KR20210086369A - Apparatus and method for receiving lidar signal using photodiode selectively - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a device and method for receiving a LIDAR signal selectively using a photodiode. According to one embodiment of the present invention, the device for receiving a LIDAR signal selectively using a photodiode includes: a light receiving unit which receives light reflected from a distance sensing object through a plurality of photodiodes and outputs a current signal; a distance measuring unit which calculates a flight time based on the output current signal and measures the distance to the distance sensing object; an external environmental sensor which senses external environmental conditions; and a control unit which selects a photodiode corresponding to the sensed external environmental condition from among the plurality of photodiodes, connects the photodiode to the distance measuring unit, and changes an impedance of an internal circuit according to the selected photodiode.

Description

포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치 및 방법{Apparatus and method for receiving lidar signal using photodiode selectively}Apparatus and method for receiving lidar signal using photodiode selectively}

본 발명은 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 라이다 수신 장치의 외부 환경 조건에 따른 포토다이오드를 선택적으로 사용하고, 포토다이오드에 맞게 내부 회로 특성을 변경함으로써, 외부 환경 변화로 인해 제한된 포토다이오드의 사용 환경을 확대할 수 있는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for receiving a lidar signal selectively using a photodiode, and more particularly, selectively using a photodiode according to the external environmental conditions of the lidar receiving apparatus, and internal circuit characteristics according to the photodiode By changing , it relates to an apparatus and method for selectively receiving a lidar signal using a photodiode, which can expand a limited use environment of a photodiode due to a change in an external environment.

라이다(LIDAR: Light Detection And Ranging)는 빛을 활용해 거리를 측정하고 물체를 감지하는 기술이다. 라이다는 레이저를 발사하여 산란되거나 반사되는 레이저가 돌아오는 시간과 강도, 주파수의 변화, 편광 상태의 변화 등으로부터 측정 대상물의 거리와 농도, 속도, 형상 등 물리적 성질을 측정하는 것을 말한다.LIDAR (Light Detection And Ranging) is a technology that uses light to measure distance and detect objects. Lidar refers to measuring physical properties such as distance, concentration, speed, and shape of the object to be measured from the time, intensity, frequency, and polarization state of the laser being emitted and the scattered or reflected laser returns.

극초단파를 이용하여 대상물까지의 왕복 시간을 관측함으로써 거리를 구하는 레이더(RADAR: Radio Detection And Ranging)와 유사하지만, 전파를 이용하는 레이더와 달리 빛을 이용한다는 차이가 있으며, 이러한 점에서 '영상 레이더'라고 칭해지기도 한다.It is similar to RADAR (Radio Detection And Ranging), which finds the distance by observing the round trip time to an object using microwaves, but has a difference in that it uses light unlike radar that uses radio waves. It is also called

라이다는 1930년대 기상 관측을 위해 처음 개발되었다가 레이저 기술이 등장한 1960년대 이르러서 본격적으로 활용되기 시작했다. 당시에는 주로 항공분야와 위성에 적용되었으나 이후 영역을 넓히며 지구환경, 탐사, 자동차, 로봇 등에 적용되었다. 라이다 장치는 위성이나 항공기에서 레이저 펄스를 방출하고, 대기중의 입자에 의해 후방 산란되는 펄스를 지상 관측소에서 수신하는 항공 라이다가 주류를 이루어왔으며, 이러한 항공 라이다는 바람 정보와 함께 먼지, 연기, 에어로졸, 구름 입자 등의 존재와 이동을 측정하고, 대기중의 먼지입자의 분포 또는 대기 오염도를 분석하는데 사용되어왔다.Lidar was first developed for weather observation in the 1930s, but began to be used in earnest in the 1960s when laser technology appeared. At that time, it was mainly applied to the aviation field and satellite, but since then, it has been applied to the earth environment, exploration, automobiles, and robots as the field has been expanded. LiDAR devices emit laser pulses from satellites or aircraft, and aerial LiDARs that receive pulses backscattered by particles in the atmosphere from a ground observatory have been the mainstream. It has been used to measure the presence and movement of smoke, aerosols, and cloud particles, and to analyze the distribution of dust particles in the atmosphere or the degree of air pollution.

최근에는 송신계와 수신계가 모두 지상에 설치되어 장애물 탐지, 지형 모델링, 대상물까지의 위치 획득 기능을 수행하는 지상 라이다도 감시정찰로봇, 전투로봇, 무인수상함, 무인헬기 등의 국방 분야나, 민수용 이동 로봇, 지능형자동차, 무인자동차 등의 민수용 분야에 대한 적용을 염두에 두고 활발히 연구가 이루어지고 있다.In recent years, both the transmitter and receiver are installed on the ground to detect obstacles, model the terrain, and acquire the location to the target. Active research is being conducted with the application of mobile robots, intelligent vehicles, and unmanned vehicles in mind, in mind.

한편, 라이다 센서는 거리감지를 위해 레이저 다이오드(LD, Laser Diode)와 포토다이오드 어레이(PD, Photodiode Array)를 이용한다. 라이다 장치는 레이저 다이오드(LD)에서 발사한 빛을 물체가 맞고 돌아온 후, 포토다이오드(PD)에서 흡수하여 전류화시켜 신호화한다. 이때, 외부 환경조건 범위에 따라 사용 가능한 포토다이오드에 한계가 생기게 된다.Meanwhile, the lidar sensor uses a laser diode (LD) and a photodiode array (PD) for distance sensing. After the light emitted from the laser diode (LD) is hit by the object and returned, the lidar device absorbs the light from the photodiode (PD) and converts it into a current signal. In this case, there is a limit to the usable photodiode depending on the range of external environmental conditions.

본 발명의 실시예들은 라이다 수신 장치의 외부 환경 조건에 따른 포토다이오드를 선택적으로 사용하고, 포토다이오드에 맞게 내부 회로 특성을 변경함으로써, 외부 환경 변화로 인해 제한된 포토다이오드의 사용 환경을 확대할 수 있는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치 및 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention selectively use a photodiode according to the external environmental condition of the LIDAR receiver and change the internal circuit characteristics to match the photodiode, thereby expanding the limited use environment of the photodiode due to the change in the external environment. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for receiving a lidar signal selectively using a photodiode.

본 발명의 실시예들은 포토다이오드에 맞게 내부 회로의 임피던스를 변경함으로써, 포토다이오드 변경으로 인한 내부 회로의 적응성(Flexibility)을 증대시킬 수 있는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치 및 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide an apparatus and method for selectively receiving a lidar signal using a photodiode, which can increase the flexibility of the internal circuit due to the photodiode change by changing the impedance of the internal circuit to match the photodiode. would like to provide

본 발명의 실시예들은 외부 환경 조건에 맞게 포토다이오드를 통해 수신된 빛의 파장 범위를 선택하여 밴드패스 필터링함으로써, 외부 환경 변화로 인해 제한된 포토다이오드의 사용 환경을 확대할 수 있는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치 및 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention select a photodiode, which can expand the use environment of the photodiode limited due to external environmental changes by selecting a wavelength range of light received through the photodiode according to external environmental conditions and performing bandpass filtering. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for receiving a lidar signal using

다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위의 환경에서도 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited thereto, and may be variously expanded in an environment within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 거리 감지 대상체로부터 반사된 빛을 복수의 포토다이오드를 통해 수신하여 전류 신호를 출력하는 광 수신부; 상기 출력된 전류 신호를 기반으로 비행시간을 산출하여 상기 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정하는 거리 측정부; 외부 환경 조건을 센싱하는 외부 환경 센서; 및 상기 복수의 포토다이오드 중에서 상기 센싱된 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드를 선택하여 상기 거리 측정부와 연결시키고, 상기 선택된 포토다이오드에 맞게 내부 회로의 임피던스를 변경하는 제어부를 포함하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the light receiving unit for receiving the light reflected from the distance sensing object through a plurality of photodiodes and outputting a current signal; a distance measuring unit calculating a flight time based on the output current signal and measuring a distance to the distance sensing object; an external environmental sensor for sensing external environmental conditions; and a control unit for selecting a photodiode corresponding to the sensed external environmental condition from among the plurality of photodiodes, connecting the photodiode to the distance measuring unit, and changing the impedance of the internal circuit according to the selected photodiode. A device for selectively receiving a lidar signal may be provided.

상기 외부 환경 센서는, 외부 환경 조건 중에서 외부 조도를 센싱하는 조도 센서를 포함할 수 있다.The external environmental sensor may include an illuminance sensor for sensing external illuminance among external environmental conditions.

상기 복수의 포토다이오드 각각은, 외부 환경 조건 중에서 조도에 따라 서로 다른 민감도를 가질 수 있다.Each of the plurality of photodiodes may have different sensitivities according to illuminance among external environmental conditions.

상기 제어부는, 외부 환경 조건마다 매핑되는 각각의 포토다이오드가 기저장된 룩업 테이블을 기초로 하여, 상기 복수의 포토다이오드 중에서 상기 센싱된 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드를 선택할 수 있다.The controller may select a photodiode corresponding to the sensed external environmental condition from among the plurality of photodiodes based on a lookup table in which each photodiode mapped for each external environmental condition is stored in advance.

상기 복수의 포토다이오드는, 외부 환경 조건의 전체 범위를 커버하고, 상기 복수의 포토다이오드 각각은 상기 전체 범위 중에서 서로 다른 범위를 커버할 수 있다.The plurality of photodiodes may cover an entire range of external environmental conditions, and each of the plurality of photodiodes may cover a different range of the entire range.

상기 복수의 포토다이오드 각각이 커버하는 서로 다른 범위는 외부 환경 조건의 일부 범위가 서로 겹쳐질 수 있다.In the different ranges covered by each of the plurality of photodiodes, some ranges of external environmental conditions may overlap each other.

상기 제어부는, 상기 선택된 포토다이오드의 출력 임피던스에 매칭되도록, 상기 거리 측정부를 구성하는 내부 회로의 입력 임피던스를 변경할 수 있다.The control unit may change an input impedance of an internal circuit constituting the distance measuring unit to match an output impedance of the selected photodiode.

상기 거리 측정부는, 상기 출력된 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 트랜스임피던스 증폭기; 상기 변환된 전압 신호를 증폭하는 이득 증폭기; 상기 증폭된 전압 신호와 기준 신호와 비교하는 비교기; 및 상기 비교기의 출력을 이용하여 비행 시간을 산출하고, 상기 산출된 비행 시간을 통해 상기 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정하는 측정부를 포함할 수 있다.The distance measuring unit may include: a transimpedance amplifier converting the output current signal into a voltage signal; a gain amplifier amplifying the converted voltage signal; a comparator for comparing the amplified voltage signal with a reference signal; and a measurement unit that calculates a flight time using the output of the comparator and measures a distance to the distance sensing object through the calculated flight time.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 외부 환경 센서를 통해 외부 환경 조건을 센싱하는 단계; 복수의 포토다이오드 중에서 상기 센싱된 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드를 선택하는 단계; 거리 감지 대상체로부터 반사된 빛을 상기 선택된 포토다이오드를 통해 수신하여 전류 신호를 출력하는 단계; 상기 선택된 포토다이오드에 맞게 내부 회로의 임피던스를 변경하는 단계; 및 상기 임피던스가 변경된 내부 회로를 통해 상기 출력된 전류 신호를 기반으로 비행시간을 산출하여 상기 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정하는 단계를 포함하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 방법이 제공될 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, the method comprising: sensing an external environmental condition through an external environmental sensor; selecting a photodiode corresponding to the sensed external environmental condition from among a plurality of photodiodes; receiving the light reflected from the distance sensing object through the selected photodiode and outputting a current signal; changing an impedance of an internal circuit according to the selected photodiode; and measuring a distance to the distance sensing object by calculating a flight time based on the output current signal through the internal circuit in which the impedance is changed. can be

상기 외부 환경 센서는, 외부 환경 조건 중에서 외부 조도를 센싱하는 조도 센서를 포함할 수 있다.The external environmental sensor may include an illuminance sensor for sensing external illuminance among external environmental conditions.

상기 복수의 포토다이오드 각각은, 외부 환경 조건 중에서 조도에 따라 서로 다른 민감도를 가질 수 있다.Each of the plurality of photodiodes may have different sensitivities according to illuminance among external environmental conditions.

상기 포토다이오드를 선택하는 단계는, 외부 환경 조건마다 매핑되는 각각의 포토다이오드가 기저장된 룩업 테이블을 기초로 하여, 상기 복수의 포토다이오드 중에서 상기 센싱된 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드를 선택할 수 있다.The selecting of the photodiode may include selecting a photodiode corresponding to the sensed external environmental condition from among the plurality of photodiodes based on a lookup table in which each photodiode mapped for each external environmental condition is pre-stored. .

상기 복수의 포토다이오드는, 외부 환경 조건의 전체 범위를 커버하고, 상기 복수의 포토다이오드 각각은 상기 전체 범위 중에서 서로 다른 범위를 커버할 수 있다.The plurality of photodiodes may cover an entire range of external environmental conditions, and each of the plurality of photodiodes may cover a different range of the entire range.

상기 복수의 포토다이오드 각각이 커버하는 서로 다른 범위는 외부 환경 조건의 일부 범위가 서로 겹쳐질 수 있다.In the different ranges covered by each of the plurality of photodiodes, some ranges of external environmental conditions may overlap each other.

상기 임피던스를 변경하는 단계는, 상기 선택된 포토다이오드의 출력 임피던스에 매칭되도록, 상기 포토다이오드와 선택적으로 연결된 내부 회로의 입력 임피던스를 변경할 수 있다.The changing of the impedance may include changing an input impedance of an internal circuit selectively connected to the photodiode to match an output impedance of the selected photodiode.

상기 거리를 측정하는 단계는, 상기 임피던스가 변경된 내부 회로를 통해, 상기 출력된 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 단계; 상기 변환된 전압 신호를 증폭하는 단계; 상기 증폭된 전압 신호와 기준 신호와 비교하는 단계; 및 상기 비교된 결과를 이용하여 비행 시간을 산출하고, 상기 산출된 비행 시간을 통해 상기 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.The measuring the distance may include: converting the output current signal into a voltage signal through the internal circuit in which the impedance is changed; amplifying the converted voltage signal; comparing the amplified voltage signal with a reference signal; and calculating a flight time using the compared result, and measuring a distance to the distance sensing object through the calculated flight time.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 거리 감지 대상체로부터 반사된 빛을 포토다이오드를 통해 수신하여 전류 신호를 출력하되, 상기 포토다이오드의 파장 범위에 따라 선택적으로 밴드패스 필터링하는 광 수신부; 상기 출력된 전류 신호를 기반으로 비행시간을 산출하여 상기 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정하는 거리 측정부; 외부 환경 조건을 센싱하는 외부 환경 센서; 및 상기 센싱된 외부 환경 조건에 따라 상기 포토다이오드의 파장 범위를 선택하여 밴드패스 필터링을 수행하고, 상기 선택된 포토다이오드의 파장 범위에 맞게 내부 회로의 임피던스를 변경하는 제어부를 포함하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치가 제공될 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, there is provided a light receiving unit that receives light reflected from a distance sensing object through a photodiode and outputs a current signal, and selectively bandpass filters according to a wavelength range of the photodiode; a distance measuring unit calculating a flight time based on the output current signal and measuring a distance to the distance sensing object; an external environmental sensor for sensing external environmental conditions; and a controller configured to select a wavelength range of the photodiode according to the sensed external environmental condition to perform bandpass filtering, and to change an impedance of an internal circuit according to the wavelength range of the selected photodiode. A lidar signal receiving apparatus using as may be provided.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 외부 환경 센서를 통해 외부 환경 조건을 센싱하는 단계; 상기 센싱된 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드의 파장 범위를 선택하는 단계; 거리 감지 대상체로부터 반사된 빛을 상기 선택된 포토다이오드의 파장 범위에 따라 선택적으로 밴드패스 필터링하여 전류 신호를 출력하는 단계; 상기 선택된 포토다이오드의 파장 범위에 맞게 내부 회로의 임피던스를 변경하는 단계; 및 상기 임피던스가 변경된 내부 회로를 통해 상기 출력된 전류 신호를 기반으로 비행시간을 산출하여 상기 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정하는 단계를 포함하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 방법이 제공될 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, the method comprising: sensing an external environmental condition through an external environmental sensor; selecting a wavelength range of a photodiode corresponding to the sensed external environmental condition; outputting a current signal by selectively bandpass filtering the light reflected from the distance sensing object according to the wavelength range of the selected photodiode; changing the impedance of the internal circuit according to the wavelength range of the selected photodiode; and measuring a distance to the distance sensing object by calculating a flight time based on the output current signal through the internal circuit in which the impedance is changed. can be

개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The disclosed technology may have the following effects. However, this does not mean that a specific embodiment should include all of the following effects or only the following effects, so the scope of the disclosed technology should not be construed as being limited thereby.

본 발명의 실시예들은 라이다 수신 장치의 외부 환경 조건에 따른 포토다이오드를 선택적으로 사용하고, 포토다이오드에 맞게 내부 회로 특성을 변경함으로써, 외부 환경 변화로 인해 제한된 포토다이오드의 사용 환경을 확대할 수 있다.Embodiments of the present invention selectively use a photodiode according to the external environmental condition of the LIDAR receiver and change the internal circuit characteristics to match the photodiode, thereby expanding the limited use environment of the photodiode due to the change in the external environment. have.

또한, 본 발명의 실시예들은 포토다이오드에 맞게 내부 회로의 임피던스를 변경함으로써, 포토다이오드 변경으로 인한 내부 회로의 적응성(Flexibility)을 증대시킬 수 있다.In addition, embodiments of the present invention may increase the flexibility of the internal circuit due to the change of the photodiode by changing the impedance of the internal circuit to match the photodiode.

본 발명의 실시예들은 외부 환경 조건에 맞게 포토다이오드를 통해 수신된 빛의 파장 범위를 선택하여 밴드패스 필터링함으로써, 외부 환경 변화로 인해 제한된 포토다이오드의 사용 환경을 확대할 수 있다.Embodiments of the present invention select a wavelength range of light received through the photodiode according to an external environmental condition and perform bandpass filtering, thereby expanding a limited use environment of the photodiode due to a change in the external environment.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 복수의 포토다이오드 특성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 사용되는 포토다이오드의 파장에 따른 반응도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 수신 장치에서 복수의 포토다이오드의 연결 구조를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 수신 장치에서 내부 회로의 임피던스 변경 구조를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 방법에 대한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 수신 방법에서 거리 측정 방법에 대한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 사용되는 포토다이오드 특성을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 사용되는 포토다이오드의 파장에 따른 반응도를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 방법에 대한 순서도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a lidar signal receiving apparatus selectively using a photodiode according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a circuit configuration of an apparatus for receiving a lidar signal selectively using a photodiode according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing characteristics of a plurality of photodiodes used in an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a reaction diagram according to a wavelength of a photodiode used in an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a connection structure of a plurality of photodiodes in the apparatus for receiving a lidar signal according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are diagrams illustrating an impedance change structure of an internal circuit in an apparatus for receiving a lidar signal according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart of a method for receiving a lidar signal selectively using a photodiode according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart of a distance measurement method in a method for receiving a lidar signal according to an embodiment of the present invention.
10 is a block diagram showing the configuration of a lidar signal receiving apparatus selectively using a photodiode according to another embodiment of the present invention.
11 is a diagram illustrating a circuit configuration of an apparatus for receiving a lidar signal selectively using a photodiode according to another embodiment of the present invention.
12 is a view showing characteristics of a photodiode used in another embodiment of the present invention.
13 is a diagram illustrating a reaction diagram according to a wavelength of a photodiode used in another embodiment of the present invention.
14 is a flowchart of a method for receiving a lidar signal selectively using a photodiode according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, in order to facilitate the overall understanding, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions of the same components are omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a lidar signal receiving apparatus selectively using a photodiode according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치(100)는, 광 수신부(110), 거리 측정부(120), 외부 환경 센서(130) 및 제어부(140)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 라이다 신호 수신 장치(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 라이다 신호 수신 장치(100)가 구현될 수 있다.As shown in FIG. 1 , the apparatus 100 for receiving a lidar signal selectively using a photodiode according to an embodiment of the present invention includes a light receiving unit 110 , a distance measuring unit 120 , and an external environment sensor 130 . ) and a control unit 140 . However, not all illustrated components are essential components. The lidar signal receiving apparatus 100 may be implemented by more components than the illustrated components, and the lidar signal receiving apparatus 100 may be implemented by fewer components than that.

이하, 도 1의 라이다 신호 수신 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.Hereinafter, a detailed configuration and operation of each component of the apparatus 100 for receiving a lidar signal of FIG. 1 will be described.

우선, 광 수신부(110)는 복수의 포토다이오드를 포함한다. 일례로, 도 1에는 포토다이오드 1(PD1) 및 포토다이오드 2(PD2)가 포함된 광 수신부(110)가 도시되어 있다. 광 수신부(110)는 거리 감지 대상체로부터 반사된 빛을 복수의 포토다이오드를 통해 수신하여 전류 신호를 출력한다.First, the light receiving unit 110 includes a plurality of photodiodes. As an example, FIG. 1 shows the light receiver 110 including the photodiode 1 (PD1) and the photodiode 2 (PD2). The light receiver 110 receives the light reflected from the distance sensing object through a plurality of photodiodes and outputs a current signal.

거리 측정부(120)는 출력된 전류 신호를 기반으로 비행시간을 산출하여 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정한다.The distance measuring unit 120 measures the distance to the distance sensing object by calculating the flight time based on the output current signal.

한편, 외부 환경 센서(130)는 외부 환경 조건을 센싱한다. 일례로, 외부 환경 센서(130)는 외부 환경 조건 중에서 외부 조도를 센싱할 수 있다. 또는 외부 환경 센서(130)는 외부 환경 조건 중에서 외부 파장을 센싱할 수 있다.Meanwhile, the external environment sensor 130 senses an external environmental condition. For example, the external environmental sensor 130 may sense external illuminance among external environmental conditions. Alternatively, the external environmental sensor 130 may sense an external wavelength among external environmental conditions.

제어부(140)는 광 수신부(110)에 포함된 복수의 포토다이오드 중에서 외부 환경 센서(130)에서 센싱된 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드를 선택하여 거리 측정부(120)와 연결시킨다. 그러면, 거리 측정부(120)는 복수의 포토다이오드 중에서 연결된 포토다이오드로부터 출력된 전류 신호를 기반으로 비행시간을 산출하여 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정한다. 또한, 제어부(140)는 선택된 포토다이오드에 맞게 내부 회로의 임피던스를 변경한다.The control unit 140 selects a photodiode corresponding to the external environmental condition sensed by the external environmental sensor 130 from among the plurality of photodiodes included in the light receiving unit 110 , and connects the selected photodiode with the distance measuring unit 120 . Then, the distance measuring unit 120 measures the distance to the distance sensing object by calculating the flight time based on the current signal output from the connected photodiode among the plurality of photodiodes. In addition, the controller 140 changes the impedance of the internal circuit according to the selected photodiode.

실시예들에 따르면, 제어부(140)는 외부 환경 조건마다 매핑되는 각각의 포토다이오드가 기저장된 룩업 테이블을 저장한다. 제어부(140)는 기저장된 룩업 테이블을 기초로 하여, 복수의 포토다이오드 중에서 외부 환경 센서(130)에서 센싱된 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드를 선택할 수 있다.According to embodiments, the controller 140 stores a look-up table in which each photodiode mapped for each external environmental condition is stored in advance. The controller 140 may select a photodiode corresponding to the external environmental condition sensed by the external environmental sensor 130 from among the plurality of photodiodes based on the pre-stored lookup table.

실시예들에 따르면, 제어부(140)는 선택된 포토다이오드의 출력 임피던스에 매칭되도록, 거리 측정부(120)를 구성하는 내부 회로의 입력 임피던스를 변경할 수 있다.According to embodiments, the controller 140 may change the input impedance of an internal circuit constituting the distance measuring unit 120 to match the output impedance of the selected photodiode.

한편, 실시예들에 따르면, 거리 측정부(120)는 트랜스임피던스 증폭기(121), 이득 증폭기(122), 비교기(123) 및 측정부(124)를 포함할 수 있다.Meanwhile, according to embodiments, the distance measuring unit 120 may include a transimpedance amplifier 121 , a gain amplifier 122 , a comparator 123 , and a measuring unit 124 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치의 회로 구성을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a circuit configuration of an apparatus for receiving a lidar signal selectively using a photodiode according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예는 복수의 포토다이오드를 포함한 광 수신부(110)를 이용한다. 일례로, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 포토다이오드 즉, 포토다이오드 1(PD1) 및 포토다이오드 2(PD2)가 포함된 광 수신부(110)를 예시로 설명하기로 한다. 특정 개수의 포토다이오드는 한정되지 않는다.An embodiment of the present invention uses the light receiving unit 110 including a plurality of photodiodes. As an example, as shown in FIG. 2 , the light receiver 110 including two photodiodes, that is, a photodiode 1 (PD1) and a photodiode 2 (PD2) will be described as an example. The specific number of photodiodes is not limited.

거리 측정부(120)는 MCU(125)에 의해 제어되는 집적 회로(IC, Integrated Circuit)로 구현될 수 있다. 집적 회로(IC)는 트랜스임피던스 증폭기(TIA, Transimpedance Amplifier)(121), 이득 증폭기(PGA, Programmable Gain Amplifier)(122), 비교기(Comparator)(123), 측정부(124) 및 MCU(Main Control Unit)(125)로 구현될 수 있다.The distance measuring unit 120 may be implemented as an integrated circuit (IC) controlled by the MCU 125 . An integrated circuit (IC) includes a transimpedance amplifier (TIA) 121, a programmable gain amplifier (PGA) 122, a comparator 123, a measurement unit 124, and a main control unit (MCU). Unit) 125 may be implemented.

트랜스임피던스 증폭기(TIA)(121)는 광 수신부(110)로부터 출력된 전류 신호를 전압 신호로 변환한다.The transimpedance amplifier (TIA) 121 converts the current signal output from the light receiver 110 into a voltage signal.

이득 증폭기(PGA)(122)는 트랜스임피던스 증폭기(121)에서 변환된 전압 신호를 증폭한다.The gain amplifier (PGA) 122 amplifies the voltage signal converted by the transimpedance amplifier 121 .

비교기(123)는 이득 증폭기(122)에서 증폭된 전압 신호와 기준 신호와 비교한다.The comparator 123 compares the voltage signal amplified by the gain amplifier 122 with the reference signal.

측정부(124)는 비교기(123)의 출력을 이용하여 비행 시간을 산출하고, 그 산출된 비행 시간을 통해 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정할 수 있다.The measurement unit 124 may calculate a flight time by using the output of the comparator 123 , and measure the distance to the distance sensing object through the calculated flight time.

광 수신부(110)에 포함된 포토다이오드 1(PD1) 및 포토다이오드(PD2)는 전원 관리 IC(PMIC, Power Management Integrated Circuit)를 통해 전원을 공급받고, 각각 스위치(SW)를 통해 거리 측정부(120)의 트랜스임피던스 증폭기(121)와 연결되어 있다. 제어부(140)는 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드와 연결된 스위치를 선택하여 ON 시키고, 선택된 포토다이오드를 거리 측정부(120)의 트랜스임피던스 증폭기(121)와 연결시킨다. 즉, 외부 환경 조건에 따라 복수의 포토다이오드 중에서 어느 하나의 포토다이오드가 거리 측정부(120)의 트랜스임피던스 증폭기(121)와 연결될 수 있다. 또는 제어부(140)는 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드에 PMIC를 통해 전원을 공급하고 다른 포토다이오드에 전원 공급을 중지할 수 있다.The photodiode 1 (PD1) and the photodiode (PD2) included in the light receiving unit 110 are supplied with power through a power management IC (PMIC, Power Management Integrated Circuit), respectively, and the distance measuring unit ( 120) is connected to the transimpedance amplifier 121. The controller 140 selects and turns on a switch connected to a photodiode corresponding to an external environmental condition, and connects the selected photodiode to the transimpedance amplifier 121 of the distance measuring unit 120 . That is, any one of the plurality of photodiodes may be connected to the transimpedance amplifier 121 of the distance measuring unit 120 according to an external environmental condition. Alternatively, the controller 140 may supply power to the photodiode corresponding to the external environmental condition through the PMIC and stop supplying power to the other photodiode.

MCU(125)는 거리 측정과 관련하여 집적 회로를 전체적으로 제어한다. 또한, MCU(125)는 제어부(140)의 제어에 따라 포토다이오드와 연결된 PMIC를 SPI(Serial Peripheral Interface) 통신을 통해 제어할 수 있다. MCU(125)는 제어부(140)와 통신을 통해 거리 측정부(120)와 연결된 포토다이오드의 출력 임피던스에 매칭되도록, 내부 회로의 입력 임피던스를 변경할 수 있다.MCU 125 controls the integrated circuit as a whole with respect to distance measurement. Also, the MCU 125 may control the PMIC connected to the photodiode through SPI (Serial Peripheral Interface) communication under the control of the controller 140 . The MCU 125 may change the input impedance of the internal circuit to match the output impedance of the photodiode connected to the distance measuring unit 120 through communication with the controller 140 .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 복수의 포토다이오드 특성을 나타낸 도면이다.3 is a view showing characteristics of a plurality of photodiodes used in an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 외부 환경 센서(130)는 외부 환경 중에서 조도를 감지하는 조도 센서 또는 파장 센싱이 가능한 이미지 센서 등일 수 있다. 그리고 포토다이오드 1(PD1)과 포토다이오드 2(PD2)는 특정 조도 범위(Range)를 커버하지 못하는 포토다이오드 범위를 가진다. 특정 파장에서의 노이즈 레벨이 높은 상황을 나타낸다. 복수의 포토다이오드 전체는 전체 조도 범위를 커버할 수 있다.As shown in FIG. 3 , the external environment sensor 130 may be an illuminance sensor detecting illuminance in the external environment or an image sensor capable of wavelength sensing. In addition, the photodiode 1 (PD1) and the photodiode 2 (PD2) have a photodiode range that does not cover a specific illuminance range (Range). Indicates a situation where the noise level at a specific wavelength is high. All of the plurality of photodiodes may cover the entire illuminance range.

실시예들에 따르면, 복수의 포토다이오드 각각은 외부 환경 조건 중에서 조도에 따라 서로 다른 민감도를 가질 수 있다.According to embodiments, each of the plurality of photodiodes may have different sensitivities according to illuminance among external environmental conditions.

실시예들에 따르면, 복수의 포토다이오드는 외부 환경 조건의 전체 범위를 커버하고, 복수의 포토다이오드 각각은 전체 범위 중에서 서로 다른 범위를 커버할 수 있다.According to embodiments, the plurality of photodiodes may cover an entire range of external environmental conditions, and each of the plurality of photodiodes may cover a different range of the entire range.

실시예들에 따르면, 복수의 포토다이오드 각각이 커버하는 서로 다른 범위는 외부 환경 조건의 일부 범위가 서로 겹쳐질 수 있다.According to embodiments, different ranges covered by each of the plurality of photodiodes may overlap some ranges of external environmental conditions.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 사용되는 포토다이오드의 파장에 따른 반응도를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a reaction diagram according to a wavelength of a photodiode used in an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 포토다이오드는 포토다이오드의 종류에 따라 파장(Wavelength)에 따른 반응도(Responsibility)가 다르다. 예를 들면, 파장이 700nm인 경우, 포토다이오드 1(PD1)은 포토다이오드 2(PD2)보다 반응도가 높다. 파장이 900nm인 경우, 포토다이오드 1(PD1)은 포토다이오드 2(PD2)보다 반응도가 낮다.As shown in FIG. 4 , the photodiode has different responsiveness according to the wavelength depending on the type of the photodiode. For example, when the wavelength is 700 nm, the photodiode 1 (PD1) has a higher reactivity than the photodiode 2 (PD2). When the wavelength is 900 nm, the photodiode 1 (PD1) has a lower reactivity than the photodiode 2 (PD2).

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 수신 장치에서 복수의 포토다이오드의 연결 구조를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a connection structure of a plurality of photodiodes in the apparatus for receiving a lidar signal according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 포토다이오드 각각은 거리 측정부(120)의 트랜스임피던스 증폭기(121)와 각 스위치를 통해 연결된다.5 , each of the plurality of photodiodes is connected to the transimpedance amplifier 121 of the distance measuring unit 120 through each switch.

