KR20210036200A - 라이다 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

라이다 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210036200A
KR20210036200A KR1020190118377A KR20190118377A KR20210036200A KR 20210036200 A KR20210036200 A KR 20210036200A KR 1020190118377 A KR1020190118377 A KR 1020190118377A KR 20190118377 A KR20190118377 A KR 20190118377A KR 20210036200 A KR20210036200 A KR 20210036200A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
optical scanner
frame
predetermined range
lidar device
Prior art date
Application number
KR1020190118377A
Other languages
English (en)
Inventor
타츠히로 오오쯔까
김정우
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 KR1020190118377A priority Critical patent/KR20210036200A/ko
Priority to US16/825,234 priority patent/US11808890B2/en
Priority to CN202010210261.1A priority patent/CN112558090A/zh
Priority to EP20178540.9A priority patent/EP3798670A1/en
Publication of KR20210036200A publication Critical patent/KR20210036200A/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
    • 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
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • 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
    • 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
    • G01S17/26—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves wherein the transmitted pulses use a frequency-modulated or phase-modulated carrier wave, e.g. for pulse compression of received signals
    • 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
    • G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • 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
    • G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning
    • 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
    • G01S7/484—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
    • G01S7/4861—Circuits for detection, sampling, integration or read-out
    • 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
    • G01S7/4865—Time delay measurement, e.g. time-of-flight measurement, time of arrival measurement or determining the exact position of a peak
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G02B5/09—Multifaceted or polygonal mirrors, e.g. polygonal scanning mirrors; Fresnel mirrors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/123—Multibeam scanners, e.g. using multiple light sources or beam splitters

Landscapes

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

Abstract

라이다 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 라이다 장치는, 입사되는 광의 진행 경로를 시간에 따라 순차적으로 변경함으로써 외부 공간의 일정 범위를 주기적으로 스캔하는 광 스캐너, 제1 광을 제1 입사 방향으로 광 스캐너에 제공하는 제1 광원 및 제2 광을 상기 제1 입사 방향과 다른 제2 입사 방향으로 광 스캐너에 제공하는 제2 광원을 포함한다.

