KR20210003003A - 라이다 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

라이다 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210003003A
KR20210003003A KR1020190079004A KR20190079004A KR20210003003A KR 20210003003 A KR20210003003 A KR 20210003003A KR 1020190079004 A KR1020190079004 A KR 1020190079004A KR 20190079004 A KR20190079004 A KR 20190079004A KR 20210003003 A KR20210003003 A KR 20210003003A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser light
lidar device
light
time
light source
Prior art date
Application number
KR1020190079004A
Other languages
English (en)
Inventor
황보민수
김명식
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020190079004A priority Critical patent/KR20210003003A/ko
Priority to PCT/KR2020/008616 priority patent/WO2021002684A1/en
Priority to CN202080043783.5A priority patent/CN113994234A/zh
Priority to EP20834119.8A priority patent/EP3931597A4/en
Priority to US16/918,564 priority patent/US11762092B2/en
Publication of KR20210003003A publication Critical patent/KR20210003003A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S17/894—3D imaging with simultaneous measurement of time-of-flight at a 2D array of receiver pixels, e.g. time-of-flight cameras or flash lidar
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/4868—Controlling received signal intensity or exposure of sensor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

라이다 장치 및 그 제어 방법이 제공된다. 라이다 장치를 이용하여 물체의 거리 정보를 획득하는 방법은, 제1 시간 구간 동안 제1 타입의 제1 레이저 광을 상기 라이다 장치의 주변을 향하여 조사하는 동작; 상기 라이다 장치의 광 센서를 이용하여, 상기 제1 레이저 광이 상기 라이다 장치의 주변의 제1 물체로부터 반사된 제1 반사 레이저 광을 수신하는 동작; 상기 제1 시간 구간 이후에 제2 시간 구간 동안 제2 타입의 제2 레이저 광을 상기 라이다 장치의 주변을 향하여 조사하는 동작; 상기 광 센서를 이용하여, 상기 제2 레이저 광이 상기 라이다 장치의 주변의 제2 물체로부터 반사된 제2 반사 레이저 광을 수신하는 동작; 및 상기 제1 반사 레이저 광 및 상기 제2 반사 레이저 광에 기초하여, 상기 라이다 장치와 상기 제1 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보 및 상기 라이다 장치와 상기 제2 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보를 함께 포함하는 하나의 이미지 프레임을 획득하는 동작을 포함한다.

Description

라이다 장치 및 그 제어 방법 {LIDAR APPARATUS AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 개시는 라이다 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 복수의 광원을 제어하여 물체의 거리 정보를 획득하는 라이다 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
라이다(Light Detection and Ranging, LiDAR) 장치는 레이저 광을 이용하여 물체와의 거리를 측정하는 장치로서, 자율주행 자동차, 로봇, 지구 환경 관측, 대기 분석 및 무인기기 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 라이다 장치는 고출력의 펄스 레이저 광을 라이다 장치의 주변에 조사하고, 조사된 레이저 광이 물체로부터 반사되어 돌아오는 시간을 측정함으로써 주변의 물체에 대한 거리 정보를 획득한다.
한편, 라이다 장치는 거리를 정확히 측정하기 위해 근거리 광원 및 원거리 광원 등 복수의 광원을 이용하여 거리 정보를 포함하는 이미지 프레임을 획득할 수 있다. 그러나, 라이다 장치가 복수의 광원을 이용하여 거리를 측정하는 경우, 프레임 레이트가 감소할 수 있다. 프레임 레이트가 감소하여 1초당 획득할 수 있는 이미지 프레임의 개수가 감소하는 경우 라이다 장치의 거리 측정 품질이 낮아질 수 있다. 따라서, 복수의 광원을 이용하여 거리를 측정하면서도 프레임 레이트를 효율적으로 관리할 수 있는 기술이 요구된다.
본 개시의 일 실시예는, 제1 광원 및 제2 광원을 제어하여 하나의 이미지 프레임을 획득하는 라이다 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시예는, 반사 레이저 광의 광량을 누적한 광량 누적값에 따라, 제1 광원 또는 제2 광원을 조사하는 시간을 변경할 수 있는 라이다 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예는, 복수의 광원을 사용하면서 프레임 레이트를 효율적으로 관리할 수 있는 라이다 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 라이다 장치를 이용하여 물체의 거리 정보를 획득하는 방법은, 제1 시간 구간 동안 제1 타입의 제1 레이저 광을 라이다 장치의 주변을 향하여 조사하는 동작; 라이다 장치의 광 센서를 이용하여, 제1 레이저 광이 라이다 장치의 주변의 제1 물체로부터 반사된 제1 반사 레이저 광을 수신하는 동작; 제1 시간 구간 이후에 제2 시간 구간 동안 제2 타입의 제2 레이저 광을 라이다 장치의 주변을 향하여 조사하는 동작; 광 센서를 이용하여, 제2 레이저 광이 라이다 장치의 주변의 제2 물체로부터 반사된 제2 반사 레이저 광을 수신하는 동작; 및 제1 반사 레이저 광 및 제2 반사 레이저 광에 기초하여, 라이다 장치와 제1 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보 및 라이다 장치와 제2 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보를 함께 포함하는 하나의 이미지 프레임을 획득하는 동작을 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 하나의 이미지 프레임을 획득하는 동작은, 제1 레이저 광을 조사한 시간 및 제1 반사 레이저 광을 수신한 시간에 기초하여 라이다 장치와 제1 물체 간의 거리를 계산하는 동작; 및 제2 레이저 광을 조사한 시간 및 제2 반사 레이저 광을 수신한 시간에 기초하여 라이다 장치와 제2 물체 간의 거리를 계산하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 타입의 제1 레이저 광은, 라이다 장치의 면(plane) 광원으로부터 라이다 장치 주변의 근거리 영역을 향하여 조사되고, 제2 타입의 제2 레이저 광은, 라이다 장치의 선(line) 광원으로부터 라이다 장치 주변의 원거리 영역을 향하여 조사될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 타입의 제1 레이저 광은, 라이다 장치의 선(line) 광원으로부터 라이다 장치 주변의 원거리 영역을 향하여 조사되고, 제2 타입의 제2 레이저 광은, 라이다 장치의 면(plane) 광원으로부터 라이다 장치 주변의 근거리 영역을 향하여 조사될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 레이저 광은 복수의 제1 펄스 그룹들을 가지는 레이저 광이고, 제2 레이저 광은 복수의 제2 펄스 그룹들을 가지는 레이저 광이며, 제1 펄스 그룹들의 개수를 변경함으로써 제1 시간 구간의 길이가 조절되고, 제2 펄스 그룹들의 개수를 변경함으로써 제2 시간 구간의 길이가 조절될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 복수의 제1 펄스 그룹들은 기설정된 간격으로 배열되고, 제1 펄스 그룹은 복수의 펄스들을 포함하며, 복수의 제2 펄스 그룹들은 기설정된 간격으로 배열되고, 제2 펄스 그룹은 복수의 펄스들을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 방법은, 제1 반사 레이저 광의 광량을 누적한 제1 광량 누적값을 획득하는 동작; 제1 광량 누적값에 기초하여 제1 시간 구간을 결정하는 동작; 제2 반사 레이저 광의 광량을 누적한 제2 광량 누적값을 획득하는 동작; 및 결정된 제1 시간 구간 및 제2 광량 누적값에 기초하여 제2 시간 구간을 결정하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 시간 구간을 결정하는 동작은, 제1 광량 누적값이 광 센서의 포화값에 도달함에 따라 제1 레이저 광의 조사를 종료하도록 제1 시간 구간을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제2 시간 구간을 결정하는 동작은, 제1 레이저 광의 조사가 종료된 이후에 연속적으로 제2 레이저 광이 조사되도록 제2 시간 구간을 결정하는 동작; 및 제2 광량 누적값이 광 센서의 포화값에 도달함에 따라 제2 레이저 광의 조사가 종료되도록 제2 시간 구간을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 시간 구간을 결정하는 동작은, 제1 광량 누적값의 시간에 따른 변화에 기초하여, 제1 광량 누적값이 라이다 장치의 광 센서의 포화값에 도달하는 포화 예정 시간을 결정하는 동작; 및 하나의 이미지 프레임에 대응하는 프레임 시간 구간 및 포화 예정 시간에 기초하여 제1 시간 구간을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치는, 제1 타입의 제1 레이저 광을 조사하는 제1 광원; 제2 타입의 제2 레이저 광을 조사하는 제2 광원; 광 센서; 및 제1 광원을 제어하여, 제1 시간 구간 동안 제1 레이저 광을 라이다 장치의 주변을 향하여 조사하고, 광 센서를 이용하여, 제1 레이저 광이 라이다 장치의 주변의 제1 물체로부터 반사된 제1 반사 레이저 광을 수신하고, 제2 광원을 제어하여, 제1 시간 구간 이후에 제2 시간 구간 동안 제2 레이저 광을 라이다 장치의 주변을 향하여 조사하고, 광 센서를 이용하여, 제2 레이저 광이 라이다 장치의 주변의 제2 물체로부터 반사된 제2 반사 레이저 광을 수신하고, 제1 반사 레이저 광 및 제2 반사 레이저 광에 기초하여, 라이다 장치와 제1 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보 및 라이다 장치와 제2 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보를 함께 포함하는 하나의 이미지 프레임을 획득하는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체는, 라이다 장치를 제어함으로써, 제1 시간 구간 동안 제1 타입의 제1 레이저 광을 라이다 장치의 주변을 향하여 조사하는 동작; 라이다 장치의 광 센서를 이용하여, 제1 레이저 광이 라이다 장치의 주변의 제1 물체로부터 반사된 제1 반사 레이저 광을 수신하는 동작; 제1 시간 구간 이후에 제2 시간 구간 동안 제2 타입의 제2 레이저 광을 라이다 장치의 주변을 향하여 조사하는 동작; 광 센서를 이용하여, 제2 레이저 광이 라이다 장치의 주변의 제2 물체로부터 반사된 제2 반사 레이저 광을 수신하는 동작; 및 제1 반사 레이저 광 및 제2 반사 레이저 광에 기초하여, 라이다 장치와 제1 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보 및 라이다 장치와 제2 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보를 함께 포함하는 하나의 이미지 프레임을 획득하는 동작을 수행하도록 하는 프로그램을 기록한 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치를 이용하여 물체의 거리 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치의 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치를 이용하여 물체의 거리 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 물체의 거리 정보를 획득하는 데에 이용하는 비행시간 측정법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 제1 광원 및 제2 광원을 제어하여 라이다 장치의 주변을 향하여 레이저 광을 조사하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 면 광원을 제어하여 레이저 광을 조사한 후 선 광원을 제어하여 레이저 광을 조사하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 선 광원을 제어하여 레이저 광을 조사한 후 면 광원을 제어하여 레이저 광을 조사하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 레이저 광을 조사하는 시간을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 반사 레이저 광의 광량 누적값에 기초하여 레이저 광을 조사하는 시간을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 광량 누적값이 포화되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 광 센서의 포화값에 기초하여 레이저 광을 조사하는 시간을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 프레임 시간 구간에 기초하여 레이저 광을 조사하는 시간을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 개시의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 개시를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치를 이용하여 물체의 거리 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 라이다 장치는 물체의 거리 정보를 획득하기 위해 라이다 장치의 주변으로 레이저 펄스(110)를 조사한다. 라이다 장치는 레이저 펄스(110)가 물체로부터 반사된 반사 레이저 펄스를 수신한다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 조사된 레이저 펄스(110)와 수신된 반사 레이저 펄스를 비교함으로써 라이다 장치와 물체 간의 거리를 계산할 수 있다. 예를 들면, 라이다 장치는 반사 레이저 펄스를 비행시간 측정법(time of flight, ToF)에 따라 분석함으로써 라이다 장치와 물체 간의 거리를 계산할 수 있다.
