KR20200113658A - 라이다 센서의 광 정렬 보정 장치 및 방법 - Google Patents

라이다 센서의 광 정렬 보정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 라이다 센서의 광 정렬 보정 장치에 관한 것으로, M*N 광 검출기 어레이를 포함하는 라이다 센서; 및 상기 M*N 광 검출기 어레이에 포함된 각 광 검출기로 입사된 광 신호를 처리하여 수신신호 세기를 측정하고, 상기 수신신호 세기를 미리 설정된 기준 값과 비교하여 광 정렬 틀어짐을 검출하고, 상기 광 정렬 틀어짐이 검출되면, 기 지정된 순서에 따라 상기 각 광 검출기에 대한 수신신호 세기를 미리 설정된 기준 값과 비교하여 광이 정확하게 입사되는 새로운 광 검출기를 찾아 광 정렬 보정을 수행하는 제어부;를 포함한다.

Description

라이다 센서의 광 정렬 보정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CORRECTING OPTICAL ALIGNMENT OF LIDAR SENSOR}
본 발명은 라이다 센서의 광 정렬 보정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 주행 시 라이다 센서의 광 정렬 틀어짐을 감지하여 자동으로 광 정렬을 보정할 수 있도록 하는, 라이다 센서의 광 정렬 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 라이다(LIDAR, Light Detection and Ranging) 센서는 빛을 활용해 거리 측정하고 물체를 감지하는 센서로서, 라이다는 레이더와 비슷한 원리를 가지고 있다.
다만 레이더는 전자기파를 외부로 발사해 재수신되는 전자기파로 거리, 및 방향 등을 확인하지만, 라이다는 펄스 레이저를 발사한다는 차이점이 있다. 즉, 파장이 짧은 레이저를 사용하므로 정밀도 및 해상도가 높고 사물에 따라 입체적 파악까지 가능한 장점이 있다.
예컨대 상기 라이다 센서는 차량의 범퍼에 장착되어 차량의 전/후방을 센싱하여 사물이나 구조물 등을 감지한다. 참고로 도 1은 차량의 전/후방 범퍼에 장착된 라이다 센서의 FOV(Field of View)를 보인 예시도이다.
한편 상기 라이다 센서는 주로 전방 범퍼에 장착되며 외부에 노출되어야 한다. 왜냐하면 라이다 센서를 글라스나 차체 등의 다른 구조물 속에 넣는 것은 센서의 감지 성능을 현저히 떨어뜨릴 수 있기 때문에 외부에 노출되어 장착되는 것이다.
참고로 상기 라이다 센서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 송신부(레이저 송신), 수신부(반사된 레이저 수신), 및 구동부(미러 회전 모터를 구동)를 포함하며, 외부의 이물질로부터 센서를 보호하기 위한 커버가 부가된다. 그리고 상기 커버에는 열선이 장착되어 있으며, 상기 열선은 커버 표면에 부착되는 습기나 눈 등을 제거하기 위한 목적이다.
또한 상기 라이다 센서는 차량 주행 중 발생하는 진동이나 충격 등에 의해 광 정렬이 틀어질 수 있으며, 상기와 같이 라이다 센서의 광 정렬이 틀어질 경우, 센싱의 정밀도나 해상도가 떨어지는 문제점이 있다. 따라서 라이다 센서의 광 정렬이 틀어지는 것을 검출하여 보정하는 방법이 필요한 상황이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2015-0009177호(2015. 01. 26 등록, 발명의 명칭: 라이다 센서 시스템)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 차량 주행 시 라이다 센서의 광 정렬 틀어짐을 감지하여 자동으로 광 정렬을 보정할 수 있도록 하는, 라이다 센서의 광 정렬 보정 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 라이다 센서의 광 정렬 보정 장치는, M*N 광 검출기 어레이를 포함하는 라이다 센서; 및 상기 M*N 광 검출기 어레이에 포함된 각 광 검출기로 입사된 광 신호를 처리하여 수신신호 세기를 측정하고, 상기 수신신호 세기를 미리 설정된 기준 값과 비교하여 광 정렬 틀어짐을 검출하고, 상기 광 정렬 틀어짐이 검출되면, 기 지정된 순서에 따라 상기 각 광 검출기에 대한 수신신호 세기를 미리 설정된 기준 값과 비교하여 광이 정확하게 입사되는 새로운 광 검출기를 찾아 광 정렬 보정을 수행하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 기 지정된 순서는, 광 정렬 틀어짐이 검출되기 전 가장 최근에 설정된 광 검출기를 기준으로 주변의 거리가 가장 가까운 광 검출기로부터 거리가 가장 먼 광 검출기의 순서로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 기 지정된 순서는, 이미 이전에 적어도 한 번 이상 광 정렬 틀어짐이 발생한 경우, 상기 광 정렬 틀어짐이 발생한 방향 정보를 추가로 반영하여 순서가 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 기준 값은, 입사광이 어느 하나의 광 검출기에 정상 입사될 경우에 측정될 수 있는 수신신호 세기 값인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 M*N 광 검출기 어레이 중 가장 최근에 설정된 광 검출기에서 측정된 수신신호 세기를 미리 설정된 기준 값과 비교하였을 때, 상기 측정된 수신신호 세기가 미리 설정된 기준 값 이상이 아닐 경우, 광 정렬 틀어짐이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 라이다 센서는, 센싱광을 조사하는 센싱 광원부; 상기 센싱 광원부에서 조사되는 센싱광을 반사시키는 송광 반사경; 상기 송광 반사경에서 반사되는 센싱광을 타켓에 반사시키고, 타겟에서 반사되는 입사광을 반사시키는 스캐너부; 상기 스캐너부에서 반사되는 입사광이 투과되고, 상기 송광 반사경과 일체로 형성되는 수광 렌즈; 상기 수광 렌즈를 투과한 입사광을 반사시키는 수광 반사경; 및 상기 수광 반사경에서 반사되는 입사광이 입사되는 상기 M*N 광 검출기 어레이가 포함된 광검출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 라이다 센서의 광 정렬 보정 방법은, 제어부가 라이다 센서의 M*N 광 검출기 어레이에 포함된 각 광 검출기로 입사된 광 신호를 처리하여 수신신호 세기를 측정하는 단계; 상기 제어부가 상기 수신신호 세기를 미리 설정된 기준 값과 비교하여 광 정렬 틀어짐을 검출하는 단계; 및 상기 광 정렬 틀어짐이 검출되면, 상기 제어부가 기 지정된 순서에 따라 상기 각 광 검출기에 대한 수신신호 세기를 미리 설정된 기준 값과 비교하여 광이 정확하게 입사되는 새로운 광 검출기를 찾아 광 정렬 보정을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 광 정렬 틀어짐을 검출하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 M*N 광 검출기 어레이 중 가장 최근에 설정된 광 검출기에서 측정된 수신신호 세기를 미리 설정된 기준 값과 비교하였을 때, 상기 측정된 수신신호 세기가 미리 설정된 기준 값 이상이 아닐 경우, 광 정렬 틀어짐이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 수신신호 세기를 미리 설정된 기준 값과 비교함에 있어서, 상기 기준 값은, 입사광이 어느 하나의 광 검출기에 정상 입사될 경우에 측정될 수 있는 수신신호 세기 값인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 기 지정된 순서는, 광 정렬 틀어짐이 검출되기 전 가장 최근에 설정된 광 검출기를 기준으로 주변의 거리가 가장 가까운 광 검출기로부터 거리가 가장 먼 광 검출기의 순서로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 기 지정된 순서는, 이미 이전에 적어도 한 번 이상 광 정렬 틀어짐이 발생한 경우, 상기 광 정렬 틀어짐이 발생한 방향 정보를 추가로 반영하여 순서가 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 차량 주행 시 라이다 센서의 광 정렬 틀어짐을 감지하여 자동으로 광 정렬을 보정할 수 있도록 한다. 이에 따라 자동차 주행 중 라이다 센서의 광 정렬 틀어짐으로 인해 발생할 수 있는 센싱의 정밀도나 해상도의 저하를 방지할 수 있도록 한다.
도 1은 차량의 전/후방 범퍼에 장착된 라이다 센서의 일반적인 FOV(Field of View)를 보인 예시도.
도 2는 기존에 출시된 라이다 센서의 개략적인 구성을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서의 내부 구성을 개략적으로 보인 예시도.