Description

라이다 장치 및 그 동작 방법{LiDAR device and operating method of the same}
개시된 실시예들은 라이다 장치 및 동작 방법에 관한 것이다.
최근에 사물의 거리 정보를 촬영하는 3D 카메라 또는 LIDAR(Light Detection And Ranging)기술이 연구 중에 있는데, 그 중 하나가 빛의 왕복시간 측정법(Time Of Flight, 이하 TOF라 한다)으로서 촬상 장치와 피사체 간의 거리(이하 깊이 영상(Depth)라 한다)를 측정하는 기능을 갖는다.
TOF 방법은 기본적으로 특정 파장의 빛, 예를 들면 근 적외선(850nm)을 LED 또는 LD를 이용하여 피사체로 투사하고, 피사체로부터 반사된 동 파장의 빛을 포토 다이오드 또는 카메라에서 측정 또는 촬영하고 깊이 영상을 추출하는 프로세싱을 거치게 된다. 이러한 광 처리 과정 즉, 광 투사, 피사체 반사, 광 변조, 촬영, 프로세싱의 일련의 과정에 대한 다양한 TOF 방법이 소개되고 있다. 대상체까지의 거리를 정확하게 측정하는 방법에 대한 논의도 계속 진행되고 있다.
일 실시예는 크로스토크(crosstalk)를 개선할 수 있는 라이다 장치 및 그 방법을 제공한다.
일 측면(aspect)에 따르는 라이다(Light Detection And Ranging: LiDAR) 장치는, 입사되는 광의 진행 경로를 시간에 따라 순차적으로 변경함으로써 외부 공간의 일정 범위를 주기적으로 스캔하는 광 스캐너; 제1 광을 제1 입사 방향으로 상기 광 스캐너에 제공하는 제1 광원; 및 제2 광을 상기 제1 입사 방향과 다른 제2 입사 방향으로 상기 광 스캐너에 제공하는 제2 광원;을 포함하고, 상기 광 스캐너의 1 스캔 주기 동안 상기 광 스캐너는 상기 제1 및 제2 광을 이용하여 상기 일정 범위를 복수 회 스캔한다.
그리고, 상기 제1 광원 및 제2 광원 각각은, 상기 제1 및 제2 광을 불연속적으로 상기 광 스캐너에 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은, 제1 및 제2 광을 동시 또는 교번적으로 상기 광 스캐너에 제공할 수 있다.
그리고, 상기 광 스캐너는, 상기 광 스캐너의 중심축을 기준으로 회전함으로써 상기 입사되는 광의 진행 경로를 시간에 따라 순차적으로 변경시킬 수 있다.
또한, 상기 광 스캐너의 스캔 주기는 상기 광 스캐너의 회전 주기이하일 수 있다.
그리고, 상기 광 스캐너는, 상기 광 스캐너의 중심축에 대해 나란하거나 경사진 복수 개의 반사면을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 반사면 중 적어도 두 개의 반사면은 틸트각이 서로 다를 수 있다.
그리고, 상기 복수 개의 반사면 중 이웃하는 반사면은 틸트각이 서로 다를 수 있다.
또한, 상기 제1 광원이 상기 제1 광을 상기 복수 개의 반사면 중 제1 반사면에 제공하는 동안 상기 제2 광원은 상기 제2 광을 상기 복수 개의 반사면 중 상기 제1 반사면과 다른 제2 반사면에 제공할 수 있다.
그리고, 상기 제1 반사면은, 상기 제1 광을 시간에 따라 순차적으로 서로 다른 방향으로 반사시킴으로써 상기 일정 범위 중 제1 영역을 스캔하고, 상기 제2 반사면은 상기 제2 광을 시간에 따라 순차적으로 서로 다른 방향으로 반사시킴으로써 상기 일정 범위 중 상기 제1 영역과 다른 제2 영역을 스캔할 수 있다.
또한, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 중첩되지 않을 수 있다.
그리고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 상기 회전축과 나란한 방향으로 배열될 수 있다.
또한, 상기 제1 광 중 상기 일정 범위에서 반사된 광과 상기 제2 광 중 상기 일정 범위에서 반사된 광을 검출하는 광 수신부; 및 상기 광 수신부로부터 검출된 결과를 이용하여 상기 일정 범위에 대한 깊이 정보를 포함하는 프레임을 획득하는 프로세서;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 프로세서는, 상기 광 수신부로부터 검출된 결과 중 제1 광에 대응하는 상기 일정 범위에 대한 깊이 정보를 포함하는 제1 프리 프레임와 상기 제2 광에 대응하는 상기 일정 범위에 대한 깊이 정보를 포함하는 제2 프리 프레임을 획득하고, 상기 제1 및 제2 프리 프레임을 이용하여 상기 프레임을 획득할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 제1 및 제2 프리 프레임에 상관도를 적용하여 상기 프레임을 획득할 수 있다.
그리고, 상기 프로세서는, 제1 시간 동안 상기 광 수신부로부터 검출된 결과를 이용하여 상기 일정 범위에 대한 깊이 정보를 포함하는 제3 프리 프레임을 획득하고, 상기 제1 시간의 다음 시간인 제2 시간 동안 상기 광 수신부로부터 검출된 결과를 이용하여 상기 일정 범위에 대한 깊이 정보를 포함하는 제4 프리 프레임을 획득하며, 상기 제3 및 제4 프리 프레임을 이용하여 상기 프레임을 획득할 수 있다.
또한, 상기 제3 및 제4 프리 프레임은 상기 제1 및 제2 광 모두에 대응하는 깊이 정보를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 및 제2 시간의 크기는, 상기 광 스캐너의 1/2 스캔 주기와 같을 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 라이다(Light Detection And Ranging: LiDAR) 장치의 동작 방법은, 제1 및 제2 광을 광 스캐너에 제공하는 단계; 및 상기 광 스캐너는 상기 제1 및 제2 광의 진행 경로를 시간에 따라서 순차적으로 변경시킴으로써 상기 광 스캐너의 1 스캔 주기 동안 상기 제1 및 제2 광으로 외부 공간의 일정 범위를 복수 회 스캔하는 단계;를 포함하고, 상기 광 스캐너는 상기 제1 광으로 상기 일정 범위 중 제1 영역을 스캔하는 동안 상기 제2 광으로 상기 일정 범위 중 상기 제1 영역과 중첩되지 않는 제2 영역을 스캔한다.
그리고, 상기 스캔하는 단계는, 상기 제1 광으로 제2 영역을 스캔하는 동안 상기 제1 광으로 상기 제2 영역을 스캔할 수 있다.
또한, 상기 제공하는 단계는, 상기 제1 광을 제1 입사 방향으로 상기 스캐너에 제공하고, 상기 제2 광을 상기 제1 입사 방향과 다른 제2 입사 방향으로 상기 광 스캐너에 제공할 수 있다.
그리고, 상기 제공하는 단계는, 제1 및 제2 광을 동시 또는 교번적으로 상기 광 스캐너에 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1 광 중 상기 일정 범위에서 반사된 광과 상기 제2 광 중 상기 일정 범위에서 반사된 광을 검출하는 단계; 및 상기 검출된 결과를 이용하여 상기 일정 범위에 대한 깊이 정보를 포함하는 프레임을 획득하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 프레임을 획득하는 단계는, 상기 검출된 결과 중 제1 광에 대응하는 상기 일정 범위에 대한 제1 프리 프레임와 상기 제2 광에 대응하는 상기 일정 범위에 대한 제2 프리 프레임을 획득하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 프리 프레임을 이용하여 상기 프레임을 획득하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 프레임은,상기 제1 및 제2 프리 프레임에 상관도를 적용하여 상기 프레임을 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 크로스토크를 개선할 수 있다.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 분해능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일부 실시예에 따른 라이다 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 라이다 장치가 동작하는 예를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 복수 개의 광을 조사하는 광 송신부를 나타내는 블럭도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 기계적 광 스캐너를 설명하는 참조도면이다.
도 5a는 도 4의 광 스캐너의 일 단면이다.
도 5b는 도 4의 광 스캐너에 포함된 반사면의 틸트각의 예를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 일 실시예에 따른 광 스캐너가 1 스캔 주기 동안 스캔하는 방법을 설명하는 참조도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 광학 위상 어레이를 포함하는 광 스캐너를 도시한 도면이다
도 8은 일 실시예에 따른 광 수신부의 예를 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 프레임을 획득하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 10는 일 실시예에 따른 프레임을 획득하는 방법을 설명하는 참조도면이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 프레임을 획득하는 방법을 설명하는 참조도면이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 프레임을 획득하는 방법을 설명하는 생성하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 13은 도 12의 프레임을 획득하는 방법을 설명하는 참조도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 시간 해상도가 증가된 프레임 획득 방법을 설명하는 참조도면이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 시간 해상도가 증가된 프레임 획득 방법을 설명하는 참조도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 하기 실시예는 기술적 내용을 구체화하기 위한 것일 뿐 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 상세한 설명 및 실시예로부터 해당 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
본 명세서에서 사용되는 '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 '제 1' 또는 '제 2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용할 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 일부 실시예에 따른 라이다 장치(100)(LiDAR: Light Detection And Ranging)의 일 예를 나타내는 블록도이다.
라이다 장치(100)는 대상체(10)에 대한 거리 정보 등의 3차원 정보를 실시간으로 획득하는 센서로 활용될 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치(100)는 무인 자동차, 자율 주행차, 로봇, 및 드론 등에 적용될 수 있다. 도 1을 참조하면, 라이다 장치(100)는 외부 공간에 광을 조사하는 광 송신부(110), 외부 공간에 조사된 광 중 외부 공간으로부터 반사된 광을 수신하는 광 수신부(120) 및 수신된 광에 대응하는 전기적 신호를 이용하여 외부 공간에 있는 대상체(10)에 대한 거리 정보를 포함하는 프레임을 획득하는 프로세서(130)를 포함할 수 있다.
라이다 장치(100)는 하우징으로 구현될 수도 있고, 복수 개의 하우징으로 구현될 수도 있다. 라이다가 복수 개의 하우징으로 구현되는 경우, 복수 개의 구성 요소들은 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 광 송신부(110)와 광 수신부(120)를 포함하는 제1 장치와 프로세서(130)를 포함하는 제2 장치로 구분될 수도 있다. 라이다 장치(100)는 다른 기능을 수행하는 장치, 예를 들어, 자율 주행 장치의 일부 구성으로도 구현될 수 있다.
도 1에 도시된 라이다 장치(100)에는 본 실시예들와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 라이다 장치(100)에는 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 예를 들어, 라이다 장치(100)는 메모리를 더 포함할 수 있다.
메모리는 라이다 장치(100) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 예를 들어, 메모리는 라이다 장치(100)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 또한, 메모리는 라이다 장치(100)에 의해 구동될 애플리케이션들, 드라이버들 등을 저장할 수 있다.
메모리는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), CD-ROM, 블루레이 또는 다른 광학 디스크 스토리지, HDD(hard disk drive), SSD(solid state drive), 또는 플래시 메모리를 포함하며, 나아가서, 라이다 장치(100)에 액세스될 수 있는 외부의 다른 스토리지 디바이스를 포함할 수 있다.
도 2는 라이다 장치(100a)가 동작하는 예를 도시한 도면이다. 라이다 장치(100a)는 외부 공간에 광(Li)을 조사할 수 있다. 이어서, 조사된 광(Li)은 외부 공간에 있는 대상체(C3)로부터 반사될 수 있고, 라이다 장치(100a)는 반사된 광(Li)을 검출할 수 있다.
한편, 라이다 장치(100a)는 라이다 장치(100a)에서 조사되어 반사된 광 뿐만 아니라 외부로부터 입사되는 다른 광(Lo)을 검출할 수 있다. 상기한 다른 광(Lo)이 라이다 장치(100a)에서 조사된 광(Li)과 파장이 다른 경우, 주파수 대역 필터 등에 의해 용이하게 제거될 수 있다. 그러나, 상기한 광(Lo)이 다른 라이다 장치(100b)에서 방출된 광으로서 일 실시예에 따른 라이다 장치(100a)와 광 특성이 유사하면, 주파수 대역 필터 등에 의해 제거가 어려울 수 있고, 상기한 광(Lo)은 크로스토크(crosstalk) 현상을 발생시킬 수 잇다.
일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 복수 개의 광을 이용하여 외부 공간을 스캔함으로써 크로스토크가 개선된 프레임을 획득할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 복수 개의 광을 조사하는 광 송신부(110)를 나타내는 블럭도이다. 도 3을 참조하면, 라이다 장치(100)의 광 송신부(110)는 제1 광(L1)을 제공하는 제1 광원(210), 제2 광(L2)을 제공하는 제2 광원(230) 및 입사된 광(L1, L2)의 진행 경로를 시간에 따라 순차적으로 변경함으로써 외부 공간을 주기적으로 스캔하는 광 스캐너(250)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 광원(210, 230) 각각은 적외선 영역의 광을 조사하는 장치일 수 있다. 적외선 영역의 광을 이용할 경우 태양광을 포함하는 가시광선 영역의 자연광과 혼합되는 것이 방지될 수 있다. 다만, 이에 반드시 제한되는 것은 아니며, 광 송신부(110)는 다양한 파장 대역의 광을 조사하는 광원을 포함할 수 있고, 복수의 서로 다른 파장 대역의 광을 조사할 수도 있다. 또한, 광 송신부(110)는 펄스광 또는 연속광을 조사할 수 있다.
제1 및 제2 광원(210, 230) 각각은 LD(laser diode), 측면 발광 레이저(Edge emitting laser), 수직 공진형 표면 발광 레이저(Vertical-cavity surface emitting laser;VCSEL) 분포궤환형 레이저(Distributed feedback laser), LED(light emitting diode), SLD(super luminescent diode)등의 광원을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 및 제2 광원(210, 230)은 동일한 광 특성을 갖는 광을 광 스캐너(250)에 조사할 수도 있고, 서로 다른 광 특성을 갖는 광을 제공할 수 있다. 여기서 광 특성은 광의 파형, 주기, 듀티비 등을 의미할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 광원(210, 230) 각각은 펄스 타입의 제1 및 제2 광(L1, L2)을 제공할 수 있다. 제1 및 제2 광(L1, L2)은 펄스 주기는 동일하나 듀티비가 다를 수 있다.
제1 및 제2 광원(210, 230)은 제1 및 제2 광(L1, L2)을 동시에 광 스캐너(250)에 제공할 수도 있고, 제1 및 제2 광(L1, L2)을 교번적으로 광 스캐너(250)에 제공할 수도 있다.
제1 및 제2 광원(210, 230)은 서로 다른 입사 방향으로 제1 및 제2 광(L1, L2)을 광 스캐너(250)에 제공하거나, 서로 다른 위상을 갖는 제1 및 제2 광(L1, L2)을 광 스캐너(250)에 제공할 수 있다. 그리하여, 광 스캐너(250)는 제1 및 제2 광(L1, L2)의 진행 경로를 서로 다르게 변경하여 외부 공간의 서로 다른 영역을 스캔할 수 있다.
광 스캐너(250)는 제1 및 제2 광원(210, 230)으로부터 제공된 제1 및 제2 광(L1, L2)의 진행 경로를 시간에 따라 순차적을 변경함으로써 외부 공간의 일정 범위를 스캔할 수 있다. 여기서 일정 범위는 광 스캐너(250)가 스캔할 수 있는 스캔 범위로서 광 스캐너(250)의 광 스티어링 각도에 의해 결정될 수 있다. 광 스캐너(250)는 입사되는 제1 및 제2 광 L1, L2)을 반사시켜 제1 및 제2 광(L1, L2)의 진행 경로를 변경시킬 수도 있고, 입사된 제1 및 제2 광 L1, L2)의 위상을 변조하여 제1 및 제2 광(L1, L2)의 진행 경로를 변경시킬 수도 있다. 1 스캔 주기 동안 광 스캐너(250)는 제1 및 제2 광(L1, L2)을 이용하여 스캔 범위(11)를 2회 스캔할 수 있다.
도면에는 2 개의 광을 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 3개 이상의 광을 제공할 수도 있다. 그리고, 광 스캐너(250)는 1 스캔 주기 동안 제공되는 광의 개수만큼 일정 범위 즉, 스캔 범위를 스캔할 수 있다. 예를 들어, 광 스캐너(250)에 3개의 광이 제공되는 경우, 광 스캐너(250)는 1 스캔 주기 동안 스캔 범위를 3회 스캔할 수 있으며, 광 스캐너(250)에 M(여기서, M은 자연수)개의 광이 제공되는 경우, 광 스캐너(250)는 1 스캔 주기 동안 스캔 범위(11)를 M회 스캔할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 기계적 광 스캐너(250a)를 설명하는 참조도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 광 스캐너(250a)는 광 스캐너(250a)의 중심축(z축)을 기준으로 비대칭 형상일 수 있다. 예를 들어, 광 스캐너(250a)는 중심축(z축)을 기준으로 중심축(z축)에 나란하거나 경사진 복수 개의 반사면(251)을 포함할 수 있다. 복수 개의 반사면(251) 중 적어도 두 개의 반사면은 중심축(z축)에 대한 틸트각이 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 반사면(251) 중 이웃하는 반사면(251-1, 251-7)은 중심축(z축)에 대한 틸트각이 서로 다를 수 있다. 또는 복수 개의 반사면(251) 각각은 틸트각이 서로 다를 수 있다.
광 스캐너(250a)는 회전함으로써 외부 공간을 스캔할 수 있다. 그리고, 광 스캐너(250a)의 스캔 주기는 광 스캐너(250a)의 회전 주기에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 광 스캐너(250a)의 스캔 주기는 광 스캐너(250a)의 회전 주기와 같을 수도 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 광 스캐너(250a)의 스캔 주기는 광 스캐너(250a)의 회전 주기의 1/N(여기서 N은 자연수)일 수 있다. 상기한 N은 틸트각이 동일한 반사면(251)의 개수일 수 있다.
도 5a는 도 4의 광 스캐너(250a)의 일 단면이고, 도 5b는 광 스캐너(250a)의 반사면(251)의 틸트각의 예를 도시한 도면이다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 광 스캐너(250a)의 중심축(z축)과 나란한 단면은 기둥 형상일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 광 스캐너(250)의 중심축(z축)과 나란한 단면은 뿔대 형상, 뿔 형상 등일 수 도 있다. 광 스캐너(250)의 중심축(z축)과 수직한 단면은 다각형 일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 광 스캐너(250)의 중심축(z축)과 수직한 단면은 곡선을 포함할 수도 있다. 그리고, 광 스캐너(250)의 반사면(251) 중 적어도 두 개의 반사면은 중심축(z축)을 기준으로 틸트각(θ1, θ2)이 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 광 스캐너(250)의 반사면(251) 각각은 중심축(z축)을 기준으로 틸트각이 서로 다를 수 있다.
광 스캐너(250a)의 반사면(251)은 반사율이 높은 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 사용 가능한 재료로는 고반사율의 백색 수지, 금속과 반사성 도료 등이 있다. 백색 수지는, 백색 발포 PET 재료나, 백색 POLYCARBONATE 재료등이 있을 수 있다. 이러한 재료의 반사율은 97%정도이며, 빛의 반사 로스가 적기 때문에 효율 저하가 적다. 금속으로는 고반사율 금속 예컨대 Ag, Al, Au, Cu, Pd, Pt, Rd 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 이용할 수 있다. 반사면(251)은 증착에 의해 형성될 수 있다. 또는 반사성 도료로는 80 내지 90%의 반사율을 갖는 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 탄산칼슘(CaCO3) 등의 반사 재료가 단독 또는 혼합되어 함유된 것들을 사용할 수 있다. 이와 같은 반사 도료는 접착제와 함께 용매에 희석하여 플라스틱과 같은 물질에 도포하여 형성될 수 있다. 도포 방법으로는 스프레이 및 롤러 등을 이용하여 도포할 수 있다.
광 스캐너(250a)의 반사면(251) 중 적어도 두 개의 반사면의 틸트각이 서로 다르기 때문에 광이 일정한 입사 방향으로 입사된다 하더라도, 광 스캐너(250)의 회전에 의해 반사되는 광의 진행 경로는 변경될 수 있다. 특정 반사면(251)에서 입사된 광은 광 스캐너(250)의 회전에 따라 상기한 반사면(251)에 반사되면서 스캔 범위(11) 중 광 스캐너(250)의 중심축(z축)과 수직한 방향에 있는 영역을 스캔할 수 있다.
광 스캐너(250a)의 회전에 의해 반사면(251)이 회전하기 때문에 광은 틸트각이 다른 반사면으로 입사될 수 있다. 그러면, 광 스캐너(250a)는 입사되는 광의 진행 경로를 상기한 틸트각의 변화에 대응하여 광 스캐너(250a)의 중심축(z축)만큼 변경시킬 수 있다. 그리하여, 반사된 광은 스캔 범위(11) 중 광 스캐너(250a)의 중심축(z축)과 나란한 서로 다른 영역을 스캔할 수 있다.
광 스캐너(250a)의 스캔 범위(11)는 틸트각의 범위 및 광원에서 광이 입사되는 방향 등에 의해 결정될 수 있다. 광 스캐너(250a)의 공간 해상도는 광원의 광 구동 주기, 광의 파장, 광 스캐너(250a)의 스캔 주기, 반사면(251)의 개수 등에 의해 결정될 수 있고, 광 스캐너(250a)의 시간 해상도는 광의 개수, 광 스캐너(250a)의 스캔 주기 등에 의해 결정될 수 있다.
한편, 제1 광원(210)은 제1 광(L1)을 제1 입사 방향으로 상기 광 스캐너(250a)에 조사할 수 있고, 제2 광원(230)은 제2 광(L2)을 상기 제1 입사 방향과 다른 제2 입사 방향으로 상기 광 스캐너(250a)에 조사할 수 있다. 예를 들어, 제1 광원(210)이 제1 광(L1)을 광 스캐너(250a)의 제1 반사면(251-1)에 조사할 때, 제2 광원(230)은 제2 광(L2)을 광 스캐너(250)의 제1 반사면(251-1)가 다른 제7 반사면(251-7)에 조사할 수 있다. 제1 반사면(251-1)에서 반사된 제1 광(L1)의 진행 경로와 제7 반사면(251-7)에서 반사되는 제 광의 진행 경로는 서로 다를 수 있다. 즉, 제1 광(L1)과 제2 광(L2)은 스캔 범위(11) 중 수직 방향(S1, S2)으로 서로 다른 영역을 스캔할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 일 실시예에 따른 광 스캐너(250)가 1 스캔 주기 동안 스캔하는 방법을 설명하는 참조도면이다. 광 스캐너(250a)가 스캔 범위(11)를 수직 방향으로 몇 개 분할하여 스캔할 것인지 여부는 반사면(251)의 개수에 의해 결정될 수 있다. 광 스캐너(250a)가 분할된 영역 중 어느 영역을 스캔할지 여부는 광 스캐너(250a)의 반사면(251)의 틸트각, 상기한 반사면(251)에 입사되는 광의 입사 방향 등에 의해 결정될 수 있다.
예를 들어, 광 스캐너(250a)가 틸트각이 서로 다른 8개의 반사면(251)을 포함하는 경우, 광 스캐너(250a)는 스캔 범위(11)를 8개의 영역으로 구분하여 스캔할 수 있다. 제1 내지 제8 반사면(251-1,.., 251-8) 각각이 제1 내지 제8 영역(11-1,..,11-8)을 스캔할 수 있도록 제1 내지 제8 반사면(251-1,..,251-8)의 틸트각이 기설정되어 있을 수 있다.
제1 광원(210)이 제1 광(L1)을 광 스캐너(250a)의 제1 반사면(251-1)에 제공하고 제2 광원(230)이 제2 광(L2)을 광 스캐너(250a)의 제7 반사면(251-7)에 제공하는 것을 시작으로 광 스캐너(250)가 스캔 동작을 수행할 수 있다. 광 스캐너(250)는 제1 광(L1)으로 제1 영역(11-1)의 스캔을 시작하고, 제2 광(L2)으로 제7 영역(11-7)의 스캔을 시작할 수 있다.
광 스캐너(250)가 회전하여 제1 광(L1)이 제2 반사면(251-2)에 제공되고 제2 광(L2)이 제8 반사면(251-8)에 제공되면, 광 스캐너(250)는 제1 광(L1)으로 제2 영역(11-2)을 스캔하고 제2 광(L2)으로 제8 영역(11-8)을 스캔할 수 있다. 광 스캐너(250)가 1/2 스캔 주기 동안 회전하면, 도 6b에 도시된 바와 같이, 광 스캐너(250)는 제1 광(L1)으로 제1 영역(11-1)에서 제4 영역(11-4)까지 순차적으로 스캔하고, 제2 광(L2)으로 제7 영역(11-7)에서 제3 영역(11-3)까지 순차적으로 스캔할 수 있다.
그리고, 광 스캐너(250)가 1 스캔 주기 동안 회전하면, 도 6c에 도시된 바와 같이, 광 스캐너(250)는 제1 광(L1)으로 제1 영역에서 제8 영역(11-1,.., 11-8)까지 스캔 범위(11) 전체를 스캔하고, 제2 광(L2)으로 제7 영역에서부터 제6 영역(11-7,.., 11-6)까지 스캔 범위(11) 전체를 스캔할 수 있다. 광 스캐너(250)가 하나라 할지라도 복수 개의 광이 제공되면 1 스캔 주기 동안 광 스캐너(250)는 스캔 범위(11)를 복수 회 스캔할 수 있다.
도 4에서 광 스캐너(250a)가 기계적 움직임으로 외부 공간을 스캔한다고 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 광 스캐너(250a)는 전기적 신호에 의해 외부 공간을 스캔할 수도 있다. 예를 들어, 광 스캐너(250a)는 입사되는 광의 위상을 변경시켜 광의 진행 경로를 변경시키는 광학 위상 어레이를 포함할 수도 있다. 광 스캐너(250)는 입사광의 위상을 변조하는 복수의 채널을 포함하는 광학 위상 어레이(optical phased array) 와 상기 복수의 채널 각각에 변조 신호를 인가하는 신호 입력부를 포함한다.
도 7은 일 실시예에 따른 광학 위상 어레이를 포함하는 광 스캐너를 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 광학 위상 어레이(OPA)는 복수의 채널(CH)을 포함할 수 있다. 복수의 채널(CH) 각각에서 입사광의 위상을 변경시키는 위상 변화 값이 설정될 수 있고, 이에 따라 입사광이 스티어링 되어 출사되는 방향이 조절될 수 있다.
광학 위상 어레이(OPA)의 복수의 채널(CH) 각각은 입사광에 대한 위상 변화 값이 전기적으로 조절될 수 있는 서브 파장의 형상 치수를 가지는 메타 소자를 포함할 수 있다.
또는, 광학 위상 어레이(OPA)는 입사광의 경로를 복수개의 경로로 분기하여 각각의 출력단(복수의 채널)을 향하게 하는 실리콘 포토닉스 기반의 광도파로일 수 있다. 이러한 광도파로는 분기된 복수개의 경로 각각에 구비되는 위상 지연자를 포함할 수 있고, 각 경로의 길이 및/또는 각 경로의 위상 지연자에서의 위상 지연 정도를 조절하여 입사광이 스티어링 되어 출사되는 방향이 조절될 수 있다.
광학 위상 어레이(OPA)는 입사광에 대해 각 채널에서 일어나는 위상 변화의 조합에 의해 정해지는 방향으로 광의 진행 경로를 변경시킨다. 위상 변화 값의 조합에 따라, 입사광이 스티어링 되어 출사되는 방향은 순차적으로 조절될 수 있다.
상기한 광 위상 어레이(OPA)에 위상이 서로 다른 제1 및 제2 광(L1, L2)이 입사되며, 제1 및 2 광(L1, L2)의 동일한 변조 신호에 의해 위상 변조가 발생한다 하더라도 제1 및 제2 광(L1, L2)의 입사시 위상이 서로 다르기 때문에 서로 다른 진행 경로로 외부 공간에 출사될 수 있다. 또는 입사 방향이 서로 다른 복수 개의 광이 광 위상 어레이에 입사됨으로써 서로 다른 진행 경로로 복수 개이 광은 외부 공간에 출사될 수도 있다.
