KR20190076725A

KR20190076725A - Device and method for controlling detection signal of lidar

Info

Publication number: KR20190076725A
Application number: KR1020170178772A
Authority: KR
Inventors: 정지성; 장준환; 김동규; 황성의; 원범식
Original assignee: 주식회사 에스오에스랩
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-07-02
Also published as: KR102132519B1

Abstract

Disclosed is a LiDAR system. According to an embodiment of the present invention, the LiDAR system comprises: a voltage supply unit for applying a bias voltage; a laser module for irradiating a laser light signal; an optical signal reception unit for detecting a reception signal caused by the laser light signal and outputting a detection signal obtained by amplifying the reception signal at an amplification rate corresponding to the bias voltage; a detection unit for detecting a magnitude of the detection signal and a noise in the detection signal; and a control unit obtaining a distance from the target object based on a time difference between the laser light signal and the detection signal, obtaining a current SNR based on the magnitude of the detection signal and the noise in the detection signal, and controlling the voltage supply unit to change the bias voltage based on the current SNR.

Description

&Lt; Desc / Clms Page number 1 > DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING DETECTION SIGNAL OF LIDAR &

본 발명은, 수신 신호의 SNR에 기초하여 바이어스 전압을 변경함으로써 수신 신호의 SNR을 일정하게 유지하는, 라이다 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ladder system and an operating method thereof, in which the SNR of a received signal is kept constant by changing the bias voltage based on the SNR of the received signal.

라이다(Light Detection And Ranging, LIDAR)는 레이저 빔을 대상체에 조사하고, 대상체에서 반사되어 돌아오는 시간을 측정한 후, 빛의 속도를 고려함으로써 대상체까지의 거리를 측정하는 센서이다. Light Detection And Ranging (LIDAR) is a sensor that irradiates a laser beam to a target object, measures the return time from the object, and then measures the distance to the object by considering the speed of light.

라이다의 기본 구성은 광 송신부 및 수신부, 스캐너부, 신호 처리부 등이 있다. 이 중 수신부에서는 라이다로 돌아오는 광 신호를 신호 처리가 가능한 전자 신호로 변환하기 위해 광전소자가 사용되는데, 다양한 광전소자 중에서도 애벌런치 포토다이오드(avalanche photodiode, APD)는 입력 대비 출력 비인 이득이 큰 장점이 있어 중·장거리 측정용 라이다에 많이 사용된다. The basic configuration of the scanner includes an optical transmitter and a receiver, a scanner, and a signal processor. Among the various photoelectric elements, avalanche photodiodes (APDs) are used for converting an optical signal returning to the Raid to an electronic signal capable of signal processing. Among the various photoelectric elements, avalanche photodiodes (APDs) It is widely used for medium and long distance measurement.

라이다의 성능을 유지하기 위해 가장 고려해야할 부분이 APD의 온도 변화에 따른 신호 크기 변화이다. The most important factor to maintain the performance of the LIDAR is the signal size change with the temperature change of the APD.

기존에는 이러한 온도 변화에 따른 신호 크기 변화를 줄이기 위하여, 온도 제어 모듈을 구성하는 방법, 온도를 감지하여 바이어스 전압을 변경하는 방법 등이 이용되었다.In the past, a method of constructing a temperature control module and a method of changing the bias voltage by sensing the temperature have been used in order to reduce the signal size change according to the temperature change.

다만 이러한 방식들은, 하드웨어의 구성이 복잡하고 부피가 커지거나, 피드 포워드(feed-forward) 보상 방식에 따라 보상이 이루어 지므로 오차에 대한 대응이 어려운 단점이 있었다.However, these methods have disadvantages in that it is difficult to respond to errors because the hardware is complicated in configuration, bulky, or compensated according to a feed-forward compensation scheme.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 수신 신호의 SNR에 기초하여 바이어스 전압을 변경함으로써 수신 신호의 SNR을 일정하게 유지하는, 라이다 시스템 및 그 동작 방법을 제공하기 위함이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a ladder system and a method of operating the same that maintain a constant SNR of a received signal by changing a bias voltage based on the SNR of the received signal. to be.

본 발명의 실시 예에 따른 라이다 시스템은, 바이어스 전압을 인가하는 전압 공급부, 레이저광 신호를 조사하는 레이저 모듈, 상기 레이저광 신호에 의해 야기된 수신 신호를 검출하고, 상기 수신 신호를 상기 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 검출신호를 출력하는 광 신호 수신부, 상기 검출 신호의 크기 및 상기 검출 신호 내 잡음의 크기를 검출하는 검출부, 및, 상기 레이저광 신호 및 상기 검출 신호의 시간차에 기초하여 상기 대상 물체와의 거리를 획득하고, 상기 검출 신호의 크기 및 상기 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 현재 SNR을 획득하고, 상기 현재 SNR에 기초하여 상기 바이어스 전압을 변경하도록 상기 전압 공급부를 제어하는 제어부를 포함한다.A ladder system according to an embodiment of the present invention includes a voltage supply unit for applying a bias voltage, a laser module for irradiating a laser light signal, a detection unit for detecting a reception signal caused by the laser light signal, A detection section for detecting a magnitude of the detection signal and a magnitude of noise in the detection signal; and a detection section for detecting a magnitude of the detection signal based on a time difference between the laser light signal and the detection signal, Acquiring a current SNR based on a magnitude of the detection signal and a magnitude of noise in the detection signal and controlling the voltage supply unit to change the bias voltage based on the current SNR, .

이 경우 상기 제어부는, 상기 현재 SNR이 기준 SNR과 동일해지도록 하는 바이어스 전압이 공급되도록 상기 전압 공급부를 제어할 수 있다.In this case, the controller may control the voltage supply unit such that the bias voltage is supplied so that the current SNR becomes equal to the reference SNR.

이 경우 상기 기준 SNR은, 상기 라이다 시스템의 현재 구동 환경에서의 신호 대 잡음비의 최대값일 수 있다.In this case, the reference SNR may be a maximum value of the signal-to-noise ratio in the current driving environment of the lidar system.

이 경우 상기 수신 신호는, 상기 레이저광 신호가 대상 물체에 의해 반사된 반사광 신호 및 상기 대상 물체와는 관계 없이 수신되는 기준 신호를 포함하고, 상기 광 신호 수신부는, 상기 반사광 신호를 상기 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 제1 검출신호 및 상기 기준 신호를 상기 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 제2 검출신호를 출력하고, 상기 제어부는, 상기 레이저광 신호 및 상기 제1 검출 신호의 시간차에 기초하여 상기 대상 물체와의 거리를 획득할 수 있다.In this case, the reception signal includes a reflected light signal that is reflected by the object, and a reference signal that is received regardless of the object, and the optical signal receiving unit receives the reflected light signal as the bias voltage And outputs a first detection signal amplified with a corresponding amplification factor and a second detection signal obtained by amplifying the reference signal with an amplification factor corresponding to the bias voltage, The distance to the object can be obtained on the basis of the distance from the object.

이 경우 상기 제어부는, 상기 바이어스 전압을 변경하면서 획득한 상기 제2 검출 신호의 크기 및 상기 제2 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 상기 기준 SNR을 획득할 수 있다.In this case, the control unit may obtain the reference SNR based on the magnitude of the second detection signal obtained while changing the bias voltage and the magnitude of the noise in the second detection signal.

한편 상기 제어부는, 상기 제2 검출 신호의 크기 및 상기 제2 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 상기 현재 SNR을 획득할 수 있다.Meanwhile, the control unit may obtain the current SNR based on the magnitude of the second detection signal and the magnitude of the noise in the second detection signal.

한편 상기 제어부는, 특정 이벤트가 발생하면 상기 기준 SNR을 설정하고, 상기 특정 이벤트는, 상기 라이다 시스템의 전원의 턴 온(turn on), 거리 측정의 시작, 기준 SNR의 설정을 위한 사용자 입력의 수신, 상기 현재 SNR의 기 설정된 값 이상의 변경 및 상기 잡음의 크기의 기 설정된 값 이상의 변경 중 적어도 하나일 수 있다.Meanwhile, the control unit sets the reference SNR when a specific event is generated, and the specific event includes at least one of a user input for turning on the power of the ladder system, a start of distance measurement, The change of the current SNR by more than a predetermined value, and the change of the noise by more than a predetermined value.

한편 상기 레이저 광 신호를 상기 대상 물체로 향하는 광 신호 및 상기 기준 신호로 분리하는 빔 스플리터를 더 포함할 수 있다.And a beam splitter separating the laser light signal into an optical signal directed to the object and the reference signal.

한편 회전축을 중심으로 회전하며 상기 레이저 광 신호를 반사함으로써, 상기 대상 물체로 향하는 광 신호 및 상기 기준 신호를 생성하는 스캐닝 미러를 더 포함할 수 있다.The scanning mirror may further include a scanning mirror for generating an optical signal directed to the object and a reference signal by rotating the rotation axis about the rotation axis and reflecting the laser light signal.

한편 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 라이다 시스템은, 바이어스 전압을 인가하는 전압 공급부, 레이저광 신호를 조사하는 레이저 모듈, 상기 레이저광 신호에 의해 야기된 수신 신호를 검출하고, 상기 수신 신호를 상기 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 검출 신호를 출력하는 광 신호 수신부, 상기 검출 신호의 크기 및 상기 검출 신호 내 잡음의 크기를 검출하는 검출부, 및, 상기 레이저광 신호 및 상기 검출 신호의 시간차에 기초하여 상기 대상 물체와의 거리를 획득하고, 상기 검출신호의 크기 및 상기 검출신호 내 잡음의 크기에 기초하여 상기 검출신호의 SNR의 변화 기울기를 획득하고, 상기 SNR의 변화 기울기에 기초하여 상기 바이어스 전압을 변경하도록 상기 전압 공급부를 제어하는 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a ladder system including: a voltage supply unit for applying a bias voltage; a laser module for emitting a laser light signal; a detection unit for detecting a reception signal caused by the laser light signal, An optical signal receiver for outputting a detection signal amplified by an amplification factor corresponding to the bias voltage, a detector for detecting a magnitude of the detection signal and a magnitude of noise in the detection signal, Acquiring a change slope of the SNR of the detection signal based on the magnitude of the detection signal and the magnitude of the noise in the detection signal based on the variation slope of the SNR, And a control unit for controlling the voltage supply unit to change the voltage.

이 경우 상기 제어부는, 상기 SNR의 변화 기울기가 0이 되도록 상기 바이어스 전압을 변경할 수 있다.In this case, the controller may change the bias voltage so that the slope of the SNR change becomes zero.

한편 상기 수신 신호는, 상기 레이저광 신호가 대상 물체에 의해 반사된 반사광 신호 및 상기 대상 물체와는 관계 없이 수신되는 기준 신호를 포함하고, 상기 광 신호 수신부는, 상기 기준 신호를 상기 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 제2 검출신호를 출력할 수 있다.The reception signal includes a reflected light signal reflected by the object and the reference signal received regardless of the object, and the optical signal receiver receives the reference signal corresponding to the bias voltage The second detection signal can be output.

이 경우 상기 제어부는, 상기 바이어스 전압을 변경하면서 획득한, 상기 제2 검출 신호의 크기 및 상기 제2 검출 신호의 잡음의 크기에 기초하여, 상기 SNR의 변화 기울기를 획득할 수 있다.In this case, the control unit may obtain the change slope of the SNR based on the magnitude of the second detection signal and the noise of the second detection signal obtained while changing the bias voltage.

한편 상기 제어부는, 특정 이벤트가 발생하면 상기 검출 신호의 SNR의 변화 기울기를 획득하고, 상기 특정 이벤트는, 상기 라이다 시스템의 전원의 턴 온(turn on), 거리 측정의 시작, 기준 SNR의 설정을 위한 사용자 입력의 수신, 상기 검출 신호의 SNR의 기 설정된 값 이상의 변경 및 상기 검출 신호 내 잡음의 크기의 기 설정된 값 이상의 변경 중 적어도 하나일 수 있다.On the other hand, the control unit acquires a change slope of the SNR of the detection signal when a specific event occurs, and the specific event includes at least one of a turn-on of the power of the ladder system, a start of distance measurement, The change of the SNR of the detection signal by more than a predetermined value, and the change of the magnitude of the noise in the detection signal by a predetermined value or more.