일례로, 포토다이오드 1(PD1)은 스위치 1을 통해 거리 측정부(120)의 트랜스임피던스 증폭기(121)와 연결된다. 포토다이오드 2(PD2)는 스위치 2를 통해 거리 측정부(120)의 트랜스임피던스 증폭기(121)와 연결된다. 여기서, 라이다 신호 경로는 포토다이오드로부터 출력된 전류 신호가 거리 측정부(120)의 트랜스임피던스 증폭기(121)를 거쳐 이득 증폭기(122)로 전달된다.For example, the photodiode 1 PD1 is connected to the transimpedance amplifier 121 of the distance measuring unit 120 through the switch 1 . The photodiode 2 PD2 is connected to the transimpedance amplifier 121 of the distance measuring unit 120 through the switch 2 . Here, in the lidar signal path, the current signal output from the photodiode is transferred to the gain amplifier 122 through the transimpedance amplifier 121 of the distance measuring unit 120 .

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 수신 장치에서 내부 회로의 임피던스 변경 구조를 나타낸 도면이다.6 and 7 are diagrams illustrating an impedance change structure of an internal circuit in an apparatus for receiving a lidar signal according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 일반적인 라이다 신호 수신 장치에서 내부 회로의 입력 임피던스는 입력단(Vinp)을 기준으로 상하 방향으로 1/gm와 ro로 설정된다.As shown in FIG. 6 , the input impedance of the internal circuit in a general lidar signal receiving apparatus is set to 1/gm and ro in the vertical direction with respect to the input terminal Vinp.

이때, 라이다 신호 수신 장치(100)가 외부 환경 조건(예컨대, 조도)에 따른 다른 포토다이오드를 선택하여 거리 측정부(120)에 연결되면, 출력 임피던스가 달라진다. 라이다 신호 수신 장치(100)는 해당 포토다이오드의 출력 임피던스에 매칭하도록 내부 회로의 입력 임피던스 값을 조절하는 MCU(125) 및 스위치 회로를 포함한다.In this case, when the lidar signal receiving apparatus 100 selects another photodiode according to an external environmental condition (eg, illuminance) and connects to the distance measuring unit 120 , the output impedance is changed. The lidar signal receiving apparatus 100 includes an MCU 125 and a switch circuit that adjusts an input impedance value of an internal circuit to match an output impedance of a corresponding photodiode.

도 7에 도시된 바와 같이, MCU(125)는 라이다 신호 수신 장치(100)에서 내부 회로의 입력 임피던스를 변경할 수 있다. MCU(125)는 거리 측정부(120)의 트랜스임피던스 증폭기(121)에 포함된 스위치를 제어하여 내부 회로의 입력 임피던스를 1/gm * 1/n와 같이 변경할 수 있다.As shown in FIG. 7 , the MCU 125 may change the input impedance of an internal circuit in the lidar signal receiving apparatus 100 . The MCU 125 may control a switch included in the transimpedance amplifier 121 of the distance measuring unit 120 to change the input impedance of the internal circuit as 1/gm * 1/n.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 수신 장치(100)는 선택된 포토다이오드의 출력 임피던스에 매칭하도록, 내부 회로의 입력 임피던스를 조절할 수 있다.As such, the apparatus 100 for receiving a lidar signal according to an embodiment of the present invention may adjust the input impedance of the internal circuit to match the output impedance of the selected photodiode.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 방법에 대한 순서도이다.8 is a flowchart of a method for receiving a lidar signal selectively using a photodiode according to an embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 단계 S101에서, 라이다 신호 수신 장치(100)는 외부 환경 조건을 센싱한다.As shown in FIG. 8 , in step S101 , the lidar signal receiving apparatus 100 senses an external environmental condition.

단계 S102에서, 라이다 신호 수신 장치(100)는 복수의 포토다이오드 중에서 센싱된 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드를 선택한다. 여기서, 라이다 신호 수신 장치(100)는 외부 환경 조건마다 매핑되는 각각의 포토다이오드가 기저장된 룩업 테이블을 기초로 하여, 복수의 포토다이오드 중에서 센싱된 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드를 선택할 수 있다.In step S102, the lidar signal receiving apparatus 100 selects a photodiode corresponding to the sensed external environmental condition from among the plurality of photodiodes. Here, the lidar signal receiving apparatus 100 may select a photodiode corresponding to the sensed external environmental condition from among a plurality of photodiodes based on a lookup table in which each photodiode mapped for each external environmental condition is stored in advance. .

단계 S103에서, 라이다 신호 수신 장치(100)는 거리 감지 대상체로부터 반사된 빛을 그 선택된 포토다이오드를 통해 수신하여 전류 신호를 출력한다.In step S103, the lidar signal receiving apparatus 100 receives the light reflected from the distance sensing object through the selected photodiode and outputs a current signal.

단계 S104에서, 라이다 신호 수신 장치(100)는 선택된 포토다이오드에 맞게 내부 회로의 임피던스를 변경한다. 여기서, 라이다 신호 수신 장치(100)는 선택된 포토다이오드의 출력 임피던스에 매칭되도록, 내부 회로의 입력 임피던스를 변경할 수 있다.In step S104, the lidar signal receiving apparatus 100 changes the impedance of the internal circuit to match the selected photodiode. Here, the lidar signal receiving apparatus 100 may change the input impedance of the internal circuit to match the output impedance of the selected photodiode.

단계 S105에서, 라이다 신호 수신 장치(100)는 임피던스가 변경된 내부 회로를 통해 그 출력된 전류 신호를 기반으로 비행시간을 산출하여 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정한다.In step S105, the lidar signal receiving apparatus 100 measures the distance to the distance sensing object by calculating the flight time based on the output current signal through the internal circuit in which the impedance is changed.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 수신 방법에서 거리 측정 방법에 대한 순서도이다.9 is a flowchart of a distance measurement method in a method for receiving a lidar signal according to an embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 단계 S201에서, 라이다 신호 수신 장치(100)는 임피던스가 변경된 내부 회로를 통해, 출력된 전류 신호를 전압 신호로 변환한다.As shown in FIG. 9 , in step S201 , the lidar signal receiving apparatus 100 converts the output current signal into a voltage signal through the internal circuit in which the impedance is changed.

단계 S202에서, 라이다 신호 수신 장치(100)는 변환된 전압 신호를 증폭한다.In step S202, the lidar signal receiving device 100 amplifies the converted voltage signal.

단계 S203에서, 라이다 신호 수신 장치(100)는 증폭된 전압 신호와 기준 신호와 비교한다.In step S203, the lidar signal receiving apparatus 100 compares the amplified voltage signal with a reference signal.

단계 S204에서, 라이다 신호 수신 장치(100)는 비교기(123)의 출력을 이용하여 비행 시간을 산출하고, 그 산출된 비행 시간을 통해 상기 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정한다.In step S204, the lidar signal receiving apparatus 100 calculates a flight time using the output of the comparator 123, and measures the distance to the distance sensing object through the calculated flight time.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.10 is a block diagram showing the configuration of a lidar signal receiving apparatus selectively using a photodiode according to another embodiment of the present invention.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치(100)는, 광 수신부(110), 거리 측정부(120), 외부 환경 센서(130) 및 제어부(140)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 라이다 신호 수신 장치(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 라이다 신호 수신 장치(100)가 구현될 수 있다.As shown in FIG. 10 , the apparatus 100 for receiving a lidar signal selectively using a photodiode according to another embodiment of the present invention includes a light receiving unit 110 , a distance measuring unit 120 , and an external environment sensor 130 . ) and a control unit 140 . However, not all illustrated components are essential components. The lidar signal receiving apparatus 100 may be implemented by more components than the illustrated components, and the lidar signal receiving apparatus 100 may be implemented by fewer components than that.

이하, 도 10의 라이다 신호 수신 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.Hereinafter, a detailed configuration and operation of each component of the apparatus 100 for receiving a lidar signal of FIG. 10 will be described.

우선, 광 수신부(110)는 풀커버 조도 범위를 커버하는 포토다이오드를 포함한다. 일례로, 도 10에는 풀커버 조도 범위를 커버하는 포토다이오드 3(PD3)이 포함된 광 수신부(110)가 도시되어 있다. 광 수신부(110)는 거리 감지 대상체로부터 반사된 빛을 복수의 포토다이오드 3(PD3)을 통해 수신하여 전류 신호를 출력하되, 포토다이오드의 파장 범위에 따라 선택적으로 밴드패스 필터링한다.First, the light receiving unit 110 includes a photodiode that covers a full-cover illuminance range. For example, FIG. 10 shows the light receiver 110 including the photodiode 3 PD3 covering the full-cover illuminance range. The light receiver 110 receives the light reflected from the distance sensing object through the plurality of photodiodes PD3 and outputs a current signal, but selectively bandpass filters according to the wavelength range of the photodiode.

