KR20200016942A - 멀티 라인 레이저 레이더 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티 라인 레이더 (1)에 관한 것이다. 상기 멀티 라인 레이더(1)는 하나 또는 복수개의 레이저 장치 (112)를 포함하는 멀티 라인 측거 레이저 발신 모듈 (110)과, 하나 또는 복수개의 광전 검출 장치를 포함하는 한편 상기 레이저 발신 모듈이 출사한 측정 레이저가 장해물에 의해 확산 반사되어 돌아오는 레이저 반사파를 검출하도록 설치된 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 (120)과, 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈과 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈에 전기 접속되는 한편 측정 레이저를 송신하는 시간과 레이저의 반사파를 수신하는 시간 사이의 시간차를 산출하는 것에 의해 각 방향의 상기 장해물의 거리를 산출하도록 설치된 측거 정보 분석 모듈과, 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈과 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈에 대응하도록 배치된 제어 회로 및 광학 시스템을 포함한다.

Description

멀티 라인 레이저 레이더
본 발명은 멀티 라인 레이더(multi-line Lidar)에 관한 것이다.
펄스의 타임 오브 플라이트（time-of-flight）를 사용하는 레이저 측거 방법은 여러 분야에 폭 넓게 응용되고 있다.
싱글 라인 레이더는 세로 방향의 하나의 주사 레이저 만을 포함하고, 이 하나의 주사 레이저의 수평면 내의 각도를 변화시키는 것에 의하여 2D 모양을 검출할 수 있다. 싱글 라인 레이더는 하나의 주사 레이저에 의해 주사된 평면 또는 곡면 내의 모양을 검출할 수 있다. 실제 응용에 있어서 싱글 라인 레이더에 의하여 3D 모양을 검출할 때 싱글 라인 레이더를 이동하면서 획득한 각 프레임의 2D 모양을 접속시키는 것에 의해 3D 모양을 검출할 필요가 있다.
주사 구역의 3D 모양을 더 많이 획득하기 위하여 더욱 많은 멀티 라인 레이더를 사용하는 것에 의하여 더욱 많은 수직 화각 구역을 주사할 수 있다. 현재의 멀티 라인 레이더의 레이저 분포 각도는 모두 일정한 각도 내에 균등하게 배치된 방법을 사용한다 (수직 각도의 해상도는 확정된 값이다). 예를 들면 Velodyne의 16개, 32개 및 64개의 레이저 레이더를 사용하고, 이 수직 각도의 해상도는 2도, 1.33도 및 0.43도이며, Ibeo의 4개, 8개의 레이저 레이더의 수직각도의 해상도는 0.8도다.
차용 레이저 레이더의 구체적의 응용에 있어서, 차용 레이저 레이더는 노면 위의 통행인, 차량 등을 검출한다. 수직 방향의 화각이 상하로 균등하게 배치될 경우 위로 출사된 레이저는 소용없게 우려가 있다.
현재 제품의 각도 배치 방법에 있어서 전화각을 균등하게 분할할 경우 더욱 높은 수직 해상도를 준비하고, 더욱 많은 돈을 사용할 필요가 있다. 이것에 의하여 많은 비용이 들고, 더욱 큰 부피와 낮은 안정성을 초래할 우려가 있다. 이더넷의 데이터 용량과 차용 CPU의 처리 속도에는 제한이 있으므로 라인이 많은 레이저 레이더를 사용할 경우 높은 수평 해상도와 높은 주사 주파수를 동시에 확보할 수 없다.
비용을 저감하기 위하여 라인 수량을 감소시키면 각도의 간격이 커지므로 크지 않은 거리 (예를 들면 40 미터)에서 목표를 식별할 수 없다. 예를 들면 수직 전화각이 32°이며, 2°의 간격 (수직의 해상도)이 있을 경우 16개의 레이저를 사용할 필요로 있고, 40 미터의 레이저 사이의 거리는 1.4 미터로 되므로 통행인 한분을 누설할 우려가 있다.
출사 광로와 수신 광로가 중첩되는가 아닌가 하는 것에 의하여 레이저 레이더는 동축 시스템과 비동축 시스템으로 분류된다. 어느 하나의 레이저 레이더에 있어서, 출사된 레이저 펄스가 레이저 레이더 서치 라이트, 과도 구역을 통과한 후 모든 레이저 펄스가 레이저 레이더의 수신 화각 내에 들어가는 것을 확보하기 위하여 출사된 레이저 펄스와 수신 망원경의 광축을 평행으로 배치할 필요가 있다. 출사된 레이저의 방향이 변화될 때 레이저 레이더의 중첩 인자의 수정 곡선을 확정할 수 없고, 중첩 구역에 의하여 정확한 수정 결과를 획득할 수 없다. 방향이 많이 빗나갈 때 수신 화각에서 빠져나갈 우려가 있으므로 레이저 레이더에 의하여 장해부를 검출할 수 없다.
종래의 레이저 레이더 시스템에 있어서, 반사경의 이동, 반도체 레이저 장치의 작동 환경의 온도 변화, 베이스의 진동, 파장의 교대, 반도체 레이저 장치의 사용 수명 등에 의하여 비동축 레이저 레이더 시스템은 출사된 광선과 수신 망원경 광축이 동축 또는 평행으로 배치되는 것을 확보할 수 없다. 또한 종래의 레이저 레이더 시스템은 1D 바이브레이션 미러의 회전에 의하여 공간을 주사할 수 있지만 레이저 레이더가 주사 화각에 대한 수요를 만족시킬 수 없다. 또한 기계적 구조를 통하여 바이브레이션 미러의 회전을 제어하는 경우 수리의 난이도가 증가되고, 측정의 정밀도가 저하될 우려가 있다.
본 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제는 멀티 라인 레이더를 제공하는 것에 있다. 이것에 의하여 다른 방향의 장해물 거리를 검출하고, 3D 포인트 클라우드를 형성하고, 3D 모양을 직접 검출하는 한편 레이저 레이더의 라인 수량과 비용을 저감하는 동시에 소정된 구역을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
본 발명의 멀티 라인 레이더를 통하여 상기 기술적 문제를 해결하려고 한다. 상기 멀티 라인 레이더는 멀티 라인 측거 레이저 발신 모듈, 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈, 측거 정보 분석 모듈, 제어 회로 및 광학 시스템을 포함한다. 상기 멀티 라인 측거 레이저 발신 모듈은 하나 또는 복수개의 레이저 장치를 포함한다. 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈은 하나 또는 복수개의 광전 검출 장치를 포함하는 한편 상기 레이저 발신 모듈이 출사한 측정 레이저가 장해물에 의해 확산 반사되어 돌아온 레이저 반사파를 검출하도록 설치된다. 상기 측거 정보 분석 모듈은 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈과 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈에 전기 접속되고, 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈이 측정 레이저를 송신하는 시간과 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈이 레이저의 반사파를 수신하는 시간 사이의 시간차를 산출하는 것에 의하여 각 방향의 상기 장해물의 거리를 산출하도록 설치된다. 상기 제어 회로 및 광학 시스템은 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈과 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈에 대응하도록 배치된다.
본 발명의 멀티 라인 레이더의 호적한 실시 형태에 있어서 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈은 수직 방향의 해상도가 비균등하게 배치된 복수의 측거 레이더를 출사한다. 구체적으로 수직 방향에서 인접하는 측거 레이더 사이 각도는 불균등하게 배치된다. 비균등하게 배치된 수직 방향의 해상도는 주위의 높이가 다른 것에 의하여 멀티 라인 측거 레이저가 부동한 밀도로 분포되고, 균등하게 배치된 측거 레이더의 경우, 더욱 많은 측거 레이더를 중요한 구역에 송신한다. 바람직하게는 레이저 장치, 광전 검출 장치의 수량은 멀티 라인 레이더의 개수에 대응된다.
본 발명의 멀티 라인 레이더가 호적한 실시 형태에 있어서, 제어 회로는 타임 데이터 변환 장치를 포함하고, 측거 정보 분석 모듈은 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈이 각 측거 레이저를 출사할때 타임 데이터 변환 장치에 송신하는 신호와, 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈이 레이저의 반사파를 검출하여 상기 타임 데이터 변환 장치에 송신하는 시간 사이의 시간차를 비교하는 것에 의해, 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈이 측정 레이저를 송신하는 시간과 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈이 레이저의 반사파를 수신하는 시간 사이의 시간차를 산출하고, 상기 방향의 상기 장해물의 거리를 산출하도록 설치된다.
본 발명의 변형예에 있어서, 전류 파형을 비교하는 것에 의하여 시간차를 간접적으로 획득할 수 있다. 상기 제어 회로는 아날로그 디지털 컨버터를 포함하고, 상기 아날로그 디지털 컨버터는 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈과 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈의 전류 파형을 수시로 검출하는 동시에 디지탈화를 실시한다. 상기 측거 정보 분석 모듈은 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈의 전류 파형과, 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈의 전류 파형의 시간차를 비교하는 것에 의하여, 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈이 측정 레이저를 송신하는 시간과 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈이 레이저의 반사파를 수신하는 시간 사이의 시간차를 산출하고, 상기 방향의 상기 장해물의 거리를 산출하도록 설치된다.
본 발명의 멀티 라인 레이더의 호적한 실시 형태에 있어서, 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈은 수직 화각 범위 내의 상하 구역의 수직 방향의 해상도가 중앙 구역의 수직 방향의 해상도보다 작아지도록 상기 멀티 라인 측거 레이저를 출사한다. 이것에 의하여 출사된 멀티 라인 측거 레이저는 수평선과 그 부근에서 조밀하게 배치되고, 다른 방향에 있어서 드문드문하게 배치된다.
출사된 멀티 라인 측거 레이저의 수직 각도의 해상도가 비균등하게 배치된 것에 의하여 멀티 라인 측거 레이저의 개수가 적을 때도 높은 수직 각도의 해상도를 획득할 수 있고, 이것에 의하여 비용을 절약하고, 장치의 부피를 저감할 수 있다. 특히는 차가 달릴 때 인식 해야 할 장해물 (예를 들면 통행인, 차량 등)은 통상 수평선과 지면의 부근에 있으므로, 중앙의 레이저 (수평선과 수평선 부근)의 분포 밀도를 증가시켜, 레이저의 개수를 비균등하게 분포시키는 것에 의하여 현실 교통 환경에 적당히 적용시킬 수 있다. 또한, 중요한 구역의 레이저의 개수를 증가시키는 것에 의하여 비중요한 구역의 레이저의 개수를 저감시킬수 있다. 이것에 의하여 레이저의 총개수를 저감시키고, 높은 주사 주파수를 확보하고, 높은 수평 해상도와 높은 주사 주파수를 확보하고, 보다 정확한 주사 결과를 획득할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 시간에 따라 변화되는 레이저를 수직 방향의 각 각도에 주사하는 기술적 방법을 사용할 수도 있다. 예를 들면 본 발명의 변형예에 있어서 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈이 출사한 상기 멀티 라인 측거 레이저는 수직 방향의 각도가 시간에 따라 변환되는 하나의 측거 레이저로 형성될 수 있다. 본 발명의 변형예에 있어서 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈이 출사한 상기 멀티 라인 측거 레이저는 수직 방향의 각도가 시간에 따라 변환되는 복수개의 측거 레이저로 형성될 수도 있다.
본 발명의 멀티 라인 레이더의 호적한 실시 형태에 있어서, 상기 멀티 라인 레이더는 시간에 따라 상기 측거 레이저의 수직 방향의 각도를 변화시키는 주사 모듈을 더 포함한다. 수직 방향의 각도가 시간에 따라 변화되는 측정 레이저는 1D 또는 2D 바이브레이션 미러에 의해 수직 방향의 소정된 각도로 회전되며, 바이브레이션 미러는 시간의 변화에 따라 수직 방향의 소정된 각도를 변화시킨다.
바람직하게는 상기 멀티 라인 레이더의 출사와 수신 광로에는 분광 모듈이 설치되고, 상기 분광 모듈과 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 및 주사 모듈은 한 축선 위에 배치된다. 상기 분광 모듈은 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈이 출사한 측거 레이더를 상기 주사 모듈에 투사시키는 한편 상기 주사 모듈의 장해물에 반사되어 오는 레이저를 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈에 반사킨다.