라이다 장치는 제1 광원 및 제2 광원을 포함하는 복수의 광원을 포함할 수 있다. 제1 광원 및 제2 광원은 각각 라이다 장치 주변의 서로 상이한 영역에 레이저 광을 조사하는 광원일 수 있다. 예를 들면, 라이다 장치는 면(plane) 광원을 제어하여 3차원 레이저 광을 라이다 장치의 주변의 근거리 영역에 조사할 수 있고, 선(line) 광원을 제어하여 2차원 레이저 광을 라이다 장치의 주변의 원거리 영역에 조사할 수 있다. 라이다 장치는 복수의 광원을 이용함으로써 라이다 장치 주변의 근거리 영역에 위치한 물체의 거리 정보 및 원거리 영역에 위치한 물체의 거리 정보를 함께 포함하는 이미지 프레임을 획득할 수 있다.
레이저 펄스(110)는 제1 광원이 조사하는 레이저 펄스 및 제2 광원이 조사하는 레이저 펄스를 포함할 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이, 제1 광원 및 제2 광원은 본 개시의 실시예들을 설명하며 서로 상이한 광원을 구별하기 위해 '제1' 및 '제2'의 용어를 이용하여 지칭된 것일 뿐, 각각이 특정한 광원을 고정적으로 의미하는 것은 아니다. 예를 들면, 본 개시의 일 실시예에서, 제1 광원은 면(plane) 광원을 의미하고, 제2 광원은 선(line) 광원을 의미할 수 있다. 또한, 본 개시의 다른 실시예에서, 제1 광원은 선(line) 광원을 의미하고, 제2 광원은 면(plane) 광원을 의미할 수도 있다.
본 개시에서, 단위 프레임 시간 구간(120)은, 라이다 장치가 라이다 장치 주변의 물체와 라이다 장치 간의 거리 정보를 포함하는 하나의 이미지 프레임을 획득하기 위해 레이저 펄스(110)를 조사하는 시간 구간을 의미한다. 예를 들면, 라이다 장치의 프레임 레이트(frame rate)가 30fps(frames per second)인 경우, 단위 프레임 시간 구간(120)은 1/30초 이하일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 구현상의 한계 또는 비용 저감 등의 이유로 광 센서는 하나만을 포함할 수 있다. 라이다 장치가 하나의 광 센서 및 복수의 광원을 이용하여 레이저 광을 조사하는 경우, 복수의 광원을 동시에 이용해 레이저 광을 조사하면 서로 다른 레이저 광 간의 간섭이 발생할 수 있다. 레이저 광 간에 간섭이 발생하면, 수신 광에 대한 분석이 어려울 수 있다. 따라서, 라이다 장치는 하나의 광 센서 및 복수의 광원을 이용하는 경우, 각각의 광원을 동시에 활성화하지 않고 번갈아 활성화함으로써 서로 다른 레이저 광 간의 간섭을 방지하고 물체와의 거리를 정확하게 계산할 수 있다.
한편, 라이다 장치가 복수의 광원을 이용하여 라이다 장치 주변의 근거리 영역에 위치한 물체의 거리 정보 및 원거리 영역에 위치한 물체의 거리 정보를 함께 포함하는 이미지 프레임을 획득하는 경우, 하나의 광원을 이용하여 하나의 영역에 위치한 물체의 거리 정보를 포함하는 이미지 프레임을 획득하는 경우에 비해, 라이다 장치의 프레임 레이트가 감소할 수 있다. 예를 들면, 라이다 장치의 단위 프레임 시간 구간(120)이 1/30초로 기설정된 경우, 라이다 장치는 단위 프레임 시간 구간(120) 동안 근거리 영역에 위치한 물체의 거리 정보를 획득하고, 이어서 다음의 단위 프레임 시간 구간(120) 동안 원거리 영역에 위치한 물체의 거리 정보를 획득하고, 획득한 두 가지의 거리 정보를 조합한 하나의 이미지 프레임을 획득할 수 있다. 그러나, 하나의 이미지 프레임을 획득하는 데에 단위 프레임 시간 구간(120)의 두 배가 소요되었기 때문에, 라이다 장치의 프레임 레이트는 30fps에서 15fps로 감소할 수 있다.
본 개시의 라이다 장치 및 그 제어 방법에 따르면, 라이다 장치는 복수의 광원을 이용하여 라이다 장치 주변의 근거리 영역에 위치한 물체의 거리 정보 및 원거리 영역에 위치한 물체의 거리 정보를 함께 포함하는 이미지 프레임을 획득하는 경우, 단위 프레임 시간 구간(120) 내에 근거리 영역의 물체의 거리 정보 및 원거리 영역의 물체의 거리 정보를 함께 획득할 수 있다. 라이다 장치는 단위 프레임 시간 구간(120) 내에 근거리 영역의 물체의 거리 정보 및 원거리 영역의 물체의 거리 정보를 함께 획득함으로써 프레임 레이트를 효율적으로 관리할 수 있다. 예를 들면, 라이다 장치는 복수의 광원을 이용하더라도 하나의 광원을 이용하는 경우의 프레임 레이트를 유지할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치는 단위 프레임 시간 구간(120) 내의 제1 시간 구간(130) 동안은 제1 광원을 ON / 제2 광원을 OFF 함으로써, 제1 레이저 광을 라이다 장치의 주변의 제1 영역을 향해 조사할 수 있다. 라이다 장치는 제1 시간 구간(130)이 종료된 이후, 단위 프레임 시간 구간(120) 내의 제2 시간 구간(140) 동안 제1 광원을 OFF / 제2 광원을 ON 함으로써, 제2 레이저 광을 라이다 장치의 주변의 제2 영역을 향해 조사할 수 있다. 제1/제2 광원은 각각 면 광원/선 광원이거나 그 반대일 수 있고, 제1/제2 영역은 각각 근거리 영역/원거리 영역이거나 그 반대일 수 있다. 즉, 라이다 장치는 단위 프레임 시간 구간(120) 내에 제1 광원을 조사하는 시간 구간과 제2 광원을 조사하는 시간 구간을 분배함으로써, 라이다 장치의 프레임 레이트를 효율적으로 관리할 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치(200)는 제1 광원(210), 제2 광원(220), 광 센서(230) 및 프로세서(240)를 포함할 수 있다. 또한, 라이다 장치(200)는 메모리(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
제1 광원(210)은 레이저 광을 방출하는 장치이다. 제1 광원(210)은 하나 이상의 레이저 출력 소자를 포함할 수 있다. 또한, 제1 광원(210)은 레이저 광을 조향하는 빔 스티어링 장치(beam steering device)를 포함할 수 있다. 빔 스티어링 장치는 레이저 광을 반사하는 미러와 레이저 광을 굴절시키는 렌즈를 포함할 수 있다. 제1 광원(210)은 빔 스티어링 장치를 이용해 라이다 장치(200)의 주변을 향해 레이저 광을 스티어링(steering)하여 조사할 수 있고, 플래쉬(flash) 또는 샷(shot)의 형태로 복수의 레이저 광을 조사할 수도 있다. 제1 광원(210)은 면(plane) 광원일 수 있고, 또는 선(line) 광원일 수도 있다. 면(plane) 광원 및 선(line) 광원에 관하여는 도 5를 참조하여 자세히 설명한다.
제2 광원(220)은 레이저 광을 방출하는 장치이다. 제1 광원(210)은 하나 이상의 레이저 출력 소자를 포함할 수 있다. 또한, 제2 광원(220)은 레이저 광을 조향하는 빔 스티어링 장치(beam steering device)를 포함할 수 있다. 빔 스티어링 장치는 레이저 광을 반사하는 미러와 레이저 광을 굴절시키는 렌즈를 포함할 수 있다. 제2 광원(220)은 빔 스티어링 장치를 이용해 라이다 장치(200)의 주변을 향해 레이저 광을 스티어링(steering)하여 조사할 수 있고, 플래쉬(flash) 또는 샷(shot)의 형태로 복수의 레이저 광을 조사할 수도 있다. 제2 광원(220)은 면(plane) 광원일 수 있고, 또는 선(line) 광원일 수도 있다.
광 센서(230)는 물체로부터 반사된 레이저 광을 수신할 수 있다. 광 센서(230)는 하나 이상의 센서 소자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 센서 소자는 PN 포토다이오드, 포토트랜지스터, PIN 포토다이오드, APD(Avalanche Photodiode), SPAD(Single-photon avalanche diode) APD, SPAD, SiPM, CCD(Charge-Coupled Device)등을 포함할 수 있다. 광 센서(230)는 수신된 레이저 빔을 집광시키는 집광 렌즈를 포함할 수 있다. 또한, 광 센서는 ToF(time of flight) 센서를 포함할 수 있다. ToF 센서는 인 페이즈(in phase) 수신 광을 수신하는 수신부 A 및 아웃 오브 페이즈(out of phase) 수신 광을 수신하는 수신부 B를 포함할 수 있다. 광 센서(230)는 라이다 장치(200)의 중앙부에 위치할 수 있으며, 광 센서(230)를 향해 진행하는 광 신호를 센싱할 수 있으나, 광 센서(230)의 설치 위치는 이에 제한되지 않는다.
메모리(미도시)는 프로세서(240)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 라이다 장치(200)로 입력되거나 라이다 장치(200)로부터 출력되는 데이터를 저장할 수도 있다. 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
프로세서(240)는 통상적으로 라이다 장치(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들면, 프로세서(240)는 메모리에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 제1 광원(210), 제2 광원(220), 광 센서(230) 등을 전반적으로 제어할 수 있다. 프로세서(240)는 하나 이상의 프로세서로 구성될 수 있다.
프로세서(240)는, 제1 광원을 제어하여, 제1 시간 구간 동안 제1 레이저 광을 라이다 장치의 주변을 향하여 조사하고, 광 센서를 이용하여, 제1 레이저 광이 라이다 장치의 주변의 제1 물체로부터 반사된 제1 반사 레이저 광을 수신하고, 제2 광원을 제어하여, 제1 시간 구간 이후에 제2 시간 구간 동안 제2 레이저 광을 라이다 장치의 주변을 향하여 조사하고, 광 센서를 이용하여, 제2 레이저 광이 라이다 장치의 주변의 제2 물체로부터 반사된 제2 반사 레이저 광을 수신하고, 제1 반사 레이저 광 및 제2 반사 레이저 광에 기초하여, 라이다 장치와 제1 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보 및 라이다 장치와 제2 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보를 함께 포함하는 하나의 이미지 프레임을 획득할 수 있다.
