KR20240018654A - 라이더의 검출 방법, 발사 유닛 및 라이더 - Google Patents

Abstract

라이더의 검출 방법에 있어서, 상기 검출 방법은, 하나의 검출 주기에서 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 얻되, 상기 검출 데이터는 시간 정보 및 상기 시간 정보에 대응되는 강도 정보를 포함하고, 상기 하나의 검출 주기는 N회 검출 스캔을 포함하며, N은 1보다 큰 정수이고, K는 정수이며, 1≤K＜N인 단계(S11); 및 상기 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서의 레이저의 발광 전략을 조정하는 단계(S12)를 포함한다. 상기 방법은 초기 일정 횟수의 검출 스캔을 통해 장애물이 존재하는 시야 장면 범위를 식별하고, 다음 후속 검출 스캔 또는 다음 번 검출 시 발사단 전략 및/또는 수신단을 상응하게 조정하여 장애물이 없는 시야 장면 범위 내의 전력 소비를 감소시키고, 장애물이 존재하는 서브 시야 장면과 타임 슬라이스 범위 내의 에너지를 적당하게 증가하여 신호 대 잡음비 및 거리 측정 능력을 향상시킨다.

Description

라이더의 검출 방법, 발사 유닛 및 라이더

본 개시는 광전 검출 분야에 관한 것으로, 특히 라이더의 검출 방법, 라이더의 발사 유닛 및 라이더에 관한 것이다.

라이더는 일반적으로 발사 유닛, 수신 유닛 및 신호 처리 유닛을 포함하고, 여기서 발사 유닛은 라이더 주위의 3차원 환경에 검출 레이저 빔을 발사하는 데 사용되고, 검출 레이저 빔은 3차원 환경의 장애물에서 난반사를 발생하며, 일부는 라이더에 되돌아와 수신 유닛에서 수신하여 전기 신호로 변환되고, 신호 처리 유닛은 전기 신호를 수신하여 장애물의 거리, 방위 및 반사율 등과 같은 거리 측정 정보를 계산한다.

일반적으로 라이더의 전체 검출 시야 장면에서, 특히 하나의 검출 주기(복수 회의 수신/발사 검출 과정을 포함할 수 있음) 내에 장애물이 특정 거리 범위 및 특정 시야 장면 범위 내에만 나타난다. 시야 장면의 어느 하나의 영역 내에서 장애물이 검출되지 않았으나, 상기 검출 주기 내의 나머지 검출 과정에서 라이더가 여전히 검출 레이저 빔을 발사하게 되면 에너지가 낭비된다. 발사 유닛이 검출 레이저 빔을 발사하면, 대응되는 수신 유닛은 레이저 빔이 장애물을 만난 후 발생할 수 있는 에코를 수신하기 위해 미리 설정된 검출 윈도우 범위 내에서 항상 켜진 상태이며, 수신 유닛과 신호 처리 유닛은 주변으로부터의 많은 환경 광 신호를 수신하고 처리하며, 수신 유닛은 환경 광에 응답하여야 하고, 나아가 전력 소비 및 정적 전력 소비를 가져오게 되며, 동시에 신호 처리 유닛은 검출 데이터를 판독 및 처리하기 위해 자원을 낭비하는 바, 이는 모두 매우 큰 전력 소비를 유발하고, 신호 대 잡음비의 감소를 초래한다.

배경기술 부분의 내용은 공개적으로 알려진 기술일 뿐이며, 본 분야의 선행기술을 대표하는 것은 아니다.

선행기술의 하나 이상의 결함을 감안하여, 본 발명은 라이더의 검출 방법을 설계하였는 바, 상기 검출 방법은,

하나의 검출 주기에서 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 얻되, 상기 하나의 검출 주기는 N회 검출 스캔을 포함하고, N은 1보다 큰 정수이며, K는 정수이며, 1≤K＜N인 단계(S11); 및

상기 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서의 레이저의 발광 전략을 조정하는 단계(S12)를 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서, 상기 단계(S12)는,

상기 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 장애물이 존재하는 시야 장면을 식별하는 단계(S121); 및

장애물이 존재하지 않는 시야 장면에 대해 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서, 검출 펄스를 발사하지 않음; 상기 레이저를 제어하여 감소된 전력으로 검출 펄스를 발사함; 및 일부 레이저를 제어하여 검출 펄스를 발사하는 방식 중 어느 하나 또는 복수를 사용하여 상기 시야 장면에 대응되는 상기 레이저를 제어하는 단계(S122)를 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 상기 검출 방법은, 상기 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터 및 상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 기반하여, 상기 장애물의 거리 및/또는 반사율을 결정하고, 상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 기반하여 상기 장애물의 거리 및/또는 반사율을 보정하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서, 단계(S122)는 상기 K회의 검출 스캔의 강도 정보 및/또는 반사율 정보에 기반하여 상기 검출 주기의 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서, 상기 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저의 발사 전력을 조정하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 상기 검출 방법은 강도 정보가 임계값보다 클 경우 , 상기 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저의 다음 번 검출 스캔의 발사 전력을 감소시키는 단계; 및 강도가 임계값보다 작을 경우, 상기 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저의 다음 번 검출 스캔의 발사 전력을 향상시키는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서 상기 라이더는 복수의 채널을 포함하고, 각각의 채널은 대응되는 레이저 및 특정 시야 장면 범위에 대해 검출을 진행하는 검출기를 포함하며,

상기 검출 방법은,

상기 라이더의 시야 장면에서의 ROI영역을 획득하는 단계;

시야 장면 범위가 상기 ROI영역에 속하는 채널의 레이저에 대해 상기 단계(S11)에서 레이저의 발사 전력을 증가시키는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 상기 검출 방법은 레이저의 발사 전력을 증가시키고, 상기 K의 값을 감소시키는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서 상기 라이더는 복수의 채널을 포함하고, 각각의 채널은 대응되는 레이저 및 특정 시야 장면 범위에 대해 검출을 진행하는 검출기를 포함하며,

상기 검출 방법은,

상기 라이더의 시야 장면에서의 ROI영역을 획득하는 단계;

시야 장면 범위가 상기 ROI영역에 속하는 채널의 레이저에 대해 상기 N의 값을 증가시키는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서 상기 검출 데이터는 제1 저장 방식 또는 제2 저장 방식에 의해 저장되고, 여기서 상기 제1 저장 방식은 제1 시간 정밀도로, 상기 시간 정보의 가중치에 따라 상기 강도 정보를 저장하는 것을 포함하되, 상기 제1 시간 정밀도는 임의의 두 개의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격이고, 상기 라이더의 검출 데이터의 시간 해상도의 M배이며, M＞1이고, 상기 가중치는 상기 시간 정보 및 적어도 하나의 제1 시간 눈금의 시간 간격과 관련되며; 상기 제2 저장 방식은 상기 라이더의 시간 해상도에 따라 저장하는 것을 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서 상기 제1 그룹의 검출 데이터는 상기 제1 저장 방식에 따라 저장되고, 상기 제2 그룹의 검출 데이터는 상기 제2 저장 방식에 따라 저장된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서 상기 가중치는 제1 가중치 및 제2 가중치를 포함하고, 상기 제1 가중치는 상기 시간 정보 및 하나의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격과 관련되며, 상기 제2 가중치는 상기 시간 정보 및 다른 하나의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격과 관련되고, 상기 제1 저장 방식은 제1 시간 정밀도로, 상기 제1 가중치 및 제2 가중치에 따라 상기 강도 정보를 저장하는 것을 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 상기 검출 방법은,

상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서, 장애물의 시야 장면에 따라 검출기의 검출 윈도우를 조정하여 상기 검출기의 상기 검출 윈도우 내에서의 검출 데이터를 획득하는 단계(S13)를 더 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 상기 단계(S13)는,

상기 검출 윈도우 내에서만 상기 검출기를 활성화시키는 단계; 및/또는

상기 검출기를 활성화된 상태로 유지하고, 상기 검출기의 상기 검출 윈도우 내의 검출 데이터만을 판독하는 단계를 더 포함한다.

본 발명은 라이더의 발사 유닛을 더 설계하였고, 상기 라이더의 발사 유닛은,

펄스를 발사하도록 구성되는 레이저; 및

상기 레이저에 커플링되고, 상기 레이저가 펄스를 발사하여 장애물의 거리 및/또는 반사율을 측정하도록 구동되는 구동 유닛을 포함하고,

상기 구동 유닛은 또한,

하나의 검출 주기에서 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 얻되, 상기 검출 데이터는 시간 정보 및 상기 시간 정보에 대응되는 강도 정보를 포함하며, 상기 하나의 검출 주기는 N회 검출 스캔을 포함하고, N은 1보다 큰 정수이며, K는 정수이고, 1≤K＜N인 단계(S11); 및

상기 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서의 상기 레이저의 발광 전략을 조정하는 단계(S12)를 수행하도록 구성된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서 상기 단계(S12)는,

상기 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 장애물이 존재하는 시야 장면을 식별하는 단계(S121); 및

장애물이 존재하지 않는 시야 장면에 대해 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서, 검출 펄스를 발사하지 않음; 상기 레이저를 제어하여 감소된 전력으로 검출 펄스를 발사함; 및 복수의 레이저가 상기 검출에 대응될 경우, 일부 레이저를 제어하여 검출 펄스를 발사하는 방식 중 어느 하나 또는 복수를 사용하여 상기 시야 장면에 대응되는 상기 레이저를 제어하는 단계(S122)를 더 포함한다.

본 발명은 라이더를 더 설계하였고, 상기 라이더는,

발사 유닛;

상기 펄스가 장애물에서 반사된 에코를 수신하고, 상기 에코를 전기 신호로 변환시키도록 구성되는 수신 유닛; 및

상기 발사 유닛 및 수신 유닛에 커플링되고, 상기 전기 신호에 따라 각 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 생성하되, 상기 검출 데이터는 시간 정보 및 상기 시간 정보에 대응되는 강도 정보를 포함하는 신호 처리 유닛을 포함하고,

상기 발사 유닛은,

펄스를 발사하도록 구성되는 레이저; 및

상기 레이저에 커플링되고, 상기 레이저가 펄스를 발사하여 장애물의 거리 및/또는 반사율을 측정하도록 구동되되, 하나의 검출 주기는 N회의 검출 스캔을 포함하고, N은 1보다 큰 정수인 구동 유닛을 포함하고,

상기 구동 유닛은,

하나의 검출 주기에서 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 얻되, K는 정수이며, 1≤K＜N인 단계(S11); 및

상기 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서의 레이저의 발광 전략을 조정하는 단계(S12)를 수행하도록 구성된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서 상기 단계(S12)는,

상기 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 장애물이 존재하는 시야 장면을 식별하는 단계(S121); 및

장애물이 존재하지 않는 시야 장면에 대해 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서, 검출 펄스를 발사하지 않음; 상기 레이저를 제어하여 감소된 전력으로 검출 펄스를 발사함; 및 복수의 레이저가 상기 검출에 대응될 경우, 일부 레이저를 제어하여 검출 펄스를 발사하는 방식 중 어느 하나 또는 복수를 사용하여 상기 시야 장면에 대응되는 상기 레이저를 제어하는 단계(S122)를 더 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서 상기 신호 처리 유닛은, 상기 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터 및 상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 기반하여, 상기 장애물의 거리 및/또는 반사율을 결정하고, 상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 기반하여 상기 장애물의 거리 및/또는 반사율을 보정하도록 구성된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서 상기 구동 유닛은, 상기 K회의 검출 스캔의 강도 정보 및/또는 반사율 정보에 기반하여 상기 검출 주기의 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서, 상기 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저의 발사 전력을 조정하도록 추가로 구성된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서 상기 구동 유닛은, 강도가 임계값보다 클 경우, 상기 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저의 다음 번 검출 스캔의 발사 전력을 감소시키고; 강도가 임계값보다 작을 경우, 상기 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저의 다음 번 검출 스캔의 발사 전력을 향상시키도록 추가로 구성된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서 상기 라이더는 복수의 채널을 포함하고, 각각의 채널은 대응되는 레이저 및 특정 시야 장면 범위에 대해 검출을 진행하는 검출기를 포함하며,

상기 구동 유닛은 또한,

상기 라이더의 시야 장면에서의 ROI영역을 획득하고;

시야 장면 범위가 상기 ROI영역에 속하는 채널의 레이저에 대해 상기 단계(S11)에서 레이저의 발사 전력을 증가시키도록 구성된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서 상기 구동 유닛은, 상기 단계(S11)에서, 레이저의 발사 전력을 증가시키고, 상기 K의 값을 감소시키도록 구성된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서 상기 라이더는 복수의 채널을 포함하고, 각각의 채널은 대응되는 레이저 및 특정 시야 장면 범위에 대해 검출을 진행하는 검출기를 포함하며,

상기 구동 유닛은 또한,

상기 라이더의 시야 장면에서의 ROI영역을 획득하고;

시야 장면 범위가 상기 ROI영역에 속하는 채널의 레이저에 대해 상기 N의 값을 증가시키도록 구성된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서 상기 검출 데이터는 제1 저장 방식 또는 제2 저장 방식에 의해 저장되고, 상기 제1 저장 방식은 제1 시간 정밀도로, 상기 시간 정보의 가중치에 따라 상기 강도 정보를 저장하는 것을 포함하되, 상기 제1 시간 정밀도는 임의의 두 개의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격이고, 상기 라이더의 검출 데이터의 시간 해상도의 M배이며, M＞1이고, 상기 가중치는 상기 시간 정보 및 적어도 하나의 제1 시간 눈금의 시간 간격과 관련되며; 상기 제2 저장 방식은 상기 라이더의 시간 해상도에 따라 저장하는 것을 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서 상기 제1 그룹의 검출 데이터는 상기 제1 저장 방식에 따라 저장되고, 상기 제2 그룹의 검출 데이터는 상기 제2 저장 방식에 따라 저장된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 여기서 상기 가중치는 제1 가중치 및 제2 가중치를 포함하고, 상기 제1 가중치는 상기 시간 정보 및 하나의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격과 관련되며, 상기 제2 가중치는 상기 시간 정보 및 다른 하나의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격과 관련되고, 상기 제1 저장 방식은 제1 시간 정밀도로, 상기 제1 가중치 및 제2 가중치에 따라 상기 강도 정보를 저장하는 것을 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 상기 구동 유닛은 또한,

상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서, 장애물의 시야 장면에 따라 검출기의 검출 윈도우를 조정하여 상기 검출기의 상기 검출 윈도우 내에서의 검출 데이터를 획득하는 단계(S13)를 수행하도록 구성된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 상기 단계(S13)는,

상기 검출 윈도우 내에서만 상기 검출기를 활성화시키는 단계; 및/또는

상기 검출기를 활성화된 상태로 유지하고, 상기 검출기의 상기 검출 윈도우 내의 검출 데이터만을 판독하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 기술방안은 하나의 검출 주기 내의 초기 일정 횟수의 검출 스캔을 통해 시야 장면 범위 내에 장애물의 유무 및 존재하는 장애물과 레이더 사이의 대략적인 거리 정보를 획득하고, 나아가 후속 검출 스캔 또는 다음 번 검출(다음 검출 채널일 수도 있음) 시 발사단 전략을 상응하게 조정하며, 예를 들어 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저만 발광하도록 구동하므로, 장애물이 없는 시야 장면 범위 내의 전력 소비를 감소시킴으로써, 레이더의 전력 소비를 감소시킬 수 있다. 또한, 장애물이 존재하는 거리 범위에 대응되는 검출 윈도우 내의 에코 데이터만 처리하는 등 수신단 전략을 상응하게 조정할 수도 있으므로, 신호 대 잡음비 및 거리 측정 능력을 추가로 향상시킬 수 있다.

본 개시의 일부를 구성하는 도면은 본 개시에 대한 추가적인 이해를 제공하기 위해 사용되며, 본 개시의 예시적인 실시예 및 그 설명은 본 개시를 설명하는 데 사용되며, 본 개시에 대한 부당한 제한을 구성하지 않는다. 도면에서,
도 1a는 본 발명의 일 실시예의 검출 방법의 발사단 조정 전략의 흐름도를 나타내고;
도 1b는 본 발명의 일 실시예의 검출 방법의 발사단 및 수신단 조정 전략의 흐름도를 나타내며;
도 2는 본 발명의 실시예(도 1a 및 도 1b)의 검출 방법의 단계(S12)의 흐름도를 나타내고;
도 3은 강도 정보-시간 정보의 곡선의 예시를 나타내며;
도 4(a), 도 4(b), 도 4(c)는 각각 본 발명의 실시예 1의 라이더 스캔 장면, 서브 시야 장면 및 레이저 배열의 개략도를 나타내고;
도 5는 본 발명의 실시예 1의 비행 시간의 시간 분할 타임 슬라이스의 개략도를 나타내며;
도 6(A), 도 6(B), 도 6(C)는 각각 본 발명의 실시예 1의 라이더 서브 시야 장면, 레이저 배열 및 하나의 검출 주기 내의 처음 300회의 검출의 개략도를 나타내고;
도 7(A), 도 7(B), 도 7(C)는 각각 본 발명의 실시예 1의 라이더 서브 시야 장면, 레이저 배열 및 상기 하나의 검출 주기 내의 마지막 100회의 검출의 개략도를 나타내며;
도 8은 본 발명의 실시예 1의 라이더 서브 시야 장면, 레이저 배열 및 상기 하나의 검출 주기 내의 총 400회의 검출 결과를 중첩한 후의 개략도를 나타내고;
도 9는 본 발명의 실시예 1의 검출 흐름도를 나타내며;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 유닛을 나타내고;
도 11은 선행기술에 따른 데이터 저장 방법을 나타내며;
도 12 및 도 13은 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 저장 방식의 구체적인 개략도를 나타내고;
도 14(A), 도 14(B), 도 14(C)는 각각 본 발명의 일 실시예의 라이더 서브 시야 장면, 레이저 배열 및 저장 방식의 개략도를 나타내며;
도 15는 본 발명의 일 실시예의 대략 눈금과 세분화된 눈금의 대비 개략도를 나타내고;
도 16은 본 발명의 일 실시예의 라이더의 블록도를 나타낸다.

이하에서는 단지 일부 예시적인 실시예만을 간단하게 설명한다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 정신 또는 범위를 벗어나지 않고 상술한 실시예들을 다양한 방식으로 수정할 수 있음을 자명할 것이다. 따라서, 첨부된 도면 및 설명은 본질적으로 예시적인 것이고, 한정적인 것이 아님을 알 수 있다.

본 발명의 설명에서, 이해해야 할 것은, "중심", "세로", "가로", "길이", "폭", "두께", "상", "하", "앞", "뒤", "좌", "우", "수직", "수평", "상부", "저부", "내", "외", "시계 방향", "역시계 방향" 등의 용어가 나타내는 방향 또는 위치 관계는 도면에 도시된 방향 또는 위치 관계에 기초하며, 단지 본 발명의 설명을 용이하게 하고 설명을 단순화하기 위한 것일 뿐, 언급되는 장치 또는 소자가 반드시 특정 방향을 가져야 하거나 특정 방향으로 구성 및 동작되어야 함을 나타내거나 암시하는 것이 아니므로, 본 발명을 제한하는 것으로 이해해서는 안 된다. 또한, "제1" 및 "제2"라는 용어는 설명의 목적으로만 사용될 뿐, 상대적 중요성을 나타내거나 암시, 또는 기술적 특징의 수를 암시적으로 지정하는 것으로 이해해서는 안 된다. 따라서, "제1", "제2"로 한정된 특징은 상기 특징 중의 하나 또는 그 이상을 명시적으로 또는 암시적으로 포함할 수 있다. 본 발명의 설명에서, "복수의"는 달리 명확하게 한정하지 않는 한, 둘 또는 그 이상을 의미한다.

본 발명의 설명에서, 설명해야 할 것은, 달리 명확하게 규정 및 한정하지 않은 한, "설치", "접속", "연결" 등 용어는 넓은 의미로 이해되어야 하는데, 예를 들면 고정 연결 또는 착탈 가능한 연결일 수도 있고, 기계적 연결, 전기적 연결 또는 상호 통신 가능한 연결과 같은 일체적인 연결일 수도 있으며, 직접 연결 또는 매개를 통한 간접 연결일 수도 있고, 두 요소 내의 연통 또는 두 요소의 상호작용 관계일 수도 있다. 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 구체적인 상황에 따라 상기 용어들의 본 발명에서의 구체적인 의미를 이해할 수 있다.

본 발명에서, 달리 명확하게 규정 및 한정하지 않은 한, 제1 특징이 제2 특징 "상" 또는 "하"에 위치하는 것은 제1 특징과 제2 특징이 직접적으로 접촉하는 것을 포함할 수도 있고, 제1 특징과 제2 특징이 직접적으로 접촉하지 않고 그 사이에 있는 다른 특징을 통해 접촉하는 것을 포함할 수도 있다. 또한, 제1 특징이 제2 특징 "상", "위" 및 "상부"에 위치하는 것은 제1 특징이 제2 특징의 바로 상부에 위치하는 것과 비스듬히 상부에 위치하는 것을 포함하거나, 또는 단순히 제1 특징의 수평 높이가 제2 특징보다 높음을 나타낼 수 있다. 제1 특징이 제2 특징 "하", "아래" 및 "하부"에 위치하는 것은 제1 특징이 제2 특징의 바로 하부에 위치하는 것과 비스듬히 하부에 위치하는 것을 포함하거나, 또는 단순히 제1 특징의 수평 높이가 제2 특징보다 낮음을 나타낼 수 있다.

이하, 본 발명의 서로 다른 구조를 구현하기 위해서는 다양한 실시형태 또는 예시를 제공한다. 본 발명의 개시를 단순화하기 위해, 이하에서는 특정 예시의 부재 및 설정에 대해 설명하기로 한다. 물론, 이들은 단지 예시일 뿐, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 또한, 본 발명은 다양한 실시예에서 참조 숫자 및/또는 참조 문자를 반복할 수 있으며, 이러한 반복은 단순화 및 명확성을 위한 것일 뿐, 논의되는 다양한 실시형태 및/또는 설정 간의 관계를 지시하는 것이 아니다. 또한, 본 발명에서는 다양한 특정 공정 및 재료의 예시를 제공하였으나, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다른 공정의 적용 및/또는 다른 재료의 사용을 구현할 수 있다.

일반적으로 라이더의 전체 검출 시야 장면에서, 특히 하나의 검출 주기(복수 회의 수신/발사 검출 또는 검출 스캔(sweep) 과정을 포함할 수 있음) 내에 장애물이 특정 거리 범위 및 특정 시야 장면 범위 내에만 나타난다. 시야 장면의 어느 하나의 영역 내에서 장애물이 검출되지 않았으나, 상기 검출 주기 내의 나머지 검출 과정에서 라이더가 지속적으로 검출을 진행하게 되면 불필요한 에너지 낭비를 초래하게 된다. 발사 유닛이 검출 레이저 빔을 발사하면, 대응되는 수신 유닛은 레이저 빔이 장애물을 만난 후 발생할 수 있는 에코를 수신하기 위해 미리 설정된 검출 윈도우 범위 내에서 항상 켜진 상태이며, 수신 유닛과 신호 처리 유닛은 주변으로부터의 많은 환경 광 신호를 수신하고 처리하며, 수신 유닛은 환경 광에 응답하여야 하고, 나아가 전력 소비 및 정적 전력 소비를 가져오게 되며, 동시에 신호 처리 유닛은 검출 데이터를 판독 및 처리하기 위해 자원을 낭비하는 바, 이는 모두 매우 큰 전력 소비를 유발하고, 신호 대 잡음비의 감소를 초래한다.

전력 소비를 감소시키기 위해 본 발명은 라이더의 검출 방법, 발사 유닛 및 라이더를 설계하였고, 하나의 검출 주기 내에 초기 검출 스캔(sweep)의 횟수에 의해 얻어진 검출 데이터를 사용하여 장애물이 존재하는 시야 장면 및 거리 범위를 판단하고, 다음 검출 데이터에 따라 상기 검출 주기 내의 나머지 검출 스캔에서 발사단의 발사 전략 및/또는 수신단의 검출 전략을 상응하게 조정한다.

이하 도면에 결부하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하되, 여기서 설명되는 바람직한 실시예는 본 발명을 설명하고 해석하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아님을 이해해야 한다.

본 발명은 라이더의 검출 방법(10)에 관한 것으로, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 검출 방법(10)은,

하나의 검출 주기에서 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 얻는 단계(S11)를 포함한다.

본 발명에서, 하나의 검출 주기는 복수 회의 수신/발사 검출 또는 검출 스캔 과정을 포함하고, 하나의 검출 주기를 통해 포인트 클라우드 픽쳐 상의 하나의 포인트(상기 포인트가 어느 정도로 크거나 인접한 포인트가 얼마나 이격되어 있는 지는 레이더의 구체적인 유형 및 작업 모드와 관련되고, 본 발명에서는 한정하지 않음)를 얻을 수 있으며, 검출 스캔의 검출 데이터는 시간 정보 및 상기 시간 정보에 대응되는 강도 정보를 포함하며, 대응되게, 장애물의 거리 및 반사율 정보를 대표한다. 다시 말해, 하나의 거리 및/또는 반사율의 측정은 복수 회의 중복 검출 스캔에 기반한 메커니즘이고, 하나의 거리 및/또는 반사율의 측정은 3차원 환경의 하나의 포인트(또는 장애물 상의 하나의 포인트)에 대한 검출을 완성하는 하는 것을 의미하며, 최종적으로 예를 들어 라이더 포인트 클라우드 중 하나의 포인트를 생성할 수 있다.

이 포인트의 거리 및/또는 반사율에 대한 측정을 완성하기 위해, 라이더의 레이저는 발사를 진행할 수 있고, 상응한 검출기는 수신하며, 상기 1회의 발사-수신 과정은 1회의 검출 스캔, 복수 회의 이러한 검출 스캔은 하나의 검출 주기를 구성하고, 복수 회의 검출 스캔의 데이터를 중첩하며, 나아가 중첩된 결과를 처리하여, 거리 및/또는 반사율 정보를 획득한다.

또한 설명해야 할 것은, 하나의 검출 주기를 통해 포인트 클라우드 픽쳐 상의 하나의 포인트의 정보를 얻을 수 있다고 강조한 것은, 하나의 포인트의 거리 및 반사율의 정보를 획득하거나 결정하기 위해 복수 회의 수신/발사 검출 동작을 진행해야 하고, 나아가 복수 회에 검출되어 얻은 데이터를 종합하여 추가로 처리해야 함을 설명하기 위한 것이다. 그러나 동시에 라이더 전체의 FOV의 모든 포인트에 있어서, 서로 동시에 검출을 진행할 수 있고; 그룹화할 수도 있으며, 동일한 그룹 내의 이러한 포인트는 동시에 검출을 진행할 수 있다. 동시에 검출을 진행한다라고 함은, 즉 이러한 그룹의 레이저 및 검출기가 동시에 수신/발사의 검출 동작을 수행하는 것을 의미한다.

1회의 측정(하나의 검출 주기)이 N회(예를 들어 N=400)의 검출 스캔을 포함할 경우, 전체 N회의 검출 스캔을 처음 K회(예를 들어 K=300, 100 또는 200일 수도 있음, 본 발명에서는 분할 비율에 대해 한정하지 않음)의 검출 스캔 및 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔으로 나눈다.

단계(S11)에서, 우선 처음 K회의 검출 스캔에 의한, 매 회 검출 스캔의 시간 정보 및 시간 정보에 대응되는 강도 정보를 포함하는 검출 데이터를 얻고, N은 1보다 큰 정수이며, K는 정수이며, 1≤K＜N이다. 매 회 검출 스캔에 있어서, 레이저는 검출 레이저 펄스를 발사하고, 검출기는 에코를 수신하며, 신호 처리 회로는 검출기가 수신한 에코의 시간 또는 에코의 비행 시간을 얻을 수 있고, 즉 시간 정보에 대응되며, 상기 시간 정보는 장애물과 레이더의 상대 거리를 반영한다. 동시에, 신호 처리 회로는 검출기가 수신한 에코의 강도를 얻을 수 있고, 예를 들어 광자 수, 신호 폭 등 방식으로 특성화할 수 있으며, 즉 상기 강도 정보에 대응되고, 상기 강도 정보는 장애물의 반사율을 반영한다.

단계(S12)에서, 처음 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서의 레이저의 발광 전략을 조정한다.

예를 들어, 현재 K회의 검출 스캔에 따라 레이더의 일부 서브 시야 장면에만 장애물이 존재하는 것으로 식별되면, 장애물이 존재하는 서브 시야 장면에 대응되는 레이저는 상기 검출 주기 내 다음 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서 정상적으로 레이저 검출 펄스를 발사하고(처음 K회의 검출 스캔과 동일한 방식으로 레이저를 구동함); 장애물이 존재하지 않는 서브 시야 장면에 대응되는 레이저는 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서 이의 발광 전략을 상응하게 변경하며, 예를 들어 레이저 검출 펄스를 발사하지 않거나, 상대적으로 "태만"(예를 들어 발광 전력 감소) 또는 "적극적이지 않은"(예를 들어 발광 빈도 감소) 방식으로 레이저 검출 펄스를 발사한다.

도 2는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예의 단계(S12)의 구체적인 실시형태를 나타내는 바, 즉 어떻게 처음 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 상기 검출 주기의 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서의 레이저의 발광 전략을 조정할 것인가를 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, 단계(S12)는,

처음 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 장애물이 존재하는 시야 장면을 결정하는 단계(S121)를 포함한다.

처음 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 얻은 후, 처음 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 누적하여 강도 정보-시간 정보의 곡선을 얻을 수 있는 바, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 곡선에 있어서, 횡축은 비행 시간(Time of Flight, TOF)이고, 종축은 에코의 강도 정보일 수 있다. 라이더는 미리 설정되거나 동적으로 조절된 노이즈 임계값을 가질 수 있고, 상기 노이즈 임계값은 현재 환경 광의 강도와 관련될 수 있으며, 강도 정보가 상기 노이즈 임계값보다 높은 영역에 대응되는 시야 장면은 장애물이 존재함을 의미하고; 반대로, 강도 정보가 상기 노이즈 임계값보다 낮을 경우, 시야 장면에 장애물이 존재하지 않음을 의미한다.

단계(S122)에서, 장애물이 존재하지 않는 시야 장면에 대응되는 레이저에 대해 상기 검출 주기의 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서 다음 중 하나 이상의 방식을 사용하여 발사단의 전력 소비를 감소시킨다:

(1) 상기 시야 장면에 대응되는 레이저가 검출 펄스를 발사하지 않도록 제어함;

(2) 상기 시야 장면에 대응되는 레이저가 처음 K회 검출보다 낮은 전력으로 검출 펄스를 발사하도록 제어함;

(3) 복수의 레이저가 상기 시야 장면의 측정에 대응되는 경우, 일부 레이저가 검출 펄스를 발사하도록 제어한다. 다시 말해, 서브 시야 장면에 대응되는 복수의 레이저에서, 일부 레이저만 검출 펄스를 발사하도록 제어하는 것으로, 즉 발광하는 레이저의 밀도가 상대적으로 희소하다.

상기와 같은 방식을 통해 장애물이 없는 시야 장면 범위 내에서 레이저가 상대적으로 "태만"하게 발광하도록 제어할 수 있고, 구체적으로 발광 여부를 제어하며 발광 전력을 조절할 수 있음으로써, 라이더의 전력 소비를 감소시킬 수 있다.

라이더는 일반적으로 복수의 레이저 및 복수의 검출기를 포함하고, 하나의(또는 복수의) 레이저는 하나의(또는 복수의) 검출기에 대응되며, 하나의 검출 채널을 구성하고, 하나의 검출 채널은 특정 시야 장면 범위에 대응된다. 위에서 단계(S11) 및 단계(S12)를 통해 레이저의 발광 전략을 제어하는 것을 설명하였고, 다음 도 1a에 도시된 바와 같이, 단계(S13-A)에서, 검출기는 에코를 수신하고, 검출 데이터를 얻는다. 바람직하게는, 도 1b에 도시된 바와 같이, 단계(S13-B)에서, 수신단의 검출기를 제어하거나 수신 전략을 제어한다:

(1) 검출 거리에 대응되는 검출 윈도우 내에서만 상기 검출기를 활성시키고; 및/또는

(2) 시야 장면에 대응되는 검출기의 활성화를 유지하고, 상기 검출기의 상기 검출 윈도우 내의 검출 데이터만 판독한다.

예를 들어 장애물이 존재하지 않는 시야 장면에 대응되는 검출 채널에 대해, 상기 검출 주기의 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서, 상기 검출 채널의 검출기를 오프시키고, 또는 상기 검출 채널의 검출기가 비교적 낮은 감도(비교적 낮은 작업 전압)로 작업하도록 제어하며, 또는 상기 검출 채널이 복수의 검출기를 가질 경우, 일부 검출기만 검출하도록 제어한다. 또한, 라이더 수신단의 신호 처리 회로(예를 들어 시간 디지털 변환기 등)를 제어하여 장애물이 존재하지 않는 시야 장면에 대해 신호 처리 회로가 신호를 처리하지 않도록 할 수도 있고, 또는, 검출 거리에 대응되는 검출 윈도우 내에서 얻은 데이터만 처리하도록 함으로써, 라이더의 전력 소비를 추가로 감소시킬 수 있다.

수신단의 경우, 장애물이 존재하는 시야 장면 범위에 비해, 장애물이 존재하지 않는 시야 장면 범위 내에서 상대적으로 "태만"할 수도 있다. 따라서, 환경 광으로 촉발된 검출기가 응답하기 위해 손실되는 전력 소비 및 정적 전력 소비를 감소시킬 수 있다. 상세한 제어 방법은 후속 단락에서 실시예에 결부하여 추가로 설명하도록 한다.

종합해보면, 본 발명의 기술방안은 초기 일정 횟수의 검출 스캔을 통해 장애물이 존재하는 위치(구체적으로 시야 장면 및 거리, 시야 장면 특성화 방위를 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로, 수평 각도와 수직 각도를 포함할 수 있음)를 결정하고, 다음으로 후속 검출 스캔 또는 다음 번 검출 시, 상응하게 발사단 전략 및/또는 수신단 전략을 조정함으로써, 라이더의 전력 소비를 감소시킨다.

본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따르면, 검출 방법(10)은 또한, 다음과 같은 단계를 포함한다: K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 기반하여 장애물의 대략적인 위치를 결정한 다음, 발광 전략을 조정한 후의 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔의 검출 데이터를 처음 K회의 검출 스캔에서 얻은 히스토그램에 중첩하고, N회 검출 스캔의 검출 데이터를 얻으며, 장애물의 거리 및/또는 반사율을 초보적으로 결정하고, 또한, 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 기반하여 상기 초보적인 장애물의 거리 및/또는 반사율을 추가로 보정하고, 보정된 결과를 장애물의 거리 및/또는 반사율 정보로 사용한다.

이상 검출 방법(10)의 기술방안을 소개하였고, 이하 실시예 1을 통해 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예 1은 비행 시간법을 기반으로 측정하는데, 레이더의 전체 검출 가능한 시야 장면에 대해, 먼저 K회의 검출 스캔을 진행하여 검출 데이터를 얻고, 판독 회로의 신호 처리 유닛이 검출 데이터를 처리하며, 상기 검출 데이터에 따라 장애물이 존재하는 방위 및 장애물의 위치를 결정할 수 있다. 검출 및 위치 결정을 더욱 정확하게 하기 위해, 검출 시야 장면을 복수의 서브 시야 장면(장애물의 방위를 특성화하는 데 사용)으로 분할할 수 있고, 동시에 비행 시간도 복수의 타임 슬라이스(장애물의 위치를 특성화하는 데 사용)로 분할할 수 있다. 다음, 제K+1로부터 제N회의 검출 스캔의 발광 전략을 조정할 수 있다. 마지막으로, 상기 N회 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 기반하여 상기 검출 주기의 검출 결과를 얻을 수 있다.

서브 시야 장면의 분할은 도 4에 도시된 바와 같으며, 도 4(a)는 라이더의 검출 스캔 장면 및 검출 시야 장면의 입체 개략도를 나타내고, 검출 시야 장면Fov를 수평 방향 및 수직 방향으로 m행 및 n열의 서브 시야 장면으로 분할하고, 즉, 서브 시야 장면Fov x_y, x∈(1, m), y∈(1, n)이다. 도 4(b)는 매트릭스로 표시되는 검출 시야 장면의 평면 개략도를 나타내고, 검출 시야 장면은 m*n 개의 서브 시야 장면: Fov 1_1, Fov 1_2, Fov 1_3……Fov m_n으로 분할된다. 도 4(c)는 라이더 내의 레이저의 배열 개략도(여기서는 단순히 예시적인 것으로, 레이저가 라인 어레이인지 페이스 어레이인지, 1차원인지 2차원인지에 대해서 여기서 한정하지 않음)이며, 각각의 서브 시야 장면은 예를 들어 하나의 레이저(예를 들어 수직 캐비티 표면 방출 레이저(VCSEL, Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 또는 에지 방출 레이저(EEL, Edge-emitting Laser))에 대응되고, 각각의 서브 시야 장면은 대응되는 레이저에 의해 조사 및 검출되며, 예를 들어 서브 시야 장면(Fov 1_1)은 레이저(L11)에 의해 조사 및 검출되고, 서브 시야 장면(Fov 1_2)는 레이저(L12)에 의해 조사 및 검출되고, ……, 서브 시야 장면(Fov m_n)은 레이저(Lmn)에 의해 조사 및 검출된다. 상응하게, 수신단도 레이저와 일대일로 대응되는 검출기(단지 예시일 뿐, 실제로 레이저는 검출기와 일대다 또는 다대일일 수 있으며, 여기서 한정하지 않음)를 가져 에코를 전기 신호로 변환시키고, 상기 전기 신호를 수신하고 처리하는 판독 회로를 가진다. 본 발명은 서브 시야 장면과 레이저의 대응 관계에 대해 한정하지 않으며, 예를 들어 하나의 서브 시야 장면은 복수의 레이저에 대응되거나 하나의 레이저는 복수의 서브 시야 장면에 대응될 수 있고; 본 발명은 레이저와 광전 검출기의 대응 관계에 대해서도 한정하지 않으며, 예를 들어 복수의 레이저는 하나의 검출기에 대응될 수 있고; 본 발명은 광전 검출기와 판독 회로의 대응 관계에 대해서도 한정하지 않으며, 예를 들어 행 스캔 또는 열 스캔의 적용에서 판독 회로를 재사용할 수 있다.

타임 슬라이스의 분할은 도 5에 도시된 바와 같으며, 각각의 라이더, 또는 각각의 거리 측정 채널에 있어서, 일반적으로 미리 설정된 최대 검출 거리(dmax)를 가지며, 대응되게 최대 비행 시간(TOF)(2dmax/c, 여기서c는 광속)을 계산할 수 있다. 수신단에 있어서, 대응되는 레이저가 발광을 시작하는 시각을 비행 시간 시작점인 TOF started의 시각(검출기가 일정한 전환 또는 작동 시간이 필요하기 때문에, 레이저의 발광 시각보다 조금 빠를 수 있음)으로 할 수 있고, 발사된 펄스가 가장 먼 거리(dmax)에 위치한 장애물에 반사되어 다시 수신단에 의해 수신되는 시각을 비행 시간 종점인 TOF stoped의 시각으로 할 수 있으며, 거리 측정창=|TOF stoped-TOF started|이고, 상기 시간창 내에서 수신단은 에코의 수신과 측정을 수행한다. 해상도와 처리해야 할 신호량을 고려하여 비행 시간(TOF)을 C개의 타임 슬라이스(Slice)로 나눌 수 있으며, 도 5와 같이 최종적으로 타임 슬라이스 Slice 1, Slice2……Slice C-1,Slice C를 형성하며, 여기서 C는 1보다 큰 정수이다.

상기 도 4 및 도 5와 같은 방법에 따라 서브 시야 장면과 타임 슬라이스를 나눈 후, 먼저 K회의 검출 스캔을 수행하고, 검출 데이터(시간 정보 및 강도 정보를 포함함)를 누적하여 도 3과 같이 K회의 검출 스캔 히스토그램을 얻을 수 있고, 그런 다음 판독 회로의 신호 처리 유닛을 통해 히스토그램에 대해 기본 연산을 수행하면 다음 정보: 장애물이 있는 서브 시야 장면을 식별; 시야 장면에 존재하는 장애물에 대해 장애물의 대략적인 위치(예: 라이더와의 위치는 거리 또는 비행 시간으로 표시할 수 있음); 를 알 수 있다.

바람직하게는, 상기 연산 결과에 따라 표 1을 생성한다. 여기서 표 1은 m행 n열의 표로, 표의 각 격자는 하나의 서브 시야 장면에 대응되고, 각 격자는 단일 비트 정보로 채워질 수 있으며, 예를 들어, 0 또는 1이고, 상기 서브 시야 장면에 장애물이 있는지 여부를 특성화할 수 있다. 예를 들어, 각 서브 시야 장면의 괄호 안의 기록이 0이면 서브 시야 장면에 물체가 없음을 나타내고, 괄호 안의 기록이 1이면 서브 시야 장면에 물체가 있음을 나타낸다. 예를 들어, 표 1에서 표시된 Fov2_2(1), Fov2_3(1), Fov3_2(1), Fov3_2(1), Fov3_3(1)인 경우, 상기 4개의 서브 시야 장면 내에 물체가 존재한다.

표 1

본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 연산 결과에 따라 각 서브 시야 장면에 대응되는 표 2를 생성하고, 표 2에는 C 타임 슬라이스(Slice)의 몇 번째 세그먼트에 장애물이 위치하는지를 특성화하기 위한 다중 비트 정보가 저장된다. 예를 들어 비행 시간(TOF)을 여러 개의 타임 슬라이스(Slice)로 나누어 장애물에 대응되는 비행 시간이 어느 타임 슬라이스(Slice) 안에 있는지 판단하고; 이 경우, 거리 정보를 도 5에 도시된 바와 같은 타임 슬라이스(Slice)의 번호에 따라 m*n 크기의 표 2를 채우는 데 사용할 수 있다. 각 서브 시야 장면의 괄호 안은 타임 슬라이스(Slice)의 번호 정보를 기록하는 데 사용되며, 표 2의 괄호가 비어 있으면 이 서브 시야 장면에 장애물이 없음을 나타내고; 괄호 안에 slice k로 기록되면 이 서브 시야 장면이 타임 슬라이스(Slicek) k 세그먼트에 장애물이 있음을 나타낸다. 표 2의 어두운 격자와 같이 Fov2_2(Slicek), Fov2_3(Slicek), Fov3_2(Slicek), Fov3_3(Slicek), Fov3_3(Slicek) 등 4개의 서브 시야 장면에는 대략 d=cХSlicek/2 거리에서 장애물이 있다. 각 셀은 복수의 비트의 수치인 바, 한 비트는 비행 시간(TOF)을 두 개의 세그먼트로 나눌 수 있으므로, b개의 비트는 비행 시간(TOF)을 2b 세그먼트로 나눌 수 있다.

표 1 및/또는 표 2를 기반으로 K+1에서 N번째 검출 스캔까지의 발광 전략을 조정할 수 있다. 예를 들어, 하나의 서브 시야 장면에 장애물이 없는 경우, 해당 서브 시야 장면에 대응되는 레이저를 제어하여 완전히 발광하지 않거나 발광 전력을 감소시키거나 발광 밀도를 감소시키도록 한다.

표 2

구체적으로, 도 6(B)에 도시된 바와 같이 처음 K회 측정(예를 들어 K=300)에서, 레이저는 특정 발광 시퀀스(예를 들어 전체 어레이 레이저가 동시에 방출할 수 있거나 한 행 또는 한 열, 또는 여러 행 또는 여러 열을 선택하여 함께 방출할 수 있음)에 따라 측정된다. 도 6(A)의 오른쪽 상단 모서리에 도시된 바와 같이, 순차적으로 전체 시야 장면(레이더가 감지할 수 있는 전체 시야 장면 또는 일부 시야 장면일 수 있으며 레이더의 유형에 따라 시야 장면의 범위가 상이할 수 있으며 여기서는 한정하지 않음)을 조명하고; 도 6(C)에 도시된 바와 같이 해당 수신단의 검출기 및 판독 회로는 시간 강도 정보를 완전히 기록하고 히스토그램으로 저장한다(여기서는 한 시야의 처음 K회의 검출 스캔으로 얻은 검출 데이터에 대해 누적하여 얻은 히스토그램을 나타냄). 거친 저장 및 세분화된 저장과 같은 구체적인 데이터 저장 방법은 나중에 계속 소개될 것이다.

계속하여 도 6을 참조하면, 그림 6(A)의 오른쪽 상단에 표시된 라이더의 검출 시야 장면에 별 모양의 표시가 있는 경우, 이들은 장애물이 있는 서브 시야 장면 Fov2_2, Fov2_3, Fov3_2, Fov3_3을 특성화한 것이고, 처음 K회의 검출 스캔에서 얻은 히스토그램에 따라, 장애물의 대략적인 위치를 계산할 수 있다. 프런티어 방법을 사용하는 경우 임계값을 설정하고 임계값을 초과하는 프런티어 타이밍에 따라 TOF를 계산한 다음 장애물의 거리를 계산할 수 있다. 중심법을 사용하는 경우, 히스토그램의 엔벨로프에 따라 중심 위치를 얻을 수 있으며 장애물의 거리를 얻을 수 있다.

후속 제K+1회로부터 제N회(예: N=400, K=300)의 검출 스캔을 수행할 때, 표 1의 값에 따라 대응되는 발사단 레이저가 발광하는지 여부 및/또는 발광 모드를 결정한다. 이러한 발광 방식을 통해 레이저 발광 부분의 전력 소비를 줄일 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 후속 100회 측정 시 표 1의 값에 따라 장애물이 있는 서브 시야 장면 Fov2_2, Fov2_3, Fov3_2, Fov3_3에 해당하는 레이저는 순차적으로 L22, L23, L32, L33인 것으로 결정하고, 나아가 대응되는 발사단 레이저 L22, L23, L32, L33이 발광(도 7(B)의 짙은 회색으로 채워진 원에 해당)하도록 결정하고, 기타 레이저가 발광하지 않도록(도 7(B)의 밝은 회색으로 채워진 원에 해당) 결정하고, 또는 낮은 전력으로 발광하거나 낮은 밀도로 발광하도록 결정한다. 이러한 발광 방식을 통해 레이저 발광 부분의 전력 소비를 줄일 수 있다.

또한, 수신단의 제어기는 추가로 표 2의 정보를 참조하여 검출기의 활성화를 제어할 수 있다. 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔 과정에서 표 1의 구성에 따라 발광 단자의 레이저가 발광할 때, 수신단의 검출기(예: 단일 광자 애벌런치 다이오드(SPAD, Single photon avalanche diode)) 및 판독 회로는 전체 비행 시간(TOF) 내에서 항상 켜질 필요가 없이, 표 2의 해당 타임 슬라이스(Slice) 구간(도 7(C)의 타임 슬라이스 Slice 100-Slice 103, 또는 도 5의 타임 슬라이스 Slice k) 내에서만 켜지면 된다. 이에 따라, 수신단 환경의 광 트리거링에 의한 전력 소비 및 대기 시의 평균 정적 전력 소비를 크게 절감할 수 있다.

표 1 및 표 2는 각 검출 주기의 처음 K회의 검출 스캔이 종료될 때 업데이트된다는 점에 유의해야 한다.

처음 K회의 검출 스캔에 따라 장애물의 서브 시야 장면을 결정하고 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔을 수행할 때 도 8에 도시된 바와 같이 처음 K회의 히스토그램 데이터에 검출 데이터를 중첩하여 최종 N회 반복 검출 스캔의 데이터를 얻는다. 도 8의 히스토그램 데이터에 따르면 질량 중심 방법(에코의 중심을 계산) 또는 프런티어 방법(에코가 미리 설정된 임계값에 도달하는 프런티어 시각을 계산)에 따라 거리 측정 정보의 계산 및 보정을 수행할 수 있다.

상기에서 실시예 1을 통해 검출 방법(10)을 자세히 설명하였고, 도 9는 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 검출 방법 흐름도(20)를 나타내며, 이하 도 9를 참조하여 설명한다.

단계(S21)：K회의 검출 스캔을 수행하고, 검출 데이터를 누적하여 K회의 검출 스캔의 히스토그램을 얻는다.

하나의 검출 주기에서, 먼저 K회의 검출 스캔을 수행하여, K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 얻고, 중첩하여 K회의 검출 스캔의 히스토그램을 얻는다.

단계(S22)에서, 라이더의 검출 시야 장면을 m*n 개의 서브 시야 장면으로 분할하고, 동시에 비행 시간(TOF)을 C 개의 타임 슬라이스(Slice)로 분할한다. 여기서, 라이더의 검출 시야 장면을 m*n 개의 서브 시야 장면로 분할하여 라이더에 내장될 수 있으며, 예를 들어, 라이다의 각 검출 채널의 방향을 정확하게 설정하여 각 검출 채널이 그 중 하나의 서브 시야 장면에 대응되도록 한다.

단계(S23): K회의 검출 스캔 후, 판독 회로의 신호 처리 유닛은 히스토그램에 대한 기본 연산을 수행하고 연산 결과와 서브 시야 장면 및 타임 슬라이스의 분할을 기반으로 표 1 및 표 2를 생성한다. K회의 검출 스캔의 히스토그램에 따라 장애물이 있는 서브 시야 장면을 식별하고, 장애물이 있는 경우 장애물의 대략적인 거리(및 대응되는 타임 슬라이스)를 결정할 수 있다. 이로써 표 1 및 표 2의 해당 서브 시야 장면에 대응되는 격자를 채울 수 있으며, 여기서 표 1의 데이터는 상기 서브 시야 장면에 장애물이 있는지 여부를 특성화하고, 표 2의 데이터는 장애물이 있는 경우 해당 장애물에 해당하는 시간 슬라이스를 특성화한다. 선택적으로, 서브 시야 장면과 타임 슬라이스를 분할하는 동작은 판독 회로의 신호 처리 유닛에서 히스토그램을 연산한 후 표 1 및 표 2를 생성하기 전에 수행할 수도 있다.

단계(S24): 표 1에 따라 후속 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔 과정에서, 대응되는 레이저가 발광 및/또는 발광 모드인지 여부를 결정하고; 표 1과 표 2에 따라 후속 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔 과정에서 대응되는 검출기와 판독 회로의 활성화 여부 및 어느 타임 슬라이스(Slice)에서 활성화되는 것을 결정한다. 표 1에 따라 제K+1회의 검출 스캔으로부터 제N회의 검출 스캔까지의 발광 전략을 결정할 수 있고, 예를 들어, 대응되는 레이저의 발광 여부, 감소된 전력으로 발광하는지 여부, 또는 낮은 발광 밀도로 발광하는지 여부를 결정한다. 상기 서브 시야 장면에 장애물이 존재하는 경우 표 2를 참조하여 대응되는 검출기와 판독 회로를 제어하여 이들이 특정 타임 슬라이스 내에서만 활성화되도록 하여 에코를 수신하고 데이터 처리를 수행한다.

단계(S25): 제K+1회로부터 제N회의 검출 데이터를 처음 K회의 검출 스캔의 히스토그램 데이터에 중첩하여 N회의 반복 검출 스캔 데이터를 얻는다. 제K+1회의 검출 스캔으로부터 제N회의 검출 스캔까지 수행한 후, 이들을 처음 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터와 결합하고, 예를 들어 처음 K회의 검출 스캔의 히스토그램에 중첩하여 모든 N회 검출 스캔의 히스토그램을 얻는다.

단계(S26): 장애물이 존재하는 타임 슬라이스(Slice) 내의 데이터에 대해 거리 측정 정보를 계산하고 보정한다. 상기 처음 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터와 상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔의 검출 데이터에 따라 상기 장애물의 거리 및/또는 반사율을 결정할 수 있으며, 상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔의 검출 데이터를 기반으로 상기 장애물의 거리 및/또는 반사율을 보정할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이 검출 방법(10)의 단계(S122)는 K회의 검출 스캔의 강도 정보 및/또는 반사율 정보에 따라, 상기 검출 주기의 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서, 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저의 발사 전력을 조정하는 단계를 더 포함한다. 구체적으로, 단계(S121)에서 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 기반으로 장애물이 존재하는 서브 시야 장면과 장애물이 존재하지 않는 서브 시야 장면을 결정하고, 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔 과정에서, 장애물이 존재하지 않는 서브 시야 장면에 대한 전력 소비를 낮출 수 있으며, 그런 다음 총 에너지는 장애물이 존재하는 서브 시야 장면에 초점을 맞추며, 예를 들어 장애물이 존재하는 서브 시야 장면에 대응되는 레이저의 발사 감지 펄스의 전력을 증가시켜 신호 대 잡음비를 향상시킨다.

본 발명의 하나의 바람직한 실시형태에 따르면, 검출 방법(10)은 강도 정보가 임계값보다 클 경우 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저의 다음 번의 검출 스캔의 발사 전력을 감소시키고; 강도가 임계값보다 작을 경우 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저의 다음 번의 검출 스캔의 발사 전력을 증가시키는 단계를 더 포함한다. 구체적으로, 처음 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 포함된 시간 정보와 시간 정보에 대응되는 강도 정보에 기반하고, 처음 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 히스토그램을 얻고, 판독 회로의 신호 처리 유닛은 히스토그램에 대한 연산을 수행하여, 장애물이 존재하는 거리와 시야 장면을 얻을 수 있고, 서브 시야 장면과 타임 슬라이스에 기반하여 분할하면 장애물이 존재하는 서브 시야 장면과 타임 슬라이스를 바로 얻을 수 있다. 장애물이 존재하는 시야 장면에 대해 강도 정보가 임계값보다 높은지 여부를 판단한다. 임계값보다 높으면 다음 번(예를 들어 제K+1회) 검출 스캔에서 상기 시야 장면에 대응되는 레이저의 발사 전력을 감소시키고; 임계값보다 낮으면 상기 시야 장면에 대응되는 레이저의 발사 전력을 증가시킨다. 상기 임계값은 예를 들어 신호 대 잡음비에 따라 설정될 수 있으며 신호 대 잡음비가 에코 신호를 식별하기에 충분한 경우 전체 전력 소비를 줄이기 위해 너무 높은 발사 전력이 필요하지 않다. 강도 정보가 임계값보다 작으면 발사 전력을 적절하게 증가시키고 신호 대 잡음비를 증가시켜 거리 측정 능력을 향상시킬 수 있다. 처음 K회의 검출 데이터를 통해 제K+1회의 발사 전력을 조정할 수 있을 뿐만 아니라, 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔 과정에서, 어느 한 번, 어느 몇 번 또는 매 번의 검출 스캔의 강도 정보에 따라 다음 번의 검출 스캔의 발사 전력을 조정할 수 있는 것은 본 분야의 당업자에게 있어 자명한 것이며, 본 발명은 몇 번째의 조정인지 또는 몇 번의 조정인지에 대해 한정하지 않는다.

본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 라이더가 복수의 채널을 포함하는 경우, 각각의 채널은 대응되는 레이저 및 특정 시야 장면 범위에 대해 검출을 진행하는 검출기를 포함하며, 검출 방법(10)은 하나의 검출 주기에서, 라이더의 시야 장면에서의 ROI(Region of interest, 장애물이 존재하는 시야 장면의 FOV에 대응됨) 영역을 획득하고, 시야 장면 범위가 대응되는 ROI영역의 채널에 속하는 레이저에 대해, 다음 번의 검출 주기에서, 상기 레이저의 발사 전력을 증가시키고, 바람직하게는 K의 값을 감소시키는 단계를 더 포함한다. 구체적으로, 다음 번의 검출 주기(현재 채널에 대한 다음 번의 검출일 수 있고, 현재 채널의 다음 채널에 대한 검출일 수도 있음)에서, N회(예: N=400)의 검출 스캔을 재분할하여 K의 값(예: K=300에서 K=200으로 낮춤)을 감소시켜, 대략적인 측정의 횟수를 줄이고, 그런 다음 단계(S11)에서, 처음 K회의 검출 스캔에서의 레이저의 발사 전력을 증가시키고; 단계(S12)에서, 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔을 수행할 때 정밀 측정 횟수가 증가하는 것이다(예: N=400, K가 300에서 200으로 낮춰질 때 N-K가 100에서 200으로 증가됨). 단계(S11)에서 발사 전력이 증가되었지만 수행된 검출 스캔 횟수는 감소되고, 처음 K회의 검출 스캔을 기반으로 후속 검출 스캔의 발광 전략이 조정되었으며 후속 검출 스캔의 횟수가 증가하여 총 전력 소비 감소 효과가 더욱 향상되었다.

본 발명의 다른 하나의 실시예에 따르면, 라이더가 복수의 채널을 포함하는 경우, 각각의 채널은 대응되는 레이저 및 특정 시야 장면 범위에 대해 검출을 진행하는 검출기를 포함하며, 검출 방법(10)은 하나의 검출 주기에서, 라이더의 시야 장면에서 ROI영역을 획득하고, 시야 장면 범위가 대응되는 ROI영역의 채널에 속하는 레이저에 대해, 다음 번의 검출 주기에서 N값을 증가시키는 단계를 더 포함한다. 구체적으로, 다음 번의 검출 주기에서, ROI영역에 대한 반복 검출 스캔의 총 횟수(예: N=400에서 N=500으로 증가함)를 증가시키는 것이다. 원래 모든 레이저가 N회의 검출 스캔을 각각 완료하는 데 예약된 시간이였으나, 지금은 ROI영역 내의 일부 레이저만 검출 스캔을 수행하면 되므로 레이저의 수가 상대적으로 감소된다. 따라서 각각의 레이저는 더 오랫동안 반복 검출 스캔을 위해 예약될 수 있다. N의 값을 높이면 신호 대 잡음비가 증가하여 거리 측정 정밀도가 향상될 수 있다. 고정된 프레임률을 보장하기 위해 각각의 레이저의 증가 가능한 반복 검출 스캔의 횟수는 ROI영역 외부에 추가 발광이 필요하지 않은 레이저의 수에 따라 결정된다.

라이더 알고리즘이 장애물에 대한 동적 추적 데이터를 제공한다면(예를 들어 장애물이 움직이는 경우 이번 검출 주기에는 d1 위치에 있고 다음 검출 주기에는 d2 위치에 있을 수 있음), 이동 후 장애물의 위치를 결정하기 위해 각 검출 주기에서 K회의 대략적인 측정을 수행해야 한다. 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따르면, 동적 추적 데이터를 제공하는 방법은 장애물 이동의 여유를 고려하여 실제 ROI영역을 얻은 후, 상기 영역을 각 방향으로 어느 정도 확장하여 장애물이 실제 ROI영역 밖으로 이동할 때 다음 검출 주기에서도 이동 후 장애물을 포획할 수 있도록 하여 발광 전략을 효과적으로 조정한다.

이상에서는 발사단의 조정 전략을 소개하였으며, 전력 소비를 줄이고 데이터 연산량을 줄이기 위해 수신단의 데이터 저장 및 처리 방법도 조정할 수 있다.

도 10은 검출 모듈의 일 실시예를 나타내고 검출 모듈(22)은 복수의 검출 유닛을 포함하며, 도 4는 검출 유닛(221-1), 검출 유닛(221-2) 및 검출 유닛(221-n)을 나타낸다. 각 검출 유닛은 여러 개(예: 도에 표시된 9개 또는 3개, 4개, ...일 수도 있으며, 구체적으로 p개를 포함하고, p는 ≥1의 양의 정수임)의 단일 광자 애벌런치 다이오드(SPAD)를 포함할 수 있고, 각 검출 유닛의 단일 광자 애벌런치 다이오드의 출력은 시간 디지털 변환기(time to digital converter, TDC)에 연결되고, 각 검출 유닛의 검출 윈도우(즉, SPAD가 입사 광자를 감지할 수 있는 기간)의 범위는 독립적으로 조정될 수 있고, 즉, 각 검출 유닛을 독립적으로 활성화 상태(SPAD가 가이거 모드(Geiger Mode)인 경우, 즉 SPAD에 항복 전압보다 큰 역방향 바이어스 전압을 인가하여 SPAD가 광자를 수신할 때 애벌런치 효과를 트리거할 수 있도록 함) 또는 비활성화 상태(광자에 의해 애벌런치 상태가 트리거될 수 없는 상태)로 제어할 수 있다. 광자가 검출 유닛(221-1), 검출 유닛(221-2) 및 검출 유닛(221-n)에 입사한 후 단일 광자 애벌런치 다이오드(SPAD)가 트리거되고 전기 신호가 생성된다.

각 검출 유닛은 시간 디지털 변환기(TDC)에 커플링되고, 시간 디지털 변환기(TDC)는 광자의 도달 시간을 결정할 수 있다. TDC에 연결된 데이터 처리 장치(도 11에 미도시)는 검출광 발사 시간을 얻고 광자 도달 시간과 검출광 발사 시간 사이의 시간 차이를 결정하고 결과를 메모리에 저장할 수 있다.

도 10에 표시된 검출 유닛(22)을 예로 들면, 복수의 SPAD의 출력단이 동일한 TDC에 연결되어 하나의 검출 유닛(221)이 되고, 시간 정보는 검출 유닛(221)에서 하나 이상의 단일 광자 애벌런치 다이오드(SPAD)가 트리거된 시간이고, 강도 정보는 대응되는 트리거 시간에 트리거된 단일 광자 애벌런치 다이오드(SPAD)의 개수, 즉 트리거된 단일 광자 애벌런치 다이오드(SPAD)의 개수를 통해 광신호의 강도를 특성화한다.

도 10에 표시된 검출기를 예로 들면, 상기 시간 정보는 검출기(221-1, 221-2, 221-3…)에서 단일 광자 애벌런치 다이오드(SPAD)가 트리거된 시간이고, 상기 강도 정보는 대응되는 트리거 시간에 트리거된 단일 광자 애벌런치 다이오드(SPAD)의 개수이고, 즉, 트리거된 단일 광자 애벌런치 다이오드(SPAD)의 개수를 통해 광신호의 강도를 특성화한다. 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 시간 정보는 단일 광자 애벌런치 다이오드(SPAD)를 트리거하는 타임스탬프(timestamp)이고, 즉, 레이저에서 발사되는 시간 t_a와 단일 광자 애벌런치 다이오드(SPAD)가 트리거되는 시간 t_1a 사이의 시간 차이 t_1a-t_a이다.

도 10의 실시예에서는 SPAD를 예로 들어 시간 정보와 강도 정보를 설명한다. 본 분야의 당업자는 본 발명이 이에 한정되지 않고 애벌런치 포토다이오드(APD), 실리콘 광전자 증배관(SiPM) 등을 포함하되 이에 한정되지 않는 기타 유형의 광전 검출기를 사용할 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 상이한 광전 검출기의 경우 강도 정보를 특성화하기 위해 상이한 파라미터를 사용할 수 있다. 예를 들어, 광전 검출기가 SPAD 어레이인 경우, 대응되는 시간 정보를 사용하는 동시에 트리거되는 SPAD의 개수를 강도 정보로 사용할 수 있고; 광전 검출기가 SiPM인 경우 대응되는 시간 정보의 출력 수준/전류 강도를 광 신호의 강도 정보를 나타내는 데 사용할 수 있다.

도 10에 표시된 검출 모듈(22)을 통해 한 번의 검출 스캔인 경우, 라이더의 제어기는 SPAD에 고전압을 공급하여 일부(한 행 또는 한 열 또는 임의의 관심 형상)의 검출 유닛(221)을 스트로브한 후, 동기화 신호를 발송하여 발사단의 레이저가 발광할 수 있음을 알리고, 발사단의 레이저는 시각 t_a(a는 a번째 검출 스캔을 나타냄)에서 검출을 위한 광펄스를 방출하고, 대응되는 광펄스는 외부의 장애물에 부딪혀 장애물에 반사되어 라이더로 돌아와 수신단의 광전 검출기에 의해 수신될 수 있다.

광전 검출기가 SPAD(S) 어레이일 때, SPAD가 광자를 수신하면 애벌런치 전기 신호가 생성되어 TDC로 전송되고, TDC에 의해 SPAD가 트리거한 시간 신호 t_1a 및 동일한 시각에 트리거된 SPAD의 개수 신호 cnt_1a(여기서 1a는 a번째 검출 스캔의 첫 번째 트리거를 나타냄)를 출력하고, 감산 절차를 거쳐 t_1a-t_a의 트리거 시각 timestamp_1a(이하 tp_1a라 약칭함)를 계산하고, tp_1a 및 상기 트리거 시각의 트리거 수 cnt_1a 신호를 전송하여 메모리에 저장한다. 하나의 검출 유닛(221)에는 여러 개의 SPAD가 포함되어 있으며 SPAD는 죽은 시간 후에 다시 검출할 수 있으므로 한 번의 검출 스캔에서 다른 시점에서 SPAD 트리거가 또 발생할 수 있고, 메모리는 이번에 트리거된 tp_2a와 cnt_2a(2a는 a번째 검출 스캔의 두 번째 트리거를 나타냄)를 저장한다. 한 번의 검출 스캔에서 복수 회의 트리거는 시간 정보에 따라 저장해야 한다.

다음 번의 검출 스캔 b에서는 라이더의 제어기가 미리 설정된 프로그램에 따라 발사단을 제어하여 t_b 시각에 검출광 펄스를 보내도록 다시 신호를 발송하고, SPAD가 광자를 수신하는 즉시 애벌런치 전기 신호가 TDC로 전송되고, TDC에 의해 SPAD가 트리거한 시간 신호 t_1b 및 동일한 시각에 트리거되는 SPAD의 개수 신호 cnt_1b(b번째 검출의 첫 번째 트리거)를 출력하고, 후속 메모리는 SPAD 트리거 시간 t_1b-t_b의 트리거 시각 timestamp_1b(이하 tp_1b로 약칭함) 및 상기 트리거 시각의 트리거 수 cnt_1b 신호를 저장한다. 하나의 검출 유닛(221)에는 여러 개의 SPAD가 포함되어 있으며 SPAD는 죽은 시간 후에 다시 검출할 수 있으므로, 한 번의 검출 스캔에서 SPAD 트리거가 다른 시각에 또 발생할 수 있으며 메모리는 이번에 트리거된 tp_2b 및 cnt_2b를 저장한다.

수백 번의 검출 스캔에서, 매 번의 검출 스캔에서 얻은 트리거 수 cnt를 트리거 시각 timestamp에 따라 대응되는 메모리 위치에 저장하고, 동일한 트리거 시각 timestamp의 대응되는 위치에 새로운 트리거 수 cnt가 도착하면 원래 저장된 값을 새로운 트리거 수 cnt에 누적하여 대응되는 위치에 업데이트하고, N회의 검출 스캔이 중첩된 후 메모리에 하나의 히스토그램이 저장되고, 도 2에 도시된 바와 같이 히스토그램은 시간 축의 서로 다른 트리거 시각 timestamp에 대응되는 트리거 수 cnt의 총합을 나타내고, 이로써 히스토그램을 사용하여 중심 또는 프런티어 시간을 계산하여 에코에 대응되는 시간 정보를 얻고 거리 계산에 사용되는 비행 시간으로 사용하여 포인트 클라우드의 한 포인트를 생성한다.

일부 라이더의 시간 디지털 변환기에서는 시간 해상도의 각 시간 눈금에 대응되는 저장 위치가 필요하고, 복수 회 측정하여 얻은 모든 트리거된 SPAD 개수 정보 cnt는 시각에 대응되는 저장 위치에 저장되며, 시간 디지털 변환기(TDC)의 시간 해상도는 피코초(ps) 레벨에 도달할 수 있으므로, 매우 큰 공간의 레지스터가 필요하며, 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

하나의 데이터 저장 방법은 도 11에 도시된 바와 같으며, 횡좌표는 시간(t)이고 횡좌표의 눈금 간격은 TDC의 해상도이며 각 시간 눈금은 저장 위치 R(레지스터)에 대응된다. 예를 들어, 어느 한 번의 검출 스캔(a)의 경우, 시간 눈금 0에서 SPAD 트리거가 발생하고, 발사 시간과 TDC 전송의 트리거 시간에 따라 타임스탬프 tp₁(트리거 시간-본 회 발사 시간)과 트리거 수 정보 cnt_1a를 계산하여 얻고, cnt_1a를 tp₁ 시각에 대응되는 저장 위치 R1에 저장하고; 시간 눈금 4에서 SPAD 트리거가 발생하면 시간 정보 tp₅ 및 cnt_5a를 얻고 cn_5a를 tp₅에 대응되는 저장 위치 R5에 저장한다. 다른 한 번의 검출 스캔 b에서는 시간 눈금 4에서도 SPAD 트리거가 발생하여 시간 정보 tp₅ 및 cnt_5b를 얻었고, cnt_5b도 저장 위치 R5에 대응되며, 이때 cnt_5b를 읽은 다음 cnt_5b와 cnt_5a를 더한 값을 R5로 업데이트한다(도 10을 결합하면, a는 a번째 검출을 나타내고, b는 b번째 검출을 나타내며, 숫자는 대응되는 시간 눈금과 대응되는 저장 위치를 나타내고; 저장 위치 R은 시간 눈금에 일대일로 대응되고, 메모리는 트리거 수 cnt만 저장하며, 데이터 처리 회로가 데이터를 읽을 때 저장 위치에 따라 트리거 수 cnt에 대응되는 시간을 알 수 있음).

도 11을 참조하여 하나의 히스토그램은 복수 회의 검출 스캔(400-500회) 데이터를 누적하여 얻음을 알 수 있으며, 수백 번 스캔한 검출 결과를 히스토그램으로 중첩하여 포인트 클라우드의 한 포인트를 얻는 과정에서, 특정 시간 눈금에 대응되는 저장 위치는 대응되는 시각에 트리거된 모든 트리거 수 cnt의 누적 합을 저장한다. 한 번의 스캔에서 SPAD 트리거는 시간 눈금마다 발생하지 않지만, 도 11에 도시된 바와 같이 히스토그램 데이터는 복수 회의 검출 결과로 중첩된 것이고, SPAD 트리거는 각 시간 눈금에서 특정 스캔 중에 발생하여 메모리가 대응되는 데이터를 수신할 수 있도록 한다. 따라서 하나의 TDC의 경우 각 시간 눈금에 각각 대응되는 하나의 저장 위치가 있어야 하며, 복수 회 측정하여 얻은 모든 트리거 수 cnt는 모두 시각에 대응되는 저장 위치에 저장되며, tp의 시간 간격, 즉 TDC의 해상도는 ps 레벨에 도달하여 매우 큰 공간의 레지스터가 필요하다.

이러한 저장 및 거리 측정 방법을 사용하면 타임스탬프(timestamp)의 정밀도 단위가 ps 레벨이므로 더 긴 TOF 검출이 필요한 경우, 완전한 히스토그램을 저장하려면 큰 메모리와 큰 저장 공간이 필요하다. 특히 거리 측정 능력을 향상시키기 위해서는 측정 시간과 반복 측정 횟수를 증가할 필요가 있으며 저장 공간에 대한 요구 사항도 계속 증가하고 있다.

본 출원의 발명자는 TDC 시간 해상도의 각 시간 눈금에 대해 대응되는 저장 위치를 설정할 필요가 없으며, 검출 데이터를 저장할 때 시간 해상도에 따라 저장하지 않고 시간 정보의 가중치에 따라 더 낮은 시간 정밀도로 강도 정보를 저장하는 방법을 구상하였다. 본 발명은 가중 누적 데이터 저장 방법을 채택하여 거리 측정 정밀도를 유지하면서 원본 신호를 압축하여 히스토그램 저장에 필요한 저장 공간을 크게 줄인다. 구체적으로 가중 누적 데이터 저장 방법은 총 저장 공간을 원래의 1/10 범위로 줄일 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 강도 정보 저장의 시간 정밀도는 제1 시간 정밀도이며, 제1 시간 정밀도는 시간 디지털 변환기(TDC)의 시간 시간 해상도의 n배일 수 있다. 상기 강도 정보는 시간 정보에 대응되는 광신호 강도 정보를 말하며, 상이한 광전 검출기의 경우 상이한 파라미터로 광신호 강도를 특성화할 수 있으며; 예를 들어, 검출기가 SPAD 어레이인 경우, 시간 정보에 대응되는 동시에 트리거되는 SPAD의 수를 강도 정보로 사용할 수 있고; 검출기가 SiPM인 경우, 대응되는 시간 정보의 출력 수준/전류 강도를 광 신호 강도 정보를 나타내는 데 사용할 수 있다.

아래 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

먼저, 레이더의 검출 데이터는 시간 정보 및 시간 정보에 대응되는 강도 정보를 포함한다.

본 발명의 데이터의 저장 방법은 구체적으로, 제1 시간 정밀도로, 상기 시간 정보의 가중치에 따라 상기 강도 정보를 저장하는 것을 포함하되, 상기 제1 시간 정밀도는 임의의 두 개의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격이고, 상기 라이더의 검출 데이터의 시간 해상도의 n배이며, n＞1이고; 상기 가중치는 상기 시간 정보 및 적어도 하나의 제1 시간 눈금의 시간 간격과 관련된다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 저장 방식의 구체적인 개략도를 나타낸다. 이하 도 12 및 도 13을 참조하여 본 발명의 데이터 저장 방법의 실시에 대해 상세하게 설명하도록 한다.

도 12에서, 횡좌표는 비행 시간이고, 횡좌표의 시간 눈금의 간격은 예를 들어 라이더의 시간 해상도이며, 예를 들어 시간 디지털 변환기(TDC)의 시간 해상도이고, 피코초(ps) 레벨에 도달할 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 라이더의 시간 해상도의 기초상 제1 시간 눈금을 설정하고, 도 12의 A 및 A+1에 도시된 바와 같이, 인접한 두 개의 제1 시간 눈금 사이는 16개의 상기 라이더의 시간 해상도 간격을 거친다. 시각(x) 위치에서 광자가 검출될 때(예를 들어 도 10에 도시된 하나의 검출기의 하나 또는 복수의 단일 광자 애벌런치 다이오드(SPAD)가 트리거됨), 상기 시각(x)의 가중치에 따라 검출된 강도값을 저장한다. 시각(x)은 상기 시각과 이의 좌측에 인접한 제1 시간 눈금(A)의 시간 간격이 x배인 레이더 검출 데이터 시간 해상도를 의미한다.

본 분야의 기술자는 라이다의 시간 해상도가 작고 제1 시간 눈금의 간격이 크기 때문에 라이다의 시간 해상도에 대응되는 시간 눈금을 "세분화된 눈금"이라고 지칭할 수도 있으며, 제1 시간 눈금은 "대략 눈금"이라고 지칭할 수도 있음을 쉽게 이해할 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 상기 시각(x)의 가중치는 제1 가중치 및 제2 가중치를 포함하고, 제1 가중치는 상기 시각(x) 및 하나의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격과 관련되며, 제2 가중치는 상기 시각(x) 및 다른 하나의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격과 관련된다. 제1 가중치 및 제2 가중치가 결정된 후, 제1 시간 정밀도로, 각각 상기 제1 가중치 및 제2 가중치에 따라 상기 강도 정보를 저장한다.

본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1 가중치는 상기 시각(x) 및 이의 좌측에 인접한 제1 시간 눈금(A) 사이의 시간 간격과 관련되고, 제1 가중치는 예를 들어 (16-x)이며, 상기 제2 가중치는 상기 시각(x) 및 이의 우측에 인접한 제1 시간 눈금(A+1)사이의 시간 간격과 관련되고, 제2 가중치는 예를 들어 x이다. 따라서, 시각(x)을 이가 인접한 두 개의 대략 눈금(A, A+1) 위치의 가중치로 대체하여 표시하고, 여기서 x가 대략 눈금(A) 위치의 가중치는 (16-x)이고, 대략 눈금(A+1)의 가중치는 x(x는 상기 시각 거리(A)의 거리를 특성화함)이며, 이로써 상기 시각(x)의 세분화된 눈금으로 등가시킨다. 다시 말해, 눈금(x) 자체를 저장하는 것이 아니라, x를 가중치로 사용하여 세분화된 눈금 위치의 데이터를 인접한 두 개의 대략 눈금에 대응되는 주소에 저장하여 눈금(x)의 값을 표시한다. 이러한 과정을 수학식으로 표시하면 다음과 같다:

식에서, 등호 좌측은 대략 눈금에 따라 저장, 대략 눈금 시작값 및 종료값에 따라 가중치를 적용한 합이고, 등호 우측은 타임스탬프의 특정값이다. 대략 눈금+가중치의 저장 방법을 사용하면 타임스탬프의 특정값을 정확하게 특성화할 수 있음을 알 수 있다.

유사하게, 트리거되어 얻은 신호가 타임스탬프 이외에, 트리거된 수 또는 강도 등 정보를 나타내는 트리거 수 cnt를 포함할 경우, 대략 눈금(A)에 추가된 강도 정보는 cnt*(16-x)이고, 대략 눈금(A+1)에 추가된 강도 정보는 cnt*x이며, 복수 회의 스캔에서 각각 누적한다. 도 13을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 세분화된 눈금은 시간 디지털 변환기(TDC)의 시간 해상도를 나타낸다. 특정 타임스탬프(timestamp)의 경우, 이의 대략 눈금의 시작값은 A이고, 이의 세분화된 눈금은 대략 눈금에서 대응되는 0-15 세분화된 가늠자 x 눈금 위치에 있다.

도 13을 참조하면, 각 대략 눈금에 하나의 레지스터를 할당하고, 횡좌표의 대략 눈금 간격은 16배의 TDC 해상도이고, 각 대략 눈금은 하나의 레지스터에 대응된다. 어느 한 번의 스캔 a과정에서, 시간 눈금(0) 위치에서 SPAD가 트리거되고, 시간 정보(tp₁)(대응되게 x_1a=0) 및 트리거 수 정보(cnt_1a)를 얻으며, 각각 대략 눈금(A)에 대응되는 레지스터(A)에 cnt_1a*(16-x_1a)를 저장하고, 대략 눈금(A+1)에 대응되는 레지스터(A+1)에 cnt_1a*x_1a를 저장하며; 다른 시간 눈금(5)에서, 시간 정보(tp₆)(대응되게 x6_a=5) 및 트리거 수 정보(cnt_6a)를 얻고, 대략 눈금(A)에 대응되는 레지스터(A) 내에 저장된 데이터를 판독하며, cnt_6a*(16-x_6a)를 추가한 후 레지스터(A)에 저장하고; 대략 눈금(A+1)에 대응되는 레지스터(A+1)의 데이터를 판독하며, cnt_6a*x_6a를 추가한 후 다시 레지스터(A+1)에 저장한다. 하나의 대략 눈금 시간(세분화된 눈금0~15) 내에 모든 트리거 수 정보 cnt에 모두 가중치를 부여하고, 원래 데이터와 합산한 후 저장 위치(A) 및 (A+1)에 대응되는 레지스터 내에 저장한다. 다음 대략 눈금 시간 내의 트리거 수 정보 cnt에 가중치를 부여한 후, 대략 눈금(A+1) 및 (A+2)에 대응되는 레지스터에 저장하고, 예를 들어 시각(2')위치에 SPAD 트리거가 발생하고, 시간 정보(tp₃') 및 cnt_3a'를 얻으면, 대략 눈금(A+1)에 대응되는 레지스터(A+1) 내에 저정된 데이터에 cnt_3a'*(16-x_3a')를 추가하고, 대략 눈금(A+2)에 대응되는 레지스터(A+2) 내에 cnt_3a'*x_3a'를 저장한다.

다음 번 스캔(b) 과정에서, 수신된 신호(tp₂) 및 (cnt_2b)는 각각 대략 눈금(A) 및 (A+1) 가중치cnt_2b* (16-x_2b) 및 cnt_2b*x_2b를 할당하고, 각각 원래 저장된 데이터와 합산한 후, 대략 눈금(A) 및 (A+1)에 대응되는 레지스터에 저장한다. 하나의 히스토그램은 복수 회의 스캔의 데이터를 누적하여 획득되고, 몇차례 스캔에서, 시각(0~15)에서 대응되게 트리거된 모든 트리거 수 cnt는 모두 대략 눈금(A) 및 (A+1)에 대응되는 레지스터에 저장된다.

각 세분화된 눈금에 대해 각각 데이터를 저장하기 위한 하나의 레지스터가 필요한 방안에 비해, 본 발명은 가중 누적 저장 방법을 사용하여 0~n+1의 대략 눈금에 대응되게 레지스터를 설정하기만 하면 되고, 필요한 레지스터의 수는 원래의 1/16로 감소되며, 각각의 레지스터의 저장 비트폭이 커지고, 점유 공간이 커지지만, 할당해야 하는 저장 위치가 크게 줄어들기 때문에, 가중 누적의 데이터 저장 방법은 전체 저장 공간을 원래의 1/10 범위로 감소시킬 수 있다.

도 12-13의 실시예에서, 인접한 제1 시간 눈금(대략 눈금)의 시간 간격은 레이더 검출 데이터 시간 해상도(세분화된 눈금)의 16배이고, 즉 16을 가중치로 사용하여 데이터 압축을 진행한다. 본 분야의 기술자는 본 발명은 이에 한정되지 않고 여기서 가중치는 더 큰 양의 정수일 수 있음을 쉽게 이해할 수 있다. 바람직하게는, 대략 눈금의 시간 간격은 세분화된 눈금의 2^m배이고, 여기서 m은 양의 정수이므로, FPGA 또는 ASIC에서 구현하기 쉽다.

상기 실시예에서, 상기 제1 가중치는 (16-x)이고, 상기 제2 가중치는 x이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 제1 가중치는 x일 수 있고, 상기 제2 가중치는 (16-x)이며, 또는 상기 제1 가중치는 1-(x/n)일 수 있고, 상기 제2 기설정 가중치는 x/n이며, 제1 가중치가 상기 시각(x) 및 하나의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격과 관련되고, 제2 가중치가 상기 시각(x) 및 다른 하나의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격과 관련되기만 하면 된다.

본 발명의 상기 저장 방법은 본 발명의 제1 양태의 방법(10) 및 방법(20)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 처음 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터는 대략 저장 방식을 사용하여 저장할 수 있고, 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔의 검출 데이터는 세분화된 저장 방식으로 저장할 수 있다.

계속하여 실시예 1을 참조하면, 처음 K회(예를 들어 K=300)의 검출 데이터를 대략 저장 방식으로 저장하고, 도 6(C)에 도시된 바와 같이, 히스토그램데이터(C1)를 얻으며; 그 후, N-K회(예를 들어 N-K=100)에 검출된 히스토그램데이터를 세분화 저장하고, 도 14(C)에 도시된 바와 같이, 히스토그램데이터(C2)를 얻으며; 마지막으로, 장애물이 존재하는 타임 슬라이스(Slice100-Slice103) 속의 검출 데이터에 대해 히스토그램데이터(C1)를 사용하여 거리 정보를 계산하여 초보적인 검출 거리(d') 및 반사율(R')을 얻고, 히스토그램데이터(C2)를 사용하여 초보적인 검출 거리(d')를 보정하여 최종적인 검출 거리(d) 및 반사율(R)을 얻는다. 여기서, 히스토그램데이터(C1)에 사용된 대략 저장 눈금 및 히스토그램데이터(C2)에 사용된 세분화된 저장 눈금의 비교 관계는 도 15에 도시된 바와 같이, 0, 1, 2……A, A+1는 대략 눈금이고, 두 개의 대략 눈금 사이마다(예를 들어 A와 A+1 사이) 복수의 세분화된 눈금을 포함하고, 즉 라이더의 시간 해상도, 예를 들어 세분화된 눈금(x)을 포함한다.

이상 다양한 저장 방식을 사용하여 수신단의 수신 전략을 조정하는 방법을 구체적으로 설명하였다. 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 검출 방법(10)은,

제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서 장애물의 시야 장면에 따라 검출기의 검출 윈도우를 조정하고, 상기 검출기의 상기 검출 윈도우 내의 검출 데이터를 얻는 단계(S13-B)를 더 포함한다.

본 발명은 또한 라이더의 발사 유닛(100)에 관한 것으로, 도 16에 도시된 바와 같이, 발사 유닛(100)은,

펄스를 발사하도록 구성되는 레이저(101); 및

상기 레이저(101)에 커플링되고, 상기 레이저(101)가 펄스를 발사하여 장애물의 거리 및/또는 반사율을 측정하도록 구동되는 구동 유닛(102)을 포함하고,

상기 구동 유닛(102)은 또한,

하나의 검출 주기에서 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 얻되, 상기 검출 데이터는 시간 정보 및 상기 시간 정보에 대응되는 강도 정보를 포함하며, 상기 하나의 검출 주기는 N회 검출 스캔을 포함하고, N은 1보다 큰 정수이며, K는 정수이고, 1≤K＜N인 단계(S11); 및

상기 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서의 상기 레이저(101)의 발광 전략을 조정하는 단계(S12)를 수행하도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단계(S12)는,

상기 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 장애물이 존재하는 시야 장면을 식별하는 단계(S121); 및

장애물이 존재하지 않는 시야 장면에 대해 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서, 검출 펄스를 발사하지 않음; 상기 레이저(101)를 제어하여 감소된 전력으로 검출 펄스를 발사함; 및 복수의 레이저(101)가 상기 검출에 대응될 경우, 일부 레이저(101)를 제어하여 검출 펄스를 발사하는 방식 중 어느 하나 또는 복수를 사용하여 상기 시야 장면에 대응되는 상기 레이저(101)를 제어하는 단계(S122)를 더 포함한다.

본 발명은 또한 라이더(200)를 설계하였고, 도 12에 도시된 바와 같이, 라이더(200)는,

발사 유닛(100),

상기 펄스가 장애물에서 반사된 에코를 수신하고, 상기 에코를 전기 신호로 변환시키도록 구성되는 수신 유닛(201); 및

상기 발사 유닛(100) 및 수신 유닛(201)에 커플링되고, 상기 전기 신호에 따라 각 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 생성하되, 상기 검출 데이터는 시간 정보 및 상기 시간 정보에 대응되는 강도 정보를 포함하는 신호 처리 유닛(202)을 포함하고,

상기 발사 유닛(100)은,

펄스를 발사하도록 구성되는 레이저(101); 및

상기 레이저에 커플링되고, 상기 레이저가 펄스를 발사하여 장애물의 거리 및/또는 반사율을 측정하도록 구동되되, 하나의 검출 주기는 N회의 검출 스캔을 포함하고, N은 1보다 큰 정수인 구동 유닛(102)을 포함하고,

상기 구동 유닛(102)은,

하나의 검출 주기에서 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 얻되, K는 정수이며, 1≤K＜N인 단계(S11); 및

상기 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서의 레이저(101)의 발광 전략을 조정하는 단계(S12)를 수행하도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단계(S12)는,

상기 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 장애물이 존재하는 시야 장면을 식별하는 단계(S121); 및

장애물이 존재하지 않는 시야 장면에 대해 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서, 검출 펄스를 발사하지 않음; 상기 레이저(101)를 제어하여 감소된 전력으로 검출 펄스를 발사함; 및 복수의 레이저(101)가 상기 검출에 대응될 경우, 일부 레이저(101)를 제어하여 검출 펄스를 발사하는 방식 중 어느 하나 또는 복수를 사용하여 상기 시야 장면에 대응되는 상기 레이저(101)를 제어하는 단계(S122)를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 신호 처리 유닛(202)은, 상기 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터 및 상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 기반하여, 상기 장애물의 거리 및/또는 반사율을 결정하고, 상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 기반하여 상기 장애물의 거리 및/또는 반사율을 보정하도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구동 유닛(102)은, 상기 K회의 검출 스캔의 강도 정보 및/또는 반사율 정보에 기반하여 상기 검출 주기의 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서, 상기 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저의 발사 전력(101)을 조정하도록 추가로 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구동 유닛(102)은, 강도가 임계값보다 클 경우, 상기 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저(101)의 다음 번 검출 스캔의 발사 전력을 감소시키고; 강도가 임계값보다 작을 경우, 상기 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저(101)의 다음 번 검출 스캔의 발사 전력을 향상시키도록 추가로 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 라이더(200)는 복수의 채널을 포함하고, 각각의 채널은 대응되는 레이저(101) 및 특정 시야 장면 범위에 대해 비행 시간 측정을 진행하는 검출기(202)를 포함하며,

상기 구동 유닛(102)은 또한,

상기 라이더(200)의 시야 장면에서의 ROI영역을 획득하고;

시야 장면 범위가 상기 ROI영역에 속하는 채널의 레이저에 대해 상기 단계(S11)에서 레이저(101)의 발사 전력을 증가시키도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구동 유닛(102)은, 상기 단계(S11)에서, 레이저(101)의 발사 전력을 증가시키고, 상기 K의 값을 감소시키도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 라이더(200)는 복수의 채널을 포함하고, 각각의 채널은 대응되는 레이저(101) 및 특정 시야 장면 범위에 대해 검출을 진행하는 검출기(202)를 포함하며,

상기 구동 유닛(102)은 또한,

상기 라이더(200)의 시야 장면에서의 ROI영역을 획득하고;

시야 장면 범위가 상기 ROI영역에 속하는 채널의 레이저(101)에 대해 상기 N의 값을 증가시키도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 검출 데이터는 제1 저장 방식 또는 제2 저장 방식에 의해 저장되고, 상기 제1 저장 방식은 제1 시간 정밀도로, 상기 시간 정보의 가중치에 따라 상기 강도 정보를 저장하는 것을 포함하되, 상기 제1 시간 정밀도는 임의의 두 개의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격이고, 상기 라이더(200)의 검출 데이터의 시간 해상도의 M배이며, M＞1이고, 상기 가중치는 상기 시간 정보 및 적어도 하나의 제1 시간 눈금의 시간 간격과 관련되며; 상기 제2 저장 방식은 상기 라이더의 시간 해상도에 따라 저장하는 것을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 그룹의 검출 데이터는 상기 제1 저장 방식에 따라 저장되고, 상기 제2 그룹의 검출 데이터는 상기 제2 저장 방식에 따라 저장된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가중치는 제1 가중치 및 제2 가중치를 포함하고, 상기 제1 가중치는 상기 시간 정보 및 하나의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격과 관련되며, 상기 제2 가중치는 상기 시간 정보 및 다른 하나의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격과 관련되고, 상기 제1 저장 방식은 제1 시간 정밀도로, 상기 제1 가중치 및 제2 가중치에 따라 상기 강도 정보를 저장하는 것을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구동 유닛(102)은 또한,

상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서, 장애물의 시야 장면에 따라 검출기(202)의 검출 윈도우를 조정하여 상기 검출기(202)의 상기 검출 윈도우 내에서의 검출 데이터를 획득하는 단계(S13)를 수행하도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단계(S13)는,

상기 검출 윈도우 내에서만 상기 검출기(202)를 활성화시키는 단계; 및/또는

상기 검출기(202)를 활성화된 상태로 유지하고, 상기 검출기(202)의 상기 검출 윈도우 내의 검출 데이터만을 판독하는 단계를 더 포함한다.

마지막으로 설명해야 할 것은, 이상은 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐이고, 본 발명을 한정하려는 것이 아니다. 전술한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 기술분야에서 통상의 지식을 자진 자라면 전술한 각 실시예에 기재된 기술적 방안을 수정하거나, 일부 기술적 특징을 균등하게 대체할 수도 있다. 본 발명의 정신과 원칙 내에서 이루어진 임의의 수정, 균등한 대체, 개선 등은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 포함되어야 한다.

Claims (28)

1. 라이더의 검출 방법에 있어서,
   하나의 검출 주기에서 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 얻되, 상기 하나의 검출 주기는 N회 검출 스캔을 포함하고, N은 1보다 큰 정수이며, K는 정수이며, 1≤K＜N인 단계(S11); 및
   상기 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서의 레이저의 발광 전략을 조정하는 단계(S12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더의 검출 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 단계(S12)는,
   상기 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 장애물이 존재하는 시야 장면을 식별하는 단계(S121); 및
   장애물이 존재하지 않는 시야 장면에 대해 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서, 검출 펄스를 발사하지 않음; 상기 레이저를 제어하여 감소된 전력으로 검출 펄스를 발사함; 및 일부 레이저를 제어하여 검출 펄스를 발사하는 방식 중 어느 하나 또는 복수를 사용하여 상기 시야 장면에 대응되는 상기 레이저를 제어하는 단계(S122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더의 검출 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터 및 상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 기반하여, 상기 장애물의 거리 및/또는 반사율을 결정하고, 상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 기반하여 상기 장애물의 거리 및/또는 반사율을 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더의 검출 방법.
4. 제3항에 있어서,
   단계(S122)는 상기 K회의 검출 스캔의 강도 정보 및/또는 반사율 정보에 기반하여 상기 검출 주기의 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서, 상기 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저의 발사 전력을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더의 검출 방법.
5. 제4항에 있어서,
   강도 정보가 임계값보다 클 경우, 상기 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저의 다음 번 검출 스캔의 발사 전력을 감소시키는 단계; 및
   강도가 임계값보다 작을 경우, 상기 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저의 다음 번 검출 스캔의 발사 전력을 향상시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더의 검출 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 라이더는 복수의 채널을 포함하고, 각각의 채널은 대응되는 레이저 및 특정 시야 장면 범위에 대해 검출을 진행하는 검출기를 포함하며,
   상기 검출 방법은,
   상기 라이더의 시야 장면에서의 ROI영역을 획득하는 단계;
   시야 장면 범위가 상기 ROI영역에 속하는 채널의 레이저에 대해 상기 단계(S11)에서 레이저의 발사 전력을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더의 검출 방법.
7. 제6항에 있어서,
   레이저의 발사 전력을 증가시키고, 상기 K의 값을 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더의 검출 방법.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 라이더는 복수의 채널을 포함하고, 각각의 채널은 대응되는 레이저 및 특정 시야 장면 범위에 대해 검출을 진행하는 검출기를 포함하며,
   상기 검출 방법은,
   상기 라이더의 시야 장면에서의 ROI영역을 획득하는 단계;
   시야 장면 범위가 상기 ROI영역에 속하는 채널의 레이저에 대해 상기 N의 값을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더의 검출 방법.
9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 검출 데이터는 제1 저장 방식 또는 제2 저장 방식에 의해 저장되고, 상기 제1 저장 방식은 제1 시간 정밀도로, 상기 시간 정보의 가중치에 따라 상기 강도 정보를 저장하는 것을 포함하되, 상기 제1 시간 정밀도는 임의의 두 개의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격이고, 상기 라이더의 검출 데이터의 시간 해상도의 M배이며, M＞1이고, 상기 가중치는 상기 시간 정보 및 적어도 하나의 제1 시간 눈금의 시간 간격과 관련되며; 상기 제2 저장 방식은 상기 라이더의 시간 해상도에 따라 저장하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더의 검출 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 그룹의 검출 데이터는 상기 제1 저장 방식에 따라 저장되고, 상기 제2 그룹의 검출 데이터는 상기 제2 저장 방식에 따라 저장되는 것을 특징으로 하는 라이더의 검출 방법.
11. 제9항에 있어서,
    상기 가중치는 제1 가중치 및 제2 가중치를 포함하고, 상기 제1 가중치는 상기 시간 정보 및 하나의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격과 관련되며, 상기 제2 가중치는 상기 시간 정보 및 다른 하나의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격과 관련되고, 상기 제1 저장 방식은 제1 시간 정밀도로, 상기 제1 가중치 및 제2 가중치에 따라 상기 강도 정보를 저장하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더의 검출 방법.
12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서, 장애물의 시야 장면에 따라 검출기의 검출 윈도우를 조정하여 상기 검출기의 상기 검출 윈도우 내에서의 검출 데이터를 획득하는 단계(S13)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더의 검출 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 단계(S13)는,
    상기 검출 윈도우 내에서만 상기 검출기를 활성화시키는 단계; 및/또는
    상기 검출기를 활성화된 상태로 유지하고, 상기 검출기의 상기 검출 윈도우 내의 검출 데이터만을 판독하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더의 검출 방법.
14. 라이더의 발사 유닛에 있어서,
    펄스를 발사하도록 구성되는 레이저; 및
    상기 레이저에 커플링되고, 상기 레이저가 펄스를 발사하여 장애물의 거리 및/또는 반사율을 측정하도록 구동되는 구동 유닛을 포함하고,
    상기 구동 유닛은 또한,
    하나의 검출 주기에서 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 얻되, 상기 검출 데이터는 시간 정보 및 상기 시간 정보에 대응되는 강도 정보를 포함하며, 상기 하나의 검출 주기는 N회 검출 스캔을 포함하고, N은 1보다 큰 정수이며, K는 정수이고, 1≤K＜N인 단계(S11); 및
    상기 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서의 상기 레이저의 발광 전략을 조정하는 단계(S12)를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 라이더의 발사 유닛.
15. 제14항에 있어서,
    상기 단계(S12)는,
    상기 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 장애물이 존재하는 시야 장면을 식별하는 단계(S121); 및
    장애물이 존재하지 않는 시야 장면에 대해 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서, 검출 펄스를 발사하지 않음; 상기 레이저를 제어하여 감소된 전력으로 검출 펄스를 발사함; 및 복수의 레이저가 상기 검출에 대응될 경우, 일부 레이저를 제어하여 검출 펄스를 발사하는 방식 중 어느 하나 또는 복수를 사용하여 상기 시야 장면에 대응되는 상기 레이저를 제어하는 단계(S122)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더의 발사 유닛.
16. 라이더에 있어서,
    발사 유닛;
    상기 펄스가 장애물에서 반사된 에코를 수신하고, 상기 에코를 전기 신호로 변환시키도록 구성되는 수신 유닛; 및
    상기 발사 유닛 및 수신 유닛에 커플링되고, 상기 전기 신호에 따라 각 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 생성하되, 상기 검출 데이터는 시간 정보 및 상기 시간 정보에 대응되는 강도 정보를 포함하는 신호 처리 유닛을 포함하고,
    상기 발사 유닛은,
    펄스를 발사하도록 구성되는 레이저; 및
    상기 레이저에 커플링되고, 상기 레이저가 펄스를 발사하여 장애물의 거리 및/또는 반사율을 측정하도록 구동되되, 하나의 검출 주기는 N회의 검출 스캔을 포함하고, N은 1보다 큰 정수인 구동 유닛을 포함하고,
    상기 구동 유닛은,
    하나의 검출 주기에서 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터를 얻되, K는 정수이며, 1≤K＜N인 단계(S11); 및
    상기 K회 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서의 레이저의 발광 전략을 조정하는 단계(S12)를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 라이더.
17. 제16항에 있어서,
    상기 단계(S12)는,
    상기 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 따라 장애물이 존재하는 시야 장면을 식별하는 단계(S121); 및
    장애물이 존재하지 않는 시야 장면에 대해 상기 검출 주기에서의 제K+1회로부터 제N회 검출 스캔에서, 검출 펄스를 발사하지 않음; 상기 레이저를 제어하여 감소된 전력으로 검출 펄스를 발사함; 및 복수의 레이저가 상기 검출에 대응될 경우, 일부 레이저를 제어하여 검출 펄스를 발사하는 방식 중 어느 하나 또는 복수를 사용하여 상기 시야 장면에 대응되는 상기 레이저를 제어하는 단계(S122)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더.
18. 제17항에 있어서,
    상기 신호 처리 유닛은, 상기 K회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터 및 상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 기반하여, 상기 장애물의 거리 및/또는 반사율을 결정하고, 상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에 의한 검출 데이터에 기반하여 상기 장애물의 거리 및/또는 반사율을 보정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 라이더.
19. 제18항에 있어서,
    상기 구동 유닛은, 상기 K회의 검출 스캔의 강도 정보 및/또는 반사율 정보에 기반하여 상기 검출 주기의 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서, 상기 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저의 발사 전력을 조정하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 라이더.
20. 제19항에 있어서,
    상기 구동 유닛은, 강도가 임계값보다 클 경우, 상기 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저의 다음 번 검출 스캔의 발사 전력을 감소시키고; 강도가 임계값보다 작을 경우, 상기 장애물이 존재하는 시야 장면에 대응되는 레이저의 다음 번 검출 스캔의 발사 전력을 향상시키도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 라이더.
21. 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라이더는 복수의 채널을 포함하고, 각각의 채널은 대응되는 레이저 및 특정 시야 장면 범위에 대해 검출을 진행하는 검출기를 포함하며,
    상기 구동 유닛은 또한,
    상기 라이더의 시야 장면에서의 ROI영역을 획득하고;
    시야 장면 범위가 상기 ROI영역에 속하는 채널의 레이저에 대해 상기 단계(S11)에서 레이저의 발사 전력을 증가시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 라이더.
22. 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동 유닛은,
    상기 단계(S11)에서, 레이저의 발사 전력을 증가시키고, 상기 K의 값을 감소시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 라이더.
23. 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라이더는 복수의 채널을 포함하고, 각각의 채널은 대응되는 레이저 및 특정 시야 장면 범위에 대해 검출을 진행하는 검출기를 포함하며,
    상기 구동 유닛은 또한,
    상기 라이더의 시야 장면에서의 ROI영역을 획득하고;
    시야 장면 범위가 상기 ROI영역에 속하는 채널의 레이저에 대해 상기 N의 값을 증가시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 라이더.
24. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출 데이터는 제1 저장 방식 또는 제2 저장 방식에 의해 저장되고, 상기 제1 저장 방식은 제1 시간 정밀도로, 상기 시간 정보의 가중치에 따라 상기 강도 정보를 저장하는 것을 포함하되, 상기 제1 시간 정밀도는 임의의 두 개의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격이고, 상기 라이더의 검출 데이터의 시간 해상도의 M배이며, M＞1이고, 상기 가중치는 상기 시간 정보 및 적어도 하나의 제1 시간 눈금의 시간 간격과 관련되며; 상기 제2 저장 방식은 상기 라이더의 시간 해상도에 따라 저장하는 것을 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더.
25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 그룹의 검출 데이터는 상기 제1 저장 방식에 따라 저장되고, 상기 제2 그룹의 검출 데이터는 상기 제2 저장 방식에 따라 저장되는 것을 특징으로 하는 라이더.
26. 제24항에 있어서,
    상기 가중치는 제1 가중치 및 제2 가중치를 포함하고, 상기 제1 가중치는 상기 시간 정보 및 하나의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격과 관련되며, 상기 제2 가중치는 상기 시간 정보 및 다른 하나의 인접한 제1 시간 눈금 사이의 시간 간격과 관련되고, 상기 제1 저장 방식은 제1 시간 정밀도로, 상기 제1 가중치 및 제2 가중치에 따라 상기 강도 정보를 저장하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더.
27. 제16항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동 유닛은 또한,
    상기 제K+1회로부터 제N회의 검출 스캔에서, 장애물의 시야 장면에 따라 검출기의 검출 윈도우를 조정하여 상기 검출기의 상기 검출 윈도우 내에서의 검출 데이터를 획득하는 단계(S13)를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 라이더의 검출 방법.
28. 제27항에 있어서,
    상기 단계(S13)는,
    상기 검출 윈도우 내에서만 상기 검출기를 활성화시키는 단계; 및/또는
    상기 검출기를 활성화된 상태로 유지하고, 상기 검출기의 상기 검출 윈도우 내의 검출 데이터만을 판독하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이더.