한편, 광 수신부(120)는 외부 공간을 스캔하는 제1 및 제2 광(L1, L2) 중 외부 공간의 스캔 범위(11) 중 타겟점(target point)에 의해 반사된 광을 전기 신호, 예를 들어 전류로 변환하는 광 검출기(310)를 포함할 수 있다. 제1 광(L1) 중 타겟점(target point)에 의해 반사 또는 산란된 제1 광 즉, 타겟점(target point)에 대한 정보를 포함하는 제1 광을 제1 타겟광(L11)이라고 하고, 제2 광(L2) 중 타겟점에 의해 반사 또는 산란된 제2 광 즉, 타겟점(target point)에 대한 정보를 포함하는 제2 광을 제2 타겟광(L22)이라고 칭할 수 있다. 광 검출기(310)는 제1 타겟광(L11)을 검출하여 전기적 신호인 제1 타겟 신호를 출력하고, 제2 타겟광(L22)을 검출하여 전기적 신호인 제2 타겟 신호를 출력할 수 있다.
광 검출기(310)는 복수 개의 픽셀들이 어레이 형태로 배열될 수 있다. 복수 개의 픽셀들은 메트릭스 형태로 배열될 수 있다. 픽셀들 중 검출한 픽셀의 위치, 검출된 전기적 신호, 광 스캐너(250)의 스캔 정보, 제1 및 제2 광(L1, L2)의 광 특성 등을 기초로 검출된 전기적 신호가 제1 타겟광(L11)에 대응하는 제1 타겟 신호인지 제2 타겟광(L22)에 대응하는 제2 타겟 신호인지 결정될 수 있다.
픽셀들 각각은 바이어스 전압이 인가된 상태에서 동작하는 수광 소자일 수 있다. 예를 들어, 광 검출기(310)는 애벌런치 포토 다이오드(Avalanche Photo Diode;APD) 또는 싱글 포톤 애벌런치 다이오드(Single Photon Avalanche Diode;SPAD)를 포함할 수 있다. 광 검출기(310)는 APD 또는 SPAD중 어떤 수광 소자를 포함하는지에 따라 AFE(Analog Front End), TDC(Time Digital Counter) 등의 구체적 회로 구성을 다르게 가질 수 있다. 이러한 구체적인 회로 구성은 통상의 기술일 수 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.
광 수신부(120)는 출력된 전류를 전압으로 변환하는 전류-전압 변환 회로및 전압의 진폭을 증폭시키는 증폭기를 더 포함할 수 있다. 이외에도 광 수신부(120)는 타겟점에서 반사 또는 산란된 광들을 집광하는 렌즈 및 특정 주파수의 전기 신호를 필터링하는 필터, 예를 들어, 하이패스 필터를 더 포함할 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 광 수신부(120a)의 예를 도시한 도면이다.
광 수신부(120a)는 복수 개의 픽셀(312)를 포함하는 광 검출기(310)와 복수의 픽셀(312) 각각에서 검출된 광들의 비행 시간을 측정하기 위한 회로(330)를 포함할 수 있다.
비행 시간을 측정하기 이한 회로는 복수의 픽셀(312) 각각에서 출력된 전류를 전압으로 변환하는 복수의 전류-전압 변환 회로(331), 복수의 전류-전압 변환 회로(331) 각각에서 변환된 전압을 증폭하는 복수의 증폭기(333), 복수의 증폭기(333)에서 증폭된 신호에서 피크를 검출하는 복수의 피크 검출기(335) 및 피크를 이용하여 비행 시간을 결정하는 타임 카운터(337)를 포함할 수 있다.
복수의 전류-전압 변환 회로(331)는 복수의 픽셀(312) 각각에서 출력되는 전류 신호를 전압 신호로 변환할 수 있다.
복수의 증폭기(333)은 복수의 전류-전압 변환 회로(331) 각각에서 변환되는 전압 신호를 증폭할 수 있다.
복수의 피크 검출기(335)은 복수의 증폭기(333) 각각에서 증폭되는 전압 신호에서 피크를 검출할 수 있다. 예를 들어, 복수의 피크 검출기들(335)은 전기 신호의 상승 에지 및 하강 에지를 검출함으로써 피크를 검출할 수 있다. 또한, 복수의 피크 검출기(335)는 CFD(Constant Fraction Discriminator) 방식을 이용하여 피크를 검출할 수 있다. 복수의 피크 검출기(335)는 비교기를 더 포함할 수 있고, 검출된 피크를 펄스 신호로 출력할 수 있다.
복수의 타임 카운터(337)는 복수의 픽셀(312) 각각에서 검출되는 광의 비행 시간을 측정할 수 있다. 복수의 타임 카운터(337) 각각은, 복수의 피크 검출기(335) 각각에서 출력되는 펄스 신호가 입력되는 경우, 광원에 의한 광 조사 시점으로부터 클락 신호(clock signal)가 몇 주기 생성되었는지를 계산하여, 광의 비행 시간을 측정할 수 있다. 또한, 복수의 타임 카운터(337) 각각은 측정된 광의 비행 시간들 각각에 대한 정보를 레지스터에 저장할 수 있다. 복수의 타임 카운터(337) 각각은 TDC(Time to Digtal Converter)로 구현될 수 있다.
타임 카운터(337)에서의 측정 결과는 프로세서(130)로 전송되며, 프로세서(130)는 이를 이용하여, 스캔 범위(11)에 대한 프레임을 획득한다. 광 수신부(120)에서 출력된 결과는 스캔 범위(11)내에 있는 타겟점 각각에 대한 거리 정보를 포함하는 데이터로서 스캐닝 데이터라고 할 수 있다. 제1 타겟광(L11)에 대응하는 데이터를 제1 스캐닝 데이터라고 하고, 제2 타겟광(L22)에 대응하는 데이터를 제2 스캐닝 데이터라고 할 수 있다.
프로세서(130)는 광 수신부(120)에서 출력된 제1 및 제2 스캐닝 데이터를 이용하여 스캔 범위(11)에 대한 깊이 정보를 포함하는 프레임을 획득할 수 있다. 상기한 프레임은 제1 및 제2 스캐닝 데이터의 조합일 수도 있고, 제1 및 제2 스캐닝 데이터의 보정된 데이터일 수도 있고, 제1 및 제2 스캐닝 데이터를 기초로 3D 형상 모델링된 데이터일 수도 있다.
프로세서(130)는 상기한 프레임을 다른 유닛에 전송할 수 도 있다. 예를 들어, 라이다 장치(100)가 채용되는 무인 자동차, 드론 등과 같은 자율 구동 기기의 프로세서에 이러한 정보가 전송될 수 있다. 이외에도, 스마트폰, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 랩톱(laptop), PC, 다양한 웨어러블(wearable) 기기 및 기타 모바일 또는 비모바일 컴퓨팅 장치에서 이러한 정보가 활용될 수도 있다. 또는 일 실시예에 따른 프로세서(130)는 광 수신부(120)와 통신 가능한 다른 장치에 포함될 수도 있다.
프로세서(130)는 제1 및 제2 스캐닝 데이터로부터 프레임을 획득할 때, 제1 광(L1) 또는 제2 타겟광(L11)에 대응하는 제1 스캐닝 데이터와 제2 광(L2) 또는 제2 타겟광(L22)에 대응하는 제2 스캐닝 데이터를 구분하여 프레임을 획득할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 프레임을 획득하는 방법을 설명하는 도면이다.
프로세서(130)는, 광 수신부(120)에서 출력된 데이터가 제1 스캐닝 데이터인지 제2 스캐닝 데이터인지 구분할 수 있다(S510). 프로세서(130)는 광 검출기(310)의 검출 요소(312)의 위치, 제1 및 제2 광(L1, L2)의 광 특성, 제1 및 제2 광(L1, L2)의 입사 방향, 광 스캐너(250)의 스캔 정보(예를 들어, 반사면(251)의 틸트각, 스캔 주기, 반사면(251)의 개수 등), 제1 및 제2 광(L1, L2)의 구동 정보 등을 고려하여 출력된 신호가 제1 광(L1)에 기인한 것인지 제2 광(L2)에 기인한 것인지 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 광(L1, L2)의 듀티비가 서로 다른 경우, 프로세서(130)는 검출된 전기적 신호의 듀티비를 이용하여 검출된 전기적 신호가 제1 광(L1)에 기인한 것인지 제2 광(L2)에 기인한 것인지 결정할 수 있다. 또는 제1 및 제2 광(L1, L2)이 교번적으로 광 스캐너(250)에 제공된 경우, 프로세서(130)는 검출된 전기적 신호를 교번적으로 제1 및 제2 광(L1, L2)에 기인한 것으로 결정할 수 있다.
프로세서(130)는 광 스캐너(250)의 1 스캔 주기 동안의 제1 및 제2 스캐닝 데이터로부터 프레임을 획득할 수 있다(S520). 프로세서(130)는 1 스캔 주기 동안의 제1 스캐닝 데이터로부터 제1 광(L1)에 의한 제1 프리 프레임을 획득할 수 있다. 상기한 제1 프리 프레임은 1 스캔 주기 동안의 스캔 범위(11)내의 타겟점에 대한 거리 정보를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 1 스캔 주기 동안의 제1 스캐닝 데이터로부터 제2 광(L2)에 의한 제2 프리 프레임을 획득할 수 있다. 상기한 제2프리 프레임은 1 스캔 주기 동안의 스캔 범위(11)내의 타겟점에 대한 거리 정보를 포함할 수 있다.
프로세서(130)는 제1 프리 프레임과 제2 프리 프레임을 이용하여 프레임을 획득할 수 있다. 프로세서(130)는 제1 프리 프레임과 제2 프리 프레임에 상관도를 적용하여 프레임을 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 프리 프레임과 제2 프리 프레임의 각 대응하는 타겟점에 상호 상관 함수를 적용하여 그 값이 기준값 이상이면 유효 타겟점으로 결정하고, 그 값이 기준값 미만이면 유효하지 않는 타겟점으로 결정한다. 또는 제1 프리 프레임과 제2 프리 프레임의 각 대응하는 타겟점의 깊이 정보의 차가 기준값미만이면 유효 타겟점으로 결정하고, 상기한 차가 기준값 이상이면 유효하지 않는 타겟점으로 결정할 수 있다. 또는 제1 및 제2 프리 프레임 중 어느 하나에는 타겟점이 존재하나 나머지 하나에는 타겟점이 존재하지 않으면 유효하지 않는 타겟점으로 결정할 수도 있다.
그리고, 프로세서(130)는 유효 타겟점들의 깊이 정보를 포함하는 프레임을 획득할 수 있다. 유효 타겟점이 스캔 범위(11)내의 동일한 지점인 경우, 프로세서(130)는 유효 타겟점들의 깊이 정보의 평균값을 포함하도록 프레임을 획득할 수도 있다. 제1 및 제2 프리 프레임의 각 타겟점이 일치하지 않을 수도 있다. 제1 및 제2 프리 프레임의 각 타겟점이 일치하지 않는 경우, 프로세서(130)는 각 유효 타겟점의 깊이 정보를 포함하는 프레임을 획득할 수도 있다.
