KR20210053752A - 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법은, 상기 스캐닝 라이다의 복수의 레이저 광 발사 시점 중에서 최초 발사 시점을 지정하는 초기값 설정 단계, 상기 복수의 레이저 광 발사 시점 중에서 상기 최초 발사 시점 이후의 레이저 광 발사 시점을 지정하는 지정값 증가 단계, 미리 마련된 오차 알고리즘에 상기 지정된 레이저 광 발사 시점을 적용하여 상기 측정 시간 간격의 오차 여부를 판단하는 오차 판단 단계, 및 상기 측정 시간 간격에 오차가 발생한 것으로 판단되면, 미리 마련된 보정 알고리즘을 이용하여 상기 측정 시간 간격의 오차를 보정하는 오차 보정 단계를 포함한다.

Description

스캐닝 라이다의 오차 보정 방법{ERROR CORRENCTION METHOD OF SCANNING LIDAR}
본 발명은 라이다 시스템에 관한 것으로, 일례로 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법에 관한 것이다.
스캐닝 라이다(Scanning LiDAR)는 모터를 이용하여 등속도 회전하고, 등속도 회전 중에 레이저(Laser) 광을 발사하고 물체로부터 반사된 반사광을 수신하여 회전각 안의 물체에 대한 위치 정보를 측정한다. 이렇게 얻어진 물체의 위치 정보는 기준 위치로부터의 각도 정보(degree)와 거리 정보(distance)로 구성된다.
스캐닝 라이다는, 물체가 있는 위치를 정확히 판단하기 위해서 매우 짧은 시간 간격으로 레이저 광 발사가 이루어져야 하는데, 이를 위해 라이다 제어장치의 타이머 인터럽트(Timer Interrupt)를 이용하거나 또는 반도체를 이용하고 있다.
그러나, 타이머 인터럽트의 인터럽트 태스크(Interrupt task)가 과다하거나 또는 반도체 동작속도의 저하 등으로 인하여 일정한 시간 간격으로 레이저 광 발사가 이루어지지 않을 시에는, 물체의 위치 정보에 왜곡이 발생하여 스캐닝 측정결과에 왜곡 현상이 나타나는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1962398호
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 모터를 통한 등속도 회전 중에 일정한 시간 간격으로 레이저 광 발사가 이루어져야 하는 스캐닝 라이다의 측정 시간 간격을 TDC를 이용하여 측정하고, 측정 시간 간격의 오차 여부를 판단하고, 오차 발생시 물체 측정 위치를 보정함으로써 측정 결과에 왜곡이 발생하는 것을 방지하는 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법은, 모터에 의해 적어도 일부가 회전 구동되는 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법에 있어서, 상기 스캐닝 라이다의 이론적인 측정 시간 간격인 시간간격 기대값과 상기 스캐닝 라이다의 실제 측정 시간 간격인 시간간격 측정값 사이의 측정 시간 오차를 산출하는 오차 판단 단계; 및 상기 측정 시간 오차에 따라 상기 스캐닝 라이다의 측정 위치를 보정하는 오차 보정 단계;를 포함한다.
상기 시간간격 측정값을 산출하는데 이용된 상기 스캐닝 라이다의 복수의 레이저 광 발사 시점 중에서 최초 발사 시점을 지정하는 초기값 설정 단계; 상기 복수의 레이저 광 발사 시점 중에서 상기 최초 발사 시점 이후 적어도 하나의 레이저 광 발사 시점을 지정하는 지정값 증가 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 오차 판단 단계는, 상기 지정된 레이저 광 발사 시점과 상기 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 시점의 차이를 구하고, 그 차이 결과와 상기 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 시점의 차이를 한번 더 구하고 나서, 그 결과의 절대값을 산출할 수 있다.
상기 오차 판단 단계는, 상기 절대값이 허용 오차를 초과하는 경우, 상기 시간간격 측정값에 오차가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 오차 판단 단계는, 하기 수학식을 기반으로 한 오차 알고리즘에 따라,
[수학식]
Figure pat00001
(수학식에서, ti는 시간간격 측정값에 따른 레이저 광 발사 시점이고, te는 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 시점이고, tc는 허용 오차이다.)상기 시간간격 측정값의 오차 여부를 판단할 수 있다.
상기 오차 보정 단계는, 상기 지정된 레이저 광 발사 시점과 상기 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 시점을 이용하여 오차 비율을 산출하고, 상기 오차 비율을 미리 마련된 보정 알고리즘에 적용하여 상기 스캐닝 라이다의 측정 위치를 보정할 수 있다.
