KR20190071998A - Lidar apparatus for vehicle - Google Patents

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KR20190071998A KR1020170172992A KR20170172992A KR20190071998A KR 20190071998 A KR20190071998 A KR 20190071998A KR 1020170172992 A KR1020170172992 A KR 1020170172992A KR 20170172992 A KR20170172992 A KR 20170172992A KR 20190071998 A KR20190071998 A KR 20190071998A
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Abstract

The present invention relates to a LiDAR apparatus for a vehicle. According to the present invention, the LiDAR apparatus for a vehicle comprises: a speed sensor measuring a moving speed of a vehicle; a plurality of light emitting units irradiating an optical signal toward an object; a light receiving unit receiving the optical signal reflected from the object as an electrical signal; a controller obtaining a distance to the object by using a transception phase difference or a transception time difference of the optical signal; and a driving driver driving the plurality of light emitting units when the moving speed does not exceed a reference speed, and driving some selected light emitting units when the moving speed exceeds the reference speed.

Description

차량용 라이다 장치{Lidar apparatus for vehicle}[0001] Lidar apparatus for vehicle [0002]

본 발명은 차량용 라이다 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 속도에 따라 화각 및 측정 거리를 조절할 수 있는 차량용 라이다 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a laddering apparatus for a vehicle, and more particularly, to a laddering apparatus for a vehicle capable of adjusting a viewing angle and a measuring distance according to a speed.

일반적으로 라이다(light detection and ranging; LiDar)는 단일 광원과 이 광원에 대응하는 단일 검출기를 측정하려는 영역에 2차원 주사(scanning)하고 이들 신호들에 1대1 대응하여 검출기들을 부착한다.In general, light detection and ranging (LiDar) scans a single light source and a single detector corresponding to this light source two-dimensionally to the area to be measured and attaches the detectors in a one-to-one correspondence to these signals.

또한, 라이다는 이 장치를 360도 회전 주사시켜, 각각의 순간 주사 위치(또는 회전각)에서 조사한 광과 공간의 사물에서 반사된 광의 도달하는 시간차를 얻어 이를 이용하여 광원으로부터의 위치 데이터로 변환하여 거리를 측정한다.In addition, Lada scans the device 360 degrees and obtains the time difference of the light reflected from the object irradiated at each instantaneous scanning position (or rotation angle) and the reflected light from the object to convert it into position data from the light source To measure the distance.

라이다는 각각의 위치에서 얻은 모든 데이터를 조합하여 실시간으로 매 주사 (회전)마다 공간 사물의 지형과 객체에 대한 3차원 지형지물과 객체정보 그리고 영상정보를 획득한다.Lada combines all the data obtained from each location and acquires 3D terrain, object information, and image information about the terrain of the object and the object every scan (rotation) in real time.

현재, 라이다는 지리적 정보를 얻기 위해 항공기나 인공위성에 부착되고, 군사적으로 비행체나 적군 객체들을 인식하는 분야에 적용하기 위해 연구 개발되고 있다.Currently, Lada is being attached to aircraft or satellites to obtain geographic information, and is being developed and applied to military applications to recognize aircraft or enemy objects.

특히 최근 라이다의 기술은 미래형 자동차의 자율주행을 위한 3차원 지형지물 및 객체를 인식하기 위한 적용이 시도되고 있다.Recently, Lada 's technology has been applied to recognize 3D objects and objects for autonomous driving of future vehicles.

도 1은 일반적인 라이다 장치의 외관을 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.

도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 라이다 장치(10)는 복수 개의 광원(미도시)으로부터 방출되는 빔을 모터(미도시)를 이용하여 여러 방향으로 물체를 향해 방출하고, 디텍터(detector)를 이용하여 반사 광을 수신한다.As shown in FIG. 1, a general Lada apparatus 10 emits a beam emitted from a plurality of light sources (not shown) toward an object in various directions using a motor (not shown), and uses a detector And receives reflected light.

이때, 복수의 빔(12)을 송출하는 부분이 모터에 의해 화살표 방향(20)으로 기구적으로 움직이므로 여러 가지 제약이 수반될 수 있다. 즉, 모터 부분의 기구적인 신뢰성 확보가 쉽지 않고, 모터를 사용함으로 인해 라이다 장치(10)의 크기를 줄이는 데 한계가 있으며, 차량의 진동이나 주행시 가해지는 충격으로 인해 회전 및 주사를 위한 구동기구와 연결부위가 쉽게 파손되는 문제가 있다.At this time, since the portion for transmitting the plurality of beams 12 mechanically moves in the direction of the arrow 20 by the motor, various restrictions may be involved. In other words, it is not easy to secure the mechanical reliability of the motor part. There is a limit in reducing the size of the ladder device 10 due to the use of the motor, and a driving mechanism for rotation and scanning And the connecting portion is easily broken.