도 10는 일 실시예에 따른 프레임을 획득하는 방법을 설명하는 참조도면이다. 도 10의 (i)에 도시된 바와 같이, 프로세서(130)는 제1 스캐닝 데이터로부터 제1 프리 프레임(PF1)을 획득할 수 있고, 도 10의 (ii)에 도시된 바와 같이, 제2 스캐닝 데이터로부터 제2 프리 프레임(PF2)을 획득할 수 있다.
한편, 임의의 타겟점(610)이 제1 프리 프레임(PF1)에 포함되어 있으나 제2 프리 프레임(PF2)에는 포함되어 있지 않을 수 있다. 상기한 타겟점(610)은 제1 프리 프레임(PF1)과 제2 프리 프레임(PF2)에 상관도를 적용하면 유효하지 않는 타겟점으로 결정된다. 상기한 타겟점(610)은 다른 라이다 장치(100)에서 제공되는 것으로서 제1 광(L1)과 광 정보가 동일할 수 있으나, 프로세서(130)는 제1 프리 프레임(PF1)과 제2 프리 프레임(PF2)에 상관도를 적용하여 상기한 타겟점(610)을 노이즈로 결정할 수 있다.
그리하여, 프로세서(130)는 도 10의 (iii)에 도시된 바와 같은, 유효하지 않는 타겟점(610)을 제외한 프레임(F)을 획득할 수 있다. 상기와 같이, 예를 들어, 프로세서(130)는 제1 프리 프레임(PF1)과 제2 프리 프레임(PF2)의 대응하는 타겟점에 대한 깊이 정보의 평균값인 유효 타겟점들(EP)을 포함하는 프레임(F)을 획득할 수 있다. 도 10의 (iii)에서는 제1 및 제2 프리 프레임(PF1, PF2)의 각 타겟점(P1, P2)이 일치한 경우의 프레임을 도시하였다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 제1 및 제2 프리 프레임(PF1, PF2)의 각 타겟점이 일치하지 않을 수도 있다.
도 11은 다른 실시예에 따른 프레임을 획득하는 방법을 설명하는 참조도면이다. 도 11의 (i)와 도 11의 (ii)에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 프리 프레임(PF1, PF2)은 각 타겟점(P1, P2)이 일치하지 않을 수도 있다. 프로세서(130)는 제1 프리 프레임(PF1)과 제2 프리 프레임(PF2)에 상관도를 적용하여 유효 타겟점(EP)을 결정할 수 있다. 그리고, 도 11의 (iii)에 도시된 바와 같이, 유효 타겟점(EP)의 깊이 정보를 포함하는 프레임(Fa)을 획득할 수 있다. 이와 같이 획득된 프레임은 제1 및 제2 프리 프레임(PF1, PF2)보다 공간 해상도가 높아질 수 있다.
프로세서(130)가 제1 및 제2 스캐닝 데이터를 구분하여 프레임을 획득한다고 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 프로세서(130)는 제1 제1 및 제2 스캐닝 데이터의 구분없이 프레임을 획득할 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 스캔 주기를 이용하여 프레임을 획득할 수 있다.
도 12는 다른 실시예에 따른 프레임을 획득하는 방법을 설명하는 생성하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 13은 도 12의 프레임을 획득하는 방법을 설명하는 참조도면이다.
프로세서(130)는 1/2 스캔 주기 동안 제3 스캐닝 데이터를 광 수신부(120)로부터 수신하여 제3 프리 프레임을 획득할 수 있다(S710). 상기한 제3 스캐닝 데이터는 제1 광(L1)에 기초한 제1 스캐닝 데이터와 제2 광(L2)이 기초한 제2 스캐닝 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 스캐너(250)는 스캔 범위(11)를 수직 방향으로 이등분하고, 1/2 스캔 주기 동안 제1 광(L1)으로 스캔 범위(11)의 상부 영역을 스캔하고, 제2 광(L2)으로 스캔 범위(11)의 하부 영역을 스캔할 수 있다. 광 수신부(120)는 스캔 범위(11)에서 반사된 제1 타겟광 및 제2 타겟광(L11, L22)을 검출하고, 그에 대응하여 깊이 정보를 포함하는 제1 및 제2 스캐닝 데이터를 출력할 수 있다.
프로세서(130)는 광 검출기(310)의 검출 요소(312)의 위치, 제1 및 제2 광(L1, L2)의 입사 방향, 광 스캐너(250)의 스캔 정보(예를 들어, 반사면(251)의 틸트칵, 스캔 주기, 반사면(251)의 개수 등) 등을 고려하여 제1 및 제2 스캐닝 데이터의 타겟점의 위치를 결정한다. 그리고, 도 13의 (i)에 도시된 바와 같이 제3 프리 프레임(PF3)을 획득할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(130)는 제1 스캐닝 데이터에 기초한 제1 영역과 제2 스캐닝 데이터에 기초한 제2 영역을 포함하는 제3 프리 프레임(PF3)을 획득할 수 있다.
그리고, 다음 1/2 스캔 주기 동안 프로세서(130)는 제4 스캐닝 데이터를 광 수신부(120)로부터 수신할 수 있다. 상기한 제4 스캐닝 데이터는 제1 광(L1)에 기초한 제1 스캐닝 데이터와 제2 광(L2)이 기초한 제2 스캐닝 데이터를 포함할 수 있다. 도 13의 (ii)에 도시된 바와 같이, 프로세서(130)는 제2 스캐닝 데이터에 기초한 제1 영역과 제1 스캐닝 데이터에 기초한 제2 영역을 포함하는 제4 프리 프레임(PF4)을 획득할 수 있다.
그리고, 프로세서(130)는 제3 프리 프레임(PF3)과 제4 프리 프레임(PF4)을 이용하여 프레임을 획득할 수 있다. 예를 들어, 제3 프리 프레임(PF3)과 제4 프리 프레임(PF4)에 상관도를 적용하여 프레임(F)을 획득할 수 있다. 도 13의 (iii)는 제3 프리 프레임(PF3)과 제4 프리 프레임(PF4)으로부터 획득된 프레임(F)이 도시되어 있다. 상기와 같이 광 스캐너(250)가 제1 및 제2 광(L1, L2)이 1/2 스캔 주기 동안 서로 중첩되지 않는 영역을 스캔하는 경우, 프로세서(130)는 제1 및 제2 광(L1, L2)의 구분없이 프레임(F)을 획득할 수 있다. 상기한 프레임 획득은 크로스토크를 개선할 뿐만 아니라 시간 해상도를 증가시킬 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 시간 해상도가 증가된 프레임 획득 방법을 설명하는 참조도면이다. 광 스캐너(250)가 제1 및 제2 광(L1, L2)이 1/2 스캔 주기 동안 서로 중첩되지 않는 영역을 스캔하는 경우, 프로세서(130)는 1/2 스캔 주기(T/2) 간격으로 프리 프레임들(PF3, PF4, PF5)을 획득할 수 있다. 그리하여, 스캔 시작 후 1 스캔 시간에는 프로세서는 두 개의 프리 프레임(PF3, PF4)으로부터 첫번째 프레임(First Frame)을 획득할 수 있다. 그리고, 다음 1/2 스캔 시간(T/2) 동안 또 다른 하나의 프리 프레임(PF5)을 획득할 수 있는 바, 두 개의 프리 프레임(PF4, PF5)으로부터 두번째 프레임(Second Frame)을 획득할 수 있다. 즉, 프로세서(130)는 1/2 스캔 시간마다 프레임을 획득할 수 있는 바, 프레임을 획득하는 시간은 스캔 주기보다 짧아진다. 그리하여, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 시간 해상도가 증가할 수 있다.
상기한 시간 해상도는 제공되는 광의 개수에 비례할 수 있다. 도 15는 다른 실시예에 따른 시간 해상도가 증가된 프레임 획득 방법을 설명하는 참조도면이다. 광 스캐너(250)가 제1 내지 제3 광을 1/3 스캔 주기(T/3) 동안 서로 중첩되지 않는 영역을 스캔하는 경우, 프로세서(130)는 1/3 스캔 주기(T/3) 간격으로 프리 프레임을 획득할 수 있다. 그리하여, 스캔 시작 후 1 스캔 시간에는 첫번째 프레임을 획득하지만 그 다음 1/3 스캔 시간에는 두번째 프레임을 획득할 수 있다. 그리하여, , 프로세서(130)는 1/3 스캔 주기(T/3) 간격으로 프레임을 획득할 수 있어, 시간 해상도가 높아질 수 있다.
실시예들에 따른 라이다 장치(100)의 제어 방법은, 프로세서(130), 프로그램 데이터를 저장하고 실행하는 메모리, 디스크 드라이브와 같은 영구 저장부(permanent storage), 외부 장치와 통신하는 통신 포트, 터치 패널, 키(key), 버튼 등과 같은 사용자 인터페이스 장치 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 상기 프로세서(130)상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다. 여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서(130)에서 실행될 수 있다.
실시예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예는 하나 이상의 마이크로프로세서(130)들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서(130)들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 실시 예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. "매커니즘", "요소", "수단", "구성"과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서(130) 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
실시예들에서 설명하는 특정 실행들은 예시들로서, 어떠한 방법으로도 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다.
이제까지 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 실시예에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형상으로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 일 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 라이다 장치
110: 광 송신부
120: 광 수신부
130: 프로세서
210: 제1 광원
230: 제2 광원
250, 250a: 광 스캐너