상기 오차 보정 단계는, 상기 지정된 레이저 광 발사 시점과 상기 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 시점의 차이를 구하고, 그 차이 결과를 상기 시간간격 기대값에 따른 레이저 발사 시점으로 나누어 상기 오차 비율을 산출할 수 있다.
상기 오차 보정 단계는, 하기 수학식에 따라,
[수학식]
Figure pat00002
(수학식에서, r은 오차 비율이고, ti는 상기 지정된 레이저 광 발사 시점이고, te는 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 시점이다.)상기 오차 비율을 산출할 수 있다.
상기 오차 보정 단계는, 상기 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 각도와 상기 오차 비율을 이용하여 상기 지정된 레이저 광 발사 시점에 대응하는 레이저 광 발사 각도를 산출할 수 있다.
상기 오차 보정 단계는, 상기 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 각도와 상기 최초 발사 시점에서의 레이저 광 발사 각도의 차이를 구하고, 그 차이에 상기 오차 비율을 곱하고, 곱한 결과값에 상기 최초 발사 시점에서의 레이저 광 발사 각도를 더함으로써 상기 지정된 레이저 광 발사 시점에 대응하는 레이저 광 발사 각도를 산출할 수 있다.
상기 오차 보정 단계는 하기 수학식을 기반으로 하는 상기 보정 알고리즘에 따라,
[수학식]
Figure pat00003
(수학식에서, d(i)는 변수 i에 따른 레이저 광 발사 시점에서 오차 보정된 레이저 광 발사 각도이고, de는 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 각도이고, d0는 최초 발사 시점 t0에서의 레이저 광 발사 각도이고, r은 오차 비율이다.) 상기 지정된 레이저 광 발사 시점에 대응하는 레이저 광 발사 각도를 산출할 수 있다.
상기 지정값 증가 단계는, 상기 오차 판단 단계 또는 상기 오차 보정 단계 이후에 상기 지정된 레이저 광 발사 시점 이후 적어도 하나의 레이저 광 발사 시점을 새롭게 지정할 수 있다.
상기 지정값 증가 단계, 상기 오차 판단 단계, 및 오차 보정 단계는, 상기 복수의 레이저 광 발사 시점 중에서 마지막 레이저 광 발사 시점에 대한 오차 판단 및 보정이 이루어질 때까지 반복 수행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법에 의하면, 측정 시간 간격의 오차 발생시, 물체 측정 위치를 보정함으로써 측정 시간 간격의 오차로 인해 발생하는 스캐닝 라이다의 측정 결과의 왜곡을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 2D 스캐닝, 3D 스캐닝, 및 레이더(radar) 등에도 폭 넓게 적용될 수 있는 효과가 있다.
또한, 자율주행차량에 적용되는 경우, 스캐닝 라이다의 측정 결과(도로 상황)의 왜곡에 따른 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 스캐닝 라이다의 측정 결과에 왜곡이 발생하는 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스캐닝 라이다의 블록도이다.
도 3은 시간간격 기대값과 시간간격 측정값의 비교 설명도이다.
도 4는 스캐닝 라이다의 측정 시간 간격에 대한 오차 보정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법의 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 스캐닝 라이다의 측정 결과에 왜곡이 발생하는 상황을 설명하기 위한 도면이다. 도 1의 (a)는 일반적인 스캐닝 라이다의 물체 측정 상황을 보여주는 도면이다. 도 1의(b)는 스캐닝 라이다의 측정 시간 간격의 오차에 따른 물체 측정 상황을 보여주는 도면이다. 도 1의(c)는 스캐닝 라이다의 측정 시간 간격의 오차에 따른 왜곡된 측정 결과를 보여주는 도면이다.
도 1의(a)에서, 스캐닝 라이다(100)는 모터 구동을 통해 등속도 회전한다. 스캐닝 라이다(100)는, 등속도 회전 중에 일정한 시간 간격으로 레이저 광(L)을 발사하고, 물체(OB)의 표면 포인트(P)를 맞고 반사되어 돌아오는 반사광을 수신하여 물체(OB)의 정확한 위치 정보를 획득한다. 물체(OB)의 위치 정보는 기준 위치로부터의 각도 정보(θ)와 거리 정보(D)를 포함한다.