프로세서(240)는, 제1 레이저 광을 조사한 시간 및 제1 반사 레이저 광을 수신한 시간에 기초하여 라이다 장치와 제1 물체 간의 거리를 계산하고, 제2 레이저 광을 조사한 시간 및 제2 반사 레이저 광을 수신한 시간에 기초하여 라이다 장치와 제2 물체 간의 거리를 계산할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 광원은, 면(plane) 광원이고, 제1 타입의 제1 레이저 광은, 면 광원으로부터 라이다 장치 주변의 근거리 영역을 향하여 조사되고, 제1 광원은, 선(line) 광원이고, 제2 타입의 제2 레이저 광은, 선 광원으로부터 라이다 장치 주변의 원거리 영역을 향하여 조사될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 광원은, 선(line) 광원이고, 제1 타입의 제1 레이저 광은, 선 광원으로부터 라이다 장치 주변의 원거리 영역을 향하여 조사되고, 제2 광원은, 면(plane) 광원이고, 제2 타입의 제2 레이저 광은, 면 광원으로부터 라이다 장치 주변의 근거리 영역을 향하여 조사될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 레이저 광은 복수의 제1 펄스 그룹들을 가지는 레이저 광이고, 제2 레이저 광은 복수의 제2 펄스 그룹들을 가지는 레이저 광이며, 프로세서(240)는, 제1 펄스 그룹들의 개수를 변경함으로써 제1 시간 구간의 길이를 조절하고, 제2 펄스 그룹들의 개수를 변경함으로써 제2 시간 구간의 길이를 조절할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 복수의 제1 펄스 그룹들은 기설정된 간격으로 배열되고, 제1 펄스 그룹은 복수의 펄스들을 포함하며, 복수의 제2 펄스 그룹들은 기설정된 간격으로 배열되고, 제2 펄스 그룹은 복수의 펄스들을 포함할 수 있다.
프로세서(240)는, 제1 반사 레이저 광의 광량을 누적한 제1 광량 누적값을 획득하고, 제1 광량 누적값에 기초하여 제1 시간 구간을 결정하고, 제2 반사 레이저 광의 광량을 누적한 제2 광량 누적값을 획득하고, 결정된 제1 시간 구간 및 제2 광량 누적값에 기초하여 제2 시간 구간을 결정할 수 있다.
프로세서(240)는, 제1 광량 누적값이 광 센서의 포화값에 도달함에 따라 제1 레이저 광의 조사를 종료하도록 제1 시간 구간을 결정할 수 있다.
프로세서(240)는, 제1 레이저 광의 조사가 종료된 이후에 연속적으로 제2 레이저 광이 조사되도록 제2 시간 구간을 결정하고, 제2 광량 누적값이 광 센서의 포화값에 도달함에 따라 제2 레이저 광의 조사가 종료되도록 제2 시간 구간을 결정할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치를 이용하여 물체의 거리 정보를 획득하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
동작 310에서, 라이다 장치(200)는 제1 시간 구간 동안 제1 타입의 제1 레이저 광을 라이다 장치(200)의 주변을 향하여 조사한다.
제1 시간 구간은, 라이다 장치(200)가 라이다 장치(200) 주변의 물체와 라이다 장치(200) 간의 거리 정보를 포함하는 하나의 이미지 프레임을 획득하기 위해 레이저 펄스를 조사하는 시간 구간인 단위 프레임 시간 구간에 포함되는 시간 구간이다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 타입의 제1 레이저 광은, 라이다 장치(200)의 면(plane) 광원으로부터 라이다 장치(200) 주변의 근거리 영역을 향하여 조사되는 레이저 광일 수 있다. 제1 타입은 3차원 레이저 광 타입을 지칭할 수 있다. 3차원 레이저 광 타입은, 관측 영역(field of view, FOV)에 대한 3차원 측정을 위해 조사되는 레이저 광의 타입을 의미한다. 또는, 제1 타입의 제1 레이저 광은, 라이다 장치(200)의 선(line) 광원으로부터 라이다 장치(200) 주변의 원거리 영역을 향하여 조사되는 레이저 광일 수 있다. 제1 타입은 2차원 레이저 광 타입을 지칭할 수 있다. 2차원 레이저 광 타입은, 관측 영역(FOV)에 대한 2차원 측정을 위해 조사되는 레이저 광의 타입을 의미한다.
또한, 라이다 장치(200)는 제1 레이저 광을 조사하는 제1 시간 구간을 조정할 수 있다. 라이다 장치(200)는 수신된 반사 레이저 광의 광량을 누적한 광량 누적값에 기초하여 제1 시간 구간을 조정할 수 있다. 라이다 장치(200)는 제1 레이저 광을 이루는 펄스들의 개수를 설정함으로써 제1 시간 구간을 조정할 수 있다.
동작 320에서, 라이다 장치(200)는 라이다 장치(200)의 광 센서를 이용하여, 제1 레이저 광이 라이다 장치(200)의 주변의 제1 물체로부터 반사된 제1 반사 레이저 광을 수신한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 라이다 장치(200)는 광 센서를 이용하여, 면(plane) 광원으로부터 라이다 장치(200) 주변의 근거리 영역을 향하여 조사된 레이저 광이 전술한 근거리 영역에 있는 제1 물체로부터 반사된 제1 반사 레이저 광을 수신할 수 있다. 또는, 라이다 장치(200)는 광 센서를 이용하여, 선(line) 광원으로부터 라이다 장치(200) 주변의 원거리 영역을 향하여 조사된 레이저 광이 전술한 원거리 영역에 있는 제1 물체로부터 반사된 제1 반사 레이저 광을 수신할 수도 있다.
동작 330에서, 라이다 장치(200)는 제1 시간 구간 이후에 제2 시간 구간 동안 제2 타입의 제2 레이저 광을 라이다 장치(200)의 주변을 향하여 조사한다.
제2 시간 구간은 상술한 단위 프레임 시간 구간 내에서 제1 시간 구간 이후에 위치하는 시간 구간이다. 즉, 라이다 장치(200)는 제1 타입의 제1 레이저 광을 조사하는 것을 종료한 후 제2 타입의 제2 레이저 광을 조사할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제2 타입의 제2 레이저 광은, 라이다 장치(200)의 선(line) 광원으로부터 라이다 장치(200) 주변의 원거리 영역을 향하여 조사되는 레이저 광일 수 있다. 제2 타입은 2차원 레이저 광 타입을 지칭할 수 있다. 또는, 제2 타입의 제2 레이저 광은, 라이다 장치(200)의 면(plane) 광원으로부터 라이다 장치(200) 주변의 근거리 영역을 향하여 조사되는 레이저 광일 수 있다. 제2 타입은 3차원 레이저 광 타입을 지칭할 수 있다.
또한, 라이다 장치(200)는 제2 레이저 광을 조사하는 제2 시간 구간을 조정할 수 있다. 라이다 장치(200)는 수신된 반사 레이저 광의 광량을 누적한 광량 누적값에 기초하여 제2 시간 구간을 조정할 수 있다. 라이다 장치(200)는 제2 레이저 광을 이루는 펄스들의 개수를 설정함으로써 제2 시간 구간을 조정할 수 있다.
한편, 동작 310 내지 350들이 수행되는 순서는 도 3에 도시된 바에 의해 제한되지 않는다. 각각의 동작의 일부는 동시에 수행될 수도 있다. 예를 들면, 동작 320 및 330과 관련하여, 라이다 장치(200)가 제1 반사 레이저 광을 수신하는 동작의 일부는 제2 시간 구간 동안 수행될 수 있다. 즉, 라이다 장치(200)는 제2 타입의 제2 레이저 광을 조사하는 동작을 시작한 이후, 제1 물체로부터 반사된 제1 반사 레이저 광의 일부를 수신할 수 있다.
동작 340에서, 라이다 장치(200)는 광 센서를 이용하여, 제2 레이저 광이 라이다 장치(200) 주변의 제2 물체로부터 반사된 제2 반사 레이저 광을 수신한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 라이다 장치(200)는 광 센서를 이용하여, 선(line) 광원으로부터 라이다 장치(200) 주변의 원거리 영역을 향하여 조사된 레이저 광이 전술한 원거리 영역에 있는 제2 물체로부터 반사된 제2 반사 레이저 광을 수신할 수도 있다. 또는, 라이다 장치(200)는 광 센서를 이용하여, 면(plane) 광원으로부터 라이다 장치(200) 주변의 근거리 영역을 향하여 조사된 레이저 광이 전술한 근거리 영역에 있는 제2 물체로부터 반사된 제2 반사 레이저 광을 수신할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 라이다 장치(200)는 수신된 반사 레이저 광의 광량을 누적한 광량 누적값에 기초하여 제1 시간 구간 또는 제2 시간 구간을 조절할 수 있다. 라이다 장치(200)가 광량 누적값에 기초하여 레이저 광을 조사하는 시간 구간을 조절하는 것은 도 9를 참조하여 자세히 설명한다.
동작 350에서, 라이다 장치(200)는 제1 반사 레이저 광 및 제2 반사 레이저 광에 기초하여, 라이다 장치(200)와 제1 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보 및 라이다 장치(200)와 제2 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보를 함께 포함하는 하나의 이미지 프레임을 획득한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 라이다 장치(200)는 비행시간 측정법(time of flight, ToF)에 따라 제1 반사 레이저 광 및 제2 반사 레이저 광을 분석함으로써 하나의 이미지 프레임을 획득할 수 있다. 예를 들면, 라이다 장치(200)는 제1 레이저 광을 조사한 시간 및 제1 반사 레이저 광을 수신한 시간에 기초하여 라이다 장치(200)와 제1 물체 간의 거리를 계산할 수 있다. 라이다 장치(200)는 제2 레이저 광을 조사한 시간 및 제2 반사 레이저 광을 수신한 시간에 기초하여 라이다 장치(200)와 제2 물체 간의 거리를 계산할 수 있다. 라이다 장치(200)는 계산된 라이다 장치(200)와 제1 물체 간의 거리 및 라이다 장치(200)와 제2 물체 간의 거리에 기초하여, 라이다 장치(200)와 제1 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보 및 라이다 장치(200)와 제2 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보를 함께 포함하는 하나의 이미지 프레임을 획득할 수 있다. 비행시간 측정법에 관하여는 도 4를 참조하여 자세히 설명한다.
한편, 라이다 장치(200)가 거리 정보를 포함하는 하나의 이미지 프레임을 획득하는 방법은 전술한 바에 의해 제한되지 않고 다양하게 정해질 수 있다. 예를 들면, 라이다 장치(200)는 위상 천이(phase-shift) 방식에 따라 제1 반사 레이저 광 및 제2 반사 레이저 광을 분석함으로써 하나의 이미지 프레임을 획득할 수도 있다.
