KR20200113071A - A light emitting module and a scanning LiDAR having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스캐닝 라이다에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 송수광이 분리된 바이엑시얼 타입(biaxial type)에 적용되는 송광 모듈 및 그를 갖는 스캐닝 라이다에 관한 것이다.The present invention relates to a scanning lidar, and more particularly, to a transmitting module applied to a biaxial type in which transmission and reception light is separated, and a scanning lidar having the same.
스캐닝 라이다(scanning LiDAR)는 주변의 지형, 물체, 장애물 등과 같은 객체(타겟)를 측정하는 데 사용되고 있다. 이러한 스캐닝 라이다는 펄스 레이저를 이용하여 객체에서 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 객체에 대한 정보를 획득한다. 스캐닝 라이다를 통해서 획득하는 객체에 대한 정보는 객체의 존재 여부, 객체의 종류, 객체까지의 거리 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.Scanning LiDAR is used to measure objects (targets) such as surrounding terrain, objects, and obstacles. This scanning radar uses a pulsed laser to measure the time reflected from the object and return to obtain information about the object. The information on the object acquired through the scanning lidar may include information on the existence of the object, the type of the object, and a distance to the object.
스캐닝 라이다는 자동차, 이동형 로봇, 선박, 보안시스템, 조립라인, 무인비행기, 드론(drone) 등과 같은 여러 분야에서 활용되고 있으며, 그 활용 분야도 다방면으로 확대되고 있다.Scanning radars are used in various fields such as automobiles, mobile robots, ships, security systems, assembly lines, unmanned aerial vehicles, and drones, and the fields of application are also expanding in various fields.
스캐닝 라이다는 고출력 레이저 다이오드로부터 출력되는 확산 빔을 콜리메이션 렌즈(송광렌즈)를 통해서 평행광으로 집광하여 송출하고, 객체에서 반사된 광을 대구경 집광렌즈(수광렌즈)를 통해서 광검출기로 검출하는 광학계 구조를 갖는다.The scanning radar condenses and transmits the diffused beam output from the high-power laser diode as parallel light through a collimation lens (transmitting lens), and detects the light reflected from the object with a photodetector through a large-diameter condensing lens (light-receiving lens). It has an optical system structure.
스캐닝 라이다는 송수광 방식에 따라서 엑시얼 타입(axial type)과 바이엑시얼 타입(biaxial type)으로 구분할 수 있다.The scanning radar can be classified into an axial type and a biaxial type according to a transmission/reception method.
엑시얼 타입의 스캐닝 라이다는 송수광이 동일 축 상에서 수행되기 때문에, 송광축과 수광축이 일치하고, 거울부에 대해서 한쪽에 송광 모듈과 수광 모듈이 배치되기 때문에 소형화에 유리한 장점이 있다. 하지만 송광축과 수광축이 동일 축 상에 위치하기 때문에, 레이저 다이오드에서 출력된 광이 스캐닝 라이다에서 광이 송수광되는 커버에 반사되어 바로 수광되는 단점이 있다.The axial type scanning radar has an advantage in miniaturization because the transmission axis and the reception axis coincide with each other because the transmission and reception axes are performed on the same axis, and the transmission module and the reception module are arranged on one side of the mirror unit. However, since the transmitting axis and the receiving axis are located on the same axis, there is a disadvantage that the light output from the laser diode is reflected by the cover through which the light is transmitted and received by the scanning lid and is immediately received.
바이엑시얼 타입의 스캐닝 라이다는 엑시얼 타입의 스캐닝 라이다와 장점과 단점이 서로 반대이다. 즉 송광과 수광이 다른 축 상에서 수행되기 때문에, 레이저 다이오드에서 출력된 광이 커버에 반사되어 바로 수광되는 문제는 발생하지 않는다.The biaxial type scanning lidar has opposite advantages and disadvantages to the axial type scanning lidar. That is, since the transmission and reception are performed on different axes, there is no problem that the light output from the laser diode is reflected by the cover and received immediately.
하지만 바이엑시얼 타입의 스캐닝 라이다는 송광축과 수광축이 다른 축 상에 구현되기 때문에, 송광축과 수광축을 정렬하는 작업을 별도로 진행해 주어야 한다.However, since the biaxial type scanning radar has the transmission axis and the reception axis on different axes, the work of aligning the transmission axis and the reception axis must be done separately.
즉 송광축과 수광축의 정렬에 있어서, 송광축과 수광축이 수직 방향의 정렬이 필요하다.That is, in the alignment of the transmission axis and the light reception axis, it is necessary to align the transmission axis and the light reception axis in a vertical direction.
또한 송광축과 수광축의 정렬에 있어서, 송광축과 수광축이 수직 방향으로 위치한다고 가정할 때, 좌우 편차가 발생할 경우 스캐닝 영상을 획득하지 못하는 문제가 발생될 수 있다. 즉 스캐닝 영상을 획득하지 못하는 이유는, 좌우 편차가 발생된 경우, 송광 모듈에서 출력된 광에 대한 반사광이 수광 모듈로 수광되지 않기 때문이다.In addition, in the alignment of the transmission axis and the light reception axis, assuming that the transmission axis and the light reception axis are positioned in a vertical direction, a problem in that a scanning image cannot be obtained may occur when a left-right deviation occurs. That is, the reason why the scanning image cannot be obtained is that, when left-right deviation occurs, reflected light of the light output from the transmitting module is not received by the light receiving module.
그리고 바이엑시얼 타입의 스캐닝 라이다는 거울부를 중심으로 양쪽에 송광 모듈과 수광 모듈이 일렬로 배치된 구조를 갖기 때문에, 길이가 길게 설계되는 문제가 있다. 이로 인해 길이에 제한이 있는 활용 분야, 예컨대 플랫폼 스크린 도어에 바이엑시얼 타입의 스캐닝 라이다를 적용하기 위해서는 길이를 줄일 수 있는 방안이 필요하다. 즉 플랫폼 스크린 도어에 설치되는 스캐닝 라이다는 열차가 지나가는 레일 쪽에 설치되기 때문에, 플랫폼 스크린 도어와 열차 간의 유격 보다는 길이가 짧게 설계해야 한다. 그리고 바이엑시얼 타입의 스캐닝 라이다를 통하여 플랫폼 스크린 도어에 객체가 끼거나 플랫폼 스크린 도어 안쪽에 객체가 존재하는 것을 스캐닝할 수 있도록 설계해야 한다.In addition, since the biaxial type scanning radar has a structure in which the light transmitting module and the light receiving module are arranged in a line on both sides of the mirror part, there is a problem that the length is designed to be long. For this reason, in order to apply a biaxial type scanning lidar to an application field with a limited length, for example, a platform screen door, there is a need for a way to reduce the length. In other words, since the scanning radar installed on the platform screen door is installed on the rail side through which the train passes, the length should be designed to be shorter than the gap between the platform screen door and the train. In addition, it should be designed to scan whether an object is caught in the platform screen door or an object exists inside the platform screen door through a biaxial type scanning lidar.
따라서 본 발명의 목적은 바이엑시얼 타입의 스캐닝 라이다에 있어서, 송광 모듈의 설계 변경을 통하여 길이를 줄일 수 있는 송광 모듈 및 그를 갖는 스캐닝 라이다를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a transmission module capable of reducing a length through a design change of a transmission module and a scanning lidar having the same in a biaxial type scanning lidar.
본 발명의 다른 목적은 바이엑시얼 타입의 스캐닝 라이다에 있어서, 송광축과 수광축을 정렬하는 작업을 쉽게 수행할 수 있는 송광 모듈 및 그를 갖는 스캐닝 라이다를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a transmission module capable of easily aligning a transmission axis and a reception axis in a biaxial type scanning lidar, and a scanning lidar having the same.
본 발명의 또 다른 목적은 레이저 소스로부터 입사된 펄스 레이저의 반사 방향을 쉽게 조정할 수 있는 송광 모듈 및 그를 갖는 스캐닝 라이다를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a light transmitting module capable of easily adjusting the reflection direction of a pulsed laser incident from a laser source, and a scanning lidar having the same.
본 발명의 또 다른 목적은 레이저 소스에서 출력되는 펄스 레이저의 출력 방향을 쉽게 조정할 수 있는 송광 모듈 및 그를 갖는 스캐닝 라이다를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a transmitting module capable of easily adjusting an output direction of a pulsed laser output from a laser source, and a scanning lidar having the same.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전방에 반사 거울부가 설치되는 설치대가 형성되고, 상기 반사 거울부와 마주보는 쪽에 레이저 소스가 삽입 설치되는 레이저 설치 구멍이 형성된 하우징; 상기 레이저 설치 구멍에 삽입되어 전방에 위치하는 상기 반사 거울부로 펄스 레이저를 출력하는 관 형의 레이저 소스; 및 상기 레이저 소스로부터 입사된 펄스 레이저를 아래에 위치하는 송광 회전 거울로 반사하도록, 상기 하우징의 전방에 경사지며 회전 가능하게 설치되는 반사 거울을 구비하는 반사 거울부;를 포함하는 스캐닝 라이다용 송광 모듈을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is provided with a mounting table in which a reflective mirror unit is installed in front, and a laser mounting hole is formed in which a laser source is inserted and installed on a side facing the reflective mirror unit; A tubular laser source that is inserted into the laser installation hole and outputs a pulsed laser to the reflective mirror unit positioned in front; And a reflection mirror unit including a reflection mirror that is inclined and rotatably installed in front of the housing so as to reflect the pulsed laser incident from the laser source to the transmission rotation mirror positioned below. Modules are provided.
상기 하우징은, 거치판; 상기 거치판에 연결되어 송광 회전 거울의 상부로 돌출되며, 상기 레이저 설치 구멍이 형성된 송광 하우징; 및 상기 송광 하우징의 전방으로 일정 간격을 두고 한 쌍이 돌출되며, 상기 반사 거울부가 회전 가능하게 설치되는 상기 설치대;를 포함한다.The housing, a mounting plate; A light transmitting housing connected to the mounting plate, protruding upward from the light transmitting rotating mirror, and having the laser installation hole formed therein; And a pair of protrusions in front of the light transmitting housing at regular intervals, and in which the reflective mirror unit is rotatably installed.
상기 반사 거울부는, 상기 반사 거울; 상기 레이저 소스와 마주보는 면에 상기 반사 거울이 설치되며, 한 쌍의 상기 설치대 사이에 개재되는 설치판; 및 상기 설치대를 통하여 상기 설치판의 양쪽에 축 방향으로 연결되게 설치되고, 상기 축 방향을 중심으로 한 상기 설치판의 회전을 통하여 상기 반사 거울의 반사 각도를 조정하여 펄스 레이저의 반사 방향을 조정하는 반사 방향 조정 부재;를 포함한다.The reflection mirror unit, the reflection mirror; A mounting plate provided with the reflective mirror on a surface facing the laser source and interposed between a pair of mounting tables; And is installed to be connected in an axial direction to both sides of the installation plate through the installation table, and adjusts the reflection direction of the pulsed laser by adjusting the reflection angle of the reflection mirror through the rotation of the installation plate around the axial direction. It includes; reflection direction adjustment member.
상기 반사 거울은 펄스 레이저가 입사되는 각도에 대해서 45도 각도로 설치되며, 상기 반사 방향 조정 부재에 의해 반사 각도가 조정된다.The reflection mirror is installed at an angle of 45 degrees with respect to the angle at which the pulsed laser is incident, and the reflection angle is adjusted by the reflection direction adjustment member.
본 발명에 따른 송광 모듈은, 상기 레이저 설치 구멍에 삽입된 상기 레이저 소스에 연결되게 설치되어, 상기 레이저 설치 구멍 내에서 상기 레이저 소스의 위치를 조정하여 펄스 레이저의 출력 방향을 조정하는 출력 방향 조정 부재;를 더 포함할 수 있다.The light transmitting module according to the present invention is an output direction adjusting member that is installed to be connected to the laser source inserted in the laser installation hole and adjusts the position of the laser source within the laser installation hole to adjust the output direction of the pulsed laser. It may further include;
상기 송광 하우징은 상기 레이저 설치 구멍이 상기 레이저 소스의 위치를 조정할 수 있도록 상기 레이저 소스 보다는 크게 형성되며, 상하 보다는 좌우로 넓게 형성될 수 있다.The light transmitting housing may be formed larger than the laser source so that the laser installation hole can adjust the position of the laser source, and may be formed wider to the left and right rather than vertically.
상기 송광 하우징은 상기 레이저 소스가 삽입되는 상기 레이저 설치 구멍의 입구의 상하에 걸림 홈이 형성될 수 있다.The light transmitting housing may have locking grooves formed above and below the entrance of the laser installation hole into which the laser source is inserted.
상기 레이저 소스는 펄스 레이저가 출력되는 쪽과 반대되는 쪽의 외주면에 상기 걸림홈에 삽입되는 걸림턱이 형성되어 있어, 상기 걸림턱을 축으로 상기 레이저 설치 구멍 내에서 좌우로 회전이 가능하다. The laser source has a locking jaw inserted into the locking groove on an outer circumferential surface opposite to a side from which the pulsed laser is output, so that the locking jaw can be rotated left and right in the laser installation hole around the locking jaw.
상기 반사 방향 조정 부재 및 출력 방향 조정 부재는 핀 또는 볼트를 포함한다.The reflection direction adjustment member and the output direction adjustment member include pins or bolts.
본 발명은 또한, 전방에 반사 거울부가 설치되는 설치대가 형성되고, 상기 반사 거울부와 마주보는 쪽에 레이저 소스가 삽입 설치되는 레이저 설치 구멍이 형성된 하우징; 상기 레이저 설치 구멍에 삽입되어 전방에 위치하는 상기 반사 거울부로 펄스 레이저를 출력하는 관 형의 레이저 소스; 상기 레이저 소스로부터 입사된 펄스 레이저를 아래에 위치하는 송광 회전 거울로 반사하도록, 상기 하우징의 전방에 경사지며 회전 가능하게 설치되는 반사 거울을 구비하는 반사 거울부; 및 상기 레이저 설치 구멍에 삽입된 상기 레이저 소스에 연결되게 설치되어, 상기 레이저 설치 구멍 내에서 상기 레이저 소스의 위치를 조정하여 펄스 레이저의 출력 방향을 조정하는 출력 방향 조정 부재;를 포함하는 스캐닝 라이다용 송광 모듈을 제공한다.The present invention also includes a housing in which a mounting table in which a reflection mirror unit is installed in front is formed, and a laser installation hole in which a laser source is inserted and installed on a side facing the reflection mirror unit is formed; A tubular laser source that is inserted into the laser installation hole and outputs a pulsed laser to the reflective mirror unit positioned in front; A reflective mirror unit including a reflective mirror that is inclined and rotatably installed in front of the housing so as to reflect the pulsed laser incident from the laser source to a light transmitting rotating mirror positioned below; And an output direction adjustment member installed to be connected to the laser source inserted into the laser installation hole, and configured to adjust a position of the laser source within the laser installation hole to adjust the output direction of the pulsed laser. Provides a transmission module for
본 발명은 또한, 회전축의 양단에 설치되어 회전하되, 상기 회전축에 대해서 경사지게 설치되어 동일 방향으로 송수광하는 송광 회전 거울과 수광 회전 거울을 구비하는 회전 거울부; 상기 송광 회전 거울에 인접하게 배치되며, 펄스 레이저를 상기 회전축에 수직 방향으로 출력한 후 상기 송광 회전 거울과 마주보게 배치된 반사 거울을 통하여 반사하여 상기 송광 회전 거울로 입사시키는 상기 송광 모듈; 및 상기 수광 회전 거울과 마주보게 상기 회전축 아래에 배치되며, 상기 수광 회전 거울에서 반사된 반사광을 수광하는 수광 모듈;을 포함하는 스캐닝 라이다를 제공한다.In addition, the present invention is installed at both ends of the rotating shaft, but the rotating mirror unit having a light transmission rotating mirror and a light receiving rotating mirror installed inclined with respect to the rotation axis to transmit and receive light in the same direction; The transmission module disposed adjacent to the transmission rotation mirror, outputting a pulsed laser in a direction perpendicular to the rotation axis, and reflecting through a reflection mirror disposed facing the transmission rotation mirror to enter the transmission rotation mirror; And a light receiving module disposed under the rotation axis to face the light receiving rotating mirror and receiving reflected light reflected from the light receiving rotating mirror.
상기 회전 거울부는, 양쪽으로 상기 회전축의 양단부가 돌출된 모터; 상기 반사 거울을 향하는 상기 회전축의 일단에 결합된 상기 송광 회전 거울; 및 상기 수광 모듈을 향하는 상기 회전축의 타단에 결합된 상기 수광 회전 거울;을 포함한다.The rotating mirror unit includes a motor protruding from both ends of the rotating shaft; The transmission rotation mirror coupled to one end of the rotation shaft facing the reflection mirror; And the light receiving rotating mirror coupled to the other end of the rotating shaft facing the light receiving module.
그리고 본 발명은, 객체로 펄스 레이저를 조사하여 상기 객체로부터 반사되는 반사광을 수광하는 바이엑시얼 타입의 본체; 및 상기 본체가 삽입되며, 상기 본체를 외부 환경으로부터 보호하는 케이스;를 포함하는 스캐닝 라이다를 제공한다. 상기 본체는 상기 회전 거울부, 상기 송광 모듈 및 상기 수광 모듈을 포함한다.In addition, the present invention is a biaxial type body for receiving reflected light reflected from the object by irradiating a pulse laser to the object; And a case in which the body is inserted and protects the body from an external environment. The main body includes the rotating mirror unit, the light transmitting module and the light receiving module.
상기 본체는, 상부면에 상기 수광 모듈이 실장되는 베이스 기판; 상기 베이스 기판의 일측에 수직 방향으로 결합되어 전기적으로 연결되는 연결 기판; 및 상기 연결 기판의 상단부에 상기 베이스 기판과 마주보게 결합되어 전기적으로 연결되며, 상기 송광 모듈 및 상기 회전 거울부가 설치되는 거울부 기판;을 더 포함할 수 있다.The body may include a base substrate on which the light receiving module is mounted on an upper surface; A connection substrate coupled to one side of the base substrate in a vertical direction to be electrically connected; And a mirror substrate coupled to an upper end of the connection substrate to face the base substrate and electrically connected, and on which the transmitting module and the rotating mirror section are installed.
상기 베이스 기판 및 거울부 기판이 상기 케이스의 안쪽에 슬라이드 결합된다.The base substrate and the mirror substrate are slidably coupled to the inside of the case.
그리고 상기 스캐닝 라이다는 플랫폼 스크린 도어용으로 사용될 수 있다.And the scanning radar can be used for a platform screen door.
본 발명에 따르면, 레이저 소스는 송광 회전 거울의 측면에 배치되어 송광 회전 거울의 측면으로 펄스 레이저를 출력하고, 출력된 펄스 레이저는 반사 거울에 의해 송광 회전 거울로 입사시키기 때문에, 레이저 소스가 송광 회전 거울로 직접 펄스 레이저를 조사하기 위해서 레이저 소스가 송광 회전 거울과 일렬로 설치되는 것 보다는 송광 회전 거울과 송광 모듈 간의 거리를 줄일 수 있다.According to the present invention, the laser source is disposed on the side of the transmission rotating mirror to output a pulsed laser to the side of the transmission rotating mirror, and the output pulsed laser is incident on the transmission rotating mirror by the reflecting mirror, so that the laser source rotates In order to directly irradiate the pulsed laser with the mirror, the distance between the transmitting rotating mirror and the transmitting module can be reduced rather than the laser source being installed in line with the transmitting rotating mirror.
본 발명에 따른 송광 모듈은 반사 거울에 연결된 반사 방향 조정 부재를 이용하여 반사 거울을 회전시킴으로써, 반사 거울의 아래에 위치하는 송광 회전 거울로 입사되는 펄스 레이저의 방향을 쉽게 조정할 수 있다.The light transmitting module according to the present invention can easily adjust the direction of the pulsed laser incident on the light transmitting rotating mirror positioned below the reflecting mirror by rotating the reflecting mirror using a reflective direction adjusting member connected to the reflecting mirror.
더불어 본 발명에 따른 송광 모듈은 레이저 소스의 좌우에 연결된 출력 방향 조정 부재를 이용하여 레이저 소스의 좌우 위치를 조정하여 펄스 레이저의 좌우 출력 방향을 쉽게 조정할 수 있다.In addition, the light transmitting module according to the present invention can easily adjust the left and right output directions of the pulsed laser by adjusting the left and right positions of the laser source using the output direction adjusting members connected to the left and right of the laser source.
이와 같이 본 발명에 따른 바이엑시얼 타입의 스캐닝 라이다에 있어서, 송광 모듈은 반사 방향 조정 부재와 출력 방향 조정 부재를 통하여 송광축과 수광축을 정렬하는 작업을 쉽게 수행할 수 있다.As described above, in the biaxial type scanning lidar according to the present invention, the light transmitting module can easily perform an operation of aligning the transmission axis and the light receiving axis through the reflection direction adjustment member and the output direction adjustment member.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다를 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다를 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 스캐닝 라이다를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 2의 송광 모듈을 보여주는 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 송광 모듈을 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 5의 송광 모듈의 단면도이다.
도 7은 도 5의 송광 모듈의 정면도이다.
도 8은 도 5의 송광 모듈의 단면도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다가 플랫폼 스크린 도어에 설치된 예를 보여주는 도면들이다.1 is a schematic diagram showing a scanning lidar according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view showing a scanning lidar according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating the scanning lidar of FIG. 2.