도 4는 상기 도 3에 있어서, 라이다 센서의 센싱 광원부, 수광 렌즈 및 수광 반사경을 보다 구체적으로 보인 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서의 광 정렬 보정 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 6은 상기 도 5에 있어서, 제어부가 광 정렬 틀어짐 발생을 검출하고, 상기 광 정렬 틀어짐에 의해 M*N 광 검출기 어레이 중 입사광이 입사되는 새로운 광 검출기를 검출하는 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서의 광 정렬 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 라이다 센서의 광 정렬 보정 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서의 내부 구성을 개략적으로 보인 예시도이고, 도 4는 상기 도 3에 있어서, 라이다 센서의 센싱 광원부, 수광 렌즈 및 수광 반사경을 보다 구체적으로 보인 예시도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 라이다 센서(또는 라이다 센싱 장치)는, 센싱 광원부(10), 송광 반사경(20), 스캐너부(30), 수광 렌즈(40), 수광 반사경(50), 광검출부(60), 및 M*N 검출기 어레이(61)를 포함한다.
상기 센싱 광원부(10)는 센싱광을 조사한다.
상기 센싱 광원부(10)는 수광 렌즈(40)와 수광 반사경(50)의 광통로를 벗어나도록 배치된다. 상기 센싱 광원부(10)가 수광 렌즈(40)와 수광 반사경(50)의 광통로 벗어나도록 배치되므로, 센싱 광원부(10)가 광통로에서 입사광을 가리(차폐: blackage effect)는 것을 방지할 수 있다. 따라서 상기 수광 렌즈(40)의 광통로에서 상기 센싱 광원부(10)에 의한 수신 가림영역(A)(blackage area)이 발생되는 것을 방지할 수 있으므로, 광수신 효율을 증가시킬 수 있다. 상기와 같이 광수신 효율이 증가됨에 따라 라이다 센서의 최대 검출거리를 증가시킬 수 있다.
상기 센싱 광원부(10)는 경통(11), 광원(13) 및 송광 렌즈부(15)를 포함한다. 상기 경통(11)은 수광 렌즈(40)의 광통로를 벗어나도록 배치되며, 원통형으로 형성될 수 있다.
상기 광원(13)은 경통(11)의 내부에 설치된다. 상기 송광 렌즈부(15)는 상기 광원(13)에서 조사되는 센싱광을 시준(collimination)하도록 광원(13)의 출력측에 설치된다. 송광 렌즈부(15)가 센싱광을 평행한 광선으로 시준하므로, 센싱광의 출력이 향상될 수 있다.
상기 송광 렌즈부(15)는 제1 송광 렌즈(15a)와 제2 송광 렌즈(15b)를 포함한다. 상기 제1 송광 렌즈(15a)는 경통(11)의 내부에 설치되며, 상기 제2 송광 렌즈(15b)는 경통(11)의 내부에 설치되고, 상기 제2 송광 렌즈(15b)에는 제1 송광 렌즈(15a)를 투과하는 센싱광이 입사된다. 상기 제1 송광 렌즈(15a)와 상기 제2 송광 렌즈(15b)가 상기 경통(11)의 내부에 설치되므로, 상기 제1 송광 렌즈(15a)와 상기 제2 송광 렌즈(15b)가 수광 렌즈(40)의 수신 가림영역(A)을 형성하는 것을 방지할 수 있다.
상기 송광 반사경(20)은 센싱 광원부(10)에서 조사되는 센싱광을 반사시킨다. 상기 송광 반사경(20)에는 광반사 효율을 개선하도록 금속 반사층(미도시)이 코팅될 수 있다.
상기 송광 반사경(20)은 수광 렌즈(40)의 광통로에 배치된다. 이때 상기 송광 반사경(20)이 수광 렌즈(40)의 광통로에 배치되므로, 상기 송광 반사경(20)의 폭만큼 수신 가림영역(A)이 된다. 따라서 상기 수광 렌즈(40)에서 수신 가림영역(A)을 감소시키므로, 광수신 효율을 증가시킬 수 있다. 이에 광수신 효율이 증가됨에 따라 라이다 센싱장치의 최대 검출거리를 보다 증가시킬 수 있다.
상기 스캐너부(30)는 송광 반사경(20)에서 반사되는 센싱광을 타켓에 반사시키고, 타겟에서 반사되는 입사광을 반사시킨다. 상기 스캐너부(30)에도 광반사 효율을 향상시키도록 반사층이 형성된다.
상기 스캐너부(30)는 스캐너 반사경(31)과 스캐너 구동부(33)를 포함한다.