본 발명의 멀티 라인 레이더의 호적한 실시 형태에 있어서, 상기 멀티 라인 레이더는 회전부, 고정부, 회전 구조, 통신 시스템 및 전력전송 시스템을 더 포함한다. 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈과 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈은 상기 회전부 위에 고정 배치된다. 상기 고정부 위에는 상기 멀티 라인 레이더의 외부 통신 인터페이스와 외부 전원 인터페이스가 설치되고, 전력 전송 시스템은 상기 외부 전원 인터페이스에서 입력된 외부 전력을 상기 회전부에 제공한다. 상기 회전 구조는 상기 회전부가 상기 고정부에 상대하여 회전하도록 구동하고, 상기 회전 구조 위에는 회전 각도 피드백 장치가 설치되고, 상기 회전 각도 피드백 장치는 상기 회전 구조의 회전 각도를 피드백하는 것에 의해 각 측정 레이저의 수평 방향의 각도를 획득하도록 설치된다. 상기 통신 시스템과 상기 전력 전송 시스템은 고정부와 회전부 사이에 설치된다. 각 측정 레이저가 장해물에 반사되는 공간 각도 위치를 확정하고, 상기 공간 각도 위치와 시간차에 의해 획득한 장해물의 거리에 의하여 장해물의 위치와 형상을 확정할 수 있다.
고정부를 통하여 멀티 라인 레이더와 외부의 연결 구조를 고정시키고, 고정부에 설치된 외부 통신 인터페이스에 의해 외부에서 입력된 지령을 수신하는 한편 멀티 라인 레이더가 주사에 의해 획된한 포인트 클라우드 정보 등을 외부에 송신하고, 고정부에 설치된 외부 전원 인터페이스에 의해 외부 전력의 입력을 수신한다.
회전부는 고정된 수직 방향의 회전축이다. 상기 회전축은 고정부 또는 회전부 위에 설치될 수 있다. 회전부의 회전에 의해 멀티 라인 측거 레이저 발신 모듈과 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈은 수평 방향의 부동항 각도의 측정을 할 수 있다.
상기 고정부와 상기 회전부 사이의 전력 전송을 하기 위하여, 본 발명의 멀티 라인 레이더의 호적한 실시 형태에 있어서, 전자기 유도 방법에 의하여 전력을 트랜스밋 코일에서 리시버 코일로 전송한다. 상기 고정부 위에는 트랜스밋 코일과 소정된 변조 회로가 설치되고, 상기 회전부 위에는 리시버 코일과 소정된 변조 회로가 설치된다.
본 발명의 변형예에 있어서, 상기 고정부와 상기 회전부는 슬립링에 의해 연결되고, 상기 슬립링은 상대하여 회전하는 한편 상기 고정부와 상기 회전부에 연결된 두 부분을 포함하고, 상기 슬립링의 상기 두 부분의 사이에는 전기 전도 채널이 형성되고, 상기 전기 전도 채널은 상기 고정부와 상기 회전부 사이의 전력 전송 시스템으로 된다.
고정부와 회전부 사이의 통신을 하기 위하여, 본 발명의 멀티 라인 레이더의 호적한 실시 형태에 있어서, 상기 고정부와 회전부 사이의 통신 시스템은 상기 슬립링의 상기 두 부분 사이의 통신 채널을 포함한다.
본 발명의 변형예에 있어서, 광전 변환 방법에 의하여 고정부와 회전부 사이의 통신을 할 수 있다. 상기 고정부와 상기 회전부 사이의 통신 시스템은 상기 고정부 위에 설치된 발광 다이오드, 상기 회전부 위에 설치된 포토 다이오드, 상기 회전부 위에 설치된 발광 다이오드 및 상기 고정부 위에 설치된 포토 다이오드를 포함한다. 상기 고정부 위에 설치된 발광 다이오드는 입력된 전기 신호를 광신호로 변환시키고, 상기 광신호는 상기 회전부 위의 포토 다이오드에 의해 검출되는 동시에 전기 신호로 변환되며, 상기 회전부 위에 설치된 발광 다이오드는 입력된 전기 신호를 광신호로 변환시키고, 상기 광신호는 상기 고정부상의 포토 다이오드에 의해 검출되는 동시에 전기 신호로 변환된다.
본 발명은 종래의 무선 송신 장치와 수신 장치를 사용할 수 있다. 예를 들면 본 발명의 변형예에 있어서 상기 고정부와 회전부 사이의 통신 시스템은 상기 고정부와 회전부 위에 각각 설치된 무선 송신 장치와 수신 장치, 예를 들면 무선 장치, WiFi 또는 블루투스를 포함한다.
출사된 멀티 라인 측거 레이저의 수직 각도의 해상도를 비균등하게 하기 위하여, 본 발명의 멀티 라인 레이더의 호적한 실시 형태에 있어서, 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈은 회전부 내에 고정 배치된 복수개의 레이저 장치를 포함하고, 상기 복수개의 레이저 장치는 복수조로 분류된다. 각조의 레이저 장치는 수직 방향에 있어서 같은 간격으로 배치될 수 있지만, 각조의 레이저 장치의 사이 간격은 동일 또는 부동하게 배치될 수 있다. 각조의 레이저 장치의 배치에 의하여 출사된 멀티 라인 측거 레이저의 수직 각도의 해상도를 중요한 구역에 위치시킬 수 있는 구조라면 어느 것이라도 좋다.
바람직하게는 상기 중요한 구역은 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈의 수직 화각 범위 내의 중앙 구역이다. 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈의 수직 화각 범위 내의 상하 구역과 비교하여 보면, 상기 레이저 장치가 출사한 더욱 많은 측거 레이저는 수직의 화각 범위 내의 중앙 구역에 위치한다.
본 발명의 멀티 라인 레이더의 호적한 실시 형태에 있어서, 상기 레이저 장치는 회전 부내의 복수 재치부 위에 각각 고정 배치된다. 상기 재치부는 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈의 수직 화각 범위 내의 상하 구역과 비교할 경우, 상기 레이저 장치가 출사한 더욱 많은 측거 레이저는 수직 화각 범위 내의 중앙 구역에 위치하도록 배치된다. 레이저 장치는 상기 재치부 위에 균등한 간격을 가지도록 분포되거나 또는 비균등한 간격을 가지도록 분포될 수도 있다. 각 재치부에 있어서 레이저 장치 사이의 간격은 동일하게 설치되거나 또는 각 재치부 위의 레이저 장치는 부동한 간격을 가질 수도 있다.
본 발명의 멀티 라인 레이더의 호적한 실시 형태에 있어서, 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈이 출사한 측거 레이저가 위치하는 수직 평면과 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈이 수신하는 측거 레이저가 위치하는 수직평면은 상기 회전부의 회전축의 수직 평면을 통과하는 평면에 의하여 대칭 상태로 배치된다.
하기 실시예의 예시를 설명하는 것에 의하여 본 발명의 상기 속성, 특징, 발명의 효과 및 실시 방법을 보다 상세하게 이해하여 받기 위하여 아래의 도면에 의해 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 멀티 라인 레이더의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 회전부 내에 고정 배치된 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈의 복수개의 레이저 장치를 포함하고, 상하 구역과 비교해 보면 더욱 많은 레이저 장치가 출사환 측거 레이저가 중앙 구역에 입사되는 것을 나타내는 도면이다.
도 3은 레이저 장치가 복수개의 재치부에 배치되고, 레이저 장치가 재치부의 중앙 구역에 많이 배치되는 것에 의하여 더욱 많은 측거 레이저가 중앙 구역에 출사되는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 레이저 장치가 복수개의 재치부에 배치된 실시예에 있어서, 각 레이저 장치 위에 더욱 많은 재치부가 배치된 것에 의하여 더욱 많은 레이저 장치가 중앙 구역에 중첩하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈, 분광 모듈, 주사 모듈이 한 축선 위에 배치된 본 발명의 멀티 라인 레이더의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6은 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈과 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈이 회전부의 회전축의 수직 평면을 통과하는 평면에 대칭으로 배치된 것을 나타내는 도면이다.
1 멀티 라인 레이더
110 멀티 라인 측거 레이저 발신 모듈
120 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈
210 고정부
220 외부 통신 인터페이스
230 외부 전원 인터페이스
240 회전부
250 회전 구조
130 주사 모듈
140 분광 모듈
112 레이저 장치
114 콜리메이션 모듈
116 focusing 모듈
118 검출 모듈
119 재치부
I 출사 광로
R 수신 광로
Z 장해물
S 상하 구역
M 중앙 구역
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 멀티 라인 레이더 1를 나타내는 도면이다. 상기 멀티 라인 레이더 (multi-line Lidar) 1은 고정부 210, 회전부 240 및 회전부 240가 고정부 210에 상대하여 회전하도록 구동하는 회전 구조 250를 포함한다. 고정부 210과 회전부 240 사이에는 통신 시스템과 전력전송 시스템이 설치다.
고정부 210의 본체는 기계 가공에 의해 형성된 금속 케이스이다. 고정부 210의 중심에는 멀티 라인 레이더 1를 수직 방향으로 관통하는 회전축이 형성되어 있다. 멀티 라인 레이더 시스템의 내부의 회전 부분 (회전부 240, 고정부 210과 회전부 사이의 통신 시스템/전력전송 시스템 등)은 모두 상기 회전축 위에 설치된다. 고정부의 내부에 회로 기판이 더 설치된 것에 의하여, 외부에서 입력된 Universal input voltage (예를 들면 7V∼32V)을 멀티 라인 레이더 시스템에 적용하는 전압 (예를 들면 12V, 5V, 3.3V 등)으로 변화시키고, 외부에서 입력된 지령, GPS 시간 연동 신호 등을 멀티 라인 레이더의 내부 회로 시스템에 적용하는 폼으로 변환시키고, 라인 레이더가 주사에 의해 획득한 포인트 클라우드 (Point cloud) 정보를 외부에 적용하는 폼으로 변환시켜 출력한다. 외부를 향하는 라인 레이더 데이터 인터페이스는 이더넷 (Ethernet), CAN 버스, USB 등일 수 있다.
회전부 240의 본체는 기계 가공에 의해 형성된 금속 케이스이다. 회전부 240는 하나 또는 복수개의 베어링에 의하여 상기 고정부의 회전축에 상대하여 회전하도록 이 회전축 위에 설치된다.
고정부 210에 의해 멀티 라인 레이더 1와 외부의 연결 구조를 고정시키고, 고정부 210에 설치된 외부 통신 인터페이스 220에 의하여 외부의 지령을 수신하는 한편 멀티 라인 레이더 1의 주사에 의해 획득한 포인트 클라우드 정보 등을 외부로 송신하고, 고정부 210에 설치된 외부 전원 인터페이스 230에 의해 외부 전력 입력을 수신한다. 외부 전력은 외부 전원 인터페이스 230에 의해 고정부에 전송되는 한편 고정부 210와 회전부 240 사이의 전력 전송 시스템에 의하여 회전부 240에 전송된다. 고정부 210와 회전부 240 사이의 통신과 전력의 전송은 고정부와 회전부 사이의 통신 시스템과 전력 전송 시스템에 의해 실시된다. 고정부 210와 회전부 240 사이의 통신 시스템과 전력 전송 시스템에 의해 해결하려고 하는 주요 목적은 회전 가능하게 연결된 드 구조 사이에서 데이터의 전송과 전력의 전송을 안정하게 실시하려는 것에 있다. 이 실시예에 있어서 통신과 전력 전송은 슬립링 (slip ring)에 의해 실시될 수 있다. 슬립링의 스테이터 (stator)은 라인 레이더의 고정부 210에 연결되고, 슬립링의 로터 (rotor)은 라인 레이더의 회전부 240에 연결된다. 회전을 할 때 신호는 슬립링 위의 신호 채널을 통하여 전송되고, 전력은 슬립링 위의 전기 전도 채널에 의해 전송된다.
회전부 240 위에는 복수개의 멀티 라인 측거 레이저 발신 모듈 (multi-line ranging laser emission module) 110과 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 (multi-line ranging laser reception module) 120이 고정 배치된다. 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 110은 수직 방향의 각도가 다르지만 각 각도가 변화지 않는 복수개의 측정 레이저를 발신하고, 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 120은 상기 측정 레이저가 장해물에 의해 확산 반사 (diffuse reflection) 되어 되돌아오는 레이저 반사파를 검출한다. 이 실시예로 있어서 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 110의 실시 방법으로서 복수개의 레이저 장치 112를 사용할 수 있다. 예를 들면 TO 실장 또는 패치 실장형 반도체 레이저 장치를 사용한다. 복수개의 레이저 장치 112는 하나의 회로 기판 위의 다른 위치에 설치된다. 레이저 장치 112는 회로 기판이 펄스 전류 (puls current)을 간헐적으로 송신되도록 제어하고, 이것에 의하여 레이저 장치 112가 레이저 펄스를 형성하도록 구동한다.