4 is an exploded perspective view showing the light transmitting module of FIG. 2.
5 is a perspective view showing the light transmitting module of FIG. 4.
6 is a cross-sectional view of the light transmitting module of FIG. 5.
7 is a front view of the light transmitting module of FIG. 5.
8 is a cross-sectional view of the light transmitting module of FIG. 5.
9 and 10 are views illustrating an example in which a scanning lidar according to an embodiment of the present invention is installed on a platform screen door.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In the following description, it should be noted that only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted without distracting the gist of the present invention.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the specification and claims described below should not be construed as being limited to a conventional or dictionary meaning, and the inventor is appropriate as a concept of terms in order to describe his own invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention on the basis of the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, and various equivalents that can replace them at the time of application And it should be understood that there may be variations.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다를 보여주는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a scanning lidar according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 스캐닝 라이다(100)는 바이엑시얼 타입의 스캐닝 라이다로서, 본체(10)와 케이스(90)를 포함한다. 본체(10)는 바이엑시얼 타입으로 송수광을 수행하며, 객체로 펄스 레이저를 조사하여 객체로부터 반사되는 반사광을 수광한다. 그리고 케이스(90)는 본체(10)가 삽입되며, 본체(10)를 외부 환경으로부터 보호한다.Referring to FIG. 1, the
본체(10)는 회전 거울부(20), 송광 모듈(30) 및 수광 모듈(70)을 포함한다. 회전 거울부(20)는 회전축(25)의 양단에 설치되어 회전하되, 회전축(25)에 대해서 경사지게 설치되어 동일 방향으로 송수광하는 송광 회전 거울(27)과 수광 회전 거울(29)을 구비한다. 송광 모듈(30)은 송광 회전 거울(27)에 인접하게 배치되며, 펄스 레이저를 회전축(25)에 수직 방향으로 출력한 후 송광 회전 거울(27)과 마주보게 배치된 반사 거울(61)을 통하여 반사하여 송광 회전 거울(27)로 입사시킨다. 그리고 수광 모듈(70)은 수광 회전 거울(29)과 마주보게 회전축(25) 아래에 배치되며, 수광 회전 거울(29)에서 반사된 반사광을 수광한다.The
여기서 회전 거울부(20)는 회전축(25)을 구비하는 모터(21), 송광 회전 거울(27) 및 수광 회전 거울(29)을 포함한다. 모터(21)는 모터 본체(23)에 대해서 양쪽으로 회전축(25)의 양단부가 돌출되어 있다. 송광 회전 거(27)울은 반사 거울(61)을 향하는 회전축(25)의 일단에 결합된다. 그리고 수광 회전 거울(29)은 수광 모듈(70)을 향하는 회전축(25)의 타단에 결합된다.Here, the
예컨대 도 1에 도시된 바와 같이, 모터(21)의 회전축(25)이 Z축 방향으로 위치할 때, 송광 회전 거울(27)과 수광 회전 거울(29)은 XY 평면으로 광을 송수광할 수 있도록 Z축 방향에 대해서 45도 각도로 설치된다. 송광축과 수광축이 정렬되도록, 송광 회전 거울(27)과 수광 회전 거울(29)의 반사면은 동일한 방향을 향하도록 배치된다. 예컨대 송광 회전 거울(27)은 Z축 방향에 대해서 +45도로 회전축(25)의 일단에 설치되고, 수광 회전 거울(29)은 Z축 방향에 대해서 -45도로 회전축(25)의 타단에 설치된다. 이때 반사 거울(61)은 송광 회전 거울(27)의 반사면을 향하도록 Z축 방향에 대해서 +45도로 고정 설치된다.For example, as shown in FIG. 1, when the
송광 모듈(30)은 하우징(40), 관 형의 레이저 소스(50), 반사 거울부(60) 및 출력 방향 조정 부재(59)를 포함한다. 하우징(40)은 레이저 소스(50), 반사 거울부(60) 및 출력 방향 조정 부재(59)가 설치될 수 있는 공간을 제공한다. 레이저 소스(50)는 반사 거울부(60)로 펄스 레이저를 출력한다. 반사 거울부(60)는 레이저 소스(50)로부터 입사된 펄스 레이저를 아래에 위치하는 송광 회전 거울(27)로 반사한다. 반사 거울부(60)는 레이저 소스(50)로부터 입사된 펄스 레이저를 아래에 위치하는 송광 회전 거울(27)로 반사하도록, 하우징(40)의 전방에 경사지며 회전 가능하게 설치되는 반사 거울(61)을 구비한다. 반사 거울(61)은 반사 방향 조정 부재(65)에 의해 회전한다. 반사 거울(61)은 설치판(63)을 매개로 하우징(40)에 회전 가능하게 설치된다. 그리고 출력 방향 조정 부재(59)는 레이저 소스(50)에 연결되게 설치되어, 레이저 소스(50)의 위치를 조정하여 펄스 레이저의 출력 방향을 조정한다.The
이때 반사 거울(61)은 펄스 레이저가 X축 방향으로 입사된다고 가정했을 때, Z축 방향에 대해서 +45도로 설치할 경우, 펄스 레이저는 반사 거울(61)에 의해 -Z축 방향으로 반사하여 송광 회전 거울(27)로 입사시킬 수 있다.At this time, the
하지만 하우징(40)에 레이저 소스(50) 및 반사 거울부(60)를 설치하는 과정에서 조립 공차가 발생되기 때문에, 본 실시예에서는 레이저 소스(50)에 연결된 출력 방향 조정 부재(59)와 반사 거울부(60)의 회전을 통하여 레이저 소스(50) 및 반사 거울(61)의 위치를 조정함으로써, 송광축과 수광축을 정렬하는 작업을 쉽게 수행할 수 있다.However, since assembly tolerances are generated in the process of installing the
예컨대 모터(21)의 회전축(25)이 Z축 방향으로 위치할 때, 레이저 소스(50)는 X축 방향으로 펄스 레이저를 조사한다. 전술된 바와 같이 반사 거울(61)은 송광 회전 거울(27)의 반사면을 향하도록 Z축 방향에 대해서 +45도로 설치되어, X축 방향으로 입사된 펄스 레이저를 -Z축 방향으로 반사한다. 출력 방향 조정 부재(59)는 레이저 소스(50)를 중심으로 ㅁY축 방향으로 레이저 소스(50)에 연결되어 레이저 소스(50)를 XY 평면 상에 위치를 조정하여 펄스 레이저의 출력 방향을 조정한다. 즉 출력 방향 조정 부재(59)를 이용하여 레이저 소스(50)의 펄스 레이저가 출력되는 쪽에 반대되는 쪽을 중심으로 XY평면에서 일정 각도로 회전시켜 펄스 레이저의 출력 방향으로 조정한다.For example, when the
그리고 반사 거울(61)은 Y축에 대해서 회전 가능하게 설치되기 때문에, 반사 거울(61)의 아래에 위치하는 송광 회전 거울(27)로 입사되는 펄스 레이저(50)의 방향을 쉽게 조정할 수 있다.In addition, since the reflecting
레이저 소스(50)에서 출력된 펄스 레이저는 반사 거울(61)에 의해 90도로 반사되어 송광 회전 거울(27)로 입사되기 때문에, 레이저 소스(50)는 송광 회전 거울(27)에 근접하게 배치할 수 있다. 즉 레이저 소스(50)는 회전축(25)에 수직한 방향에 배치되기 때문에, 회전축(27)과 일치하는 방향으로 배치되는 것 보다는 Z축 방향으로의 길이 증가를 줄일 수 있다. 즉 스캐닝 라이다(100)의 Z축 방향으로의 길이를 줄일 수 있다.Since the pulsed laser output from the