상기 스캐너 반사경(31)은 상기 송광 반사경(20)에서 반사되는 센싱광을 타겟 측으로 반사시키고, 타겟에서 반사되는 입사광을 수광 렌즈(40)로 반사시킨다. 상기 스캐너 구동부(33)는 스캐너 반사경(31)을 회전시키도록 상기 스캐너 반사경(31)에 연결된다. 상기 스캐너 구동부(33)가 스캐너 반사경(31)을 회전시키므로, 상기 스캐너 반사경(31)의 각도에 따라 센싱광과 입사광의 반사 각도가 변경될 수 있다.
상기 스캐너 구동부(33)로는 모터부(미도시)가 적용될 수 있다. 상기 모터부에는 엔코더(미도시)가 포함되거나 엔코더와 연결될 수 있다. 상기 엔코더가 모터부의 회전수, 회전속도, 회전각도 등을 측정하여 제어부에 제공한다.
상기 수광 렌즈(40)에는 상기 스캐너부(30)에서 반사되는 입사광이 투과되고, 상기 수광 렌즈(40)는 상기 송광 반사경(20)과 일체로 형성된다. 수광 렌즈(40)와 송광 반사경(20)은 크리스탈, 유리, 투명한 합성수지 등의 동일한 광학재료로 가공될 수 있다. 상기 수광 렌즈(40)는 입사광이 반사되는 것을 방지하도록 무반사 코팅층(Anti-Reflective Caoting)이 형성될 수 있다. 상기 수광 렌즈(40)와 상기 송광 반사경(20)이 하나의 광학모듈로 통합되므로, 부품수를 줄일 수 있다. 또한, 경통(11)에 의해 수신 가림영역(A)이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
상기 수광 반사경(50)은 상기 수광 렌즈(40)를 투과한 입사광을 반사시킨다. 상기 스캐너부(30)에도 광반사 효율을 향상시키도록 반사층(미도시)이 형성된다.
상기 광검출부(60)에는 상기 수광 반사경(50)에서 반사되는 입사광이 입사된다. 상기 광검출부(60)에서는 입사광이 입사됨에 따라 타겟의 위치 및 거리 등을 검출할 수 있다.
또한 상기 라이다 센서는 상기 수광 반사경(50)과 상기 광검출부(60) 사이에 설치되는 간섭 필터(63) 및 M*N 광 검출기 어레이(61)를 더 포함한다. 상기 간섭 필터(63)는 특정 파장의 광을 걸러주며, 상기 간섭 필터(63)가 광검출부(60)에 일정한 파장대의 광을 입사시키므로, 상기 광검출부(60)에서 타겟의 위치 및 거리 등이 정확하게 검출될 수 있다. 이때 상기 광검출부(60)는 상기 M*N 광 검출기 어레이(61) 기반으로 광 검출 동작을 수행한다.
여기서 상기 M*N 광 검출기 어레이(61)는 광 검출기가 M*N 배열된 것을 의미하는 것으로서, 상기 간섭 필터(63)를 통과한 입사광이 상기 M*N 광 검출기 어레이(61) 중 어느 하나의 광 검출기로 입사된다. 이에 따라 상기 광검출부(60)는 상기 M*N 광 검출기 어레이(61) 중 어느 하나의 광 검출기로 입사된 광 신호를 처리하게 된다.
본 실시예와 대비하여, 기존에는 상기 광검출부(60)에 1*1 광 검출기가 사용되었으며, 이에 따라 만약 차량 주행 중 발생하는 진동이나 충격 등에 의해 광 정렬이 틀어질 경우, 즉, 상기 1*1 광 검출기로 입사광이 정확하게 입사되지 않음으로써, 라이다 센서의 기능이 저하되거나 고장이 발생하게 된 것으로 판단하였다.
반면에 본 실시예에서는 상기 광검출부(60)에 상기 M*N 광 검출기 어레이(61)를 적용함으로써, 가령 상기 광검출부(60)에 10*10 광 검출기 어레이가 적용되고, 정상상태에서 5*5 광 검출기에 입사광이 입사되고 있다고 가정한 상태에서, 만약 광 정렬이 틀어져 6*6 광 검출기에 입사광이 입사될 경우, 본 실시예에서는 상기 5*5 광 검출기의 수신신호 세기를 분석하여 광 정렬이 틀어짐을 검출하고, 상기 광 정렬 틀어짐이 검출됨에 따라 입사광이 정확하게 입사되는 새로운 6*6 광 검출기를 찾아 해당 광 검출기(즉, 6*6 광 검출기)로 입사된 광 신호를 처리하도록 한다.
이에 따라 본 실시예는 차량 주행 중 발생하는 진동이나 충격 등에 의해 광 정렬이 틀어지더라도 상기 광 정렬이 틀어지는 것을 검출하여 보정함으로써, 라이다 센서의 센싱의 정밀도나 해상도가 떨어지지 않고 정상적으로 동작할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서의 광 정렬 보정 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 라이다 센서의 광 정렬 보정 장치는, M*N 광 검출기 어레이(61)를 포함하는 라이다 센서(100); 및 상기 M*N 광 검출기 어레이(61)를 통해 광 정렬 보정을 수행하는 제어부(200);를 포함한다.
여기서 상기 제어부(200)는 상기 광검출부(60)를 포함하는 개념이다.
상기 제어부(200)는 간섭 필터(63)를 통과한 입사광이 입사되는 상기 M*N 광 검출기 어레이(61) 중 해당 광 검출기를 검출한다. 이에 따라 상기 제어부(200)는 상기 M*N 광 검출기 어레이(61) 중 어느 하나의 광 검출기로 입사된(또는 수신된) 광 신호를 처리하고, 상기 광 신호의 처리를 통해 수신신호 세기를 측정한다.
또한 상기 제어부(200)는 상기 M*N 광 검출기 어레이(61)에 포함된 모든 광 검출기에 대한 수신신호 세기를 지정된 순서에 따라 순차로 측정하여 미리 설정된 기준 값(즉, 입사광이 정상 입사될 경우에 측정될 수 있는 수신신호 세기)과 비교할 수 있다.
이때 상기 지정된 순서는 최근에 설정된 광 검출기(즉, 광 정렬 틀어짐이 검출되기 전에 설정된 최종 광 검출기)를 기준으로 주변의 가장 거리가 가까운 광 검출기에서 가장 거리가 먼 광 검출기의 순서로 설정된다. 또한 상기 지정된 순서는 이미 이전에 적어도 한 번 이상 광 정렬 틀어짐이 발생한 경우에는 상기 광 정렬 틀어짐이 발생한 방향 정보를 추가로 반영하여 순서가 설정될 수 있다.
상기 제어부(200)는 상기 M*N 광 검출기 어레이(161)의 각 광 검출기로부터 수신신호 세기를 측정하여 기 설정된 기준값과 비교하여 광 정렬이 틀어짐을 검출하고, 상기 광 정렬 틀어짐이 검출됨에 따라 각 광 검출기로부터 수신신호 세기를 측정하여 기 설정된 기준값과 비교하여 입사광이 정확하게 입사되는 새로운 광 검출기를 찾아 해당 광 검출기로 입사된 광 신호를 처리하도록 한다.
예컨대 도 6은 상기 도 5에 있어서, 제어부가 광 정렬 틀어짐 발생을 검출하고, 상기 광 정렬 틀어짐에 의해 M*N 광 검출기 어레이 중 입사광이 입사되는 새로운 광 검출기를 검출하는 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(200)는 M*N 광 검출기 어레이(161) 중 어느 하나의 광 검출기(도 6의 최근 광 검출기)에 입사광이 입사되고 있다가 광 정렬이 틀어짐이 발생하여 다른 어느 하나의 광 검출기(도 6의 현재 광 검출기)에 입사광이 입사되는 것을 검출한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 센서의 광 정렬 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 라이다 센서가 작동을 시작하면, 제어부(200)는 상기 라이다 센서에 적용된 M*N 광 검출기 어레이(161) 중 가장 최근에 설정된 광 검출기(즉, 광 정렬 틀어짐이 검출되기 전에 설정된 최종 광 검출기)의 위치 값(즉, M*N 광 검출기 어레이 중 가장 최근에 설정된 광 검출기의 위치 값)을 적용(설정)한다(S101).
그리고 상기 제어부(200)는 상기 설정된 광 검출기(즉, M*N 광 검출기 어레이(161) 중 가장 최근에 설정된 광 검출기)에 대한 수신신호를 분석한다(S102). 즉, 상기 제어부(200)는 상기 설정된 광 검출기(즉, M*N 광 검출기 어레이(161) 중 가장 최근에 설정된 광 검출기)에 대한 수신신호 세기를 측정한다.