도 3을 참조하여 설명한 라이다 장치(200) 및 그 제어 방법에 따르면, 라이다 장치(200)가 복수의 광원을 이용하여 라이다 장치(200) 주변의 근거리 영역에 위치한 물체의 거리 정보 및 원거리 영역에 위치한 물체의 거리 정보를 함께 포함하는 이미지 프레임을 획득하는 경우, 단위 프레임 시간 구간 내에 근거리 영역의 물체의 거리 정보 및 원거리 영역의 물체의 거리 정보를 함께 획득함으로써, 라이다 장치(200)의 프레임 레이트를 효율적으로 관리할 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 물체의 거리 정보를 획득하는 데에 이용하는 비행시간 측정법(time of flight, ToF)을 설명하기 위한 도면이다.
비행시간 측정법은 빛이 비행한 시간, 즉 빛이 조사된 뒤 물체로부터 반사되어 돌아오기까지의 시간을 측정하여 물체와의 거리를 계산하는 방법이다.
도 4를 참조하면, 라이다 장치(200)가 주변을 향하여 조사하는 조사 광(410)과, 조사 광(410)이 물체로부터 반사되어 라이다 장치(200)에 수신된 수신 광(420)은 시간 차이(425)가 존재한다.
라이다 장치(200)의 광 센서는 인 페이즈(in phase) 수신 광을 수신하는 수신부 A(430) 및 아웃 오브 페이즈(out of phase) 수신 광을 수신하는 수신부 B(440)를 포함할 수 있다. 수신부 A(430)는 조사 광(410)과 동일한 페이즈인 인 페이즈에만 활성화되어 광을 감지하고, 수신부 B(440)는 조사 광(410)의 반대 페이즈인 아웃 오브 페이즈에만 활성화되어 광을 감지할 수 있다. 수신부 A(430) 및 수신부 B(440)의 활성화 및 비활성화는 라이다 장치(200)의 프로세서에 의해 제어될 수 있다.
조사 광(410) 및 수신 광(420)의 시간 차이(425) 때문에, 수신부 A(430)에 수신되고 누적되는 제1 광량(435) 및 수신부 B(440)에 수신되고 누적되는 제2 광량(445) 사이에 차이가 발생할 수 있다. 예를 들면, 라이다 장치(200)와 물체 간의 거리가 0이고, 따라서 시간 차이(425)가 0이면, 조사 광(410)과 수신 광(420)의 페이즈가 일치하므로, 수신부 A(430)만 수신 광(420)을 수신하고 누적한다. 그러나, 라이다 장치(200)와 물체 간의 거리가 d이면, 빛이 2d의 거리를 이동하는 동안 시간 차이(425)가 발생하기 때문에, 제1 광량(435) 및 제2 광량(445)은 상이할 수 있다. 따라서, 수신부 A(430)에 누적된 제1 광량(435) 대비 수신부 B(440)에 누적된 제2 광량(445)의 비율을 이용하면 라이다 장치(200)와 물체 간의 거리를 계산할 수 있다. 라이다 장치(200)는 전술한 바와 같이 비행시간 측정법을 이용하여, 레이저 광을 조사한 시간 및 반사 레이저 광을 수신한 시간에 기초하여 라이다 장치(200)와 물체 간의 거리를 계산할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 제1 광원 및 제2 광원을 제어하여 라이다 장치의 주변을 향하여 레이저 광을 조사하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 라이다 장치(200)는 광 센서(230), 면 광원(511) 및 선 광원(512)을 포함할 수 있다. 광원은 단위 프레임 시간 구간 내에서 조사되는 순서에 따라 제1 광원이라고 지칭될 수 있고, 제2 광원이라고 지칭될 수도 있다. 예를 들면, 단위 프레임 시간 구간 내에서 면 광원(511)이 먼저 조사되는 경우 면 광원(511)이 제1 광원이라고 지칭될 수 있고, 선 광원(512)이 먼저 조사되는 경우 선 광원(512)이 제1 광원이라고 지칭될 수 있다.
면 광원(511)은 라이다 장치(200)의 주변의 근거리 영역을 향하여 레이저 광을 조사할 수 있다. 면 광원(511)은 3차원 레이저 광 타입의 레이저 광을 조사할 수 있다. 3차원 레이저 광 타입은, 관측 영역(field of view, FOV)에 대한 3차원 거리 측정을 위해 조사되는 레이저 광의 타입을 의미한다. 예를 들면, 3차원 레이저 광 타입의 레이저 광은 2차원 어레이의 형태로 관측 영역을 향해 조사되는 것일 수 있다.
선 광원(512)은 라이다 장치(200)의 주변의 원거리 영역을 향하여 레이저 광을 조사할 수 있다. 선 광원(512)은 2차원 레이저 광 타입의 레이저 광을 조사할 수 있다. 2차원 레이저 광 타입은, 관측 영역(FOV)에 대한 2차원 거리 측정을 위해 조사되는 레이저 광의 타입을 의미한다. 예를 들면, 2차원 레이저 광 타입의 레이저 광은은 1차원 라인의 형태로 관측 영역을 향해 조사되는 것일 수 있다.
면 광원(511)은 3차원 레이저 광 타입의 레이저 광을 조사하여 관측 영역에 대한 3차원 거리 측정을 수행함으로써, 선 광원(512)을 이용한 거리 측정의 결과보다 더 정확한 거리 측정을 수행할 수 있다. 그러나, 원거리 영역까지 면 광원(511)을 이용해 3차원 거리 측정을 수행하기 위해서는 고출력의 광원이 필요하므로, 라이다 장치(200)의 소비 전력이 큰 점, 고출력의 레이저 광 조사로 인한 레이저 안전 문제 및 난반사 발생 등의 문제점이 존재할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 라이다 장치(200)는 라이다 장치(200) 주변의 근거리 영역에는 면 광원(511)을 이용하여 3차원 거리 측정을 수행하고, 원거리 영역에는 면 광원(511)보다 출력이 작은 선 광원(512)을 이용하여 2차원 거리 측정을 수행함으로써, 라이다 장치(200)의 소비 전력 및 레이저 광의 출력을 감소시킬 수 있다.
라이다 장치(200)는 면 광원(511)을 이용하여 라이다 장치(200) 주변의 근거리 영역에 위치한 제1 물체(520)와 라이다 장치(200) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 즉, 라이다 장치(200)는 면 광원(511)을 제어하여 조사된 레이저 광이 제1 물체(520)로부터 반사되어 수신된 제1 반사 레이저 광을 이용하여 제1 물체(520)와 라이다 장치(200) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 라이다 장치(200)는 선 광원(512)을 이용하여 라이다 장치(200) 주변의 원거리 영역에 위치한 제2 물체(530)와 라이다 장치(200) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 즉, 라이다 장치(200)는 선 광원(512)을 제어하여 조사된 레이저 광이 제2 물체(530)로부터 반사되어 수신된 제1 반사 레이저 광을 이용하여 제2 물체(530)와 라이다 장치(200) 사이의 거리를 측정할 수 있다.
한편, 레이저 광은 조사되는 방향 및 출력이 정해지지만 조사되는 거리가 정해지는 것은 아니다. 따라서, 면 광원(511)을 이용하여 조사된 레이저 광 또한 원거리 영역에 있는 제2 물체(530)에 반사되어 광 센서(230)에 수신될 수 있고, 선 광원(512)을 이용하여 조사된 레이저 광 또한 근거리 영역에 있는 제1 물체(520)에 반사되어 광 센서(230)에 수신될 수 있음은 물론이다. 즉, 라이다 장치(200)는 면 광원(511)을 이용하여서도 근거리 영역에 위치한 제2 물체(530)와 라이다 장치(200) 사이의 거리를 측정할 수 있고, 선 광원(512)을 이용하여서도 원거리 영역에 위치한 제2 물체(530)와 라이다 장치(200) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 다만, 광 센서(230)의 광 수신 크기가 한정되어 있을 수 있다. 따라서, 라이다 장치(200)가 면 광원(511)을 이용하여 거리를 측정하는 경우, 근거리 영역을 측정하는 동안 광 센서(230)가 포화되어, 원거리 영역은 측정하지 못할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 면 광원을 제어하여 레이저 광을 조사한 후 선 광원을 제어하여 레이저 광을 조사하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 라이다 장치(200)는 단위 프레임 시간 구간(610) 내에서 제1 시간 구간(611) 동안 면 광원(511)을 제어하여 3차원 레이저 광 타입의 제1 레이저 광을 라이다 장치(200)의 주변의 근거리 영역을 향하여 조사하고, 제1 시간 구간(611) 이후에 제2 시간 구간(612) 동안 선 광원(512)을 제어하여 2차원 레이저 광 타입의 제2 레이저 광을 라이다 장치(200)의 주변의 원거리 영역을 향하여 조사할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 라이다 장치(200)는 제1 시간 구간(611)동안 면 광원(511)을 이용하여 조사된 제1 레이저 광이 물체로부터 반사되어 수신된 제1 반사 레이저 광을 이용하여, 라이다 장치(200)의 근거리 영역에 위치한 물체에 대한 거리 관측뿐만 아니라 원거리 영역에 위치한 물체에 대한 거리 관측까지 수행할 수 있다. 라이다 장치(200)가 제1 반사 레이저 광을 이용하여 근거리 영역에 위치한 물체에 대한 거리 관측뿐만 아니라 원거리 영역에 위치한 물체에 대한 거리 관측까지 완료한 경우, 라이다 장치(200)는 제1 레이저 광의 조사가 종료되도록 제1 시간 구간(611)을 결정할 수 있고, 제1 시간 구간(611) 이후에 제2 레이저 광을 조사하지 않을 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 선 광원을 제어하여 레이저 광을 조사한 후 면 광원을 제어하여 레이저 광을 조사하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 라이다 장치(200)는 단위 프레임 시간 구간(710) 내에서 제1 시간 구간(711) 동안 선 광원(512)을 제어하여 2차원 레이저 광 타입의 제1 레이저 광을 라이다 장치(200)의 주변의 원거리 영역을 향하여 조사하고, 제1 시간 구간(711) 이후에 제2 시간 구간(712) 동안 면 광원(511)을 제어하여 3차원 레이저 광 타입의 제2 레이저 광을 라이다 장치(200)의 주변의 근거리 영역을 향하여 조사할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 라이다 장치(200)는 제1 시간 구간(711)동안 선 광원(512)을 이용하여 조사된 제1 레이저 광이 물체로부터 반사되어 수신된 제1 반사 레이저 광을 이용하여, 라이다 장치(200)의 원거리 영역에 위치한 물체에 대한 거리 관측뿐만 아니라 근거리 영역에 위치한 물체에 대한 거리 관측까지 수행할 수 있다. 라이다 장치(200)가 제1 반사 레이저 광을 이용하여 원거리 영역에 위치한 물체에 대한 거리 관측뿐만 아니라 근거리 영역에 위치한 물체에 대한 거리 관측까지 완료한 경우, 라이다 장치(200)는 제1 레이저 광의 조사가 종료되도록 제1 시간 구간(711)을 결정할 수 있고, 제1 시간 구간(711) 이후에 제2 레이저 광을 조사하지 않을 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 레이저 광을 조사하는 시간을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 라이다 장치(200)는 조사하는 레이저 광 펄스 그룹들의 개수를 변경함으로써 단위 프레임 시간 구간(810) 내에서 제1 시간 구간(811)의 길이(즉, 제1 레이저 광을 조사하는 시간) 및 제2 시간 구간(812)의 길이(즉, 제2 레이저 광을 조사하는 시간)를 조절할 수 있다.