특허문헌 1. 공개특허 10-2015-0047215 (2015년05월04일)Patent Document 1: Publication No. 10-2015-0047215 (May 04, 2015)

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다수의 송광부를 이용하여 회전체를 사용하지 않으면서도 전방에 위치하는 일정 범위의 장애물을 검출할 수 있는 차량용 라이다 장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a vehicular RLayer apparatus capable of detecting a predetermined range of obstacles located in front of a vehicle without using a rotating body by using a plurality of light emitting units. .

또한, 이동속도가 저속일 때에는 다수의 송광부를 이용하여 짧은 거리에 위치한 넓은 영역의 객체를 검출하고, 이동속도가 고속일 때에는 다수의 송광부 중 선택된 일부의 송광부를 이용하여 긴 거리에 위치한 좁은 영역의 객체를 검출함으로써, 이동속도에 따라 효율적인 정보획득이 가능한 차량용 라이다 장치를 제공함에 있다.In addition, when the moving speed is low, a large area object located at a short distance is detected using a plurality of light emitting units, and when a moving speed is high, a narrow area Which is capable of efficiently acquiring information according to the moving speed by detecting an object of the vehicle.

또한, 광신호를 조사하는 송광부의 수에 따라 광신호 파워를 조절함으로써, 다수의 송광부를 이용하면서도 아이 세이프티(eye safety) 안전등급 조건을 충족할 수 있는 차량용 라이다 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus for a vehicle which can satisfy an eye safety safety grade condition by using a plurality of light emitting units by adjusting the optical signal power according to the number of light emitting units irradiating an optical signal.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 차량의 이동속도를 측정하는 속도센서;와, 객체를 향하여 광신호를 조사하는 다수의 송광부;와, 상기 객체로부터 반사된 광신호를 전기적 신호로 수신하는 수광부;와, 상기 광신호의 송수신 위상차 또는 송수신 시간차를 이용해 상기 객체와의 거리를 구하는 컨트롤러; 및 상기 이동속도가 미리 설정된 기준속도를 초과하지 않는 경우에는 다수의 송광부를 구동하고, 기준속도를 초과하는 경우에는 일부의 선택된 송광부를 구동하는 구동드라이버;를 포함하는 차량용 라이다 장치에 의해 달성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an image processing apparatus including a speed sensor for measuring a moving speed of a vehicle, a plurality of light emitting units for emitting an optical signal toward an object, A controller for obtaining a distance to the object by using a transmission / reception phase difference or a transmission / reception time difference of the optical signal; And a drive driver for driving a plurality of light-emitting units when the traveling speed does not exceed a predetermined reference speed and for driving some selected light-transmitting units when the traveling speed exceeds a reference speed, .

여기서, 상기 구동드라이버는, 객체를 향해 광신호를 조사하는 송광부의 수에 따라 광신호 파워를 조절하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the driving driver adjusts the optical signal power according to the number of the light-transmitting portions irradiating the optical signal toward the object.

또한, 상기 구동드라이버는, 아이 세이프티 안전등급 조건을 충족할 수 있는 광신호 파워의 총량을 미리 설정하고, 상기 광신호 파워의 총량을 객체를 향해 광신호를 조사하는 송광부의 수로 나누어 공급하는 것이 바람직하다.It is preferable that the drive driver sets the total amount of the optical signal power capable of satisfying the eye safety grade condition and divides the total amount of the optical signal power by the number of the light-transmitting portions irradiating the optical signal toward the object Do.

또한, 상기 수광부는, 록인 픽셀 이미지 센서와 단일 포톤 검출 센서를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the light receiving unit preferably includes a lock-in pixel image sensor and a single photon detection sensor.

또한, 상기 록인 픽셀 이미지 센서는 이동속도가 기준속도를 초과하지 않는 경우에 구동하는 송광부의 광신호를 수신하도록 설정되고, 상기 단일 포톤 검출 센서는 이동속도가 기준속도를 초과하는 경우에 구동하는 송광부의 광신호를 수신하도록 설정되는 것이 바람직하다.In addition, the lock-in pixel image sensor is set to receive an optical signal of a light-transmitting portion which is driven when the moving speed does not exceed a reference speed, and the single photon detection sensor is a light- It is preferable to be set to receive a negative optical signal.

또한, 상기 송광부는, 광신호를 제공하는 광다이오드와 렌즈가 조립된 모듈 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.Preferably, the light-transmitting unit is formed as a module in which a photodiode for providing an optical signal and a lens are assembled.