하나의 레이저 장치 112가 출사한 광선은 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 110의 광학 시스템에 콜리메이션 (collimation)되는 것에 의하여 거의 평행되는 광선이 형성된다. 각 레이저 장치 112는 초점 부근에 설치되므로, 수직방향의 위치가 다른 레이저 장치 112가 출사한 광선은 발신 모듈의 광학 시스템을 통과한 후 수직 방향의 각도가 다른 광선으로 형성된다.
이 실시예에 있어서, 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 120의 실시 방법으로서 복수개의 광전 검출 장치 예를 들면 포토 다이오드 (photo-diode), 특히는 애벌란시 포토 다이오드 (avalanche photo-diode) 등을 사용할 수 있다. 복수개의 광전 검출 장치는 하나의 회로 기판 위의 다른 위치에 설치된다.
광전 검출 장치는 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 120의 광학 시스템의 초점 부근에 설치되고, 각 광전 검출 장치가 수신하는 광선의 방향은 레이저 송신 모듈에 대응하는 하나의 측거 레이저의 방향과 일치하게 설치된다. 각 광전 검출 장치의 수신 화각 (field angle)은 광전 검출 장치의 감광면 (photosensitive)의 사이즈와 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈의 광학 시스템의 초점 거리에 의하여 결정된다. 광전 검출 장치의 수신 화각을 될수록 작게 하는 것에 의하여 환경에 대한 영향을 저감시킬 수 있다. 광전 검출 장치는 광신호를 수신한 후 다른 회로는 이 광신호를 전기 신호로 변환시키는 것에 의하여 레이저 펄스의 타임 오브 플라이트 (time-of-flight)를 산출한다.
멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 110은 측거 레이저를 송신할 때마다 하나의 신호를 타임 데이터 변환 장치를 송신하고, 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 120은 반사되어 오는 레이저를 수신할 때 하나의 신호를 상기 타임 데이터 변환 장치에 다시 송신한다. 측거 정보 분석 모듈은 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 110과 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 120에 전기 접속되고, 두 신호의 시간차를 비교하는 것에 의해 측정 레이저를 송신하는 시간과 레이저의 반사 물결을 수신하는 시간 사이의 시간차를 획득한다. 즉 레이저의 타임 오브 플라이트를 산출하고, 각 방향의 상기 장해물 Z의 거리를 산출한다. 측거 정보 분석 모듈은 회전부 위에 배치되고, 수직 방향의 각 측거 레이저에 대응하는 장해물의 거리를 획득하면, 측거 정보 분석 모듈은 고정부와 회전부와의 사이의 통신 시스템을 통하여 상기 측거 정보를 하나씩 또는 같이 고정부의 회로에 송신한다. 상기 측거 정보에 의하여 레이저 레이더의 주위의 3D 모양을 형성할 수 있다. 다른 실시 형태에 있어서 측거 정보 분석 모듈을 고정부 위에 배치시키거나 또는 일부분을 회전부 위에 배치시키는 한편 다른 일부분을 고정부 위에 배치시킬 수 있다.
상기 실시 예에 있어서, 회전 구조 25는 공중 직류 브러스리스 모터 (brushless motor)을 포함하고, 회전축은 모터의 공중부에 삽입되며, 모터의 스테이터 (stator)는 나사 연결 구조에 의하여 멀티 라인 레이더 1의 고정부 210 위에 연결되고, 모터 로터 (rotor)는 커플링 (coupling)에 의하여 멀티 라인 레이더 1의 회전부 240 위에 연결된다. 모터의 구동에 의해 레이저 레이더 로터는 회전한다. 회전 구조 250는 회전 각도를 피드백하는 피드백 장치인 옵티컬 인코더 (Optical Encoder)를 포함한다. 옵티컬 인코더 코드 휠 (code wheel)은 레이저 레이더의 회전부 240 위에 설치되고, 옵티컬 인코더의 광전 검출 장치는 레이저 레이더의 고정부 위에 설치되는 한편 코드 휠 그리드 (grid)과 상대한다. 모터의 구동에 의하여 레이저 레이더의 회전부 240가 회전할 때 모터 제어 회로는 옵티컬 인코더가 피드백한 신호를 수신하는 것에 의하여 회전부 240의 회전 각도, 회전 속도 등을 획득하고, 이것에 의하여 각 측정 레이저의 수평 방향의 각도를 획득한다.
직류 브러스리스 모터는 전용 구동 회로에 의해 구동된다. 모터의 회전속도는 closed loop 제어 시스템에 의해 소정된 회전 속도를 유지하고, 모터의 회전 속도는 옵티컬 인코더에 의해 피드백되거나 또는 모터 구동 회로가 검출한 모터의 역류 전류력 (electrodynamic force)과 전류를 통하여 피드백된다. closed loop 제어 방법은 전용 모터 구동 팁 (예를 들면 TI DRV10983)에 의해 실시되거나 또는 one-chip computer 또는 FPGA에 의해 실시될 수 있다. 모터 제어 회로는 독립된 회로 기판일 수 있다. 모터를 레이저 레이더의 고정부에 설치할 때 모터 구동 회로를 회전부의 회로 기판에 집적시킬 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 있어서 멀티 라인 레이더 1를 제공한다. 제2 실시예와 상기 제1 실시예의 상위점은 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 110이 수직 방향의 각도가 변화된 하나 또는 복수개의 측정 레이저를 송신하는 것에 있다. 상기 측정 레이저가 장해물에 의해 확산 반사되어 되돌아오는 레이저 반사파는 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 120에 의해 검출된다. 또한 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 110은 공간내의 여러가지 위치에 배치되는 한편 레이저 장치 112가 설치된 복수의 회로 기판을 포함한다. 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 120은 공간 내의 여러 위치에 배치되는 한편 광전 검출 장치가 설치된 복수의 회로 기판을 포함한다.
상기 측거 정보 분석 모듈 위의 아날로그 디지털 컨버터 (analog digital converter)는 레이저 발광 모듈이 송신한 전류의 파형과 레이저 수신 모듈이 수신한 레이저의 파형을 수시로 검출하는 한편 전류의 파형의 디지탈화를 실시한 후, 이것을 시간 산출 기능을 가지고 있는 one-chip computer 또는 FPGA에 입력한다. one-chip computer 또는 FPGA는 파형을 송신하는 시간과 파형을 수신하는 시간의 시간차를 비교하는 것에 의하여 레이저의 타임 오브 플라이트를 산출하고, 상기 방향의 상기 장해물 Z의 거리를 산출한다.