그리고 수광 모듈(70)은 수광 렌즈(71) 및 광검출기(73)를 포함한다. 수광 렌즈(71)와 광검출기(73)는 수광 회전 거울(29) 아래에 순차적으로 배열되어 수광 회전 거울(29)에서 반사된 반사광을 집광하여 전기신호로 변환하여 출력한다.In addition, the
수광 렌즈(71)는 수광 회전 거울(29) 아래에 수광 회전 거울(29)과 마주보게 설치되며, 수광 회전 거울(29)에서 반사된 반사광을 광검출기(73)가 설치된 위치로 집광한다.The light-receiving
그리고 광검출기(73)는 수광 렌즈(71) 아래에 수광 렌즈(71)와 마주보게 설치되며, 수광 렌즈(71)에 의해 집광된 광을 안정적으로 수신할 수 있도록 수광 렌즈(71)의 초점 위치에 배치되며, 수광 렌즈(71)로부터 집광된 광을 수신하여 전기신호로 변환한다.In addition, the
이와 같이 본 실시예에 따르면, 레이저 소스(50)는 송광 회전 거울(27)의 측면에 배치되어 송광 회전 거울(27)의 측면으로 펄스 레이저를 출력하고, 출력된 펄스 레이저는 반사 거울(60)에 의해 반사되어 송광 회전 거울(27)로 입사시키기 때문에, 레이저 소스(50)가 송광 회전 거울(27)로 직접 펄스 레이저를 조사하기 위해서 송광 회전 거울(27)과 일렬로 설치되는 것 보다는 송광 회전 거울(27)과 송광 모듈(30) 간의 거리를 줄일 수 있다.As described above, according to this embodiment, the
송광 모듈(30)은 반사 거울(61)에 연결된 반사 방향 조정 부재(65)를 이용하여 반사 거울(61)을 회전시킴으로써, 반사 거울(61)의 아래에 위치하는 송광 회전 거울(27)로 입사되는 펄스 레이저의 방향을 쉽게 조정할 수 있다. 반사 거울(61)은 반사 방향 조정 부재(65)를 통하여 Y축 방향으로 회전 가능하게 설치되기 때문에, 반사 방향 조정 부재(65)를 통하여 반사 거울(61)의 각도를 조절하여 XZ평면에서의 펄스 레이저의 반사 방향을 쉽게 조정할 수 있다.The transmitting
더불어 송광 모듈(30)은 레이저 소스(50)의 좌우에 연결된 출력 방향 조정 부재(59)를 이용하여 레이저 소스(50)의 좌우 위치를 조정하여 펄스 레이저의 좌우 출력 방향을 쉽게 조정할 수 있다. 즉 출력 방향 조정 부재(59)를 통하여 XY평면에서의 레이저 소스(50)에서 출력되는 펄스 레이저의 출력 방향을 조정할 수 있다.In addition, the
이와 같이 본 실시예에 따른 바이엑시얼 타입의 스캐닝 라이다(100)에 있어서, 송광 모듈(30)은 반사 방향 조정 부재(65)와 출력 방향 조정 부재(59)를 통하여 펄스 레이저의 출력 및 반사 방향을 조절함으로써, 송광축과 수광축을 정렬하는 작업을 쉽게 수행할 수 있다.As described above, in the biaxial
이와 같은 본 실시예에 따른 스캐닝 라이다(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 구현될 수 있다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다(100)를 보여주는 분해 사시도이다. 도 3은 도 2의 스캐닝 라이다(100)를 보여주는 사시도이다.The
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 스캐닝 라이다(100)는 전술된 바와 같이 본체(10)와 케이스(90)를 포함한다. 2 and 3, the
본체(10)는 전술된 바와 같이 회전 거울부(20), 송광 모듈(30) 및 수광 모듈(70)을 포함한다. 본체(10)는 회전 거울부(20), 송광 모듈(30) 및 수광 모듈(70)이 실장되는 복수의 기판(81,83,85)을 더 포함한다. 복수의 기판(81,83,85)의 상호 결합에 의해 본체(10)의 외형을 형성한다. 복수의 기판(81,83,85)은 베이스 기판(81), 연결 기판(83) 및 거울부 기판(85)을 포함한다. 복수의 기판(81,83,85)에는 스캐닝 라이다(100)의 구동을 제어하는 마이크로프로세서를 포함하여 각종 부품들이 실장된다.The
베이스 기판(81)은 상부면에 수광 모듈(70)이 실장된다. 수광 모듈(70)의 수광 렌즈(71)가 베이스 기판(81)의 상부면을 향하도록 실장된다.The
연결 기판(83)은 베이스 기판(81)의 일측에 수직 방향으로 결합된다. 연결 기판(83)이 결합되는 베이스 기판(81)의 일측은 광이 송수광되는 쪽의 반대쪽이다.The
그리고 거울부 기판(85)은 연결 기판(83)의 상단부에 베이스 기판(81)과 마주보게 결합되며, 송광 모듈(30) 및 회전 거울부(20)가 설치된다. 즉 회전 거울부(20)는 거울부 기판(85)을 중심으로 양쪽에 설치되되, 거울부 기판(85)의 상부면에 모터(21) 및 송광 회전 거울(27)이 설치되고, 거울부 기판(85)의 하부면에 수광 회전 거울(29)이 설치된다. 물론 모터(21)의 회전축의 타단은 거울부 기판(85)의 하부면을 돌출되어 있으며, 회전축의 타단에 수광 회전 거울(29)이 설치된다.In addition, the
한편 본 실시예에서는 모터(21)가 거울부 기판(85)의 상부면에 설치된 예를 개시하였지만, 하부면에 설치되거나, 거울부 기판(85)을 관통하여 거울부 기판(85)에 끼워진 형태로 설치될 수도 있다.On the other hand, in this embodiment, an example in which the
송광 모듈(30)은 거울부 기판(85)의 상부면에 설치되되, 송광 회전 거울(27)에 근접하게 설치된다. 송광 모듈(30)은 연결 기판(83)에 가까운 거울부 기판(85)의 상부면에 설치된다. 그리고 송광 모듈(30)에 대해서는 후술하도록 하겠다.The
그리고 케이스(90)는 본체(10)가 수납되어 위치할 수 있는 내부 공간(93)을 제공하여 외부 환경으로부터 보호한다. 이러한 케이스(90)는 케이스 몸체(91)와 커버(97)를 포함한다.In addition, the
케이스 몸체(91)는 한 쪽에 개방부가 형성된 박스 형태의 내부 공간(93)을 가지며, 개방부를 통하여 본체(10)가 내부 공간(93)에 삽입된다. 케이스 몸체(91)는 개방부와 마주보는 면을 통하여 광이 송수광되며, 광이 송수광되는 영역에 IR 통과 필터(96)가 설치될 수 있다. 케이스 몸체(91)는 개방부와 이웃하는 측면에 본체의 안정적인 결합을 안내하는 슬라이드 홈(95)이 형성되어 있다. 본체(10)는 슬라이드 홈(95)을 따라서 케이스 몸체(91)의 내부 공간(93)에 삽입되어 안정적으로 고정된다. 예컨대 베이스 기판(81)과 거울부 기판(85)이 케이스 몸체(91)의 안쪽에 형성된 슬라이드 홈(95)을 따라서 슬라이드 결합될 수 있다. 베이스 기판(18) 위에 실장된 수광 모듈(70)의 가장자리 부분도 케이스 몸체(91)의 안쪽에 형성된 슬라이드 홈(95)을 따라서 슬라이드 결합될 수 있다.The
그리고 커버(97)는 케이스 몸체(91)의 개방부를 덮는다.And the
이와 같은 본 실시예에 따른 송광 모듈(30)에 대해서 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 4는 도 2의 송광 모듈(30)을 보여주는 분해 사시도이다. 도 5는 도 4의 송광 모듈(30)을 보여주는 사시도이다. 도 6은 도 5의 송광 모듈(30)의 단면도이다. 도 7은 도 5의 송광 모듈(30)의 정면도이다. 그리고 도 8은 도 5의 송광 모듈(30)의 단면도이다. 여기서 도 6은 XZ평면의 단면도이고, 도 8은 XY평면의 단면도이다.The
송광 모듈(30)은 전술된 바와 같이 하우징(40), 관 형의 레이저 소스(50) 및 반사 거울부(60)를 포함한다. 하우징(40)은 전방에 반사 거울부(60)가 설치되는 설치대(41)가 형성되고, 반사 거울부(60)와 마주보는 쪽에 레이저 소스(50)가 삽입 설치되는 레이저 설치 구멍(43)이 형성된다. 관 형의 레이저 소스(50)는 레이저 설치 구멍(43)에 삽입되어 전방에 위치하는 반사 거울부(60)로 펄스 레이저를 출력한다. 그리고 반사 거울부(60)는 레이저 소스(50)로부터 입사된 펄스 레이저를 아래에 위치하는 송광 회전 거울로 반사하도록, 하우징(40)의 전방에 경사지며 회전 가능하게 설치되는 반사 거울(61)을 구비한다.The
본 실시예에 따른 송광 모듈(30)은 출력 방향 조정 부재(59)를 더 포함할 수 있다. 출력 방향 조정 부재(59)는 레이저 설치 구멍(43)에 삽입된 레이저 소스(50)에 연결되게 설치되어, 레이저 설치 구멍(43) 내에서 레이저 소스(50)의 위치를 조정하여 펄스 레이저의 출력 방향을 조정한다.The
여기서 레이저 소스(50)는 펄스 레이저를 출력한다. 레이저 소스(50)는 펄스 레이저를 출력하는 광원과, 광원에서 출력된 펄스 레이저를 콜리메이트 빔 또는 다이버전스 빔으로 변환하는 렌즈를 포함한다.Here, the