거리 측정부(120)는 출력된 전류 신호를 기반으로 비행시간을 산출하여 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정한다.The distance measuring unit 120 measures the distance to the distance sensing object by calculating the flight time based on the output current signal.

한편, 외부 환경 센서(130)는 외부 환경 조건을 센싱한다. 일례로, 외부 환경 센서(130)는 외부 환경 조건 중에서 외부 조도를 센싱할 수 있다. 또는 외부 환경 센서(130)는 외부 환경 조건 중에서 외부 파장을 센싱할 수 있다.Meanwhile, the external environmental sensor 130 senses an external environmental condition. For example, the external environmental sensor 130 may sense external illuminance among external environmental conditions. Alternatively, the external environmental sensor 130 may sense an external wavelength among external environmental conditions.

제어부(140)는 외부 환경 센서(130)에서 센싱된 외부 환경 조건에 따라 포토다이오드 3(PD3)의 파장 범위를 선택하여 밴드패스 필터링을 수행한다.The controller 140 performs bandpass filtering by selecting a wavelength range of the photodiode 3 PD3 according to the external environmental condition sensed by the external environmental sensor 130 .

그러면, 거리 측정부(120)는 포토다이오드 3(PD3)으로부터 출력된 전류 신호를 기반으로 비행시간을 산출하여 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정한다. 또한, 제어부(140)는 선택된 포토다이오드의 파장 범위에 맞게 내부 회로의 임피던스를 변경한다.Then, the distance measuring unit 120 measures the distance to the distance sensing object by calculating the flight time based on the current signal output from the photodiode 3 (PD3). In addition, the controller 140 changes the impedance of the internal circuit according to the wavelength range of the selected photodiode.

실시예들에 따르면, 제어부(140)는 외부 환경 조건마다 매핑되는 포토다이오드의 파장 범위가 기저장된 룩업 테이블을 저장한다. 제어부(140)는 기저장된 룩업 테이블을 기초로 하여, 외부 환경 센서(130)에서 센싱된 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드의 파장 범위를 선택할 수 있다.According to embodiments, the controller 140 stores a lookup table in which a wavelength range of a photodiode mapped for each external environmental condition is stored in advance. The controller 140 may select a wavelength range of the photodiode corresponding to the external environmental condition sensed by the external environmental sensor 130 based on the pre-stored lookup table.

실시예들에 따르면, 제어부(140)는 선택된 포토다이오드의 파장 범위에 매칭되도록, 거리 측정부(120)를 구성하는 내부 회로의 입력 임피던스를 변경할 수 있다.According to embodiments, the controller 140 may change the input impedance of an internal circuit constituting the distance measuring unit 120 to match the wavelength range of the selected photodiode.

한편, 실시예들에 따르면, 거리 측정부(120)는 트랜스임피던스 증폭기(121), 이득 증폭기(122), 비교기(123) 및 측정부(124)를 포함할 수 있다.Meanwhile, according to embodiments, the distance measuring unit 120 may include a transimpedance amplifier 121 , a gain amplifier 122 , a comparator 123 , and a measuring unit 124 .

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치의 회로 구성을 나타낸 도면이다.11 is a diagram illustrating a circuit configuration of an apparatus for receiving a lidar signal selectively using a photodiode according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예는 풀커버 조도 범위를 커버하는 포토다이오드를 포함한 광 수신부(110)를 이용한다. 일례로, 도 11에 도시된 바와 같이, 하나의 포토다이오드 즉, 포토다이오드 3(PD3)이 포함된 광 수신부(110)를 예시로 설명하기로 한다.Another embodiment of the present invention uses the light receiving unit 110 including a photodiode that covers the full-cover illuminance range. As an example, as shown in FIG. 11 , the light receiver 110 including one photodiode, that is, the photodiode 3 PD3 will be described as an example.

거리 측정부(120)는 MCU(125)에 의해 제어되는 집적 회로(IC, Integrated Circuit)로 구현될 수 있다. 집적 회로(IC)는 트랜스임피던스 증폭기(TIA, Transimpedance Amplifier)(121), 이득 증폭기(PGA, Programmable Gain Amplifier)(122), 비교기(Comparator)(123), 측정부(124) 및 MCU(Main Control Unit)(125)로 구현될 수 있다.The distance measuring unit 120 may be implemented as an integrated circuit (IC) controlled by the MCU 125 . An integrated circuit (IC) includes a transimpedance amplifier (TIA) 121, a programmable gain amplifier (PGA) 122, a comparator 123, a measurement unit 124, and a main control unit (MCU). Unit) 125 may be implemented.

트랜스임피던스 증폭기(TIA)(121)는 광 수신부(110)로부터 출력된 전류 신호를 전압 신호로 변환한다.The transimpedance amplifier (TIA) 121 converts the current signal output from the light receiver 110 into a voltage signal.

이득 증폭기(PGA)(122)는 트랜스임피던스 증폭기(121)에서 변환된 전압 신호를 증폭한다.The gain amplifier (PGA) 122 amplifies the voltage signal converted by the transimpedance amplifier 121 .

비교기(123)는 이득 증폭기(122)에서 증폭된 전압 신호와 기준 신호와 비교한다.The comparator 123 compares the voltage signal amplified by the gain amplifier 122 with the reference signal.

측정부(124)는 비교기(123)의 출력을 이용하여 비행 시간을 산출하고, 그 산출된 비행 시간을 통해 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정할 수 있다.The measurement unit 124 may calculate a flight time by using the output of the comparator 123 , and measure the distance to the distance sensing object through the calculated flight time.

광 수신부(110)에 포함된 포토다이오드 3(PD3)은 바이어스(Bias)와 연결된다. 포토다이오드 3(PD3)은 특정 파장 범위를 밴드패스 필터링하는 필터를 통해 거리 측정부(120)의 트랜스임피던스 증폭기(121)와 연결되어 있다.The photodiode 3 PD3 included in the light receiver 110 is connected to a bias. The photodiode 3 PD3 is connected to the transimpedance amplifier 121 of the distance measuring unit 120 through a filter for bandpass filtering a specific wavelength range.

제어부(140)는 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드의 파장 범위를 선택하고, 그 선택된 포토다이오드의 파장 범위에 따라 선택적으로 밴드패스 필터링하도록 포토다이오드 3(PD3)와 연결된 필터를 제어한다. 거리 감지 대상체로부터 반사된 빛은 포토다이오드를 통해 수신되어 전류 신호로 출력될 때, 포토다이오드의 파장 범위에 따라 선택적으로 밴드패스 필터링하는 필터를 거쳐 거치 측정부(120)로 출력된다.The controller 140 selects a wavelength range of the photodiode corresponding to an external environmental condition, and controls a filter connected to the photodiode 3 PD3 to selectively perform bandpass filtering according to the wavelength range of the selected photodiode. When the light reflected from the distance sensing object is received through the photodiode and output as a current signal, it is output to the stationary measurement unit 120 through a filter that selectively performs bandpass filtering according to the wavelength range of the photodiode.

그리고 MCU(125)는 거리 측정과 관련하여 집적 회로를 전체적으로 제어한다. 또한, MCU(125)는 제어부(140)와 통신을 통해 거리 측정부(120)와 연결된 포토다이오드의 파장 범위에 매칭되도록, 내부 회로의 입력 임피던스를 변경할 수 있다.In addition, the MCU 125 controls the integrated circuit as a whole in relation to distance measurement. Also, the MCU 125 may change the input impedance of the internal circuit to match the wavelength range of the photodiode connected to the distance measuring unit 120 through communication with the controller 140 .

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 사용되는 포토다이오드 특성을 나타낸 도면이다.12 is a view showing characteristics of a photodiode used in another embodiment of the present invention.

도 12에 도시된 바와 같이, 외부 환경 센서(130)는 외부 환경 중에서 조도를 감지하는 조도 센서 또는 파장 센싱이 가능한 이미지 센서 등일 수 있다. 그리고 포토다이오드 3(PD3)은 풀커버 조도 범위(Range)를 커버한다. 이는 특정 파장에서의 노이즈 레벨이 높지 않고 전체적으로 노이즈 레벨이 낮은 상황을 나타낸다. 하나의 포토다이오드 3(PD3)은 전체 조도 범위를 커버할 수 있다.As shown in FIG. 12 , the external environment sensor 130 may be an illuminance sensor detecting illuminance in the external environment or an image sensor capable of wavelength sensing. And the photodiode 3 (PD3) covers the full-cover illuminance range (Range). This indicates a situation in which the noise level at a specific wavelength is not high and the noise level is low overall. One photodiode 3 PD3 may cover the entire illuminance range.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 사용되는 포토다이오드의 파장에 따른 반응도를 나타낸 도면이다.13 is a diagram illustrating a reaction diagram according to a wavelength of a photodiode used in another embodiment of the present invention.

도 13에 도시된 바와 같이, 풀커버 조도 범위를 커버하는 포토다이오드 파장(Wavelength)에 따른 반응도(Responsibility)도가 일부 최외각 파장 범위를 제외하고는 일정하게 높다. 따라서 파장이 700nm이거나 파장이 900nm인 경우, 포토다이오드 3(PD3)은 일정한 반응도를 가진다.As shown in FIG. 13 , the degree of responsibility according to the wavelength of the photodiode covering the full-cover illuminance range is consistently high except for some outermost wavelength ranges. Therefore, when the wavelength is 700 nm or the wavelength is 900 nm, the photodiode 3 (PD3) has a constant reactivity.

일례로, 제어부(140)는 광 수신부(110)에 포함된 필터를 제어하여 파장이 700nm을 중심으로 하는 제1 파장 범위(210)를 선택하고, 광 수신부(110)는 그 선택된 제1 파장 범위(210)에 따라 밴드패스 필터링을 수행할 수 있다.For example, the controller 140 controls the filter included in the light receiver 110 to select a first wavelength range 210 having a wavelength centered at 700 nm, and the light receiver 110 controls the selected first wavelength range. Bandpass filtering may be performed according to (210).

다른 예로, 제어부(140)는 광 수신부(110)에 포함된 필터를 제어하여 파장이 900nm을 중심으로 하는 제2 파장 범위(220)를 선택하고, 광 수신부(110)는 그 선택된 제2 파장 범위(220)에 따라 밴드패스 필터링을 수행할 수 있다.As another example, the controller 140 controls the filter included in the light receiver 110 to select the second wavelength range 220 having a wavelength centered at 900 nm, and the light receiver 110 controls the selected second wavelength range. Bandpass filtering may be performed according to (220).

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 방법에 대한 순서도이다.14 is a flowchart of a method for receiving a lidar signal selectively using a photodiode according to another embodiment of the present invention.

도 14에 도시된 바와 같이, 단계 S301에서, 라이다 신호 수신 장치(100)는 외부 환경 조건을 센싱한다.14 , in step S301 , the lidar signal receiving apparatus 100 senses an external environmental condition.

단계 S302에서, 라이다 신호 수신 장치(100)는 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드의 파장 범위를 선택한다.In step S302, the lidar signal receiving apparatus 100 selects a wavelength range of the photodiode corresponding to the external environmental condition.

단계 S303에서, 라이다 신호 수신 장치(100)는 거리 감지 대상체로부터 반사된 빛을 선택된 포토다이오드의 파장 범위에 따라 밴드패스 필터링하여 전류 신호를 출력한다.In step S303, the lidar signal receiving apparatus 100 outputs a current signal by bandpass filtering the light reflected from the distance sensing object according to the wavelength range of the selected photodiode.

단계 S304에서, 라이다 신호 수신 장치(100)는 선택된 포토다이오드의 파장 범위에 맞게 내부 회로의 임피던스를 변경한다.In step S304, the lidar signal receiving apparatus 100 changes the impedance of the internal circuit to match the wavelength range of the selected photodiode.

단계 S305에서, 라이다 신호 수신 장치(100)는 임피던스가 변경된 내부 회로를 통해 그 출력된 전류 신호를 기반으로 비행시간을 산출하여 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정한다.In step S305, the lidar signal receiving apparatus 100 measures the distance to the distance sensing object by calculating the flight time based on the output current signal through the internal circuit in which the impedance is changed.

상술한 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.The above-described method according to the present invention may be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes any type of recording medium in which data that can be read by a computer system is stored. For example, there may be a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a magnetic tape, a magnetic disk, a flash memory, an optical data storage device, and the like.

이상, 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the drawings and examples, it does not mean that the protection scope of the present invention is limited by the drawings or examples, and those skilled in the art will It will be understood that various modifications and variations of the present invention can be made without departing from the spirit and scope thereof.

100: 라이다 신호 수신 장치
110: 광 수신부
111, 112: 스위치
120: 거리 측정부
121: 트랜스임피던스 증폭기
122: 이득 증폭기
123: 비교기
124: 측정부
125: MCU
130: 외부 환경 센서
140: 제어부100: lidar signal receiving device
110: light receiving unit
111, 112: switch
120: distance measuring unit
121: transimpedance amplifier
122: gain amplifier
123: comparator
124: measurement unit
125: MCU
130: external environment sensor
140: control unit

Claims (18)