이 실시 예에 있어서, 고정부 210과 회전부 240 사이는 빛전송을 통하여 통신을 진행할 수 있다. 고정부 210과 회전부 240 사이의 통신 시스템은 상기 고정부 210 위에 설치된 발광 다이오드, 상기 회전부 위에 설치된 포토 다이오드, 상기 회전부 240 위에 설치된 발광 다이오드 및 상기 고정부 위에 설치된 포토 다이오드를 포함한다. 상기 고정부 210 위에 설치된 발광 다이오드는 입력된 전기 신호를 광신호로 변환시키고, 상기 광신호는 상기 회전부 240 위의 포토 다이오드에 의해 검출되는 동시에 전기 신호로 변환되고, 상기 회전부 240 위에 설치된 발광 다이오드는 입력된 전기 신호를 광신호로 변환시키고, 상기 광신호는 상기 고정부 210 위의 포토 다이오드에 의해 검출된다.
이 실시예에 있어서, 고정부 210와 회전부 240 사이의 전기 전송은 전자 유도 방법에 의해 실시될 수 있다. 멀티 라인 레이더 1의 고정부 위에는 트랜스밋 코일 (transmit coil)이 설치되고, 멀티 라인 레이더 1의 회전부 위에는 리시버 코일 (receiver coil)이 설치되고, 트랜스밋 코일과 리시버 코일은 모두 레이저 레이더 회전축 위에 설치된다. 회전부가 회전할 때 트랜스밋 코일과 리시버 코일 사이의 거리는 매우 작은 간격을 유지한다. 변조 회로는 외부에서 입력된 전력을 교류 전기로 변환시키고, 트랜스밋 코일은 교류 형태의 전자를 형성하고, 리시버 코일은 유도에 의해 전류력이 형성된다. 변조 회로는 트랜스밋 코일 위의 교류 전류를 회전부 위의 회로 시스템에 적용하는 직류 전기로 변환시킨다.
본 발명의 제3 실시예에 있어서 멀티 라인 레이더 1를 제공한다. 제3 실시예와 상기 실시예의 상위점은 고정부 210와 회전부 240 사이의 통신은 슬립링 연결 방법 또는 광전 방법에 의해 실시되는 않고, 고정부 210과 회전부 240 위에 각각 설치된 무선 송신 장치와 수신 장치에 의해 실시되는 것에 있다. 상기 통신은 WiFi 또는 블루투스 (Bluetooth) 등에 의해 실시될 수도 있다.
본 발명의 제4 실시예에 있어서 멀티 라인 레이더 1를 제공한다. 레이저 장치 112를 적당히 배치시키거나 또는 레이저 유닛을 진열시키는 것에 의하여 형성된 레이저는 수직 화각 범위 -16° ∼ +7°(상하가 균등하게 배치되지 않고 있는 화각) 내에 비균등하게 배치된다. +2° ∼ +7° 범위의 수직 방향의 해상은 1°( 제1 ∼ 제6의 레이저에 대응된다)이며, -6° ∼ +2° 범위는 조밀 구역이고, 수직 방향의 해상은 1/3°( 제6 ∼ 제30의 레이저에 대응된다)이며, -16° ∼ -6° 범위의 수직 방향의 해상은 1° ( 제30∼ 제40의 레이저에 대응된다)이다. 레이저 장치 112를 교차로 배열시키거나 또는 레이저 장치 112로 구성된 복수의 유닛 매트릭스에 의하여 비균등하게 배치된 레이저를 획득할 수 있다. 이 실시예의 변형예에 있어서, 하나의 매트릭스에 레이저 장치 112 또는 검출 장치를 불균등하게 배치시키는 것에 의하여 비균등하게 배치된 레이저를 획득할 수도 있다.
멀티 레이저를 제조하는 본 발명의 제5 실시예는 상기 제4 실시예와 상이하고, 시간에 따라 변화되는 하나의 측정 레이저로 의해 형성된 멀티 측거 레이저를 사용한다. 이 실시예의 멀티 측거 레이저는 복수개의 레이저 장치 112가 출사한 멀티 레이저가 아니고, 하나의 레이저 장치 112와 바이브레이션 미러 (vibration mirror) 또는 이것과 유사한 부품의 조합이 출사하고, 시간에 따라 각도가 변화되고, 멀티 주사를 실시하는 하나의 레이저일 수 있다. 레이저 발광 모듈이 출사한 레이저는 분광 모듈 140을 통과한 후, 1D 바이브레이션 미러 또는 2D 바이브레이션 미러에 의해 목표 물체 (또는 장해부Z)에 반사된다. 레이저는 목표물 (또는 장해부Z)에 반사된 후 바이브레이션 미러에 입사되고, 분광 모듈 140을 통과한 후 광선 수신 focusing 부품 (예를 들면 렌즈 또는 렌즈 조합)에 입사하고, 렌즈 조합을 통과한 후 검출 장치를 포함하는 모듈에 입사된다. 검출 장치는 레이저를 송신하는 시간과 레이저의 반사파를 수신하는 시간 사이의 시간차를 기록하는 것에 의하여 현시점의 목표물 까지의 거리에 관한 정보를 획득한다. 다음 시간에 있어서, 바이브레이션 미러는 레이저를 공간 중의 다음 점에 반사시키고, 검출 장치는 이 점의 목표물에 관한 거리를 획득한다. 렌즈를 회전시킬 때 상기 측정을 되풀이하는 것에 의하여, 소정된 시간 내에 하나의 레이저를 통하여 공간 주사를 실시하고, 전측정 범위 내의 포인트 클라우드 (Point cloud)에 대한 멀티 주사를 실시할 수 있다.
상기 제5 실시예는 변형예를 포함할 수 있다. 예를 들면 바이브레이션 미러와 고정 배치된 복수개의 레이저 장치 112의 조합에 의하여 수직 방향의 각도가 변화되는 복수의 측정 레이저를 획득할 수 있다. 예를 들면 레이저40개와 같은 효과를 획득하기 위하여 5개의 레이저 장치 112를 사용하고, 각 레이저 장치 112가 출사한 하나의 레이저는 1D 바이브레이션 미러 또는 2D 바이브레이션 미러에 의하여 시간에 따라 각도가 변화되고, 멀티 주사를 실시할 수 있다. 이것에 의하여 소정된 범위 내의 주사를 실시하고, 40개의 레이저를 통하여 주사를 하는 효과를 획득할 수 있다.