또한, 상기 컨트롤러는, 상기 이동속도가 기준속도를 초과하지 않는 경우에는 광신호의 송수신 위상차를 이용한 간접(indirect) 방식으로 거리를 측정하고, 상기 이동속도가 기준속도를 초과하는 경우에는 광신호의 송수신 시간차를 이용한 직접(direct) 방식으로 거리를 측정하는 것이 바람직하다.When the moving speed does not exceed the reference speed, the controller measures the distance in an indirect manner using the phase difference of the transmission and reception of the optical signal. When the moving speed exceeds the reference speed, It is preferable to measure the distance by a direct method using a transmission / reception time difference.

본 발명에 따르면, 다수의 송광부를 이용하여 회전체를 사용하지 않으면서도 전방에 위치하는 일정 범위의 장애물을 검출할 수 있는 차량용 라이다 장치가 제공된다.According to the present invention, there is provided an apparatus for a vehicle that can detect a predetermined range of obstacles located in front of a vehicle without using a rotating body by using a plurality of light emitting units.

또한, 이동속도가 저속일 때에는 다수의 송광부를 이용하여 짧은 거리에 위치한 넓은 영역의 객체를 검출하고, 이동속도가 고속일 때에는 다수의 송광부 중 선택된 일부의 송광부를 이용하여 긴 거리에 위치한 좁은 영역의 객체를 검출함으로써, 이동속도에 따라 효율적인 정보획득이 가능한 차량용 라이다 장치가 제공된다.In addition, when the moving speed is low, a large area object located at a short distance is detected using a plurality of light emitting units, and when a moving speed is high, a narrow area An apparatus for a vehicle is provided which can efficiently acquire information according to the moving speed.

또한, 광신호를 조사하는 송광부의 수에 따라 광신호 파워를 조절함으로써, 다수의 송광부를 이용하면서도 아이 세이프티 안전등급 조건을 충족할 수 있는 차량용 라이다 장치가 제공된다.There is also provided an apparatus for a vehicle that can meet the eye safety safety condition while using a plurality of light emitting units by adjusting the optical signal power according to the number of the light emitting units irradiating the optical signal.

도 1은 일반적인 라이다 장치의 외관을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명 차량용 라이다 장치의 개략구성도,
도 3은 도 2의 송광부 및 수광부를 나타내는 사시도이고,
도 4 및 도 5는 본 발명 차량용 라이다 장치의 작용을 나타내는 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
Fig. 2 is a schematic configuration diagram of the Rada apparatus for a vehicle of the present invention,
Fig. 3 is a perspective view showing the light-transmitting portion and the light-receiving portion in Fig. 2,
4 and 5 are block diagrams showing the operation of the Rada apparatus for a vehicle of the present invention.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, components having the same configuration are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. In other embodiments, configurations different from those of the first embodiment will be described do.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 라이다 장치에 대하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a vehicle laddering device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부도면 중, 도 2는 본 발명 차량용 라이다 장치의 개략구성도, 도 3은 도 2의 송광부(120) 및 수광부(130)를 나타내는 사시도이다.3 is a perspective view showing the light emitting unit 120 and the light receiving unit 130 of FIG. 2; FIG.

상기 도면에서 도시하는 본 발명 차량용 라이다 장치는, 속도센서(110), 송광부(120), 수광부(130), 컨트롤러(140), 구동드라이버(150)를 포함한다.The apparatus includes a velocity sensor 110, a light emitting unit 120, a light receiving unit 130, a controller 140, and a driving driver 150.

상기 속도센서(110)는 라이다 장치가 설치되는 차량과 같은 이동수단의 이동속도를 측정하는 것으로서, 일반적으로 알려져 있는 차량용 속도계(speedometer)나 GPS 신호를 이용한 속도계 등이 이용될 수 있다. 상기 속도센서(110)에서 측정된 이동속도 값은 컨트롤러(140)로 제공된다.The speed sensor 110 measures a moving speed of a moving means such as a vehicle on which the Lydia device is installed, and a commonly known speedometer for a vehicle, a speedometer using a GPS signal, or the like can be used. The moving speed value measured by the speed sensor 110 is provided to the controller 140.

상기 송광부(120)는 객체를 향하여 광신호를 조사하는 것으로서, 광신호를 제공하는 광다이오드(121)와 렌즈(122)가 조립된 모듈 형태로 이루어지고, 다수 마련되어 좌우 방향으로 이격 배치될 수 있다. 상기 광다이오드(121)에서 조사되는 광신호는 전파 발사 원리상 펄스 레이저(Pulse laser) 또는 연속파 레이저(Continuous Wave laser)일 수 있다. 또한, 상기 송광부(120)는 각각 회로기판에 착탈식으로 조립되도록 구성함으로써, 간편하게 교체할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.The light emitting unit 120 irradiates an optical signal toward an object and is formed as a module in which a photodiode 121 and a lens 122 for providing an optical signal are assembled, have. The optical signal irradiated from the photodiode 121 may be a pulsed laser or a continuous wave laser in a radio wave emitting principle. Further, it is preferable that each of the light emitting units 120 is configured so as to be removably assembled to a circuit board so that they can be easily replaced.

