장치로부터 서로 다른 거리에 있는 2개 이상의 대상물을 동시에 측정하는 이중점 상황 여부를 판단하되, 상기 출력 신호의 모양이 2개의 피크 값을 갖는 쌍봉 형상인 경우, 각 셀에서 출력되는 제1 신호와 제2 신호의 최대값 위치가 다른 경우 및 상기 제1 신호와 제2 신호의 최대값 위치의 왼쪽 부분 또는 오른쪽 부분 중 같은 쪽 부분의 기울기가 서로 다른 경우 중 하나에 해당할 때 상기 이중점 상황으로 판단하여 에러 값을 출력하거나 상기 출력 신호의 일부를 이용하여 계산한 거리 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
KR1020170022912A 2017-02-21 2017-02-21 거리 측정 방법 KR102690760B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170022912A KR102690760B1 (ko) 2017-02-21 2017-02-21 거리 측정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170022912A KR102690760B1 (ko) 2017-02-21 2017-02-21 거리 측정 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180096332A true KR20180096332A (ko) 2018-08-29
KR102690760B1 KR102690760B1 (ko) 2024-07-31

Family

ID=63434675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170022912A KR102690760B1 (ko) 2017-02-21 2017-02-21 거리 측정 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102690760B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112470035A (zh) * 2018-12-06 2021-03-09 松下知识产权经营株式会社 距离信息取得装置、距离信息取得方法及程序
WO2022240244A1 (ko) * 2021-05-13 2022-11-17 삼성전자 주식회사 이미지를 제공하기 위한 방법 및 이를 지원하는 전자 장치
US11922648B2 (en) 2021-05-13 2024-03-05 Samsung Electronics Co., Ltd Method for providing image and electronic device supporting the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002341020A (ja) * 2001-03-15 2002-11-27 Fujitsu Ten Ltd スキャン式ｆｍ−ｃｗレーダの信号処理方法
JP2005308545A (ja) * 2004-04-21 2005-11-04 Fujitsu Ten Ltd 物標特定装置、物標特定方法および物標特定プログラム
KR20060094096A (ko) * 2003-11-18 2006-08-28 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 레이더

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002341020A (ja) * 2001-03-15 2002-11-27 Fujitsu Ten Ltd スキャン式ｆｍ−ｃｗレーダの信号処理方法
KR20060094096A (ko) * 2003-11-18 2006-08-28 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 레이더
JP2005308545A (ja) * 2004-04-21 2005-11-04 Fujitsu Ten Ltd 物標特定装置、物標特定方法および物標特定プログラム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112470035A (zh) * 2018-12-06 2021-03-09 松下知识产权经营株式会社 距离信息取得装置、距离信息取得方法及程序
WO2022240244A1 (ko) * 2021-05-13 2022-11-17 삼성전자 주식회사 이미지를 제공하기 위한 방법 및 이를 지원하는 전자 장치
US11922648B2 (en) 2021-05-13 2024-03-05 Samsung Electronics Co., Ltd Method for providing image and electronic device supporting the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR102690760B1 (ko) 2024-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6477083B2 (ja) 光学的測距装置
US10775507B2 (en) Adaptive transmission power control for a LIDAR
CN111742241B (zh) 光测距装置
JP6863342B2 (ja) 光測距装置
US11592537B2 (en) Optical crosstalk mitigation in LIDAR using digital signal processing
US7656541B2 (en) Optoelectronic apparatus and a method for its operation
KR20200037382A (ko) 비행-시간 시스템을 교정하는 방법 및 비행-시간 시스템
US20220120872A1 (en) Methods for dynamically adjusting threshold of sipm receiver and laser radar, and laser radar
US11397251B2 (en) Distance measuring device
JP2008241693A (ja) 対象物の検知方法及び光電子装置
US9329025B2 (en) Measuring device
KR20180096332A (ko) 거리 측정 방법
KR102656765B1 (ko) 거리 측정 장치
JP2020027109A (ja) 距離測定装置
JP2020160044A (ja) 測距装置および測距方法
KR20190092957A (ko) 거리 측정 방법
US20230028749A1 (en) Lidar with multi-range channels
JP6170714B2 (ja) 測距装置
CN113518894A (zh) 光测距装置
JP2000088519A (ja) 光式センサ
JP2020051846A (ja) 距離測定装置
EP4303625A1 (en) Lidar system and method to operate
WO2024029486A1 (ja) 距離計測装置
JP2019138666A (ja) 測距装置
WO2021059638A1 (ja) 距離測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant