KR20190130495A - 라이다 장치 및 라이다 장치에 이용되는 회전 다면 미러 - Google Patents

라이다 장치 및 라이다 장치에 이용되는 회전 다면 미러 Download PDF

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KR20190130495A
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Abstract

본 발명은 라이다 장치 및 라이다 장치에 이용되는 회전 다면 미러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치 및 라이다 장치에 이용되는 회전 다면 미러에 관한 것이다. 본 발명에 따른 라이다 장치는, 레이저를 출사하는 레이저 출력부, 상기 레이저 출력부에서 출사된 레이저를 획득하여 상기 레이저의 이동경로를 지속적으로 변경시킴으로써 조사영역을 선 형태로 확장시키는 제1 스캐닝부, 상기 제1 스캐닝부에서 조사된 조사영역이 선 형태인 레이저를 획득하여 이동경로를 지속적으로 변경시킴으로써 조사영역을 면 형태로 확장시키는 제2 스캐닝부 및 스캔영역상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 감지하는 센서부를 포함하되, 상기 제1 스캐닝부는 기 설정된 각도 범위에서 노딩하며, 상기 레이저 광의 이동경로를 수직방향으로 변경시킴으로써 조사영역을 수직방향의 선 형태로 확장시키는 노딩미러를 포함하며, 상기 제2 스캐닝부는 수직방향으로 설정된 일 축을 기준으로 회전함에 따라 상기 조사영역이 수직방향의 선 형태인 레이저의 이동경로를 수평방향으로 변경시킴으로써 조사영역을 면 형태로 확장시키는 회전 다면 미러를 포함할 수 있다.

Description

라이다 장치 및 라이다 장치에 이용되는 회전 다면 미러 {A LIDAR DEVICE AND ROTATING POLIGON MIRROR USED IN THE LIDAR DEVICE}
본 발명은 레이저를 이용하여 대상체의 거리 정보를 획득하는 라이다 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 본 발명은 스캔영역을 향해 레이저를 조사하고 상기 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사되는 레이저를 감지하여, 거리 정보를 획득하는 라이다 장치에 관한 것이다.
라이다 장치(LiDAR: Light Detecting And Ranging)는 레이저를 이용하여 대상체와의 거리를 탐지하는 장치이다. 또한 라이다 장치는 레이저를 이용한 포인트 클라우드(Point cloud)를 생성하여 주변에 존재하는 사물에 대한 위치정보를 획득할 수 있는 장치이다. 또한, 라이다 장치를 이용한 기상관측, 3차원 맵핑(3D mapping), 자율주행차량, 자율주행드론 및 무인 로봇 센서 등에 대한 연구 역시 활발히 진행되고 있다.
종래의 라이다 장치는 라이다 장치 자체를 기계적으로 회전시키거나, 확산렌즈를 이용하여 스캔영역을 확장해왔다. 그러나 라이다 장치 자체를 기계적으로 회전시키는 경우 다수의 레이저에서 발생하는 열적인 문제나, 기계적 회전에 따라 안정성, 내구성 등에 문제가 있었다. 또한 확산렌즈를 이용하여 스캔영역을 확장시키는 라이다 장치의 경우, 레이저의 확산으로 인해 측정 거리가 줄어드는 문제가 있었다.
최근에는 이러한 문제를 해결하기 위하여 라이다 장치 자체의 기계적 회전을 통하지 않고 스캔영역을 확장할 수 있으며, 라이다 장치의 성능을 향상시키기 위한 연구가 계속되고 있다.
일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 단일 채널의 레이저 만으로도 원하는 스캔영역을 갖는 라이다 장치에 관한 것이다.
또 다른 일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 레이저를 확산시키지 않고도 최소한의 전력으로 더 먼거리에 위치하는 대상체를 감지하기 위한 라이다 장치에 관한 것이다.
또 다른 일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 수광되는 레이저의 양을 증가시켜 최소한의 전력으로 더 먼거리에 위치하는 대상체를 감지하기 위한 라이다 장치에 관한 것이다.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저를 출사하는 레이저 출력부, 상기 레이저 출력부에서 출사된 레이저를 획득하여 상기 레이저의 이동경로를 지속적으로 변경시킴으로써 조사영역을 선 형태로 확장시키는 제1 스캐닝부, 상기 제1 스캐닝부에서 조사된 조사영역이 선 형태인 레이저를 획득하여 이동경로를 지속적으로 변경시킴으로써 스캔영역을 면 형태로 확장시키는 제2 스캐닝부 및 상기 스캔영역상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 감지하는 센서부를 포함하되, 상기 제1 스캐닝부는 기 설정된 각도 범위에서 노딩하며, 상기 레이저 광의 이동경로를 수직방향으로 변경시킴으로써 조사영역을 수직방향의 선 형태로 확장시키는 노딩미러를 포함하며, 상기 제2 스캐닝부는 수직방향으로 설정된 일 축을 기준으로 회전함에 따라 상기 조사영역이 수직방향의 선 형태인 레이저의 이동경로를 수평방향으로 변경시킴으로써 스캔영역을 면 형태로 확장시키는 회전 다면 미러를 포함할 수 있다.
다른 일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저를 출사하는 레이저 출력부, 상기 레이저 출력부에서 출사된 레이저를 획득하여 상기 레이저의 이동경로를 지속적으로 변경시킴으로써 조사영역을 선 형태로 확장시키는 제1 스캐닝부, 상기 제1 스캐닝부에서 조사된 조사영역이 선 형태인 레이저를 획득하여 이동경로를 지속적으로 변경시킴으로써 스캔영역을 면 형태로 확장시키는 제2 스캐닝부 및 상기 스캔영역상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 감지하는 센서부를 포함하되, 상기 라이다 장치는 상기 레이저 출력부에서 출사된 레이저가 스캔영역상에 위치하는 대상체에 도달하기까지의 조사 경로 및 상기 스캔영역상에 존재하는 대상체에서 반사된 레이저가 상기 센서부에 도달하기까지의 수광 경로를 가지며, 상기 조사 경로는 상기 제1 스캐닝부 및 상기 제2 스캐닝부를 순차적으로 통하여 상기 스캔영역을 향하도록 설정 되며, 상기 수광 경로는 상기 제1 스캐닝부 및 상기 제2 스캐닝부 중 상기 제2 스캐닝부를 통하여 상기 센서부를 향하도록 설정 될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치에 이용되는 회전 다면 미러는 구동부에 체결되어 구동력을 전달 받아 회전하는 몸체 및 전달받은 레이저를 반사하기 위한 반사면을 포함하며, 상기 몸체는 상부, 하부 및 상기 상부와 하부를 연결하는 기둥을 포함하며, 상기 상부 및 상기 하부의 중심을 수직으로 관통하는 회전축을 중심으로 회전하고, 상기 반사면은 상기 몸체의 상부 및 하부를 제외한 옆면에 위치하며, 거리측정을 위해 출사된 레이저를 획득하여 스캔영역으로 반사하기 위한 조사부분 및 상기 스캔영역상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 획득하여 반사하기 위한 수광부분을 포함할 수 있다.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 회전 다면 미러를 스캔영역을 확장하기 위해 이용함으로써 단일 채널의 레이저만으로도 스캔영역을 확장시킬 수 있다.
또한 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저의 이동방향을 변경시켜 스캔영역을 확장시킴으로 인하여 최소한의 전력으로 더 먼거리에 위치하는 대상체를 감지할 수 있다.
또한 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치는 회전 다면 미러를 수광을 하기 위해 이용함으로써 수광되는 레이저의 양을 증가시켜 최소한의 전력으로 더 먼거리에 위치하는 대상체를 감지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 라이다 장치에서 스캐닝부의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 라이다 장치에 관한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 회전 다면 미러를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 반사면의 수가 3개이며 몸체의 상부 및 하부가 정삼각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.
도 7는 반사면의 수가 4개이며 몸체의 상부 및 하부가 정사각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.
도 8는 반사면의 수가 5개이며 몸체의 상부 및 하부가 정오각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 다른 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 또 다른 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분의 위치관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 13는 다른 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분의 위치관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 14은 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 높이를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 다른 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 높이를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 또 다른 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 높이를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 광차단부를 포함하는 회전 다면 미러에 대해 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분양에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 판례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 도는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.
일 실시예에 따르면, 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치로서, 레이저를 출사하는 레이저 출력부, 상기 레이저 출력부에서 출사된 레이저를 획득하여 상기 레이저의 이동경로를 지속적으로 변경시킴으로써 조사영역을 선 형태로 확장시키는 제1 스캐닝부, 상기 제1 스캐닝부에서 조사된 조사영역이 선 형태인 레이저를 획득하여 이동경로를 지속적으로 변경시킴으로써 스캔영역을 면 형태로 확장시키는 제2 스캐닝부 및 상기 스캔영역상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 감지하는 센서부를 포함하되, 상기 제1 스캐닝부는 기 설정된 각도 범위에서 노딩하며, 상기 레이저 광의 이동경로를 수직방향으로 변경시킴으로써 조사영역을 수직방향의 선 형태로 확장시키는 노딩미러를 포함하며, 상기 제2 스캐닝부는 수직방향으로 설정된 일 축을 기준으로 회전함에 따라 상기 조사영역이 수직방향의 선 형태인 레이저의 이동경로를 수평방향으로 변경시킴으로써 스캔영역을 면 형태로 확장시키는 회전 다면 미러를 포함하는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 라이다 장치는 상기 레이저 출력부에서 출사된 레이저가 스캔영역상에 위치하는 대상체에 도달하기까지의 조사 경로 및 상기 스캔영역상에 존재하는 대상체에서 반사된 레이저가 상기 센서부에 도달하기까지의 수광 경로를 가지며, 상기 조사 경로는 상기 노딩미러 및 상기 회전 다면 미러를 순차적으로 통하여 상기 스캔영역을 향하도록 설정 되며, 상기 수광 경로는 상기 노딩미러 및 상기 회전 다면 미러 중 상기 회전 다면 미러만을 통하여 상기 센서부를 향하도록 설정 될 수 있다.
여기서, 상기 회전 다면 미러는 상기 노딩미러에서 조사된 조사영역이 선 형태인 레이저를 획득하여 상기 스캔영역을 향해 반사하기 위한 조사부분 및 상기 스캔영역상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 획득하여 상기 센서부를 향해 반사하기 위한 수광부분을 포함하며, 상기 조사부분은 상기 노딩미러에서 조사된 레이저의 조사영역이 상기 회전 다면 미러와 만나는 선을 상기 회전 다면 미러의 회전 방향으로 이은 면 형태이며, 상기 수광부분은 상기 회전 다면 미러의 반사면 중 상기 센서부를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러의 회전방향으로 연장시킨 면 형태일 수 있다.
여기서, 상기 회전 다면 미러의 상기 조사부분은 상기 조사 경로에 포함되고, 상기 회전 다면 미러의 상기 수광부분은 상기 수광 경로에 포함될 수 있다.
여기서, 상기 회전 다면 미러의 상기 수광부분의 크기는 적어도 상기 회전 다면 미러의 상기 조사부분의 크기보다 크게 설정될 수 있다.
여기서, 상기 조사부분 및 상기 수광부분 중 어느 하나는 상기 회전 다면 미러의 회전축과 수직인 가상의 단면의 상측에 위치되고, 상기 조사부분 및 상기 수광부분 중 다른 하나는 상기 회전 다면 미러의 회전축과 수직인 가상의 단면의 하측에 위치될 수 있다.
여기서, 상기 조사부분과 상기 수광부분은 이격 되어 위치 할 수 있다.
여기서, 상기 회전 다면 미러의 높이는 적어도 상기 회전 다면 미러의 상기 조사부분의 높이 및 상기 수광부분의 높이를 합한 값보다 클 수 있다.
여기서, 상기 조사부분의 높이는 상기 노딩미러의 기 설정된 각도 범위 및 상기 노딩미러와 상기 회전 다면 미러 사이의 거리에 기초하여 결정될 수 있다.
여기서, 상기 수광부분의 높이는 상기 센서부의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
*다른 일 실시예에 따르면, 레이저를 이용하여 거리측정 하는 라이다 장치에 이용되는 회전 다면 미러로서, 구동부에 체결되어 구동력을 전달 받아 회전하는 몸체 및 전달받은 레이저를 반사하기 위한 반사면을 포함하며, 상기 몸체는 상부, 하부 및 상기 상부와 하부를 연결하는 기둥을 포함하며, 상기 상부 및 상기 하부의 중심을 수직으로 관통하는 회전축을 중심으로 회전하고, 상기 반사면은 상기 몸체의 상부 및 하부를 제외한 옆면에 위치하며, 거리측정을 위해 출사된 레이저를 획득하여 스캔영역으로 반사하기 위한 조사부분 및 상기 스캔영역상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 획득하여 반사하기 위한 수광부분을 포함하는 회전 다면 미러가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 회전 다면 미러의 상기 수광부분의 크기는 적어도 상기 회전 다면 미러의 상기 조사부분의 크기보다 클 수 있다.
여기서, 상기 회전 다면 미러의 상기 조사부분 및 상기 수광부분은 상기 회전 다면 미러의 상기 회전축과 수직인 가상의 단면을 기준으로 나뉘어 설정될 수 있다.
여기서, 상기 회전 다면 미러의 높이는 적어도 상기 회전 다면 미러의 상기 조사 영역의 높이 및 상기 회전 다면 미러의 상기 수광 영역의 높이를 합한 값보다 클 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치로서, 레이저를 출사하는 레이저 출력부, 상기 레이저 출력부에서 출사된 레이저를 획득하여 상기 레이저의 이동경로를 지속적으로 변경시킴으로써 조사영역을 선 형태로 확장시키는 제1 스캐닝부, 상기 제1 스캐닝부에서 조사된 조사영역이 선 형태인 레이저를 획득하여 이동경로를 지속적으로 변경시킴으로써 스캔영역을 면 형태로 확장시키는 제2 스캐닝부 및 상기 스캔영역상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 감지하는 센서부를 포함하되, 상기 라이다 장치는 상기 레이저 출력부에서 출사된 레이저가 스캔영역상에 위치하는 대상체에 도달하기까지의 조사 경로 및 상기 스캔영역상에 존재하는 대상체에서 반사된 레이저가 상기 센서부에 도달하기까지의 수광 경로를 가지며, 상기 조사 경로는 상기 제1 스캐닝부 및 상기 제2 스캐닝부를 순차적으로 통하여 상기 스캔영역을 향하도록 설정 되며, 상기 수광 경로는 상기 제1 스캐닝부 및 상기 제2 스캐닝부 중 상기 제2 스캐닝부를 통하여 상기 센서부를 향하도록 설정 되는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 제2 스캐닝부는 수직방향으로 설정된 일 축을 기준으로 회전함에 따라 상기 조사영역이 수직방향의 선 형태인 레이저의 이동경로를 수평방향으로 변경시킴으로써 스캔영역을 면 형태로 확장시키는 회전 다면 미러를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 회전 다면 미러는 상기 제1 스캐닝부에서 조사된 조사영역이 선 형태인 레이저를 획득하여 상기 스캔영역을 향해 반사하기 위한 조사부분 및 상기 스캔영역상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 획득하여 상기 센서부를 향해 반사하기 위한 수광부분을 포함하며, 상기 조사부분은 상기 제1 스캐닝부에서 조사된 레이저의 조사영역이 상기 회전 다면 미러와 만나는 선을 상기 회전 다면 미러의 회전 방향으로 이은 면 형태이고, 상기 수광부분은 상기 회전 다면 미러의 반사면 중 상기 센서부를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러의 회전방향으로 연장시킨 면 형태이며, 상기 회전 다면 미러의 상기 조사부분은 상기 조사 경로에 포함되고, 상기 회전 다면 미러의 상기 수광부분은 상기 수광 경로에 포함될 수 있다.
여기서, 상기 회전 다면 미러의 상기 수광부분의 크기는 적어도 상기 회전 다면 미러의 상기 조사부분의 크기보다 클 수 있다.
여기서, 상기 조사부분 및 상기 수광부분 중 어느 하나는 상기 회전 다면 미러의 회전축과 수직인 가상의 단면의 상측에 위치되고, 상기 조사부분 및 상기 수광부분 중 다른 하나는 상기 회전 다면 미러의 회전축과 수직인 가상의 단면의 하측에 위치될 수 있다.
여기서, 상기 회전 다면 미러의 높이는 적어도 상기 회전 다면 미러의 상기 조사부분의 높이 및 상기 수광부분의 높이를 합한 값보다 크며, 상기 조사부분의 높이는 상기 제1 스캐닝부와 상기 회전 다면 미러사이의 거리 및 상기 제1 스캐닝부로부터 상기 조사영역에 이르는 각도에 기초하여 결정되고, 상기 수광 영역의 높이는 상기 센싱부의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
1. 라이다 장치 및 용어정리
라이다 장치는 레이저를 이용하여 대상체의 거리 및 위치를 탐지하기 위한 장치이다. 예를 들어 라이다 장치와 대상체와의 거리 및 라이다 장치를 기준으로 한 대상체의 위치는 (R,
Figure pat00001
,
Figure pat00002
)로 나타낼 수 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 라이다 장치와 대상체와의 거리 및 라이다 장치를 기준으로 한 대상체의 위치는 직교좌표계 (X,Y,Z), 원통좌표계 (R,
Figure pat00003
,z) 등으로 나타낼 수 있다.
또한 라이다 장치는 대상체와의 거리(R)를 결정하기 위하여, 대상체로부터 반사된 레이저를 이용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 대상체와의 거리(R)를 결정하기 위해 출사된 레이저와 감지된 레이저의 시간차이인 비행시간(TOF: Time Of Flight)을 이용할 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 레이저를 출력하는 레이저 출력부와 반사된 레이저를 감지하는 센서부를 포함할 수 있다. 라이다 장치는 레이저 출력부에서 레이저가 출력된 시간을 확인하고, 대상체로부터 반사된 레이저를 센서부에서 감지한 시간을 확인하여, 출사된 시간과 감지된 시간의 차이에 기초하여 대상체와의 거리를 판단할 수 있다.
또한 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 대상체와의 거리(R)를 결정하기 위해 감지된 레이저의 감지 위치를 기초로 삼각측량법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부에서 출사된 레이저가 상대적으로 가까운 대상체로부터 반사되는 경우 상기 반사된 레이저는 센서부 중 레이저 출력부와 상대적으로 먼 지점에서 감지될 수 있다. 또한, 레이저 출력부에서 출사된 레이저가 상대적으로 먼 대상체로부터 반사되는 경우 상기 반사된 레이저는 센서부 중 레이저 출력부와 상대적으로 가까운 지점에서 감지될 수 있다. 이에 따라, 라이다 장치는 레이저의 감지 위치의 차이를 기초로 대상체와의 거리를 판단할 수 있다.
또한 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 대상체와의 거리(R)를 결정하기 위해 감지된 레이저의 위상변화(Phase shift)를 이용할 수 있다. 예를 들어 라이다 장치는 레이저 출력부에서 출사된 레이저를 AM(Amplitude Modulation)시켜 진폭에 대한 위상을 감지하고, 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사된 레이저의 진폭에 대한 위상을 감지하여 출사된 레이저와 감지된 레이저의 위상 차이에 기초하여 스캔영역상에 존재하는 대상체와의 거리를 판단할 수 있다.
또한 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 조사되는 레이저의 각도를 이용하여 대상체의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치에서 라이다 장치의 스캔영역을 향해 조사된 하나의 레이저의 조사 각도(
Figure pat00004
,
Figure pat00005
)를 알 수 있는 경우, 상기 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사된 레이저가 센서부에서 감지된다면, 라이다 장치는 조사된 레이저의 조사 각도(
Figure pat00006
,
Figure pat00007
)로 상기 대상체의 위치를 결정할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 수광되는 레이저의 각도를 이용하여 대상체의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 대상체와 제2 대상체가 라이다 장치로부터 같은 거리(R)에 있으나, 라이다 장치를 기준으로 서로 다른 위치(
Figure pat00008
,
Figure pat00009
)에 있는 경우, 제1 대상체에서 반사된 레이저와 제2 대상체에서 반사된 레이저는 센서부의 서로 다른 지점에서 감지될 수 있다. 라이다 장치는 반사된 레이저들이 센서부에서 감지된 지점을 기초로 대상체의 위치를 결정할 수 있다.
또한 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 주변의 임의의 대상체의 위치를 탐지하기 위해 대상체를 포함하는 스캔영역을 가질 수 있다. 여기서 스캔영역은 탐지 가능한 영역을 한 화면으로 표현한 것으로 1프레임동안 한 화면을 형성하는 점, 선, 면의 집합을 의미할 수 있다. 또한 스캔영역은 라이다 장치에서 조사된 레이저의 조사영역을 의미할 수 있으며, 조사영역은 1프레임 동안 조사된 레이저가 같은 거리(R)에 있는 구면과 만나는 점, 선, 면의 집합을 의미 할 수 있다. 또한 시야각(FOV, Field of view)은 탐지 가능한 영역(Field)을 의미하며, 라이다 장치를 원점으로 보았을 때 스캔영역이 가지는 각도 범위로 정의 될 수 있다.
2. 라이다 장치의 구성
이하에서는 일 실시예에 따른 라이다 장치의 각 구성요소들에 대하여 상세하게 설명한다.
2.1 라이다 장치의 구성요소
도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 레이저 출력부(110), 스캐닝부(120), 센서부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다. 그러나, 전술한 구성에 국한되지 않고, 상기 라이다 장치(100)는 상기 구성보다 많거나 적은 구성을 갖는 장치일 수 있다. 예를 들어, 상기 라이다 장치는 상기 스캐닝부 없이 상기 레이저 출력부, 상기 센서부 및 상기 제어부만으로 구성될 수 있다.
또한, 라이다 장치(100)에 포함된 레이저 출력부(110), 스캐닝부(120), 센서부(130) 및 제어부(140) 각각은 복수개로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 라이다 장치는 복수 개의 레이저 출력부, 복수 개의 스캐닝부, 복수 개의 센서부로 구성 될 수 있다. 물론, 단일 레이저 출력부, 복수 개의 스캐닝부, 단일 센서부로 구성 될 수도 있다.
라이다 장치(100)에 포함된 레이저 출력부(110), 스캐닝부(120), 센서부(130) 및 제어부(140) 각각은 복수개의 하위 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 라이다 장치는 복수 개의 레이저 출력 소자가 하나의 어레이로 레이저 출력부를 구성할 수 있다.
2.1.1 레이저 출력부
상기 레이저 출력부(110)는 레이저를 출사할 수 있다. 상기 라이다 장치(100)는 상기 출사된 레이저를 이용하여 대상체까지의 거리를 측정할 수 있다.
또한, 상기 레이저 출력부(110)는 하나 이상의 레이저 출력 소자를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 레이저 출력부(110)는 단일 레이저 출력 소자를 포함할 수 있으며, 복수 개의 레이저 출력소자를 포함할 수 있다. 또한 복수 개의 레이저 출력 소자를 포함하는 경우 상기 복수 개의 레이저 출력 소자가 하나의 어레이를 구성할 수 있다.
또한, 상기 레이저 출력부(110)는 905nm대역의 레이저를 출사시킬 수 있으며, 1550nm대역의 레이저를 출사시킬 수 있다. 또한 상기 레이저 출력부(110)는 800nm에서 1000nm사이 파장의 레이저를 출사시킬 수 있는 등 출사된 레이저의 파장은 다양한 범위에 걸쳐있을 수도 있으며, 특정 범위에 있을 수도 있다.
또한, 상기 레이저 출력부(110)의 레이저 출력소자가 복수개인 경우 각 레이저 출력소자는 같은 파장대역의 레이저를 출사시킬 수 있으며, 서로 다른 파장대역의 레이저를 출사시킬 수 있다. 예를 들어, 2개의 레이저 출력소자를 포함하는 레이저 출력부의 경우, 하나의 레이저 출력소자는 905nm대역의 레이저를 출사시킬 수 있으며, 다른 하나의 레이저 출력소자는 1550nm대역의 레이저를 출사시킬 수 있다.
또한 상기 레이저 출력 소자는 레이저 다이오드(Laser Diode:LD), Solid-state laser, high power laser, Light entitling diode(LED), 빅셀(Vertical cavity Surface emitting Laser : VCSEL), External cavity diode laser(ECDL) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
2.1.2 스캐닝부
스캐닝부(120)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 스캐닝부(120)는 출사된 레이저의 이동방향을 변경하여 레이저의 조사방향을 변경시킬 수 있으며, 출사된 레이저를 발산시키거나 위상을 변화시켜 레이저의 크기를 변경시키거나 조사방향을 변경시킬 수도 있고, 레이저를 발산시키고 레이저의 이동방향을 변경시켜 레이저의 조사 방향 및 크기를 변경시킬 수도 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 상기 레이저 출력부(110)에서 조사되는 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경시킴으로써 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 출사된 레이저의 이동방향을 변경시키기 위해 고정된 각도로 레이저의 이동방향을 변경하는 고정미러, 기 설정된 각도 범위에서 노딩(nodding)하며 지속적으로 레이저의 이동방향을 변경하는 노딩미러 및 일 축을 기준으로 회전하며 지속적으로 레이저의 이동방향을 변경하는 회전미러를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 출사된 레이저를 발산시키기 위하여 렌즈, 프리즘, 액체 렌즈(Microfluidie lens), Liquid Crystal 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 출사된 레이저의 위상을 변화시키고 이를 통하여 조사 방향을 변경하기 위하여 OPA(Optical phased array)등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한 상기 노딩미러는 출사된 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경시켜, 레이저의 조사영역을 확장 또는 변경시키는 것으로 기 설정된 각도 범위에서 노딩할 수 있다. 여기서 노딩은 하나 또는 다수의 축을 기준으로 회전하며, 일정 각도 범위 내에서 왕복운동을 하는 것을 지칭할 수 있다. 또한 상기 노딩미러는 공진스캐너(Resonance scanner), MEMs mirror, VCM(Voice Coil Motor)등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한 상기 회전미러는 출사된 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경시켜, 레이저의 조사영역을 확장 또는 변경시키는 것으로, 일 축을 기준으로 회전할 수 있다. 또한 상기 회전미러는 단면미러가 축을 기준으로 회전하는 것일 수 있으며, 원뿔형 미러가 축을 기준으로 회전하는 것일 수도 있고, 다면 미러가 축을 기준으로 회전하는 것일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고, 축을 기준으로 각도범위 제한 없이 회전하는 미러일 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 단일한 스캐닝부로 구성될 수도 있고, 복수개의 스캐닝부로 구성될 수도 있다. 또한 상기 스캐닝부는 하나 또는 둘 이상의 광학요소를 포함 할 수 있으며, 그 구성에 제한이 없다.
2.1.3 센서부
센서부(130)는 라이다 장치(100)의 스캔영역 상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 감지할 수 있다.
또한, 상기 센서부(130)는 하나 이상의 센서 소자를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 센서부(130)는 단일 센서소자를 포함할 수 있으며, 복수 개의 센서 소자로 구성된 센서 어레이를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상기 센서부(130)는 하나의 APD(Avalanche Photodiode)를 포함할 수 있으며, 복수 개의 SPAD(Single-photon avalanche diode)이 어레이로 구성된 SiPM(Silicon PhotoMultipliers)를 포함할 수도 있다. 또한 복수개의 APD를 단일 채널로 구성할 수 있으며, 복수개의 채널로 구성할 수도 있다.
또한 상기 센서 소자는 PN 포토다이오드, 포토트랜지스터, PIN 포토다이오드, APD, SPAD, SiPM, CCD(Charge-Coupled Device)등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
2.1.4 제어부
제어부(140)는 감지된 레이저에 기초하여 상기 라이다 장치로부터 스캔영역 상에 위치하는 대상체까지의 거리를 판단할 수 있다. 또한, 상기 제어부(140)는 상기 레이저 출력부(110), 상기 스캐닝부(120), 상기 센서부(130) 등 상기 라이다 장치의 각 구성요소의 동작을 제어할 수 있다.
2.2 스캐닝부
이하에서는 상기 스캐닝부(120)에 대해서 보다 더 상세하게 설명한다.
도 2는 일 실시예에 따른 라이다 장치에서 스캐닝부의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 레이저 출력부(110)에서 출사되는 레이저의 조사영역에 따라 상기 스캐닝부(120)의 기능이 다를 수 있다.
2.2.1 레이저 출력부에서 출사된 레이저의 조사영역이 점 형태인 경우
일 실시예에 따르면, 상기 레이저 출력부(110)가 단일 레이저 출력소자를 갖는 경우 레이저 출력부에서 출사되는 레이저(111)의 조사영역은 점 형태일 수 있다. 이 때, 스캐닝부(120)는 상기 레이저(111)의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 스캔영역을 선 형태 또는 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)의 이동방향을 지속적으로 변경하여 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라, 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)를 발산하게 하여 상기 레이저의 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라, 라이다 장치의 스캔영역을 선 또는 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)의 위상을 변경하여 레이저의 크기 및 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라, 라이다 장치의 스캔영역을 선 또는 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 1차적으로 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)의 이동방향을 지속적으로 변경하고, 2차적으로 상기 레이저의 이동방향을 앞서 변경한 이동방향과 다른 방향으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치(100)의 스캔영역을 면 형태로 확장 시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 1차적으로 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)의 이동방향을 지속적으로 변경하고, 2차적으로 상기 레이저를 발산하게 하여 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 1차적으로 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)를 발산시키고, 2차적으로 상기 발산된 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장 시킬 수 있다.
2.2.2 레이저 출력부에서 출사된 레이저의 조사영역이 선 형태인 경우
다른 일 실시예에 따르면 상기 레이저 출력부(110)가 복수 개의 레이저 출력소자로 구성된 경우 레이저 출력부에서 출사되는 레이저(112)의 조사영역은 선 형태일 수 있다. 여기서 스캐닝부(120)는 상기 레이저(112)의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)를 발산시켜 상기 레이저의 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장 시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)의 위상을 변화시켜 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라, 상기 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면 상기 레이저 출력부(110)가 일렬로 배열된 어레이로 구성된 레이저 출력소자를 포함하는 경우 레이저 출력부(110)에서 출사되는 레이저(112)의 조사영역은 선 형태일 수 있다. 여기서 스캐닝부(120)는 상기 레이저(112)의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)를 발산시켜 상기 레이저의 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장 시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)의 위상을 변화시켜 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라, 상기 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
2.2.3 레이저 출력부에서 출사된 레이저의 조사영역이 면 형태인 경우
다른 일 실시예에 따르면 상기 레이저 출력부(110)가 복수 개의 레이저 출력소자로 구성된 경우 레이저 출력부(110)에서 출사되는 레이저(113)의 조사영역은 면 형태일 수 있다. 여기서 스캐닝부(120)는 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)를 발산시켜 상기 레이저의 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)의 위상을 변화시켜 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라, 상기 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면 면 형태의 어레이로 구성된 레이저 출력소자를 포함하는 경우 레이저 출력부(110)에서 출사되는 레이저(113)의 조사영역은 면 형태일 수 있다. 여기서 스캐닝부(120)는 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)를 발산시켜 상기 레이저의 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)의 위상을 변화시켜 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라, 상기 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
이하에서는 상기 레이저 출력부에서 출사되는 레이저의 조사영역이 점 형태인 라이다 장치에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
3. 라이다 장치의 일 실시예
3.1 라이다 장치의 구성
도 3은 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저 출력부(110), 제1 스캐닝부(121), 제2 스캐닝부(126) 및 센서부(130)를 포함할 수 있다.
상기 레이저 출력부(110) 및 상기 센서부(130)은 도 1 및 도 2에서 설명되었으므로, 이하에서 상기 레이저 출력부(110) 및 상기 센서부(130)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1 및 도 2에서 전술된 스캐닝부(120)는 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝부(126)를 포함할 수 있다.
상기 제1 스캐닝부(121)는 상기 출사된 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경하여 레이저의 조사영역을 선 형태로 확장시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 스캐닝부(121)는 상기 출사된 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하여 레이저의 조사영역을 선 형태로 확장시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 스캐닝부(121)는 상기 출사된 레이저를 선 형태로 발산시켜 상기 레이저의 조사영역을 선 형태로 확장시킬 수도 있다.
또한 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사된 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경하여 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사된 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다. 또한 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 제1 스캐닝부에서 조사된 레이저를 발산시켜 상기 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 면 형태로 확장 시킬 수 있다.
3.2 라이다 장치의 동작
도 3을 참조하면, 도 3에서는 상기 라이다 장치(100)에서 출사된 레이저의 광경로가 표시된다. 구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)는 레이저를 출사할 수 있다. 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부(121)에 도달하고, 상기 제1 스캐닝부(121)는 상기 레이저를 상기 제2 스캐닝부(126)를 향하여 조사할 수 있다. 또한. 상기 레이저는 제2 스캐닝부(126)에 도달하고, 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 스캔영역(150)을 향하여 상기 레이저를 조사할 수 있다. 또한 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 상기 레이저는 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사되어 상기 제2 스캐닝부(126)를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다. 상기 센서부(130)는 상기 제2 스캐닝부(126)를 통하여 조사된 상기 레이저를 감지할 수 있다.
3.2.1 라이다 장치의 조사 방법
라이다 장치(100)는 레이저를 이용하여 라이다 장치(100)로부터 대상체(160)까지의 거리를 측정하기 위한 장치일 수 있다. 따라서 라이다 장치(100)는 대상체(160)를 향해 레이저를 조사해야야 하며, 이에 따라, 라이다 장치(100)는 효율적으로 대상체와의 거리를 측정하기 위한 조사방법을 가질 수 있다. 여기서 조사방법은 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저가 스캔영역상(150)에 위치하는 대상체(160)에 도달하기까지의 조사경로를 결정하고, 스캔영역(150)을 결정하기 위한 방법을 포함할 수 있다. 따라서 이하에서는 상기 라이다 장치의 조사경로 및 스캔영역(150)에 대하여 설명하기로 한다.
구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)는 상기 제1 스캐닝부(121)를 향하여 레이저를 출사시킬 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(121)는 출사된 레이저를 상기 제2 스캐닝부(126)를 향해 조사시킬 수 있으며, 상기 제2 스캐닝부(126)는 조사된 레이저를 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 향해 조사시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 조사영역은 점 형태이며, 상기 출사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부(121)를 통하여 상기 제2 스캐닝부(126)를 향해 조사될 수 있다. 이 때, 상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사영역이 점 형태인 상기 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경하여 상기 레이저의 조사영역을 선 형태로 확장시킬 수 있다. 즉, 상기 제1 스캐닝부(121)는 상기 레이저 출력부로(110)부터 조사영역이 점 형태인 레이저를 전달 받아 조사영역이 선 형태인 레이저를 상기 제2 스캐닝부(126)를 향해 조사할 수 있다.
이 때, 상기 제2 스캐닝부(126)에서 조사영역이 선 형태인 상기 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경하여 상기 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사된 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)를 통하여 상기 스캔영역을 향해 조사될 수 있다. 즉, 상기 제2 스캐닝부(126)는 조사영역이 선 형태인 레이저를 상기 제1 스캐닝부(121) 로부터 전달 받아 조사영역이 면 형태인 레이저를 상기 스캔영역(150)을 향해 조사할 수 있다. 그리고 상기 제2 스캐닝부(126)에서 조사영역이 면 형태인 레이저를 조사함으로써 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
3.2.2 라이다 장치의 수광방법
라이다 장치(100)는 대상체로부터 반사된 레이저를 감지하여야 하며, 이에 따라 라이다 장치(100)는 효율적으로 대상체와의 거리를 측정하기 위한 수광방법을 가질 수 있다. 여기서 수광방법은 대상체에서 반사된 레이저가 센서부에 도달하기까지의 수광경로를 결정하고, 센서부에 도달하는 레이저의 양을 결정하기 위한 방법을 포함할 수 있다. 따라서 이하에서 상기 라이다 장치(100)의 수광경로 및 센서부에 도달하는 레이저의 양에 대하여 설명하기로 한다.
구체적으로 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 레이저는 상기 라이다 장치의 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사될 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)를 향할 수 있으며, 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저를 전달받아 반사하여 상기 센서부(130)를 향해 조사할 수 있다. 이 때, 상기 대상체(160)의 색상, 재질 등 또는 상기 레이저의 입사각 등에 따라 상기 대상체(160)로부터 반사되는 레이저의 성질이 달라질 수 있다.
또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다. 즉, 상기 대상체로(160)부터 반사된 상기 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)만을 통하여 상기 센서부를 향해 조사될 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝(126)부 모두를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되지 않을 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)만을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝(126)부 모두를 통하지 않고 상기 센서부(130)를 향해 조사되지 않을 수 있다. 따라서 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양은 제2 스캐닝부(126)에 기초하여 결정될 수 있다.
또한, 도 3에서는 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저가 상기 제2 스캐닝부(126)만을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되는 것으로 표현하였으나. 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라, 상기 대상체(160) 로부터 반사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝부(126)를 거쳐 상기 센서부(130)에 도달될 수도 있다. 또한, 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝부(126)를 거치지 않고 상기 센서부(130)에 도달될 수도 있다.
상술한 바와 같이 점 형태의 레이저를 출사하는 레이저 출력부(110), 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)를 포함하는 라이다 장치는 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)를 이용하여 스캔영역(150)을 면 형태로 확장시킬 수 있다. 따라서, 라이다 장치 자체의 기계적회전을 통하여 스캔영역을 면 형태로 확장시키는 라이다 장치보다 내구성 및 안정성 측면에서 좋은 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 레이저의 확산을 이용하여 스캔영역을 면 형태로 확장시키는 라이다 장치보다 더 먼거리까지 측정이 가능할 수 있다. 또한, 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝(126)의 동작을 제어하면 원하는 관심영역(Region Of Interest)으로 레이저를 조사할 수 있다.
4. 노딩미러(Nodding mirror)와 회전 다면 미러(Rotating polygon mirror)를 이용한 라이다 장치
라이다 장치(100)의 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 조사영역이 점 형태인 경우, 라이다 장치(100)는 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)를 포함할 수 있다. 여기서 조사영역이 점 형태인 출사된 레이저는 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)를 통하여 레이저의 조사영역이 면 형태로 확장되며, 이에 따라 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)이 면 형태로 확장될 수 있다.
또한 라이다 장치(100)는 그 용도에 따라 요구되는 시야각(FOV)이 다를 수 있다. 예를 들어, 3차원 지도(3D Mapping)을 위한 고정형 라이다 장치의 경우는 수직, 수평방향으로 최대한 넓은 시야각을 요구할 수 있으며, 차량에 배치되는 라이다 장치의 경우는 수평방향으로 상대적으로 넓은 시야각에 비해 수직방향으로 상대적으로 좁은 시야각을 요구할 수 있다. 또한 드론(Dron)에 배치되는 라이다의 경우는 수직, 수평방향으로 최대한 넓은 시야각을 요구 할 수 있다. 따라서 수직방향에서 요구할 수 있는 시야각과 수평방향에서 요구할 수 있는 시야각이 다른 경우, 제1 스캐닝부(121)에서 상대적으로 좁은 시야각을 요구하는 방향으로 레이저의 이동방향을 변경시키고, 제2 스캐닝부(126)에서 상대적으로 넓은 시야각을 요구하는 방향으로 레이저의 이동방향을 변경시키는 것이 라이다 장치(100)의 전체적인 크기를 줄일 수 있다.
또한 라이다 장치(100)는 스캔영역(150)을 향해 조사된 레이저가 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사되는 경우, 반사된 레이저를 감지하여 거리를 측정하는 장치이다. 여기서 레이저는 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)의 색상, 재질 또는 대상체(160)를 향해 조사되는 레이저의 입사각 등에 따라 사방으로 난반사될 수 있다. 따라서 먼 거리에 있는 대상체(160)의 거리를 측정하기 위해서 레이저의 확산을 줄여야 할 수 있으며, 이를 위해 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)는 레이저의 크기를 확장시키지 않되, 이동방향을 지속적으로 변경하여 레이저의 조사영역을 확장시키는 것일 수 있다.
또한 라이다 장치(100)가 3차원으로 스캔을 하기 위하여 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)는 레이저의 이동방향을 서로 다른 방향으로 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 스캐닝부(121)는 지면과 수직한 방향으로 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하며, 제2 스캐닝부(126)는 지면과 수평한 방향으로 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경할 수 있다.
또한 라이다 장치(100)에서 제1 스캐닝부(121)는 레이저 출력부(110)로부터 조사영역이 점 형태인 레이저를 전달받는 반면, 제2 스캐닝부(126)는 제1 스캐닝부(121)로부터 조사영역이 선 형태인 레이저를 전달 받을 수 있다. 따라서 제2 스캐닝부(126)는 제1 스캐닝부(121) 보다 크기가 클 수 있다. 또한 이에 따라, 크기가 작은 제1 스캐닝부(121)가 크기가 큰 제2 스캐닝부(126) 보다 스캐닝속도가 빠를 수 있다. 여기서 스캐닝 속도는 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하는 속도를 의미할 수 있다.
또한 라이다 장치(100)는 스캔영역(150)을 향해 조사된 레이저가 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사되는 경우, 반사된 레이저를 감지하여 거리를 측정하는 장치이다. 여기서 레이저는 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)의 색상, 재질 또는 대상체(160)를 향해 조사되는 레이저의 입사각 등에 따라 사방으로 난반사될 수 있다. 따라서 먼 거리에 있는 대상체(160)의 거리를 측정하기 위해 센서부(130)에서 감지할 수 있는 레이저의 양을 증가시켜야 할 수 있으며, 이를 위해 대상체(160)에서 반사된 레이저는 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126) 중 크기가 큰 제2 스캐닝부(126)만을 통하여 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다.
따라서 상술한 기능을 원활히 수행할 수 있도록, 라이다 장치(100)의 제1 스캐닝부(121)는 노딩미러를 포함할 수 있으며, 라이다 장치(100)의 제2 스캐닝부(126)는 회전 다면 미러를 포함할 수 있다.
이하에서는 제1 스캐닝부(121)는 노딩미러를 포함하며, 제2 스캐닝부(126)는 회전 다면 미러를 포함하는 라이다 장치에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
4.1 라이다 장치의 구성
도 4는 일 실시예에 따른 라이다 장치에 관한 것이다.
도 4는 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 레이저 출력부(110), 노딩미러(122), 회전 다면 미러(127) 및 센서부(130)를 포함할 수 있다.
상기 레이저 출력부(110) 및 상기 센서부(130)은 도 1 및 도 2에서 설명되었으므로, 이하에서 상기 레이저 출력부(110) 및 상기 센서부(130)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3에서 전술된 제1 스캐닝부(121)는 노딩미러(122)를 포함할 수 있으며, 제2 스캐닝부(126)는 회전 다면 미러(127)를 포함할 수 있다.
상기 노딩미러(122)는 전술한 제1 스캐너부(121)의 일 구현예일 수 있다. 상기 노딩미러(122)는 일 축을 기준으로 기 설정된 각도 범위에서 노딩할 수 있으며, 두 축을 기준으로 기 설정된 각도 범위에서 노딩할 수도 있다. 이 때, 상기 노딩미러(122)가 일 축을 기준으로 기 설정된 각도 범위에서 노딩할 경우 상기 노딩미러에서 조사된 레이저의 조사영역은 선 형태일 수 있다. 또한, 상기 노딩미러(122)가 두 축을 기준으로 기 설정된 각도 범위에서 노딩할 경우 상기 노딩미러에서 조사된 레이저의 조사영역은 면 형태일 수 있다.
또한 상기 노딩미러(122)의 노딩속도는 기 설정된 각도 전 범위에서 동일할 수 있으며, 기 설정된 각도 전 범위에서 상이할 수도 있다. 예를 들어, 상기 노딩미러(122)는 기 설정된 각도 전 범위에서 동일한 각속도로 노딩할 수 있다. 또한 예를 들어, 상기 노딩미러(122)는 기 설정된 각도의 양 끝에서 상대적으로 느리며, 기 설정된 각도의 중앙 부분에서 상대적으로 빠른 각 속도로 노딩할 수 있다.
또한 상기 노딩미러(122)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저를 전달받아 반사하며, 기 설정된 각도 범위에서 노딩함에 따라 상기 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 레이저의 조사영역은 선 또는 면 형태로 확장될 수 있다.
또한, 상기 회전 다면 미러(127)는 전술한 상기 제2 스캐너(126)의 일 구현예일 수 있다. 상기 회전 다면 미러(127)는 일 축을 기준으로 회전할 수 있다. 여기서 상기 회전 다면 미러(127)는 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저를 전달받아 반사하며, 일 축을 기준으로 회전함에 따라 상기 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경시킬 수 있다. 그리고 이에 따라, 상기 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있으며, 결과적으로 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(310)을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 회전 다면 미러(127)의 회전속도는 회전하는 각도 전 범위에서 동일할 수 있으며, 회전하는 각도 범위에서 서로 상이할 수도 있다. 예를 들어, 상기 회전 다면 미러(127)에서 조사되는 레이저의 방향이 스캔영역(310)의 중심부분을 향할 때 회전속도가 상기 회전 다면 미러(127)에서 조사되는 레이저의 방향이 스캔영역(310)의 사이드 부분을 향할 때 회전속도보다 상대적으로 느릴 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러(127)의 회전 차수에 따라서 회전속도가 서로 다를 수 있다.
또한 상기 라이다 장치(100)의 수직 시야각을 수평 시야각보다 좁게 설정하는 경우, 상기 노딩미러(122)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 이동방향을 지면에 대하여 수직인 방향으로 지속적으로 변경시켜 레이저의 조사영역을 지면에 대하여 수직 방향인 선 형태로 확장시킬 수 있다. 그리고 이 때, 상기 회전 다면미러(127)는 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저의 이동방향을 지면에 대하여 수평인 방향으로 지속적으로 변경시켜 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(310)을 면 형태로 확장시킬 수 있다. 따라서 상기 노딩미러(122)는 수직으로 스캔영역(310)을 확장시키며, 상기 회전 다면 미러(127)는 수평으로 스캔영역(310)을 확장시킬 수 있다.
또한 상기 노딩미러(122)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저를 반사시키므로 상기 노딩미러(122)의 크기는 상기 레이저의 직경과 유사할 수 있다. 그러나 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저는 조사영역이 선 형태이므로 상기 회전 다면 미러(127)의 크기는 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저를 반사시키기 위해 상기 조사영역의 크기 이상일 수 있다. 따라서 상기 노딩미러(122)의 크기가 상기 회전 다면 미러(127)의 크기보다 작을 수 있으며, 상기 노딩미러(122)의 노딩속도는 상기 회전 다면 미러(127)의 회전속도보다 빠를 수 있다.
이하에서는 상술한 구성을 가지는 상기 라이다 장치(100)의 레이저 조사 방법 및 레이저 수광 방법에 대하여 설명하기로 한다.
4.2 라이다 장치의 동작
다시 도 4를 참조하면, 상기 라이다 장치(100)의 상기 레이저가 출사될 때부터 감지될 때까지 레이저의 이동경로를 알 수 있다. 구체적으로, 상기 라이다 장치(100)의 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저는 상기 노딩미러(122)를 통하여 상기 회전 다면 미러(127)를 향해 조사되며, 상기 회전 다면 미러(127)를 향해 조사된 상기 레이저는 상기 회전 다면 미러(127)를 통해 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 향해 조사될 수 있다. 또한 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 상기 레이저는 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사되어 상기 회전 다면 미러(127)를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다. 또한 상기 센서부(130)는 상기 회전 다면 미러(127)를 통하여 조사된 상기 레이저를 감지할 수 있다.
4.2.1 라이다 장치의 조사 방법
라이다 장치(100)는 레이저를 이용하여 라이다 장치(100)로부터 대상체(160)까지의 거리를 측정하기 위한 장치일 수 있다. 따라서 라이다 장치(100)는 대상체(160)를 향해 레이저를 조사해야 하며, 이에 따라 라이다 장치(100)는 효율적으로 대상체(160)와의 거리를 측정하기 위한 조사방법을 가질 수 있다. 여기서 조사방법은 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저가 스캔영역(150)상에 위치하는 대상체(160)에 도달하기까지의 조사경로를 결정하고, 스캔영역(150)을 결정하기 위한 방법을 포함할 수 있다. 따라서 이하에서는 상기 라이다 장치(100)의 조사경로 및 스캔영역(150)에 대하여 설명하기로 한다.
구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)에서 상기 노딩미러(122)를 향하여 레이저를 출사시킬 수 있으며, 상기 노딩미러(122)는 출사된 레이저를 전달받아 반사하여 상기 회전 다면 미러(127)를 향해 조사시킬 수 있으며, 상기 회전 다면 미러(127)는 조사된 레이저를 전달받아 반사하여 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 향해 조사시킬 수 있다.
이 때, 상기 레이저 출력부(110)에서 상기 노딩미러(122)를 향해 레이저를 출사할 수 있으며, 이 때 상기 출사된 레이저의 조사영역은 점 형태일 수 있다.
여기서, 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저는 상기 노딩미러(122)를 통하여 상기 회전 다면 미러(127)를 향해 조사될 수 있다. 이 때, 상기 노딩미러(122)에서 조사영역이 점 형태인 상기 레이저의 조사방향을 변경하여 상기 레이저의 조사영역을 선 형태로 확장시킬 수 있다. 즉, 상기 노딩미러(122)는 상기 레이저 출력부(110)로부터 조사영역이 점 형태인 레이저를 전달 받아 조사영역이 선 형태인 레이저를 상기 회전 다면 미러(127)를 향해 조사할 수 있다.
이 때, 상기 노딩미러(122)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 이동방향을 지면에 대하여 수직인 방향으로 지속적으로 변경시켜 레이저의 조사영역을 지면에 대하여 수직 방향인 선 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저는 상기 회전 다면 미러(127)를 통하여 상기 스캔영역(150)을 향해 조사될 수 있다. 이 때, 상기 회전 다면 미러(127)에서 조사영역이 선 형태인 상기 레이저의 조사방향을 변경하여 상기 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다. 즉, 상기 회전 다면 미러(127)는 조사영역이 선 형태인 레이저를 상기 노딩미러(122)로부터 전달 받아 조사영역이 면 형태인 레이저를 상기 스캔영역(150)을 향해 조사할 수 있다. 그리고 상기 회전 다면 미러(127)에서 조사영역이 면 형태인 레이저를 조사함으로써 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 회전 다면 미러(127)는 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저의 이동방향을 지면에 대하여 수평인 방향으로 지속적으로 변경시켜 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 이 경우, 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)은 상기 노딩미러(122)의 기 설정된 각도 및 상기 회전 다면 미러(127)의 반사면의 수에 기초하여 결정될 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치(100)의 시야각이 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 노딩미러(122)가 지면에 대하여 수직한 방향으로 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하는 경우 상기 라이다 장치(100)의 수직시야각은 상기 노딩미러(122)의 기 설정된 각도에 기초하여 결정될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러(127)가 지면에 대하여 수평한 방향으로 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하는 경우 상기 라이다 장치(100)의 수평시야각은 상기 회전 다면 미러(127)의 반사면의 수에 기초하여 결정될 수 있다.
4.2.2 라이다 장치의 수광 방법
라이다 장치(100)는 레이저를 이용하여 라이다 장치(100)로부터 대상체(160)까지의 거리를 측정하기 위한 장치일 수 있다. 따라서 대상체(160)로부터 반사된 레이저를 감지하여야 하며, 이에 따라 라이다 장치(100)는 효율적으로 대상체(160)와의 거리를 측정하기 위한 수광방법을 가질 수 있다. 여기서 수광방법은 대상체(160)에서 반사된 레이저가 센서부(130)에 도달하기까지의 수광경로를 결정하고, 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양을 결정하기 위한 방법을 포함할 수 있다. 따라서 이하에서 상기 라이다 장치(100)의 수광경로 및 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양에 대하여 설명하기로 한다.
구체적으로, 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 레이저는 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사될 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저는 상기 회전 다면 미러(127)를 향할 수 있으며, 상기 회전 다면 미러(127)는 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저를 전달받아 반사하여 상기 센서부(130)를 향해 조사할 수 있다. 이 때, 상기 대상체(160)의 색상, 재질 등 또는 상기 레이저의 입사각 등에 따라 상기 대상체(160)로부터 반사되는 레이저의 성질이 달라질 수 있다.
또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 회전 다면 미러(127)를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다. 즉, 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 회전 다면 미러만(127)을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 노딩미러(122) 및 상기 회전 다면 미러(127) 모두를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되지 않을 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 회전 다면 미러만(127)을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 노딩미러(122) 및 상기 회전 다면 미러(127) 모두를 통하지 않고 상기 센서부(130)를 향해 조사되지 않을 수 있다. 따라서 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양은 상기 회전 다면 미러(127)에 기초하여 결정될 수 있다.
여기서 상기 대상체로(160)부터 반사된 레이저를 상기 회전 다면 미러(127)만을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되게 하는 것은 상기 노딩미러(122) 및 상기 회전 다면 미러(127) 모두를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되게 하는 것보다 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양을 증가시킬 수 있으며, 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양을 보다 고르게할 수 있다.
구체적으로 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저를 상기 회전 다면 미러(127)만을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되게 하는 경우 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양은 상기 회전 다면 미러(127)의 반사면의 크기 및 상기 회전 다면 미러(127)의 회전 각도에 기초하여 결정될 수 있다.
이에 반해 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저를 상기 노딩미러(122) 및 상기 회전 다면 미러(127) 모두 를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되게 하는 경우 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양은 상기 노딩미러(122)의 크기, 상기 노딩미러(122)의 노딩 각도, 상기 회전 다면 미러(127)의 반사면의 크기 및 상기 회전 다면 미러(127)의 회전 각도에 기초하여 결정될 수 있다. 즉, 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양은 상기 노딩미러(122)의 크기와 상기 회전 다면 미러(127)의 크기 중 더 작은 크기를 가진 것에 기초하여 결정될 수 있으며, 상기 노딩미러(122)의 노딩각도 및 상기 회전 다면 미러(127)의 회전각도에 의해서 달라질 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러만(127)을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되게 하는 경우보다 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양이 작으며, 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양의 변화가 클 수 있다.
5. 회전 다면 미러(Rotating Polygon mirror)
5.1 구조
도 5는 일 실시예에 따른 회전 다면 미러를 나타내기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 회전 다면 미러(1100)는 반사면(1120), 및 몸체(1110)를 포함할 수 있으며, 상기 몸체(1110)의 상부(1112)와 하부(1111)를 중심을 수직으로 관통하는 회전축(1130)을 중심으로 회전할 수 있다. 다만 상기 회전 다면 미러(1100)는 상술한 구성 중 일부만으로 구성될 수 있으며, 더 많은 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 회전 다면 미러(1100)는 반사면(1120) 및 몸체(1110)를 포함할 수 있으며, 상기 몸체(1110)는 하부(1111)만으로 구성 될 수 있다. 이 때 상기 반사면(1120)은 상기 몸체(1110)의 하부(1111)에 지지될 수 있다.
상기 반사면(1120)은 전달받은 레이저를 반사하기 위한 면으로 반사 미러, 반사가능한 플라스틱 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 반사면(1120)은 상기 몸체(1110)의 상부(1111) 및 하부(1112)를 제외한 옆면에 설치될 수 있으며, 상기 회전축(1130)과 상기 각 반사면(1120)의 법선이 직교하도록 설치될 수 있다. 이는 상기 각 반사면(1120)에서 조사되는 레이저의 스캔영역을 동일하게하여 동일한 스캔영역을 반복적으로 스캔하기 위함일 수 있다.