레이저 소스(50)는 레이저 소스 기판(87)의 일면에 돌출되게 설치된다. 레이저 소스 기판(87)은 레이저 소스(50)의 구동을 제어한다.The
레이저 소스(50)는 레이저 본체(53)와, 레이저 본체(53)가 삽입되는 레이저 하우징(55)을 포함한다. 레이저 하우징(55)은 레이저 본체(51)를 보호하는 기능을 한다. 레이저 하우징(55)은 ㅁZ축 방향으로 돌출되게 걸림턱(53)이 형성되어 있다.The
하우징(40)은 거치판(48), 송광 하우징(49) 및 설치대(41)를 포함한다. 거치판(48)은 송광 하우징(49) 및 설치대(41)를 지지한다. 송광 하우징(49)은 거치판(48)에 연결되어 송광 회전 거울로 상부로 돌출되며, 설치대(41)와 레이저 설치 구멍(43)이 형성되어 있다. 그리고 설치대는 송광 하우징(49)의 전방으로 일정 간격을 두고 한 쌍이 돌출되며, 반사 거울부(60)가 회전 가능하게 설치된다.The
이때 거치판(48)에는 레이저 소스 기판(87)이 결합된다. 거치판(48)의 하부는 거울부 기판의 상부면에 고정 설치된다.At this time, the
송광 하우징(49)은 거치판(48)에 대해서 전방으로 레이저 설치 구멍(43)이 형성되어 있다.The
레이저 설치 구멍(43)은 레이저 소스(50)의 위치를 조정할 수 있도록 레이저 소스(50) 보다는 크게 형성되며, 상하 보다는 좌우로 넓게 형성된다. 즉 레이저 설치 구멍(43)은 Z축 방향 보다는 Y축 방향이 길게 형성된다. 레이저 설치 구멍(43)의 Z축 방향의 길이는 레이저 소스(50)의 외경의 길이에 대응될 수 있다. 예컨대 레이저 설치 구멍(43)의 단면은 Z축 방향 보다는 Y축 방향의 길이가 긴 타원형으로 형성될 수 있다.The
송광 하우징(49)은 레이저 소스(50)가 삽입되는 레이저 설치 구멍(43)의 입구의 상하에 걸림턱(51)에 대응되게 걸림홈(45)이 형성되어 있다. 즉 걸림홈(45)은 ㅁZ축 방향으로 형성된다.The
레이저 소스(50)는 펄스 레이저가 출력되는 쪽과 반대되는 쪽의 외주면에 걸림홈(45)에 삽입되는 걸림턱(51)이 형성되어 있다. 따라서 걸림턱(51)을 축으로 레이저 설치 구멍(43) 내에서 좌우로 즉, XY평면으로 회전이 가능하다.The
송광 하우징(49)은 레이저 설치 구멍(43)과 좌우로 연통되게 출력 방향 조절 구멍(47)이 형성되어 있다. 즉 출력 방향 조절 구멍(47)은 ㅁY축 방향으로 형성된다.The
출력 방향 조정 부재(59)는 출력 방향 조절 구멍(47)을 통하여 레이저 소스(50)에 연결되어 레이저 소스(50)의 좌우 위치를 조정하여 펄스 레이저의 좌우 출력 방향을 조정한다. 이때 출력 방향 조정 부재(59)로는 핀 또는 볼트가 사용될 수 있다.The output
송광 모듈(30)은 펄스 레이저(50)가 X축 방향으로 출력되어 반사 거울(61)에 의해 -Z축 방향으로 반사할 수 있도록 조립하는 것이 바람직하다. 하지만 송광 모듈(30)을 조립하는 과정에서 조립 공차가 발생되기 때문에, 출력 방향 조정 부재(59)를 통하여 조립 공차를 보정하여, 전술된 바와 같이 펄스 레이저가 X축 방향으로 출력되어 반사 거울에 의해 -Z축 방향으로 반사될 수 있도록 펄스 레이저의 출력 방향을 조정한다.The transmitting
설치대(41)는 레이저 설치 구멍(43)과 마주보는 쪽에 반사 거울부(60)가 배치될 수 있도록 송광 하우징(49)의 전방에 한 쌍의 설치된다. 한 쌍의 설치대(41) 사이에 반사 거울부(60)가 회전 가능하게 설치된다.The mounting table 41 is installed in front of the
그리고 반사 거울부는 반사 거울(61), 설치판(63) 및 반사 방향 조정 부재(65)를 포함한다. 반사 거울(61)은 펄스 레이저(50)로부터 입사된 펄스 레이저를 송광 회전 거울로 반사한다. 설치판(63)은 레이저 소스(50)와 마주보는 면에 반사 거울(61)이 설치되며, 한 쌍의 설치대(41) 사이에 개재된다. 그리고 반사 방향 조정 부재(65)는 설치대(41)를 통하여 설치판(63)의 양쪽에 Y축 방향으로 연결되게 설치되고, Y축 방향을 중심으로 한 설치판(63)의 회전을 통하여 반사 거울(61)의 위치 즉, 각도를 조정하여 펄스 레이저의 반사 방향을 조정한다.In addition, the reflection mirror unit includes a
설치판(63)에 접착제 배출 구멍(67)이 형성되어 있다. 즉 접착제 배출 구멍(67)은 설치판(63)에 반사 거울(61)을 접착제로 부착하는 과정에서 설치판(63)과 반사 거울(61) 사이에 접착제가 분포한 후 남은 잉여의 접착제가 배출될 수 있도록 함으로써, 설치판(63)과 반사 거울(61) 사이에 균일한 두께로 접착제가 분포할 수 있도록 한다. 이로 인해 설치판(63) 위에 높이 편차를 최소화하면서 반사 거울(61)을 부착할 수 있다. 접착제로는 에폭시 계열의 접착제가 사용될 수 있으며, 이것에 한정되는 것은 아니다.An
반사 거울부(60)는 펄스 레이저가 입사되는 각도에 대해서 45도 각도로 송광 하우징(49)의 설치대(41)에 설치된다. 예컨대 펄스 레이저가 X축 방향으로 출력된다고 했을 때, 펄스 레이저를 -Z축 방향으로 반사할 수 있도록 반사 거울(61)은 X축 방향에 대해서 45도 각도로 설치대(41)에 설치하는 것이 바람직하다. 반사 거울(61)의 각도는 반사 방향 조정 부재(65)에 의해 조정될 수 있다. The
한편 전술된 바와 같이 반사 거울(61)은 펄스 레이저(50)가 X축 방향으로 출력되어 반사 거울(61)에 의해 -Z축 방향으로 반사할 수 있도록 조립하는 것이 바람직하다. 하지만 반사 거울부(60)를 조립하는 과정에서 조립 공차가 발생되기 때문에, 반사 방향 조정 부재(65)를 통하여 조립 공차를 보정하여, 전술된 바와 같이 펄스 레이저가 X축 방향으로 출력되어 반사 거울(61)에 의해 -Z축 방향으로 반사될 수 있도록 반사 거울(61)의 각도를 조정한다.Meanwhile, as described above, the reflecting
이와 같은 본 실시예에 따른 스캐닝 라이다(100)가 플랫폼 스크린 도어(110)에 설치된 예를 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스캐닝 라이다(100)가 플랫폼 스크린 도어(110)에 설치된 예를 보여주는 도면들이다.An example in which the
먼저 플랫폼 스크린 도어(110)는 스크린 도어(120)와 안전 도어(130)가 교대로 배열된 구조를 갖는다. 플랫폼 스크린 도어(110)가 설치된 승강장에 도착한 열차(150)의 출입구와 연동하여 스크린 도어(120)가 개폐되는데, 열린 스크린 도어(120)는 안전 도어(130) 쪽에 위치하게 된다. 스크린 도어(120)가 개폐되는 과정에서 객체가 스크린 도어(120)에 끼거나 스크린 도어(120) 안쪽에 객체가 존재하는 등의 문제가 발생될 수 있다.First, the
스캐닝 라이다(100)는 스크린 도어(120)를 개폐하는 과정에서 객체가 스크린 도어(120)에 끼거나 스크린 도어(120) 안쪽에 객체가 존재하는 지를 스캐닝한다. 스캐닝 라이다(100)는 스크린 도어(120)에 가까운 안전 도어(130)의 상부에 설치될 수 있다.The
안전 도어(130)에 스캐닝 라이다(100)가 설치될 때, 스캐닝 라이다(100)는 수광 모듈이 플랫폼 스크린 도어(110)에 가까운 쪽에 위치하고, 송광 모듈이 플랫폼 스크린 도어(110)에서 먼 쪽에 위치할 수 있도록 안전 도어(130)의 상부에 설치된다. 즉 송광 모듈은 열차(150)가 지나가는 레일쪽을 향하게 설치된다.When the
스캐닝 라이다(100)는 설치된 위치를 기준으로 180도 영역을 스캐닝할 수 있으며, 스캐닝 영역 중 스크린 도어(120)가 위치한 영역을 감지 영역(140)으로 설정한다. 예컨대 스캐닝 라이다(100)가 X축 방향으로 설치되어 있다고 가정할 때, 스캐닝 라이다(100)는 YZ평면을 스캐닝하게 된다.The
한편 본 실시예서는 스캐닝 라이다(100)가 안전 도어(130)의 상부에 설치된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 스캐닝 라이다가 스크린 도어를 감지 영역으로 설정할 수 있는 장소라면 다른 곳에 설치가 가능함은 물론이다. 예컨대 플랫폼 스크린 도어(110)를 지지하는 외부 구조물이 있다면, 외부 구조물에 스캐닝 라이다(110)를 설치할 수도 있다. 또는 안전 도어(130)의 하부에 스캐닝 라이다(100)가 설치될 수도 있다.Meanwhile, the present embodiment discloses an example in which the
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments disclosed in the specification and drawings are only presented specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those of ordinary skill in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.