한편 본 발명의 실시 예에 따른 라이다 시스템의 동작 방법은, 레이저광 신호에 의해 야기된 수신 신호를 검출하는 단계, 상기 수신 신호를 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 검출 신호를 출력하는 단계, 상기 검출 신호의 크기 및 상기 검출 신호 내 잡음의 크기를 검출하는 단계, 상기 레이저광 신호 및 상기 검출 신호의 시간차에 기초하여 상기 대상 물체와의 거리를 획득하는 단계, 및, 상기 검출 신호의 크기 및 상기 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 현재 SNR을 획득하고, 상기 현재 SNR에 기초하여 상기 바이어스 전압을 변경하도록 상기 전압 공급부를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a ladder system, comprising: detecting a received signal caused by a laser light signal; outputting a detection signal obtained by amplifying the received signal with an amplification factor corresponding to a bias voltage; The method comprising the steps of: detecting a magnitude of the detection signal and a magnitude of noise in the detection signal; acquiring a distance from the object to the object based on a time difference between the laser light signal and the detection signal; Obtaining the current SNR based on the magnitude of the noise in the detection signal, and controlling the voltage supply unit to change the bias voltage based on the current SNR.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른, 종래의 라이다 시스템의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 5는, 노이즈 기반 바이어스 전압 조절 방식에서 발생할 수 있는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른, 라이다 시스템(600)의 블록도이다.
도 7는 광 신호 수신부(620)의 온도 변화에 따른 검출 신호(710)의 크기의 변화 및 잡음(720)의 크기의 변화를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른, SNR을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른, 기준 SNR을 이용하여 SNR을 일정하게 유지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른, 라이다 시스템의 제1 실시 예의 제어 블록도를 도시한 도면이다.
도 11 내지 도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 라이다 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 실시 예에 따른, 기준 신호의 획득 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 to 3 are views for explaining problems of a conventional ladder system according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 4 to 5 are views for explaining problems that may occur in the noise-based bias voltage adjusting method.
6 is a block diagram of a lidar system 600, in accordance with an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing a change in the magnitude of the detection signal 710 and a magnitude of the noise 720 according to the temperature change of the optical signal receiving unit 620. As shown in FIG.
8 is a diagram for explaining a method of obtaining SNR according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram for explaining a method of maintaining a constant SNR using a reference SNR according to the first embodiment of the present invention.
10 is a diagram showing a control block diagram of a first embodiment of a ladder system according to an embodiment of the present invention.
11 to 12 are views for explaining a ladder system according to a second embodiment of the present invention.
13 to 15 are diagrams for explaining a method of acquiring a reference signal 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. , &Lt; / 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. 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.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. 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.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른, 종래의 라이다 시스템의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.1 to 3 are views for explaining problems of a conventional ladder system according to an embodiment of the present invention.

기존에는 온도 변화에 따른 신호 크기 변화를 줄이기 위해 여러 온도 보상 시스템이 제안되었는데, 그 중 하나로 도 1과 같이 온도 제어 모듈을 APD 회로(100)에 구성하여 APD(110)의 온도 변화를 방지한 방법이 있다. 예를 들어 APD 회로(100)에 부착된 감온 소자(120)를 이용하여 온도 변화를 감지하고, 온도 제어 모듈(130)을 통해 항상 일정한 온도를 유지하도록 하는 방식이다. Conventionally, various temperature compensation systems have been proposed in order to reduce the signal size variation according to the temperature change. One of them is a temperature control module configured in the APD circuit 100 as shown in FIG. 1 to prevent the temperature change of the APD 110 . For example, a temperature change is sensed by using the thermosensitive element 120 attached to the APD circuit 100, and a constant temperature is always maintained through the temperature control module 130.

이러한 방식은 APD 성능 변화의 원인인 온도 변화를 차단하는 가장 근본적인 방법이지만, 온도를 유지하기 위해서 요구되는 하드웨어의 구성이 복잡하고 부피가 큰 단점이 있다.Although this method is the most fundamental method to block the temperature change which is the cause of the APD performance change, there is a disadvantage that the hardware configuration required to maintain the temperature is complicated and bulky.

또 다른 방법으로 도 2와 같이, 온도를 유지하지 않고도, 온도(T) 대비 요구 바이어스 전압(Vbias) 관계식을 기반으로 하여 온도 변화에 따라 적절한 바이어스 전압을 인가함으로써 기준 온도를 유지하는 것과 같은 효과로 신호 크기를 유지하는 방법이 있다. Alternatively, as shown in FIG. 2, an effect similar to the effect of maintaining the reference temperature by applying an appropriate bias voltage according to the temperature change based on the required bias voltage (Vbias) relation with respect to the temperature (T) There is a way to keep the signal size.

도 3은 온도(T) 대비 요구 바이어스 전압(Vbias) 관계를 그래프로 나타낸 것으로, 온도와 요구 바이어스 전압 사이의 관계가 선형이어서 본 관계를 사용하여 보상하기에 편리함을 알 수 있다. 본 시스템은 온도 유지 시스템에 비해 하드웨어 구성이 간단한 장점이 있지만, 피드 포워드(feed-forward) 보상 방식이므로 보상 과정에서 발생하는 오차의 확인이 불가능하며 따라서 오차에 대한 대응이 힘든 단점이 있다.FIG. 3 is a graph showing the relationship between the temperature (T) and the required bias voltage (Vbias). It can be seen that the relationship between the temperature and the required bias voltage is linear, which is convenient to compensate using this relationship. Although this system has the advantage of a simple hardware structure as compared with the temperature maintenance system, since it is a feed-forward compensation method, it is impossible to check an error occurring in the compensation process, and thus it is difficult to respond to an error.

도 4 내지 도 5는, 노이즈 기반 바이어스 전압 조절 방식에서 발생할 수 있는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 4 to 5 are views for explaining problems that may occur in the noise-based bias voltage adjusting method.

레이저 광 신호의 반사광 신호를 수신하는 애벌런치 포토 다이오드(avalanche photodiode, APD)는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 광전 소자의 일종으로, 광 신호를 전기 신호로 변환하는 경우 노이즈가 발생하게 된다.An avalanche photodiode (APD) for receiving a reflected light signal of a laser light signal is a type of photoelectric device that converts an optical signal into an electric signal. When an optical signal is converted into an electric signal, noise is generated.

그리고, 노이즈가 일정 크기로 유지되는 경우 신호 대 잡음비(S/N Ratio, SNR)(이하 SNR 이라고 함) 역시 일정하게 유지되는 특성을 이용하여, 전기 신호의 노이즈를 검출하고 전기 신호의 노이즈의 크기가 일정하게 유지되도록 바이어스 전압을 조절하는 방식을 고려해 볼 수 있다.Then, by using the characteristic that the signal-to-noise ratio (SNR) (hereinafter referred to as SNR) is also kept constant when the noise is maintained at a predetermined level, the noise of the electric signal is detected, The bias voltage may be adjusted to maintain a constant bias voltage.

이러한 방식을 채택하는 경우, 도 4에서 도시하는 바와 같이, 온도가 변화하더라도 온도의 변화에 대응하여 바이어스 전압을 변경하기 때문에, 노이즈의 크기가 일정하게 유지되고 이에 따라 전기 신호의 크기 역시 일정하게 유지된다. 따라서 온도 변화에도 불구하고 거리 측정의 오차를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.4, when the temperature changes, the bias voltage is changed corresponding to the change in the temperature, so that the noise level is kept constant and the magnitude of the electric signal is also kept constant do. Therefore, there is an advantage that the error of the distance measurement can be minimized despite the temperature change.

한편 광 신호의 변환 시 검출되는 노이즈(Noise)는, 내부 노이즈와 외부 노이즈를 포함할 수 있다.On the other hand, the noise detected during the conversion of the optical signal may include internal noise and external noise.

여기서 내부 노이즈는 라이다 시스템 내부에서 발생되고 바이어스 전압의 변경으로 인한 증폭률의 변화로 인해 크기가 변경되는 노이즈라면, 외부 노이즈는 외부 환경의 변화, 외부 시스템이나 주변 전자기기적 영향 등, 외란에 의해서 발생되는 노이즈이다.Here, the internal noise is caused by external disturbance such as external environment change, external system or peripheral electromagnetic effects, etc., if noise is generated in the system and is changed in size due to a change in amplification factor due to a change in bias voltage Noise.

현재 측정된 노이즈에 내부 노이즈만 존재하고 외부 노이즈가 존재하지 않는 경우를 가정하면, 앞서 설명한 노이즈 기반 바이어스 전압 조절 방식은 유용할 수 있다.Assuming that only the internal noise is present in the currently measured noise and no external noise is present, the previously described noise-based bias voltage regulation scheme may be useful.

즉 기준 노이즈를 유지하도록 라이다 시스템을 설계하고, 기준 노이즈의 크기와 현재 내부 노이즈의 크기의 차이를 산출하여 바이어스 전압을 조절하면, 현재 내부 노이즈의 크기는 기준 노이즈의 크기와 동일하게 변경되며 이에 따라 신호의 크기 역시 유지되게 된다.If the bias voltage is adjusted by calculating the difference between the magnitude of the reference noise and the magnitude of the current internal noise, the magnitude of the current internal noise is changed to be equal to the magnitude of the reference noise. Thus, the size of the signal is also maintained.

다만 실제 동작 환경에서는 내부 노이즈에 외부 노이즈가 더해진 전체 노이즈가 발생하게 된다.However, in the actual operating environment, the total noise is added to the internal noise plus external noise.

구체적으로 도 5a를 참고하면, 라이다 시스템이 내부 노이즈를 기반으로 기준 노이즈(N1)를 설정하였고, 현재 노이즈(N2)의 크기가 기준 노이즈(N1)의 크기보다 더 큰 경우, 현재 노이즈(N2)의 크기가 기준 노이즈(N1)의 크기와 동일해지도록 바이어스 전압을 낮추게 된다. 다만 현재 노이즈(N2)에는 내부 노이즈 뿐만 아니라 외부 노이즈까지 포함되어 있기 때문에, 바이어스 전압을 낮추더라도 현재 노이즈(N2)는 기준 노이즈(N1)보다 큰 값을 유지하게 된다. 따라서 라이다 시스템은 바이어스 전압을 더 낮추게 되나, 이와 같은 과정이 반복되더라도 여전히 현재 노이즈(N2)는 기준 노이즈(N1)보다 큰 값을 유지하게 된다. 그리고 결국은 도 5b에서 도시하는 바와 같이 현재 노이즈(N2)를 더 낮추지는 못한 채 신호(510)의 크기만 작아지게 되는 문제가 발생할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 5A, if the lidar system sets the reference noise N1 based on the internal noise, and the current noise N2 is larger than the reference noise N1, the current noise N2 Is equal to the magnitude of the reference noise N1. However, since the current noise N2 includes not only the internal noise but also the external noise, the current noise N2 maintains a value larger than the reference noise N1 even if the bias voltage is lowered. Therefore, although the bias voltage is further lowered by the ladder system, even if such a process is repeated, the current noise N2 still maintains a value larger than the reference noise N1. As a result, as shown in FIG. 5B, the noise N2 can not be lowered, but the signal 510 may be reduced in size.

즉 외부 노이즈의 반영 없이는 정확한 온도 보상이 불가능 하다. 또한 외부 노이즈는 시간, 장소, 외부 환경 변화 등에 따라 상이하기 때문에, 외부 노이즈의 변경에도 불구하고 정확한 온도 보상을 수행할 수 있는 라이다 시스템이 요구된다.That is, accurate temperature compensation is impossible without reflecting external noise. In addition, since the external noise differs depending on time, place, and external environment change, it is required to provide a lidar system capable of performing accurate temperature compensation despite the change of external noise.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른, 라이다 시스템(600)의 블록도이다.6 is a block diagram of a lidar system 600, in accordance with an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 라이다 시스템(600)은, 레이저 모듈(610), 광 신호 수신부(620), 검출부(630), 제어부(640) 및 전압 공급부(650)를 포함할 수 있다.The LIDAR system 600 according to the embodiment of the present invention may include a laser module 610, an optical signal receiver 620, a detector 630, a controller 640, and a voltage supplier 650.

레이저 모듈(610)은, 제어부(640)의 제어 하에, 대상물체 방향으로 레이저 광 신호를 조사할 수 있다. 여기서 레이저 모듈(610)은 레이저 광 신호를 발생시키는 광원으로, 레이저 다이오드(Laser Diode, LD)를 포함할 수 있다. 이 경우 레이저 광 신호는 콜리메이터를 거쳐 대상 물체로 조사될 수 있다.The laser module 610 can irradiate the laser light signal in the direction of the object under the control of the control unit 640. [ Here, the laser module 610 may include a laser diode (LD) as a light source for generating a laser light signal. In this case, the laser light signal can be irradiated to the object through the collimator.

전압 공급부(650)는 제어부(640)의 제어 하에, 광 신호 수신부(620)에 바이어스 전압을 인가할 수 있다. The voltage supply unit 650 may apply a bias voltage to the optical signal receiving unit 620 under the control of the controller 640.

바이어스 전압은, 제어부(640)의 제어 하에, 가변적으로 제어될 수 있다. 구체적으로 제어부(640)는 현재 SNR(S/N Ratio)에 기초하여 바이어스 전압이 가변적으로 제어되도록 전압 공급부(650)를 제어할 수 있다.The bias voltage can be variably controlled under the control of the control unit 640. [ Specifically, the control unit 640 can control the voltage supply unit 650 such that the bias voltage is variably controlled based on the current SNR (S / N ratio).

광 신호 수신부(620)는, 레이저 광 신호에 의해 야기된 수신 신호를 검출할 수 있다.The optical signal receiving unit 620 can detect a received signal caused by the laser light signal.