Claims (25)

  1. 라이다(Light Detection And Ranging: LiDAR) 장치에 있어서,
    입사되는 광의 진행 경로를 시간에 따라 순차적으로 변경함으로써 외부 공간의 일정 범위를 주기적으로 스캔하는 광 스캐너;
    제1 광을 제1 입사 방향으로 상기 광 스캐너에 제공하는 제1 광원; 및
    제2 광을 상기 제1 입사 방향과 다른 제2 입사 방향으로 상기 광 스캐너에 제공하는 제2 광원;을 포함하고,
    상기 광 스캐너의 1 스캔 주기 동안 상기 광 스캐너는 상기 제1 및 제2 광을 이용하여 상기 일정 범위를 복수 회 스캔하는 라이다 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 광원 및 제2 광원 각각은,
    상기 제1 및 제2 광을 불연속적으로 상기 광 스캐너에 제공하는 라이다 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은,
    제1 및 제2 광을 동시 또는 교번적으로 상기 광 스캐너에 제공하는 라이다 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광 스캐너는,
    중심축을 기준으로 회전함으로써 상기 입사되는 광의 진행 경로를 시간에 따라 순차적으로 변경시키는 라이다 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 광 스캐너의 스캔 주기는
    상기 광 스캐너의 회전 주기이하인 라이다 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 광 스캐너는,
    상기 광 스캐너의 중심축에 대해 나란하거나 경사진 복수 개의 반사면을 포함하는 라이다 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 복수 개의 반사면 중 적어도 두 개의 반사면은 틸트각이 서로 다른 라이다 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 복수 개의 반사면 중 이웃하는 반사면은 틸트각이 서로 다른 라이다 장치.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 광원이 상기 제1 광을 상기 복수 개의 반사면 중 제1 반사면에 제공하는 동안 상기 제2 광원은 상기 제2 광을 상기 복수 개의 반사면 중 상기 제1 반사면과 다른 제2 반사면에 제공하는 라이다 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 반사면은,
    상기 제1 광을 시간에 따라 순차적으로 서로 다른 방향으로 반사시킴으로써 상기 일정 범위 중 제1 영역을 스캔하고,
    상기 제2 반사면은
    상기 제2 광을 시간에 따라 순차적으로 서로 다른 방향으로 반사시킴으로써 상기 일정 범위 중 상기 제1 영역과 다른 제2 영역을 스캔하는 라이다 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 중첩되지 않는 라이다 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 상기 회전축과 나란한 방향으로 배열된 라이다 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 광 중 상기 일정 범위에서 반사된 광과 상기 제2 광 중 상기 일정 범위에서 반사된 광을 검출하는 광 수신부; 및
    상기 광 수신부로부터 검출된 결과를 이용하여 상기 일정 범위에 대한 깊이 정보를 포함하는 프레임을 획득하는 프로세서;를 더 포함하는 라이다 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 광 수신부로부터 검출된 결과 중 제1 광에 대응하는 상기 일정 범위에 대한 깊이 정보를 포함하는 제1 프리 프레임와 상기 제2 광에 대응하는 상기 일정 범위에 대한 깊이 정보를 포함하는 제2 프리 프레임을 획득하고,
    상기 제1 및 제2 프리 프레임을 이용하여 상기 프레임을 획득하는 라이다 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 및 제2 프리 프레임에 상관도를 적용하여 상기 프레임을 획득하는 라이다 장치.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    제1 시간 동안 상기 광 수신부로부터 검출된 결과를 이용하여 상기 일정 범위에 대한 깊이 정보를 포함하는 제3 프리 프레임을 획득하고,
    상기 제1 시간의 다음 시간인 제2 시간 동안 상기 광 수신부로부터 검출된 결과를 이용하여 상기 일정 범위에 대한 깊이 정보를 포함하는 제4 프리 프레임을 획득하며,
    상기 제3 및 제4 프리 프레임을 이용하여 상기 프레임을 획득하는 라이다 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제3 및 제4 프리 프레임은 상기 제1 및 제2 광 모두에 대응하는 깊이 정보를 포함하는 라이다 장치.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 시간의 크기는,
    상기 광 스캐너의 1/2 스캔 주기와 같은 라이다 장치.
  19. 라이다(Light Detection And Ranging: LiDAR) 장치의 동작 방법에 있어서,
    제1 및 제2 광을 광 스캐너에 제공하는 단계; 및
    상기 광 스캐너는 상기 제1 및 제2 광의 진행 경로를 시간에 따라서 순차적으로 변경시킴으로써 상기 광 스캐너의 1 스캔 주기 동안 상기 제1 및 제2 광으로 외부 공간의 일정 범위를 복수 회 스캔하는 단계;를 포함하고,
    상기 광 스캐너는 상기 제1 광으로 상기 일정 범위 중 제1 영역을 스캔하는 동안 상기 제2 광으로 상기 일정 범위 중 상기 제1 영역과 중첩되지 않는 제2 영역을 스캔하는 라이다 장치의 동작 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 스캔하는 단계는,
    상기 제1 광으로 제2 영역을 스캔하는 동안 상기 제1 광으로 상기 제2 영역을 스캔하는 라이다 장치의 동작 방법.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 제공하는 단계는,
    상기 제1 광을 제1 입사 방향으로 상기 스캐너에 제공하고, 상기 제2 광을 상기 제1 입사 방향과 다른 제2 입사 방향으로 상기 광 스캐너에 제공하는 라이다 장치의 동작 방법.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 제공하는 단계는,
    제1 및 제2 광을 동시 또는 교번적으로 상기 광 스캐너에 제공하는 라이다 장치의 동작 방법.
  23. 제 19항에 있어서,
    상기 제1 광 중 상기 일정 범위에서 반사된 광과 상기 제2 광 중 상기 일정 범위에서 반사된 광을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 결과를 이용하여 상기 일정 범위에 대한 깊이 정보를 포함하는 프레임을 획득하는 단계;를 더 포함하는 라이다 장치의 동작 방법.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 프레임을 획득하는 단계는,
    상기 검출된 결과 중 제1 광에 대응하는 상기 일정 범위에 대한 제1 프리 프레임와 상기 제2 광에 대응하는 상기 일정 범위에 대한 제2 프리 프레임을 획득하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 프리 프레임을 이용하여 상기 프레임을 획득하는 단계;를 포함하는 라이다 장치의 동작 방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 프레임은,
    상기 제1 및 제2 프리 프레임에 상관도를 적용하여 획득되는 라이다 장치의 동작 방법.
KR1020190118377A 2019-09-25 2019-09-25 라이다 장치 및 그 동작 방법 KR20210036200A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190118377A KR20210036200A (ko) 2019-09-25 2019-09-25 라이다 장치 및 그 동작 방법
US16/825,234 US11808890B2 (en) 2019-09-25 2020-03-20 Distance measuring device and method of measuring distance by using the same
CN202010210261.1A CN112558090A (zh) 2019-09-25 2020-03-23 距离测量设备和通过使用距离测量设备测量距离的方法
EP20178540.9A EP3798670A1 (en) 2019-09-25 2020-06-05 Distance measuring device and method of measuring distance by using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190118377A KR20210036200A (ko) 2019-09-25 2019-09-25 라이다 장치 및 그 동작 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210036200A true KR20210036200A (ko) 2021-04-02

