KR20220077688A - LiDAR Scanner - Google Patents

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KR20220077688A
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주식회사 성우하이텍
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Abstract

라이다 스캐너가 개시된다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 라이다 스캐너는 회전 미러의 상부에 관통홀을 갖는 수광 미러를 구성하고, 상기 수광 미러의 상부와 후방에 각각 광 송신부와 광 수신부를 배치하여 광 송신부로부터 레이저 광이 수광 미러 상의 관통홀을 통하여 회전 미러에 반사되어 송출되도록 하고, 물체로부터 반사된 레이저 반사광이 다시 회전 미러와 수광 미러를 통해 반사되어 간섭 없이 광 수신부로 수신되도록 하여 레이저 반사광의 수신 효율을 높이며, 광 송신부와 광 수신부를 수광 미러의 상부와 후방에 각각 배치함으로써, 전체적인 스캐너의 높이를 최소화한다. A lidar scanner is disclosed. The lidar scanner according to an embodiment of the present invention configures a light receiving mirror having a through hole in the upper portion of the rotating mirror, and arranges a light transmitting unit and a light receiving unit respectively on the upper and rear sides of the light receiving mirror to receive laser light from the light transmitting unit. It is reflected by the rotating mirror through the through hole on the light receiving mirror and transmitted, and the laser reflected light reflected from the object is reflected again through the rotating mirror and the light receiving mirror and received by the light receiving unit without interference, thereby increasing the reception efficiency of the laser reflected light, By disposing the light transmitting unit and the light receiving unit respectively above and behind the light receiving mirror, the overall height of the scanner is minimized.

Description

라이다 스캐너{LiDAR Scanner} LiDAR Scanner

본 발명은 라이다 스캐너에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전 미러의 상부에 별도의 수광 미러를 구성하고, 수광 미러의 상부와 후방에 각각 광 송신부와 광 수신부를 배치하여 물체로부터 반사된 레이저 반사광이 광 수신부와의 간섭을 최소화한 상태로 광 수신부로 수신되도록 하여 레이저 반사광의 수신 효율을 높이고, 전체적인 스캐너의 높이를 최소화하는 라이다 스캐너에 관한 것이다. The present invention relates to a lidar scanner, and more particularly, by configuring a separate light receiving mirror on top of a rotating mirror, and disposing a light transmitting unit and a light receiving unit on the upper and rear sides of the light receiving mirror, respectively, so that the laser reflected light reflected from the object is The present invention relates to a lidar scanner that improves reception efficiency of laser reflected light and minimizes the overall height of the scanner by allowing it to be received by the light receiving unit in a state where interference with the light receiving unit is minimized.

일반적으로 라이다(LiDAR: light detection and ranging) 시스템은 레이저 광을 물체에 송신한 후, 물체에 의해 반사 또는 산란되어 돌아오는 레이저 반사광을 수신하여 이를 분석함으로써, 물체까지의 거리, 방향, 속도, 온도, 물질 분포 및 농도 특성 등을 감지할 수 있는 시스템이다.In general, a light detection and ranging (LiDAR) system transmits laser light to an object, receives the reflected laser light that is reflected or scattered by the object, and analyzes it to determine the distance, direction, speed, and/or distance to the object. It is a system that can detect temperature, material distribution and concentration characteristics.

상기 라이다 시스템은 물체 감지와 거리 측정을 위한 수단이 레이저 광이므로, 흔히 레이저 레이더 또는 2차원 또는 3차원 스캐너라고 불리며, 일반적으로 알고 있는 레이더와 비교하여 전자기파 대신 파장이 짧은 레이저를 광으로 사용하여 측정 정밀도가 높고, 주변 정보를 정확히 파악할 수 있다.Since the means for object detection and distance measurement is laser light, the lidar system is often called laser radar or two-dimensional or three-dimensional scanner. The measurement precision is high, and the surrounding information can be accurately grasped.

즉, 이러한 라이다 시스템은 레이저 펄스를 발사하고, 그 빛이 주위의 물체에서 반사되어 돌아오는 것을 받아 물체까지의 거리 등을 측정함으로써 주변의 모습을 정밀하게 그려내는 장치라 할 수 있으며, 전파 대신에 빛을 쓰는 레이다를 뜻하는 것으로, 라이다는 전통적인 레이다와 원리가 같으나 그 사용하는 전자기파의 파장이 다르므로 실제 이용 기술과 활용 범위는 다르다.In other words, such a lidar system can be said to be a device that accurately draws the surroundings by emitting a laser pulse, receiving the light reflected from the surrounding object, and measuring the distance to the object. It refers to a radar that uses light in the air, and the principle is the same as that of a traditional radar, but the actual use technology and range of application are different because the wavelength of the electromagnetic wave used is different.

또한, 라이다 시스템은 물체까지의 거리 뿐 아니라 움직이는 속도와 방향, 온도, 주변의 대기 물질 분석 및 농도 측정 등에도 쓰이는데, 자외선, 가시광선, 근적외선 등을 사용하여 금속성인 아닌 바위나 구름, 빗방울, 에어로졸 등을 감지할 수 있어서 기상 관측에 이용되며, 지형을 정밀하게 그려내거나, 비행체의 착륙 유도나 자율 주행 자동차의 주변 인식 장치로 사용된다. In addition, the lidar system is used not only for the distance to an object, but also for moving speed, direction, temperature, and ambient air mass analysis and concentration measurement. Since it can detect aerosols, it is used for weather observation, and it is used to accurately draw terrain, guide the landing of aircraft, or as a peripheral recognition device for autonomous vehicles.

또한, 분자마다 잘 산란시키는 빛의 파장이 다른 현상을 이용하여 공기 중에 섞여 있는 기체의 화학적 조성을 알아내는데 쓰이는 등, 그 활용분야는 무궁무진하다.In addition, it is used to find out the chemical composition of a gas mixed in the air by using the phenomenon that the wavelength of light that is well scattering for each molecule is different, etc. The application fields are endless.

이러한 라이다 시스템의 일예로 운용되는 종래 기술에 따른 라이다 스캐너(LiDAR Scanner)는 레이저 광을 송신하는 광 송신부, 광 송신부로부터 송신된 레이저 광을 회전하는 일정각도의 회전 미러를 통해 반사시키는 미러부, 상기 미러부를 반복 회전 구동시키는 모터 구동부, 물체로부터 반사 또는 산란되어 돌아오는 레이저 반사광을 다시 회전 미러를 통해 반사시켜 수광하는 광 수신부, 및 상기 광 수신부가 수신한 정보를 처리하는 신호 처리부 등으로 구성된다.A LiDAR Scanner according to the prior art operated as an example of such a LiDAR system includes a light transmitting unit that transmits laser light, and a mirror unit that reflects the laser light transmitted from the light transmitting unit through a rotating mirror of a predetermined angle that rotates. , a motor driving unit that repeatedly drives the mirror unit to rotate, a light receiving unit that reflects and receives laser reflected light reflected or scattered from an object through the rotating mirror again, and a signal processing unit that processes the information received by the light receiving unit do.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 라이다 스캐너는 광 송신부와 광 수신부가 동일 축선 상에 놓이는 동축(Coaxial) 타입으로, 구조적 특성에 따라 레이저 광을 송출하는 광 송신부의 LD(Laser Diode) 모듈의 구조물이 광 수신부의 수광 렌즈를 가리게 되어 레이저 반사광의 수신 효율(측정 효율)을 떨어트리는 단점이 있다.However, the conventional lidar scanner as described above is a coaxial type in which the light transmitting unit and the light receiving unit are placed on the same axis. Since the light receiving lens of the light receiving unit is covered, there is a disadvantage in that the receiving efficiency (measuring efficiency) of the laser reflected light is lowered.