제1 레이저 광은 복수의 제1 펄스 그룹들을 포함하고, 복수의 제1 펄스 그룹들은 기설정된 간격으로 배열될 수 있다. 제1 펄스 그룹은 복수의 펄스들을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2 레이저 광은 복수의 제2 펄스 그룹들을 포함하고, 복수의 제2 펄스 그룹들은 기설정된 간격으로 배열될 수 있다. 제2 펄스 그룹은 복수의 펄스들을 포함할 수 있다.
하나의 제1 펄스 그룹을 조사하는 데에 소요되는 시간을 제1 단위 시간(820)이라고 하면, 라이다 장치(200)가 단위 프레임 시간 구간(810) 내에 M개의 제1 광 펄스 그룹들을 조사하도록 결정한 경우, 제1 시간 구간(811)은 제1 단위 시간(820)의 M배로 결정될 수 있다. 라이다 장치(200)가 단위 프레임 시간 구간(810) 내에 M* 개의 제1 광 펄스 그룹들을 조사하기로 변경한 경우, 제1 시간 구간(811)은 제1 단위 시간(820)의 M* 배로 변경될 수 있다.
또한, 하나의 제2 펄스 그룹을 조사하는 데에 소요되는 시간을 제2 단위 시간(830)이라고 하면, 라이다 장치(200)가 단위 프레임 시간 구간(810) 내에 (N-M)개의 제2 광 펄스 그룹들을 조사하도록 결정한 경우, 제2 시간 구간(812)은 제2 단위 시간(830)의 (N-M)배로 결정될 수 있다. 라이다 장치(200)가 단위 프레임 시간 구간(810) 내에 (N*-M)개의 제2 광 펄스 그룹들을 조사하기로 변경한 경우, 제2 시간 구간(812)은 제2 단위 시간(830)의 (N*-M)배로 변경될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 레이저 광 및 제2 레이저 광은 펄스 그룹으로 분류되지 않는 복수의 펄스들을 포함할 수 있다. 라이다 장치(200)는 제1 레이저 광 및 제2 레이저 광 각각에 포함된 펄스들의 개수를 조정함으로써 제1 시간 구간(811)의 길이 및 제2 시간 구간의 길이를 조정할 수 있다.
제1 시간 구간(811) 및 제2 시간 구간(812)는 단위 프레임 시간 구간(810)에 포함되는 시간 구간이다. 따라서, 제1 시간 구간(811)과 제2 시간 구간(812)의 합이 단위 프레임 시간 구간(810)과 일치할 수 있고, 일치하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 라이다 장치(200)가 제1 레이저 광 및/또는 제2 레이저 광의 조사를 조기에 종료하기로 결정한 경우, 제1 시간 구간(811)과 제2 시간 구간(812)의 합은 단위 프레임 시간 구간(810)보다 작을 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 반사 레이저 광의 광량 누적값에 기초하여 레이저 광을 조사하는 시간을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 동작 910에서, 라이다 장치(200)는 제1 반사 레이저 광의 광량을 누적한 제1 광량 누적값을 획득할 수 있다.
도 3의 동작 310에서 설명한 바와 같이, 라이다 장치(200)는 제1 시간 구간 동안 제1 타입의 제1 레이저 광을 라이다 장치(200)의 주변을 향하여 조사한다. 도 3의 동작 320에서 설명한 바와 같이, 라이다 장치(200)는 라이다 장치(200)의 광 센서를 이용하여, 제1 레이저 광이 라이다 장치(200)의 주변의 제1 물체로부터 반사된 제1 반사 레이저 광을 수신한다. 제1 시간 구간은 제1 레이저 광을 조사하기 전에 기설정된 것일 수 있다.
라이다 장치(200)는 광 센서를 이용하여 수신한 제1 반사 레이저 광의 광량을 누적한 제1 광량 누적값을 획득할 수 있다. 도 4에서 설명한 바와 같이, 제1 광량 누적값은 수신부 A(430)를 통해 수신되는 인 페이즈(in phase) 수신 광의 누적값 및 수신부 B(440)를 통해 수신되는 아웃 오브 페이즈(out of phase) 수신 광의 누적값을 포함할 수 있다. 이하에서는 인 페이즈(in phase) 수신 광의 누적값을 인 페이즈 누적값이라 하고, 아웃 오브 페이즈(out of phase) 수신 광의 누적값을 아웃 오브 페이즈 누적값이라 한다.
동작 920에서, 라이다 장치(200)는 제1 광량 누적값에 기초하여 제1 시간 구간을 결정할 수 있다.
라이다 장치(200)의 광 센서는 광 수신 크기가 한정되어 있을 수 있다. 즉, 광 센서는 수신하는 레이저 광에 대해 광 센서의 포화값 까지만 광량을 누적할 수 있다. 광 센서가 포화된 이후 수신되는 레이저 광은 더 이상 광량 누적값에 누적되지 않을 수 있다. 즉, 광 센서의 광량 누적값의 최대값은 광 센서의 포화값일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 라이다 장치(200)는 광 센서가 포화될 때까지 제1 레이저 광을 조사하도록 제1 시간 구간을 결정할 수 있다. 예를 들면, 라이다 장치(200)는 제1 광량 누적값의 인 페이즈 누적값 또는 아웃 오브 페이즈 누적값이 광 센서의 포화값에 도달함에 따라 제1 레이저 광의 조사를 종료하도록 제1 시간 구간을 결정할 수 있다.
또한, 라이다 장치(200)는 제1 광량 누적값에 기초하여, 광 센서가 포화될 것으로 예측되는 시간까지 제1 레이저 광을 조사하도록 제1 시간 구간을 결정할 수 있다. 예를 들면, 라이다 장치(200)는 제1 광량 누적값의 시간에 따른 변화에 기초하여, 제1 광량 누적값의 인 페이즈 누적값 또는 아웃 오브 페이즈 누적값이 광 센서의 포화값에 도달하는 포화 예정 시간을 결정할 수 있다. 라이다 장치(200)는 제1 광량 누적값의 시간에 따른 변화에 대해 선형 분석 또는 비선형 분석 등 다양한 방법을 이용하여 포화 예정 시간을 결정할 수 있다. 라이다 장치(200)는 결정된 포화 예정 시간에 제1 레이저 광의 조사를 종료하도록 제1 시간 구간을 결정할 수 있다.
또한, 라이다 장치(200)는 제1 레이저 광이 조사된 시각과 제1 반사 레이저 광이 수신된 시각의 시간 차이를 측정하고, 포화 예정 시간으로부터 상술한 시간 차이를 뺀 시점에 제1 레이저 광의 조사를 종료하도록 제1 시간 구간을 결정할 수 있다. 예를 들면, 제1 레이저 광에 포함된 K번째 펄스 그룹이 조사된 시각이 t1이고, K번째 펄스 그룹이 제1 물체로부터 반사되어 광 센서에 수신된 시각이 t2이고, 포화 예정 시간이 t3으로 결정된 경우, 라이다 장치(200)는 (t3-(t2-t1))의 시점에 제1 레이저 광의 조사를 종료하도록 제1 시간 구간을 결정할 수 있다. 다시 말하면, 제1 레이저 광에 포함된 L번째 펄스 그룹이 조사된 후 반사되어 광 센서에 수신됨으로써 광 센서가 포화될 것으로 예측되는 경우, 라이다 장치(200)는 L번째 펄스 그룹까지만 제1 레이저 광을 조사할 수 있다.
또한, 라이다 장치(200)는 결정된 포화 예정 시간이 단위 프레임 시간 구간 내에서 기설정된 시점을 초과하는 경우, 기설정된 시점 까지만 제1 레이저 광의 조사가 이루어지도록 제1 시간 구간을 결정할 수 있다. 기설정된 시점은 단위 프레임 시간 구간의 50%가 되는 시점, 70%가 되는 시점 또는 100%가 되는 시점 등 다양하게 정해질 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 라이다 장치(200)는 제1 광량 누적값이 라이다 장치(200)와 제1 물체 간의 거리를 계산하기 위해 필요한 만큼 충분히 크지 않은 경우, 즉, 제1 반사 레이저 광의 수광 정도가 충분하지 않은 경우, 현재 설정된 제1 시간 구간을 제단위 프레임 시간 구간 내에서 연장할 수 있다. 예를 들면, 라이다 장치(200)는 단위 프레임 시간 구간 내의 기설정된 시점(예를 들면, 단위 프레임 시간 구간의 50%가 되는 시점)에서, 제1 광량 누적값의 인 페이즈 누적값 또는 아웃 오브 페이즈 누적값 중 큰 값이 광 센서의 포화값의 기설정된 비율(예를 들면, 50%)에 미치지 못하는 경우, 제1 시간 구간을 연장할 수 있다. 또한, 라이다 장치(200)는 상술한 포화 예정 시간이 단위 프레임 시간 구간 내에서 기설정된 시점(예를 들면, 단위 프레임 시간 구간의 50%가 되는 시점)에 미치지 못하는 경우, 제1 시간 구간을 연장할 수 있다.
동작 930에서, 라이다 장치(200)는 제2 반사 레이저 광의 광량을 누적한 제2 광량 누적값을 획득할 수 있다.
도 3의 동작 330에서 설명한 바와 같이, 라이다 장치(200)는 제2 시간 구간 동안 제2 타입의 제2 레이저 광을 라이다 장치(200)의 주변을 향하여 조사한다. 도 3의 동작 340에서 설명한 바와 같이, 라이다 장치(200)는 라이다 장치(200)의 광 센서를 이용하여, 제2 레이저 광이 라이다 장치(200)의 주변의 제2 물체로부터 반사된 제2 반사 레이저 광을 수신한다. 제2 시간 구간은 제2 레이저 광을 조사하기 전에 기설정된 것일 수 있다. 라이다 장치(200)는 제1 레이저 광의 조사가 종료된 이후에 연속적으로 제2 레이저 광이 조사되도록 제2 시간 구간을 설정할 수 있다. 예를 들면, 라이다 장치(200)는 동작 920에서 결정된 제1 시간 구간 이후에 제2 시간 구간이 시작되도록 제2 시간 구간을 결정할 수 있다.
라이다 장치(200)는 광 센서를 이용하여 수신한 제2 반사 레이저 광의 광량을 누적한 제2 광량 누적값을 획득할 수 있다. 도 4에서 설명한 바와 같이, 제2 광량 누적값은 수신부 A(430)를 통해 수신되는 인 페이즈(in phase) 수신 광의 누적값 및 수신부 B(440)를 통해 수신되는 아웃 오브 페이즈(out of phase) 수신 광의 누적값을 포함할 수 있다. 이하에서는 인 페이즈(in phase) 수신 광의 누적값을 인 페이즈 누적값이라 하고, 아웃 오브 페이즈(out of phase) 수신 광의 누적값을 아웃 오브 페이즈 누적값이라 한다.
동작 940에서, 라이다 장치(200)는 결정된 제1 시간 구간 및 제2 광량 누적값에 기초하여 제2 시간 구간을 결정할 수 있다.
라이다 장치(200)는 제1 시간 구간 이후에 제2 레이저 광을 수신하기 위하여 광 센서를 초기화할 수 있다. 즉, 라이다 장치(200)는 제1 시간 구간 이후에 광 센서의 광량 누적값을 0으로 설정할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 라이다 장치(200)는 동작 920에서 결정된 제1 시간 구간 이후에 광 센서가 포화될 때까지 제2 레이저 광을 조사하도록 제2 시간 구간을 결정할 수 있다. 예를 들면, 라이다 장치(200)는 제2 광량 누적값의 인 페이즈 누적값 또는 아웃 오브 페이즈 누적값이 광 센서의 포화값에 도달함에 따라 제2 레이저 광의 조사를 종료하도록 제2 시간 구간을 결정할 수 있다.
또한, 라이다 장치(200)는 제2 광량 누적값에 기초하여, 광 센서가 포화될 것으로 예측되는 되는 시간까지 제2 레이저 광을 조사하도록 제2 시간 구간을 결정할 수 있다. 예를 들면, 라이다 장치(200)는 제2 광량 누적값의 시간에 따른 변화에 기초하여, 제2 광량 누적값의 인 페이즈 누적값 또는 아웃 오브 페이즈 누적값이 광 센서의 포화값에 도달하는 포화 예정 시간을 결정할 수 있다. 라이다 장치(200)는 제2 광량 누적값의 시간에 따른 변화에 대해 선형 분석 또는 비선형 분석 등 다양한 방법을 이용하여 포화 예정 시간을 결정할 수 있다. 라이다 장치(200)는 결정된 포화 예정 시간에 제2 레이저 광의 조사를 종료하도록 제2 시간 구간을 결정할 수 있다.
또한, 라이다 장치(200)는 제2 레이저 광이 조사된 시각과 제2 반사 레이저 광이 수신된 시각의 시간 차이를 측정하고, 포화 예정 시간으로부터 상술한 시간 차이를 뺀 시점에 제2 레이저 광의 조사를 종료하도록 제2 시간 구간을 결정할 수 있다. 예를 들면, 제2 레이저 광에 포함된 K번째 펄스 그룹이 조사된 시각이 t1이고, K번째 펄스 그룹이 제2 물체로부터 반사되어 광 센서에 수신된 시각이 t2이고, 포화 예정 시간이 t3로 결정된 경우, 라이다 장치(200)는 (t3-(t2-t1))의 시점에 제2 레이저 광의 조사를 종료하도록 제2 시간 구간을 결정할 수 있다. 다시 말하면, 제2 레이저 광에 포함된 L번째 펄스 그룹이 조사된 후 반사되어 광 센서에 수신됨으로써 광 센서가 포화될 것으로 예측되는 경우, 라이다 장치(200)는 L번째 펄스 그룹까지만 제2 레이저 광을 조사할 수 있다.
또한, 결정된 포화 예정 시간이 단위 프레임 시간 구간을 초과하는 경우, 라이다 장치(200)는 단위 프레임 시간 구간까지만 제2 레이저 광의 조사가 이루어지도록 제2 시간 구간을 결정할 수 있다
본 개시의 일 실시예에 따르면, 라이다 장치(200)는 제2 광량 누적값이 라이다 장치(200)와 제2 물체 간의 거리를 계산하기 위해 필요한 만큼 충분히 크지 않은 경우, 즉, 제2 반사 레이저 광의 수광 정도가 충분하지 않은 경우, 현재 설정된 제2 시간 구간을 제단위 프레임 시간 구간 내에서 연장할 수 있다. 예를 들면, 라이다 장치(200)는 단위 프레임 시간 구간 내의 기설정된 시점(예를 들면, 단위 프레임 시간 구간의 80%가 되는 시점)에서, 제2 광량 누적값의 인 페이즈 누적값 또는 아웃 오브 페이즈 누적값 중 큰 값이 광 센서의 포화값의 기설정된 비율(예를 들면, 50%)에 미치지 못하는 경우, 제2 시간 구간을 연장할 수 있다. 또한, 라이다 장치(200)는 상술한 포화 예정 시간이 단위 프레임 시간 구간 내에서 기설정된 시점(예를 들면, 단위 프레임 시간 구간의 90%가 되는 시점)에 미치지 못하는 경우, 제2 시간 구간을 연장할 수 있다.
도 9에서 설명한 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치(200)는 라이다 장치(200)의 주변을 향하여 레이저 광을 조사하는 중에, 수신된 레이저 광의 광량 누적 값에 기초하여 제1 시간 구간 또는 제2 시간 구간을 변경함으로써 효율적으로 주변 물체들과의 거리를 측정할 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 광량 누적값이 포화되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 라이다 장치(200)가 제1 광원 또는 제2 광원을 제어하여 조사하는 조사 광(1010) 및 조사 광(1010)에 포함된 펄스 그룹들 각각에 대응하는 수신 광량 누적값(1020)이 도시되어 있다. 즉, 수신 광량 누적값(1020)은 조사 광(1010)에 포함된 펄스 그룹들 각각이 라이다 장치(200)의 물체로부터 반사되어 광 센서에 수신된 반사 레이저 광의 광량을 누적한 것이다.
도 4 및 도 9의 동작 910에서 설명한 바와 같이, 수신 광량 누적값(1020)은 수신부 A(430)를 통해 수신되는 인 페이즈(in phase) 수신 광의 누적값 및 수신부 B(440)를 통해 수신되는 아웃 오브 페이즈(out of phase) 수신 광의 누적값을 포함한다.
도 10의 제1 시점(1022)은 수신 광량 누적값(1020)의 아웃 오브 페이즈 누적값이 광 센서의 포화값에 도달한 것을 나타낸다. 광 센서가 포화된 이후 수신되는 레이저 광은 더 이상 광량 누적값에 누적되지 않을 수 있다. 따라서, 제1 시점(1022) 이후 광 센서의 수신부 B(440)를 통해 수신되는 아웃 오브 페이즈 수신 광은 더 이상 누적되지 아웃 오브 페이즈 누적값에 누적되지 않는다. 반면, 제1 시점(1022)에서 인 페이즈 누적값은 광 센서의 포화값에 도달하지 않았으므로, 제1 시점(1022) 이후에도 광 센서의 수신부 A(430)를 통해 수신되는 인 페이즈 수신 광은 인 페이즈 누적값에 계속 누적된다.
그러나, 라이다 장치(200)와 물체 간의 거리는 인 페이즈 누적값과 아웃 오브 페이즈 누적값의 비율을 이용하여 계산된다. 따라서, 제1 시점(1022) 이후의 수신 광량 누적값(1020)을 이용하여 라이다 장치(200)와 물체 간의 거리를 계산하면 오차가 발생할 수 있다. 예를 들면, 제2 시점(1024)의 수신 광량 누적값(1020)을 이용하는 경우, 인 페이즈 누적값과 아웃 오브 페이즈 누적값의 비가 1이기 때문에, 라이다 장치(200)와 물체 간의 거리를 제대로 계산할 수 없다.
본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치(200)는, 도 9에서 설명한 바와 같이, 수신 광량 누적값을 기초로 제1 시간 구간 및/또는 제2 시간 구간을 조정하고, 광 센서가 포화된 시점 또는 포화되기 전의 수신 광량 누적값을 이용하여 라이다 장치(200)와 물체 간의 거리를 계산함으로써, 오차를 줄일 수 있다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 광 센서의 포화값에 기초하여 레이저 광을 조사하는 시간을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 도 10과 마찬가지로, 라이다 장치(200)가 제1 광원 또는 제2 광원을 제어하여 조사하는 조사 광(1110) 및 조사 광(1110)에 포함된 펄스 그룹들 각각에 대응하는 수신 광량 누적값(1120)이 도시되어 있다. 즉, 수신 광량 누적값(1120)은 조사 광(1110)에 포함된 펄스 그룹들 각각이 라이다 장치(200)의 물체로부터 반사되어 광 센서에 수신된 반사 레이저 광의 광량을 누적한 것이다.
제1 광량 누적값의 아웃 오브 페이즈 누적값은 제1 시점(1122)에서 광 센서의 포화값에 도달한다. 따라서, 라이다 장치(200)는 제1 광량 누적값이 광 센서의 포화값에 도달함에 따라 제1 레이저 광의 조사를 종료하도록 제1 시간 구간(1101)을 결정할 수 있다. 즉, 라이다 장치(200)는 제1 시점(1122)까지만 제1 레이저 광을 조사하도록 제1 시간 구간(1101)을 결정할 수 있다.
또는, 라이다 장치(200)는 수신 광량 누적값(1120)의 시간에 따른 변화에 기초하여, M번째 펄스 그룹이 조사된 후 반사되어 광 센서에 수신됨으로써 광 센서가 포화될 것임을 예측할 수 있다. 또한, 라이다 장치(200)는 제1 레이저 광에 포함된 K번째 펄스 그룹이 조사된 시각 및 K번째 펄스 그룹이 제1 물체로부터 반사되어 광 센서에 수신된 시각의 차이 및 수신 광량 누적값(1120)에 기초하여, M번째 펄스 그룹이 조사된 후 반사되어 광 센서에 수신됨으로써 광 센서가 포화될 것임을 예측할 수 있다. 따라서, 라이다 장치(200)는 M번째 펄스 그룹까지만 제1 레이저 광을 조사하도록 제1 시간 구간(1101)을 결정할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 라이다 장치(200)는 제1 레이저 광의 조사가 종료된 이후에(즉, 제1 시간 구간(11101)이 종료된 이후에) 연속적으로 제2 레이저 광이 조사되도록 제2 시간 구간(1102)을 결정할 수 있다.
라이다 장치(200)는 제1 시간 구간(1101) 이후에 제2 레이저 광을 수신하기 위하여 광 센서를 초기화할 수 있다. 즉, 라이다 장치(200)는 제1 시간 구간(1101) 이후에 수신 광량 누적값(1120)을 0으로 설정할 수 있다. 따라서, 제2 시점(1124)에서의 수신 광량 누적값(1120)은 제2 레이저 광에 포함된 1번째(조사 광(1110) 전체 기준으로는 N번째) 펄스 그룹이 제2 물체로부터 반사되어 광 센서에 수신된 광량의 누적값을 나타낸다.
제2 광량 누적값의 아웃 오브 페이즈 누적값은 제3 시점(1126)에서 광 센서의 포화값에 도달한다. 따라서, 라이다 장치(200)는 제2 광량 누적값이 광 센서의 포화값에 도달함에 따라 제2 레이저 광의 조사를 종료하도록 제2 시간 구간(1102)을 결정할 수 있다. 즉, 라이다 장치(200)는 제3 시점(1126)까지만 제2 레이저 광을 조사하도록 제2 시간 구간(1102)을 결정할 수 있다.