반면에 도 1의(b)에서, 스캐닝 라이다(100)는, 타이머 인터럽트의 인터럽트 태스크가 과다하거나 또는 반도체 동작속도의 저하 등으로 인해 오차가 발생한 측정 시간 간격에 따라 레이저 광(L)을 발사한다. 스캐닝 라이다(100)는, 등속도 회전 중에 오차가 발생한 측정 시간 간격에 따라 레이저 광(L)을 발사하고, 물체(OB)의 표면 포인트(P)를 맞고 반사되어 돌아오는 반사광을 수신하여 물체(OB)의 위치 정보를 획득한다. 이때 획득한 물체(OB)의 위치 정보에는 왜곡이 발생하게 된다.
도 1의(c)에서, 스캐닝 라이다(100)는, 물체(OB)의 실제 위치 정보가 아닌 왜곡된 물체(ER)의 위치 정보를 획득하게 된다. 이러한 왜곡된 물체(ER)의 위치 정보는, 스캐닝 라이다(100)가 적용되는 기술 분야에서 심각한 문제를 야기할 수 있으므로, 올바른 보정이 필요하다.
이하에서는, 측정 시간 간격의 오차 발생을 감지하고 이를 보정함으로써 왜곡된 물체의 위치 정보를 획득하는 것을 방지할 수 있는 스캐닝 라이다의 구성에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스캐닝 라이다의 블록도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스캐닝 라이다(100)는 광송신부(110), 거리측정부(120), 및 오차보정부(130)를 포함할 수 있다. 스캐닝 라이다(100)는 상술한 구성 이외에 반사광을 수신하는 광수신부(미도시), 광수신부에서 수신한 반사광을 전처리하는 전처리부(미도시), 및 스캐닝 라이다(100)를 회전 구동하는 모터(미도시) 등을 더 포함할 수 있다. 이하에서는, 스캐닝 라이다(100)의 일반적인 구성에 대한 상세 설명은 생략한다.
광송신부(110)는, 레이저 펄스 신호를 생성한다. 광송신부(110)는 레이저 펄스 신호에 대응하는 레이저 광을 발사하도록 레이저 다이오드(미도시)를 제어할 수 있다. 이때 광송신부(110)는 레이저 펄스 신호를 거리측정부(120)에 전달할 수 있다. 이를 통해 광송신부(110)는 레이저 펄스 신호에 따른 레이저 광 발사 시점을 거리측정부(120)에 제공할 수 있다.
거리측정부(120)는 레이저 광 발사 시점과 레이저 광 수신 시점 사이의 시간 간격을 이용하여 물체의 위치 정보를 측정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 거리측정부(120)는 TDC(Time to Digital converter)를 이용하여 물체와의 거리를 측정하도록 구성될 수 있다.
거리측정부(120)는 광송신부(110)로부터 복수의 레이저 펄스 신호를 전달받을 수 있다. 거리측정부(120)는 광송신부(110)로부터 전달받는 복수의 레이저 펄스 신호를 통해 복수의 레이저 광 발사 시점을 산출할 수 있다. 거리측정부(120)는 복수의 레이저 광 발사 시점을 이용하여 측정 시간 간격을 산출할 수 있다. 이하, 거리측정부(120)에서 산출한 측정 시간 간격은 시간간격 측정값으로 정의한다.
오차보정부(130)는, 거리측정부(120)에서 산출한 시간간격 측정값의 적합성을 판단할 수 있다. 오차보정부(130)는 스캐닝 라이다(130)를 회전시키는 모터의 동작(회전) 속도와 분해능(Resolution)을 기반으로 한 측정 시간 간격에 대한 시간간격 기대값을 보유할 수 있다. 오차보정부(130)는 시간간격 기대값을 이용하여 거리측정부(120)에서 산출한 시간간격 측정값의 오차 여부를 판단할 수 있다. 오차보정부(130)는 시간간격 측정값의 오차 발생시, 미리 마련된 보정 알고리즘을 통해 시간간격 측정값의 오차를 보정할 수 있다. 오차보정부(130)는 오차 보정된 시간간격 측정값을 거리측정부(120)에 전달할 수 있다. 거리측정부(120)는 오차 보정된 시간간격 측정값을 기반으로 물체의 위치 정보를 측정할 수 있다.
도 3은 시간간격 기대값과 시간간격 측정값의 비교 설명도이다.
도 3을 참고하면, 오차보정부(130)는, 앞서 설명한 바와 같이 모터의 동작 속도와 분해능에 따라 1회의 측정 시간 간격에 대한 시간간격 기대값을 추정할 수 있고, 오차보정부(130)에서 보유한 시간간격 기대값은 t0 에서 t1까지의 시간이다. 일 실시예에 있어서, 거리측정부(120)에서 광송신부(110)로부터 복수의 레이저 펄스 신호를 전달받아 산출한 시간간격 측정값은 t0 내지 t2까지의 시간이라고 가정한다. 이때 오차비율 r = t2/t1 이다.
거리측정부(120)에서 산출한 시간간격 측정값에 오차가 발생한 경우, 물체 위치 정보에 대한 스캐닝 라이다(100)의 측정 결과가 등 간격으로 화면에 출력되거나, 또는 측정 결과를 이용한 별도의 연산 프로그램에 오류가 발생할 수 있다.
이하에서는, 상술한 문제를 방지하기 위한 시간간격 측정값의 오차 보정 방법에 대해 설명한다.
도 4는 거리측정부(120)에서 산출한 시간간격 측정값에 대한 오차 보정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3 및 도 4를 참고하면, t0 시점의 측정 각도(d0)(시작점), t1 시점의 측정 각도(d1)(보정전 측정 각도), 및 t2 시점의 측정 각도(d2)(실제 각도 또는 보정후 측정 각도)를 확인할 수 있다.
여기서, 시간간격 측정값 t2 시점의 측정 각도 d2는, 하기 수학식 1에 따라 산출될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00004
수학식 1에서, d2는 보정 후 측정 각도이고, d1은 보정 전 측정 각도이고, d0은 측정 시간 t0의 측정 각도이고, r은 시간간격 측정값 t2와 시간간격 기대값 t1의 오차 비율이다.
오차보정부(130)는 시간간격 측정값 t2에서의 측정 각도 d2를 상술한 수학식 1에 따라 산출할 수 있다. 즉 오차보정부(130)는 시간간격 기대값 t1에서의 측정 각도 d1과 측정 시간 t0에서의 측정 각도 d0의 차이값을 구하고, 구한 차이값을 오차 비율 r에 곱한 후, 측정 각도 d0를 더함으로써 시간간격 측정값 t2에서의 측정 각도 d2를 산출할 수 있다.
거리측정부(120)는 이렇게 산출한 측정 각도 d2와 시간간격 측정값의 t2를 이용하여 물체의 정확한 위치 정보를 측정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법의 순서도이다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법은 변수 설정 단계(S510), 초기값 설정 단계(S520), 변수 증가 단계(S530), 지정값 증가 단계(S540), 오차 판단 단계(S550), 및 오차 보정 단계(S560)를 포함한다.
먼저, 변수 설정 단계(S510)에서, 오차보정부(130)는, 거리측정부(120)로부터 산출된 시간간격 측정값을 전달받는 경우, 시간간격 측정값을 산출하는데 이용된 복수의 레이저 광 발사 시점 중에서 어느 하나를 지정하기 위한 변수 i를 설정할 수 있다. 오차보정부(130)는 최초 레이저 광 발사 시점을 지정하기 위해 변수 i에 1을 설정할 수 있다.
그런 다음, 초기값 설정 단계(S520)에서, 오차보정부(130)는, 복수의 레이저 광 발사 시점 중에서 최초 발사 시점을 지정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 오차보정부(130)는 복수의 레이저 광 발사 시점 ti 중에서 변수 i에 설정된 변수값‘1’에 대응하는 최초 발사 시점 t1을 설정할 수 있다. 또한, 오차보정부(130)는 레이저 광 발사 각도 중에서 최초 발사 시점 t1에 대응하는 최초 발사 각도 d1을 지정할 수 있다.
그런 다음, 변수 증가 단계(S530)에서, 오차보정부(130)는, 최초 발사 시점과 그 다음의 레이저 광 발사 시점에 따른 측정 시간 간격의 오차 판단을 위해 변수 i에 1을 더하여 변수 i를 증가시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 변수 i에 설정된 변수값은 ‘2’일 수 있다. 여기서, 변수 i는 S530 단계의 반복 수행을 통해 복수의 레이저 광 발사 시점의 개수만큼 계속 증가할 수 있다.
그런 다음, 지정값 증가 단계(S540)에서, 오차보정부(130)는, 변수 증가 단계(S530)에서 변수값 ‘1’이 증가된 변수 i에 따라 레이저 광 발사 시점 ti를 새로 지정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 오차보정부(130)는 i회차때 발사된 레이저 광 발사 시점 ti를 설정할 수 있다. 오차보정부(130)는 변수값 ‘2’가 설정된 ti에 따라 제2 레이저 광 발사 시점 t2를 지정할 수 있다. 이후, 오차보정부(130)는 최초 발사 시점 t1과 제2 레이저 광 발사 시점 t2에 따른 측정 시간 간격의 오차 판단 및 보정을 수행할 수 있다.
그런 다음, 오차 판단 단계(S550)에서, 오차보정부(130)는 스캐닝 라이다(100)의 이론적인 측정 시간 간격인 시간간격 기대값과 스캐닝 라이다(100)의 실제 측정 시간 간격인 시간간격 측정값 사이의 측정 시간 오차를 산출한다. 이에 앞서 오차보정부(130)는 미리 마련된 오차 알고리즘에 S540 단계에서 지정된 레이저 광 발사 시점 ti를 적용하여 거리측정부(120)로부터 전달받은 시간간격 측정값(측정 시간 간격)의 오차 여부를 판단한다.
여기서, 오차 알고리즘은 하기 수학식 2에 따라 구성될 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00005
수학식 2에서, ti는 시간간격 측정값에 따른 레이저 광 발사 시점이고, te는 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 시점이고, tc는 허용 오차이다. 여기서, 허용 오차 tc는 사용자의 필요에 따라 적절히 설정될 수 있다.
오차보정부(130)는 시간간격 측정값 ti와 시간간격 기대값 tc의 차이를 구하고, 그 차이와 시간간격 기대값 tc의 차이를 한 번 더 구하고 나서 구한 결과의 절대값(측정 시간 오차)을 산출할 수 있다. 오차보정부(130)는 산출한 절대값이 허용 오차 tc를 초과하는 경우, 시간간격 측정값에 오차가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
그런 다음, 오차 보정 단계(S560)에서, 오차보정부(130)는, 측정 시간 오차에 따라 스캐닝 라이다(100)의 측정 위치(레이저 광 발사 각도)를 보정한다. 오차보정부(130)는, 시간간격 측정값에 오차가 발생한 것으로 판단되면, 그에 따른 오차 비율을 산출하고, 산출한 오차 비율을 이용하여 지정된 레이저 광 발사 시점에 대응하는 레이저 광 발사 각도를 새로 산출할 수 있다.
레이저 광 발사 각도는 하기 수학식 3에 따른 보정 알고리즘을 통해 산출될 수 있다. 여기서, 수학식 3은 수학식 1을 기반으로 마련될 수 있다.
[수학식 3]
Figure pat00006
Figure pat00007
수학식 3에서, d(i)는 변수 i에 따른 레이저 광 발사 시점에서 오차 보정된 레이저 광 발사 각도이고, de는 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 각도이고, d0는 레이저 광 발사 시점(최초 발사 시점) t0에서의 레이저 광 발사 각도이고, r은 오차 비율이고, ti는 시간간격 측정값에 따른 레이저 광 발사 시점이고, te는 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 시점이다.
오차보정부(130)는, 시간간격 측정값에 따른 레이저 광 발사 시점 ti와 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 시점 te의 차이를 구하고, 그 차이 결과를 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 시점 te로 나누어 오차 비율을 산출할 수 있다.
또한, 오차보정부(130)는 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 각도 de와 레이저 광 발사 시점(최초 발사 시점) t0에서의 레이저 광 발사 각도 d0의 차이를 구하고, 그 차이에 오차 비율 r을 곱하고, 곱한 결과값에 레이저 광 발사 시점 t0에서의 레이저 광 발사 각도 d0를 더함으로써 레이저 광 발사 시점 ti 에서의 레이저 광 발사 각도 d(i)를 산출할 수 있다.
이후, 복수의 레이저 광 발사 시점의 또 다른 레이저 광 발사 시점과 이에 대응하는 레이저 광 발사 각도는, S530 단계에서 S560 단계가 반복 수행됨에 따라 오차 판단 또는 오차 보정이 이루어질 수 있다. S530 단계에서 S560 단계의 반복 수행은 복수의 레이저 광 발사 시점의 마지막 레이저 광 발사 시점에 대한 오차 판단 및 보정이 이루어질 때까지 이루어질 수 있다.
오차보정부(130)는 이렇게 산출한 레이저 광 발사 각도를 거리측정부(120)에 전달할 수 있다. 거리측정부(120)는 시간간격 측정값과 오차보정부(130)에서 새롭게 산출한 레이저 광 발사 각도를 이용하여 정확한 물체 위치 정보 획득이 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.