10 : 본체
20 : 회전 거울부
21 : 모터
23 : 모터 본체
25 : 회전축
27 : 송광 회전 거울
29 : 수광 회전 거울
30 : 송광 모듈
40 : 하우징
41 : 설치대
43 : 레이저 설치 구멍
45 : 걸림 홈
47 : 출력 방향 조절 구멍
48 : 거치판
49 : 송광 하우징
50 : 레이저 소스
51 : 걸림턱
53 : 레이저 본체
55 : 레이저 하우징
59 : 출력 방향 조정 부재
60 : 반사 거울부
61 : 반사 거울
63 : 설치판
65 : 반사 방향 조정 부재
67 : 접착제 배출 구멍
70 : 수광 모듈
71 : 수광 렌즈
73 : 광검출기
81 : 베이스 기판
83 : 연결 기판
85 : 거울부 기판
87 : 레이저 소스 기판
90 : 케이스
91 : 케이스 몸체
93 : 내부 공간
95 : 슬라이드 홈
96 : IR 통과 필터
97 : 커버
100 : 스캐닝 라이다
110 : 플랫폼 스크린 도어
120 : 스크린 도어
130 : 안전 도어
140 : 감지 영역
150 : 열차10: main body 20: rotating mirror unit
21: motor 23: motor body
25: rotation shaft 27: transmission rotation mirror
29: light receiving rotating mirror 30: light transmitting module
40: housing 41: mounting table
43: laser mounting hole 45: locking groove
47: output direction adjustment hole 48: mounting plate
49: light transmitting housing 50: laser source
51: locking jaw 53: laser body
55: laser housing 59: output direction adjustment member
60: reflective mirror unit 61: reflective mirror
63: mounting plate 65: reflection direction adjustment member
67: adhesive discharge hole 70: light receiving module
71: light receiving lens 73: photodetector
81: base board 83: connection board
85: mirror substrate 87: laser source substrate
90: case 91: case body
93: inner space 95: slide groove
96: IR pass filter 97: cover
100: scanning lid 110: platform screen door
120: screen door 130: safety door
140: detection area 150: train
Claims (15)
상기 레이저 설치 구멍에 삽입되어 전방에 위치하는 상기 반사 거울부로 펄스 레이저를 출력하는 관 형의 레이저 소스; 및
상기 레이저 소스로부터 입사된 펄스 레이저를 아래에 위치하는 송광 회전 거울로 반사하도록, 상기 하우징의 전방에 경사지며 회전 가능하게 설치되는 반사 거울을 구비하는 반사 거울부;
를 포함하는 스캐닝 라이다용 송광 모듈.A housing in which a mounting table in which a reflective mirror unit is installed in front is formed, and a laser installation hole in which a laser source is inserted and installed on a side facing the reflective mirror unit is formed;
A tubular laser source that is inserted into the laser installation hole and outputs a pulsed laser to the reflective mirror unit positioned in front; And
A reflective mirror unit including a reflective mirror that is inclined and rotatably installed in front of the housing so as to reflect the pulsed laser incident from the laser source to a light transmitting rotating mirror positioned below;
Transmitting module for scanning lidar comprising a.
거치판;
상기 거치판에 연결되어 송광 회전 거울의 상부로 돌출되며, 상기 레이저 설치 구멍이 형성된 송광 하우징; 및
상기 송광 하우징의 전방으로 일정 간격을 두고 한 쌍이 돌출되며, 상기 반사 거울부가 회전 가능하게 설치되는 상기 설치대;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다용 송광 모듈.The method of claim 1, wherein the housing,
Mounting plate;
A light transmitting housing connected to the mounting plate, protruding upward from the light transmitting rotating mirror, and having the laser installation hole formed therein; And
A pair of protrusions at a predetermined interval in front of the light transmitting housing, and the reflective mirror unit is rotatably installed;
Transmitting module for scanning lidar, characterized in that it comprises a.
상기 반사 거울;
상기 레이저 소스와 마주보는 면에 상기 반사 거울이 설치되며, 한 쌍의 상기 설치대 사이에 개재되는 설치판; 및
상기 설치대를 통하여 상기 설치판의 양쪽에 축 방향으로 연결되게 설치되고, 상기 축 방향을 중심으로 한 상기 설치판의 회전을 통하여 상기 반사 거울의 반사 각도를 조정하여 펄스 레이저의 반사 방향을 조정하는 반사 방향 조정 부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다용 송광 모듈.The method of claim 2, wherein the reflection mirror unit,
The reflection mirror;
A mounting plate provided with the reflective mirror on a surface facing the laser source and interposed between a pair of mounting tables; And
A reflection that is installed to be connected in an axial direction to both sides of the installation plate through the installation table, and adjusts the reflection direction of the pulsed laser by adjusting the reflection angle of the reflection mirror through rotation of the installation plate about the axial direction Direction adjustment member;
Transmitting module for scanning lidar, characterized in that it comprises a.
상기 반사 거울은 펄스 레이저가 입사되는 각도에 대해서 45도 각도로 설치되며, 상기 반사 방향 조정 부재에 의해 반사 각도가 조정되는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다용 송광 모듈.The method of claim 3,
The reflection mirror is installed at an angle of 45 degrees with respect to the incident angle of the pulsed laser, and the reflection angle is adjusted by the reflection direction adjusting member.
상기 레이저 설치 구멍에 삽입된 상기 레이저 소스에 연결되게 설치되어, 상기 레이저 설치 구멍 내에서 상기 레이저 소스의 위치를 조정하여 펄스 레이저의 출력 방향을 조정하는 출력 방향 조정 부재;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다용 송광 모듈.The method of claim 3,
An output direction adjusting member installed to be connected to the laser source inserted in the laser mounting hole, and adjusting a position of the laser source within the laser mounting hole to adjust an output direction of the pulsed laser;
Transmitting module for scanning lidar, characterized in that it further comprises.
상기 송광 하우징은 상기 레이저 설치 구멍이 상기 레이저 소스의 위치를 조정할 수 있도록 상기 레이저 소스 보다는 크게 형성되며, 상하 보다는 좌우로 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다용 송광 모듈.The method of claim 5,
The light transmitting housing is a light transmitting module for scanning lidar, characterized in that the laser mounting hole is formed larger than the laser source so that the position of the laser source can be adjusted, and is formed wider to the left and right rather than vertically.
상기 송광 하우징은 상기 레이저 소스가 삽입되는 상기 레이저 설치 구멍의 입구의 상하에 걸림 홈이 형성되어 있고,
상기 레이저 소스는 펄스 레이저가 출력되는 쪽과 반대되는 쪽의 외주면에 상기 걸림홈에 삽입되는 걸림턱이 형성되어 있어, 상기 걸림턱을 축으로 상기 레이저 설치 구멍 내에서 좌우로 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다용 송광 모듈.The method of claim 6,
The light transmitting housing has locking grooves formed above and below the entrance of the laser mounting hole into which the laser source is inserted,
The laser source is characterized in that the locking jaw inserted into the locking groove is formed on an outer circumferential surface of the side opposite to the side where the pulse laser is output, so that the locking jaw can be rotated left and right in the laser installation hole with the axis Transmitting module for scanning lidar.
상기 반사 방향 조정 부재 및 출력 방향 조정 부재는 핀 또는 볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다용 송광 모듈.The method of claim 7,
The reflective direction adjusting member and the output direction adjusting member include a pin or a bolt.
상기 레이저 설치 구멍에 삽입되어 전방에 위치하는 상기 반사 거울부로 펄스 레이저를 출력하는 관 형의 레이저 소스;
상기 레이저 소스로부터 입사된 펄스 레이저를 아래에 위치하는 송광 회전 거울로 반사하도록, 상기 하우징의 전방에 경사지며 회전 가능하게 설치되는 반사 거울을 구비하는 반사 거울부; 및
상기 레이저 설치 구멍에 삽입된 상기 레이저 소스에 연결되게 설치되어, 상기 레이저 설치 구멍 내에서 상기 레이저 소스의 위치를 조정하여 펄스 레이저의 출력 방향을 조정하는 출력 방향 조정 부재;
를 포함하는 스캐닝 라이다용 송광 모듈.A housing in which a mounting table in which a reflective mirror unit is installed in front is formed, and a laser installation hole in which a laser source is inserted and installed on a side facing the reflective mirror unit is formed;
A tubular laser source that is inserted into the laser installation hole and outputs a pulsed laser to the reflective mirror unit positioned in front;
A reflective mirror unit including a reflective mirror that is inclined and rotatably installed in front of the housing so as to reflect the pulsed laser incident from the laser source to a light transmitting rotating mirror positioned below; And
An output direction adjusting member installed to be connected to the laser source inserted in the laser mounting hole, and adjusting a position of the laser source within the laser mounting hole to adjust an output direction of the pulsed laser;
Transmitting module for scanning lidar comprising a.