또한, 동축 타입의 라이다 스캐너는 초점거리가 긴 수광 렌즈가 수직방향으로 배치되어야 함으로 전체적인 스캐너의 높이가 높아지는 단점이 있다. In addition, the coaxial type lidar scanner has a disadvantage in that the overall height of the scanner increases because a light receiving lens having a long focal length must be disposed in a vertical direction.

국내 공개특허공보 제2020-0009757호Domestic Patent Publication No. 2020-0009757

본 발명의 실시 예는 회전 미러의 상부에 관통홀을 갖는 수광 미러를 구성하고, 상기 수광 미러의 상부와 후방에 각각 광 송신부와 광 수신부를 배치하여 광 송신부로부터 레이저 광이 수광 미러 상의 관통홀을 통하여 회전 미러에 반사되어 송출되도록 하고, 물체로부터 반사된 레이저 반사광이 다시 회전 미러와 수광 미러를 통해 반사되어 간섭 없이 광 수신부로 수신되도록 하여 레이저 반사광의 수신 효율을 높일 수 있도록 하는 라이다 스캐너를 제공하고자 한다. An embodiment of the present invention configures a light receiving mirror having a through hole in the upper portion of the rotating mirror, and arranges a light transmitting unit and a light receiving unit at the upper and rear sides of the light receiving mirror, respectively, so that laser light from the light transmitting unit passes through the through hole on the light receiving mirror. Provides a lidar scanner that is reflected by the rotating mirror and transmitted, and the laser reflected light reflected from the object is reflected back through the rotating mirror and the light receiving mirror to be received by the light receiving unit without interference, thereby increasing the reception efficiency of the laser reflected light. want to

또한, 본 발명의 실시 예는 광 송신부와 광 수신부를 수광 미러의 상부와 후방에 각각 배치함으로써, 전체적인 스캐너의 높이를 최소화하여 규격이 제한된 Application에서 활용도를 높이는 라이다 스캐너를 제공하고자 한다. In addition, an embodiment of the present invention aims to provide a lidar scanner that minimizes the overall height of the scanner by arranging the light transmitter and the light receiver on the upper and rear sides of the light receiving mirror, thereby increasing the usability in applications with limited specifications.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 레이저 광을 송신하는 광 송신부와, 상기 광 송신부로부터 송신된 레이저 광을 회전하는 일정각도의 회전 미러를 통해 반사시키는 미러부와, 상기 미러부를 일정각의 범위내에서 반복 회전 구동시키는 모터 구동부와, 물체로부터 반사 또는 산란되어 돌아오는 레이저 반사광을 다시 회전 미러를 통해 반사시켜 수광하는 광 수신부, 및 상기 광 수신부가 수신한 정보를 처리하는 신호 처리부를 포함하는 라이다 스캐너에 있어서, 상기 미러부는 상기 모터 구동부에 회전 가능하게 설치되는 회전 미러; 및 상기 회전 미러의 상부에 대응하여 중앙에 관통홀이 형성되어 고정 프레임에 일정각도로 고정되며, 상기 관통홀을 통하여 상기 광 송신부로부터 출력되는 레이저 광을 상기 회전 미러로 통과시키며, 상기 회전 미러로부터 반사되는 레이저 반사광을 상기 광 수신부로 반사하는 수광 미러를 포함하는 라이다 스캐너가 제공될 수 있다.In one or more embodiments of the present invention, a light transmitting unit for transmitting laser light, a mirror unit for reflecting the laser light transmitted from the light transmitting unit through a rotating mirror of a predetermined angle rotating, and the mirror unit having a predetermined angle range Including a motor driving unit for repeatedly driving the rotation in the interior, a light receiving unit for receiving the laser reflected light reflected or scattered from the object by reflecting it back through a rotating mirror and receiving the light, and a signal processing unit for processing the information received by the light receiving unit In the IDA scanner, the mirror unit is a rotating mirror rotatably installed in the motor driving unit; and a through hole formed in the center corresponding to the upper portion of the rotation mirror is fixed to a fixed frame at a predetermined angle, and the laser light output from the light transmitter through the through hole passes to the rotation mirror, and from the rotation mirror A lidar scanner including a light receiving mirror for reflecting the reflected laser light to the light receiving unit may be provided.

상기 광 송신부는 내부에 레이저 광을 출력하는 레이저 다이오드가 내장되어 상기 수광 미러 상의 상기 관통홀 상부에 대응하여 케이스에 고정되는 상부 브라켓 상에 고정되는 레이저 모듈(11); 상기 레이저 모듈의 하부에 대응하도록 상기 상부 브라켓 상에 고정되는 렌즈 홀더(13); 및 상기 렌즈 홀더의 상부와 하부에 각각 설치되어 상기 레이저 광을 평행광으로 변환하는 제1, 제2 렌즈를 포함할 수 있다.The light transmitting unit includes a laser diode for outputting laser light therein, the laser module 11 being fixed to an upper bracket fixed to the case to correspond to the upper portion of the through hole on the light receiving mirror; a lens holder 13 fixed on the upper bracket to correspond to the lower portion of the laser module; and first and second lenses respectively installed on the upper and lower portions of the lens holder to convert the laser light into parallel light.

또한, 상기 모터 구동부는 하부의 베이스 플레이트 상에 모터 브라켓을 통하여 고정되는 모터; 상기 모터의 회전축 상에 중심이 고정되며, 외주를 따라서 일정간격으로 기어치가 형성되어 상기 모터에 의해 회전 구동하는 회전판; 및 상기 회전판의 후방에서 상기 기어치를 감지하여 상기 회전판의 회전방향 및 회전수를 검출하도록 상기 베이스 플레이트 상에 센서 브라켓을 통하여 고정되는 포토센서를 포함할 수 있다.In addition, the motor driving unit is a motor fixed to the base plate through a motor bracket; a rotating plate having a center fixed on the rotating shaft of the motor, gear teeth formed at regular intervals along an outer periphery, and rotatingly driven by the motor; and a photosensor fixed to the base plate through a sensor bracket to detect the gear teeth from the rear of the rotating plate to detect the rotational direction and number of rotations of the rotating plate.

여기서, 상기 포토센서는 포토 인터럽터(Photo Interrupter)로 이루어질 수 있다.Here, the photosensor may be formed of a photo interrupter.

