KR20220085888A - System and method for processing signal of lidar - Google Patents

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Abstract

본 발명은 메모리 모듈, 레이저 펄스 신호를 발신하고, 객체에 반사된 레이저 펄스 신호를 수신하는 라이다 센서 모듈, 및 라이다 센서 모듈을 통해 수신된 레이저 펄스 신호의 ToF(Time of Flight)를 산출하고, 산출된 ToF를 메모리 모듈에 저장하고, 메모리 모듈에 저장된 ToF에 기반하여 객체와의 상대 속도를 산출하고, 산출된 상대 속도를 메모리 모듈에 저장하고, 메모리 모듈에 저장된 상대 속도에 기반하여 객체와의 상대 속도 변화율을 산출하고, 산출된 상대 속도 변화율에 기반하여 객체와의 거리를 유지하기 위한 제동 파라미터를 산출하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a memory module, a LiDAR sensor module that transmits a laser pulse signal and receives a laser pulse signal reflected by an object, and a Time of Flight (ToF) of a laser pulse signal received through the LIDAR sensor module, and , store the calculated ToF in the memory module, calculate the relative speed with the object based on the ToF stored in the memory module, store the calculated relative speed in the memory module, and and a control module for calculating a relative speed change rate of , and calculating a braking parameter for maintaining a distance to an object based on the calculated relative speed change rate.

Description

라이다 신호 처리 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PROCESSING SIGNAL OF LIDAR}SYSTEM AND METHOD FOR PROCESSING SIGNAL OF LIDAR

본 발명은 라이다 신호 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 라이다 신호로부터 객체와의 거리를 유지하기 위한 차량의 제동 파라미터를 산출할 수 있는 라이다 신호 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for processing a lidar signal, and to a system and method for processing a lidar signal capable of calculating a braking parameter of a vehicle for maintaining a distance from a lidar signal to an object.

주변에 위치한 상대 차량을 탐지하기 위해 라이다 장치(LiDAR: Light Detec tion And Ranging)가 차량에 탑재되고 있다. 라이다 장치는 차량의 주변으로 레이저 펄스를 발사하고, 발사된 레이저 펄스가 차량 주변에 위치한 상대 차량에 반사되어 돌아오는 것을 수신하며, 발사된 레이저 펄스와 수신된 레이저 펄스의 시간을 체크하여 ToF(Time of Flight)를 계산하고, 계산된 ToF를 상위 제어기로 전달한다.A LiDAR (Light Detection And Ranging) is being installed in a vehicle to detect an adjacent vehicle. The LiDAR device emits a laser pulse to the surroundings of the vehicle, receives the emitted laser pulse is reflected back to the other vehicle located around the vehicle, and checks the time of the emitted laser pulse and the received laser pulse to determine the ToF ( Time of Flight) is calculated, and the calculated ToF is transmitted to the upper controller.

그러나, 이러한 라이다 장치는 단순히 ToF 정보만을 상위 제어기로 제공하므로, 상위 제어기는 ToF 정보 이외의 정보를 라이다 장치로부터 획득할 수 없고, 이에 따라 해당 정보를 차량의 가속도, 감속도 또는 제동력의 제어에 이용하기 위해 상위 제어기에서 별도의 정보 처리 과정이 수행되어야 하는 문제가 있다.However, since such a lidar device simply provides only ToF information to the upper controller, the upper controller cannot obtain information other than the ToF information from the lidar device, and accordingly, the upper controller can use the corresponding information to control the acceleration, deceleration, or braking force of the vehicle. There is a problem in that a separate information processing process has to be performed in the host controller in order to be used for this purpose.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1998298호(2019.07.03.)의 '카메라 및 라이다 센서를 이용한 차량 자율주행방법'에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in 'Vehicle autonomous driving method using a camera and lidar sensor' of Republic of Korea Patent Publication No. 10-1998298 (July 3, 2019).

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 라이다 신호로부터 객체와의 거리를 유지하기 위한 차량의 제동 파라미터를 산출할 수 있는 라이다 신호 처리 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object according to one aspect of the present invention is a lidar signal processing system capable of calculating a braking parameter of a vehicle for maintaining a distance from a lidar signal to an object, and to provide a way

본 발명의 일 측면에 따른 라이다 신호 처리 시스템은 메모리 모듈; 레이저 펄스 신호를 발신하고, 객체에 반사된 상기 레이저 펄스 신호를 수신하는 라이다 센서 모듈; 및 상기 라이다 센서 모듈을 통해 수신된 레이저 펄스 신호의 ToF(Time of Flight)를 산출하고, 상기 산출된 ToF를 상기 메모리 모듈에 저장하고, 상기 메모리 모듈에 저장된 ToF에 기반하여 상기 객체와의 상대 속도를 산출하고, 상기 산출된 상대 속도를 상기 메모리 모듈에 저장하고, 상기 메모리 모듈에 저장된 상대 속도에 기반하여 상기 객체와의 상대 속도 변화율을 산출하고, 상기 산출된 상대 속도 변화율에 기반하여 상기 객체와의 거리를 유지하기 위한 제동 파라미터를 산출하는 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.A lidar signal processing system according to an aspect of the present invention includes a memory module; a lidar sensor module that transmits a laser pulse signal and receives the laser pulse signal reflected by the object; and calculating Time of Flight (ToF) of the laser pulse signal received through the lidar sensor module, storing the calculated ToF in the memory module, and relative to the object based on the ToF stored in the memory module calculating a velocity, storing the calculated relative velocity in the memory module, calculating a rate of change of a relative velocity with the object based on the relative velocity stored in the memory module, and calculating the rate of change of a relative velocity with the object based on the calculated rate of change of relative velocity and a control module that calculates a braking parameter for maintaining a distance with the .