한편, 본 실시예에서는 송광부(120)에서 펄스 레이저와 연속파 레이저를 각각 조사하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 펄스 레이저를 조사하는 송광부(120)와 연속파 레이저를 조사하는 송광부(120)를 각각 구비하고, 이동속도에 따라 서로 다른 종류의 송광부(120)를 선택하여 구동하는 것도 가능할 것이다.In the present embodiment, a pulse laser and a continuous wave laser are respectively irradiated by the light emitting unit 120, but the light emitting unit 120 irradiating a pulse laser and the light emitting unit 120 irradiating a continuous wave laser And it is also possible to select and drive different types of light emitting units 120 according to the traveling speed.

상기 수광부(130)는 객체로부터 반사된 광신호를 전기적 신호로 수신하는 것으로서, CMOS 타입의 록인 픽셀 이미지 센서(131, lock-in pixel image sensor) 및 단일 포톤 검출 센서(132, Single Photon Avalanche Photodiodes; SPAD)를 포함한다. 이와 같이 수광부(130)를 CMOS 타입의 센서로 구성하면, InGaAs APD 타입의 센서에 비해 대량 생산이 가능하다.The light receiving unit 130 receives an optical signal reflected from the object as an electrical signal and includes a lock-in pixel image sensor 131 and a single photon avalanche photodiode 132, which are CMOS type locks. SPAD). When the light receiving unit 130 is formed of a CMOS type sensor, mass production can be achieved as compared with an InGaAs APD type sensor.

상기 록인 픽셀 이미지 센서(131)는 차량의 이동속도가 미리 설정된 기준속도를 초과하지 않는 경우에 구동하는 송광부(120)의 광신호를 수신하도록 설정되고, 상기 단일 포톤 검출 센서(132)는 차량의 이동속도가 기준속도를 초과하는 경우에 구동하는 송광부(120)의 광신호를 수신하도록 설정된다. 즉, 상기 단일 포톤 검출 센서(132)는 광에 매우 민감한 소자를 사용하여 객체에서 반사된 광이 수광부(130)에 도달하는 시간을 감지하고 이를 이용해 TOF(time of flight)를 측정하는 직접 방식을 위한 수광부(130)로 이용되고, 상기 록인 픽셀 이미지 센서(131)는 변조된 펄스 광이 객체에서 반사되어 되돌아오는 경우 위상(phase) 차를 전하량으로 검출하여 계산하는 간접 방식을 위한 수광부(130)로 이용된다. 한편, 상기 기준속도는 라이다의 검출 범위를 결정하기 위한 값으로서, 라이다가 설치되는 차량의 종류나 주행 환경 등에 따라 변경될 수 있을 것이다.The lock-in pixel image sensor 131 is set to receive the optical signal of the light-emitting unit 120 that is driven when the moving speed of the vehicle does not exceed a preset reference speed, Is set so as to receive the optical signal of the light-emitting section 120 which is driven when the moving speed of the light-receiving section 120 exceeds the reference speed. That is, the single photon detection sensor 132 detects a time when the light reflected from the object reaches the light receiving unit 130 by using a device which is highly sensitive to light, and uses a direct method of measuring the TOF (time of flight) And the lock-in pixel image sensor 131 is used as a light-receiving unit 130 for an indirect method of detecting and calculating a phase difference as a charge amount when the modulated pulse light is reflected back from the object, . On the other hand, the reference speed is a value for determining the detection range of the ladder, and may be changed depending on the type of the installed vehicle, the driving environment, and the like.

상기 구동드라이버(150)는, 다수의 송광부(120)의 구동을 제어하는 것으로서, 상기 이동속도가 기준속도를 초과하지 않는 경우에는 다수의 송광부(120)를 구동하고, 이동속도가 기준속도를 초과하는 경우에는 선택된 일부의 송광부(120)를 구동한다. The driving driver 150 controls the driving of the plurality of light emitting units 120. When the moving speed does not exceed the reference speed, the driving driver 150 drives the plurality of light emitting units 120, The selected one of the light emitting units 120 is driven.