또는, 라이다 장치(200)는 수신 광량 누적값(1120)의 시간에 따른 변화에 기초하여, (N-M)번째(조사 광(1110) 전체 기준으로는 N번째) 펄스 그룹이 조사된 후 반사되어 광 센서에 수신됨으로써 광 센서가 포화될 것임을 예측할 수 있다. 또한, 라이다 장치(200)는 제2 레이저 광에 포함된 K번째 펄스 그룹이 조사된 시각 및 K번째 펄스 그룹이 제2 물체로부터 반사되어 광 센서에 수신된 시각의 차이 및 수신 광량 누적값(1120)에 기초하여, (N-M)번째 펄스 그룹이 조사된 후 반사되어 광 센서에 수신됨으로써 광 센서가 포화될 것임을 예측할 수 있다. 따라서, 라이다 장치(200)는 (N-M)번째 펄스 그룹까지만 제2 레이저 광을 조사하도록 제2 시간 구간(1102)을 결정할 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 프레임 시간 구간에 기초하여 레이저 광을 조사하는 시간을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 도 10과 마찬가지로, 라이다 장치(200)가 제1 광원 또는 제2 광원을 제어하여 조사하는 조사 광(1210) 및 조사 광(1210)에 포함된 펄스 그룹들 각각에 대응하는 수신 광량 누적값(1220)이 도시되어 있다. 즉, 수신 광량 누적값(1220)은 조사 광(1210)에 포함된 펄스 그룹들 각각이 라이다 장치(200)의 물체로부터 반사되어 광 센서에 수신된 반사 레이저 광의 광량을 누적한 것이다.
라이다 장치(200)는 수신 광량 누적값(1220)에 기초하여, 광 센서가 포화될 것으로 예측되는 시간까지 제1 레이저 광을 조사하도록 제1 시간 구간(1201)을 결정할 수 있다. 예를 들면, 라이다 장치(200)는 제1 광량 누적값의 시간에 따른 변화에 기초하여, 제1 광량 누적값의 인 페이즈 누적값 또는 아웃 오브 페이즈 누적값이 광 센서의 포화값에 도달하는 포화 예정 시간을 결정할 수 있다. 라이다 장치(200)는 결정된 포화 예정 시간에 제1 레이저 광의 조사를 종료하도록 제1 시간 구간(1201)을 결정할 수 있다.
그러나, 제1 반사 레이저 광의 광 세기가 약한 경우, 제1 광량 누적값의 포화 예정 시간이 늦어질 수 있다. 예를 들면, 포화 예정 시간이 단위 프레임 시간 구간의 80%가 되는 시점인 경우, 제1 레이저 광의 조사를 종료하고 제2 레이저 광을 조사할 수 있는 제2 시간 구간(1202)은 단위 프레임 시간 구간의 20% 이하가 될 수 있다. 제2 시간 구간(1202)이 짧은 경우, 제2 반사 레이저 광의 수광 정도가 라이다 장치(200)와 제2 물체 간의 거리를 계산하기 위해 필요한 만큼 충분히 크지 않을 수 있다.
따라서, 라이다 장치(200)는 결정된 포화 예정 시간이 단위 프레임 시간 구간 내에서 기설정된 시점을 초과하는 경우, 기설정된 시점 까지만 제1 레이저 광의 조사가 이루어지도록 제1 시간 구간(1201)을 결정할 수 있다. 기설정된 시점은 단위 프레임 시간 구간의 50%가 되는 시점, 70%가 되는 시점 또는 100%가 되는 시점 등 다양하게 정해질 수 있다. 도 12에는 제1 광량 누적값이 포화되기 전인, 제1 시점(1222)에서 제1 레이저 광의 조사가 종료되도록 제1 시간 구간(1201)이 결정된 것이 도시되어 있다. 또는, 라이다 장치(200)는 M번째 펄스 그룹까지만 제1 레이저 광을 조사하도록 제1 시간 구간(1201)을 결정할 수 있다.
라이다 장치(200)는 제1 시간 구간(1201) 이후에 제2 시간 구간(1202) 동안 제2 레이저 광을 조사한다. 그러나, 제2 반사 레이저 광의 광 세기가 약한 경우, 제2 광량 누적값의 포화 예정 시간이 단위 프레임 시간 구간의 종점을 초과할 수 있다. 또는, 단위 프레임 시간 구간의 종점에서 아직 광 센서가 포화되지 않을 수 있다. 라이다 장치(200)는 프레임 레이트의 감소를 방지하기 위하여, 단위 프레임 시간 구간의 종점에서 광 센서가 포화되지 않더라도 제2 레이저 광의 조사를 종료하도록 제2 시간 구간(1202)을 결정할 수 있다. 즉, 라이다 장치(200)는 제2 시간 구간(1202)이 종료되는 시점이 단위 프레임 시간 구간의 종점을 초과하지 않도록 결정할 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 시간 구간(1202)의 종점인 제2 시점(1226)에서 제2 광량 누적값은 포화될 수도 있고, 포화되지 않을 수도 있다.
본 개시의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 또는 프로그램 모듈과 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터를 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서, "부"는 프로세서 또는 회로와 같은 하드웨어 구성(hardware component), 및/또는 프로세서와 같은 하드웨어 구성에 의해 실행되는 소프트웨어 구성(software component)일 수 있다.
전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들면, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 개시의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 라이다 장치를 이용하여 물체의 거리 정보를 획득하는 방법에 있어서,
    제1 시간 구간 동안 제1 타입의 제1 레이저 광을 상기 라이다 장치의 주변을 향하여 조사하는 동작;
    상기 라이다 장치의 광 센서를 이용하여, 상기 제1 레이저 광이 상기 라이다 장치의 주변의 제1 물체로부터 반사된 제1 반사 레이저 광을 수신하는 동작;
    상기 제1 시간 구간 이후에 제2 시간 구간 동안 제2 타입의 제2 레이저 광을 상기 라이다 장치의 주변을 향하여 조사하는 동작;
    상기 광 센서를 이용하여, 상기 제2 레이저 광이 상기 라이다 장치의 주변의 제2 물체로부터 반사된 제2 반사 레이저 광을 수신하는 동작; 및
    상기 제1 반사 레이저 광 및 상기 제2 반사 레이저 광에 기초하여, 상기 라이다 장치와 상기 제1 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보 및 상기 라이다 장치와 상기 제2 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보를 함께 포함하는 하나의 이미지 프레임을 획득하는 동작을 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나의 이미지 프레임을 획득하는 동작은,
    상기 제1 레이저 광을 조사한 시간 및 상기 제1 반사 레이저 광을 수신한 시간에 기초하여 상기 라이다 장치와 상기 제1 물체 간의 거리를 계산하는 동작; 및
    상기 제2 레이저 광을 조사한 시간 및 상기 제2 반사 레이저 광을 수신한 시간에 기초하여 상기 라이다 장치와 상기 제2 물체 간의 거리를 계산하는 동작을 더 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 타입의 제1 레이저 광은, 상기 라이다 장치의 면(plane) 광원으로부터 상기 라이다 장치 주변의 근거리 영역을 향하여 조사되고,
    상기 제2 타입의 제2 레이저 광은, 상기 라이다 장치의 선(line) 광원으로부터 상기 라이다 장치 주변의 원거리 영역을 향하여 조사되는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 타입의 제1 레이저 광은, 상기 라이다 장치의 선(line) 광원으로부터 상기 라이다 장치 주변의 원거리 영역을 향하여 조사되고,
    상기 제2 타입의 제2 레이저 광은, 상기 라이다 장치의 면(plane) 광원으로부터 상기 라이다 장치 주변의 근거리 영역을 향하여 조사되는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 레이저 광은 복수의 제1 펄스 그룹들을 가지는 레이저 광이고,
    상기 제2 레이저 광은 복수의 제2 펄스 그룹들을 가지는 레이저 광이며,
    상기 제1 펄스 그룹들의 개수를 변경함으로써 상기 제1 시간 구간의 길이가 조절되고,
    상기 제2 펄스 그룹들의 개수를 변경함으로써 상기 제2 시간 구간의 길이가 조절되는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 제1 펄스 그룹들은 기설정된 간격으로 배열되고, 상기 제1 펄스 그룹은 복수의 펄스들을 포함하며,
    상기 복수의 제2 펄스 그룹들은 기설정된 간격으로 배열되고, 상기 제2 펄스 그룹은 복수의 펄스들을 포함하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사 레이저 광의 광량을 누적한 제1 광량 누적값을 획득하는 동작;
    상기 제1 광량 누적값에 기초하여 상기 제1 시간 구간을 결정하는 동작;
    상기 제2 반사 레이저 광의 광량을 누적한 제2 광량 누적값을 획득하는 동작; 및
    상기 결정된 제1 시간 구간 및 상기 제2 광량 누적값에 기초하여 상기 제2 시간 구간을 결정하는 동작을 더 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 시간 구간을 결정하는 동작은,
    상기 제1 광량 누적값이 상기 광 센서의 포화값에 도달함에 따라 상기 제1 레이저 광의 조사를 종료하도록 상기 제1 시간 구간을 결정하는 동작을 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 시간 구간을 결정하는 동작은,
    상기 제1 레이저 광의 조사가 종료된 이후에 연속적으로 상기 제2 레이저 광이 조사되도록 상기 제2 시간 구간을 결정하는 동작; 및
    상기 제2 광량 누적값이 상기 광 센서의 상기 포화값에 도달함에 따라 상기 제2 레이저 광의 조사가 종료되도록 상기 제2 시간 구간을 결정하는 동작을 포함하는, 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 시간 구간을 결정하는 동작은,
    상기 제1 광량 누적값의 시간에 따른 변화에 기초하여, 상기 제1 광량 누적값이 상기 라이다 장치의 광 센서의 포화값에 도달하는 포화 예정 시간을 결정하는 동작; 및
    상기 하나의 이미지 프레임에 대응하는 프레임 시간 구간 및 상기 포화 예정 시간에 기초하여 상기 제1 시간 구간을 결정하는 동작을 포함하는, 방법.