본 발명의 제6 실시예에 있어서, 출사 광로 I와 수신 광로 R가 동축에 위치하는 효과를 획득하기 위하여, 도 5에 표시된 바와 같이 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 110 (레이저 장치 112와 콜리메이션 모듈 114을 포함한다), 분광 모듈 140, 주사 모듈 130을 한 축선 위에 배치시킨다. 분광 모듈 140을 통과하는 측거 레이저는 수평과 / 또는 수직 공간 내에서 자유롭게 스윙(swing) 하는 바이브레이션 미러에 의해 주위의 공간 내의 장해물 Z에 반사되고, 주사 모듈에 반사되어 오는 장해물 Z의 레이저 반사파를 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 120에 반사시킨다.
멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 110의 레이저 장치 112는 반도체 레이저 장치, 광섬유 레이저 장치 등일 수 있다. 타입이 틀린 레이저 장치는 파장이 틀린 레이저 펄스를 출사한다. 예를 들면 반도체 레이저 장치는 적외선 부근의 펄스를 형성하여 출사한다. 구체적인 실시예에 있어서 부동한 레이저 레이더 사이의 간섭을 피하기 위하여 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 110이 소정된 파장을 가지고 있는 레이저 펄스를 출사하도록 할 수 있다.
멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈은 focusing 모듈 116과 검출 모듈 118을 포함한다. 검출 모듈 118은 예를 들면 광전 검출 장치일 수 있다. focusing 모듈 116과 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 110의 콜리메이션 모듈114은 렌즈일 수 있다.
분광 모듈 140은 관통 구멍식 반사경, 반투명 반반사경, 바이브레이션 미러 스펙트로스코프 (spectroscope) 또는 도금 스펙트로스코프 등일 수 있다. 그의 역할은 콜리메이션 모듈 114에 조절되는 평행 레이저 펄스를 투과시키는 것과, 반사 주사 모듈 17에 반사된 반사 레이저 펄스를 반사시키는 것에 있다.
주사 모듈 130은 1D 또는 2D 바이브레이션 미러, 예를 들면 정전식 바이브레이션 미러, 전지식 바이브레이션 미러, 압전식 바이브레이션 미러 또는 전열식 바이브레이션 미러 등일 수 있다.
본 발명의 제7 실시예에 있어서, 도 2에 표시된 바와 같이 수직 화각 범위의 상하 구역 S의 수직 방향의 해상도는 중앙 구역 M의 수직 방향의 해상도보다 작고, 복수개의 레이저 장치 112은 수직 방향의 상하 방향에 따라 드문드문, 조밀 다시 드문드문하게 배치된다. 즉 이들은 불균등하게 배치된다. 구체적으로 레이저 장치 112가 불균등하게 배치되는 것에 의하여 회전부의 내부에 설치된 복수개의 레이저 장치 112를 레이저 장치 112 사이 거리에 따로 복수조로 분류할 수 있다. 상기 각도 범위 중에 있어서 중요한 중앙 구역은 보다 조밀한 측거 레이저의 분포를 가지고 있다.
이 실시예의 변형예에 있어서, 회전부의 내부에는 복수의 재치부 119가 설치되고, 레이저 장치 112는 재치부 119 위에 각각 고정 배치된다. 하기에 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 110이 출사한 측거 레이저의 각도 범위내의 상하 구역 S와 비교하여 보면, 더욱 많은 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 120이 출사한 측거 레이저가 상기 각도 범위 내의 중앙 구역 M에 입사된다.
도 3은 레이저 장치가 복수개의 재치부에 배치된 실시예를 나타내는 도면이다. 재치부 119 위의 레이저 장치 112의 광선 통로는 중앙 구역에 있어서 교차로 배치되는 동시에 중첩되고, 재치부 119가 중첩되는 것에 더 많은 측거 레이저를 중앙 구역에 출사할 수 있다.
도 4에는 레이저 장치가 재치부에 배치된 다른 실시예가 표시되어 있다. 도 4에는 8개의 재치부 119가 설치되고, 각 재치부 119 위에는 5개의 레이저 장치 112가 배치되고, 레이저 장치 112의 사이 거리는 일치하다. 5개의 고정판은 송신 공간내에 수직되게 배치되고, 이것들은 수평방향에 따라 간격을 두고 배치되어 있다. 상기 재치부 119는 고정판의 측부에 고정되고, 각 고정판 위에 고정된 재치부의 수량은 상이하다. 왼쪽에서 오른쪽으로 향하는 방향에서 각 고정판 위에는 2, 1, 2, 2, 1개의 재치부 119가 각각 고정되어 있다. 옵티컬 콜리메타 (optical collimator)이 포함된 수직 평면 위의 레이저 장치 112의 투영점은 상하 방향에 있어서 불균등하게 배치된다. 예를 들면 중앙은 조밀하게 배치되어, 상부분과 하부분은 드문드문하게 배치될 수 있다. 이것에 의해 레이저 장치 112가 출사한 복수의 검출 광선에 있어서 수평선과 그 부근의 광선은 조밀하게 되고, 다른 방향의 광선은 드문드문하게 된다.
위에서 본 발명의 호적한 실시예를 설명해 왔지만 본 발명의 정신과 범위는 상기 구체적인 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 이 기술 분야의 기술자는 이 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다른 실시 형태와 실시예를 도출할 수 있고, 이러한 것들이 있어도 본 발명에 포함되는 것은 물론이다. 본 발명의 정신과 범위는 상기 구체적인 실시예의 구성에 의해 한정되는 것은 아니고, 특허 청구의 범위에 의해 한정된다.