여기서 수신 신호는, 반사광 신호 및 기준 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 광 신호 수신부(620)는 레이저 광 신호가 대상 물체에 의해 반사된 반사광 신호를 검출할 수 있다. 또한 광 신호 수신부(620)는 대상 물체와는 관계 없이 수신되는 기준 신호를 검출할 수 있다.The received signal may include at least one of a reflected light signal and a reference signal. And the optical signal receiving unit 620 can detect the reflected light signal in which the laser light signal is reflected by the object. Also, the optical signal receiving unit 620 can detect a received reference signal regardless of the object.

또한 광 신호 검출부(630)는 수신 신호를 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 검출 신호를 출력할 수 있다. Also, the optical signal detector 630 can output a detection signal obtained by amplifying the received signal with an amplification factor corresponding to the bias voltage.

구체적으로 광 신호 검출부(630)는 반사광 신호를 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 제1 검출 신호를 출력할 수 있다.Specifically, the optical signal detector 630 can output a first detection signal obtained by amplifying the reflected light signal with an amplification factor corresponding to the bias voltage.

또한 광 신호 검출부(630)는 기준 신호를 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 제2 검출 신호를 출력할 수 있다.The optical signal detector 630 may output a second detection signal obtained by amplifying the reference signal with an amplification factor corresponding to the bias voltage.

한편, 전압 공급부(650)로부터 인가되는 바이어스 전압이 변경되면, 수신 신호에 대한 증폭률이 변경될 수 있다. 이러한 증폭률의 변화에 의하여 수신 신호는 다양한 비율로 증폭될 수 있다.On the other hand, when the bias voltage applied from the voltage supplier 650 is changed, the amplification factor for the received signal can be changed. Due to the change in the amplification factor, the received signal can be amplified at various ratios.

한편 광 신호 수신부(620)는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 수광 소자를 포함할 수 있다. 여기서 수광 소자는 포토 다이오드(photodiode, PD), 애벌런치 포토 다이오드(avalanche photodiode, APD) 등일 수 있다.Meanwhile, the optical signal receiving unit 620 may include a light receiving element for converting an optical signal into an electrical signal. Here, the light receiving element may be a photodiode (PD), an avalanche photodiode (APD), or the like.

본 발명에 적용될 수 있는 애벌런치 포토 다이오드(avalanche photodiode, APD)에 대하여 간단히 설명하면, 애벌런치 포토 다이오드(avalanche photodiode, APD)는 광 신호를 전기 신호로 변환하는 광전 소자의 일종으로, 신호 대 잡음비(S/N Ratio)가 높고, 고속 신호처리에 적합하며, 내부 증폭률이 높기 때문에 대상물체에서 난반사된 낮은 크기의 레이저광도 검출할 수 있는 장점이 있다.The avalanche photodiode (APD), which can be applied to the present invention, is briefly described. Avalanche photodiode (APD) is a type of photoelectric device that converts an optical signal into an electric signal. The avalanche photodiode (S / N ratio), is suitable for high-speed signal processing, and has a high internal amplification factor, it is advantageous in that it can detect a low-intensity laser light irregularly reflected from a target object.

검출부(630)는, 검출 신호의 크기를 검출할 수 있다. 구체적으로 검출부(630)는 신호 검출부를 포함할 수 있으며, 신호 검출부는 검출 신호가 피크값을 나타내는 지점에서의 검출 신호의 크기를 검출할 수 있다.The detection unit 630 can detect the magnitude of the detection signal. Specifically, the detection unit 630 may include a signal detection unit, and the signal detection unit may detect the magnitude of the detection signal at a point where the detection signal indicates a peak value.

한편 검출부(630)는 검출 신호 내 잡음의 크기를 검출할 수 있다. 구체적으로 검출부(630)는 잡음 검출부를 포함할 수 있으며, 잡음 검출부는 검출 신호 내 존재하는 잡음의 크기를 검출할 수 있다.On the other hand, the detection unit 630 can detect the magnitude of the noise in the detection signal. More specifically, the detector 630 may include a noise detector, and the noise detector may detect the magnitude of the noise present in the detected signal.

여기서 용어 “잡음”은 용어 “노이즈”와 혼용되어 사용될 수 있다Here, the term " noise " can be used interchangeably with the term " noise &

한편 SNR의 획득이 상기 제2 검출 신호를 이용하여 수행되는 경우, 검출부(630)는 제2 검출 신호의 크기 및 제2 검출 신호 내 잡음의 크기를 검출할 수 있다.On the other hand, when acquisition of the SNR is performed using the second detection signal, the detector 630 can detect the magnitude of the second detection signal and the magnitude of the noise in the second detection signal.

제어부(640)는 라이다 시스템의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.The controller 640 may control the overall operation of the lidar system.

그리고 제어부(640)는 레이저광 신호 및 검출 신호의 시간차에 기초하여 대상 물체와의 거리를 획득할 수 있다.The control unit 640 can acquire the distance to the object based on the time difference between the laser light signal and the detection signal.

구체적으로 제어부(640)는 레이저광 신호 및 검출 신호의 시간차(즉, 레이저의 왕복 시간)와 빛의 속도를 이용하여 대상물체와 라이다 시스템(600)과의 거리를 획득할 수 있다. 이 경우 비행 시간법(Time of flight method)이 이용될 수 있다.Specifically, the controller 640 can obtain the distance between the target object and the lidar system 600 using the time difference between the laser light signal and the detection signal (that is, the round trip time of the laser) and the speed of the light. In this case, the time of flight method may be used.

한편 수신 신호가 수신되어 검출 신호가 출력된 경우, 제어부(640)는 검출 신호의 크기 및 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 현재 SNR을 획득할 수 있다.On the other hand, when the reception signal is received and the detection signal is outputted, the controller 640 can obtain the current SNR based on the magnitude of the detection signal and the noise in the detection signal.

한편 SNR의 획득이 상기 제2 검출 신호를 이용하여 수행되는 경우, 제어부(640)는 제2 검출 신호의 크기 및 제2 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 현재 SNR을 획득할 수 있다.On the other hand, when acquisition of the SNR is performed using the second detection signal, the controller 640 can obtain the current SNR based on the magnitude of the second detection signal and the noise in the second detection signal.

도 7는 광 신호 수신부(620)의 온도 변화에 따른 검출 신호(710)의 크기의 변화 및 잡음(720)의 크기의 변화를 도시한 도면이다.7 is a graph showing a change in the magnitude of the detection signal 710 and a magnitude of the noise 720 according to the temperature change of the optical signal receiving unit 620. As shown in FIG.

광 신호 수신부(620)에서의 온도가 달라지는 경우 검출 신호의 크기가 달라지게 되며, 검출 신호의 크기가 달라지는 경우에는 측정 거리의 오차가 발생하게 된다. When the temperature of the optical signal receiving unit 620 changes, the magnitude of the detection signal varies. When the magnitude of the detection signal varies, an error in the measurement distance occurs.

즉 광 신호 수신부(620)에서 동일 거리 및 동일 물체에서 반사된 반사광을 수신하여 검출신호로 변환하더라도, 온도의 차이에 따라 검출 신호의 크기가 상이하게 되며, 이는 레이저광 신호 및 검출 신호의 시간차에 대한 오차를 야기할 수 있다. 이에 따라 측정 거리의 오차가 발생될 수 있다. That is, even when the optical signal receiving unit 620 receives the reflected light reflected from the same distance and the same object and converts the reflected light into the detection signal, the magnitude of the detection signal becomes different according to the temperature difference. It can cause an error. Thus, an error in the measurement distance may occur.

또한 온도 상승에 따라 수광소자의 증폭률 감소로 인해 검출 신호의 크기가 작아지는 경우 최대 측정 가능 거리가 줄어드는 문제가 발생하며, 반대로 온도 저하에 따라 수광소자의 증폭률이 증가하여 검출 신호의 노이즈가 커지게 되면 정밀도 성능이 낮아질 수 있다.Also, when the size of the detection signal is reduced due to the decrease in the amplification factor of the light receiving element due to the temperature rise, the maximum measurable distance is reduced. On the contrary, the amplification factor of the light receiving element increases with temperature drop, Precision performance may be degraded.

따라서, 대상물체의 거리를 정확하게 측정하기 위해서는 반사광의 검출 신호가 일정한 크기를 유지하는 것이 중요하다.Therefore, in order to accurately measure the distance of the object, it is important that the detection signal of the reflected light maintains a constant size.

한편 도 7에서 도시하는 바와 같이, 온도가 일정하게 유지되는 경우에는 현재 SNR(S/N Ratio)도 일정하게 유지되게 된다. 즉 현재 SNR(S/N Ratio)의 크기를 일정하게 유지하는 것은 일정한 온도로 유지되는 것과 같은 효과를 내는 것이므로, 온도 변화에 따른 문제점을 해결한다고 볼 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 7, when the temperature is kept constant, the current SNR (S / N ratio) is also kept constant. That is, maintaining the size of the current SNR (S / N ratio) constantly achieves the same effect as keeping the SNR at a constant temperature, thereby solving the problem caused by the temperature change.

따라서 제어부(640)는 SNR(S/N Ratio)이 일정하게 유지되도록 바이어스 전압을 조절할 수 있다. 구체적으로 제어부(640)는 현재 SNR이 기준 SNR과 동일해지도록 하는 바이어스 전압이 공급되도록 전압 공급부를 제어할 수 있다.Accordingly, the controller 640 can adjust the bias voltage so that the SNR (S / N ratio) is kept constant. Specifically, the controller 640 may control the voltage supply unit such that a bias voltage is applied so that the current SNR becomes equal to the reference SNR.

그리고 현재 SNR(S/N Ratio)이 최대 값을 가지는 경우, 라이다 시스템의 성능을 가장 향상시킬 수 있다. 따라서 제어부(640)는 현재 SNR(S/N Ratio)이 최대 SNR(S/N Ratio)과 동일해지도록 하는 바이어스 전압이 공급되도록 전압 공급부를 제어할 수 있다. 즉 기준 SNR은 SNR의 최대값이고, 제어부(640)는 현재 SNR(S/N Ratio)이 기준 SNR(S/N Ratio)과 동일해지도록 하는 바이어스 전압이 공급되도록 전압 공급부를 제어할 수 있다.If the current SNR (S / N ratio) has a maximum value, the performance of the Raid system can be improved most. Therefore, the controller 640 can control the voltage supply unit such that a bias voltage that allows the current SNR (S / N ratio) to be equal to the maximum SNR (S / N ratio) is supplied. That is, the reference SNR is the maximum value of the SNR, and the controller 640 can control the voltage supply unit such that the bias voltage that the current SNR (S / N ratio) becomes equal to the reference SNR (S / N ratio) is supplied.

한편, 기준 SNR(S/N Ratio)은 라이다 시스템(600)의 현재 구동 환경에서의 신호 대 잡음비의 최대값일 수 있다;On the other hand, the reference SNR (S / N ratio) may be the maximum value of the signal-to-noise ratio in the current driving environment of the lidar system 600;

구체적으로, 기준 SNR(S/N Ratio)은, 라이다 시스템 내부에서 발생하는 내부 노이즈와 외부 환경, 외부 시스템이나 주변 전자기기적 영향 등의 외란에 의해서 발생되는 외부 노이즈를 모두 반영하여 산출된 신호 대 잡음비의 최대값일 수 있다.Specifically, the reference SNR (S / N ratio) is calculated by reflecting both the internal noise generated in the Raidas system and the external noise caused by the external environment, external system or peripheral electromagnetic effects, It may be the maximum value of the noise ratio.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른, SNR을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.8 is a diagram for explaining a method of obtaining SNR according to an embodiment of the present invention.

제어부(640)는 검출 신호(810)의 크기 및 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여, SNR을 획득할 수 있다.The control unit 640 can obtain the SNR based on the magnitude of the detection signal 810 and the magnitude of the noise in the detection signal.

구체적으로 제어부(640)는 검출 신호(810)가 피크값을 나타내는 지점(811)에서의 검출 신호(810)의 크기를 획득할 수 있다. 또한 제어부(640)는 잡음의 크기를 검출할 수 있다. 그리고 제어부(640)는 검출 신호(810)의 크기 및 잡음의 크기를 이용하여 SNR을 획득할 수 있다.Specifically, the control unit 640 can obtain the magnitude of the detection signal 810 at the point 811 at which the detection signal 810 indicates the peak value. Also, the controller 640 can detect the magnitude of the noise. The controller 640 may obtain the SNR using the size of the detection signal 810 and the size of the noise.

여기서 잡음(N2)은 내부 노이즈(821)와 외부 노이즈를 포함하는 전체 노이즈(822)를 의미할 수 있다. Herein, the noise N2 may mean an internal noise 821 and a total noise 822 including external noise.

또한 잡음의 크기는, 잡음의 실효값을 의미할 수 있다.The magnitude of the noise may also mean the rms value of the noise.

한편 본 발명의 제1 실시 예에 따른, 기준 SNR의 획득 방법에 대해서 설명한다.A method of acquiring a reference SNR according to the first embodiment of the present invention will be described.

제어부(340)는 바이어스 전압을 변경하면서 획득한, 검출 신호의 크기 및 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 기준 SNR을 획득할 수 있다.The control unit 340 can obtain the reference SNR based on the magnitude of the detection signal and the magnitude of the noise in the detection signal acquired while changing the bias voltage.