또한, 상기 회전 미러는 상기 회전판 상에 지지 브라켓을 통하여 일정각도로 경사지게 설치되는 회전 미러 케이스에 반사면이 상부를 향하도록 설치될 수 있다.In addition, the rotating mirror may be installed in a rotating mirror case inclined at a predetermined angle through a support bracket on the rotating plate so that the reflective surface faces upward.

또한, 상기 수광 미러는 상기 회전 미러와 동일각도로 일정간격 이격되어 상기 고정 프레임에 경사지게 설치되는 수광 미러 케이스에 반사면이 상기 회전 미러의 반사면을 향하도록 설치될 수있다.In addition, the light receiving mirror may be installed in a light receiving mirror case that is spaced apart from the rotating mirror at the same angle and inclined at the fixed frame so that a reflective surface faces the reflective surface of the rotating mirror.

상기 광 수신부는 상기 수광 미러의 후방에 대응하여 상기 고정 프레임에 연결된 고정 홀더에 체결되는 렌즈 마운트; 상기 렌즈 마운트의 내부에 내장되며, 상기 수광 미러로부터 반사되는 레이저 반사광을 집광하는 수광 렌즈; 및 상기 고정 홀더의 내부에 설치되어 상기 수광 렌즈로부터 집광된 레이저 반사광을 전기적 신호로 변환하여 출력하는 수광 소자를 포함할 수 있다.The light receiving unit may include a lens mount coupled to a fixed holder connected to the fixed frame to correspond to the rear of the light receiving mirror; a light receiving lens built into the lens mount and condensing the laser reflected light reflected from the light receiving mirror; and a light receiving element installed inside the fixed holder to convert the laser reflected light focused from the light receiving lens into an electrical signal and output the converted light.

또한, 상기 신호 처리부는 상기 광 수신부의 후방에 고정되어 상기 광 수신부로부터 출력되는 전기적 신호를 이미지 신호로서 변환하여 출력하는 제어로직을 갖는 제어기판(PCB)으로 이루어질 수 있다.In addition, the signal processing unit may include a control board (PCB) fixed to the rear of the light receiving unit and having a control logic for converting an electrical signal output from the light receiving unit into an image signal and outputting the converted electrical signal.

또한, 상기 고정 프레임은 하부의 베이스 플레이트 상의 후방에 세워져 고정되는 지지 프레임의 상부에 전방을 향하여 설치될 수 있다.In addition, the fixing frame may be installed toward the front on the upper portion of the support frame that is erected and fixed to the rear on the lower base plate.

본 발명의 실시 예에 따른 라이다 스캐너는 미러부의 회전 미러의 상부에 관통홀을 갖는 수광 미러를 추가로 구성하고, 상기 수광 미러의 상부와 후방에 각각 광 송신부와 광 수신부를 배치하여 광 송신부로부터 레이저 광이 수광 미러 상의 관통홀을 통하여 회전 미러에 반사되어 송출되도록 하고, 물체로부터 반사된 레이저 반사광이 다시 회전 미러와 수광 미러를 통해 반사되어 상기 광 송신부의 구조물과의 간섭을 최소화하여 광 수신부로 수신되도록 할 수 있어 레이저 반사광의 수신 효율(즉, 측정 효율)을 높이는 효과가 있다. In the lidar scanner according to an embodiment of the present invention, a light receiving mirror having a through hole is additionally configured on the upper portion of the rotating mirror of the mirror unit, and a light transmitting unit and a light receiving unit are disposed on the upper and rear sides of the light receiving mirror, respectively, from the light transmitting unit The laser light is reflected by the rotating mirror through a through hole on the light receiving mirror and transmitted, and the laser reflected light reflected from the object is reflected again through the rotating mirror and the light receiving mirror to minimize interference with the structure of the light transmitting unit to the light receiving unit. Since it can be received, there is an effect of increasing the reception efficiency (ie, measurement efficiency) of the laser reflected light.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 라이다 스캐너는 광 송신부와 광 수신부를 수광 미러의 상부와 후방에 각각 분리하여 배치함으로써, 전체적인 스캐너의 높이를 최소화하여 규격이 제한된 Application에서도 활용도를 높이는 효과가 있다.In addition, the lidar scanner according to the embodiment of the present invention has the effect of increasing the utility even in applications with limited specifications by minimizing the overall height of the scanner by arranging the light transmitting unit and the light receiving unit separately on the upper and rear sides of the light receiving mirror. .

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 라이다 스캐너의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 라이다 스캐너의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 라이다 스캐너의 반 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 라이다 스캐너의 작동 설명도이다. 1 is a perspective view of a lidar scanner according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of a lidar scanner according to an embodiment of the present invention.
3 is a half cross-sectional view of a lidar scanner according to an embodiment of the present invention.
4 is an explanatory diagram of the operation of the lidar scanner according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.However, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to the bar shown in the drawings, and the thickness is enlarged to clearly express various parts and regions. it was

또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.In addition, in order to clearly explain the embodiment of the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same components throughout the specification.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 동축 라이다 스캐너의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 동축 라이다 스캐너의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 동축 라이다 스캐너의 반 단면도이다. 1 is a perspective view of a coaxial lidar scanner according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of a coaxial lidar scanner according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a coaxial lidar scanner according to an embodiment of the present invention is a half-section of

본 발명의 실시 예에 따른 라이다 스캐너는 기존의 광 송신부와 광 수신부가 동일 축선 상에 놓이는 동축(Coaxial) 타입의 라이다 스캐너의 구조적 특성에 따른 문제점인 레이저 광을 송출하는 광 송신부의 LD(Laser Diode) 모듈의 구조물이 광 수신부의 수광 렌즈를 가려 레이저 반사광의 수신 효율을 저감시키는 단점과, 초점거리가 긴 수광 렌즈가 광 송신부와 함께 수직방향으로 배치되어 스캐너의 높이가 너무 높아지는 단점을 해소하기 위한 것이다. In the lidar scanner according to the embodiment of the present invention, the LD ( LD) of the optical transmitter emitting laser light, which is a problem according to the structural characteristics of the conventional coaxial type lidar scanner in which the light transmitter and the light receiver are placed on the same axis The structure of the laser diode) module blocks the light receiving lens of the light receiving unit to reduce the reception efficiency of the laser reflected light, and the long focal length light receiving lens is arranged in the vertical direction together with the light transmitting unit to solve the drawback that the height of the scanner is too high it is to do

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 라이다 스캐너는 광 송신부(10), 미러부(20), 모터 구동부(30), 광 수신부(40), 신호 처리부(50)를 포함한다. 1 to 3 , the lidar scanner according to an embodiment of the present invention includes a light transmitting unit 10 , a mirror unit 20 , a motor driving unit 30 , a light receiving unit 40 , and a signal processing unit 50 . include

먼저, 상기한 라이다 스캐너의 주요 구성요소인 광 송신부(10), 미러부(20), 모터 구동부(30), 광 수신부(40), 신호 처리부(50) 등은 도 3에서 도시한 바와 같은 케이스(C)의 내부에 구성되며, 이러한 구성들을 케이스 내부에 고정하기 위한 구조물로, 하부에 베이스 플레이트(1)가 구비되고, 상기 베이스 플레이트(1)의 후방 일측에 지지 프레임(3)이 세워져 설치된다. First, the light transmitting unit 10, the mirror unit 20, the motor driving unit 30, the light receiving unit 40, the signal processing unit 50, etc., which are the main components of the lidar scanner, are as shown in FIG. It is configured inside the case (C) and is a structure for fixing these components to the inside of the case, the base plate (1) is provided at the lower part, and the support frame (3) is erected on one rear side of the base plate (1) is installed

또한, 상기 지지 프레임(3)의 상부에는 전방을 향하여 고정 프레임(5)이 설치되고, 상기 케이스(C)의 상부 내면에는 상기 광 송신부(10)를 설치하기 위한 상부 브라켓(7)이 고정된다.In addition, a fixing frame 5 is installed on the upper portion of the supporting frame 3 toward the front, and an upper bracket 7 for installing the light transmitting unit 10 is fixed to the upper inner surface of the case C. .

여기서, 상기 케이스(C)는 설명의 편의상, 점선으로 표시한다. Here, the case (C) is indicated by a dotted line for convenience of description.

그리고 상기 광 송신부(10)는 레이저 광을 송신하도록 구성되는데, 레이저 모듈(11)과 렌즈 홀더(13), 및 제1, 제2 렌즈(l1)(l2)로 구성된다.In addition, the light transmitter 10 is configured to transmit laser light, and includes a laser module 11 , a lens holder 13 , and first and second lenses 11 and 12 .

상기 레이저 모듈(11)은 상기 미러부(20) 상의 상부에 대응하여 케이스(C)에 고정되는 상부 브라켓(7) 상에 고정되며, 내부에 레이저 광을 출력하는 레이저 다이오드(LD)가 내장된다. The laser module 11 is fixed on an upper bracket 7 fixed to the case C to correspond to the upper portion of the mirror unit 20, and a laser diode LD for outputting laser light is built therein. .

상기 렌즈 홀더(13)는 상기 레이저 모듈(11)의 하부에 대응하도록 상기 상부 브라켓(7) 상에 고정되며, 내부는 중공의 상태로 구성된다.The lens holder 13 is fixed on the upper bracket 7 so as to correspond to the lower portion of the laser module 11, and the inside is hollow.

상기 제1, 제2 렌즈(L1)(L2)는 상기 렌즈 홀더(13)의 상부와 하부에 각각 설치되어 상기 레이저 다이오드(LD)로부터 출력되는 레이저 광을 평행광으로 변환하여 상기 미러부(20)로 송신한다.The first and second lenses L1 and L2 are respectively installed on the upper and lower portions of the lens holder 13 to convert the laser light output from the laser diode LD into parallel light, and the mirror unit 20 ) to send

상기 미러부(20)는 상기 광 송신부(10)로부터 송신된 레이저 광을 회전하는 일정각도의 회전 미러(M2)를 통해 반사시키는 기능을 하며, 회전 미러(M2)와 함께 별도의 수광 미러(M1)를 포함한다. The mirror unit 20 functions to reflect the laser light transmitted from the light transmitting unit 10 through a rotating mirror M2 of a rotating predetermined angle, and a separate light receiving mirror M1 together with the rotating mirror M2. ) is included.

먼저, 상기 회전 미러(M2)는 상기 모터 구동부(30)에 회전 가능하게 설치되고, 상기 수광 미러(M1)는 상기 회전 미러(M2)의 상부에 대응하여 배치되며, 중앙에 관통홀(H)이 형성되어 상기 고정 프레임(5)에 일정각도로 고정되어 설치된다.First, the rotation mirror M2 is rotatably installed in the motor driving unit 30 , and the light receiving mirror M1 is disposed to correspond to an upper portion of the rotation mirror M2 , and has a through hole H in the center This is formed and fixed to the fixing frame 5 at an angle and installed.

즉, 상기 수광 미러(M1)는 상기 관통홀(H)을 통하여 상기 광 송신부(10)의 레이저 다이오드(LD)로부터 출력되는 레이저 광을 통과시키며, 상기 관통홀(H)을 통과한 레이저 광은 상기 회전 미러(M2)에 의해 반사되어 방향을 변환하여 외부 물체(미도시)에 조사된다.That is, the light receiving mirror M1 passes the laser light output from the laser diode LD of the light transmitter 10 through the through hole H, and the laser light passing through the through hole H It is reflected by the rotating mirror M2, changes the direction, and is irradiated to an external object (not shown).

상기 물체(미도시)로부터 다시 반사되어 돌아오는 레이저 반사광은 상기 회전 미러(M2)에서 1차 반사되면서 상기 수광 미러(M1)으로 전달되고, 상기 수광 미러(M1)는 이를 다시 반사하면서 방향을 바꾸어 상기 광 수신부(40)로 2차 반사하는 기능을 갖는다. The laser reflected light reflected back from the object (not shown) is transmitted to the light receiving mirror M1 while being primarily reflected by the rotating mirror M2, and the light receiving mirror M1 changes direction while reflecting it again It has a function of secondary reflection to the light receiving unit 40 .

그리고 상기 모터 구동부(30)는 상기 미러부(20)의 반사 미러(M2)를 일정각의 범위 내에서 반복 회전 구동시키는 기능을 갖는다. In addition, the motor driving unit 30 has a function of repeatedly rotating the reflective mirror M2 of the mirror unit 20 within a range of a predetermined angle.

즉, 상기 모터 구동부(30)는 모터(31)와 회전판(W) 및 포토 센서(PS)로 구성된다. That is, the motor driving unit 30 includes a motor 31 , a rotating plate W, and a photo sensor PS.

상기 모터(31)는 하부의 베이스 플레이트(1) 상에 모터 브라켓(33)을 통하여 상향하여 고정 설치된다. The motor 31 is fixedly installed upward through the motor bracket 33 on the lower base plate 1 .

상기 회전판(W)은 상기 모터(31)의 회전축(35) 상에 중심이 고정 설치되며, 외주를 따라서 일정간격으로 기어치(WG)가 형성되어 상기 모터(31)의 구동에 의핸 반복 회전 구동하도록 구성된다. The rotating plate W has a fixed center on the rotating shaft 35 of the motor 31 , and gear teeth WG are formed at regular intervals along the outer periphery to repeatedly rotate driven by the driving of the motor 31 . is configured to

상기 포토센서(PS)는 상기 회전판(W)의 후방에서 상기 기어치(WG)를 감지하여 상기 회전판(W)의 회전방향 및 회전수를 검출하여 그 신호를 출력하는 것으로, 상기 베이스 플레이트(1)의 상의 후방 일측에 센서 브라켓(37)을 통하여 고정된다.The photosensor PS detects the gear tooth WG from the rear of the rotation plate W, detects the rotation direction and the number of rotations of the rotation plate W, and outputs the signal, and the base plate 1 ) is fixed through the sensor bracket 37 on the rear side of the upper side.

여기서, 상기 포토센서(PS)는 발광 다이오드와 포토 트랜지스터를 조합하여 발광 다이오드가 내뿜는 빛을 포토 트랜지스터가 수광해서 트랜지스터를 작동시키는 원리의 포토 인터럽터(Photo Interrupter)로 이루어질 수 있다.Here, the photosensor PS may be formed of a photo-interrupter with the principle of combining a light-emitting diode and a phototransistor to receive the light emitted by the light-emitting diode and the phototransistor to operate the transistor.

한편, 상기 회전판(W) 상에는 상기 회전 미러(M2)가 지지 브라켓(21)을 통하여 일정각도로 경사지게 설치되는 회전 미러 케이스(MC2)에 반사면이 상부를 향하도록 하여 설치되며, 상기 회전판(W)의 회전에 따라 함께 회전하도록 구성된다. On the other hand, on the rotating plate (W), the rotating mirror (M2) is installed in a rotating mirror case (MC2) inclined at a predetermined angle through the support bracket (21) so that the reflective surface faces upward, the rotating plate (W) ) are configured to rotate together according to the rotation of the

또한, 상기 수광 미러(M1)는 상기 회전 미러(M2)와 동일각도로 일정간격 이격되어 상기 고정 프레임(5)에 경사지게 설치되는 수광 미러 케이스(MC1)에 반사면이 상기 회전 미러(M2)의 반사면을 향하도록 설치된다. In addition, the light receiving mirror M1 is spaced apart from the rotating mirror M2 by a predetermined distance at the same angle and the reflective surface of the rotating mirror M2 is provided in the light receiving mirror case MC1 inclinedly installed on the fixed frame 5 . It is installed to face the reflective surface.

이때, 상기 수관 미러(M1)과 회전 미러(M2)의 각 반사면은 회전판(W)에 대하여 일정각 경사진 상태를 유지한다.At this time, each reflective surface of the water tube mirror M1 and the rotation mirror M2 maintains an inclined state at a predetermined angle with respect to the rotation plate W. As shown in FIG.

그리고 상기 광 수신부(40)는 물체로부터 반사 또는 산란되어 회전 미러(M2)와 수관 미러(M1)에 의해 반사되어 돌아오는 레이저 반사광을 수광하는 기능을 갖는다. In addition, the light receiving unit 40 has a function of receiving the laser reflected light that is reflected or scattered from the object and is reflected back by the rotating mirror M2 and the water tube mirror M1.

즉, 상기 광 수신부(40)는 렌즈 마운트(LC)와 수광 렌즈(L3), 및 수광 소자(43)로 구성된다. That is, the light receiving unit 40 includes a lens mount LC, a light receiving lens L3, and a light receiving element 43 .

상기 렌즈 마운트(LC)는 상기 수광 미러(M1)의 후방에 대응하여 상기 고정 프레임(5)에 연결된 고정 홀더(41)에 체결된다.The lens mount LC is fastened to a fixing holder 41 connected to the fixing frame 5 corresponding to the rear of the light receiving mirror M1 .

상기 수광 렌즈(L3)는 상기 렌즈 마운트(LC)의 내부에는 내장되며, 상기 수광 미러(M1)로부터 반사되는 레이저 반사광을 집광하는 기능을 한다.The light receiving lens L3 is built in the lens mount LC, and functions to collect the laser reflected light reflected from the light receiving mirror M1.

상기 수광 소자(43)는 상기 고정 홀더(41)의 내부에 위치되어 상기 신호 처리부(50)와 연결되어 상기 수광 렌즈(L2)로부터 집광된 레이저 반사광을 전기적 신호로 변환하여 신호 처리부(50)로 출력한다. The light receiving element 43 is located inside the fixed holder 41 and is connected to the signal processing unit 50 to convert the laser reflected light focused from the light receiving lens L2 into an electrical signal to the signal processing unit 50 . print out

상기 신호 처리부(50)는 상기 광 수신부(40)가 수신한 정보를 처리하는 것으로, 제어기판(PCB)으로 이루어지며, 상기 제어기판(PCB)는 상기 광 수신부(40)의 후방에 고정되어 상기 광 수신부(40)로부터 출력되는 전기적 신호를 이미지 신호로서 변환하여 출력하는 제어로직을 갖는다.The signal processing unit 50 processes the information received by the light receiving unit 40 , and includes a control board (PCB), which is fixed to the rear of the light receiving unit 40 and the It has a control logic for converting the electrical signal output from the light receiving unit 40 as an image signal and outputting it.

여기서, 상기 제어기판(PCB)은 상기 포토센서(PS)와도 전기적으로 연결되어 회전판(W)의 회전방향 및 회전수 정보를 수신하도록 구성한다. Here, the control board (PCB) is also electrically connected to the photosensor (PS) is configured to receive the rotation direction and rotation speed information of the rotation plate (W).

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 라이다 스캐너의 작동 설명도이다. 4 is an explanatory diagram of the operation of the lidar scanner according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 라이다 스캐너는 레이저를 이용하는 시스템으로, 레이저는 용도에 따라 다른 파장을 갖는데, 대체로 600-1000nm 파장의 빛을 사용할 수 있으며, 사람의 눈에 입히는 피해를 줄이기 위해 보다 긴 파장대의 빛을 사용할 수 있다.The lidar scanner according to an embodiment of the present invention is a system using a laser, and the laser has a different wavelength depending on the purpose, but generally can use light with a wavelength of 600-1000 nm, and a longer length to reduce damage to human eyes. Wavelength light can be used.

도 4를 참조하면, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 라이다 스캐너의 작동은 먼저, 광 송신부(10)의 레이저 다이오드(LD)가 신호 처리부(50)의 제어 하에, 펄스 레이저를 생성하여 제1, 제2 렌즈(L1)(L2)를 통하여 송신한다.4, the operation of the lidar scanner having the configuration as described above is first, the laser diode LD of the light transmitting unit 10 generates a pulse laser under the control of the signal processing unit 50 to first, It transmits through the second lens (L1) (L2).

그러면, 상기 제1, 제2 렌즈(L1)(L2)는 수신한 펄스 레이저를 평행광으로 변환하여 미러부(20)의 수광 미러(M1)의 관통홀(H1)을 통해 회전 미러(M2)로 반사시키고, 회전 미러(M2)는 펄스 레이저를 다시 반사시켜 물체(반사체)로 송신한다.Then, the first and second lenses L1 and L2 convert the received pulse laser into parallel light and pass through the through hole H1 of the light receiving mirror M1 of the mirror unit 20 to rotate the mirror M2. and the rotating mirror M2 reflects the pulse laser again and transmits it to the object (reflector).

이에, 물체(반사체)로부터 반사된 반사광은 미러부(20)의 회전 미러(M2)의 반사면을 통하여 상기 수광 미러(M1)로 반사되며, 상기 수광 미러(M1)에 의해 반사된 반사광은 광 수신부(40)의 수광 렌즈(L3)를 투과하면서 수광 소자(43)에 집광되어 전기적 신호로 변환하여 신호 처리부(50)로 전송된다.Accordingly, the reflected light reflected from the object (reflector) is reflected to the light receiving mirror M1 through the reflective surface of the rotating mirror M2 of the mirror unit 20, and the reflected light reflected by the light receiving mirror M1 is the light While passing through the light receiving lens L3 of the receiving unit 40, the light is condensed by the light receiving element 43, converted into an electrical signal, and transmitted to the signal processing unit 50.

한편, 상기 모터 구동부(30)는 모터(31)의 구동에 의해 회전 미러(M2)를 회전시키게 되며, 신호 처리부(50)에 의해 모터(31)의 회전속도가 제어될 수 있다.Meanwhile, the motor driving unit 30 rotates the rotation mirror M2 by driving the motor 31 , and the rotation speed of the motor 31 may be controlled by the signal processing unit 50 .

상기 신호 처리부(50)는 광 수신부(40)로부터 변환한 전기적 신호를 이용하여 물체(반사체)까지의 거리 및 속도를 산출하는데, 광 송신부(10)가 송신하는 펄스 레이저의 펄스폭과, 기존 설정된 시간 내에 광 송신부(10)가 송신하는 펄스 레이저의 횟수를 포함하는 송신 반복률과, 기존 설정된 시간 내에 광 수신부(40)가 수신하는 반사된 광의 횟수를 포함하는 수신 반복률과, 펄스 레이저의 파워값을 물체(반사체)까지의 거리 및 속도에 따라 적극적으로 변경할 수 있다.The signal processing unit 50 calculates the distance and speed to the object (reflector) using the electrical signal converted from the light receiving unit 40, the pulse width of the pulse laser transmitted by the light transmitting unit 10 and the previously set A transmission repetition rate including the number of pulse lasers transmitted by the light transmitting unit 10 within a time period, a receiving repetition rate including the number of reflected light received by the light receiving unit 40 within a previously set time, and a power value of the pulse laser It can be actively changed according to the distance and speed to the object (reflector).

따라서 본 발명의 실시 예에 따른 라이다 스캐너는 회전 미러(M2)의 상부에 관통홀(H)을 갖는 수광 미러(M1)를 별도로 구성하고, 이러한 수광 미러(M1)의 상부에 광 송신부(10)를 배치하고, 후방에 광 수신부(40)를 배치하여 광 송신부(10)의 레이저 다이오드(LD)로부터 출력되는 레이저 광이 수광 미러(M1) 상의 관통홀(H)을 통하여 회전 미러(M2)에 송출되도록 하고, 반사체인 물체로부터 반사된 레이저 반사광은 회전 미러(M2)와 수광 미러(M1)를 통해 반사되어 상기 광 송신부(10)의 구조물과 간섭 없이 광 수신부(40)로 수신되도록 할 수 있다. Therefore, in the lidar scanner according to an embodiment of the present invention, the light receiving mirror M1 having the through hole H is separately configured on the upper portion of the rotating mirror M2, and the light transmitting unit 10 is formed on the light receiving mirror M1. ), and the light receiving unit 40 is arranged at the rear so that the laser light output from the laser diode LD of the light transmitting unit 10 passes through the through hole H on the light receiving mirror M1 and the rotation mirror M2. The laser reflected light reflected from the reflector object is reflected through the rotating mirror M2 and the light receiving mirror M1 to be received by the light receiving unit 40 without interference with the structure of the light transmitting unit 10. have.

이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 라이다 스캐너는 레이저 반사광의 수신 효율을 높일 수 있게 된다. Accordingly, the lidar scanner according to the embodiment of the present invention can increase the reception efficiency of the laser reflected light.

또한, 광 송신부(10)와 광 수신부(40)를 수광 미러(M1)의 상부와 후방에 각각 배치할 수 있어, 전체적인 스캐너의 높이를 최소화하여 규격이 제한된 Application에서도 활용도를 높이는 효과가 있다.In addition, since the light transmitting unit 10 and the light receiving unit 40 can be respectively disposed on the upper and rear sides of the light receiving mirror M1, the overall height of the scanner is minimized, thereby increasing the usability even in applications with limited specifications.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and it can be easily changed by a person skilled in the art from the embodiment of the present invention to equivalent Including all changes to the extent recognized as being

1: 베이스 플레이트
3: 지지 프레임
5: 고정 프레임
7: 상부 브라켓
C: 케이스
10: 광 송신부
11: 레이저 모듈
13: 렌즈 홀더
LD: 레이저 다이오드
L1, L2: 제1, 제2 렌즈
20: 미러부
21: 지지 브라켓
M1: 수광 미러
M2: 회전 미러
MC1: 수광 미러 케이스
MC2: 회전 미러 케이스
H: 관통홀
30: 모터 구동부
31; 모터
33; 모터 케이스
35: 회전축
37: 센서 브라켓
PS: 포토센서
W: 회전판
WG: 기어치
40: 광 수신부
41: 고정 홀더
43: 수광 소자
L3; 수광 렌즈
LC: 렌즈 마운트
50: 신호 처리부
PCB: 제어기판1: base plate
3: Support frame
5: Fixed frame
7: upper bracket
C: case
10: optical transmitter
11: Laser module
13: lens holder
LD: laser diode
L1, L2: first, second lens
20: mirror unit
21: support bracket
M1: light receiving mirror
M2: rotating mirror
MC1: light receiving mirror case
MC2: Rotating Mirror Case
H: through hole
30: motor driving unit
31; motor
33; motor case
35: axis of rotation
37: sensor bracket
PS: photosensor
W: Rotating plate
WG: gear teeth
40: light receiving unit
41: fixed holder
43: light receiving element
L3; light receiving lens
LC: Lens mount
50: signal processing unit
PCB: Control Board

Claims (19)

레이저 광을 송신하는 광 송신부와, 상기 광 송신부로부터 송신된 레이저 광을 회전하는 일정각도의 회전 미러를 통해 반사시키는 미러부와, 상기 미러부를 일정각의 범위내에서 반복 회전 구동시키는 모터 구동부와, 물체로부터 반사 또는 산란되어 돌아오는 레이저 반사광을 다시 회전 미러를 통해 반사시켜 수광하는 광 수신부, 및 상기 광 수신부가 수신한 정보를 처리하는 신호 처리부를 포함하는 라이다 스캐너에 있어서,
상기 미러부는
상기 모터 구동부에 회전 가능하게 설치되는 회전 미러; 및
상기 회전 미러의 상부에 대응하여 중앙에 관통홀이 형성되어 고정 프레임에 일정각도로 고정되며, 상기 관통홀을 통하여 상기 광 송신부로부터 출력되는 레이저 광을 상기 회전 미러로 통과시키며, 상기 회전 미러로부터 반사되는 레이저 반사광을 상기 광 수신부로 반사하는 수광 미러;
를 포함하는 라이다 스캐너.A light transmitting unit for transmitting laser light, a mirror unit for reflecting the laser light transmitted from the light transmitting unit through a rotating mirror of a rotating predetermined angle, and a motor driving unit for repeatedly rotating and driving the mirror unit within a predetermined angle range; In the lidar scanner comprising a light receiving unit for receiving the reflected laser light reflected or scattered from the object by reflecting it back through a rotating mirror, and a signal processing unit for processing the information received by the light receiving unit,
the mirror unit
a rotating mirror rotatably installed in the motor driving unit; and
A through hole is formed in the center to correspond to the upper portion of the rotating mirror and fixed to a fixed frame at a predetermined angle, and the laser light output from the light transmitting unit passes through the through hole to the rotating mirror, and is reflected from the rotating mirror. a light receiving mirror for reflecting the laser reflected light to the light receiving unit;
LiDAR scanner that includes. 제1항에 있어서,
상기 광 송신부는
내부에 레이저 광을 출력하는 레이저 다이오드가 내장되어 상기 수광 미러 상의 상기 관통홀 상부에 대응하여 케이스에 고정되는 상부 브라켓 상에 고정되는 레이저 모듈;
상기 레이저 모듈의 하부에 대응하도록 상기 상부 브라켓 상에 고정되는 렌즈 홀더; 및
상기 렌즈 홀더의 상부와 하부에 각각 설치되어 상기 레이저 광을 평행광으로 변환하는 제1, 제2 렌즈;
를 포함하는 라이다 스캐너.According to claim 1,
The optical transmitter
a laser module having a built-in laser diode outputting laser light therein and fixed on an upper bracket fixed to a case to correspond to an upper portion of the through hole on the light receiving mirror;
a lens holder fixed on the upper bracket to correspond to the lower portion of the laser module; and
first and second lenses respectively installed on the upper and lower portions of the lens holder to convert the laser light into parallel light;
LiDAR scanner that includes. 제1항에 있어서,
상기 모터 구동부는
하부의 베이스 플레이트 상에 모터 브라켓을 통하여 고정되는 모터;
상기 모터의 회전축 상에 중심이 고정되며, 외주를 따라서 일정간격으로 기어치가 형성되어 상기 모터에 의해 회전 구동하는 회전판; 및
상기 회전판의 후방에서 상기 기어치를 감지하여 상기 회전판의 회전방향 및 회전수를 검출하도록 상기 베이스 플레이트 상에 센서 브라켓을 통하여 고정되는 포토센서;
를 포함하는 라이다 스캐너.According to claim 1,
The motor driving unit
a motor fixed to the lower base plate through a motor bracket;
a rotating plate having a center fixed on the rotating shaft of the motor, gear teeth formed at regular intervals along an outer periphery, and rotationally driven by the motor; and
a photosensor fixed to the base plate through a sensor bracket so as to detect the gear teeth from the rear of the rotating plate to detect the rotational direction and number of rotations of the rotating plate;
LiDAR scanner that includes. 제3항에 있어서,
상기 포토센서는
포토 인터럽터(Photo Interrupter)로 이루어지는 라이다 스캐너.4. The method of claim 3,
The photosensor
A lidar scanner composed of a photo interrupter. 제3항에 있어서,
상기 회전 미러는
상기 회전판 상에 지지 브라켓을 통하여 일정각도로 경사지게 설치되는 회전 미러 케이스에 반사면이 상부를 향하도록 설치되는 라이다 스캐너.4. The method of claim 3,
the rotating mirror
A lidar scanner installed with a reflective surface facing upward in a rotating mirror case that is inclined at a predetermined angle through a support bracket on the rotating plate. 제5항에 있어서,
상기 수광 미러는
상기 회전 미러와 동일각도로 일정간격 이격되어 상기 고정 프레임에 경사지게 설치되는 수광 미러 케이스에 반사면이 상기 회전 미러의 반사면을 향하도록 설치되는 라이다 스캐너.6. The method of claim 5,
The light receiving mirror is
The lidar scanner is installed such that a reflective surface faces the reflective surface of the rotating mirror in a light receiving mirror case that is spaced apart from the rotating mirror by a predetermined interval at the same angle and is inclinedly installed on the fixed frame. 제1항에 있어서,
상기 광 수신부는
상기 수광 미러의 후방에 대응하여 상기 고정 프레임에 연결된 고정 홀더에 체결되는 렌즈 마운트;
상기 렌즈 마운트의 내부에 내장되며, 상기 수광 미러로부터 반사되는 레이저 반사광을 집광하는 수광 렌즈; 및
상기 고정 홀더의 내부에 설치되어 상기 수광 렌즈로부터 집광된 레이저 반사광을 전기적 신호로 변환하여 출력하는 수광 소자;
를 포함하는 라이다 스캐너.According to claim 1,
The light receiving unit
a lens mount fastened to a fixed holder connected to the fixed frame to correspond to the rear of the light receiving mirror;
a light receiving lens built into the lens mount and condensing the laser reflected light reflected from the light receiving mirror; and
a light receiving element installed inside the fixed holder to convert the laser reflected light condensed from the light receiving lens into an electrical signal and output it;
LiDAR scanner that includes. 제1항에 있어서,
상기 신호 처리부는
상기 광 수신부의 후방에 고정되어 상기 광 수신부로부터 출력되는 전기적 신호를 이미지 신호로서 변환하여 출력하는 제어로직을 갖는 제어기판으로 이루어지는 라이다 스캐너.According to claim 1,
The signal processing unit
A lidar scanner fixed to the rear of the light receiving unit and comprising a control board having a control logic that converts and outputs an electrical signal output from the light receiving unit as an image signal. 제1항에 있어서,
상기 고정 프레임은
하부의 베이스 플레이트 상의 후방에 세워져 고정되는 지지 프레임의 상부에 전방을 향하여 설치되는 라이다 스캐너.According to claim 1,
The fixed frame is
A lidar scanner that is installed toward the front on the upper part of the support frame that is erected and fixed to the rear on the lower base plate. 라이다 스캐너에 있어서,
내부에 레이저 다이오드가 내장되어 레이저 광을 출력하는 레이저 모듈과, 상기 레이저 모듈의 하부에 대응하여 상기 레이저 광을 평행광으로 변환하는 제1, 제2 렌즈가 설치되는 렌즈 홀더로 이루어져 상기 레이저 광을 송신하는 광 송신부;
중앙에 관통홀이 형성된 수광 미러가 일정각도로 고정되고, 상기 수광 미러의 관통홀을 통하여 상기 광 송신부로부터 송신된 레이저 광을 회전하는 일정각도의 회전 미러를 통해 반사하는 미러부;
상기 미러부의 회전 미러를 고정하는 회전판을 모터 구동으로 일정각의 범위내에서 반복 회전 구동시키는 모터 구동부;
물체로부터 반사 또는 산란되어 다시 상기 회전 미러와 상기 수광 미러를 통해 반사되어 돌아오는 레이저 반사광을 수광 렌즈를 통하여 집광하여 수광 소자를 통하여 신호 변환하는 광 수신부; 및
상기 광 수신부가 수신한 정보를 처리하는 신호 처리부;
를 포함하는 라이다 스캐너.In the lidar scanner,
It consists of a laser module having a built-in laser diode to output laser light, and a lens holder in which first and second lenses for converting the laser light into parallel light corresponding to the lower portion of the laser module are installed. an optical transmitter for transmitting;
a mirror unit having a light receiving mirror having a through hole formed in the center fixed at a predetermined angle, and reflecting the laser light transmitted from the light transmitting unit through the through hole of the light receiving mirror through a rotating mirror of a predetermined angle;
a motor driving unit for repeatedly rotating and driving the rotating plate for fixing the rotating mirror of the mirror unit within a predetermined angle range by motor driving;
a light receiving unit for condensing the laser reflected light that is reflected or scattered from the object and is reflected back through the rotating mirror and the light receiving mirror through a light receiving lens and converts a signal through a light receiving element; and
a signal processing unit for processing the information received by the light receiving unit;
LiDAR scanner that includes. 제10항에 있어서,
상기 미러부는
상기 모터 구동부의 회전판 상에 고정되는 회전 미러; 및
상기 회전 미러의 상부에 대응하여 중앙에 관통홀이 형성되어 고정 프레임에 일정각도로 고정되며, 상기 관통홀을 통하여 상기 광 송신부로부터 출력되는 레이저 광을 상기 회전 미러로 통과시키며, 상기 회전 미러로부터 반사되는 레이저 반사광을 상기 광 수신부로 반사하는 수광 미러;
를 포함하는 라이다 스캐너.11. The method of claim 10,
the mirror unit
a rotating mirror fixed on the rotating plate of the motor driving unit; and
A through hole is formed in the center to correspond to the upper portion of the rotating mirror and fixed to a fixed frame at a predetermined angle, and the laser light output from the light transmitting unit passes through the through hole to the rotating mirror, and is reflected from the rotating mirror. a light receiving mirror for reflecting the laser reflected light to the light receiving unit;
LiDAR scanner that includes. 제11항에 있어서,
상기 회전 미러는
상기 회전판 상에 지지 브라켓을 통하여 일정각도로 경사지게 설치되는 회전 미러 케이스에 반사면이 상부를 향하도록 설치되는 라이다 스캐너.12. The method of claim 11,
the rotating mirror
A lidar scanner installed with a reflective surface facing upward in a rotating mirror case that is inclined at a predetermined angle through a support bracket on the rotating plate. 제12항에 있어서,
상기 수광 미러는
상기 회전 미러와 동일각도로 일정간격 이격되어 상기 고정 프레임에 경사지게 설치되는 수광 미러 케이스에 반사면이 상기 회전 미러의 반사면을 향하도록 설치되는 라이다 스캐너.13. The method of claim 12,
The light receiving mirror is
The lidar scanner is installed such that a reflective surface faces the reflective surface of the rotating mirror in a light receiving mirror case that is spaced apart from the rotating mirror by a predetermined interval at the same angle and is inclinedly installed on the fixed frame. 제10항에 있어서,
상기 광 송신부는
내부에 레이저 광을 출력하는 레이저 다이오드가 내장되어 상기 수광 미러 상의 상기 관통홀 상부에 대응하여 케이스에 고정되는 상부 브라켓 상에 고정되는 레이저 모듈;
상기 레이저 모듈의 하부에 대응하도록 상기 상부 브라켓 상에 고정되는 렌즈 홀더; 및
상기 렌즈 홀더의 상부와 하부에 각각 설치되어 상기 레이저 광을 평행광으로 변환하는 제1, 제2 렌즈;
를 포함하는 라이다 스캐너.11. The method of claim 10,
The optical transmitter
a laser module having a built-in laser diode outputting laser light therein and fixed on an upper bracket fixed to a case to correspond to an upper portion of the through hole on the light receiving mirror;
a lens holder fixed on the upper bracket to correspond to the lower portion of the laser module; and
first and second lenses respectively installed on the upper and lower portions of the lens holder to convert the laser light into parallel light;
LiDAR scanner that includes. 제10항에 있어서,
상기 모터 구동부는
하부의 베이스 플레이트 상에 모터 브라켓을 통하여 고정되는 모터;
상기 모터의 회전축 상에 중심이 고정되며, 외주를 따라서 일정간격으로 기어치가 형성되어 상기 모터에 의해 회전 구동하는 회전판; 및
상기 회전판의 후방에서 상기 기어치를 감지하여 상기 회전판의 회전방향 및 회전수를 검출하도록 상기 베이스 플레이트 상에 센서 브라켓을 통하여 고정되는 포토센서;
를 포함하는 라이다 스캐너.11. The method of claim 10,
The motor driving unit
a motor fixed to the lower base plate through a motor bracket;
a rotating plate having a center fixed on the rotating shaft of the motor, gear teeth formed at regular intervals along an outer periphery, and rotationally driven by the motor; and
a photosensor fixed to the base plate through a sensor bracket so as to detect the gear teeth from the rear of the rotating plate to detect the rotational direction and number of rotations of the rotating plate;
LiDAR scanner that includes. 제15항에 있어서,
상기 포토센서는
포토 인터럽터(Photo Interrupter)로 이루어지는 라이다 스캐너.16. The method of claim 15,
The photosensor
A lidar scanner composed of a photo interrupter. 제11항에 있어서,
상기 광 수신부는
상기 수광 미러의 후방에 대응하여 상기 고정 프레임에 연결된 고정 홀더에 체결되는 렌즈 마운트;
상기 렌즈 마운트의 내부에 내장되며, 상기 수광 미러로부터 반사되는 레이저 반사광을 집광하는 수광 렌즈; 및
상기 고정 홀더의 내부에 설치되어 상기 수광 렌즈로부터 집광된 레이저 반사광을 전기적 신호로 변환하여 출력하는 수광 소자;
를 포함하는 라이다 스캐너.12. The method of claim 11,
The light receiving unit
a lens mount fastened to a fixed holder connected to the fixed frame to correspond to the rear of the light receiving mirror;
a light receiving lens built into the lens mount and condensing the laser reflected light reflected from the light receiving mirror; and
a light receiving element installed inside the fixed holder to convert the laser reflected light condensed from the light receiving lens into an electrical signal and output it;
LiDAR scanner that includes. 제10항에 있어서,
상기 신호 처리부는
상기 광 수신부의 후방에 고정되어 상기 광 수신부로부터 출력되는 전기적 신호를 이미지 신호로서 변환하여 출력하는 제어로직을 갖는 제어기판으로 이루어지는 라이다 스캐너.11. The method of claim 10,
The signal processing unit
A lidar scanner fixed to the rear of the light receiving unit and comprising a control board having a control logic that converts and outputs an electrical signal output from the light receiving unit as an image signal. 제11항에 있어서,
상기 고정 프레임은
하부의 베이스 플레이트 상의 후방에 세워져 고정되는 지지 프레임의 상부에 전방을 향하여 설치되는 라이다 스캐너.12. The method of claim 11,
The fixed frame is
A lidar scanner that is installed toward the front on the upper part of the support frame that is erected and fixed to the rear on the lower base plate.
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