본 발명에 있어 상기 상대 속도를 산출하는 동작의 적어도 일부로서, 상기 제어 모듈은, 상기 메모리 모듈에 저장된 제1 ToF에 기반하여 상기 객체와의 제1 거리를 산출하고, 상기 제1 ToF 다음에 산출되어 저장된 제2 ToF에 기반하여 상기 객체와의 제2 거리를 산출하고, 상기 제1 거리와 상기 제2 거리 간의 차이에 기반하여 상기 상대 속도를 산출하는 것을 특징으로 한다.As at least part of the operation of calculating the relative speed in the present invention, the control module calculates a first distance to the object based on a first ToF stored in the memory module, and calculates the first distance after the first ToF and calculating a second distance to the object based on the stored second ToF, and calculating the relative speed based on a difference between the first distance and the second distance.

본 발명에 있어 상기 상대 속도 변화율을 산출하는 동작의 적어도 일부로서, 상기 제어 모듈은, 상기 메모리 모듈에 저장된 제1 상대 속도와 상기 제1 상대 속도 다음에 산출되어 저장된 제2 상대 속도 간의 차이에 기반하여 상기 상대 속도 변화율을 산출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, as at least part of the operation of calculating the rate of change of the relative speed, the control module is configured to: based on a difference between a first relative speed stored in the memory module and a second relative speed calculated and stored after the first relative speed to calculate the relative speed change rate.

본 발명에 있어 상기 제동 파라미터를 산출하는 동작의 적어도 일부로서, 상기 제어 모듈은, 상대 속도 변화율과 제동 파라미터가 매칭되어 저장된 룩업 테이블에서 상기 산출된 상대 속도 변화율에 대응하는 제동 파라미터를 검출하고, 상기 검출된 제동 파라미터를 상기 객체와의 거리를 유지하기 위한 제동 파라미터로 산출하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, as at least part of the operation of calculating the braking parameter, the control module detects a braking parameter corresponding to the calculated relative speed change rate from a lookup table in which a relative speed change rate and a braking parameter are matched and stored, and the It is characterized in that the detected braking parameter is calculated as a braking parameter for maintaining a distance from the object.

본 발명에 있어 차량의 속도를 제어하는 상위 제어 모듈;을 더 포함하고, 상기 상위 제어 모듈은, 상기 제어 모듈로부터 상기 산출된 제동 파라미터를 수신하고, 상기 수신된 제동 파라미터에 기반하여 상기 차량의 가속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, further comprising a higher-order control module for controlling the speed of the vehicle, wherein the upper-level control module receives the calculated braking parameter from the control module, and based on the received braking parameter, the acceleration of the vehicle characterized in that it controls.

본 발명에 있어 상기 상위 제어 모듈은, 제동 파라미터와 가속도가 매칭되어 저장된 룩업 테이블에서 상기 수신된 제동 파라미터에 대응하는 가속도를 검출하고, 상기 검출된 가속도에 기반하여 상기 차량의 가속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the upper control module detects an acceleration corresponding to the received braking parameter from a lookup table in which a braking parameter and an acceleration are matched and stored, and controls the acceleration of the vehicle based on the detected acceleration do it with

본 발명의 일 측면에 따른 라이다 신호 처리 방법은 제어 모듈이, 라이다 센서 모듈을 통해 수신된 레이저 펄스 신호의 ToF(Time of Flight)를 산출하는 단계; 상기 제어 모듈이, 상기 산출된 ToF를 메모리 모듈에 저장하는 단계; 상기 제어 모듈이, 상기 메모리 모듈에 저장된 ToF에 기반하여 객체와의 상대 속도를 산출하는 단계; 상기 제어 모듈이, 상기 산출된 상대 속도를 상기 메모리 모듈에 저장하는 단계; 상기 제어 모듈이, 상기 메모리 모듈에 저장된 상대 속도에 기반하여 상기 객체와의 상대 속도 변화율을 산출하는 단계; 및 상기 제어 모듈이, 상기 산출된 상대 속도 변화율에 기반하여 상기 객체와의 거리를 유지하기 위한 제동 파라미터를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A lidar signal processing method according to an aspect of the present invention includes: calculating, by a control module, a Time of Flight (ToF) of a laser pulse signal received through a lidar sensor module; storing, by the control module, the calculated ToF in a memory module; calculating, by the control module, a relative speed with an object based on the ToF stored in the memory module; storing, by the control module, the calculated relative speed in the memory module; calculating, by the control module, a rate of change in relative speed with the object based on the relative speed stored in the memory module; and calculating, by the control module, a braking parameter for maintaining a distance to the object based on the calculated relative speed change rate.

본 발명의 일 측면에 따르면 라이다 신호로부터 객체와의 거리를 유지하기 위한 차량의 제동 파라미터를 산출할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a braking parameter of a vehicle for maintaining a distance from an object may be calculated from a lidar signal.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면 산출된 제동 파라미터를 토대로 가속도를 산출하고, 산출된 가속도에 기반하여 차량의 가속도를 제어함으로써 객체와의 거리를 일정하게 유지시켜 자율주행 등의 상황에서 주행의 안정도를 향상시킬 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, an acceleration is calculated based on the calculated braking parameter, and the distance to an object is maintained constant by controlling the acceleration of the vehicle based on the calculated acceleration, thereby driving stability in situations such as autonomous driving. can improve

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 방법의 상대 속도를 산출하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 방법의 상대 속도 변화율을 산출하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 방법의 제동 파라미터를 산출하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 방법의 가속도를 제어하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.1 is a block diagram illustrating a lidar signal processing system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of processing a lidar signal according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a step of calculating a relative speed of a method for processing a lidar signal according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a step of calculating a relative speed change rate of a method for processing a lidar signal according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a step of calculating a braking parameter of a method for processing a lidar signal according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart for explaining the step of controlling the acceleration of the method for processing a lidar signal according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 라이다 신호 처리 시스템 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a system and method for processing a lidar signal according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 시스템을 설명하기 위한 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a lidar signal processing system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 시스템은 메모리 모듈(100), 라이다 센서 모듈(200), 제어 모듈(300) 및 상위 제어 모듈(400)을 포함할 수 있다. 메모리 모듈(100), 라이다 센서 모듈(200), 제어 모듈(300) 및 상위 제어 모듈(400)은 각각 차량에 구비될 수 있으며, 메모리 모듈(100), 라이다 센서 모듈(200) 및 상위 제어 모듈(400)은 각각 제어 모듈(300)과 연결되어 필요한 데이터를 송수신할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the lidar signal processing system according to an embodiment of the present invention may include a memory module 100 , a lidar sensor module 200 , a control module 300 , and an upper control module 400 . have. The memory module 100 , the lidar sensor module 200 , the control module 300 , and the upper control module 400 may be provided in the vehicle, respectively, and the memory module 100 , the lidar sensor module 200 and the upper level Each of the control modules 400 may be connected to the control module 300 to transmit/receive necessary data.

메모리 모듈(100)은 후술하는 제어 모듈(300) 또는 라이다 센서 모듈(200)에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리 모듈(100)에 저장되는 데이터는 제어 모듈(300)을 통해 산출되는 ToF(Time of Flight)에 대한 데이터, 상대 속도에 대한 데이터, 상대 속도 변화율에 대한 데이터, 및 제동 파라미터에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 각각의 데이터가 제어 모듈(300)에 의해 산출되어 메모리 모듈(100)에 저장되는 과정은 후술하도록 한다. 한편, 메모리 모듈(100)은, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.The memory module 100 may store various data used by the control module 300 or the lidar sensor module 200 to be described later. For example, data stored in the memory module 100 includes data on Time of Flight (ToF) calculated through the control module 300 , data on relative speed, data on rate of change in relative speed, and braking parameters. data may be included. A process in which each data is calculated by the control module 300 and stored in the memory module 100 will be described later. Meanwhile, the memory module 100 may include a volatile memory or a non-volatile memory.

라이다(LiDAR) 센서 모듈(200)은 레이저 펄스 신호를 발신하고, 객체에 반사된 레이저 펄스 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 객체는 라이다 센서 모듈(200)이 구비된 자기 차량의 주변에 위치한 상대 차량을 포함할 수 있다. 예를 들어, 라이다 센서 모듈(200)은 레이저 펄스 신호를 자기 차량의 주변으로 발신하고, 자기 차량의 주변에 위치한 상대 차량에 반사된 레이저 펄스 신호를 수신할 수 있다.The LiDAR sensor module 200 may transmit a laser pulse signal and receive a laser pulse signal reflected by an object. Here, the object may include a counterpart vehicle located in the vicinity of the own vehicle equipped with the lidar sensor module 200 . For example, the lidar sensor module 200 may transmit a laser pulse signal to the vicinity of the own vehicle and receive a laser pulse signal reflected by a counterpart vehicle located in the vicinity of the own vehicle.

제어 모듈(300)은 라이다 센서 모듈(200)을 통해 수신된 레이저 펄스 신호의 ToF를 산출하고, 산출된 ToF를 상기 메모리 모듈(100)에 저장하고, 메모리 모듈(100)에 저장된 ToF에 기반하여 객체와의 상대 속도를 산출하고, 산출된 상대 속도를 메모리 모듈(100)에 저장하고, 메모리 모듈(100)에 저장된 상대 속도에 기반하여 객체와의 상대 속도 변화율을 산출하고, 산출된 상대 속도 변화율에 기반하여 객체와의 거리를 유지하기 위한 제동 파라미터를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(300)은 라이다 센서 모듈(200)을 제어하는 전자 장치(MCU: Micro Control Unit)일 수 있다.The control module 300 calculates the ToF of the laser pulse signal received through the lidar sensor module 200 , stores the calculated ToF in the memory module 100 , and is based on the ToF stored in the memory module 100 . to calculate the relative speed with the object, store the calculated relative speed in the memory module 100, calculate the rate of change of the relative speed with the object based on the relative speed stored in the memory module 100, and calculate the relative speed A braking parameter for maintaining a distance from an object may be calculated based on the rate of change. For example, the control module 300 may be an electronic device (MCU: Micro Control Unit) that controls the lidar sensor module 200 .

이하에서는 제어 모듈(300)이 라이다 센서 모듈(200)을 통해 수신된 레이저 펄스 신호를 통해 제동 파라미터를 산출하는 과정을 살펴보도록 한다.Hereinafter, a process in which the control module 300 calculates the braking parameter through the laser pulse signal received through the lidar sensor module 200 will be described.