구체적으로 제어부(340)는 바이어스 전압을 기 설정된 크기 단위로 변경할 수 있다. Specifically, the control unit 340 may change the bias voltage in units of a predetermined size.

또한 바이어스 전압이 변경되면, 광 신호 수신부(620)는 수신 신호를 변경된 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 검출 신호를 출력할 수 있으며, 제어부(640)는 변경된 바이어스 전압에 대응하는 SNR을 산출할 수 있다.Further, when the bias voltage is changed, the optical signal receiving unit 620 can output a detection signal obtained by amplifying the received signal with an amplification factor corresponding to the changed bias voltage, and the control unit 640 calculates the SNR corresponding to the changed bias voltage .

한편 바이어스 전압이 변경되면 검출 신호의 크기 및 검출 신호 내 잡음의 크기가 변경될 수 있다. 이에 따라 복수의 바이어스 전압에 각각 대응하는 복수의 SNR이 획득될 수 있다.On the other hand, if the bias voltage is changed, the magnitude of the detection signal and the magnitude of the noise in the detection signal can be changed. Whereby a plurality of SNRs corresponding to the plurality of bias voltages can be obtained.

또한 라이다 시스템(600)은 저장부(미도시)를 포함할 수 있으며, 제어부(340)는 복수의 바이어스 전압에 각각 대응하는 복수의 SNR을 저장부(미도시)에 저장할 수 있다.In addition, the lidar system 600 may include a storage unit (not shown), and the controller 340 may store a plurality of SNRs corresponding to the plurality of bias voltages in a storage unit (not shown).

그리고 제어부(340)는 복수의 SNR 중 특정 SNR을 기준 SNR로써 설정할 수 있다. 이 경우 제어부(340)는 복수의 SNR 중 최대값을 나타내는 SNR을 기준 SNR로써 설정할 수 있다.The control unit 340 may set a specific SNR among the plurality of SNRs as a reference SNR. In this case, the controller 340 may set the SNR indicating the maximum SNR among the plurality of SNRs as a reference SNR.

도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른, 기준 SNR을 이용하여 SNR을 일정하게 유지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.9 is a diagram for explaining a method of maintaining a constant SNR using a reference SNR according to the first embodiment of the present invention.

기준 SNR의 설정은 거리를 측정하기 전 세팅 과정에서 이미 이루어 졌으며, 기준 SNR은 앞서 설명한 복수의 SNR 중 최대값(SNR max)인 것으로 가정하여 설명한다. The setting of the reference SNR has already been performed in the setting process before measuring the distance, and the reference SNR is assumed to be the maximum value (SNR max) among the plurality of SNRs described above.

라이다 시스템은 거리 측정을 수행할 수 있다. 구체적으로 제어부(640)는 레이저 광 신호 및 검출 신호의 시간차에 기초하여 대상 물체와의 거리를 산출할 수 있다.The lidar system can perform distance measurements. Specifically, the control unit 640 can calculate the distance to the object based on the time difference between the laser light signal and the detection signal.

또한 제어부(640)는 검출 신호의 크기 및 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 현재 SNR을 획득할 수 있다. 여기서 현재 SNR이란, 레이저 광 신호 및 검출 신호의 시간차에 기초하여 대상 물체와의 거리를 산출하는 중, 상기 검출 신호의 크기 및 상기 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 산출되는 SNR을 의미할 수 있다.Also, the controller 640 can obtain the current SNR based on the magnitude of the detection signal and the magnitude of the noise in the detection signal. Here, the current SNR may mean the SNR calculated based on the magnitude of the detection signal and the magnitude of the noise in the detection signal while calculating the distance to the object based on the time difference between the laser light signal and the detection signal .

한편 제어부(640)는 현재 SNR에 기초하여 바이어스 전압을 변경하도록 전압 공급부를 제어할 수 있다.Meanwhile, the control unit 640 can control the voltage supply unit to change the bias voltage based on the current SNR.

구체적으로, 광 신호 수신부(620)에서의 온도가 변경되는 경우에는, 검출 신호의 크기 및 검출 신호 내 잡음의 크기가 변경될 수 있다. 또한 이에 따라 검출 신호의 SNR 역시 변경될 수 있다.Specifically, when the temperature of the optical signal receiving unit 620 is changed, the magnitude of the detection signal and the magnitude of the noise in the detection signal can be changed. Also, the SNR of the detection signal can be changed accordingly.

검출 신호의 SNR의 변경을 방지하기 위하여, 제어부(640)는 현재 SNR을 기준 SNR과 비교하여 차이가 발생하는 경우, 광 신호 수신부(620)에 인가되는 바이어스 전압을 상기 차이에 대응하는 크기만큼 변경할 수 있다.In order to prevent the SNR of the detection signal from being changed, the control unit 640 compares the current SNR with the reference SNR to change the bias voltage applied to the optical signal receiving unit 620 by a magnitude corresponding to the difference .

예를 들어 온도가 T1으로 변경되어 현재 SNR이 제1 SNR(SNR1)으로 변경된 경우, 제어부(640)는 현재 SNR(SNR1)과 기준 SNR(SNR max)의 차이에 대응하는 크기만큼 바이어스 전압을 변경할 수 있다.For example, when the temperature is changed to T1 and the current SNR is changed to the first SNR (SNR1), the controller 640 changes the bias voltage by a magnitude corresponding to the difference between the current SNR (SNR1) and the reference SNR .

또 다른 예를 들어 온도가 T2로 변경되어 현재 SNR이 제2 SNR(SNR2)으로 변경된 경우, 제어부(640)는 현재 SNR(SNR2)과 기준 SNR(SNR max)의 차이에 대응하는 크기만큼 바이어스 전압을 변경할 수 있다.If the temperature is changed to T2 and the current SNR is changed to the second SNR (SNR2), the control unit 640 controls the bias voltage to a value corresponding to the difference between the current SNR (SNR2) and the reference SNR (SNRmax) Can be changed.

그리고 바이어스 전압이 변경된 이후에 광 신호 수신부(620)에 수신 신호가 수신되면, 광 신호 수신부(620)는 수신 신호를 변경된 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 새로운 검출 신호를 출력할 수 있다. When the received signal is received in the optical signal receiving unit 620 after the bias voltage is changed, the optical signal receiving unit 620 can output a new detection signal obtained by amplifying the received signal with an amplification factor corresponding to the changed bias voltage.

그리고 새로운 검출 신호의 현재 SNR이 기준 SNR과 동일한 경우에는 바이어스 전압을 변경하지 않고, 새로운 검출 신호의 현재 SNR이 기준 SNR과 다른 경우에는 다시 바이어스 전압을 변경하는 방식으로, 피드백 제어가 계속적으로 수행될 수 있다.If the current SNR of the new detection signal is equal to the reference SNR, the bias voltage is not changed, and if the current SNR of the new detection signal is different from the reference SNR, the feedback control is continuously performed .

즉 제어부(640)는 검출 신호의 현재 SNR을 기준 SNR과 동일한 레벨로 일정하게 유지시킴으로써, 광 신호 수신부(620)의 온도가 일정하게 유지되는 것과 같은 효과를 달성할 수 있다. 이에 따라 광 신호 수신부(620)에서의 온도 변화에도 불구하고 대상 물체와의 거리를 정확하게 측정할 수 있다.That is, the controller 640 maintains the current SNR of the detection signal constant at the same level as the reference SNR, thereby achieving the effect that the temperature of the optical signal receiver 620 is kept constant. Accordingly, the distance to the target object can be accurately measured despite the temperature change in the optical signal receiving unit 620.

또한 검출 신호의 노이즈를 검출하여 바이어스 전압을 조절하는 방식이 아니라, 검출 신호의 신호의 크기 및 노이즈를 모두 검출하여 SNR을 산출하고 산출된 SNR을 이용하여 바이어스 전압을 조절하는 방식이기 때문에, 내부 노이즈 뿐만 아니라 외부 노이즈까지 반영하여 정확한 온도 보상을 수행할 수 있는 장점이 있다.In addition, instead of a method of detecting the noise of the detection signal to adjust the bias voltage, the method of detecting both the magnitude and the noise of the detection signal and calculating the SNR and adjusting the bias voltage using the calculated SNR, In addition, there is an advantage that accurate temperature compensation can be performed by reflecting external noise.

한편, 제어부(640)는 특정 이벤트가 발생하면 기준 SNR을 설정할 수 있다.On the other hand, the control unit 640 can set a reference SNR when a specific event occurs.

구체적으로 제어부(640)는 라이다 시스템(600)의 전원이 턴 온(turn on)되거나 라이다 시스템(600)을 이용한 거리 측정이 시작된 경우(예를 들어 거리 측정의 시작 입력이 수신된 경우, 기준 SNR을 설정할 수 있다.Specifically, when the power of the LIDAR system 600 is turned on or the distance measurement using the LIDAR system 600 is started (for example, when the start input of the distance measurement is received, The reference SNR can be set.

즉 라이다 시스템은, 거리 측정을 시작하기 이전에 미리, 장소나 외부 환경에 따라 달라지는 외부 노이즈를 반영하여 기준 SNR을 설정한 후, 거리 측정 중 온도 변화에 따른 보상을 수행할 수 있다.In other words, the LIDAR system can compensate for the temperature change during the distance measurement after setting the reference SNR before reflecting the external noise that varies depending on the place or the external environment before starting the distance measurement.

또한 제어부(640)는 현재 SNR의 기 설정된 값 이상의 변화가 있는 경우 또는 잡음의 크기가 기 설정된 값 이상 변경된 경우, 기준 SNR을 설정할 수 있다.Further, the control unit 640 can set the reference SNR when there is a change of more than a predetermined value of the current SNR or when the noise is changed by a predetermined value or more.

구체적으로, 외란에 의한 외부 노이즈는 거리 측정이 수행되고 있는 중에도 변경될 수 있다. 이 경우 제어부(640)는 이전 SNR로부터 현재 SNR의 기 설정된 값 이상의 변화, 이전 잡음의 크기로부터 현재 잡음의 크기의 기 기설정된 값 이상의 변화를 통하여, 외란의 발생 여부를 판단할 수 있다.Specifically, the external noise due to the disturbance can be changed while the distance measurement is being performed. In this case, the controller 640 can determine whether or not the disturbance has occurred through the change of the current SNR from the previous SNR, the change of the current SNR by more than a predetermined value, and the change of the current noise by more than a predetermined value.

그리고 현재 SNR의 기 설정된 값 이상의 변화가 있는 경우 또는 잡음의 크기가 기 설정된 값 이상 변경된 경우, 제어부(640)는 기준 SNR을 재설정할 수 있다. 기준 SNR의 재설정 방식은, 앞서 설명한 SNR의 설정 방식과 동일할 수 있다.If there is a change of more than a predetermined value of the current SNR, or if the size of the noise is changed by more than a predetermined value, the control unit 640 can reset the reference SNR. The reference SNR resetting method may be the same as the SNR setting method described above.

즉 라이다 시스템은, 거리 측정을 수행하는 도중에 외부 노이즈가 변경되는 경우, 이를 감지하고 새로운 기준 SNR을 설정함으로써, 외란의 발생에도 불구하고 온도 변화에 따른 보상을 정확히 수행하고 오작동을 방지할 수 있다.In other words, if the external noise is changed during the distance measurement, the LIDAR system detects the change and sets a new reference SNR so that the compensation according to the temperature change can be accurately performed and the malfunction can be prevented in spite of the occurrence of the disturbance .

이 밖에도 제어부(640)는 기준 SNR의 설정을 위한 사용자 입력이 수신되는 경우, 기준 SNR을 설정 또는 재 설정 할 수 있다.In addition, the control unit 640 may set or reset a reference SNR when a user input for setting a reference SNR is received.

또한 제어부(640)는 거리 측정을 수행하는 중, 기 설정된 시간 단위로 기준 SNR을 새롭게 설정할 수 있다.Also, the controller 640 can newly set the reference SNR in units of a predetermined time while performing the distance measurement.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른, 라이다 시스템의 제1 실시 예의 제어 블록도를 도시한 도면이다.10 is a diagram showing a control block diagram of a first embodiment of a ladder system according to an embodiment of the present invention.

전압 공급부(650)는 광 신호 수신부(620)에 바이어스 전압을 인가할 수 있다.The voltage supply unit 650 may apply a bias voltage to the optical signal receiving unit 620.

광 신호 수신부(620)는, 레이저 광 신호에 의해 야기된 수신 신호를 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 검출 신호를 출력할 수 있다.The optical signal receiving unit 620 can output a detection signal obtained by amplifying the reception signal caused by the laser light signal to an amplification factor corresponding to the bias voltage.

이 경우 증폭부(660)는 검출 신호를 증폭하여 출력할 수 있으며, 예를 들어 증폭부(660)는 트랜스 임피던스 증폭기(Trans Impedance Amplifier) 일 수 있다. 다만 증폭부(660)는 생략되어도 무방하다.In this case, the amplification unit 660 amplifies and outputs the detection signal. For example, the amplification unit 660 may be a trans-impedance amplifier. However, the amplification unit 660 may be omitted.