이에 따라 상기 설정된 광 검출기(즉, M*N 광 검출기 어레이(161) 중 가장 최근에 설정된 광 검출기)에 대한 수신신호 세기가 기 설정된 기준 값(즉, 입사광이 정상 입사될 경우에 측정될 수 있는 수신신호 세기) 이상인지 체크한다(S103).
상기 체크(S103) 결과, 상기 설정된 광 검출기(즉, M*N 광 검출기 어레이(161) 중 가장 최근에 설정된 광 검출기)에 대한 수신신호 세기가 기 설정된 기준 값(즉, 입사광이 정상 입사될 경우에 측정될 수 있는 수신신호 세기) 이상이면(S103의 예), 광 정렬 틀어짐이 발생하지 않은 것을 의미한다.
이에 따라 상기 제어부(200)는 상기 M*N 광 검출기 어레이(61) 중 상기 설정된 광 검출기의 위치 값을 그대로 적용(즉, 설정 유지)한다(S104).
그러나 상기 체크(S103) 결과, 상기 설정된 광 검출기(즉, M*N 광 검출기 어레이(161) 중 가장 최근에 설정된 광 검출기)에 대한 수신신호 세기가 기 설정된 기준 값(즉, 입사광이 정상 입사될 경우에 측정될 수 있는 수신신호 세기) 이상이 아니면(S103의 아니오), 광 정렬 틀어짐이 발생한 것을 의미한다.
이에 따라 상기 제어부(200)는 상기 M*N 광 검출기 어레이(61)에 포함된 모든 광 검출기에 대한 수신신호 세기를 지정된 순서에 따라 순차로 측정하여 미리 설정된 기준 값(즉, 입사광이 정상 입사될 경우에 측정될 수 있는 수신신호 세기)과 비교하여, 수신신호 세기가 기 설정된 기준 값(즉, 입사광이 정상 입사될 경우에 측정될 수 있는 수신신호 세기) 이상인 새로운 광 검출기(또는 새로운 광 검출기의 위치 값)를 찾아 설정을 변경한다(S105).
이때 상기 지정된 순서는 최근에 설정된 광 검출기(즉, 광 정렬 틀어짐이 검출되기 전에 설정된 최종 광 검출기)를 기준으로 주변의 가장 거리가 가까운 광 검출기에서 가장 거리가 먼 광 검출기의 순서로 설정된다. 또한 상기 지정된 순서는 이미 이전에 적어도 한 번 이상 광 정렬 틀어짐이 발생한 경우에는 상기 광 정렬 틀어짐이 발생한 방향 정보를 추가로 반영하여 순서가 설정될 수 있다.
아울러 만약 상기 M*N 광 검출기 어레이(61)에 포함된 모든 광 검출기에 대한 수신신호 세기를 지정된 순서에 따라 순차로 측정하여 미리 설정된 기준 값(즉, 입사광이 정상 입사될 경우에 측정될 수 있는 수신신호 세기)과 비교하여, 수신신호 세기가 기 설정된 기준 값(즉, 입사광이 정상 입사될 경우에 측정될 수 있는 수신신호 세기) 이상인 새로운 광 검출기(또는 새로운 광 검출기의 위치 값)를 찾을 수 없는 경우에는 라이다 센서가 고장인 상태로 판단할 수 있으므로, 상기 제어부(200)는 알람을 출력하여 라이다 센서를 교체할 것을 공지할 수도 있다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
10: 센싱 광원부 11: 경통
13: 광원 15: 송광 렌즈부
15a: 제1 송광 렌즈 15b: 제2 송광 렌즈
20: 송광 반사경 30: 스캐너부
31: 스캐너 반사경 33: 스캐너 구동부
40: 수광 렌즈 50: 수광 반사경
60: 광검출부 61 : M*N 광 검출기 어레이
63: 간섭 필터 100 : 라이다 센서
200 : 제어부

Claims (11)

  1. M*N 광 검출기 어레이를 포함하는 라이다 센서; 및
    상기 M*N 광 검출기 어레이에 포함된 각 광 검출기로 입사된 광 신호를 처리하여 수신신호 세기를 측정하고, 상기 수신신호 세기를 미리 설정된 기준 값과 비교하여 광 정렬 틀어짐을 검출하고, 상기 광 정렬 틀어짐이 검출되면, 기 지정된 순서에 따라 상기 각 광 검출기에 대한 수신신호 세기를 미리 설정된 기준 값과 비교하여 광이 정확하게 입사되는 새로운 광 검출기를 찾아 광 정렬 보정을 수행하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 센서의 광 정렬 보정 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 기 지정된 순서는,
    광 정렬 틀어짐이 검출되기 전 가장 최근에 설정된 광 검출기를 기준으로 주변의 거리가 가장 가까운 광 검출기로부터 거리가 가장 먼 광 검출기의 순서로 설정되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서의 광 정렬 보정 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 기 지정된 순서는,