또한, 상기 구동드라이버(150)는 객체를 향해 광신호를 조사하는 송광부(120)의 수에 따라 광신호 파워를 조절하여 송광부(120)에 공급할 수 있다. 구체적으로, 이동속도가 기준속도를 초과하지 않는 저속 주행상태인 경우에는 다수의 송광부(120)에 광신호 파워를 분할하여 공급하고, 이동속도가 기준속도를 초과하는 고속 주행상태인 경우에는 선택된 일부의 송광부(120)에 광신호 파워를 공급한다. 즉, 상기 구동드라이버(150)는 아이 세이프티 안전등급 조건을 충족할 수 있는 광신호 파워의 총량을 미리 설정해 두고, 상기 광신호 파워의 총량을 객체를 향해 광신호를 조사하는 송광부(120)의 수로 나누어 선택된 송광부(120)에 공급한다. 따라서, 다수의 송광부(120)를 통해 광신호를 조사하면서도 아이 세이프티 안전등급 조건을 충족할 수 있다. In addition, the driving driver 150 may adjust the power of the optical signal according to the number of the light emitting units 120 that irradiate an optical signal toward the object, and may supply the light to the light emitting unit 120. Specifically, when the traveling speed is the low speed traveling state where the traveling speed does not exceed the reference speed, the optical signal power is divided and supplied to the plurality of light emitting units 120. When the traveling speed is in the high speed traveling state exceeding the reference speed, And supplies optical signal power to a part of the light-emitting section 120. That is, the driving driver 150 sets the total amount of the optical signal power that can satisfy the eye safety safety level condition, and outputs the total amount of the optical signal power to the light emitting unit 120 that irradiates the optical signal toward the object And supplies it to the selected light-emitting section 120. [ Accordingly, it is possible to satisfy the eye safety safety condition while irradiating the optical signal through the plurality of light emitting units 120.

한편, 본 실시예에서는 고속 주행상태에서 하나의 송광부(120)가 선택되어 구동되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 필요에 따라 하나 이상의 송광부(120)가 선택되어 구동될 수 있다. 또한, 기준속도를 여러 단계로 설정하여 두고, 이동속도에 따라 점진적으로 송광부의 수를 증가시키거나 감소시키면서 측정 범위를 조절하는 것도 가능할 것이다.In the present embodiment, one light emitting unit 120 is selected and driven in a high-speed running state. However, one or more light emitting units 120 may be selected and driven if necessary. In addition, it is also possible to set the reference speed in several steps, and adjust the measurement range while gradually increasing or decreasing the number of the light-emitting portions according to the moving speed.

또한, 상기 구동드라이버(150)는, 이동속도가 기준속도를 초과하지 않는 경우에는 선택된 송광부(120)가 펄스레이저(pulsed laser)를 조사하도록 송광부(120)의 구동을 제어하고, 이동속도가 기준속도를 초과하는 경우에는 선택된 송광부(120)가 연속파 레이저(continuous wave Laser)를 조사하도록 송광부(120)의 구동을 제어한다.The driving driver 150 controls the driving of the light emitting unit 120 so that the selected light emitting unit 120 emits a pulsed laser when the moving speed does not exceed the reference speed, The control unit controls the driving of the light emitting unit 120 so that the selected light emitting unit 120 emits a continuous wave laser.

상기 컨트롤러(140)는 상기 광신호의 송수신 위상차 또는 송수신 시간차를 이용해 상기 객체와의 거리를 구하는 것으로서, 머신컨트롤유닛(machine control unit; MCU)으로 이루어질 수 있다.The controller 140 may be a machine control unit (MCU) for determining a distance to the object by using a transmission / reception phase difference or a transmission / reception time difference of the optical signal.

이러한 컨트롤러(140)는, 상기 이동속도가 기준속도를 초과하지 않는 경우에는 광신호의 송수신 위상차를 이용한 간접 방식으로 거리를 측정하고, 상기 이동속도가 기준속도를 초과하는 경우에는 광신호의 송수신 시간차를 이용한 직접 방식으로 거리를 측정한다. When the moving speed does not exceed the reference speed, the controller 140 measures the distance in an indirect manner using the transmission / reception phase difference of the optical signal. When the moving speed exceeds the reference speed, To measure the distance in a direct manner.

여기서, 상기 직접 방식은 송광부(120)에서 조사한 펄스레이저 광신호가 객체에서 반사되어 수광부(130)의 록인 픽셀 이미지 센서(131)에 도달할 때까지의 시간과 이미 알고 있는 광속을 사용하여 거리를 측정하는 것이고, 상기 간접 방식은 송광부(120)에서 조사한 연속파 레이저와 객체에서 반사되어 수광부(130)의 단일 포톤 검출 센서(132)로 돌아온 레이저의 위상차를 이용하는 위상 변화 알고리즘을 통해 거리를 측정하는 것이다.In the direct method, the pulse laser light emitted from the light emitting unit 120 is reflected by the object and reaches the lock-in pixel image sensor 131 of the light receiving unit 130, The indirect method measures the distance through a phase change algorithm using the phase difference of the laser reflected from the object and reflected by the object and returned to the single photon detection sensor 132 of the light receiving unit 130 will be.

상기 간접 방식은 직접 방식보다 같은 시간에 많은 공간 정보를 받을 수 있는 반면, 더 심한 노이즈와 더 많은 실패(false) 데이터를 얻기 때문에 측정 적용 거리가 짧다. 이에 반하여, 직접 방식은 객체에서 반사된 광신호가 수광부(130)에 인지할 수 있는 한에서 먼 거리의 객체를 검출할 수 있다. While the indirect method can receive much spatial information at the same time than the direct method, the measurement application distance is short because it obtains more severe noise and more false data. On the contrary, the direct method can detect an object at a distance far from the light receiving unit 130 as long as the optical signal reflected from the object can be perceived.

이러한 직접 방식과 간접 방식을 이용한 거리 측정 방법은 공지된 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.Since the distance measuring method using the direct method and the indirect method is a known technique, a detailed description thereof will be omitted.

지금부터는 상술한 차량용 라이다 장치의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the first embodiment of the above-described laddering device for a vehicle will be described.

첨부도면 중, 도 4 및 도 5는 본 발명 차량용 라이다 장치의 작용을 나타내는 구성도이다.4 and 5 are block diagrams showing the operation of the Rada apparatus for a vehicle of the present invention.

도 4는 이동속도가 기준속도를 초과하지 않는 저속 주행상태의 작동을 나타내는 것이고, 도 5는 이동속도가 기준속도를 초과하는 고속 주행상태의 작동을 나타내는 것이다.Fig. 4 shows the operation in the low-speed running state in which the traveling speed does not exceed the reference speed, and Fig. 5 shows the operation in the high-speed running state in which the traveling speed exceeds the reference speed.

속도센서(110)는 차량의 이동속도를 측정하여 컨트롤러(140)로 제공하고, 컨트롤러(140)는 이동속도와 미리 설정된 기준속도를 비교함으로써, 이동속도가 기준속도를 초과하지 않는 경우에는 저속 주행상태로 판단하고, 이동속도가 기준속도를 초과하는 경우에는 고속 주행상태로 판단한다.The speed sensor 110 measures the moving speed of the vehicle and provides the measured speed to the controller 140. The controller 140 compares the moving speed with a preset reference speed so that when the moving speed does not exceed the reference speed, If the moving speed exceeds the reference speed, it is determined that the vehicle is in the high-speed running state.

이동속도가 기준속도를 초과하지 않는 저속 주행상태에서는, 도 4와 같이 구동드라이버(150)를 통해 다수의 송광부(120)를 구동하여 주행방향의 넓은 영역(a1)에서 객체와의 거리(b1)를 측정한다.In a low speed running state in which the traveling speed does not exceed the reference speed, a plurality of light emitting units 120 are driven through the driving driver 150 as shown in Fig. 4, and the distance b1 ).

구체적으로, 다수의 송광부(120)를 통해 펄스레이저 광신호를 조사하고, 전방의 객체에서 반사되어 되돌아오는 광신호는 수광부(130)의 록인 픽셀 이미지 센서(131)에서 수신한다. 컨트롤러(140)는 송광부(120)와 수광부(130)의 광신호의 송수신 시간차를 이용해 객체와의 거리를 측정할 수 있다.Specifically, the pulse laser light signal is irradiated through the plurality of light emitting units 120, and the optical signal reflected by the object at the front is returned to the lock-in pixel image sensor 131 of the light receiving unit 130. The controller 140 can measure the distance from the object using the time difference between the transmission and reception of the optical signal between the light emitting unit 120 and the light receiving unit 130. [

이와 같이, 저속 주행상태에서는 직접 방식에 비해 거리는 짧지만 많은 공간 정보를 얻을 수 있는 간접 방식으로 객체를 검출하므로, 넓은 영역의 객체 정보를 효과적으로 얻을 수 있다.As described above, in the low-speed running state, although the distance is shorter than that of the direct method, since the object is detected in an indirect manner in which a lot of spatial information can be obtained, object information of a wide area can be obtained effectively.