먼저, 제어 모듈(300)은 라이다 센서 모듈(200)을 통해 수신된 레이저 펄스 신호의 ToF를 산출할 수 있다.First, the control module 300 may calculate the ToF of the laser pulse signal received through the lidar sensor module 200 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어 모듈(300)은 레이저 펄스 신호가 발신된 시간과 레이더 펄스 신호가 수신된 시간을 메모리 모듈(100)에 저장할 수 있으며, 메모리 모듈(100)에 저장된 레이저 펄스 신호가 발신된 시간과 레이더 펄스 신호가 수신된 시간의 차이를 산출함으로써 라이다 센서 모듈(200)을 통해 수신된 레이저 펄스 신호의 ToF를 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the control module 300 may store the time at which the laser pulse signal is transmitted and the time at which the radar pulse signal is received in the memory module 100 , and the laser pulse stored in the memory module 100 . By calculating the difference between the signal transmission time and the radar pulse signal reception time, the ToF of the laser pulse signal received through the lidar sensor module 200 may be calculated.

이어서, 제어 모듈(300)은 산출된 ToF를 메모리 모듈(100)에 저장할 수 있다.Subsequently, the control module 300 may store the calculated ToF in the memory module 100 .

이어서, 제어 모듈(300)은 메모리 모듈(100)에 저장된 ToF에 기반하여 객체와의 상대 속도를 산출할 수 있다.Then, the control module 300 may calculate the relative speed with the object based on the ToF stored in the memory module 100 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어 모듈(300)은 메모리 모듈(100)에 저장된 제1 ToF에 기반하여 객체와의 제1 거리를 산출하고, 제1 ToF 이전에 산출되어 저장된 제2 ToF에 기반하여 객체와의 제2 거리를 산출하고, 제1 거리와 제2 거리 간의 차이를 계산하고, 계산된 제1 거리와 제2 거리 간의 차이에 기반하여 객체와의 상대 속도를 산출할 수 있다. 즉, 제어 모듈(300)은 임의의 시점에서 객체와의 상대 속도를 산출하기 위해, 임의의 시점에서 산출된 ToF를 통해 산출된 객체와의 거리와, 임의의 시점 이전 시점에서 산출된 ToF를 통해 산출된 객체와의 거리 간의 차이를 계산하고, 계산된 차이를 임의의 시점과 임의의 시점 이전 시점 간의 시간 차이로 나누어줌으로써 객체와의 상대 속도를 산출할 수 있다. 한편, 제어 모듈(300)은 ToF의 1/2에 해당하는 값과 레이저 펄스 신호의 속도를 곱하여 객체와의 거리를 산출할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the control module 300 calculates a first distance to an object based on the first ToF stored in the memory module 100 , and applies the second ToF calculated and stored before the first ToF. Based on the calculation of the second distance to the object, the difference between the first distance and the second distance may be calculated, and the relative speed with the object may be calculated based on the difference between the calculated first distance and the second distance. That is, in order to calculate the relative speed with the object at any point in time, the control module 300 uses the distance to the object calculated through the ToF calculated at any point in time and the ToF calculated at a point before the arbitrary point in time to calculate the relative speed with the object at any point in time. The relative velocity with the object may be calculated by calculating the difference between the calculated distance to the object and dividing the calculated difference by the time difference between the arbitrary time point and the time point before the arbitrary time point. Meanwhile, the control module 300 may calculate the distance to the object by multiplying a value corresponding to 1/2 of the ToF by the speed of the laser pulse signal.

이어서, 제어 모듈(300)은 산출된 상대 속도를 메모리 모듈(100)에 저장할 수 있다.Subsequently, the control module 300 may store the calculated relative speed in the memory module 100 .

이어서, 제어 모듈(300)은 메모리에 저장된 상대 속도에 기반하여 객체와의 상대 속도 변화율을 산출할 수 있다.Then, the control module 300 may calculate a rate of change of the relative speed with the object based on the relative speed stored in the memory.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어 모듈(300)은 메모리 모듈(100)에 저장된 제1 상대 속도와 제1 상대 속도 이전에 산출되어 저장된 제2 상대 속도 간의 차이를 계산하고, 계산된 제1 상대 속도와 제2 상대 속도 간의 차이에 기반하여 객체와의 상대 속도 변화율을 산출할 수 있다. 즉, 제어 모듈(300)은 임의의 시점에서 객체와의 상대 속도 변화율을 산출하기 위해, 임의의 시점에서 산출된 객체와의 상대 속도와, 임의의 시점 이전 시점에서 산출된 객체와의 상대 속도 간의 차이를 계산하고, 계산된 차이를 임의의 시점과 임의의 시점 이전 시점 간의 시간 차이로 나누어줌으로써 객체와의 상대 속도 변화율을 산출할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the control module 300 calculates a difference between the first relative speed stored in the memory module 100 and the second relative speed calculated and stored before the first relative speed, and the calculated first Based on the difference between the relative speed and the second relative speed, a rate of change of the relative speed with the object may be calculated. That is, in order to calculate the rate of change of the relative speed with the object at an arbitrary point in time, the control module 300 determines between the relative speed with the object calculated at any point in time and the relative speed with the object calculated at a point before the arbitrary point in time in order to calculate the rate of change of the relative speed with the object at any point in time. By calculating the difference and dividing the calculated difference by the time difference between an arbitrary time point and a time point before the arbitrary time point, the rate of change of the relative speed with the object can be calculated.

이어서, 제어 모듈(300)은 산출된 상대 속도 변화율에 기반하여 객체와의 거리를 유지하기 위한 제동 파라미터를 산출할 수 있다. 여기서, 제동 파라미터는 객체와의 거리를 일정하기 유지하기 위한 차량의 가속도, 감속도 또는 제동력을 계산하기 위해 요구되는 파라미터일 수 있다.Subsequently, the control module 300 may calculate a braking parameter for maintaining a distance to the object based on the calculated relative speed change rate. Here, the braking parameter may be a parameter required to calculate acceleration, deceleration, or braking force of the vehicle for maintaining a constant distance to the object.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어 모듈(300)은 상대 속도 변화율과 제동 파라미터가 매칭되어 저장된 룩업 테이블에서 앞서 산출된 상대 속도 변화율에 대응하는 제동 파라미터를 검출하고, 검출된 제동 파라미터를 객체와의 거리를 유지하기 위한 제동 파라미터로 결정할 수 있다. 상대 속도 변화율에 대응하는 제동 파라미터는 미리 실험 또는 시뮬레이션을 통해 산출될 수 있으며, 산출된 제동 파라미터는 해당 상대 속도 변화율과 룩업 테이블 형태로 매칭되어 메모리 모듈(100)에 저장되어 있을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the control module 300 detects a braking parameter corresponding to the previously calculated relative speed change rate from a lookup table in which the relative speed change rate and the braking parameter are matched and stored, and combines the detected braking parameter with the object. It can be determined as a braking parameter to maintain the distance of . The braking parameter corresponding to the relative speed change rate may be calculated in advance through experiments or simulations, and the calculated braking parameter may be matched with the corresponding relative speed change rate in the form of a lookup table and stored in the memory module 100 .

Figure pat00001
Figure pat00001

표 1은 상대 속도 변화율과 제동 파라미터가 매칭되어 저장된 룩업 테이블을 나타내고 있다. 예를 들어, 산출된 상대 속도 변화율의 차이 Level1에 해당하고, 해당 값이 양수인 경우(즉, 객체와의 상대 속도가 이전 시점보다 증가한 경우), 제어 모듈(300)은 A를 제동 파라미터로 결정할 수 있다. 한편, 산출된 상대 속도 변화율의 차이가 Level3에 해당하고, 해당 값이 음수인 경우(즉, 객체와의 상대 속도가 이전 시점보다 감소한 경우), 제어 모듈(300)은 F를 제동파라미터로 결정할 수 있다.Table 1 shows a lookup table in which the relative speed change rate and the braking parameter are matched and stored. For example, if it corresponds to the calculated difference Level 1 of the relative speed change rate and the corresponding value is a positive number (ie, the relative speed with the object has increased from the previous time point), the control module 300 may determine A as the braking parameter. have. On the other hand, if the difference in the calculated relative speed change rate corresponds to Level 3 and the value is negative (ie, the relative speed with the object has decreased from the previous time point), the control module 300 may determine F as the braking parameter. have.

한편, 제어 모듈(300)은 산출된 제동 파라미터를 차량의 속도를 제어하는 상위 제어 모듈(400)로 전송할 수 있다. 이때, 제어 모듈(300)은 제동 파라미터 이외에도 메모리 모듈(100)에 저장된 ToF, 상대 속도 및 상대 속도 변화율 중 적어도 하나를 상위 제어 모듈(400)로 전송할 수도 있다. Meanwhile, the control module 300 may transmit the calculated braking parameter to the upper control module 400 that controls the vehicle speed. In this case, in addition to the braking parameter, the control module 300 may transmit at least one of the ToF, the relative speed, and the relative speed change rate stored in the memory module 100 to the upper control module 400 .

이하에서는 상위 제어 모듈(400)이 제동 파라미터에 기반하여 차량의 가속도를 제어하는 과정을 살펴보도록 한다.Hereinafter, a process in which the upper control module 400 controls the acceleration of the vehicle based on the braking parameter will be described.

상위 제어 모듈(400)은 차량의 속도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상위 제어 모듈(400)은 자율주행을 위해 차량의 속도를 직접적으로 제어하는 전자 장치(MCU: Micro Control Unit)일 수 있다. 한편, 상위 제어 모듈(400)은 제어 모듈(300)로부터 산출된 제동 파라미터를 수신하고, 수신된 제동 파라미터에 기반하여 차량의 가속도를 제어할 수 있다.The upper control module 400 may control the speed of the vehicle. For example, the upper control module 400 may be an electronic device (MCU: Micro Control Unit) that directly controls the speed of the vehicle for autonomous driving. Meanwhile, the upper control module 400 may receive the braking parameter calculated from the control module 300 and control the acceleration of the vehicle based on the received braking parameter.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상위 제어 모듈(400)은 제동 파라미터와 가속도가 매칭되어 저장된 룩업 테이블에서 수신된 제동 파라미터에 대응하는 가속도를 검출하고, 검출된 가속도에 기반하여 차량의 가속도를 제어할 수 있다. 제동 파라미터에 대응하는 가속도는 미리 실험 또는 시뮬레이션을 통해 산출될 수 있으며, 산출된 가속도는 해당 제동 파라미터와 룩업 테이블 형태로 매칭되어 메모리 모듈(100)에 저장되어 있을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the upper control module 400 detects an acceleration corresponding to the braking parameter received from a lookup table in which the braking parameter and the acceleration are matched and stored, and controls the acceleration of the vehicle based on the detected acceleration. can do. The acceleration corresponding to the braking parameter may be calculated in advance through experiments or simulations, and the calculated acceleration may be matched with the corresponding braking parameter in the form of a lookup table and stored in the memory module 100 .

Figure pat00002
Figure pat00002

표 2는 제동 파라미터와 가속도가 매칭되어 저장된 룩업 테이블을 나타내고 있다. 예를 들어, 제어 모듈(300)로부터 수신된 제동 파라미터가 A에 해당하는 경우, 상위 제어 모듈(400)은 a만큼 차량의 가속도가 변경되도록 차량의 가속도를 제어할 수 있다. 한편, 제어 모듈(300)로부터 수신된 제동 파라미터가 F에 해당하는 경우, 상위 제어 모듈(400)은 f만큼 차량의 가속도가 변경되도록 차량의 가속도를 제어할 수 있다.Table 2 shows a lookup table in which braking parameters and acceleration are matched and stored. For example, when the braking parameter received from the control module 300 corresponds to A, the upper control module 400 may control the acceleration of the vehicle so that the acceleration of the vehicle is changed by a. Meanwhile, when the braking parameter received from the control module 300 corresponds to F, the upper control module 400 may control the acceleration of the vehicle so that the acceleration of the vehicle is changed by f.

전술한 바와 같이, 본 발명은 라이다 신호로부터 객체와의 거리를 유지하기 위한 차량의 제동 파라미터를 산출할 수 있다. 또한, 본 발명은 제동 파라미터를 토대로 가속도를 산출하고, 산출된 가속도에 기반하여 차량의 가속도를 제어함으로써 객체와의 거리를 일정하게 유지시켜 자율주행 등의 상황에서 주행의 안정도를 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention may calculate a braking parameter of a vehicle for maintaining a distance from an object from a lidar signal. In addition, the present invention can improve driving stability in situations such as autonomous driving by calculating an acceleration based on a braking parameter and controlling the acceleration of a vehicle based on the calculated acceleration to maintain a constant distance to an object.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 방법의 상대 속도를 산출하는 단계를 설명하기 위한 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 방법의 상대 속도 변화율을 산출하는 단계를 설명하기 위한 순서도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 방법의 제동 파라미터를 산출하는 단계를 설명하기 위한 순서도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 방법의 가속도를 산출하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.2 is a flowchart for explaining a method for processing a lidar signal according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is for explaining a step of calculating a relative speed of the method for processing a lidar signal according to an embodiment of the present invention 4 is a flowchart for explaining the step of calculating the relative speed change rate of the lidar signal processing method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a lidar signal processing method according to an embodiment of the present invention. 6 is a flowchart for explaining the step of calculating a braking parameter of

이하에서는 도 2 내지 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, a lidar signal processing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 6 .

먼저 도 2를 참고하면, 제어 모듈(300)은 라이다 센서 모듈(200)을 통해 수신된 레이저 펄스 신호의 ToF를 산출할 수 있다.(S100 단계)First, referring to FIG. 2 , the control module 300 may calculate the ToF of the laser pulse signal received through the lidar sensor module 200 (step S100 ).

이어서, 제어 모듈(300)은 산출된 ToF를 메모리 모듈(100)에 저장할 수 있다.(S200 단계)Then, the control module 300 may store the calculated ToF in the memory module 100. (Step S200)

이어서, 제어 모듈(300)은 메모리 모듈(100)에 저장된 ToF에 기반하여 객체와의 상대 속도를 산출할 수 있다.(S300 단계)Then, the control module 300 may calculate a relative speed with the object based on the ToF stored in the memory module 100 (step S300).

도 3을 참고하면, 제어 모듈(300)은 메모리 모듈(100)에 저장된 제1 ToF에 기반하여 객체와의 제1 거리를 산출하고(S310 단계), 제1 ToF 이전에 산출되어 저장된 제2 ToF에 기반하여 객체와의 제2 거리를 산출하고(S320 단계), 제1 거리와 제2 거리 간의 차이를 계산하고(S330 단계), 계산된 제1 거리와 제2 거리 간의 차이에 기반하여 객체와의 상대 속도를 산출할 수 있다(S340 단계). Referring to FIG. 3 , the control module 300 calculates a first distance to an object based on a first ToF stored in the memory module 100 (step S310 ), and a second ToF calculated and stored before the first ToF Calculates a second distance to the object based on (step S320), calculates the difference between the first distance and the second distance (step S330), and based on the difference between the calculated first distance and the second distance, It is possible to calculate the relative speed of (S340).

다시 도 2를 참고하면, 제어 모듈(300)은 산출된 상대 속도를 메모리 모듈(100)에 저장할 수 있다.(S400 단계)Referring back to FIG. 2 , the control module 300 may store the calculated relative speed in the memory module 100 (step S400 ).

이어서, 제어 모듈(300)은 메모리 모듈(100)에 저장된 상대 속도에 기반하여 객체와의 상대 속도 변화율을 산출할 수 있다.(S500 단계)Then, the control module 300 may calculate a rate of change of the relative speed with the object based on the relative speed stored in the memory module 100. (Step S500)

도 4를 참고하면, 제어 모듈(300)은 메모리 모듈(100)에 저장된 제1 상대 속도와 제1 상대 속도 이전에 산출되어 저장된 제2 상대 속도 간의 차이를 계산하고(S510 단계), 계산된 제1 상대 속도와 제2 상대 속도 간의 차이에 기반하여 객체와의 상대 속도 변화율을 산출할 수 있다(S520 단계).Referring to FIG. 4 , the control module 300 calculates the difference between the first relative speed stored in the memory module 100 and the second relative speed calculated and stored before the first relative speed (step S510), and the calculated second Based on the difference between the first relative speed and the second relative speed, a rate of change of the relative speed with the object may be calculated (step S520 ).

다시 도 2를 참고하면, 제어 모듈(300)은 산출된 상대 속도 변화율에 기반하여 객체와의 거리를 유지하기 위한 제동 파라미터를 산출할 수 있다.(S600 단계)Referring back to FIG. 2 , the control module 300 may calculate a braking parameter for maintaining a distance to the object based on the calculated relative speed change rate. (Step S600 )

도 5를 참고하면, 제어 모듈(300)은 상대 속도 변화율과 제동 파라미터가 매칭되어 저장된 룩업 테이블에서 앞서 산출된 상대 속도 변화율에 대응하는 제동 파라미터를 검출하고(S610 단계), 검출된 제동 파라미터를 객체와의 거리를 유지하기 위한 제동 파라미터로 결정할 수 있다(S620 단계). Referring to FIG. 5 , the control module 300 detects a braking parameter corresponding to the previously calculated relative speed change rate from a lookup table stored by matching the relative speed change rate and the braking parameter (step S610), and sets the detected braking parameter as an object It may be determined as a braking parameter for maintaining a distance from and to (step S620).

다시 도 2를 참고하면, 제어 모듈(300)은 산출된 제동 파라미터를 상위 제어 모듈(400)로 전송할 수 있다.(S700 단계)Referring back to FIG. 2 , the control module 300 may transmit the calculated braking parameter to the upper control module 400 (step S700).

이어서, 상위 제어 모듈(400)은 제어 모듈(300)로부터 전송된 제동 파라미터에 기반하여 차량의 가속도를 제어할 수 있다.(S800 단계)Then, the upper control module 400 may control the acceleration of the vehicle based on the braking parameter transmitted from the control module 300 (step S800).

도 6을 참고하면, 상위 제어 모듈(400)은 제동 파라미터와 가속도가 매칭되어 저장된 룩업 테이블에서 수신된 제동 파라미터에 대응하는 가속도를 검출하고(S810 단계), 검출된 가속도에 기반하여 차량의 가속도를 제어할 수 있다(S820 단계). Referring to FIG. 6 , the upper control module 400 detects an acceleration corresponding to the received braking parameter from a lookup table in which the braking parameter and the acceleration are matched and stored (step S810 ), and based on the detected acceleration, the vehicle acceleration is determined. can be controlled (step S820).

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 신호 처리 시스템 및 방법은 라이다 신호로부터 객체와의 거리를 유지하기 위한 차량의 제동 파라미터를 산출할 수 있다. 또한, 본 발명은 제동 파라미터를 토대로 가속도를 산출하고, 산출된 가속도에 기반하여 차량의 가속도를 제어함으로써 객체와의 거리를 일정하게 유지시켜 자율주행 등의 상황에서 주행의 안정도를 향상시킬 수 있다.As described above, the system and method for processing a lidar signal according to an embodiment of the present invention may calculate a vehicle braking parameter for maintaining a distance to an object from the lidar signal. In addition, the present invention can improve driving stability in situations such as autonomous driving by calculating an acceleration based on a braking parameter and controlling the acceleration of a vehicle based on the calculated acceleration to maintain a constant distance to an object.

본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.Implementations described herein may be implemented in, for example, a method or process, an apparatus, a software program, a data stream, or a signal. Although discussed only in the context of a single form of implementation (eg, discussed only as a method), implementations of the discussed features may also be implemented in other forms (eg, as an apparatus or program). The apparatus may be implemented in suitable hardware, software and firmware, and the like. A method may be implemented in an apparatus such as, for example, a processor, which generally refers to a computer, a microprocessor, a processing device, including an integrated circuit or programmable logic device, and the like. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, portable/personal digital assistants (“PDA”) and other devices that facilitate communication of information between end-users.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it is understood that various modifications and equivalent other embodiments are possible by those of ordinary skill in the art. will understand Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

100: 메모리 모듈
200: 라이다 센서 모듈
300: 제어 모듈
400: 상위 제어 모듈100: memory module
200: lidar sensor module
300: control module
400: upper control module

Claims (7)

메모리 모듈;
레이저 펄스 신호를 발신하고, 객체에 반사된 상기 레이저 펄스 신호를 수신하는 라이다 센서 모듈; 및
상기 라이다 센서 모듈을 통해 수신된 레이저 펄스 신호의 ToF(Time of Flight)를 산출하고, 상기 산출된 ToF를 상기 메모리 모듈에 저장하고, 상기 메모리 모듈에 저장된 ToF에 기반하여 상기 객체와의 상대 속도를 산출하고, 상기 산출된 상대 속도를 상기 메모리 모듈에 저장하고, 상기 메모리 모듈에 저장된 상대 속도에 기반하여 상기 객체와의 상대 속도 변화율을 산출하고, 상기 산출된 상대 속도 변화율에 기반하여 상기 객체와의 거리를 유지하기 위한 제동 파라미터를 산출하는 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 신호 처리 시스템.
memory module;
a lidar sensor module that transmits a laser pulse signal and receives the laser pulse signal reflected by the object; and
Calculate Time of Flight (ToF) of the laser pulse signal received through the lidar sensor module, store the calculated ToF in the memory module, and a relative speed with the object based on the ToF stored in the memory module calculates, stores the calculated relative velocity in the memory module, calculates a rate of change in relative velocity with the object based on the relative velocity stored in the memory module, and calculates a rate of change in relative velocity with the object based on the calculated rate of change in relative velocity. LiDAR signal processing system comprising a; a control module for calculating a braking parameter for maintaining a distance of.
 제 1항에 있어서,
상기 상대 속도를 산출하는 동작의 적어도 일부로서, 상기 제어 모듈은,
상기 메모리 모듈에 저장된 제1 ToF에 기반하여 상기 객체와의 제1 거리를 산출하고, 상기 제1 ToF 다음에 산출되어 저장된 제2 ToF에 기반하여 상기 객체와의 제2 거리를 산출하고, 상기 제1 거리와 상기 제2 거리 간의 차이에 기반하여 상기 상대 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 라이다 신호 처리 시스템.
The method of claim 1,
As at least part of the operation of calculating the relative speed, the control module comprises:
calculating a first distance to the object based on the first ToF stored in the memory module, calculating a second distance to the object based on a second ToF calculated and stored after the first ToF, and calculating the second distance to the object LiDAR signal processing system, characterized in that calculating the relative speed based on a difference between the first distance and the second distance.
 제 1항에 있어서,
상기 상대 속도 변화율을 산출하는 동작의 적어도 일부로서, 상기 제어 모듈은,
상기 메모리 모듈에 저장된 제1 상대 속도와 상기 제1 상대 속도 다음에 산출되어 저장된 제2 상대 속도 간의 차이에 기반하여 상기 상대 속도 변화율을 산출하는 것을 특징으로 하는 라이다 신호 처리 시스템.
The method of claim 1,
As at least part of the operation of calculating the rate of change of the relative speed, the control module comprises:
LiDAR signal processing system, characterized in that for calculating the relative speed change rate based on a difference between the first relative speed stored in the memory module and a second relative speed calculated and stored next to the first relative speed.
 제 1항에 있어서,
상기 제동 파라미터를 산출하는 동작의 적어도 일부로서, 상기 제어 모듈은,
상대 속도 변화율과 제동 파라미터가 매칭되어 저장된 룩업 테이블에서 상기 산출된 상대 속도 변화율에 대응하는 제동 파라미터를 검출하고, 상기 검출된 제동 파라미터를 상기 객체와의 거리를 유지하기 위한 제동 파라미터로 산출하는 것을 특징으로 하는 라이다 신호 처리 시스템.
The method of claim 1,
As at least part of the operation of calculating the braking parameter, the control module comprises:
A braking parameter corresponding to the calculated relative speed change rate is detected from a lookup table in which the relative speed change rate and the braking parameter are matched and stored, and the detected braking parameter is calculated as a braking parameter for maintaining a distance from the object. LiDAR signal processing system with
 제 1항에 있어서,
차량의 속도를 제어하는 상위 제어 모듈;을 더 포함하고,
상기 상위 제어 모듈은, 상기 제어 모듈로부터 상기 산출된 제동 파라미터를 수신하고, 상기 수신된 제동 파라미터에 기반하여 상기 차량의 가속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 라이다 신호 처리 시스템.
The method of claim 1,
A higher control module for controlling the speed of the vehicle; further comprising,
The upper control module receives the calculated braking parameter from the control module, and controls the acceleration of the vehicle based on the received braking parameter.
 제 5항에 있어서,
상기 상위 제어 모듈은, 제동 파라미터와 가속도가 매칭되어 저장된 룩업 테이블에서 상기 수신된 제동 파라미터에 대응하는 가속도를 검출하고, 상기 검출된 가속도에 기반하여 상기 차량의 가속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 라이다 신호 처리 시스템.
6. The method of claim 5,
The upper control module detects an acceleration corresponding to the received braking parameter from a lookup table in which a braking parameter and an acceleration are matched and stored, and controls the acceleration of the vehicle based on the detected acceleration signal processing system.
 제어 모듈이, 라이다 센서 모듈을 통해 수신된 레이저 펄스 신호의 ToF(Time of Flight)를 산출하는 단계;
상기 제어 모듈이, 상기 산출된 ToF를 메모리 모듈에 저장하는 단계;
상기 제어 모듈이, 상기 메모리 모듈에 저장된 ToF에 기반하여 객체와의 상대 속도를 산출하는 단계;
상기 제어 모듈이, 상기 산출된 상대 속도를 상기 메모리 모듈에 저장하는 단계;
상기 제어 모듈이, 상기 메모리 모듈에 저장된 상대 속도에 기반하여 상기 객체와의 상대 속도 변화율을 산출하는 단계; 및
상기 제어 모듈이, 상기 산출된 상대 속도 변화율에 기반하여 상기 객체와의 거리를 유지하기 위한 제동 파라미터를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 신호 처리 방법.calculating, by the control module, a Time of Flight (ToF) of the laser pulse signal received through the lidar sensor module;
storing, by the control module, the calculated ToF in a memory module;
calculating, by the control module, a relative speed with an object based on the ToF stored in the memory module;
storing, by the control module, the calculated relative speed in the memory module;
calculating, by the control module, a rate of change in relative speed with the object based on the relative speed stored in the memory module; and
and calculating, by the control module, a braking parameter for maintaining a distance to the object based on the calculated relative speed change rate.
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