    이미 이전에 적어도 한 번 이상 광 정렬 틀어짐이 발생한 경우, 상기 광 정렬 틀어짐이 발생한 방향 정보를 추가로 반영하여 순서가 설정되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서의 광 정렬 보정 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 기준 값은,
    입사광이 어느 하나의 광 검출기에 정상 입사될 경우에 측정될 수 있는 수신신호 세기 값인 것을 특징으로 하는 라이다 센서의 광 정렬 보정 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 M*N 광 검출기 어레이 중 가장 최근에 설정된 광 검출기에서 측정된 수신신호 세기를 미리 설정된 기준 값과 비교하였을 때,
    상기 측정된 수신신호 세기가 미리 설정된 기준 값 이상이 아닐 경우, 광 정렬 틀어짐이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 라이다 센서의 광 정렬 보정 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 라이다 센서는,
    센싱광을 조사하는 센싱 광원부;
    상기 센싱 광원부에서 조사되는 센싱광을 반사시키는 송광 반사경;
    상기 송광 반사경에서 반사되는 센싱광을 타켓에 반사시키고, 타겟에서 반사되는 입사광을 반사시키는 스캐너부;
    상기 스캐너부에서 반사되는 입사광이 투과되고, 상기 송광 반사경과 일체로 형성되는 수광 렌즈;
    상기 수광 렌즈를 투과한 입사광을 반사시키는 수광 반사경; 및
    상기 수광 반사경에서 반사되는 입사광이 입사되는 상기 M*N 광 검출기 어레이가 포함된 광검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 센서의 광 정렬 보정 장치.
  7. 제어부가 라이다 센서의 M*N 광 검출기 어레이에 포함된 각 광 검출기로 입사된 광 신호를 처리하여 수신신호 세기를 측정하는 단계;
    상기 제어부가 상기 수신신호 세기를 미리 설정된 기준 값과 비교하여 광 정렬 틀어짐을 검출하는 단계; 및
    상기 광 정렬 틀어짐이 검출되면, 상기 제어부가 기 지정된 순서에 따라 상기 각 광 검출기에 대한 수신신호 세기를 미리 설정된 기준 값과 비교하여 광이 정확하게 입사되는 새로운 광 검출기를 찾아 광 정렬 보정을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 센서의 광 정렬 보정 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 광 정렬 틀어짐을 검출하는 단계에서,
    상기 제어부는,
    상기 M*N 광 검출기 어레이 중 가장 최근에 설정된 광 검출기에서 측정된 수신신호 세기를 미리 설정된 기준 값과 비교하였을 때,
    상기 측정된 수신신호 세기가 미리 설정된 기준 값 이상이 아닐 경우, 광 정렬 틀어짐이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 라이다 센서의 광 정렬 보정 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 수신신호 세기를 미리 설정된 기준 값과 비교함에 있어서,
    상기 기준 값은,
    입사광이 어느 하나의 광 검출기에 정상 입사될 경우에 측정될 수 있는 수신신호 세기 값인 것을 특징으로 하는 라이다 센서의 광 정렬 보정 방법.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 기 지정된 순서는,
    광 정렬 틀어짐이 검출되기 전 가장 최근에 설정된 광 검출기를 기준으로 주변의 거리가 가장 가까운 광 검출기로부터 거리가 가장 먼 광 검출기의 순서로 설정되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서의 광 정렬 보정 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 기 지정된 순서는,
    이미 이전에 적어도 한 번 이상 광 정렬 틀어짐이 발생한 경우, 상기 광 정렬 틀어짐이 발생한 방향 정보를 추가로 반영하여 순서가 설정되는 것을 특징으로 하는 라이다 센서의 광 정렬 보정 방법.
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