또한, 상기와 같이 다수의 송광부(120)를 동시에 구동하면, 주행방향의 넓은 영역에서 객체 정보를 수집할 수 있으므로 종래의 잦은 유지보수가 요구되는 구동기구를 생략할 수 있다. 또한 상기 다수의 송광부(120)는 회로기판에 고정되므로 차량의 주행과정에서 반복적으로 충격이나 진동이 가해지더라도 쉽게 파손되지 않으며, 다수의 송광부(120)가 각각 모듈 형태로 이루어져 회로기판에 탈착 가능하게 조립되므로 수명이 다하거나 고장난 송광부(120)의 교체가 매우 용이하다.In addition, since the object information can be collected over a wide area in the traveling direction by simultaneously driving the plurality of light emitting units 120 as described above, the driving mechanism requiring frequent maintenance can be omitted. In addition, since the plurality of light emitting units 120 are fixed to the circuit board, they are not easily damaged even when impact or vibration is repeatedly applied in the course of vehicle travel, and a plurality of light emitting units 120 are each formed in a module shape, It is very easy to replace the light emitting unit 120 whose lifetime is short or has failed.

또한, 구동드라이버(150)는 아이 세이프티 안전등급 조건을 충족할 수 있는 광신호 파워의 총량을 미리 설정해 두고, 상기 광신호 파워의 총량을 객체를 향해 광신호를 조사하는 송광부(120)의 수로 나누어 분할 공급한다. 따라서, 다수의 송광부(120)를 통해 광신호를 조사하면서도 아이 세이프티 안전등급 조건을 충족할 수 있다.Further, the driving driver 150 sets the total amount of the optical signal power that can satisfy the eye safety safety level condition, and sets the total amount of the optical signal power as the number of the light emitting portion 120 that irradiates the optical signal toward the object Divided and supplied. Accordingly, it is possible to satisfy the eye safety safety condition while irradiating the optical signal through the plurality of light emitting units 120.

이어, 이동속도가 기준속도를 초과하는 고속 주행상태에서는, 도 5와 같이 구동드라이버(150)를 통해 다수의 송광부(120) 중 선택된 일부의 송광부(120)를 구동하여 주행방향정면의 좁은 영역(a2)에서 객체와의 거리(b2)를 측정한다.5, a driving part 150 of a selected one of the plurality of light emitting parts 120 is driven to drive a light emitting part 120 of a selected part of the plurality of light emitting parts 120, And measures the distance b2 from the area a2 to the object.

구체적으로, 다수의 송광부(120) 중 선택된 일부의 송광부(120)를 통해 연속파 레이저 광신호를 조사하고, 전방의 객체에서 반사되어 되돌아오는 광신호는 수광부(130)의 단일 포톤 검출 센서(132)에서 수신한다. 컨트롤러(140)는 송광부(120)에서 조사한 광신호와 수광부(130)에서 수신한 광신호의 위상차를 이용해 객체와의 거리를 측정할 수 있다.More specifically, a continuous wave laser signal is irradiated through a selected part of the plurality of light emitting units 120 and a light signal reflected back from the object at the front is detected by a single photon detection sensor (not shown) of the light receiving unit 130 132). The controller 140 can measure the distance to the object by using the phase difference between the optical signal irradiated by the light emitting unit 120 and the optical signal received by the light receiving unit 130. [

이와 같이, 고속 주행상태에서는 간접 방식에 비해 먼 거리의 공간 정보를 얻을 수 있는 직접 방식으로 객체를 검출함으로써, 불필요한 주변 영역의 객체정보를 얻는 대신 고속 주행시 필요한 주행방향 정면의 먼 거리에 위치한 객체 정보를 효과적으로 얻을 수 있다.In this way, in the high-speed running state, by detecting the object by the direct method which can obtain the spatial information of a long distance compared to the indirect method, instead of obtaining the object information of the unnecessary surrounding area, Can be effectively obtained.

또한, 구동드라이버(150)는 아이 세이프티 안전등급 조건을 충족할 수 있는 광신호 파워의 총량을 미리 설정해 두고, 상기 광신호 파워의 총량을 선택된 일부의 송광부(120)에 공급하므로, 송광부(120)에서 조사되는 광신호의 출력이 증가하여 먼 거리에 위치하는 객체의 검출 해상도(resolution)를 향상시킬 수 있다.In addition, the driving driver 150 sets the total amount of the optical signal power capable of satisfying the eye safety safety condition in advance, and supplies the total amount of the optical signal power to the selected part of the light transmitting part 120, The output of the optical signal irradiated by the light source 120 increases and the detection resolution of an object located a long distance can be improved.