한편 검출부(630)는 신호 검출부(633) 및 잡음 검출부(636)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the detection unit 630 may include a signal detection unit 633 and a noise detection unit 636.

여기서 신호 검출부(633)는, 검출 신호의 피크값을 결정하고, 검출 신호가 피크값을 나타내는 지점에서의 검출 신호의 크기를 산출할 수 있다.Here, the signal detector 633 can determine the peak value of the detection signal and calculate the magnitude of the detection signal at the point where the detection signal indicates the peak value.

또한 잡음 검출부(636)는 검출 신호 내 존재하는 잡음의 크기를 산출할 수 있다.Further, the noise detector 636 can calculate the size of the noise present in the detection signal.

한편 제어부(640)는 SNR 측정부(642) 및 바이어스 전압 제어부(646)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the control unit 640 may include an SNR measurement unit 642 and a bias voltage control unit 646.

SNR 측정부(642)는 검출 신호의 크기 및 검출 신호 내 존재하는 잡음의 크기에 기초하여 현재 SNR을 산출할 수 있다.The SNR measurer 642 can calculate the current SNR based on the magnitude of the detection signal and the magnitude of noise present in the detection signal.

한편 바이어스 전압 제어부(646)는 현재 SNR 및 기준 SNR의 차이에 기초하여, 바이어스 전압의 변경량을 나타내는 제어 신호를 전압 공급부(650)에 출력할 수 있다.On the other hand, the bias voltage control unit 646 can output a control signal indicating the amount of change of the bias voltage to the voltage supply unit 650, based on the difference between the current SNR and the reference SNR.

이 경우 전압 공급부(650)는 변경된 바이어스 전압을 광 신호 수신부(620)에 바이어스 전압에 인가할 수 있다. 그리고 위와 같은 동작이 반복되면서 온도 보상을 위한 피드백 제어가 수행될 수 있다.In this case, the voltage supply unit 650 may apply the changed bias voltage to the optical signal receiving unit 620 to the bias voltage. Then, the feedback control for temperature compensation can be performed while the above operation is repeated.

한편 상술한 제1 실시 예는, 기준 신호의 SNR을 산출하는 방식으로 구현될 수 있다.Meanwhile, the first embodiment described above can be implemented in a manner of calculating the SNR of the reference signal.

구체적으로, 상술한 수신 신호는 반사광 신호 및 기준 신호를 포함할 수 있다.Specifically, the above-mentioned received signal may include a reflected light signal and a reference signal.

여기서 반사광 신호는, 레이저 모듈(610)에서 조사된 레이저 광 신호가 대상 물체에 의해 반사되어 돌아오는 신호일 수 있다. 이 경우 광 신호 수신부(620)는 반사광 신호를 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 제1 검출 신호를 출력할 수 있다. Here, the reflected light signal may be a signal in which the laser light signal emitted from the laser module 610 is reflected by the object. In this case, the optical signal receiving unit 620 can output the first detection signal obtained by amplifying the reflected light signal at an amplification factor corresponding to the bias voltage.

제1 검출 신호는 대상 물체와의 거리 측정에 이용될 수 있다. 구체적으로 제어부(640)는 레이저 광 신호 및 제1 검출 신호의 시간차에 기초하여 대상 물체와의 거리를 획득할 수 있다.The first detection signal can be used for distance measurement with the object. Specifically, the control unit 640 can obtain the distance to the object based on the time difference between the laser light signal and the first detection signal.

또한 기준 신호는 대상 물체와는 관계 없이 수신되는 신호일 수 있다. 구체적으로 기준 신호는, 레이저 모듈(610)에서 조사된 레이저 광 신호가 대상 물체에 의해 반사되는 것 없이 돌아오는 신호일 수 있다. 이 경우 광 신호 수신부(620)는 기준 신호를 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 제2 검출 신호를 출력할 수 있다. Also, the reference signal may be a received signal regardless of the object. Specifically, the reference signal may be a signal that the laser light signal irradiated from the laser module 610 returns without being reflected by the object. In this case, the optical signal receiving unit 620 can output a second detection signal obtained by amplifying the reference signal with an amplification factor corresponding to the bias voltage.

제2 검출 신호는 기준 SNR의 산출 및 현재 SNR의 산출에 이용될 수 있다.The second detection signal can be used for the calculation of the reference SNR and the calculation of the current SNR.

구체적으로 제어부(640)는 바이어스 전압을 변경하면서 획득한 제2 검출 신호의 크기 및 제2 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 기준 SNR을 획득할 수 있다. Specifically, the control unit 640 can obtain the reference SNR based on the magnitude of the second detection signal and the noise in the second detection signal obtained while changing the bias voltage.

또한 제어부(640)는 제1 바이어스 전압이 인가됨에 따라 검출된 제2 검출 신호의 크기 및 제2 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 현재 SNR을 획득하고, 제2 검출 신호를 이용하여 획득한 현재 SNR이 제2 검출 신호를 이용하여 획득한 기준 SNR과 동일해지도록 하는 제2 바이어스 전압이 공급되도록 전압 공급부를 제어할 수 있다.Also, the controller 640 obtains the current SNR based on the magnitude of the second detection signal and the noise in the second detection signal detected as the first bias voltage is applied, The voltage supply unit can be controlled so that the second bias voltage is supplied such that the SNR becomes equal to the reference SNR obtained using the second detection signal.

그리고 제어부(640)는 제2 바이어스 전압이 인가됨에 따라 검출된 제2 검출 신호의 크기 및 제2 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 제2 현재 SNR을 획득할 수 있다. 또한 제2 현재 SNR이 기준 SNR과 동일하면, 제어부(640)는 바이어스 전압의 크기를 유지하여, 제2 바이어스 전압이 공급되도록 전압 공급부를 제어할 수 있다.The controller 640 may obtain the second current SNR based on the magnitude of the second detected signal and the magnitude of the noise in the second detected signal as the second bias voltage is applied. Also, if the second current SNR is equal to the reference SNR, the controller 640 can maintain the magnitude of the bias voltage and control the voltage supply unit to supply the second bias voltage.

또한 제어부(640)는 제2 바이어스 전압이 인가됨에 따라 검출된 제1 검출 신호 및 상기 제1 검출 신호를 야기한 레이저광 신호의 시간 차를 이용하여 대상 물체와의 거리를 획득할 수 있다. 즉 온도 변화가 발생하는 경우, 기준 신호를 이용하여 SNR을 획득하고, 획득한 SNR을 이용하여 바이어스 전압을 제2 바이어스 전압으로 변경 함으로써 온도 보상을 했기 때문에, 온도 변화에도 불구하고 대상 물체와의 거리가 오차 없이 정확하게 측정될 수 있다.Further, the controller 640 can obtain the distance to the object by using the time difference between the first detection signal detected when the second bias voltage is applied and the laser light signal causing the first detection signal. In other words, when a temperature change occurs, since the temperature compensation is performed by obtaining the SNR using the reference signal and changing the bias voltage to the second bias voltage using the obtained SNR, the distance to the target object Can be accurately measured without errors.

도 11 내지 도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 라이다 시스템을 설명하기 위한 도면이다.11 to 12 are views for explaining a ladder system according to a second embodiment of the present invention.

제어부(640)는 검출 신호의 크기 및 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 검출 신호의 SNR의 변화 기울기를 획득할 수 있다.The control unit 640 can obtain the change slope of the SNR of the detection signal based on the magnitude of the detection signal and the magnitude of the noise in the detection signal.

구체적으로 제어부(640)는 바이어스 전압을 변경하면서 획득한, 검출 신호의 크기 및 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 검출 신호의 SNR의 변화 기울기를 획득할 수 있다.Specifically, the control unit 640 can obtain the change slope of the SNR of the detection signal based on the magnitude of the detection signal and the magnitude of the noise in the detection signal acquired while changing the bias voltage.

더욱 구체적으로 제어부(340)는 바이어스 전압을 변경할 수 있다. 또한 바이어스 전압을 변화시키면서 획득한 검출 신호 및 검출 신호 내 잡음의 크기를 이용하여 제어부(340)는 바이어스 전압이 변화 되는 동안의 SNR들을 산출할 수 있다. 또한 제어부(340)는 바이어스 전압이 변화 되는 동안 산출되는 SNR들을 이용하여, 바이어스 전압이 변화 되는 동안의 바이어스 전압에 대한 SNR의 변화량, 즉 SNR의 변화 기울기를 산출할 수 있다.More specifically, the control unit 340 can change the bias voltage. Also, using the magnitude of the detection signal and the noise in the detection signal obtained while changing the bias voltage, the controller 340 can calculate the SNRs during the change of the bias voltage. Further, the controller 340 may calculate the change amount of the SNR with respect to the bias voltage during the change of the bias voltage, that is, the slope of the change in the SNR, using the SNRs calculated while the bias voltage is changed.

그리고 제어부(340)는 바이어스 전압에 대한 SNR의 변화량에 기초하여, SNR의 변화 기울기가 특정 값이 되도록 바이어스 전압을 변경할 수 있다.The controller 340 may change the bias voltage so that the slope of the change in SNR is a specific value, based on the amount of change in the SNR with respect to the bias voltage.

예를 들어 SNR이 최대값(SNR max)을 유지하도록 설정된 것으로 가정하여 설명하면, 제어부(340)는 SNR의 변화 기울기가 0이 되도록 바이어스 전압을 변경할 수 있다. For example, assuming that the SNR is set to maintain the maximum value (SNR max), the controller 340 may change the bias voltage so that the slope of the SNR change becomes zero.

도 11을 참고하여 설명하면, 바이어스 전압이 V1인 지점에서의 SNR의 변화 기울기가 양수인 경우, 제어부(340)는 바이어스 전압을 증가시키면서 SNR의 변화 기울기를 계속 산출할 수 있다. Referring to FIG. 11, when the slope of the change in SNR at the point where the bias voltage is V1 is a positive number, the controller 340 can continuously calculate the slope of change in SNR while increasing the bias voltage.

다른 예를 들어, 바이어스 전압이 V2인 지점에서의 SNR의 변화 기울기가 음수인 경우, 제어부(340)는 바이어스 전압을 감소시키면서 SNR의 변화 기울기를 계속 산출할 수 있다. For example, if the slope of the change in SNR at the point where the bias voltage is V2 is negative, the control unit 340 can continue to calculate the slope of the change in SNR while reducing the bias voltage.

또한 바이어스 전압을 변경하면서 SNR의 변화 기울기가 0인 지점을 결정한 경우, 제어부(340)는 SNR의 변화 기울기가 0인 지점에 대응하는 바이어스 전압(Vr)으로 변경하도록 전압 공급부(650)를 제어하거나, SNR의 변화 기울기가 0인 지점에 대응하는 바이어스 전압(Vr)을 유지하도록 전압 공급부(650)를 제어할 수 있다.Further, when changing the bias voltage and determining a point where the change slope of the SNR is 0, the control unit 340 controls the voltage supply unit 650 to change the bias voltage Vr corresponding to the point where the slope of change in SNR is 0 , The voltage supply unit 650 can be controlled to maintain the bias voltage (Vr) corresponding to the point where the change slope of the SNR is zero.

한편 SNR의 변화 기울기가 0이 되는 지점을 결정하는 것의 의미는, 바이어스 전압을 변경하면서 SNR이 최대값이 되는 지점을 결정하는 것을 의미할 수도 있다.On the other hand, the meaning of determining the point at which the slope of the change in SNR becomes zero may mean the point at which the SNR becomes the maximum value while changing the bias voltage.

예를 들어 제1 바이어스 전압으로 검출 신호를 증폭하는 중 제1 SNR이 획득되었고, 제1 바이어스 전압보다 더 작은 제2 바이어스 전압으로 변경한 후 획득한 제2 SNR이 제1 SNR 보다 큰 경우, 제어부(640)는 바이어스 전압을 더 낮출 수 있다. 그리고 제2 바이어스 전압보다 더 작은 제3 바이어스 전압으로 변경한 후 획득한 제3 SNR이 제2 SNR보다 작은 경우, 제어부(640)는 제2 SNR을 최대값으로 결정하고 제2 바이어스 전압을 SNR을 최대로 만드는 바이어스 전압으로 결정할 수 있다. 이 경우 제어부(640)는 제2 바이어스 전압을 유지하도록 전압 공급부(650)를 제어할 수 있다.For example, if the first SNR of amplifying the detection signal with the first bias voltage is obtained and the second SNR obtained after changing to the second bias voltage smaller than the first bias voltage is greater than the first SNR, RTI ID = 0.0 > 640 < / RTI > can further lower the bias voltage. If the third SNR obtained after changing the third bias voltage to a third bias voltage smaller than the second bias voltage is smaller than the second SNR, the controller 640 determines the second SNR as the maximum value and the second bias voltage as the SNR It is possible to determine the maximum bias voltage. In this case, the controller 640 may control the voltage supplier 650 to maintain the second bias voltage.