또한 상기 반사면(1120)은 상기 몸체(1110)의 상부(1111) 및 하부(1112)를 제외한 옆면에 설치될 수 있으며, 상기 각 반사면(1120)의 법선이 상기 회전축(1130)과 각각 상이한 각도를 가지도록 설치될 수 있다. 이는 상기 각 반사면(1120)에서 조사되는 레이저의 스캔영역을 상이하게하여 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키기 위함일 수 있다.
또한 상기 반사면(1120)은 직사각형 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 삼각형, 사다리꼴 등 다양한 형태일 수 있다.
또한 상기 몸체(1110)는 상기 반사면(1120)을 지지하기 위한 것으로 상부(1112), 하부(1111) 및 상부(1112)와 하부(1111)를 연결하는 기둥(1113)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 기둥(1113)은 상기 몸체(1110)의 상부(1112) 및 하부(1111)의 중심을 연결하도록 설치될 수 있으며, 상기 몸체(1110)의 상부(1112) 및 하부(1111)의 각 꼭지점을 연결하도록 설치될 수도 있고, 상기 몸체(1110)의 상부(1112) 및 하부(1111)의 각 모서리를 연결하도록 설치될 수도 있으나, 상기 몸체(1110)의 상부(1112) 및 하부(1111)를 연결하여 지지하기 위한 구조에 한정은 없다.
또한 상기 몸체(1110)는 회전하기 위한 구동력을 전달받기 위해서 구동부(1140)에 체결될 수 있으며, 상기 몸체(1110)의 하부(1111)를 통하여 구동부(1140)에 체결될 수도 있고, 상기 몸체(1110)의 상부(1112)를 통하여 구동부(1140)에 체결될 수도 있다.
또한 상기 몸체(1110)의 상부(1112) 및 하부(1111)는 다각형의 형태일 수 있다. 이 때, 상기 몸체(1110)의 상부(1112)와 상기 몸체(1110)의 하부(1111)의 형태는 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 몸체(1110)의 상부(1112)와 상기 몸체(1110)의 하부(1111)의 형태가 서로 상이할 수도 있다.
또한 상기 몸체(1110)의 상부(1112) 및 하부(1111)는 크기가 동일할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고 상기 몸체(1110)의 상부(1112)와 상기 몸체(1110)의 하부(1111)의 크기가 서로 상이할 수도 있다.
또한 상기 몸체(1110)의 상부(1112) 및/또는 하부(1111)는 공기가 지나다닐 수 있는 빈 공간을 포함할 수 있다.
도 5에서는 상기 회전 다면 미러(1100)가 4개의 반사면(1120)을 포함하는 4각 기둥 형태의 육면체로 설명이 되어 있으나, 상기 회전 다면미러(1100)의 반사면(1120)이 반드시 4개인 것은 아니며, 반드시 4각 기둥 형태의 6면체인 것은 아니다.
또한 상기 회전 다면 미러(1100)의 회전 각도를 탐지하기 위하여, 라이다 장치는 인코더부를 더 포함할 수 있다. 또한 라이다 장치는 상기 탐지된 회전 각도를 이용하여 상기 회전 다면 미러(1100)의 동작을 제어할 수 있다. 이 때, 상기 인코더부는 상기 회전 다면 미러(1100)에 포함될 수도 있고, 상기 회전 다면 미러(1100)와 이격되어 배치될 수도 있다.
5.2 시야각 (FOV : Field Of View)
라이다 장치는 그 용도에 따라 요구되는 시야각(FOV)이 다를 수 있다. 예를 들어, 3차원 지도(3D Mapping)을 위한 고정형 라이다 장치의 경우는 수직, 수평방향으로 최대한 넓은 시야각을 요구할 수 있으며, 차량에 배치되는 라이다 장치의 경우는 수평방향으로 상대적으로 넓은 시야각에 비해 수직방향으로 상대적으로 좁은 시야각을 요구할 수 있다. 또한 드론(Dron)에 배치되는 라이다의 경우는 수직, 수평방향으로 최대한 넓은 시야각을 요구 할 수 있다.
또한 라이다 장치의 스캔영역은 회전 다면 미러의 반사면의 수에 기초하여 결정될 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 시야각이 결정될 수 있다. 따라서 요구되는 라이다 장치의 시야각에 기초하여 회전 다면 미러의 반사면의 수를 결정 할 수 있다.
5.2.1 반사면의 수와 시야각
도 6 내지 도 8은 반사면의 수와 시야각의 관계에 대하여 설명하는 도면이다.
도 6 내지 도 8에는 반사면이 3개, 4개, 5개인 경우에 대하여 설명하나, 상기 반사면의 수는 정해져있지 않으며, 반사면의 수가 다른 경우 이하 설명을 유추하여 손쉽게 계산할 수 있을 것이다. 또한 도 6 내지 도 8에는 몸체의 상부 및 하부가 정다각형인 경우에 대하여 설명하나, 몸체의 상부 및 하부가 정다각형이 아닌 경우에도 이하 설명을 유추하여 손쉽게 계산할 수 있다.
도 6은 상기 반사면의 수가 3개이며 상기 몸체의 상부 및 하부가 정삼각형 형태인 회전 다면 미러(1200)의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.
도 6를 잠조하면, 레이저(1250)는 상기 회전 다면 미러(1200)의 회전축(1240)과 일치하는 방향으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 회전 다면 미러(1200)의 상부는 정삼각형 형태이므로 3개의 반사면이 이루는 각도는 각 60도 일 수 있다. 그리고 도 6을 참조하면, 상기 회전 다면 미러(1200)가 시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 위쪽부분으로 반사되며, 상기 회전 다면 미러가 반시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 아래쪽부분으로 반사될 수 있다. 따라서 도 6을 참조하여 반사되는 레이저의 경로를 계산하면 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각을 알 수 있다.
예를 들어, 상기 회전 다면 미러(1200)의 1번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(1250)와 위쪽으로 120도의 각도로 반사될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러의 3번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저와 아래쪽으로 120도의 각도로 반사될 수 있다.
따라서 상기 회전 다면 미러(1200)의 상기 반사면의 수가 3개이며, 상기 몸체의 상부 및 하부가 정삼각형 형태인 경우, 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각은 240도 일 수 있다.
도 7는 상기 반사면의 수가 4개이며 상기 몸체의 상부 및 하부가 정사각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.
도 7를 참조하면, 레이저(1350)는 상기 회전 다면 미러(1300)의 회전축(1340)과 일치하는 방향으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 회전 다면 미러(1300)의 상부는 정사각형 형태 이므로 4개의 반사면이 이루는 각도는 각 90도 일 수 있다. 그리고 도 7을 참조하면 상기 회전 다면 미러(1300)가 시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 위쪽부분으로 반사되며, 상기 회전 다면 미러(1300)가 반시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 아래쪽부분으로 반사될 수 있다. 따라서 도 7을 참조하여 반사되는 레이저의 경로를 계산하면 상기 회전 다면 미러(1300)의 최대 시야각을 알 수 있다.
예를 들어, 상기 회전 다면 미러(1300)의 1번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(1350)와 위쪽으로 90도의 각도로 반사될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러(1300)의 4번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(1350)와 아래쪽으로 90도의 각도로 반사될 수 있다.
따라서 상기 회전 다면 미러(1300)의 상기 반사면의 수가 4개이며, 상기 몸체의 상부 및 하부가 정사각형 형태인 경우, 상기 회전 다면 미러(1300)의 최대 시야각은 180도 일 수 있다.
도 8는 상기 반사면의 수가 5개이며 상기 몸체의 상부 및 하부가 정오각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.
도 8를 참조하면, 레이저(1450)는 상기 회전 다면 미러(1400)의 회전축(1440)과 일치하는 방향으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 회전 다면 미러(1400)의 상부는 정오각형 형태 이므로 5개의 반사면이 이루는 각도는 각 108도 일 수 있다. 그리고 도 8을 참조하면, 상기 회전 다면 미러(1400)가 시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 위쪽부분으로 반사되며, 상기 회전 다면 미러(1400)가 반시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 아래쪽부분으로 반사될 수 있다. 따라서 도 8을 참조하여 반사되는 레이저의 경로를 계산하면 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각을 알 수 있다.
예를 들어, 상기 회전 다면 미러(1400)의 1번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(1450)와 위쪽으로 72도의 각도로 반사될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러(1400)의 5번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(1450)와 아래쪽으로 72도의 각도로 반사될 수 있다.
따라서 상기 회전 다면 미러(1400)의 상기 반사면의 수가 5개이며, 상기 몸체의 상부 및 하부가 정오각형 형태인 경우, 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각은 144도 일 수 있다.
결과적으로 상술한 도 6 내지 도 8를 참조하면, 상기 회전 다면 미러의 반사면의 수가 N개이고, 상기 몸체의 상부 및 하부가 N각형인 경우, 상기 N각형의 내각을
Figure pat00010
라 하면, 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각은 360도-2
Figure pat00011
가 될 수 있다.
다만, 상술한 상기 회전 다면 미러의 시야각은 최대값을 계산한 것일 뿐이므로 라이다 장치에서 상기 회전 다면 미러에 의해 결정되는 시야각은 상기 계산한 최대값보다 작을 수 있다. 또한 이 때 라이다 장치는 상기 회전 다면 미러의 각 반사면의 일부분만을 스캐닝에 이용할 수 있다.
5.3 조사부분 및 수광부분
라이다 장치의 스캐닝부가 회전 다면 미러를 포함하는 경우 회전 다면 미러는 레이저 출력부에서 출사된 레이저를 라이다 장치의 스캔영역을 향해 조사하기위해 이용될 수 있으며, 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사된 레이저를 센서부로 수광시키기 위해 이용될 수 있다.
여기서 출사된 레이저를 라이다 장치의 스캔영역으로 조사하기 위해 이용되는 회전 다면 미러의 각 반사면의 일 부분을 조사부분으로 지칭하기로 한다. 또한 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사된 레이저를 센서부로 수광시키기 위한 회전 다면 미러의 각 반사면의 일 부분을 수광부분으로 지칭하기로 한다.
5.3.1 조사부분 및 수광부분을 갖는 회전 다면 미러
5.3.1.1 회전 다면 미러를 포함하는 라이다 장치의 회전 다면 미러
도 9는 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저는 점 형태의 조사영역을 가질 수 있으며, 회전 다면 미러(1500)의 반사면에 입사될 수 있다. 다만, 도 9에는 표현되지 않았으나, 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저는 선 또는 면 형태의 조사영역을 가질 수 있다.
상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저가 점 형태의 조사영역을 갖는 경우, 상기 회전 다면 미러(1500)에서 조사부분(1551)은 상기 출사된 레이저가 상기 회전 다면 미러와 만나는 점을 상기 회전 다면 미러의 회전방향으로 이은 선 형태가 될 수 있다. 따라서 이 경우 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1551)은 각 반사면에 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전축(1510)과 수직한 방향의 선 형태로 위치할 수 있다.
또한 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1551)에서 조사되어, 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 레이저는 상기 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체로(160)부터 반사될 수 있으며, 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)는 조사된 레이저(1520)보다 큰 범위에서 반사될 수 있다. 따라서 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)는 조사된 레이저와 평행하며, 더 넓은 범위로 라이다 장치(100)로 수광 될 수 있다.
이 때, 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)는 상기 회전 다면 미러(1500)의 반사면의 크기보다 크게 전달될 수 있다. 그러나 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1561)은 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)를 센서부(130)로 수광시키기 위한 부분으로 상기 회전 다면 미러(1500)의 반사면의 크기보다 작은 상기 반사면의 일 부분일 수 있다. 예를 들어, 도 9에서 표현된 바와 같이 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)가 상기 회전 다면 미러(1500)를 통해서 센서부(130)를 향해 전달되는 경우 상기 회전 다면 미러(1500)의 반사면 중 상기 센서부(130)를 향해 전달되도록 반사하는 부분이 수광부분(1561)이 될 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1561)은 상기 반사면 중 상기 센서부(130)를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전방향으로 연장시킨 부분일 수 있다.
또한 상기 회전 다면 미러(1500)와 상기 센서부(130) 사이에 집광렌즈를 더 포함하는 경우, 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1561)은 상기 반사면 중 상기 집광렌즈를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전방향으로 연장시킨 부분일 수 있다.
다만 도 9에서는 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1551)과 수광부분(1561)을 이격되어 있는 것처럼 설명하였으나, 상기 회전 다면 미러(1550)의 조사부분(1551)과 수광부분(1561)은 일부가 겹칠 수도 있으며, 상기 조사부분(1551)이 상기 수광부분(1561)의 내부에 포함 될 수도 있다.
5.3.1.2 제1 스캐닝부 및 회전 다면 미러를 포함하는 라이다 장치의 회전 다면 미러
도 10는 다른 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 10를 참조하면, 제1 스캐닝부(121)에서 조사된 레이저는 선 형태의 조사영역을 가질 수 있으며, 회전 다면 미러(1500)의 반사면에 입사될 수 있다. 다만, 도 10에는 표현되지 않았으나, 상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사된 레이저는 면 형태의 조사영역을 가질 수도 있다.
상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사된 레이저가 선 형태의 조사영역을 갖는 경우, 상기 회전 다면 미러(1500)에서 조사부분(1552)은 상기 조사된 레이저의 조사영역이 상기 회전 다면 미러(1500)와 만나는 선 형태의 점군을 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전방향으로 이은 면 형태가 될 수 있다. 따라서 이 경우 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1552)은 각 반사면에 상기 회전 다면 미러의 회전축(1510)과 수직한 법선을 가진 면 형태로 위치할 수 있다.
또한 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1552)에서 조사되어, 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 레이저는 상기 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사될 수 있으며, 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)는 조사된 레이저보다 큰 범위에서 반사될 수 있다. 따라서 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)는 조사된 레이저(1520)와 평행하며, 더 넓은 범위로 라이다 장치(100)로 수광 될 수 있다.