실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.
100: 스캐닝 라이다
110: 광송신부
120: 거리측정부
130: 오차보정부

Claims (13)

  1. 모터에 의해 적어도 일부가 회전 구동되는 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법에 있어서,
    상기 스캐닝 라이다의 이론적인 측정 시간 간격인 시간간격 기대값과 상기 스캐닝 라이다의 실제 측정 시간 간격인 시간간격 측정값 사이의 측정 시간 오차를 산출하는 오차 판단 단계; 및
    상기 측정 시간 오차에 따라 상기 스캐닝 라이다의 측정 위치를 보정하는 오차 보정 단계;
    를 포함하는 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간간격 측정값을 산출하는데 이용된 상기 스캐닝 라이다의 복수의 레이저 광 발사 시점 중에서 최초 발사 시점을 지정하는 초기값 설정 단계;
    상기 복수의 레이저 광 발사 시점 중에서 상기 최초 발사 시점 이후 적어도 하나의 레이저 광 발사 시점을 지정하는 지정값 증가 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 오차 판단 단계는,
    상기 지정된 레이저 광 발사 시점과 상기 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 시점의 차이를 구하고, 그 차이 결과와 상기 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 시점의 차이를 한번 더 구하고 나서, 그 결과의 절대값을 산출하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 오차 판단 단계는,
    상기 절대값이 허용 오차를 초과하는 경우, 상기 시간간격 측정값에 오차가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 오차 판단 단계는,
    하기 수학식을 기반으로 한 오차 알고리즘에 따라,
    [수학식]
    Figure pat00008

    (수학식에서, ti는 시간간격 측정값에 따른 레이저 광 발사 시점이고, te는 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 시점이고, tc는 허용 오차이다.)
    상기 시간간격 측정값의 오차 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 오차 보정 단계는,
    상기 지정된 레이저 광 발사 시점과 상기 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 시점을 이용하여 오차 비율을 산출하고, 상기 오차 비율을 미리 마련된 보정 알고리즘에 적용하여 상기 스캐닝 라이다의 측정 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 오차 보정 단계는,
    상기 지정된 레이저 광 발사 시점과 상기 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 시점의 차이를 구하고, 그 차이 결과를 상기 시간간격 기대값에 따른 레이저 발사 시점으로 나누어 상기 오차 비율을 산출하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 오차 보정 단계는,
    하기 수학식에 따라,
    [수학식]
    Figure pat00009

    (수학식에서, r은 오차 비율이고, ti는 상기 지정된 레이저 광 발사 시점이고, te는 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 시점이다.)
    상기 오차 비율을 산출하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 오차 보정 단계는,
    상기 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 각도와 상기 오차 비율을 이용하여 상기 지정된 레이저 광 발사 시점에 대응하는 레이저 광 발사 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 오차 보정 단계는,
    상기 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 각도와 상기 최초 발사 시점에서의 레이저 광 발사 각도의 차이를 구하고, 그 차이에 상기 오차 비율을 곱하고, 곱한 결과값에 상기 최초 발사 시점에서의 레이저 광 발사 각도를 더함으로써 상기 지정된 레이저 광 발사 시점에 대응하는 레이저 광 발사 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 오차 보정 단계는
    하기 수학식을 기반으로 하는 상기 보정 알고리즘에 따라,
    [수학식]
    Figure pat00010

    (수학식에서, d(i)는 변수 i에 따른 레이저 광 발사 시점에서 오차 보정된 레이저 광 발사 각도이고, de는 시간간격 기대값에 따른 레이저 광 발사 각도이고, d0는 최초 발사 시점 t0에서의 레이저 광 발사 각도이고, r은 오차 비율이다.)
    상기 지정된 레이저 광 발사 시점에 대응하는 레이저 광 발사 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 지정값 증가 단계는, 상기 오차 판단 단계 또는 상기 오차 보정 단계 이후에 상기 지정된 레이저 광 발사 시점 이후 적어도 하나의 레이저 광 발사 시점을 새롭게 지정하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 지정값 증가 단계, 상기 오차 판단 단계, 및 오차 보정 단계는, 상기 복수의 레이저 광 발사 시점 중에서 마지막 레이저 광 발사 시점에 대한 오차 판단 및 보정이 이루어질 때까지 반복 수행되는 것을 특징으로 하는 스캐닝 라이다의 오차 보정 방법.
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