또 다른 예를 들어 제1 바이어스 전압으로 검출 신호를 증폭하는 중 제1 SNR이 획득되었고, 제1 바이어스 전압보다 더 작은 제2 바이어스 전압으로 변경한 후 획득한 제2 SNR이 제1 SNR 보다 작은 경우, 제어부(640)는 바이어스 전압을 다시 높힐 수 있다. 그리고 제1 바이어스 전압보다 더 큰 제3 바이어스 전압으로 변경한 후 획득한 제3 SNR이 제1 SNR보다 작은 경우, 제어부(640)는 제1 SNR을 최대값으로 결정하고, 제1 바이어스 전압을 계속 유지하도록 전압 공급부(650)를 제어할 수 있다.For example, if the first SNR of amplifying the detection signal with the first bias voltage is obtained and the second SNR obtained after changing to the second bias voltage smaller than the first bias voltage is smaller than the first SNR , The control unit 640 can increase the bias voltage again. If the third SNR obtained after changing to the third bias voltage that is larger than the first bias voltage is smaller than the first SNR, the controller 640 determines the first SNR as the maximum value and continues the first bias voltage The voltage supply unit 650 can be controlled.

본 라이다 시스템은, 바이어스 전압의 변경에 따른 SNR 그래프를 이용하여, 검출 신호의 SNR이 항상 최대값을 유지하도록 제어할 수 있다. 이에 따라 외란으로 인하여 외부 노이즈가 변경되거나 온도의 변화에도 불구하고, 검출 신호의 SNR이 항상 최대값이 되기 때문에, 광 신호 수신부(620)의 온도가 일정하게 유지되는 것과 같은 효과를 달성할 수 있다. 이에 따라 외부 노이즈의 변경 또는 온도의 변화에도 불구하고 대상 물체와의 거리를 정확하게 측정할 수 있다.In the case of the main lidar system, it is possible to control so that the SNR of the detection signal always maintains the maximum value by using the SNR graph according to the change of the bias voltage. Thus, the effect that the temperature of the optical signal receiving unit 620 is kept constant can be achieved because the SNR of the detection signal always becomes the maximum value regardless of the change of the external noise or the change of the temperature due to the disturbance . Thus, the distance to the object can be accurately measured even when the external noise is changed or the temperature is changed.

한편, 제어부(640)는 특정 이벤트가 발생하면 검출 신호의 SNR의 변화 기울기를 획득할 수 있다.Meanwhile, the control unit 640 can acquire a change slope of the SNR of the detection signal when a specific event occurs.

구체적으로 제어부(640)는 라이다 시스템(600)의 전원이 턴 온(turn on)되거나 라이다 시스템(600)을 이용한 거리 측정이 시작된 경우(예를 들어 거리 측정의 시작 입력이 수신된 경우), 검출 신호의 SNR의 변화 기울기를 획득하고 SNR의 변화 기울기에 기초하여 바이어스 전압을 변경할 수 있다.Specifically, when the power of the LIDAR system 600 is turned on or the distance measurement using the LIDAR system 600 is started (for example, when the start input of the distance measurement is received) , It is possible to obtain the change slope of the SNR of the detection signal and to change the bias voltage based on the slope of the change of the SNR.

즉 라이다 시스템은, 거리 측정을 시작하기 이전에 미리, 장소나 외부 환경에 따라 달라지는 외부 노이즈 및 온도를 반영하여 SNR이 최대가 되는 지점 및 이에 대응하는 바이어스 전압을 결정하고, 거리 측정 중 외부 노이즈나 온도 변화에 따른 보상을 수행할 수 있다.In other words, before starting the distance measurement, the Lida system determines the point at which the SNR becomes maximum and the bias voltage corresponding to the external noise and the temperature which vary depending on the place or the external environment before starting the distance measurement, Or compensation according to the temperature change can be performed.

또한 제어부(640)는 현재 SNR의 기 설정된 값 이상의 변화가 있는 경우 또는 잡음의 크기가 기 설정된 값 이상 변경된 경우, 검출 신호의 SNR의 변화 기울기를 획득하고 SNR의 변화 기울기에 기초하여 바이어스 전압을 변경할 수 있다.The control unit 640 obtains the change slope of the SNR of the detection signal and changes the bias voltage based on the change slope of the SNR when the change of the SNR is greater than or equal to a predetermined value, .

구체적으로, 온도 또는 외란에 의한 외부 노이즈는 거리 측정이 수행되고 있는 중에 변경될 수 있다. 이 경우 제어부(640)는 이전 SNR로부터 현재 SNR의 기 설정된 값 이상의 변화, 또는 이전 잡음의 크기로부터 현재 잡음의 크기의 기 기설정된 값 이상의 변화를 통하여, 온도의 변경 또는 외란의 발생 여부를 판단할 수 있다.Specifically, external noise due to temperature or disturbance can be changed while the distance measurement is being performed. In this case, the controller 640 determines whether a change in temperature or a disturbance occurs through a change of the current SNR from a previous SNR or a change of a value of the current noise from a magnitude of the previous noise to a predetermined value or more .

그리고 현재 SNR의 기 설정된 값 이상의 변화가 있는 경우 또는 잡음의 크기가 기 설정된 값 이상 변경된 경우, 제어부(640)는 검출 신호의 SNR의 변화 기울기를 획득하고 SNR의 변화 기울기가 0이 되도록 바이어스 전압을 변경할 수 있다.If there is a change of more than a predetermined value of the current SNR or if the noise is changed by more than a predetermined value, the controller 640 obtains the slope of the SNR change of the detection signal and sets the bias voltage Can be changed.

이에 따라 라이다 시스템은, 온도 조건이 변화하거나 외부 노이즈가 변경되는 등의 환경에서도 SNR을 최대로 유지함으로써, 강건한 온도 보상을 수행하고 오작동을 방지할 수 있다.Accordingly, the LIDAR system can maintain the SNR at a maximum even in an environment such as a temperature condition change or an external noise change, so that robust temperature compensation can be performed and malfunctions can be prevented.

이 밖에도 새로운 셋팅을 위한 사용자 입력이 수신되는 경우, 또는 기 설정된 시간 단위로, 제어부(640)는 검출 신호의 SNR의 변화 기울기를 획득하고 SNR의 변화 기울기가 0이 되도록 바이어스 전압을 변경할 수 있다. 또한 기 설정된 시간 단위로 SNR의 변화 기울기를 획득하는 것 없이, 기준 신호를 이용하여 거리 측정을 하는 중 계속적으로 SNR의 변화 기울기를 획득하여 바이어스 전압을 변경할 수도 있다.In addition, when a user input for a new setting is received, or on a predetermined time unit basis, the controller 640 may obtain the change slope of the SNR of the detection signal and change the bias voltage so that the slope of the SNR change becomes zero. Also, the bias voltage can be changed by continuously acquiring the change slope of the SNR during the distance measurement using the reference signal without acquiring the change slope of the SNR in a predetermined time unit.

도 12는 본 발명의 실시 예에 따른, 라이다 시스템의 제2 실시 예의 제어 블록도를 도시한 도면이다.12 is a diagram showing a control block diagram of a second embodiment of a ladder system according to an embodiment of the present invention.

특정 이벤트가 발생하면, 바이어스 전압 제어부(646)는 바이어스 전압을 변경하고 변경된 바이어스 전압을 광 신호 수신부(620)에 인가할 수 있다.When a specific event occurs, the bias voltage control unit 646 may change the bias voltage and apply the changed bias voltage to the optical signal receiving unit 620.

한편, 기존의 온도 조건이나 외부 노이즈가 그대로 유지되는 경우 SNR의 기울기가 0이 되는 지점은 변경되지 않는다. 또한 기존의 온도 조건이나 외부 노이즈는 급격한 변화보다는 점진적인 변화가 있을 가능성이 높기 때문에, SNR의 기울기가 0이 되는 지점 역시 작은 변화만 있을 가능성이 높다.On the other hand, when the existing temperature condition or external noise is maintained, the point at which the slope of the SNR becomes zero is not changed. Also, since the existing temperature condition or external noise is more likely to change gradually than the sudden change, the point where the SNR slope becomes zero is likely to be small.

따라서 바이어스 전압 제어부(646)는 기존의 바이어스 전압을 기 설정된 범위 이내에서 변경하고, 기 설정된 범위 이내에서 변경된 바이어스 전압을 광 신호 수신부(620)에 인가할 수 있다.Therefore, the bias voltage control unit 646 can change the existing bias voltage within a predetermined range, and apply the bias voltage changed within the preset range to the optical signal receiving unit 620.

한편 제어부(640)는 SNR 측정부(642), 기울기 측정부(644) 및 바이어스 전압 제어부(646)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the control unit 640 may include an SNR measuring unit 642, a tilt measuring unit 644, and a bias voltage controlling unit 646.

SNR 측정부(642)는 검출 신호의 크기 및 검출 신호 내 존재하는 잡음의 크기에 기초하여 SNR을 산출할 수 있다.The SNR measuring unit 642 can calculate the SNR based on the magnitude of the detection signal and the magnitude of noise present in the detection signal.

한편 기울기 측정부(644)는, 기존의 SNR 및 바이어스 전압이 변경된 후의 SNR을 이용하여, SNR의 변화 기울기를 산출할 수 있다.On the other hand, the tilt measuring unit 644 can calculate the change slope of the SNR using the SNR after the existing SNR and the bias voltage are changed.

한편 바이어스 전압 제어부(646)는, SNR의 변화 기울기 및 SNR의 기준 변화 기울기(예를 들어 SNR의 크기가 최대가 되는 지점을 유지하도록 설정한 경우, SNR의 기준 변화 기울기는 0)의 차에 기초하여, 바이어스 전압의 변경량을 나타내는 제어 신호를 전압 공급부(650)에 출력할 수 있다.On the other hand, the bias voltage control unit 646 controls the bias voltage control unit 646 based on the difference between the SNR change slope and the SNR reference slope (for example, when the SNR is set to maintain the maximum SNR slope of 0) And outputs a control signal indicating the amount of change of the bias voltage to the voltage supply unit 650. [

라이다 시스템은, 이와 같은 과정을 반복하면서 SNR의 변화 기울기가 0이 되는 지점을 산출하고, SNR의 변화 기울기가 0이 되는 지점이 산출되면 SNR의 변화 기울기가 0이 되는 지점에 대응하는 바이어스 전압을 공급할 수 있다.The lidar system calculates the point at which the slope of the SNR changes to zero while repeating the above process. When the point at which the slope of the SNR changes to zero is calculated, the bias voltage corresponding to the point at which the slope of the SNR changes to zero Can be supplied.

한편 상술한 제2 실시 예는, 기준 신호의 SNR의 기울기를 산출하는 방식으로 구현될 수 있다.Meanwhile, the second embodiment described above can be implemented in a manner of calculating the slope of the SNR of the reference signal.

제2 검출 신호는 SNR의 기울기 산출에 이용될 수 있다.And the second detection signal can be used for calculating the slope of the SNR.

구체적으로 제어부(640)는 바이어스 전압을 변경하면서 획득한 제2 검출 신호의 크기 및 제2 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 제2 검출 신호의 SNR의 변화 기울기를 획득할 수 있다.Specifically, the control unit 640 can obtain the change slope of the SNR of the second detection signal based on the magnitude of the second detection signal obtained while changing the bias voltage and the magnitude of the noise in the second detection signal.

또한 제어부(640)는 제2 검출 신호의 SNR의 변화 기울기를 이용하여, 제2 검출 신호의 SNR의 변화 기울기가 0이 되도록 바이어스 전압을 변경할 수 있다.Also, the controller 640 can change the bias voltage so that the slope of the SNR change of the second detection signal becomes zero, using the slope of the SNR change of the second detection signal.

그리고 바이어스 전압의 변경에 따라 제2 검출 신호의 SNR의 변화 기울기가 0이 되면, 제어부(640)는 제2 검출 신호의 SNR의 변화 기울기가 0이 되는 지점에 대응하는 바이어스 전압을 유지하도록 전압 공급부(650)를 제어할 수 있다.When the slope of the SNR change of the second detection signal becomes 0 according to the change of the bias voltage, the controller 640 controls the voltage supply unit 640 to maintain the bias voltage corresponding to the point where the slope of the SNR change of the second detection signal becomes 0, (650).

또한 제어부(640)는 제2 검출 신호의 SNR의 변화 기울기가 0이 되도록 하는 바이어스 전압이 공급되는 중, 제1 검출 신호 및 제1 검출 신호를 야기한 레이저광 신호의 시간 차를 이용하여 대상 물체와의 거리를 획득할 수 있다. 즉 온도가 변경되는 경우에도, SNR을 최대로 유지하면서 온도 보상을 했기 때문에, 온도 변화에도 불구하고 대상 물체와의 거리가 오차 없이 정확하게 측정될 수 있다.Further, the controller 640 controls the phase of the first detection signal and the first detection signal, using the time difference between the first detection signal and the laser light signal causing the first detection signal, while the bias voltage is supplied so that the slope of the SNR of the second detection signal becomes zero. Can be obtained. That is, even when the temperature is changed, since the temperature compensation is performed while the SNR is kept at the maximum, the distance to the object can be measured accurately without any error despite the temperature change.