거리 감지 대상체로부터 반사된 빛을 복수의 포토다이오드를 통해 수신하여 전류 신호를 출력하는 광 수신부;
상기 출력된 전류 신호를 기반으로 비행시간을 산출하여 상기 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정하는 거리 측정부;
외부 환경 조건을 센싱하는 외부 환경 센서; 및
상기 복수의 포토다이오드 중에서 상기 센싱된 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드를 선택하여 상기 거리 측정부와 연결시키고, 상기 선택된 포토다이오드에 맞게 내부 회로의 임피던스를 변경하는 제어부를 포함하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치.a light receiving unit receiving light reflected from the distance sensing object through a plurality of photodiodes and outputting a current signal;
a distance measuring unit calculating a flight time based on the output current signal and measuring a distance to the distance sensing object;
an external environmental sensor for sensing external environmental conditions; and
Selecting a photodiode, including a control unit for selecting a photodiode corresponding to the sensed external environmental condition from among the plurality of photodiodes, connecting the photodiode to the distance measuring unit, and changing an impedance of an internal circuit according to the selected photodiode LIDAR signal receiving device used as 제1항에 있어서,
상기 외부 환경 센서는,
외부 환경 조건 중에서 외부 조도를 센싱하는 조도 센서 또는 파장 센싱이 가능한 이미지 센서를 포함하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치.According to claim 1,
The external environment sensor,
A lidar signal receiving device selectively using a photodiode, including an illuminance sensor or an image sensor capable of wavelength sensing for sensing external illuminance among external environmental conditions. 제1항에 있어서,
상기 복수의 포토다이오드 각각은,
외부 환경 조건 중에서 조도에 따라 서로 다른 민감도를 가지는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치.According to claim 1,
Each of the plurality of photodiodes,
A lidar signal receiving device selectively using a photodiode, which has different sensitivities depending on illuminance among external environmental conditions. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
외부 환경 조건마다 매핑되는 각각의 포토다이오드가 기저장된 룩업 테이블을 기초로 하여, 상기 복수의 포토다이오드 중에서 상기 센싱된 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드를 선택하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치.According to claim 1,
The control unit is
A lidar signal selectively using a photodiode for selecting a photodiode corresponding to the sensed external environmental condition from among the plurality of photodiodes based on a lookup table in which each photodiode mapped for each external environmental condition is pre-stored receiving device. 제1항에 있어서,
상기 복수의 포토다이오드는,
외부 환경 조건의 전체 범위를 커버하고, 상기 복수의 포토다이오드 각각은 상기 전체 범위 중에서 서로 다른 범위를 커버하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치.According to claim 1,
The plurality of photodiodes,
Covering the entire range of external environmental conditions, each of the plurality of photodiodes covers a different range of the entire range, LiDAR signal receiving apparatus selectively using a photodiode. 제5항에 있어서,
상기 복수의 포토다이오드 각각이 커버하는 서로 다른 범위는 외부 환경 조건의 일부 범위가 서로 겹쳐지는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치.6. The method of claim 5,
The different ranges covered by each of the plurality of photodiodes overlap with some ranges of external environmental conditions. Lidar signal receiving apparatus selectively using a photodiode. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 선택된 포토다이오드의 출력 임피던스에 매칭되도록, 상기 거리 측정부를 구성하는 내부 회로의 입력 임피던스를 변경하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치.According to claim 1,
The control unit is
A lidar signal receiving apparatus selectively using a photodiode to change an input impedance of an internal circuit constituting the distance measuring unit so as to match an output impedance of the selected photodiode. 제1항에 있어서,
상기 거리 측정부는,
상기 출력된 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 트랜스임피던스 증폭기;
상기 변환된 전압 신호를 증폭하는 이득 증폭기;
상기 증폭된 전압 신호와 기준 신호와 비교하는 비교기; 및
상기 비교기의 출력을 이용하여 비행 시간을 산출하고, 상기 산출된 비행 시간을 통해 상기 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정하는 측정부를 포함하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치.According to claim 1,
The distance measuring unit,
a transimpedance amplifier converting the output current signal into a voltage signal;
a gain amplifier amplifying the converted voltage signal;
a comparator for comparing the amplified voltage signal with a reference signal; and
and a measurement unit for calculating a flight time using the output of the comparator and measuring a distance to the distance sensing object through the calculated flight time. 외부 환경 센서를 통해 외부 환경 조건을 센싱하는 단계;
복수의 포토다이오드 중에서 상기 센싱된 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드를 선택하는 단계;
거리 감지 대상체로부터 반사된 빛을 상기 선택된 포토다이오드를 통해 수신하여 전류 신호를 출력하는 단계;
상기 선택된 포토다이오드에 맞게 내부 회로의 임피던스를 변경하는 단계; 및
상기 임피던스가 변경된 내부 회로를 통해 상기 출력된 전류 신호를 기반으로 비행시간을 산출하여 상기 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정하는 단계를 포함하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 방법.sensing an external environmental condition through an external environmental sensor;
selecting a photodiode corresponding to the sensed external environmental condition from among a plurality of photodiodes;
receiving the light reflected from the distance sensing object through the selected photodiode and outputting a current signal;
changing an impedance of an internal circuit according to the selected photodiode; and
Comprising the step of calculating a flight time based on the output current signal through the internal circuit in which the impedance is changed and measuring the distance to the distance sensing object, the method of selectively using a photodiode for receiving a lidar signal. 제9항에 있어서,
상기 외부 환경 센서는,
외부 환경 조건 중에서 외부 조도를 센싱하는 조도 센서 또는 파장 센싱이 가능한 이미지 센서를 포함하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 방법.10. The method of claim 9,
The external environment sensor,
A method of selectively using a photodiode for receiving a lidar signal, comprising an illuminance sensor for sensing external illuminance or an image sensor capable of wavelength sensing among external environmental conditions. 제9항에 있어서,
상기 복수의 포토다이오드 각각은,
외부 환경 조건 중에서 조도에 따라 서로 다른 민감도를 가지는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 방법.10. The method of claim 9,
Each of the plurality of photodiodes,
A method of selectively receiving a LiDAR signal using a photodiode, which has different sensitivities according to illuminance among external environmental conditions. 제9항에 있어서,
상기 포토다이오드를 선택하는 단계는,
외부 환경 조건마다 매핑되는 각각의 포토다이오드가 기저장된 룩업 테이블을 기초로 하여, 상기 복수의 포토다이오드 중에서 상기 센싱된 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드를 선택하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 방법.10. The method of claim 9,
The step of selecting the photodiode comprises:
A lidar signal selectively using a photodiode for selecting a photodiode corresponding to the sensed external environmental condition from among the plurality of photodiodes based on a lookup table in which each photodiode mapped for each external environmental condition is pre-stored How to receive. 제9항에 있어서,
상기 복수의 포토다이오드는,
외부 환경 조건의 전체 범위를 커버하고, 상기 복수의 포토다이오드 각각은 상기 전체 범위 중에서 서로 다른 범위를 커버하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 방법.10. The method of claim 9,
The plurality of photodiodes,
Covering the entire range of external environmental conditions, each of the plurality of photodiodes covers a different range of the entire range, LiDAR signal receiving method selectively using a photodiode. 제13항에 있어서,
상기 복수의 포토다이오드 각각이 커버하는 서로 다른 범위는 외부 환경 조건의 일부 범위가 서로 겹쳐지는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 방법.14. The method of claim 13,
The different ranges covered by each of the plurality of photodiodes overlap some ranges of external environmental conditions. A method of selectively using a photodiode for receiving a lidar signal. 제9항에 있어서,
상기 임피던스를 변경하는 단계는,
상기 선택된 포토다이오드의 출력 임피던스에 매칭되도록, 상기 포토다이오드와 선택적으로 연결된 내부 회로의 입력 임피던스를 변경하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 방법.10. The method of claim 9,
Changing the impedance comprises:
A LiDAR signal receiving method selectively using a photodiode to change an input impedance of an internal circuit selectively connected to the photodiode so as to match the output impedance of the selected photodiode. 제9항에 있어서,
상기 거리를 측정하는 단계는,
상기 임피던스가 변경된 내부 회로를 통해, 상기 출력된 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 단계;
상기 변환된 전압 신호를 증폭하는 단계;
상기 증폭된 전압 신호와 기준 신호와 비교하는 단계; 및
상기 비교된 결과를 이용하여 비행 시간을 산출하고, 상기 산출된 비행 시간을 통해 상기 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정하는 단계를 포함하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 방법.10. The method of claim 9,
Measuring the distance comprises:
converting the output current signal into a voltage signal through the internal circuit in which the impedance is changed;
amplifying the converted voltage signal;
comparing the amplified voltage signal with a reference signal; and
Calculating a flight time using the compared result, and measuring a distance to the distance sensing object through the calculated flight time, a method for selectively receiving a lidar signal using a photodiode. 거리 감지 대상체로부터 반사된 빛을 포토다이오드를 통해 수신하여 전류 신호를 출력하되, 상기 포토다이오드의 파장 범위에 따라 선택적으로 밴드패스 필터링하는 광 수신부;
상기 출력된 전류 신호를 기반으로 비행시간을 산출하여 상기 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정하는 거리 측정부;
외부 환경 조건을 센싱하는 외부 환경 센서; 및
상기 센싱된 외부 환경 조건에 따라 상기 포토다이오드의 파장 범위를 선택하여 밴드패스 필터링을 수행하고, 상기 선택된 포토다이오드의 파장 범위에 맞게 내부 회로의 임피던스를 변경하는 제어부를 포함하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 장치.a light receiving unit receiving light reflected from the distance sensing object through a photodiode and outputting a current signal, but selectively bandpass filtering according to a wavelength range of the photodiode;
a distance measuring unit calculating a flight time based on the output current signal and measuring a distance to the distance sensing object;
an external environmental sensor for sensing external environmental conditions; and
Selecting a photodiode according to the sensed external environmental condition, performing bandpass filtering by selecting a wavelength range of the photodiode, and including a control unit for changing an impedance of an internal circuit according to the selected wavelength range of the photodiode. LIDAR signal receiving device used. 외부 환경 센서를 통해 외부 환경 조건을 센싱하는 단계;
상기 센싱된 외부 환경 조건에 대응되는 포토다이오드의 파장 범위를 선택하는 단계;
거리 감지 대상체로부터 반사된 빛을 상기 선택된 포토다이오드의 파장 범위에 따라 선택적으로 밴드패스 필터링하여 전류 신호를 출력하는 단계;
상기 선택된 포토다이오드의 파장 범위에 맞게 내부 회로의 임피던스를 변경하는 단계; 및
상기 임피던스가 변경된 내부 회로를 통해 상기 출력된 전류 신호를 기반으로 비행시간을 산출하여 상기 거리 감지 대상체까지의 거리를 측정하는 단계를 포함하는, 포토다이오드를 선택적으로 이용한 라이다 신호 수신 방법.sensing an external environmental condition through an external environmental sensor;
selecting a wavelength range of a photodiode corresponding to the sensed external environmental condition;
outputting a current signal by selectively bandpass filtering the light reflected from the distance sensing object according to the wavelength range of the selected photodiode;
changing the impedance of the internal circuit according to the wavelength range of the selected photodiode; and
Comprising the step of calculating a flight time based on the output current signal through the internal circuit in which the impedance is changed and measuring the distance to the distance sensing object, the method of selectively using a photodiode for receiving a lidar signal.
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