Claims (17)

  1. 멀티 라인 레이더 (1)이며, 상기 멀티 라인 레이더 (1)는 멀티 라인 측거 레이저 발신 모듈 (110), 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 (120), 측거 정보 분석 모듈, 제어 회로 및 광학 시스템을 포함하고,
    상기 멀티 라인 측거 레이저 발신 모듈은 하나 또는 복수개의 레이저 장치 (112)를 포함하고,
    상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈은 하나 또는 복수개의 광전 검출 장치를 포함하는 한편 상기 레이저 발신 모듈이 출사한 측정 레이저가 장해물 (Z)에 의해 확산 반사되어 돌아오는 레이저 반사파를 검출하도록 설치되고,
    상기 측거 정보 분석 모듈은 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 (110)과 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 (120)에 전기 접속되고, 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 (110)이 측정 레이저를 송신하는 시간과 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 (120)이 레이저의 반사 물결을 수신하는 시간 사이의 시간차를 산출하는 것에 의해 각 방향의 상기 장해물 (Z)의 거리를 산출하도록 설치되고,
    제어 회로 및 광학 시스템은 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 (110)과 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 (120)에 대응하도록 배치된 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 (110)은 수직 방향의 해상도가 비균등하게 배치된 복수의 측거 레이저를 출사하는 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 타임 데이터 변환 장치를 포함하고, 상기 측거 정보 분석 모듈은 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 (110)이 각 측거 레이저를 출사할 때 타임 데이터 변환 장치에 송신하는 신호와, 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 (120)이 레이저의 반사파를 검출하여 상기 타임 데이터 변환 장치에 송신하는 시간의 시간차를 비교하는 것에 의하여 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 (110)이 측정 레이저를 송신하는 시간과 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 (120)이 레이저의 반사 물결을 수신하는 시간 사이의 시간차를 산출하고, 각 방향의 상기 장해물 (Z)의 거리를 산출하도록 설치된 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 아날로그 디지털 컨버터를 포함하고, 상기 아날로그 디지털 컨버터는 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 (110)과 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 (120)의 전류의 파형을 수시로 검출하는 동시에 디지탈화를 실시하고,
    상기 측거 정보 분석 모듈은 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 (110)의 전류의 파형과 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 (120)의 전류의 파형의 시간차를 비교하는 것에 의하여, 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 (110)이 측정 레이저를 송신하는 시간과 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 (120)이 레이저의 반사파를 수신하는 시간 사이의 시간차를 산출하고, 상기 방향의 상기 장해물 (Z)의 거리를 산출하도록 설치된 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 (110)은 수직의 화각 범위 내의 상하 구역의 수직 방향의 해상도가 중앙 구역의 수직 방향의 해상도보다 작아지도록 상기 멀티 라인 측거 레이저를 출사하는 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 (110)이 출사한 상기 멀티 라인 측거 레이저는 하나 또는 복수개의 수직 방향의 각도가 시간에 따라 변환되는 측거 레이저로 형성 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 멀티 라인 레이더 (1)는 주사 모듈을 더 포함하고, 상기 주사 모듈은 시간에 따라 상기 측거 레이저의 수직 방향의 각도를 변화시키는 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 멀티 라인 레이더 (1)는 분광 모듈 (140)을 더 포함하고, 상기 분광 모듈 (140)과 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 (110) 및 상기 주사 모듈은 한 축선 위에 배치되고, 상기 분광 모듈 (140)은 상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈(110)이 출사한 측거 레이저를 상기 주사 모듈에 투사시키는 한편 상기 주사 모듈의 장해물 (Z)에 반사된 레이저를 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 (120)에 반사시키도록 하는 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항의 임의의 한 항에 기재된 멀티 라인 레이더 (1)이며,
    상기 멀티 라인 레이더 (1)는 회전부, 고정부, 회전 구조, 통신 시스템 및 전력 전송 시스템을 더 포함하고,
    상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 (110)과 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 (120)은 상기 회전부 위에 고정 배치되고,
    상기 고정부 위에는 상기 멀티 라인 레이더 (1)의 외부 통신 인터페이스와 외부 전원 인터페이스가 설치되고, 전력 전송 시스템은 상기 외부 전원 인터페이스에서 입력된 외부 전력을 상기 회전부에 제공하고,
    상기 회전 구조는 상기 회전부가 상기 고정부에 상대하여 회전하도록 구동하고, 상기 회전 구조 위에는 회전 각도 피드백 장치가 설치되고, 상기 회전 각도 피드백 장치는 상기 회전 구조의 회전 각도를 피드백하는 것에 의해 각 측정 레이저의 수평 방향의 각도를 획득하도록 설치되고,
    상기 통신 시스템과 상기 전력 전송 시스템은 고정부와 회전부 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 고정부 위에는 트랜스밋 코일과 소정된 변조 회로가 설치되고, 상기 회전부 위에는 리시버 코일과 소정된 변조 회로가 설치되고, 상기 트랜스밋 코일과 리시버 코일은 전자 유도 방법을 통하여 전력을 트랜스밋 코일에서 리시버 코일로 전송하도록 설치된 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 고정부와 상기 회전부는 슬립링에 의해 연결되고, 상기 슬립링은 상대하여 회전하는 한편 상기 고정부와 상기 회전부에 연결된 두 부분을 포함하고, 상기 슬립링의 상기 두 부분 사이에는 전기 전도 채널이 형성되고, 상기 전기 전도 채널은 상기 고정부와 상기 회전부 사이의 전력 전송 시스템으로 된 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 고정부와 상기 회전부 사이의 통신 시스템은 상기 슬립링의 상기 두 부분 사이의 신호 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 고정부와 상기 회전부 사이의 통신 시스템은 상기 고정부 위에 설치된 발광 다이오드, 상기 회전부 위에 설치된 포토 다이오드, 상기 회전부 위에 설치된 발광 다이오드 및 상기 고정부 위에 설치된 포토 다이오드를 포함하고,
    상기 고정부 위에 설치된 발광 다이오드는 입력된 전기 신호를 광신호로 변환시키고, 상기 광신호는 상기 회전부 위의 포토 다이오드에 의해 검출되는 동시에 전기 신호로 변환되고, 상기 회전부 위에 설치된 발광 다이오드는 입력된 전기 신호를 광신호로 변환시키고, 상기 광신호는 상기 고정부 위의 포토 다이오드에 의해 검출되는 동시에 전기 신호로 변환되는 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 고정부와 회전부 사이의 통신 시스템은 상기 고정부와 회전부 위에 각각 설치된 무선 송신 장치와 수신 장치, 예를 들면 무선 장치, WiFi 또는 블루투스 등을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 (110)은 회전 부내에 고정 배치된 복수개의 레이저 장치 (112)를 포함하고, 상기 복수개의 레이저 장치 (112)는 복수 조로 분류된 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 레이저 장치 (112)는 회전부 내의 복수개의 재치부 (119) 위에 각각 고정 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
  17. 제 9 항에 있어서,
    상기 멀티 라인 측거 레이저 발광 모듈 (110)이 출사한 측거 레이저가 위치하는 수직 평면과 상기 멀티 라인 측거 레이저 수신 모듈 (120)이 수신하는 측거 레이저가 위치하는 수직 평면은 상기 회전부의 회전축의 수직 평면을 통과하는 평면에 대칭 상태로 되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 라인 레이더 (1).
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