상기와 같은 본 실시예에 따르면, 이동속도가 기준속도를 초과하지 않는 경우에는 간접 방식으로 넓은 영역의 짧은 거리에 위치한 객체를 검출하고, 이동속도가 기준속도를 초과하는 고속인 경우에는 직접 방식으로 좁은 영역의 긴 거리에 위치한 객체를 검출하므로, 이동속도에 따라 효율적인 정보획득이 가능하다.According to the present embodiment, when the moving speed does not exceed the reference speed, an object located at a short distance over a wide area is detected indirectly. If the moving speed is higher than the reference speed, Since objects located at long distances in a narrow area are detected, it is possible to obtain information efficiently according to the moving speed.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

110:속도센서, 120:송광부, 121:광다이오드,
122:렌즈, 130:수광부, 131:록인 픽셀 이미지 센서,
132:단일 포톤 검출 센서, 140:컨트롤러,
150:구동드라이버110: speed sensor, 120: light transmitting section, 121: photodiode,
122: lens, 130: light receiving section, 131: lock-in pixel image sensor,
132: single photon detection sensor, 140: controller,
150: drive driver

Claims (7)

차량의 이동속도를 측정하는 속도센서;
객체를 향하여 광신호를 조사하는 다수의 송광부;
상기 객체로부터 반사된 광신호를 전기적 신호로 수신하는 수광부;
상기 광신호의 송수신 위상차 또는 송수신 시간차를 이용해 상기 객체와의 거리를 구하는 컨트롤러; 및
상기 이동속도가 미리 설정된 기준속도를 초과하지 않는 경우에는 다수의 송광부를 구동하고, 기준속도를 초과하는 경우에는 일부의 선택된 송광부를 구동하는 구동드라이버;를 포함하는 차량용 라이다 장치.A speed sensor for measuring the moving speed of the vehicle;
A plurality of light emitting units for irradiating an optical signal toward an object;
A light receiving unit for receiving an optical signal reflected from the object as an electrical signal;
A controller for obtaining a distance to the object by using a transmission / reception phase difference or a transmission / reception time difference of the optical signal; And
And a driving driver which drives a plurality of light-transmitting sections when the traveling speed does not exceed a preset reference speed and drives some selected light-transmitting sections when the traveling speed exceeds a reference speed. 제 1항에 있어서,
상기 구동드라이버는, 객체를 향해 광신호를 조사하는 송광부의 수에 따라 광신호 파워를 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 라이다 장치.The method according to claim 1,
Wherein the driving driver adjusts the optical signal power according to the number of light-transmitting portions for irradiating the optical signal toward the object. 제 2항에 있어서,
상기 구동드라이버는, 아이 세이프티 안전등급 조건을 충족할 수 있는 광신호 파워의 총량을 미리 설정하고, 상기 광신호 파워의 총량을 객체를 향해 광신호를 조사하는 송광부의 수로 나누어 공급하는 것을 특징으로 하는 차량용 라이다 장치.3. The method of claim 2,
Characterized in that the drive driver sets the total amount of the optical signal power capable of satisfying the eye safety safety grade condition in advance and divides the total amount of the optical signal power by the number of the light emitting portions irradiating the optical signal toward the object Lydia for vehicles. 제 1항에 있어서,
상기 수광부는, 록인 픽셀 이미지 센서와 단일 포톤 검출 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 라이다 장치.The method according to claim 1,
Wherein the light receiving unit includes a lock-in pixel image sensor and a single photon detection sensor. 제 4항에 있어서,
상기 록인 픽셀 이미지 센서는 이동속도가 기준속도를 초과하지 않는 경우에 구동하는 송광부의 광신호를 수신하도록 설정되고,
상기 단일 포톤 검출 센서는 이동속도가 기준속도를 초과하는 경우에 구동하는 송광부의 광신호를 수신하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 라이다 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the lock-in pixel image sensor is set to receive an optical signal of a light-transmitting section that is driven when the moving speed does not exceed the reference speed,
Wherein the single photon detection sensor is set to receive an optical signal of a light-transmitting portion that is driven when the moving speed exceeds a reference speed. 제 1항에 있어서,
상기 송광부는, 광신호를 제공하는 광다이오드와 렌즈가 조립된 모듈 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 라이다 장치.The method according to claim 1,
Wherein the light-transmitting portion is formed as a module in which a photodiode and a lens for providing an optical signal are assembled. 제 1항에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 이동속도가 기준속도를 초과하지 않는 경우에는 광신호의 송수신 위상차를 이용한 간접 방식으로 거리를 측정하고, 상기 이동속도가 기준속도를 초과하는 경우에는 광신호의 송수신 시간차를 이용한 직접 방식으로 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 차량용 라이다 장치.The method according to claim 1,
Wherein the controller measures the distance in an indirect manner using the phase difference of transmission and reception of the optical signal when the moving speed does not exceed the reference speed, and when the moving speed exceeds the reference speed, And the distance is measured in a manner that the distance is measured.
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