  11. 라이다 장치에 있어서,
    제1 타입의 제1 레이저 광을 조사하는 제1 광원;
    제2 타입의 제2 레이저 광을 조사하는 제2 광원;
    광 센서; 및
    상기 제1 광원을 제어하여, 제1 시간 구간 동안 상기 제1 레이저 광을 상기 라이다 장치의 주변을 향하여 조사하고,
    상기 광 센서를 이용하여, 상기 제1 레이저 광이 상기 라이다 장치의 주변의 제1 물체로부터 반사된 제1 반사 레이저 광을 수신하고,
    상기 제2 광원을 제어하여, 상기 제1 시간 구간 이후에 제2 시간 구간 동안 상기 제2 레이저 광을 상기 라이다 장치의 주변을 향하여 조사하고,
    상기 광 센서를 이용하여, 상기 제2 레이저 광이 상기 라이다 장치의 주변의 제2 물체로부터 반사된 제2 반사 레이저 광을 수신하고,
    상기 제1 반사 레이저 광 및 상기 제2 반사 레이저 광에 기초하여, 상기 라이다 장치와 상기 제1 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보 및 상기 라이다 장치와 상기 제2 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보를 함께 포함하는 하나의 이미지 프레임을 획득하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는, 라이다 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 레이저 광을 조사한 시간 및 상기 제1 반사 레이저 광을 수신한 시간에 기초하여 상기 라이다 장치와 상기 제1 물체 간의 거리를 계산하고,
    상기 제2 레이저 광을 조사한 시간 및 상기 제2 반사 레이저 광을 수신한 시간에 기초하여 상기 라이다 장치와 상기 제2 물체 간의 거리를 계산하는, 라이다 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 광원은, 면(plane) 광원이고,
    상기 제1 타입의 제1 레이저 광은, 상기 면 광원으로부터 상기 라이다 장치 주변의 근거리 영역을 향하여 조사되고,
    상기 제2 광원은, 선(line) 광원이고,
    상기 제2 타입의 제2 레이저 광은, 상기 선 광원으로부터 상기 라이다 장치 주변의 원거리 영역을 향하여 조사되는, 라이다 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 광원은, 선(line) 광원이고,
    상기 제1 타입의 제1 레이저 광은, 상기 선 광원으로부터 상기 라이다 장치 주변의 원거리 영역을 향하여 조사되고,
    상기 제2 광원은, 면(plane) 광원이고,
    상기 제2 타입의 제2 레이저 광은, 상기 면 광원으로부터 상기 라이다 장치 주변의 근거리 영역을 향하여 조사되는, 라이다 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제1 레이저 광은 복수의 제1 펄스 그룹들을 가지는 레이저 광이고,
    상기 제2 레이저 광은 복수의 제2 펄스 그룹들을 가지는 레이저 광이며,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 펄스 그룹들의 개수를 변경함으로써 상기 제1 시간 구간의 길이를 조절하고,
    상기 제2 펄스 그룹들의 개수를 변경함으로써 상기 제2 시간 구간의 길이를 조절하는, 라이다 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 제1 펄스 그룹들은 기설정된 간격으로 배열되고, 상기 제1 펄스 그룹은 복수의 펄스들을 포함하며,
    상기 복수의 제2 펄스 그룹들은 기설정된 간격으로 배열되고, 상기 제2 펄스 그룹은 복수의 펄스들을 포함하는, 라이다 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 반사 레이저 광의 광량을 누적한 제1 광량 누적값을 획득하고,
    상기 제1 광량 누적값에 기초하여 상기 제1 시간 구간을 결정하고,
    상기 제2 반사 레이저 광의 광량을 누적한 제2 광량 누적값을 획득하고,
    상기 결정된 제1 시간 구간 및 상기 제2 광량 누적값에 기초하여 상기 제2 시간 구간을 결정하는, 라이다 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 광량 누적값이 상기 광 센서의 포화값에 도달함에 따라 상기 제1 레이저 광의 조사를 종료하도록 상기 제1 시간 구간을 결정하는, 라이다 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 레이저 광의 조사가 종료된 이후에 연속적으로 상기 제2 레이저 광이 조사되도록 상기 제2 시간 구간을 결정하고,
    상기 제2 광량 누적값이 상기 광 센서의 상기 포화값에 도달함에 따라 상기 제2 레이저 광의 조사가 종료되도록 상기 제2 시간 구간을 결정하는, 라이다 장치.
  20. 라이다 장치를 제어함으로써,
    제1 시간 구간 동안 제1 타입의 제1 레이저 광을 상기 라이다 장치의 주변을 향하여 조사하는 동작;
    상기 라이다 장치의 광 센서를 이용하여, 상기 제1 레이저 광이 상기 라이다 장치의 주변의 제1 물체로부터 반사된 제1 반사 레이저 광을 수신하는 동작;
    상기 제1 시간 구간 이후에 제2 시간 구간 동안 제2 타입의 제2 레이저 광을 상기 라이다 장치의 주변을 향하여 조사하는 동작;
    상기 광 센서를 이용하여, 상기 제2 레이저 광이 상기 라이다 장치의 주변의 제2 물체로부터 반사된 제2 반사 레이저 광을 수신하는 동작; 및
    상기 제1 반사 레이저 광 및 상기 제2 반사 레이저 광에 기초하여, 상기 라이다 장치와 상기 제1 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보 및 상기 라이다 장치와 상기 제2 물체 간의 거리를 나타내는 거리 정보를 함께 포함하는 하나의 이미지 프레임을 획득하는 동작을 수행하도록 하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체.
KR1020190079004A 2019-07-01 2019-07-01 라이다 장치 및 그 제어 방법 KR20210003003A (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190079004A KR20210003003A (ko) 2019-07-01 2019-07-01 라이다 장치 및 그 제어 방법
PCT/KR2020/008616 WO2021002684A1 (en) 2019-07-01 2020-07-01 Lidar apparatus and control method thereof
CN202080043783.5A CN113994234A (zh) 2019-07-01 2020-07-01 LiDAR设备及其控制方法
EP20834119.8A EP3931597A4 (en) 2019-07-01 2020-07-01 ELECTRONIC DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF
US16/918,564 US11762092B2 (en) 2019-07-01 2020-07-01 LiDAR apparatus and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190079004A KR20210003003A (ko) 2019-07-01 2019-07-01 라이다 장치 및 그 제어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210003003A true KR20210003003A (ko) 2021-01-11

Family

ID=74066731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190079004A KR20210003003A (ko) 2019-07-01 2019-07-01 라이다 장치 및 그 제어 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11762092B2 (ko)
EP (1) EP3931597A4 (ko)
KR (1) KR20210003003A (ko)
CN (1) CN113994234A (ko)
WO (1) WO2021002684A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11802970B2 (en) * 2020-07-08 2023-10-31 Aptiv Technologies Limited Alternating power-level scanning for time-of-flight lidar systems
CN113093213B (zh) * 2021-04-08 2023-05-09 上海炬佑智能科技有限公司 ToF传感装置及其距离检测方法
US20230100657A1 (en) * 2021-09-30 2023-03-30 Suteng Innovation Technology Co., Ltd. Lidar

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7544945B2 (en) 2006-02-06 2009-06-09 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Vertical cavity surface emitting laser (VCSEL) array laser scanner
KR102136401B1 (ko) 2013-10-21 2020-07-21 한국전자통신연구원 다-파장 이미지 라이다 센서장치 및 이의 신호처리 방법
WO2017007078A1 (ko) 2015-07-07 2017-01-12 신웅철 레이저 거리 측정기
JP7183046B2 (ja) * 2016-03-21 2022-12-05 ベロダイン ライダー ユーエスエー，インコーポレイテッド 可変照射強度を有するｌｉｄａｒに基づく三次元撮像
CN108885263B (zh) * 2016-03-21 2024-02-23 威力登激光雷达有限公司 具有可变脉冲重复的基于lidar的3d成像
US10451740B2 (en) * 2016-04-26 2019-10-22 Cepton Technologies, Inc. Scanning lidar systems for three-dimensional sensing
CN110286388B (zh) 2016-09-20 2020-11-03 创新科技有限公司 激光雷达系统和使用其检测物体的方法及介质
US10830878B2 (en) 2016-12-30 2020-11-10 Panosense Inc. LIDAR system
JP7088937B2 (ja) * 2016-12-30 2022-06-21 イノビュージョン インコーポレイテッド 多波長ライダー設計
CN110402399B (zh) 2017-01-03 2023-07-18 应诺维思科技有限公司 用于检测和分类物体的激光雷达系统和方法
US10204262B2 (en) * 2017-01-11 2019-02-12 Microsoft Technology Licensing, Llc Infrared imaging recognition enhanced by 3D verification
AU2018297291B2 (en) 2017-07-05 2024-03-07 Ouster, Inc. Light ranging device with electronically scanned emitter array and synchronized sensor array
KR102020037B1 (ko) 2017-07-25 2019-09-10 주식회사 에스오에스랩 하이브리드 라이다 스캐너
KR102050632B1 (ko) * 2017-08-02 2019-12-03 주식회사 에스오에스랩 다채널 라이다 센서 모듈
US10613228B2 (en) 2017-09-08 2020-04-07 Microsoft Techology Licensing, Llc Time-of-flight augmented structured light range-sensor
US10785400B2 (en) * 2017-10-09 2020-09-22 Stmicroelectronics (Research & Development) Limited Multiple fields of view time of flight sensor
US11346952B2 (en) * 2017-12-08 2022-05-31 Hesai Technology Co., Ltd. Systems and methods for light detection and ranging
WO2019199645A1 (en) * 2018-04-09 2019-10-17 Sense Photonics, Inc. Automatic gain control for lidar for autonomous vehicles
US11353563B2 (en) * 2018-09-13 2022-06-07 Pixart Imaging Inc. Avalanche diode based object detection device
US20200264280A1 (en) * 2019-02-19 2020-08-20 Lite-On Electronics (Guangzhou) Limited Control method for time-of-flight sensing system
US10571570B1 (en) * 2019-03-07 2020-02-25 Luminar Technologies, Inc. Lidar system with range-ambiguity mitigation

Also Published As

Publication number Publication date
EP3931597A4 (en) 2022-04-20
CN113994234A (zh) 2022-01-28
US20210003706A1 (en) 2021-01-07
EP3931597A1 (en) 2022-01-05
US11762092B2 (en) 2023-09-19
WO2021002684A1 (en) 2021-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6938472B2 (ja) 物体までの距離を測定するためのシステムおよび方法
EP3465266B1 (en) Optical system for object detection and location
JP6528447B2 (ja) 視差演算システム及び距離測定装置
US11762092B2 (en) LiDAR apparatus and control method thereof
US9989631B2 (en) Laser radar device and radar image generating method
US20160327635A1 (en) Spatio-temporal scanning patterns for array lidar systems
CN113227839A (zh) 具有结构光照明器的飞行时间传感器
KR20170096723A (ko) 라이다 시스템 및 이의 다중 검출 신호 처리 방법
US11408982B2 (en) Electromagnetic wave detection apparatus, program, and electromagnetic wave detection system
US10962644B1 (en) Dynamic laser power control in light detection and ranging (LiDAR) systems
KR102262337B1 (ko) 전자파 검출 장치, 프로그램, 및 전자파 검출 시스템
KR20170134945A (ko) 개선된 구조를 갖는 라이다 광학장치
US11573301B2 (en) Electromagnetic wave detection apparatus, program, and electromagnetic wave detection system
JP6186863B2 (ja) 測距装置及びプログラム
CA3091369A1 (en) Method and device for distance measurement
US11194021B2 (en) Electromagnetic wave detection apparatus, program, and electromagnetic wave detection system comprising a controller to update related information associating an emission direction and two elements defining two points on a path of electromagnetic waves
CN112684464B (zh) 用于投射激光线的设备及方法、光探测测距设备
US20210014401A1 (en) Three-dimensional distance measuring method and device
US20200110160A1 (en) Lidar with dynamically variable resolution in selected areas within a field of view
WO2022004317A1 (ja) 測定装置
US20230143742A1 (en) Method and apparatus for detecting pollution in window cover of lidar sensor
KR20190029901A (ko) 영상센서 방식 라이다의 측정거리 향상을 위한 광 집속 시스템
JP2020016623A (ja) 電磁波検出装置および情報取得システム
JP2019002847A (ja) 電磁波検出装置および情報取得システム