도 13 내지 도 15는 본 발명의 실시 예에 따른, 기준 신호의 획득 방법을 설명하기 위한 도면이다.13 to 15 are diagrams for explaining a method of acquiring a reference signal according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 신호의 크기 및 노이즈의 크기를 이용하여 SNR을 산출함으로써 온도 보상을 하게 된다. 따라서 신호의 크기가 온도 변수에 의해서만 변경이 되어야, 정확한 온도 보상이 가능하다.In the present invention, temperature compensation is performed by calculating the SNR using the magnitude of the signal and the magnitude of the noise. Therefore, the signal size must be changed only by the temperature variable, and accurate temperature compensation is possible.

다만 대상 물체에서 반사된 후 다시 라이다 시스템으로 돌아오는 광 신호의 크기는 대상 물체의 반사율에 따라 상이하기 때문에, 이를 이용하여 SNR을 산출하는 경우에는 오차가 발생할 수 있다.However, since the size of the optical signal that returns to the lidar system after being reflected from the object is different depending on the reflectance of the object, an error may occur when the SNR is calculated using the optical signal.

따라서 대상물체가 무엇인지에 관계 없이 온도에 의해서만 크기가 변하는 펄스 신호를 생성할 필요가 있으며, 이하에서는 온도에 의해서만 크기가 변하는 기준 신호에 대해서 설명한다.Therefore, it is necessary to generate a pulse signal whose magnitude changes only by temperature regardless of the object, and a reference signal whose magnitude changes only by temperature will be described below.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른, 기준 신호를 획득하기 위한 라이다 시스템의 제1 광학계(1300)를 도시한 도면이다.13 is a diagram illustrating a first optical system 1300 of a ladder system for obtaining a reference signal, in accordance with an embodiment of the present invention.

도 13을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기준 신호를 획득하기 위한 제1 광학계(1300)는, 레이저 모듈(1310), 콜리메이터(1330), 빔 스플리터(1340), 기준 신호 반사기(1345), 집광 렌즈(1350) 및 광 신호 수신부(1320)를 포함할 수 있다.13, a first optical system 1300 for obtaining a reference signal according to an embodiment of the present invention includes a laser module 1310, a collimator 1330, a beam splitter 1340, a reference signal reflector 1345, A condenser lens 1350, and an optical signal receiving unit 1320. [

레이저 모듈(1310)은 제어부(640)의 제어 하에, 레이저 광 신호를 조사할 수 있다. 한편 레이저 광 신호(S1)는 콜리메이터(1330)를 거쳐 빔 스플리터(beam splitter) (1340)로 조사될 수 있다.The laser module 1310 can irradiate the laser light signal under the control of the control unit 640. [ Meanwhile, the laser light signal S1 may be irradiated to a beam splitter 1340 through a collimator 1330.

한편 빔 스플리터(1340)는 레이저 광 신호(S1)를 대상 물체(2000)로 향하는 광 신호(S3) 및 기준 신호(S2)로 분리할 수 있다.On the other hand, the beam splitter 1340 can separate the laser light signal S1 into an optical signal S3 and a reference signal S2 directed to the object 2000.

구체적으로 빔 스플리터(1340)는 조사된 레이저 광 신호(S1)의 일부는 투과하고, 다른 일부는 반사함으로써, 레이저 광 신호를 대상 물체(2000)로 향하는 광 신호(S3) 및 광 신호 수신부(1320)로 향하는 기준 신호(S2)로 분리할 수 있다. 여기서 기준 신호(S2)는 광 신호 수신부(1320)로 직접 향할 수도 있으며, 다른 광학 장치를 통하여 경로가 변경되면서 광 신호 수신부(1320)로 향할 수도 있다.Specifically, the beam splitter 1340 transmits a part of the irradiated laser light signal S1 and reflects a part of the laser light signal S1 to the optical signal S3 directed to the object 2000 and the optical signal receiving unit 1320 To the reference signal S2. Here, the reference signal S2 may be directly directed to the optical signal receiving unit 1320 or may be directed to the optical signal receiving unit 1320 while changing the path through another optical device.

한편 기준 신호(S2)는 기준 신호 반사기(1345) 및 집광 렌즈(1350)를 거쳐 광 신호 수신부(1320)에서 수신될 수 있다. 이 경우 광 신호 수신부(1320)는 기준 신호(S2)를 검출하고 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 제2 검출 신호를 출력할 수 있다.Meanwhile, the reference signal S2 may be received by the optical signal receiving unit 1320 via the reference signal reflector 1345 and the condenser lens 1350. [ In this case, the optical signal receiving unit 1320 may detect the reference signal S2 and output a second detection signal amplified by an amplification factor corresponding to the bias voltage.

또한 대상 물체(2000)로 향하는 광 신호(S3)가 대상 물체(2000)에서 반사된 반사광 신호(S4) 역시, 집광 렌즈(1350)를 거쳐 광 신호 수신부(1320)에서 수신될 수 있다. 이 경우 이 경우 광 신호 수신부(1320)는 반사광 신호(S4)를 검출하고 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 제1 검출 신호를 출력할 수 있다.The reflected light signal S4 reflected by the object 2000 may also be received by the optical signal receiver 1320 through the condenser lens 1350. [ In this case, the optical signal receiving unit 1320 may detect the reflected light signal S4 and output a first detection signal amplified by an amplification factor corresponding to the bias voltage.

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른, 레이저 광 신호(S1), 기준 신호(S2) 및 반사광 신호(S4)를 도시한 도면이다.14 is a diagram showing a laser light signal S1, a reference signal S2 and a reflected light signal S4 according to the embodiment of the present invention.

대상물체마다 반사율이 다르기 때문에, 반사광 신호(S4)는 어느 대상물체에서 반사된 것인지에 따라 그 크기가 상이할 수 있다.Since the reflectance differs for each object, the magnitude of the reflected light signal S4 may be different depending on which object is reflected.

다만 기준 신호(S2)는 대상 물체(2000)와는 관계 없이(즉 대상 물체에서 반사되는 것 없이) 돌아오는 신호이기 때문에, 대상 물체의 반사율과는 관계 없이 온도에 의해서 신호의 크기가 변경될 수 있다.However, since the reference signal S2 is a signal that returns regardless of the object 2000 (i.e., does not reflect from the object), the size of the signal can be changed depending on the temperature irrespective of the reflectance of the object .

따라서 기준 신호를 이용하는 경우, 온도 보상의 정확성이 향상될 수 있다.Therefore, when the reference signal is used, the accuracy of the temperature compensation can be improved.

한편 라이다 시스템(600)은 제1 광학계(1300)를 포함하며, 대상 물체(2000)는 라이다 시스템(600)과 이격된 장소에 위치한다.On the other hand, the lidar system 600 includes a first optical system 1300, and the object 2000 is located at a position spaced apart from the ladal system 600.

따라서 레이저 광 신호(S1)가 조사된 후 먼저 기준 신호(S2)가 수신될 수 있으며, 그 다음에 반사광 신호(S4)가 수신될 수 있다.Therefore, the reference signal S2 can be received first after the laser light signal S1 is irradiated, and then the reflected light signal S4 can be received.

이 경우 제어부(640)는 레이저 광 신호(S1)가 조사된 후 기 설정된 시간 안에 수신된 신호를 기준 신호(S2)인 것으로 결정할 수 있다.In this case, the controller 640 can determine that the signal received within a predetermined time after the irradiation of the laser light signal S1 is the reference signal S2.

예를 들어 레이저 광 신호(S1)가 제1 시간(tref)에 조사되었고, 특정 신호가 제1 시간(tref) 이후 기 설정된 시간이 경과하지 않는 제2 시간(t1)에 수신된 경우, 제어부(640)는 수신된 특정 신호를 기준 신호인 것으로 결정할 수 있다. 이 경우 제어부(640)는 기준 신호를 증폭한 제2 증폭 신호를 이용하여 SNR을 산출할 수 있다.For example, when the laser light signal S1 is irradiated at the first time (tref) and the specific signal is received at the second time (t1) after a predetermined time has elapsed since the first time (tref) 640 may determine that the received specific signal is a reference signal. In this case, the controller 640 may calculate the SNR using the second amplified signal obtained by amplifying the reference signal.

한편 제어부(640)는 레이저 광 신호(S1)가 조사된 후 기 설정된 시간이 경과한 후에 수신된 신호를 반사광 신호(S4)인 것으로 결정할 수 있다.On the other hand, the control unit 640 can determine that the received signal is the reflected light signal S4 after a lapse of a predetermined time since the irradiation of the laser light signal S1.

예를 들어 레이저 광 신호(S1)가 제1 시간(tref)에 조사되었고, 특정 신호가 제1 시간(tref) 이후 기 설정된 시간이 경과한 이후인 제3 시간(t2)에 수신된 경우, 제어부(640)는 수신된 특정 신호를 반사광 신호인 것으로 결정할 수 있다. 이 경우 제어부(640)는 제1 시간(tref) 및 제3 시간(t2)의 시간차를 이용하여 대상 물체(2000)와의 거리를 산출할 수 있다.For example, when the laser light signal S1 is irradiated at the first time (tref) and the specific signal is received at the third time (t2) after a predetermined time has elapsed since the first time (tref) The controller 640 can determine that the received specific signal is a reflected light signal. In this case, the control unit 640 can calculate the distance from the object 2000 using the time difference between the first time (tref) and the third time (t2).

본 발명은 대상 물체와의 종류와 관계 없이 온도에 따라 변하는 기준 신호를 이용하여 SNR을 측정함으로써, 온도 변화에 따른 보상을 정확하게 수행할 수 있는 장점이 있다.The present invention has an advantage of accurately performing compensation according to a temperature change by measuring the SNR using a reference signal varying with temperature regardless of the type of the object.

또한 본 발명은, 수신신호가 수신된 시간을 이용하여 기준 신호와 반사광 신호를 구분하기 때문에, 하나의 광 신호 수신부를 이용하여 SNR 측정 및 거리 측정을 동시에 수행할 수 있는 장점이 있다. Further, since the reference signal and the reflected light signal are distinguished from each other by using the time at which the received signal is received, the present invention has an advantage that SNR measurement and distance measurement can be simultaneously performed using one optical signal receiving unit.

도 15는 본 발명의 실시 예에 따른, 기준 신호를 획득하기 위한 라이다 시스템의 제2 광학계(1500)를 도시한 도면이다.15 is a diagram illustrating a second optical system 1500 of a ladder system for obtaining a reference signal, in accordance with an embodiment of the present invention.

도 15를 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기준 신호를 획득하기 위한 제2 광학계(1300)는, 레이저 모듈(1310), 콜리메이터(1330), 스캐닝 미러(1510), 집광 렌즈(1350) 및 광 신호 수신부(1320)를 포함할 수 있다.15, a second optical system 1300 for obtaining a reference signal according to an embodiment of the present invention includes a laser module 1310, a collimator 1330, a scanning mirror 1510, a condenser lens 1350, And an optical signal receiving unit 1320.

레이저 모듈(1310)은 제어부(640)의 제어 하에, 레이저 광 신호를 조사할 수 있다. 한편 레이저 광 신호(S1)는 콜리메이터(1330)를 거쳐 스캐닝 미러(1510)로 조사될 수 있다.The laser module 1310 can irradiate the laser light signal under the control of the control unit 640. [ On the other hand, the laser light signal S1 can be irradiated to the scanning mirror 1510 through the collimator 1330.

한편 스캐닝 미러(1510)는 회전축을 중심으로 회전하며 레이저 광 신호(S1)를 반사할 수 있다. On the other hand, the scanning mirror 1510 can rotate around the rotation axis and reflect the laser light signal S1.

이 경우 스캐닝 미러(1510)는, 레이저 광 신호(S1)가 스캐닝 미러(1510)에서 반사된 후 대상 물체(2000)로 향하는 광 신호(S3) 및 레이저 광 신호(S1)가 스캐닝 미러(1510)에서 반사된 후 광 신호 수신부(1320)로 향하는 기준 신호(S2)를 생성할 수 있다.In this case, the scanning mirror 1510 causes the optical signal S3 and the laser light signal S1, which are directed to the object 2000 after the laser light signal S1 is reflected by the scanning mirror 1510, And then generates a reference signal S2 directed to the optical signal receiving unit 1320. [

한편 기준 신호(S2)는 집광 렌즈(1350)를 거쳐 광 신호 수신부(1320)에서 수신될 수 있다. 이 경우 광 신호 수신부(1320)는 기준 신호(S2)를 검출하고 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 제2 검출 신호를 출력할 수 있다.Meanwhile, the reference signal S2 may be received by the optical signal receiving unit 1320 via the condenser lens 1350. [ In this case, the optical signal receiving unit 1320 may detect the reference signal S2 and output a second detection signal amplified by an amplification factor corresponding to the bias voltage.