이 때, 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)는 상기 회전 다면 미러(1500)의 반사면의 크기보다 크게 전달될 수 있다. 그러나 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1562)은 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)를 센서부(130)로 수광시키기 위한 부분으로 상기 회전 다면 미러(1500)의 반사면의 크기보다 작은 상기 반사면의 일 부분일 수 있다. 예를 들어, 도 10에서 표현된 바와 같이 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)가 상기 회전 다면 미러(1500)를 통해서 센서부(130)를 향해 전달되는 경우 상기 회전 다면 미러(1500)의 반사면 중 상기 센서부(130)를 향해 전달되도록 반사하는 부분이 수광부분(1562)이 될 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1562)은 상기 반사면 중 상기 센서부(130)를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전방향으로 연장시킨 부분일 수 있다.
또한 상기 회전 다면 미러(1500)와 상기 센서부(130) 사이에 집광렌즈를 더 포함하는 경우, 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1562)은 상기 반사면 중 상기 집광렌즈를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전방향으로 연장시킨 부분일 수 있다.
다만 도 10에서는 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1552)과 수광부분(1562)을 이격되어 있는 것처럼 설명하였으나, 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1552)과 수광부분(1562)은 일부가 겹칠 수도 있으며, 상기 조사부분(1552)이 상기 수광부분(1562)의 내부에 포함될 수도 있다.
5.3.1.3 노딩미러 및 회전 다면 미러를 포함하는 라이다 장치의 회전 다면 미러
도 11는 또 다른 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 노딩미러(122)에서 조사된 레이저는 선 형태의 조사영역을 가질 수 있으며, 회전 다면 미러(1500)의 반사면에 입사될 수 있다. 다만, 도 11에는 표현되지 않았으나, 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저는 면 형태의 조사영역을 가질 수도 있다.
상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저가 선 형태의 조사영역을 갖는 경우, 상기 회전 다면 미러(1500)에서 조사부분(1553)은 상기 조사된 레이저의 조사영역이 상기 회전 다면 미러(1500)와 만나는 선을 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전방향으로 이은 면 형태가 될 수 있다. 따라서 이 경우 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1553)은 각 반사면에 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전축(1510)과 수직한 방향의 법선을 가진 면 형태로 위치할 수 있다.
또한 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1563)에서 조사되어, 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 레이저는 상기 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사될 수 있으며, 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)는 조사된 레이저(1520)보다 큰 범위에서 반사될 수 있다. 따라서 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)는 조사된 레이저(1520)와 평행하며 더 넓은 범위로 라이다 장치로 수광 될 수 있다.
이 때, 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)는 상기 회전 다면 미러(1500)의 반사면의 크기보다 크게 전달될 수 있다. 그러나 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1563)은 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)를 센서부(130)로 수광시키기 위한 부분으로 상기 회전 다면 미러(1500)의 반사면의 크기보다 작은 상기 반사면의 일 부분일 수 있다. 예를 들어, 도 11에서 표현된 바와 같이 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)가 상기 회전 다면 미러(1500)를 통해서 센서부(130)를 향해 전달되는 경우 상기 회전 다면 미러(1500)의 반사면 중 상기 센서부(130)를 향해 전달되도록 반사하는 부분이 수광부분(1563)이 될 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1563)은 상기 반사면 중 상기 센서부(130)를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전방향으로 연장시킨 부분일 수 있다.
또한 상기 회전 다면 미러(1500)와 상기 센서부(130) 사이에 집광렌즈를 더 포함하는 경우, 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1563)은 상기 반사면 중 상기 집광렌즈를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전방향으로 연장시킨 부분일 수 있다.
다만 도 11에서는 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1553)과 수광부분(1563)을 이격되어 있는 것처럼 설명하였으나, 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1553)과 수광부분(1563)은 일부가 겹칠 수도 있으며, 상기 조사부분(1553)이 상기 수광부분(1563)의 내부에 포함될 수도 있다.
5.3.2. 조사부분 및 수광부분을 가지는 회전 다면 미러를 포함하는 라이다 장치의 조사경로 및 수광경로
라이다 장치의 레이저 출력부에서 출사된 레이저가 스캔영역상에 위치하는 대상체에 도달하지까지의 경로를 조사경로라고 지칭하며, 대상체에서 반사된 레이저가 센서부에 도달하기 까지의 경로를 수광경로라 지칭하기로 한다.
이하에서는 조사부분 및 수광부분을 가지는 회전 다면 미러를 포함하는 라이다 장치의 조사경로 및 수광경로에 대하여 설명하기로 한다.
5.3.2.1 회전 다면 미러를 포함하는 라이다 장치
다시 도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 레이저 출력부(110), 회전 다면 미러(1500), 센서부(130)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 라이다 장치(100)의 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저는 상기 회전 다면 미러(1500)를 통하여 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 향해 조사 될 수 있다.
구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)에서 상기 회전 다면 미러(1500)를 향하여 레이저를 출사시킬 수 있으며, 상기 회전 다면 미러(1500)는 출사된 레이저를 전달받아 반사하여 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 향해 조사시킬 수 있다. 이 때 상기 출사된 레이저의 조사영역은 점 형태일 수 있다.
이 때, 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1551)은 상기 출사된 레이저가 상기 회전 다면 미러(1500)와 만나는 점을 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전방향으로 이은 선 형태가 될 수 있다. 따라서 이 경우 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1551)은 각 반사면에 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전축(1510)과 수직한 방향의 선 형태로 위치할 수 있다.
그리고 상기 라이다 장치(100)의 조사경로는 상기 레이저 출력부(110)에서 시작하여 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1551)을 통해 스캔영역(150)까지 이어지는 경로일 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1551)은 상기 라이다 장치(100)의 조사경로에 포함될 수 있다.
또한 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 레이저는 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사되어 상기 회전 다면 미러(1500)를 통하여 센서부(130)를 향해 전달될 수 있다.
구체적으로, 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 레이저는 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사될 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저는 상기 회전 다면 미러(1500)를 향할 수 있으며, 상기 회전 다면 미러(1500)는 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)를 전달받아 반사하여 상기 센서부(130)를 향해 조사할 수 있다.
이 때, 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1561)은 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)를 상기 센서부(130)로 수광시키기 위한 부분으로 상기 회전 다면 미러(1500)의 반사면의 크기보다 작은 상기 반사면의 일 부분일 수 있다. 따라서 이 경우, 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1561)은 상기 반사면 중 상기 센서부(130)를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전방향으로 연장시킨 부분일 수 있다.
그리고 상기 라이다 장치(100)의 수광경로는 상기 대상체(160)로부터 시작하여 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1561)을 통해 센서부(130)까지 이어지는 경로일 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1561)은 상기 라이다 장치(100)의 수광경로에 포함될 수 있다.
또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저(1530)는 상기 회전 다면 미러(1500)를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다. 즉, 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저(1530)는 상기 회전 다면 미러(1500)를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 회전 다면 미러(1500)와 상기 센서부(130) 사이에 집광렌즈 등 다른 광학장치가 포함 될 수 있다.
5.3.2.2 제1 스캐닝부 및 회전 다면 미러를 포함하는 라이다 장치
다시 도 10를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저 출력부(110), 제1 스캐닝부(121), 회전 다면 미러(1500) 및 센서부(130)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 라이다 장치(100)의 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 회전 다면 미러(1500)를 통하여 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 향해 조사 될 수 있다.
구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)에서 상기 제1 스캐닝부(121)를 향하여 레이저를 출사시킬 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(121)는 출사된 레이저를 전달받아 반사하여 상기 회전 다면 미러(1500)를 향해 조사시킬 수 있으며, 상기 회전 다면 미러(1500)는 조사된 레이저를 전달받아 반사하여 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사시킬 수 있다. 이 때 상기 출사된 레이저의 조사영역은 점 형태일 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사된 레이저의 조사영역은 선 또는 면 형태일 수 있다.
상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사된 레이저가 선 형태의 조사영역을 갖는 경우, 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1552)은 상기 조사된 레이저의 조사영역이 상기 회전 다면 미러(1500)와 만나는 선을 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전방향으로 이은 면 형태가 될 수 있다. 따라서 이 경우 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1552)은 각 반사면에 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전축(1510)과 수직한 방향의 법선을 갖는 면 형태로 위치할 수 있다.
그리고 상기 라이다 장치(100)의 조사경로는 상기 레이저 출력부(110)에서 시작하여 상기 제1 스캐닝부(121)를 통해 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분을 향하며, 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1552)을 통해 스캔영역(150)까지 이어지는 경로일 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1552)은 상기 라이다 장치(100)의 조사경로에 포함 될 수 있다.
또한 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 레이저는 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사되어 상기 회전 다면 미러(1500)를 통하여 센서부(130)를 향해 전달될 수 있다.
구체적으로 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 레이저는 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역상(150)에 존재하는 대상체(160)로부터 반사될 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)는 상기 회전 다면 미러(1500)를 향할 수 있으며, 상기 회전 다면 미러(1500)는 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)를 전달받아 반사하여 상기 센서부(130)를 향해 조사할 수 있다.
이 때, 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1562)은 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)를 상기 센서부(130)로 수광시키기 위한 부분으로 상기 회전 다면 미러(1500)의 반사면의 크기보다 작은 상기 반사면의 일 부분일 수 있다. 따라서 이 경우, 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1562)은 상기 반사면 중 상기 센서부(130)를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전방향으로 연장시킨 부분일 수 있다.
그리고 상기 라이다 장치(100)의 수광경로는 상기 대상체(160)로부터 시작하여 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1562)을 통해 센서부(130)까지 이어지는 경로일 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1562)은 상기 라이다 장치(100)의 수광경로에 포함될 수 있다.
또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 회전 다면 미러(1500)를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다. 즉, 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저(1530)는 상기 회전 다면 미러(1500)를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 회전 다면 미러(1500)와 상기 센서부(130) 사이에 집광렌즈 등 다른 광학장치가 포함 될 수 있다.
5.3.2.3 노딩미러 및 회전 다면 미러를 포함하는 라이다 장치
다시 도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 레이저 출력부(110), 노딩미러(122), 회전 다면 미러(1500) 및 센서부(130)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 라이다 장치(100)의 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저는 상기 노딩미러(122) 및 상기 회전 다면 미러(1500)를 통하여 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 향해 조사 될 수 있다.
구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)에서 상기 노딩미러(122)를 향하여 레이저를 출사시킬 수 있으며, 상기 노딩미러(122)는 출사된 레이저를 전달받아 반사하여 상기 회전 다면 미러(1500)를 향해 조사시킬 수 있고, 상기 회전 다면 미러(1500)는 조사된 레이저를 전달 받아 반사하여 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조시시킬수 있다. 이 때 상기 출사된 레이저의 조사영역은 점 형태일 수 있으며, 상기 노딩미러에서 조사된 레이저의 조사영역은 선 또는 면 형태일 수 있다.
상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저가 선 형태의 조사영역을 갖는 경우, 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1553)은 상기 조사된 레이저의 조사영역이 상기 회전 다면 미러(1500)와 만나는 선을 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전방향으로 이은 면 형태가 될 수 있다. 따라서 이 경우 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1553)은 각 반사면에 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전축과 수직한 방향의 법선을 갖는 면 형태로 위치할 수 있다.
그리고 상기 라이다 장치(100)의 조사경로는 상기 레이저 출력부(110)에서 시작하여 상기 노딩미러(122)를 통해 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1553)을 향하며, 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1553)을 통해 스캔영역(150)까지 이어지는 경로일 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1553)은 상기 라이다 장치(100)의 조사경로에 포함될 수 있다.
또한 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 레이저는 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사되어 상기 회전 다면 미러(1500)를 통하여 센서부(130)를 향해 전달될 수 있다.
구체적으로 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 레이저는 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사될 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)는 상기 회전 다면 미러(1500)를 향할 수 있으며, 상기 회전 다면 미러(1500)는 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)를 전달받아 반사하여 상기 센서부(130)를 향해 조사할 수 있다.
이 때, 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1563)은 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1530)를 상기 센서부(130)로 수광시키기 위한 부분으로 상기 회전 다면 미러(1500)의 반사면의 크기보다 작은 상기 반사면의 일 부분일 수 있다. 따라서 이 경우, 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1563)은 상기 반사면 중 상기 센서부(130)를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러의 회전방향으로 연장시킨 부분일 수 있다.
그리고 상기 라이다 장치(100)의 수광경로는 상기 대상체(160)로부터 시작하여 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1563)을 통해 센서부(130)까지 이어지는 경로일 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러(1500)의 수광부분(1563)은 상기 라이다 장치(100)의 수광경로에 포함될 수 있다.
또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저(1530)는 상기 회전 다면 미러(1500)를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다. 즉, 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저(1530)는 상기 회전 다면 미러(1500)를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 회전 다면 미러(1500)와 상기 센서부(130) 사이에 집광렌즈 등 다른 광학장치가 포함 될 수 있다.
5.3.3 조사부분 및 수광부분의 위치 - 도면9
5.3.3.1 조사부분 및 수광부분의 나뉨
도 12는 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분의 위치관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1571) 및 수광부분(1581)은 나뉘어서 설정 될 수 있다.
구체적으로 상기 회전 다면 미러(1500)는 반사면 및 몸체를 포함하며, 상기 몸체는 상부, 하부 및 기둥을 포함한다. 또한 이 때, 상기 회전 다면 미러는 상기 몸체의 상부 및 하부의 중심을 관통하는 회전축(1510) 중심으로 회전할 수 있다.
여기서 상기 회전 다면 미러(1500)의 각 반사면은 각 반사면 내에 조사부분(1571) 및 수광부분(1581)을 포함할 수 있으며, 상기 조사부분(1571) 및 상기 수광부분(1581)은 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전축(1510)과 수직인 가상의 단면(1540)을 기준으로 나뉘어 설정 될 수 있다.
여기서 상기 회전축(1510)과 수직인 가상의 단면(1540)은, 상기 조사부분(1571) 및 상기 수광부분(1581)의 크기에 따라서, 상기 회전 다면 미러(1500)의 내부에 위치할 수 있다.