상기 송광 회전 거울에 인접하게 배치되며, 펄스 레이저를 상기 회전축에 수직 방향으로 출력한 후 상기 송광 회전 거울과 마주보게 배치된 반사 거울을 통하여 반사하여 상기 송광 회전 거울로 입사시키는 송광 모듈; 및
상기 수광 회전 거울과 마주보게 상기 회전축 아래에 배치되며, 상기 수광 회전 거울에서 반사된 반사광을 수광하는 수광 모듈;을 포함하고,
상기 송광 모듈은,
전방에 반사 거울부가 설치되는 설치대가 형성되고, 상기 반사 거울부와 마주보는 쪽에 레이저 소스가 삽입 설치되는 레이저 설치 구멍이 형성된 하우징;
상기 레이저 설치 구멍에 삽입되어 전방에 위치하는 상기 반사 거울부로 펄스 레이저를 출력하는 관 형의 레이저 소스;
상기 레이저 소스로부터 입사된 펄스 레이저를 아래에 위치하는 상기 송광 회전 거울로 반사하도록, 상기 하우징의 전방에 경사지며 회전 가능하게 설치되는 반사 거울을 구비하는 상기 반사 거울부; 및
상기 레이저 설치 구멍에 삽입된 상기 레이저 소스에 연결되게 설치되어, 상기 레이저 설치 구멍 내에서 상기 레이저 소스의 위치를 조정하여 펄스 레이저의 출력 방향을 조정하는 출력 방향 조정 부재;
를 포함하는 스캐닝 라이다.A rotating mirror unit which is installed at both ends of the rotating shaft and has a rotating mirror and a light receiving rotating mirror installed at an angle to the rotating shaft to transmit and receive light in the same direction;
A light transmission module disposed adjacent to the light transmission rotation mirror, outputting a pulsed laser in a direction perpendicular to the rotation axis, and reflecting through a reflection mirror disposed to face the light transmission rotation mirror to enter the light transmission rotation mirror; And
Including; a light receiving module disposed under the rotation shaft to face the light receiving rotating mirror and receiving reflected light reflected from the light receiving rotating mirror,
The transmission module,
A housing in which a mounting table in which a reflective mirror unit is installed in front is formed, and a laser installation hole in which a laser source is inserted and installed on a side facing the reflective mirror unit is formed;
A tubular laser source that is inserted into the laser installation hole and outputs a pulsed laser to the reflective mirror unit positioned in front;
The reflection mirror unit including a reflection mirror that is inclined and rotatably installed in front of the housing so as to reflect the pulsed laser incident from the laser source to the transmission rotation mirror positioned below; And
An output direction adjusting member installed to be connected to the laser source inserted in the laser mounting hole, and adjusting a position of the laser source within the laser mounting hole to adjust an output direction of the pulsed laser;
Scanning lidar including.
양쪽으로 상기 회전축의 양단부가 돌출된 모터;
상기 반사 거울을 향하는 상기 회전축의 일단에 결합된 상기 송광 회전 거울; 및
상기 수광 모듈을 향하는 상기 회전축의 타단에 결합된 상기 수광 회전 거울;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다.The method of claim 10, wherein the rotating mirror unit,
A motor with both ends of the rotation shaft protruding from both sides;
The transmission rotation mirror coupled to one end of the rotation shaft facing the reflection mirror; And
The light receiving rotating mirror coupled to the other end of the rotating shaft facing the light receiving module;
Scanning lidar comprising a.
상기 본체가 삽입되며, 상기 본체를 외부 환경으로부터 보호하는 케이스;를 포함하며,
상기 본체는,
회전축의 양단에 설치되어 회전하되, 상기 회전축에 대해서 경사지게 설치되어 동일 방향으로 송수광하는 송광 회전 거울과 수광 회전 거울을 구비하는 회전 거울부;
상기 송광 회전 거울에 인접하게 배치되며, 펄스 레이저를 상기 회전축에 수직 방향으로 출력한 후 상기 송광 회전 거울과 마주보게 배치된 반사 거울을 통하여 반사하여 상기 송광 회전 거울로 입사시키는 송광 모듈; 및
상기 수광 회전 거울과 마주보게 상기 회전축 아래에 배치되며, 상기 수광 회전 거울에서 반사된 반사광을 수광하는 수광 모듈;을 포함하고,
상기 송광 모듈은,
전방에 반사 거울부가 설치되는 설치대가 형성되고, 상기 반사 거울부와 마주보는 쪽에 레이저 소스가 삽입 설치되는 레이저 설치 구멍이 형성된 하우징;
상기 레이저 설치 구멍에 삽입되어 전방에 위치하는 상기 반사 거울부로 펄스 레이저를 출력하는 관 형의 레이저 소스;
상기 레이저 소스로부터 입사된 펄스 레이저를 아래에 위치하는 상기 송광 회전 거울로 반사하도록, 상기 하우징의 전방에 경사지며 회전 가능하게 설치되는 반사 거울을 구비하는 상기 반사 거울부; 및
상기 레이저 설치 구멍에 삽입된 상기 레이저 소스에 연결되게 설치되어, 상기 레이저 설치 구멍 내에서 상기 레이저 소스의 위치를 조정하여 펄스 레이저의 출력 방향을 조정하는 출력 방향 조정 부재;
를 포함하는 스캐닝 라이다.A biaxial type body that irradiates a pulsed laser onto an object to receive reflected light reflected from the object; And
Includes; a case in which the main body is inserted and protects the main body from an external environment,
The main body,
A rotating mirror unit which is installed at both ends of the rotating shaft and has a rotating mirror and a light receiving rotating mirror installed at an angle to the rotating shaft to transmit and receive light in the same direction;
A light transmission module disposed adjacent to the light transmission rotation mirror, outputting a pulsed laser in a direction perpendicular to the rotation axis, and reflecting through a reflection mirror disposed to face the light transmission rotation mirror to enter the light transmission rotation mirror; And
Including; a light receiving module disposed under the rotation shaft to face the light receiving rotating mirror and receiving reflected light reflected from the light receiving rotating mirror,
The transmission module,
A housing in which a mounting table in which a reflective mirror unit is installed in front is formed, and a laser installation hole in which a laser source is inserted and installed on a side facing the reflective mirror unit is formed;
A tubular laser source that is inserted into the laser installation hole and outputs a pulsed laser to the reflective mirror unit positioned in front;
The reflection mirror unit including a reflection mirror that is inclined and rotatably installed in front of the housing so as to reflect the pulsed laser incident from the laser source to the transmission rotation mirror positioned below; And
An output direction adjusting member installed to be connected to the laser source inserted in the laser mounting hole, and adjusting a position of the laser source within the laser mounting hole to adjust an output direction of the pulsed laser;
Scanning lidar including.
상부면에 상기 수광 모듈이 실장되는 베이스 기판;
상기 베이스 기판의 일측에 수직 방향으로 결합되어 전기적으로 연결되는 연결 기판; 및
상기 연결 기판의 상단부에 상기 베이스 기판과 마주보게 결합되어 전기적으로 연결되며, 상기 송광 모듈 및 상기 회전 거울부가 설치되는 거울부 기판;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다.The method of claim 12, wherein the main body,
A base substrate on which the light receiving module is mounted on an upper surface;
A connection substrate coupled to one side of the base substrate in a vertical direction to be electrically connected; And
A mirror substrate coupled to an upper end of the connection substrate to face the base substrate and electrically connected, and on which the transmitting module and the rotating mirror section are installed;
The scanning lid further comprises a.
상기 베이스 기판 및 거울부 기판이 상기 케이스의 안쪽에 슬라이드 결합되는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다.The method of claim 13,
The scanning lidar is characterized in that the base substrate and the mirror substrate are slidably coupled to the inside of the case.
상기 스캐닝 라이다는 플랫폼 스크린 도어용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다.The method of claim 12,
The scanning lidar is a scanning lidar, characterized in that used for a platform screen door.
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GRNT | Written decision to grant |