또한 대상 물체(2000)로 향하는 광 신호(S3)가 대상 물체(2000)에서 반사된 후 스캐닝 미러(1510)에서 다시 반사된 반사광 신호(S4) 역시, 집광 렌즈(1350)를 거쳐 광 신호 수신부(1320)에서 수신될 수 있다. 이 경우 이 경우 광 신호 수신부(1320)는 반사광 신호(S4)를 검출하고 바이어스 전압에 대응하는 증폭률로 증폭한 제1 검출 신호를 출력할 수 있다.The reflected light signal S4 reflected by the scanning mirror 1510 after the optical signal S3 directed to the object 2000 is reflected by the object 2000 is also reflected by the optical signal receiver 1320. < / RTI > In this case, the optical signal receiving unit 1320 may detect the reflected light signal S4 and output a first detection signal amplified by an amplification factor corresponding to the bias voltage.

그리고 대상 물체(2000)와는 관계 없이(즉 대상 물체에서 반사되는 것 없이) 돌아오는 기준 신호(S2)를 이용하여, 라이다 시스템은 온도 보상을 수행할 수 있다.Using the reference signal S2 returning regardless of the object 2000 (i.e., without being reflected from the object), the LIDAR system can perform temperature compensation.

한편 라이다 시스템(600)은 제2 광학계(1500)를 포함하며, 대상 물체(2000)는 라이다 시스템(600)과 이격된 장소에 위치한다.On the other hand, the lidar system 600 includes a second optical system 1500, and the object 2000 is located at a position spaced apart from the ladal system 600.

이 경우 제어부(640)는 레이저 광 신호(S1)가 조사된 후 기 설정된 시간 안에 수신된 신호를 기준 신호(S2)인 것으로 결정할 수 있다. 그리고 기준 신호(S2)를 증폭한 제2 검출 신호를 이용하여 SNR의 크기 및 SNR의 기울기 측정이 수행될 수 있다.In this case, the controller 640 can determine that the signal received within a predetermined time after the irradiation of the laser light signal S1 is the reference signal S2. And the slope measurement of the SNR size and the SNR may be performed using the second detection signal obtained by amplifying the reference signal S2.

한편 제어부(640)는 레이저 광 신호(S1)가 조사된 후 기 설정된 시간이 경과한 후에 수신된 신호를 반사광 신호(S4)인 것으로 결정할 수 있다. 그리고 라이다 시스템은 반사광 신호(S4)를 이용하여 거리 측정을 수행할 수 있다.On the other hand, the control unit 640 can determine that the received signal is the reflected light signal S4 after a lapse of a predetermined time since the irradiation of the laser light signal S1. And the lidar system can perform the distance measurement using the reflected light signal S4.

한편 제어부(640)는 동일한 각도에서 측정된 SNR 들을 이용하여, 기준 SNR과 현재 SNR의 차를 산출하거나 SNR의 기울기를 산출할 수 있다.Meanwhile, the controller 640 may calculate the difference between the reference SNR and the current SNR or the slope of the SNR using the SNRs measured at the same angle.

구체적으로 스캐닝 미러(1510)를 장착한 라이다 시스템은, 스캐닝 미러(1510)를 회전 시켜가면서 주변의 대상 물체와의 거리를 측정하는 방식이다. 그리고 기준 신호의 크기는 스캐닝 미러(1510)의 각도마다 상이할 수 있다.Specifically, the Lada system equipped with the scanning mirror 1510 measures the distance between the scanning mirror 1510 and the surrounding object while rotating the scanning mirror 1510. And the magnitude of the reference signal may be different for each angle of the scanning mirror 1510. [

따라서 제어부(640)는 스캐닝 미러(1510)의 회전각에 기초하여, 동일한 회전각에서 검출된 기준 신호 들을 이용하여 SNR의 비교를 수행할 수 있다.Therefore, the control unit 640 can perform the comparison of the SNR using the reference signals detected at the same rotation angle, based on the rotation angle of the scanning mirror 1510. [

예를 들어, 제1 회전각에서 수신된 기준 신호를 이용하여 산출된 제1 SNR, 제2 회전각에서 수신된 기준 신호를 이용하여 산출된 제2 SNR 및 제3 회전각에서 수신된 기준 신호를 이용하여 산출된 제3 SNR이 저장부에 저장되어 있을 수 있다.For example, the first SNR calculated using the reference signal received at the first rotation angle, the second SNR calculated using the reference signal received at the second rotation angle, and the second SNR calculated using the reference signal received at the third rotation angle And the third SNR calculated using the third SNR may be stored in the storage unit.

이 경우 제어부(640)는, 스캐닝 미러(1510)의 현재 회전각에 대한 정보를 획득할 수 있다. 그리고 스캐닝 미러(1510)의 현재 회전각이 제1 회전각인 경우, 제어부(640)는 제1 회전각에서 수신된 기준 신호를 이용하여 제4 SNR을 산출하고, 상기 제4 SNR을 상기 제1 SNR과 비교할 수 있다. 또한 스캐닝 미러(1510)의 현재 회전각이 제2 회전각인 경우, 제어부(640)는 제2 회전각에서 수신된 기준 신호를 이용하여 제5 SNR을 산출하고, 상기 제5 SNR을 상기 제2 SNR과 비교할 수 있다. 또한 스캐닝 미러(1510)의 현재 회전각이 제3 회전각인 경우, 제어부(640)는 제3 회전각에서 수신된 기준 신호를 이용하여 제6 SNR을 산출하고, 상기 제6 SNR을 상기 제3 SNR과 비교할 수 있다. 그리고 비교 결과에 기초하여 제어부(640)는 SNR이 최대값을 유지하도록 바이어스 전압을 제어할 수 있다.In this case, the control unit 640 can acquire information on the current rotation angle of the scanning mirror 1510. If the current rotation angle of the scanning mirror 1510 is the first rotation angle, the controller 640 calculates a fourth SNR using the reference signal received at the first rotation angle, and outputs the fourth SNR to the first SNR . If the current rotation angle of the scanning mirror 1510 is the second rotation angle, the controller 640 calculates a fifth SNR using the reference signal received at the second rotation angle, and outputs the fifth SNR to the second SNR . When the current rotation angle of the scanning mirror 1510 is the third rotation angle, the controller 640 calculates the sixth SNR using the reference signal received at the third rotation angle, and outputs the sixth SNR to the third SNR . Based on the comparison result, the controller 640 can control the bias voltage so that the SNR is maintained at the maximum value.

이와 같이 본 실시 예에 따르면, 회전식 스캐닝 미러에서 반사되어 광 신호 수신부로 돌아오는 광 신호를 기준 신호로 이용함으로써, 레이저 광 신호의 분배를 위한 광학계의 구성 없이도 기준 신호를 획득할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the present embodiment, by using an optical signal reflected from the rotary scanning mirror and returning to the optical signal receiving section as a reference signal, it is possible to acquire the reference signal without the configuration of the optical system for distributing the laser optical signal .

한편 본 발명은 기준 신호 및 기준 신호를 증폭한 제2 검출 신호를 이용하여 SNR을 획득하는데 한정되지 아니하며, SNR은 반사광 신호를 이용하여 획득될 수도 있다. 즉, 앞서 기준 신호 및 제2 검출 신호를 이용하여 수행되는 모든 기능은, 반사광 신호 및 제1 검출 신호를 이용하여 수행될 수도 있다.However, the present invention is not limited to obtaining the SNR using the second detection signal obtained by amplifying the reference signal and the reference signal, and the SNR may be obtained using the reflected light signal. That is, all functions performed using the reference signal and the second detection signal may be performed using the reflected light signal and the first detection signal.

예를 들어, 제어부(640)는 레이저광 신호 및 제1 검출 신호의 시간차에 기초하여 대상 물체와의 거리를 획득할 수 있다. 또한 제어부(640)는 제1 검출 신호의 크기 및 제1 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 현재 SNR을 획득하고, 현재 SNR에 기초하여 바이어스 전압을 변경할 수 있다. 또한 제어부(640)는 바이어스 전압을 변경하면서 획득한 제1 검출 신호의 크기 및 제1 검출 신호 내 잡음의 크기에 기초하여 기준 SNR을 획득할 수 있다. 또한 제어부(640)는 제1 검출신호의 크기 및 제1 검출신호 내 잡음의 크기에 기초하여 제1 검출신호의 SNR의 변화 기울기를 획득하고, SNR의 변화 기울기에 기초하여 바이어스 전압을 변경할 수 있다.For example, the control unit 640 can obtain the distance to the object based on the time difference between the laser light signal and the first detection signal. Further, the control unit 640 may obtain the current SNR based on the magnitude of the first detection signal and the magnitude of the noise in the first detection signal, and may change the bias voltage based on the current SNR. Also, the control unit 640 may obtain the reference SNR based on the magnitude of the first detection signal acquired while changing the bias voltage and the magnitude of the noise in the first detection signal. Further, the control unit 640 can obtain the change slope of the SNR of the first detection signal based on the magnitude of the first detection signal and the magnitude of the noise in the first detection signal, and change the bias voltage based on the slope of the change in SNR .

한편, 제어부(640)는 일반적으로 장치의 제어를 담당하는 구성으로, 중앙처리장치, 마이크로 프로세서, 프로세서 등의 용어와 혼용될 수 있다.On the other hand, the control unit 640 is generally configured to control the apparatus, and may be used in combination with terms such as a central processing unit, a microprocessor, a processor, and the like.

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 있다. 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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, . The foregoing detailed description should not be construed in all aspects as limiting 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.

610: 레이저 모듈 620: 광 신호 수신부
630: 검출부 640: 제어부
650: 전압 공급부610: Laser module 620: Optical signal receiver
630: Detector 640:
650:

Claims

A voltage supplier for applying a bias voltage;
A laser module for irradiating a laser light signal;
An optical signal receiver for detecting a received signal caused by the laser light signal and outputting a detection signal obtained by amplifying the received signal with an amplification factor corresponding to the bias voltage;
A detector for detecting a magnitude of the detection signal and a magnitude of noise in the detection signal; And
Acquiring a distance from the object based on a time difference between the laser light signal and the detection signal, obtaining a current SNR based on the magnitude of the detection signal and the magnitude of noise in the detection signal, And a control unit for controlling the voltage supply unit to change the bias voltage
Lida system.

The method according to claim 1,
Wherein,
And controls the voltage supply unit so that the bias voltage is supplied so that the current SNR becomes equal to the reference SNR
Lida system.

3. The method of claim 2,
The reference SNR may be expressed as:
The maximum value of the signal-to-noise ratio in the current driving environment of the LIDAR system
Lida system.

The method of claim 3,
The reception signal may include:
The laser light signal includes a reflected light signal reflected by the object and a reference signal received regardless of the object,
Wherein the optical signal receiver comprises:
A first detection signal obtained by amplifying the reflected light signal with an amplification factor corresponding to the bias voltage, and a second detection signal obtained by amplifying the reference signal with an amplification factor corresponding to the bias voltage,
Wherein,
A distance between the laser light signal and the first detection signal is acquired based on a time difference between the laser light signal and the first detection signal
Lida system.

5. The method of claim 4,
Wherein,
The reference SNR is obtained based on the magnitude of the second detection signal obtained while changing the bias voltage and the magnitude of the noise in the second detection signal
Lida system.

5. The method of claim 4,
Wherein,
The current SNR is obtained based on the magnitude of the second detection signal and the magnitude of the noise in the second detection signal
Lida system.

A voltage supplier for applying a bias voltage;
A laser module for irradiating a laser light signal;
An optical signal receiver for detecting a received signal caused by the laser light signal and outputting a detection signal obtained by amplifying the received signal with an amplification factor corresponding to the bias voltage;
A detector for detecting a magnitude of the detection signal and a magnitude of noise in the detection signal; And
Obtains a distance from the object based on a time difference between the laser light signal and the detection signal, acquires a change slope of the SNR of the detection signal based on the magnitude of the detection signal and the magnitude of the noise in the detection signal , And a control section for controlling the voltage supply section to change the bias voltage based on a change slope of the SNR
Lida system.

8. The method of claim 7,
Wherein,
The bias voltage is changed so that the change slope of the SNR becomes zero
Lida system.

8. The method of claim 7,
The reception signal may include:
The laser light signal includes a reflected light signal reflected by the object and a reference signal received regardless of the object,
Wherein the optical signal receiver comprises:
A first detection signal obtained by amplifying the reflected light signal with an amplification factor corresponding to the bias voltage, and a second detection signal obtained by amplifying the reference signal with an amplification factor corresponding to the bias voltage,
Wherein,
A distance between the laser light signal and the first detection signal is acquired based on a time difference between the laser light signal and the first detection signal
Lida system.

10. The method of claim 9,
Wherein,
Acquiring a change slope of the SNR based on the magnitude of the second detection signal and the magnitude of the noise of the second detection signal obtained while changing the bias voltage
Lida system.

8. The method of claim 7,
Wherein,
Acquires a change slope of the SNR of the detection signal when a specific event occurs,
The specific event may be,
The method comprising the steps of: turning on the power of the lidar system; starting a distance measurement; receiving user input for setting a reference SNR; changing the SNR of the detection signal by more than a predetermined value; At least one of the changes above the preset value
Lida system.

10. The method of claim 9,
Further comprising a beam splitter for separating the laser light signal into an optical signal directed to the object and the reference signal
Lida system.

10. The method of claim 9,
Further comprising a scanning mirror which rotates about a rotation axis and reflects the laser light signal to generate an optical signal directed to the object and the reference signal
Lida system.