여기서 상기 조사부분(1571) 및 상기 수광부분(1581) 중 어느 하나는 상기 회전축(1510)과 수직인 단면(1540)을 기준으로 상측에 설정될 수 있으며, 이 때 다른 하나는 상기 회전축과 수직인 단면을 기준으로 하측에 설정될 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 조사부분(1571) 및 상기 수광부분(1581)이 나뉘어져 있는 경우, 라이다 장치의 조사경로 및 수광경로는 상기 회전 다면 미러에서 분리되므로 상기 조사부분(1571) 및 상기 수광부분(1581)이 겹쳐져 있는 경우 보다 스캔영역을 향하여 조사되는 레이저에 의한 오차를 줄일 수 있으며, 스캔영역상의 대상체로부터 조사경로 및 수광경로가 분리되는 경우보다 센서부로 전달되는 레이저의 양을 증가시킬 수 있다.
5.3.3.2 조사부분 및 수광부분의 이격
도 13는 다른 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 조사부분 및 수광부분의 위치관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 13를 참조하면, 일 실시예에 따른 회전 다면 미러(1500)의 조사부분(1572) 및 수광부분(1582)은 이격되어 위치할 수 있다.
구체적으로 상기 회전 다면 미러(1500)는 반사면 및 몸체를 포함하며, 상기 몸체는 상부, 하부 및 기둥을 포함한다. 또한 이 때, 상기 회전 다면 미러(1500)는 상기 몸체의 상부 및 하부의 중심을 관통하는 회전축(1510)을 중심으로 회전할 수 있다.
여기서 상기 회전 다면 미러(1500)의 각 반사면은 각 반사면 내에 조사부분(1572) 및 수광부분(1582)을 포함할 수 있으며, 상기 조사부분(1572) 및 상기 수광부분(1582)은 상기 회전 다면 미러(1500)의 회전축(1510)과 수직인 단면을 기준으로 이격되어 위치할 수 있다.
여기서 상기 회전축과 수직인 단면은, 상기 조사부분(1572) 및 상기 수광부분(1582)의 크기에 따라서, 상기 회전 다면 미러의 내부에 위치할 수 있다.
여기서 상기 조사부분(1572) 및 상기 수광부분(1582) 중 어느 하나는 상기 회전축과 수직인 단면을 기준으로 상측에 위치할 수 있으며, 이 때 다른 하나는 상기 회전 축과 수직인 단면을 기준으로 하측에 위치할 수 있고, 상기 조사부분 및 상기 수광부분은 이격되어 위치 할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 조사부분(1572) 및 상기 수광부분(1582)이 나뉘어져 있는 경우, 라이다 장치의 조사경로 및 수광경로는 상기 회전 다면 미러(1500)에서 더욱 분리되므로 상기 조사부분(1572) 및 상기 수광부분(1582)이 겹쳐져 있는 경우 보다 스캔영역을 향하여 조사되는 레이저에 의한 오차를 줄일 수 있으며, 스캔영역상의 대상체로부터 조사경로 및 수광경로가 분리되는 경우보다 센서부로 전달되는 레이저의 양을 증가시킬 수 있다.
5.3.4 회전 다면 미러의 높이
라이다 장치에서 이용되는 회전 다면 미러가 조사부분 및 수광부분을 갖으며, 상기 조사부분 및 상기 수광부분이 나뉘어져 있는 경우, 상기 회전 다면 미러의 높이는 상기 조사부분 및 상기 수광부분의 높이를 합한 것 이상일 수 있다.
5.3.4.1 회전 다면 미러를 포함하는 라이다 장치
도 14은 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 높이를 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 일 실시예에 따른 회전 다면 미러를 포함하는 라이다 장치(100)는 레이저 출력(110)부, 회전 다면 미러(1600), 센서부(130)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저가 점 형태의 조사영역을 갖는 경우, 상기 회전 다면 미러(1600)의 조사부분(1651)은 상기 출사된 레이저가 상기 회전 다면 미러(1600)와 만나는 점을 상기 회전 다면 미러(1600)의 회전방향으로 이은 선 현태가 될 수 있다. 따라서, 상기 회전 다면 미러(1600)의 조사부분(1651)의 높이는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 직경에 기초하여 결정될 수 있다.
또한 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1630)가 상기 회전 다면 미러(1600)를 통해서 상기 센서부(130)를 향해 전달되는 경우 상기 회전 다면 미러(1600)의 반사면 중 상기 센서부(130)를 향해 전달되도록 반사하는 부분이 수광부분(1661)이 될 수 있다. 또한 상기 센서부(130)를 향해 전달되도록 반사하는 부분을 상기 회전 다면 미러(1600)의 회전방향으로 이은 면 형태가 될 수 있다. 따라서, 상기 회전 다면 미러(1600)의 수광부분(1661)의 높이는 상기 센서부(130)의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
여기서, 상기 회전 다면 미러(1600)의 높이(1640)는 상기 조사부분(1651) 및 상기 수광부분(1661)의 높이를 합한 높이 이상이어야 하므로, 상기 회전 다면 미러(1600)의 높이(1640)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 직경 및 상기 센서부(130)의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
또한 상기 라이다 장치(100)가 상기 회전 다면 미러(1600) 및 상기 센서부(130) 사이에 배치되는 집광렌즈를 더 포함하는 경우, 상기 회전 다면 미러(1600)의 수광부분(1661)은 상기 반사면 중 상기 집광렌즈를 향해 전달되도록 반사하는 부분을 상기 회전 다면 미러(1600)의 회전방향으로 연장시킨 부분일 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러(1600)의 수광부분(1661)은 상기 집광렌즈의 직경에 기초하여 결정될 수 있다.
여기서, 상기 회전 다면 미러(1600)의 높이(1640)는 상기 조사부분(1651) 및 상기 수광부분(1661)의 높이를 합한 높이 이상이어야 하므로, 상기 회전 다면 미러(1600)의 높이는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 직경 및 상기 집광렌즈의 직경에 기초하여 결정될 수 있다.
5.3.4.2 제1 스캐닝부 및 회전 다면 미러를 포함하는 라이다 장치
도 15는 다른 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 높이를 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 회전 다면 미러(1700)를 포함하는 라이다 장치(100)는 레이저 출력부(110), 제1 스캐닝부(121), 회전 다면 미러(1700), 센서부(130)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사된 레이저가 선 형태의 조사영역을 갖는 경우, 상기 회전 다면 미러(1700)의 조사부분(1751)은 상기 조사된 레이저의 조사영역이 상기 회전 다면 미러(1700)와 만나는 선 형태의 점군을 상기 회전 다면 미러(1700)의 회전방향으로 이은 면 형태가 될 수 있다. 따라서, 상기 회전 다면 미러(1700)의 조사부분(1751)의 높이는 상기 제1 스캐닝부(121)와 상기 회전 다면 미러(1700)사이의 거리 및 상기 제1 스캐닝부로(121)부터 상기 조사영역에 이르는 각도에 기초하여 결정될 수 있다.
또한 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1730)가 상기 회전 다면 미러(1700)를 통해서 상기 센서부(130)를 향해 전달되는 경우 상기 회전 다면 미러(1700)의 반사면 중 상기 센서부(130)를 향해 전달되도록 반사하는 부분이 수광부분(1761)이 될 수 있다. 또한 상기 센서부(130)를 향해 전달되도록 반사하는 부분을 상기 회전 다면 미러(1700)의 회전방향으로 이은 면 형태가 될 수 있다. 따라서, 상기 회전 다면 미러(1700)의 수광부분(1761)의 높이는 상기 센서부(130)의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
여기서, 상기 회전 다면 미러(1700)의 높이(1740)는 상기 조사부분(1751) 및 상기 수광부분(1761)의 높이를 합한 높이 이상이어야 하므로, 상기 회전 다면 미러(1700)의 높이(1740)는 상기 제1 스캐닝부(121)와 상기 회전 다면 미러(1700)사이의 거리, 상기 제1 스캐닝부(121)로부터 상기 조사영역에 이르는 각도 및 상기 센서부(130)의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
또한 상기 라이다 장치(100)가 상기 회전 다면 미러(1700) 및 상기 센서부(130) 사이에 배치되는 집광렌즈를 더 포함하는 경우, 상기 회전 다면 미러(1700)의 수광부분(1761)은 상기 반사면 중 상기 집광렌즈를 향해 전달되도록 반사하는 부분을 상기 회전 다면 미러(1700)의 회전방향으로 연장시킨 부분일 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러(1700)의 수광부분(1761)의 높이는 상기 집광렌즈의 직경에 기초하여 결정될 수 있다.
여기서, 상기 회전 다면 미러(1700)의 높이(1740)는 상기 조사부분(1751) 및 상기 수광부분(1761)의 높이를 합한 높이 이상이어야 하므로, 상기 회전 다면 미러(1700)의 높이(1740)는 상기 제1 스캐닝부(121)와 상기 회전 다면 미러(1700)사이의 거리, 상기 제1 스캐닝부(121)로부터 상기 조사영역에 이르는 각도 및 상기 집광렌즈의 직경에 기초하여 결정될 수 있다.
5.3.4.3 노딩미러 및 회전 다면 미러를 포함하는 라이다 장치
도 16은 또 다른 일 실시예에 따른 회전 다면 미러의 높이를 설명하기 위한 도면이다.
도 16를 참조하면, 일 실시예에 따른 회전 다면 미러(1800)를 포함하는 라이다 장치(100)는 레이저 출력부(110), 노딩미러(122), 회전 다면 미러(1800), 센서부(130)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저가 선 형태의 조사영역을 갖는 경우, 상기 회전 다면 미러(1800)의 조사부분(1851)은 상기 조사된 레이저의 조사영역이 상기 회전 다면 미러(1800)와 만나는 선을 상기 회전 다면 미러(1800)의 회전방향으로 이은 면 형태가 될 수 있다. 따라서, 상기 회전 다면 미러(1800)의 조사부분(1851)의 높이는 상기 노딩미러(122)와 상기 회전 다면 미러(1800)사이의 거리 및 상기 노딩미러(122)로부터 상기 조사영역에 이르는 각도에 기초하여 결정될 수 있다. 이 때, 상기 노딩미러(122)로부터 상기 조사영역에 이르는 각도는 상기 노딩미러(122)의 기 설정된 각도에 기초하여 결정될 수 있다.
또한 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사된 레이저(1830)가 상기 회전 다면 미러(1800)를 통해서 상기 센서부(130)를 향해 전달되는 경우 상기 회전 다면 미러(1800)의 반사면 중 상기 센서부(130)를 향해 전달되도록 반사하는 부분이 수광부분(1861)이 될 수 있다. 또한 상기 센서부(130)를 향해 전달되도록 반사하는 부분을 상기 회전 다면 미러(1800)의 회전 방향으로 이은 면 형태가 될 수 있다. 따라서, 상기 회전 다면 미러(1800)의 수광부분(1861)의 높이는 상기 센서부(130)의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
여기서, 상기 회전 다면 미러(1800)의 높이(1840)는 상기 조사부분(1851) 및 상기 수광부분(1861)의 높이를 합한 높이 이상이어야 하므로, 상기 회전 다면 미러(1800)의 높이(1840)는 상기 노딩미러(122)와 상기 회전 다면 미러 사이(1800)의 거리, 상기 노딩미러(122)로부터 상기 조사영역에 이르는 각도 및 상기 센서부(130)의 크기에 기초하여 결정될 수 있다. 이 때, 상기 노딩미러(122)로부터 상기 조사영역에 이르는 각도는 상기 노딩미러(122)의 기 설정된 각도에 기초하여 결정될 수 있다.
또한 상기 라이다 장치(100)가 상기 회전 다면 미러(1800) 및 상기 센서부(130) 사이에 배치되는 집광렌즈를 더 포함하는 경우, 상기 회전 다면 미러(1800)의 수광부분(1861)은 상기 반사면 중 상기 집광렌즈를 향해 전달되도록 반사하는 부분을 상기 회전 다면 미러(1800)의 회전방향으로 연장시킨부분일 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러(1800)의 수광부분(1861)의 높이는 상기 집광렌즈의 직경에 기초하여 결정될 수 있다.
여기서, 상기 회전 다면 미러(1800)의 높이(1840)는 상기 조사부분(1851) 및 상기 수광부분(1861)의 높이를 합한 높이 이상이어야 하므로, 상기 회전 다면 미러(1800)의 높이(1840)는 상기 노딩미러(122)와 상기 회전 다면 미러(1800)사이의 거리, 상기 노딩미러(122)로부터 상기 조사영역에 이르는 각도 및 상기 집광렌즈의 직경에 기초하여 결정될 수 있다. 이 때, 상기 노딩미러(122)로부터 상기 조사영역에 이르는 각도는 상기 노딩미러(122)의 기 설정된 각도에 기초하여 결정될 수 있다.
5.4 광 차단부를 포함하는 회전 다면 미러
도 17은 일 실시예에 따른 광차단부를 포함하는 회전 다면 미러에 대해 설명하기 위한 도면이다.
라이다 장치에서 회전 다면 미러(1900)를 이용하는 경우, 회전 다면 미러(1900)는 조사부분(1951)과 수광부분(1961)을 가질 수 있다. 또한 상기 라이다 장치는 조사부분(1951)을 포함하는 조사경로를 가지며, 수광부분(1961)을 포함하는 수광경로를 가질 수 있다. 그러나 상기 회전 다면 미러(1900)의 표면에서 난반사가 일어나는 경우, 라이다 장치의 레이저 출력부에서 출사된 레이저는 라이다 장치의 조사경로를 따르지 않고, 상기 조사부분(1951)에서 반사되어 바로 센서부를 향해 반사될 수도 있다. 이는 레이저를 이용하여 대상체와의 거리를 측정하는 라이다 장치의 오차를 발생시킬 수 있다.
따라서, 상기 회전 다면 미러(1900)는 상기 회전 다면 미러(1900)의 조사부분(1951)과 수광부분(1961) 사이에 배치되는 광 차단부(1940)를 더 포함할 수 있다. 상기 광 차단부(1940)는 상기 조사부분(1951)에서 반사되어 상기 센서부에서 오 감지되는 것을 방지 할 수 있다.
또한 상기 광 차단부(1940)는 상기 회전 다면 미러(1900) 상에 배치될 수도 있으며, 상기 회전 다면 미러(1900)와 이격되어 배치될 수도 있다.
또한 상기 광 차단부(1940)는 상기 회전 다면 미러(1900)의 조사부분(1951) 및 수광부분(1961)이 이격되어 있는경우, 상기 조사부분(1951)과 상기 수광부분(1961)의 사이에 배치될 수 있다.
또한 상기 광 차단부(1940)는 빛을 흡수하는 재질로 이루어 질 수 있다. 예를 들어, 고무, 천 등을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (14)

  1. 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치에 있어서,
    레이저를 출사하는 레이저 출력부;
    상기 레이저 출력부에서 출사된 레이저를 획득하여 전달하는 제1 스캐닝부;
    상기 제1 스캐닝부에서 전달된 레이저를 획득하여 조사하는 제2 스캐닝부; 및
    스캔영역상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 감지하는 센서부; 를 포함하되,
    상기 제2 스캐닝부는 수직방향으로 설정된 일 축을 기준으로 회전함에 따라 상기 레이저의 이동경로를 수평방향으로 변경시키는 회전 다면 미러를 포함하는
    라이다 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 라이다 장치는 상기 레이저 출력부에서 출사된 레이저가 스캔영역상에 위치하는 대상체에 도달하기까지의 조사 경로 및 상기 스캔영역상에 존재하는 대상체에서 반사된 레이저가 상기 센서부에 도달하기까지의 수광 경로를 가지며,
    상기 조사 경로는 상기 제1 스캐닝부 및 상기 회전 다면 미러를 순차적으로 통하여 상기 스캔영역을 향하도록 설정 되며,
    상기 수광 경로는 상기 제1 스캐닝부 및 상기 회전 다면 미러 중 상기 회전 다면 미러만을 통하여 상기 센서부를 향하도록 설정 되는
    라이다 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 회전 다면 미러는 상기 제1 스캐닝부에서 전달된 레이저를 획득하여 상기 스캔영역을 향해 반사하기 위한 조사부분 및 상기 스캔영역상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 획득하여 상기 센서부를 향해 반사하기 위한 수광부분을 포함하며,
    상기 조사부분은 상기 제1 스캐닝부에서 전달된 레이저의 조사영역이 상기 회전 다면 미러와 만나는 선을 상기 회전 다면 미러의 회전 방향으로 이은 면 형태이며,
    상기 수광부분은 상기 회전 다면 미러의 반사면 중 상기 센서부를 향해 전달되도록 반사하는 일 부분을 상기 회전 다면 미러의 회전방향으로 연장시킨 면 형태인
    라이다 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 회전 다면 미러의 상기 조사부분은 상기 조사 경로에 포함되고,
    상기 회전 다면 미러의 상기 수광부분은 상기 수광 경로에 포함되는
    라이다 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 회전 다면 미러의 상기 수광부분의 크기는 적어도 상기 회전 다면 미러의 상기 조사부분의 크기보다 같거나 큰
    라이다 장치.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 조사부분 및 상기 수광부분 중 어느 하나는 상기 회전 다면 미러의 회전축과 수직인 가상의 단면의 상측에 위치되고
    상기 조사부분 및 상기 수광부분 중 다른 하나는 상기 회전 다면 미러의 회전축과 수직인 가상의 단면의 하측에 위치되는
    라이다 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 조사부분과 상기 수광부분은 이격 되어 위치 하는
    라이다 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 회전 다면 미러의 높이는 적어도 상기 회전 다면 미러의 상기 조사부분의 높이 및 상기 수광부분의 높이를 합한 값보다 같거나 큰
    라이다 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 조사부분의 높이는 상기 노딩미러의 기 설정된 각도 범위 및 상기 노딩미러와 상기 회전 다면 미러 사이의 거리에 기초하여 결정되는
    라이다 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 수광부분의 높이는 상기 센서부의 크기에 기초하여 결정되는
    라이다 장치.
  11. 레이저를 이용하여 거리측정 하는 라이다 장치에 이용되는 회전 다면 미러에 있어서,
    구동부에 체결되어 구동력을 전달 받아 회전하는 몸체; 및
    전달받은 레이저를 반사하기 위한 반사면; 을 포함하며,
    상기 몸체는 상부, 하부 및 상기 상부와 하부를 연결하는 기둥을 포함하며, 상기 상부 및 상기 하부의 중심을 수직으로 관통하는 회전축을 중심으로 회전하고,
    상기 반사면은 상기 몸체의 상부 및 하부를 제외한 옆면에 위치하며, 거리측정을 위해 출사된 레이저를 획득하여 스캔영역으로 반사하기 위한 조사부분 및 상기 스캔영역상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 획득하여 반사하기 위한 수광부분을 포함하는
    회전 다면 미러.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 회전 다면 미러의 상기 수광부분의 크기는 적어도 상기 회전 다면 미러의 상기 조사부분의 크기보다 같거나 큰
    회전 다면 미러.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 회전 다면 미러의 상기 조사부분 및 상기 수광부분은 상기 회전 다면 미러의 상기 회전축과 수직인 가상의 단면을 기준으로 나뉘어 설정되는
    회전 다면 미러.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 회전 다면 미러의 높이는 적어도 상기 회전 다면 미러의 상기 조사 영역의 높이 및 상기 회전 다면 미러의 상기 수광 영역의 높이를 합한 값보다 같거나 큰
    회전 다면 미러.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210029108A (ko) * 2019-09-05 2021-03-15 주식회사 에스오에스랩 라이다 장치
KR20220062469A (ko) * 2020-05-22 2022-05-17 주식회사 에스오에스랩 노이즈를 저감시키기 위한 옵틱 모듈 및 이를 이용하는 라이다 장치
US11808889B2 (en) 2018-01-08 2023-11-07 Sos Lab Co., Ltd. LiDAR device
US11828879B2 (en) 2020-07-29 2023-11-28 Lg Innotek Co., Ltd. Vibrated polarizing beam splitter for improved return light detection
US11953596B2 (en) 2018-01-08 2024-04-09 Sos Lab Co., Ltd. LiDAR device

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TR201819800A2 (tr) * 2018-12-19 2020-07-21 Orta Dogu Teknik Ueniversitesi Hizli lidar ve konum tespi̇t uygulamalari i̇çi̇n adapti̇f yöntem ve mekani̇zmalar
DE112020000407B4 (de) 2019-01-10 2024-02-15 Innovusion, Inc. Lidar-systeme und -verfahren mit strahllenkung und weitwinkelsignaldetektion
KR102176834B1 (ko) * 2019-01-23 2020-11-10 국민대학교산학협력단 자율주행차량의 환경특징 기반 위치인식 장치 및 방법
US20220155450A1 (en) 2019-03-05 2022-05-19 Waymo Llc Methods and systems for detecting degraded lidar range measurement accuracy
KR102284337B1 (ko) * 2019-08-28 2021-08-02 (주)카네비컴 라이다 장치 및 이의 동작 방법
WO2021088831A1 (zh) * 2019-11-07 2021-05-14 上海禾赛科技股份有限公司 激光雷达
KR102125538B1 (ko) 2019-12-13 2020-06-22 주식회사 토르 드라이브 자율 주행을 위한 효율적인 맵 매칭 방법 및 그 장치
WO2021139834A1 (zh) * 2020-01-06 2021-07-15 宁波舜宇车载光学技术有限公司 激光雷达、用于激光雷达的探测方法和制造方法
JP2023510970A (ja) * 2020-01-20 2023-03-15 エルジー イノテック カンパニー リミテッド モータ
KR102476951B1 (ko) * 2020-03-30 2022-12-14 주식회사 나무가 광 출력장치의 광 출력 최적화 방법
US11843221B2 (en) 2020-03-30 2023-12-12 Namuga, Co., Ltd. Light source module for emitting high density beam and method for controlling the same
CN111487634B (zh) * 2020-04-21 2022-07-05 湖南镭目科技有限公司 一种激光测距仪防护装置
CN113642355A (zh) * 2020-04-27 2021-11-12 光宝电子(广州)有限公司 可移动式电子装置及其操作方法
US20220035010A1 (en) * 2020-08-03 2022-02-03 Sense Photonics, Inc. Methods and systems for power-efficient subsampled 3d imaging
KR102565472B1 (ko) * 2021-03-17 2023-08-16 주식회사 신원엔지니어링 강판 폭 측정 장치
KR102310242B1 (ko) 2021-04-05 2021-10-08 (주)스핀텍 다중시야를 갖는 판형미러 스캐닝 라이다
KR20230022805A (ko) 2021-08-09 2023-02-16 주식회사 위멤스 스캐닝 미러 기반의 라이다 장치
KR20230075813A (ko) * 2021-11-23 2023-05-31 오토엘 주식회사 경사진 스캐닝 미러 구조를 가진 라이다
WO2023107099A1 (en) * 2021-12-07 2023-06-15 Waymo Llc Light detection and ranging (lidar) device having a light-guide manifold
KR20230099080A (ko) 2021-12-27 2023-07-04 조금배 3d 라이다 장치
KR20230099073A (ko) 2021-12-27 2023-07-04 조금배 다반사각 회전 미려형 3d 라이다 장치
KR102526992B1 (ko) 2022-09-28 2023-04-28 람다이노비전 주식회사 코히어런트 라이다의 다채널 송수신 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH116973A (ja) * 1997-06-16 1999-01-12 Asahi Optical Co Ltd 光走査装置
JP2014020889A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Ricoh Co Ltd 物体検出装置
JP2014032149A (ja) * 2012-08-06 2014-02-20 Ricoh Co Ltd 物体検出装置
JP2017150990A (ja) * 2016-02-25 2017-08-31 三菱重工業株式会社 レーザレーダ装置及び走行体

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01133017A (ja) * 1987-11-18 1989-05-25 Nec Corp 赤外線撮像装置
KR200290162Y1 (ko) * 1996-12-30 2002-12-31 위아 주식회사 공작기계 제어반의 발열 배출장치
JP2958456B1 (ja) * 1998-06-25 1999-10-06 防衛庁技術研究本部長 走行車両の距離測定装置
KR100366155B1 (ko) * 2000-04-10 2002-12-31 송태선 2차원 광주사 장치
JP3802394B2 (ja) * 2001-10-16 2006-07-26 オムロン株式会社 車載用レーダ装置
KR20040091500A (ko) * 2003-04-22 2004-10-28 송석호 레이저 프린터의 냉각기 겸용 다각형 거울
JP4521164B2 (ja) * 2003-07-02 2010-08-11 シャープ株式会社 光走査装置
JP4023426B2 (ja) * 2003-09-30 2007-12-19 ブラザー工業株式会社 網膜走査型ディスプレイ装置
JP2007088601A (ja) * 2005-09-20 2007-04-05 Toyota Motor Corp 物体検出装置
JP5370798B2 (ja) * 2006-07-31 2013-12-18 株式会社リコー 光走査装置および光走査装置を備えた画像形成装置
JP2010038859A (ja) * 2008-08-08 2010-02-18 Toyota Motor Corp ３次元レーザ測距装置
KR101102489B1 (ko) * 2009-12-29 2012-01-05 현대중공업 주식회사 펠티어소자를 이용한 냉각장치
JP5626770B2 (ja) 2010-06-08 2014-11-19 株式会社Ｉｈｉエアロスペース レーザ距離測定装置
KR101117755B1 (ko) * 2010-06-29 2012-03-16 이석길 엘이디 조명의 방열장치
JP5644437B2 (ja) * 2010-12-03 2014-12-24 富士通株式会社 距離測定装置および距離測定方法
KR101282123B1 (ko) * 2011-07-20 2013-07-04 (주) 유남옵틱스 대면적 프로젝션 노광장치
JP2014071038A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Denso Wave Inc レーザレーダ装置
JP2014071029A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Denso Wave Inc レーザレーダ装置
JP6032416B2 (ja) * 2012-12-10 2016-11-30 コニカミノルタ株式会社 レーザレーダ
JP6090433B2 (ja) * 2013-04-01 2017-03-08 三菱電機株式会社 光学装置、ライダ装置及び撮像装置
JP6460445B2 (ja) * 2014-08-01 2019-01-30 船井電機株式会社 レーザレンジファインダ
KR20170063196A (ko) * 2015-11-30 2017-06-08 한화테크윈 주식회사 라이다 및 그의 제어방법
WO2017143217A1 (en) * 2016-02-18 2017-08-24 Aeye, Inc. Adaptive ladar receiver
KR102235710B1 (ko) * 2016-05-31 2021-04-02 한국전자기술연구원 송수광 단일렌즈 광학계 구조를 가지는 스캐닝 라이다
KR101997095B1 (ko) * 2016-07-22 2019-07-08 전자부품연구원 수평 분해능 및 영상획득 프레임이 제어되는 스캐닝 라이다

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH116973A (ja) * 1997-06-16 1999-01-12 Asahi Optical Co Ltd 光走査装置
JP2014020889A (ja) * 2012-07-18 2014-02-03 Ricoh Co Ltd 物体検出装置
JP2014032149A (ja) * 2012-08-06 2014-02-20 Ricoh Co Ltd 物体検出装置
JP2017150990A (ja) * 2016-02-25 2017-08-31 三菱重工業株式会社 レーザレーダ装置及び走行体

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11808889B2 (en) 2018-01-08 2023-11-07 Sos Lab Co., Ltd. LiDAR device
US11953596B2 (en) 2018-01-08 2024-04-09 Sos Lab Co., Ltd. LiDAR device
US11953626B2 (en) 2018-01-08 2024-04-09 SOS Lab co., Ltd LiDAR device
KR20210029108A (ko) * 2019-09-05 2021-03-15 주식회사 에스오에스랩 라이다 장치
KR20220062469A (ko) * 2020-05-22 2022-05-17 주식회사 에스오에스랩 노이즈를 저감시키기 위한 옵틱 모듈 및 이를 이용하는 라이다 장치
US11841462B2 (en) 2020-05-22 2023-12-12 Sos Lab Co., Ltd. LiDAR device
US11828879B2 (en) 2020-07-29 2023-11-28 Lg Innotek Co., Ltd. Vibrated polarizing beam splitter for improved return light detection

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