Family

ID=71016439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190118377A KR20210036200A (ko) 2019-09-25 2019-09-25 라이다 장치 및 그 동작 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11808890B2 (ko)
EP (1) EP3798670A1 (ko)
KR (1) KR20210036200A (ko)
CN (1) CN112558090A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4321897A4 (en) * 2021-04-29 2024-06-05 Huawei Tech Co Ltd LASER DETECTION DEVICE AND CONTROL METHOD AND CONTROL DEVICE THEREFOR AND TERMINAL DEVICE

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4314884A1 (en) * 2021-05-21 2024-02-07 Innovusion, Inc. Movement profiles for smart scanning using galvonometer mirror inside lidar scanner
CN117233783B (zh) * 2023-11-14 2024-01-12 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种激光雷达光通信一体化系统

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012101811B3 (de) * 2012-03-05 2012-11-22 Sick Ag Lichtquelle für einen Sensor und entfernungsmessender optoelektronischer Sensor
JP2014052366A (ja) 2012-08-06 2014-03-20 Ricoh Co Ltd 光計測装置、車両
JP6000074B2 (ja) 2012-11-08 2016-09-28 三菱電機株式会社 画像レーダ処理装置及び画像レーダ処理方法
JP6292772B2 (ja) 2013-06-05 2018-03-14 三菱電機株式会社 レーダ画像処理装置及びレーダ画像処理方法
KR20240051293A (ko) 2016-09-20 2024-04-19 이노비즈 테크놀로지스 엘티디 Lidar 시스템 및 방법
KR102429879B1 (ko) 2017-09-13 2022-08-05 삼성전자주식회사 라이다 장치 및 이의 동작 방법
EP3460520B1 (en) 2017-09-25 2023-07-19 Hexagon Technology Center GmbH Multi-beam laser scanner
US11194022B2 (en) 2017-09-29 2021-12-07 Veoneer Us, Inc. Detection system with reflection member and offset detection array
KR102664391B1 (ko) 2018-08-07 2024-05-08 삼성전자주식회사 광 스캐너 및 이를 포함하는 라이다 시스템
US20200103504A1 (en) * 2018-10-02 2020-04-02 GM Global Technology Operations LLC Multiple photonic chip lidar system architecture
KR20240033176A (ko) * 2019-01-04 2024-03-12 오로라 오퍼레이션스, 인크. 굴절 빔 조향 방법 및 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4321897A4 (en) * 2021-04-29 2024-06-05 Huawei Tech Co Ltd LASER DETECTION DEVICE AND CONTROL METHOD AND CONTROL DEVICE THEREFOR AND TERMINAL DEVICE

Also Published As

Publication number Publication date
CN112558090A (zh) 2021-03-26
US11808890B2 (en) 2023-11-07
EP3798670A1 (en) 2021-03-31
US20210088631A1 (en) 2021-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11550056B2 (en) Multiple pixel scanning lidar
US20210181317A1 (en) Time-of-flight-based distance measurement system and method
US20220043118A1 (en) Processing time-series measurements for lidar accuracy
EP3465266B1 (en) Optical system for object detection and location
US10120066B2 (en) Apparatus for making a distance determination
JP2024010030A (ja) Ｌｉｄａｒデータ収集及び制御
US20180267151A1 (en) LIDAR Based 3-D Imaging With Structured Light And Integrated Illumination And Detection
TW201805591A (zh) 用於在一光學系統中量測參考及返回光束之系統及方法
US11435446B2 (en) LIDAR signal acquisition
CN110914705A (zh) 集成lidar照明功率控制
US11808890B2 (en) Distance measuring device and method of measuring distance by using the same
US20220277467A1 (en) Tof-based depth measuring device and method and electronic equipment
JP6990158B2 (ja) 距離計測装置、及び距離計測方法
EP3848722A1 (en) Lidar device and method of operating the same
US11415671B2 (en) Interference detection and mitigation for lidar systems
US11536806B2 (en) Light detection and ranging device and method of driving the same
IL269455B2 (en) Time of flight sensor
US11422263B2 (en) Range estimation for light detecting and ranging (LIDAR) systems
KR20200102900A (ko) 라이다 장치
US20220043156A1 (en) Configurable memory blocks for lidar measurements
US20210256740A1 (en) Method for increasing point cloud sampling density, point cloud processing system, and readable storage medium
WO2019151059A1 (ja) 画像処理装置、測距装置、撮像装置、画像処理方法及び記憶媒体
US20190212421A1 (en) Laser Scanning Devices and Methods for Extended Range Depth Mapping
US20220155442A1 (en) Light detection device, lidar device including the same, and method of measuring distance
US12000963B2 (en) LiDAR device and method of operating the same

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal