WO2019022304A1 - Hybrid lidar scanner - Google Patents

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WO2019022304A1
WO2019022304A1 PCT/KR2017/012364 KR2017012364W WO2019022304A1 WO 2019022304 A1 WO2019022304 A1 WO 2019022304A1 KR 2017012364 W KR2017012364 W KR 2017012364W WO 2019022304 A1 WO2019022304 A1 WO 2019022304A1
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WO
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ladder
laser beam
mirror
laser
region
Prior art date
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PCT/KR2017/012364
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정지성
장준환
김동규
황성의
원범식
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주식회사 에스오에스랩
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Publication date
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    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
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    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/30—Collimators

Definitions

  • the present invention relates to a Lada scanner, and more particularly, to a hybrid Lada scanner capable of simultaneously measuring a near region and a remote region with a Lada scanner.
  • a laser Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation (LASER) emits a stimulated emission of light to amplify the laser light.
  • LiDAR Light Detection and Ranging
  • Lada When applied to an automobile, Lada can perform alarm or vehicle automatic control by measuring the inter-vehicle distance in real time so as to avoid collision with the vehicle ahead or minimize the impact.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose an object sensor technology for detecting an object using a laser.
  • Patent Document 1 includes a laser light source for generating a laser beam, a front image and a camera for irradiating the laser light generated from the laser light source and photographing the front laser light irradiation image, and an image processing device for processing the image photographed by the camera And the image processing apparatus subtracts the other image from the front image and the laser light irradiated image and judges that there is an obstacle when the laser light is reflected on the subject in the subtracted image An obstacle sensing device configuration is described.
  • Patent Document 2 discloses an optical pickup device that includes a light emitting portion for emitting a laser beam, a light receiving portion for receiving a laser beam reflected by an obstacle after being emitted from the light emitting portion, an obstacle detecting portion for detecting an obstacle by using the laser beam received through the light receiving portion, And a display unit for displaying an obstacle detected by the obstacle detection unit on the screen.
  • a detection module light emitting unit and light receiving unit
  • An object of the present invention is to provide a hybrid Lada scanner capable of simultaneously measuring a near region and a remote region with a single Lada scanner.
  • first ladder portion including a first multi-faceted mirror formed of n reflective mirrors
  • a second lidar section including a second multi-faceted mirror formed with a smaller number of reflective mirrors than the first multi-faced mirror
  • a drive motor coaxially rotating the first ladder portion and the second ladder portion.
  • the second row portion is located at the upper portion or the lower portion of the first row portion, the first row portion measures a first region, And measures a second area located closer to the first area.
  • At least one of the first and second polyhedral mirrors includes at least one mirror having a different slope.
  • the first laser diode part may include a first laser diode for irradiating a laser beam to the first multi-faceted mirror, and a second laser diode disposed between the first multi-faceted mirror and the first laser diode, And a second collimating lens for converting the laser beam into a second laser beam and a second laser beam for converting the laser beam into a laser beam, And a second collimating lens for converting the beam into a parallel beam.
  • a laser processing apparatus comprising: a laser diode for generating a laser beam; A collimating lens for converting the laser beam into a parallel beam; And a beam splitter for dividing the converted laser beam and causing the divided laser beams to be irradiated to the first and second polyhedral mirrors, respectively.
  • the first ladder part measures a first area by performing time-of-flight (TOF), and the second ladder part performs a triangulation method or a flight time measurement method And the second area is measured.
  • TOF time-of-flight
  • the embodiment of the present invention it is possible to measure a long-distance region at a high speed and a short-distance region at a wide angle.
  • various altimeters can be measured while simultaneously measuring the near region and the far region.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a hybrid Raid scanner according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 and 3 are views showing various embodiments of a hybrid Raid scanner according to an embodiment of the present invention.
  • Figs. 4 to 8 are plan views showing the operation states of the first row.
  • Figs. 9 to 12 are views for explaining the measured altitude when the reflection mirrors of the first multi-faceted mirror are formed at different slopes. Fig.
  • Figs. 13 to 17 are plan views showing the operation states of the second row.
  • Figs. 18 and 19 are views for explaining the arrangement directions of the first and second polyhedral mirrors. Fig.
  • FIG. 20 is a view showing a hybrid Raid scanner according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 21 to 24 are diagrams illustrating an operation state of the hybrid Raid scanner according to an embodiment of the present invention.
  • the hybrid Lidar scanner according to the embodiment of the present invention is configured to measure at least two cross-sectional or multi-faceted mirrors having at least one mirror face formed therein, and each of the facets including each multi-faceted mirror measures different areas.
  • each ladder portion may be provided to perform different kinds of measurement methods depending on the measurement distance. (See Fig. 1)
  • one of the ladder units performs time-of-flight (TOF) in order to measure a relatively long distance, Triangulation can be done to measure nearness.
  • TOF time-of-flight
  • the flight time measurement method is a method of measuring a distance by measuring a time difference between a reference point at which a pulse is fired and a detection point of a pulse reflected back from the measurement object.
  • the triangulation method uses a triangle property It is a way to find out.
  • each ladder portion is not necessarily limited to performing another measurement, and each ladder portion may be measured at a distance or a near distance while performing the same measurement method. (See Fig. 2)
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a hybrid Raid scanner according to an embodiment of the present invention.
  • a hybrid Lada scanner includes a first ladder unit 100 and a second ladder unit 200. Also, although not shown in the figure, it includes a driving motor (not shown) for coaxially rotating the first lid 100 and the second lid 200.
  • the first ladder 100 measures a first area A1 (see Fig. 21) at a long distance by performing time-of-flight (TOF)
  • the two-lider 200 performs a triangulation method to measure a second area A2 (see Fig. 21) at a short distance.
  • the second ladder 200 is located above the first ladder 100.
  • the second ladder 200 is not limited to the first ladder 100, It may be located.
  • the first ladder section 100 includes a first laser diode 120 for irradiating a laser beam to the first multi-facet mirror 110 and the first multi-facet mirror 110, a first laser diode 120 for irradiating the first multi- And a first collimating lens 131 disposed between the first collimating lens 120 and the second collimating lens 131 to convert the laser beam into a parallel beam.
  • the light receiving unit includes a condenser lens 132 for condensing the reflected laser beam and an image sensor 140 for receiving the condensed reflected laser beam.
  • the light receiving unit includes a condenser lens 132 for condensing the reflected laser beam and an image sensor 140 for receiving the condensed reflected laser beam.
  • the first multi-plane mirror 110 is formed of a predetermined number (n) of mirrors.
  • the first multi-sided mirror 110 may be formed in a cubic shape, and the side surface of the cube may function as a reflection mirror to reflect the laser beam irradiated by the first laser diode 120.
  • the laser beam irradiated by the first laser diode 120 is reflected And is forwarded at a predetermined angle. 6
  • the laser beam reflected in the direction of the first laser diode 120 according to the rotation of the first multi-facet mirror 110 is subjected to noise processing.
  • each of the reflection mirrors constituting the first multi-sided mirror 110 may have different slopes.
  • the inclination of the reflecting mirror means an angle (?, See Figs. 10 to 12) formed by the reflecting mirror and a vertical plane perpendicular to the bottom surface of the first multi-faceted mirror.
  • the laser beam irradiated from the first laser diode 120 is reflected by a plurality of reflection mirrors having different slopes so that various measurement heights can be measured. For example, as shown in Figs. 9 to 12, when there are four reflection mirrors having different slopes, four measurement heights (H1 to H4) are obtained every time the first multi-faced mirror 110 makes one revolution It becomes possible to measure.
  • the second ladder unit 200 includes a second laser diode 220 for emitting a laser beam to the second multi-faceted mirror 210 and the second multi-faceted mirror 210, a second multi-faceted mirror 210, And a second collimating lens 231 disposed between the second collimating lens 220 and converting the laser beam into a parallel beam.
  • the second lid unit 200 includes a camera 250 that captures an image of a measurement object located in a second area closer to the first area and acquires image information.
  • the second lidar 200 may calculate the distance to the measurement object by performing triangulation with the image information acquired by the camera 250.
  • the second ladder section 200 may calculate the distance to the measurement object by performing a flight time measurement method.
  • the second ladder section 200 may reflect And a light receiving unit for receiving the returned laser beam, and the light receiving unit includes a condenser lens 232 and an image sensor 240 for condensing the reflected laser beam.
  • the second multi-faceted mirror 210 is formed with a smaller number of reflective mirrors than the first multi-faceted mirror 110.
  • the second multi-faceted mirror 210 may be formed in a flat plate shape.
  • FIG. 3 Or the like.
  • Each side surface of the second multi-facet mirror 210 performs a reflecting mirror function to reflect the laser beam irradiated by the second laser diode 220.
  • the front and back surfaces of the second multi-faceted mirror 210 in the form of a flat plate as shown in FIG. 1 perform a reflecting mirror function to reflect the laser beam irradiated by the second laser diode 220.
  • the control unit measures the distance to the front by performing triangulation with the camera image obtained in the procedure of FIGS.
  • the camera image acquired in the process of FIGS. 13 to 15 can be used for noise processing or distance measurement of a rear object.
  • the number of the reflective mirrors of the second multi-faceted mirror 210 is less than the number of the reflective mirrors of the first multi-faceted mirror 110. Accordingly, a relatively large area is scanned at a slower speed than the first multi-facet mirror 110. Accordingly, it is preferable that the second ladder 200 including the second multi-faceted mirror 210 scans the near region and measures the distance.
  • the first multi-facet mirror 110 scans a relatively narrow area at a high speed. Accordingly, the first ladder section 100 including the first multi-faced mirror 110 is advantageous for high-speed scanning of a remote area and distance measurement.
  • each of the reflection mirrors constituting the second multi-sided mirror 210 may have a different slope.
  • the laser beam irradiated from the first laser diode 120 is reflected by a plurality of reflection mirrors having different slopes so that various measurement heights can be measured. For example, as shown in FIG. 24, when there are two reflection mirrors having different slopes, it is possible to measure two measured heights Ha to Hb each time the second multi-facet mirror 210 makes one revolution do.
  • the respective surfaces of the first and second polyhedral mirrors 110 and 210 are arranged so that normal lines perpendicular to the surfaces are not parallel to each other. That is, it is preferable that the respective surfaces of the first and second polyhedral mirrors 110 and 210 are not parallel to each other.
  • interference can occur between the two lid portions 100 and 200 by measuring the same azimuth angle at a specific rotation angle.
  • the two lid portions 100 and 200 when the plane directions of the mirrors 110 and 210 are not parallel to each other, the two lid portions 100 and 200 always measure different azimuth angles, thereby preventing interference between them.
  • first laser diode 120 and the second laser diode 220 irradiate the laser beams to the first and second polyhedral mirrors 110 and 210 in the above embodiments, But is not limited thereto.
  • the laser beam generated in the laser diode 320 is converted into a parallel beam by the collimating lens 330, the laser beam is divided into a beam splitter 340, The beams can be irradiated to the first and second polyhedral mirrors 110 and 210, respectively.
  • FIGS. 21 to 24 are diagrams illustrating an operation state of the hybrid Raid scanner according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of multi-faced mirrors are coaxially rotated by a single driving motor (not shown), and each of the multi-faceted mirrors includes different multi-faceted mirrors.
  • the first ladder section 100 narrowly measures the first area A1 relatively fast and the second ladder section 200 measures the second area A1, which is a relatively short- (A2) is measured at a low speed. Since the first ladder unit 100 is a remote area measurement, it is preferable to perform a flight time measurement method. Since the second ladder unit 200 is a local area measurement, it is preferable to perform a triangulation method. Of course, both the first ladder 100 and the second ladder 200 may perform the flight time measurement.
  • the same region can be measured at a high speed. For example, when there are four reflection mirrors, the same area can be measured four times when the first polyhedral mirror makes one rotation.
  • the present invention relates to a hybrid Lada scanner capable of simultaneously measuring a near region and a remote region with a single Lada scanner, and the hybrid Lada scanner of the present invention can be applied to an autonomous traveling vehicle, a mobile robot, There is a possibility.

Abstract

The present invention relates to a hybrid LiDAR scanner capable of simultaneously measuring a short-distance area and a long-distance area with one LiDAR scanner. The hybrid LiDAR scanner according to an embodiment of the present invention comprises: a first LiDAR unit including a first multi-facet mirror comprising n reflecting mirrors; a second LiDAR unit including a second multi-facet mirror comprising fewer reflecting mirrors than the first multi-facet mirror; and a driving motor for coaxially rotating the first LiDAR unit and the second LiDAR unit.

Description

하이브리드 라이다 스캐너 Hybrid Lada Scanner
본 발명은 라이다 스캐너에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 하나의 라이다 스캐너로 근거리 영역과 원거리 영역을 동시에 측정할 수 있는 하이브리드 라이다 스캐너에 관한 것이다.The present invention relates to a Lada scanner, and more particularly, to a hybrid Lada scanner capable of simultaneously measuring a near region and a remote region with a Lada scanner.
레이저(Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation, LASER)는 빛의 유도방출(stimulated emission)을 일으켜 증폭해서 레이저 광을 조사한다.A laser (Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation (LASER)) emits a stimulated emission of light to amplify the laser light.
라이다(Light Detection and Ranging, LiDAR)는 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 기술로써, 3차원 GIS(Geographic Information System) 정보 구축을 위한 지형 데이터를 구축하고, 이를 가시화하는 형태로 발전되어 건설, 국방 등의 분야에 응용되고 있다.Light Detection and Ranging (LiDAR) is a technology to measure the distance using a laser. It builds terrain data for 3-D GIS (Geographic Information System) information construction and visualizes it. And the like.
최근에는 자율주행 자동차, 이동 로봇, 드론 등에 적용되면서 핵심 기술로 주목을 받고 있다.Recently, it has been attracting attention as a core technology due to its application to autonomous vehicles, mobile robots, and drone.
자동차에 적용되는 경우, 라이다는 주행중인 차량이 앞차와의 충돌을 피하거나 또는 충격을 최소화할 수 있도록 차간거리를 실시간으로 측정하여 경고 또는 차량 자동제어를 수행할 수 있다.When applied to an automobile, Lada can perform alarm or vehicle automatic control by measuring the inter-vehicle distance in real time so as to avoid collision with the vehicle ahead or minimize the impact.
하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 레이저를 이용해서 물체를 감지하는 물체 감지센서 기술이 개시되어 있다.The following Patent Documents 1 and 2 disclose an object sensor technology for detecting an object using a laser.
특허문헌 1에는 레이저 광을 발생하는 레이저 광원, 전방의 영상 및 레이저 광원에서 발생된 레이저 광을 조사하고 전방의 레이저 광 조사 영상을 촬영하는 카메라, 카메라에서 촬영된 영상을 처리하는 화상처리장치를 포함하고, 화상처리장치가 전방의 영상 및 레이저 광 조사 영상 중 어느 하나의 영상에서 타 영상을 차감하여, 차감된 영상에서 레이저 광이 피사체에 반사되는 광점이 있는 경우 장애물이 있는 것으로 판단하는 레이저를 이용한 장애물 감지장치 구성이 기재되어 있다.Patent Document 1 includes a laser light source for generating a laser beam, a front image and a camera for irradiating the laser light generated from the laser light source and photographing the front laser light irradiation image, and an image processing device for processing the image photographed by the camera And the image processing apparatus subtracts the other image from the front image and the laser light irradiated image and judges that there is an obstacle when the laser light is reflected on the subject in the subtracted image An obstacle sensing device configuration is described.
특허문헌 2에는 레이저빔을 발광하는 발광부, 발광부로부터 발광된 후 장애물에 의해 반사되어 되돌아오는 레이저빔을 수광하는 수광부, 수광부를 통해 수광된 레이저빔을 이용하여 장애물을 감지하는 장애물 감지부 및 장애물 감지부가 감지한 장애물을 화면상에 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하고, 차량의 휠에 적어도 하나 이상의 감지 모듈(발광부 및 수광부)을 장착함으로써, 레이저빔의 송출 각도를 조절하는 구동 모터 없이 넓은 감지영역에서 차량주변의 장애물을 감지하는 차량 주변의 장애물 감지 장치 구성이 기재되어 있다.Patent Document 2 discloses an optical pickup device that includes a light emitting portion for emitting a laser beam, a light receiving portion for receiving a laser beam reflected by an obstacle after being emitted from the light emitting portion, an obstacle detecting portion for detecting an obstacle by using the laser beam received through the light receiving portion, And a display unit for displaying an obstacle detected by the obstacle detection unit on the screen. By mounting at least one detection module (light emitting unit and light receiving unit) on the wheel of the vehicle, Discloses an apparatus configuration for detecting an obstacle around a vehicle that detects an obstacle around the vehicle.
본 발명은 하나의 라이다 스캐너로 근거리 영역과 원거리 영역을 동시에 측정할 수 있는 하이브리드 라이다 스캐너를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a hybrid Lada scanner capable of simultaneously measuring a near region and a remote region with a single Lada scanner.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너는,The hybrid Lada scanner according to the embodiment of the present invention includes:
n개의 반사 미러로 형성된 제1 다면 미러를 포함하는 제1 라이다부; 상기 제1 다면 미러보다 적은 개수의 반사 미러로 형성된 제2 다면 미러를 포함하는 제2 라이다부; 및, 상기 제1 라이다부와 상기 제2 라이다부를 동축 회전시키는 구동 모터를 포함한다.a first ladder portion including a first multi-faceted mirror formed of n reflective mirrors; A second lidar section including a second multi-faceted mirror formed with a smaller number of reflective mirrors than the first multi-faced mirror; And a drive motor coaxially rotating the first ladder portion and the second ladder portion.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 제2 라이다부는 상기 제1 라이다부의 상부 또는 하부에 위치하며, 상기 제1 라이다부는 제1 영역을 측정하고, 상기 제2 라이다부는 상기 제1 영역보다 가까운 위치에 있는 제2 영역을 측정하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the second row portion is located at the upper portion or the lower portion of the first row portion, the first row portion measures a first region, And measures a second area located closer to the first area.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 제1 다면 미러 및 제2 다면 미러 중 적어도 어느 하나는 기울기가 상이한 적어도 하나 이상의 미러를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, at least one of the first and second polyhedral mirrors includes at least one mirror having a different slope.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 제1 라이다부는 상기 제1 다면 미러로 레이저 빔을 조사하는 제1 레이저 다이오드와, 상기 제1 다면 미러와 제1 레이저 다이오드 사이에 배치되어 레이저 빔을 평행빔으로 변환시키는 제1 콜리메이팅 렌즈를 포함하고, 상기 제2 라이다부는 상기 제2 다면 미러로 레이저 빔을 조사하는 제2 레이저 다이오드와, 상기 제2 다면 미러와 제2 레이저 다이오드 사이에 배치되어 레이저 빔을 평행빔으로 변환시키는 제2 콜리메이팅 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the first laser diode part may include a first laser diode for irradiating a laser beam to the first multi-faceted mirror, and a second laser diode disposed between the first multi-faceted mirror and the first laser diode, And a second collimating lens for converting the laser beam into a second laser beam and a second laser beam for converting the laser beam into a laser beam, And a second collimating lens for converting the beam into a parallel beam.
본 발명의 일 양상에 의하면, 레이저 빔을 발생시키는 레이저 다이오드; 상기 레이저 빔을 평행빔으로 변환시키는 콜리메이팅 렌즈; 변환된 레이저 빔을 분할하여 분할된 레이저 빔이 각각 상기 제1 다면 미러 및 제2 다면 미러로 조사되게 하는 빔 스플리터를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus comprising: a laser diode for generating a laser beam; A collimating lens for converting the laser beam into a parallel beam; And a beam splitter for dividing the converted laser beam and causing the divided laser beams to be irradiated to the first and second polyhedral mirrors, respectively.
본 발명의 일 양상에 의하면, 상기 제1 라이다부는 비행시간 측정법(TOF, Time-of-Flight)을 수행하여 제1 영역을 측정하고, 상기 제2 라이다부는 삼각 측량법 또는 비행시간 측정법을 수행하여 제2 영역을 측정하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, the first ladder part measures a first area by performing time-of-flight (TOF), and the second ladder part performs a triangulation method or a flight time measurement method And the second area is measured.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 원거리 영역을 빠른 속도로, 근거리 영역을 넓은 각도로 측정할 수 있는 효과가 있다. 또한, 근거리 영역과 원거리 영역을 동시에 측정하면서 여러 고도를 측정할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to measure a long-distance region at a high speed and a short-distance region at a wide angle. In addition, there is an effect that various altimeters can be measured while simultaneously measuring the near region and the far region.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너가 도시된 도면이다.1 is a diagram illustrating a hybrid Raid scanner according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너의 여러 실시 형태가 도시된 도면이다.2 and 3 are views showing various embodiments of a hybrid Raid scanner according to an embodiment of the present invention.
도 4 내지 도 8은 제1 라이다부의 동작 상태가 도시된 평면도이다.Figs. 4 to 8 are plan views showing the operation states of the first row.
도 9 내지 도 12는 제1 다면 미러의 반사 미러 각각이 상이한 기울기로 형성된 경우의 측정 고도를 설명하는 도면이다.Figs. 9 to 12 are views for explaining the measured altitude when the reflection mirrors of the first multi-faceted mirror are formed at different slopes. Fig.
도 13 내지 도 17은 제2 라이다부의 동작 상태가 도시된 평면도이다.Figs. 13 to 17 are plan views showing the operation states of the second row.
도 18 및 도 19는 제1 다면 미러와 제2 다면 미러의 배치 방향을 설명하기 위한 도면이다.Figs. 18 and 19 are views for explaining the arrangement directions of the first and second polyhedral mirrors. Fig.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너가 도시된 도면이다.20 is a view showing a hybrid Raid scanner according to another embodiment of the present invention.
도 21 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너의 동작 상태가 도시된 도면이다. FIGS. 21 to 24 are diagrams illustrating an operation state of the hybrid Raid scanner according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The present invention is capable of various modifications and various embodiments and is intended to illustrate and describe the specific embodiments in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as "comprises" or "having" are used to designate the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너는 하나 이상의 미러면이 형성된 단면 혹은 다면 미러가 적어도 2개 이상 구비되고, 각각의 다면 미러가 포함된 라이다부는 각각 다른 영역을 측정하도록 구성된다. 이때, 각각의 라이다부는 측정 거리에 따라 다른 종류의 측정법을 수행하도록 구비될 수 있다. (도 1 참조)The hybrid Lidar scanner according to the embodiment of the present invention is configured to measure at least two cross-sectional or multi-faceted mirrors having at least one mirror face formed therein, and each of the facets including each multi-faceted mirror measures different areas. At this time, each ladder portion may be provided to perform different kinds of measurement methods depending on the measurement distance. (See Fig. 1)
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너에서 어느 하나의 라이다부는 상대적으로 원거리를 측정하기 위해서 비행시간 측정법(TOF, Time-of-Flight)을 수행하고, 나머지 어느 하나의 라이다부는 상대적으로 근거리를 측정하기 위해 삼각 측량법을 수행할 수 있다.In a hybrid Laydi-scanner according to an exemplary embodiment of the present invention, one of the ladder units performs time-of-flight (TOF) in order to measure a relatively long distance, Triangulation can be done to measure nearness.
비행시간 측정법은 펄스가 발사된 기준 시점과 측정 대상물에서 반사되어 되돌아온 펄스의 검출시점 사이의 시간차를 측정하여 거리를 측정하는 방법이고, 삼각 측량법은 어떤 한 점의 좌표와 거리를 삼각형의 성질을 이용하여 알아내는 방법이다.The flight time measurement method is a method of measuring a distance by measuring a time difference between a reference point at which a pulse is fired and a detection point of a pulse reflected back from the measurement object. The triangulation method uses a triangle property It is a way to find out.
물론, 각각의 라이다부가 반드시 다른 측정법을 수행하는 것에 한정되지 않고, 각각의 라이다부가 동일한 측정법을 수행하면서 각각 원거리, 근거리를 측정할 수도 있다. (도 2 참조)Of course, each ladder portion is not necessarily limited to performing another measurement, and each ladder portion may be measured at a distance or a near distance while performing the same measurement method. (See Fig. 2)
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너를 설명한다.Hereinafter, a hybrid Lada scanner according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너가 도시된 도면이다.1 is a diagram illustrating a hybrid Raid scanner according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너는, 제1 라이다부(100), 제2 라이다부(200)를 포함한다. 또한, 도면에는 미도시되어 있으나, 제1 라이다부(100)와 제2 라이다부(200)를 동축 회전시키는 구동 모터(미도시)를 포함한다. 도 1의 하이브리드 라이다 스캐너에서, 제1 라이다부(100)는 비행시간 측정법(TOF, Time-of-Flight)을 수행하여 원거리에 있는 제1 영역(A1, 도 21 참조)을 측정하고, 제2 라이다부(200)는 삼각 측량법을 수행하여 근거리에 있는 제2 영역(A2, 도 21 참조)을 측정한다.As shown in FIG. 1, a hybrid Lada scanner according to an embodiment of the present invention includes a first ladder unit 100 and a second ladder unit 200. Also, although not shown in the figure, it includes a driving motor (not shown) for coaxially rotating the first lid 100 and the second lid 200. 1, the first ladder 100 measures a first area A1 (see Fig. 21) at a long distance by performing time-of-flight (TOF) The two-lider 200 performs a triangulation method to measure a second area A2 (see Fig. 21) at a short distance.
도 1에서는 제2 라이다부(200)가 제1 라이다부(100)의 상부에 위치하는 것을 예시하고 있으나, 이에 한정되지 않고 제2 라이다부(200)는 제1 라이다부(100)의 하부에 위치할 수도 있다.1 illustrates that the second ladder 200 is located above the first ladder 100. However, the second ladder 200 is not limited to the first ladder 100, It may be located.
제1 라이다부(100)는 제1 다면 미러(110)와 제1 다면 미러(110)로 레이저 빔을 조사하는 제1 레이저 다이오드(120)와, 제1 다면 미러(110)와 제1 레이저 다이오드(120) 사이에 배치되어 레이저 빔을 평행빔으로 변환시키는 제1 콜리메이팅 렌즈(131)를 포함한다. 또한, 측정 대상물에서 반사되어 되돌아온 레이저 빔을 수광하는 수광부를 포함하며, 수광부는 반사 레이저 빔을 집광시키는 집광 렌즈(132)와 집광된 반사 레이저 빔을 수광하는 이미지센서(140)를 포함한다.The first ladder section 100 includes a first laser diode 120 for irradiating a laser beam to the first multi-facet mirror 110 and the first multi-facet mirror 110, a first laser diode 120 for irradiating the first multi- And a first collimating lens 131 disposed between the first collimating lens 120 and the second collimating lens 131 to convert the laser beam into a parallel beam. The light receiving unit includes a condenser lens 132 for condensing the reflected laser beam and an image sensor 140 for receiving the condensed reflected laser beam. The light receiving unit includes a condenser lens 132 for condensing the reflected laser beam and an image sensor 140 for receiving the condensed reflected laser beam.
제1 다면 미러(110)는 소정 개수(n개)의 미러로 형성된다. 예를 들어, 제1 다면 미러(110)는 정육면체 형상으로 형성될 수 있고, 정육면체의 옆면은 제1 레이저 다이오드(120)에서 조사된 레이저 빔을 반사시키는 반사 미러 기능을 수행한다.The first multi-plane mirror 110 is formed of a predetermined number (n) of mirrors. For example, the first multi-sided mirror 110 may be formed in a cubic shape, and the side surface of the cube may function as a reflection mirror to reflect the laser beam irradiated by the first laser diode 120.
도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 구동 모터(미도시)의 회전에 의해 제1 다면 미러(110)가 회전하면, 제1 레이저 다이오드(120)에서 조사된 레이저 빔은 반사 미러에 의해 반사되어 소정 각도를 이루며 전방으로 진행된다. 한편, 도 6과 같이, 제1 다면 미러(110)의 회전에 따라 제1 레이저 다이오드(120) 방향으로 반사되는 레이저 빔은 노이즈 처리된다.As shown in FIGS. 4 to 8, when the first multiple-sided mirror 110 is rotated by the rotation of the driving motor (not shown), the laser beam irradiated by the first laser diode 120 is reflected And is forwarded at a predetermined angle. 6, the laser beam reflected in the direction of the first laser diode 120 according to the rotation of the first multi-facet mirror 110 is subjected to noise processing.
제1 다면 미러(110)의 미러 개수가 많을수록, 높은 해상도 또는 높은 측정 속도를 구현할 수 있다. 예를 들어, 도 1과 같이 4개의 반사 미러로 제1 다면 미러(110)를 구성하면, 제1 다면 미러(110)의 1회전시 동일한 영역에 대해 4개의 측정값을 획득할 수 있다.The higher the number of mirrors of the first multi-plane mirror 110, the higher the resolution or the higher measurement speed can be achieved. For example, as shown in FIG. 1, when the first multi-facet mirror 110 is formed of four reflective mirrors, four measurement values can be obtained for the same area in one rotation of the first multi-facet mirror 110.
한편, 제1 다면 미러(110)를 구성하는 반사 미러 각각은 상이한 기울기를 갖도록 할 수 있다. 여기서, 반사 미러의 기울기란, 제1 다면 미러의 바닥면에 수직인 수직면과 반사 미러가 이루는 각도(θ, 도 10 내지 도 12 참조)를 의미한다.On the other hand, each of the reflection mirrors constituting the first multi-sided mirror 110 may have different slopes. Here, the inclination of the reflecting mirror means an angle (?, See Figs. 10 to 12) formed by the reflecting mirror and a vertical plane perpendicular to the bottom surface of the first multi-faceted mirror.
제1 레이저 다이오드(120)에서 조사된 레이저 빔은 기울기가 상이한 다수의 반사 미러에 의해 반사되어 여러 측정고도를 측정할 수 있게 된다. 예를 들어, 도 도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 기울기가 상이한 반사 미러가 4개인 경우, 제1 다면 미러(110)가 1회전할 때마다, 4개의 측정 고도(H1 ~ H4)를 측정할 수 있게 된다.The laser beam irradiated from the first laser diode 120 is reflected by a plurality of reflection mirrors having different slopes so that various measurement heights can be measured. For example, as shown in Figs. 9 to 12, when there are four reflection mirrors having different slopes, four measurement heights (H1 to H4) are obtained every time the first multi-faced mirror 110 makes one revolution It becomes possible to measure.
제2 라이다부(200)는 제2 다면 미러(210)와 제2 다면 미러(210)로 레이저 빔을 조사하는 제2 레이저 다이오드(220)와, 제2 다면 미러(210)와 제2 레이저 다이오드(220) 사이에 배치되어 레이저 빔을 평행빔으로 변환시키는 제2 콜리메이팅 렌즈(231)를 포함한다. The second ladder unit 200 includes a second laser diode 220 for emitting a laser beam to the second multi-faceted mirror 210 and the second multi-faceted mirror 210, a second multi-faceted mirror 210, And a second collimating lens 231 disposed between the second collimating lens 220 and converting the laser beam into a parallel beam.
또한, 제2 라이다부(200)는 제1 영역보다 가까운 위치에 있는 제2 영역 내에 위치하는 측정 대상물을 촬영하여 영상 정보를 획득하는 카메라(250)를 포함한다. 제2 라이다부(200)는 카메라(250)로 획득한 영상 정보로 삼각 측량법을 수행하여 측정 대상물과의 거리를 산출할 수 있다.The second lid unit 200 includes a camera 250 that captures an image of a measurement object located in a second area closer to the first area and acquires image information. The second lidar 200 may calculate the distance to the measurement object by performing triangulation with the image information acquired by the camera 250.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 라이다부(200)는 비행시간 측정법을 수행하여 측정 대상물과의 거리를 산출할 수 있는데, 이 경우, 제2 라이다부(200)는 측정 대상물에서 반사되어 되돌아온 레이저 빔을 수광하는 수광부를 포함하며, 수광부는 반사 레이저 빔을 집광시키는 집광 렌즈(232)와 이미지센서(240)를 포함한다.2, the second ladder section 200 may calculate the distance to the measurement object by performing a flight time measurement method. In this case, the second ladder section 200 may reflect And a light receiving unit for receiving the returned laser beam, and the light receiving unit includes a condenser lens 232 and an image sensor 240 for condensing the reflected laser beam.
제2 다면 미러(210)는 제1 다면 미러(110)의 반사 미러 개수보다 적은 개수의 반사 미러로 형성된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 다면 미러(210)는 평판 형상으로 형성될 수 있고, 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 다면 미러(110)의 면수보다 작은 다면체 형상으로 형성될 수 있다.The second multi-faceted mirror 210 is formed with a smaller number of reflective mirrors than the first multi-faceted mirror 110. For example, as shown in FIG. 1, the second multi-faceted mirror 210 may be formed in a flat plate shape. In addition, as shown in FIG. 3, Or the like.
제2 다면 미러(210)의 각 옆면은 제2 레이저 다이오드(220)에서 조사된 레이저 빔을 반사시키는 반사 미러 기능을 수행한다. 예를 들어, 도 1과 같은 평판 형상의 제2 다면 미러(210)의 정면과 후면은 제2 레이저 다이오드(220)에서 조사된 레이저 빔을 반사시키는 반사 미러 기능을 수행한다.Each side surface of the second multi-facet mirror 210 performs a reflecting mirror function to reflect the laser beam irradiated by the second laser diode 220. For example, the front and back surfaces of the second multi-faceted mirror 210 in the form of a flat plate as shown in FIG. 1 perform a reflecting mirror function to reflect the laser beam irradiated by the second laser diode 220.
도 13 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 구동 모터(미도시)의 회전에 의해 제2 다면 미러(210)가 회전하면, 제2 레이저 다이오드(220)에서 조사된 레이저 빔은 반사 미러에 의해 반사되어 소정 각도를 이루며 전방으로 진행된다. 도 13 내지 도 17에는 제2 다면 미러(210)가 1/2 회전한 상태가 도시되어 있다. 제어부(미도시)는 도 16 ~ 도 17 과정에서 획득한 카메라 이미지로 삼각 측량법을 수행하여 전방의 거리를 측정한다. 도 13 ~ 도 15 과정에서 획득한 카메라 이미지는 노이즈 처리하거나 또는 후방 물체의 거리 측정에 이용할 수 있다. As shown in FIGS. 13 to 17, when the second multi-faceted mirror 210 is rotated by the rotation of the driving motor (not shown), the laser beam irradiated by the second laser diode 220 is reflected And is forwarded at a predetermined angle. 13 to 17 show a state in which the second multiple-faced mirror 210 is rotated by half. The control unit (not shown) measures the distance to the front by performing triangulation with the camera image obtained in the procedure of FIGS. The camera image acquired in the process of FIGS. 13 to 15 can be used for noise processing or distance measurement of a rear object.
제2 다면 미러(210)의 반사 미러 개수는 제1 다면 미러(110)의 반사 미러 개수보다 적게 형성된다. 따라서, 제1 다면 미러(110) 보다 상대적으로 넓은 영역을 느린 속도로 스캐닝하게 된다. 따라서, 제2 다면 미러(210)를 포함하는 제2 라이다부(200)는 근거리 지역을 정확하게 스캐닝하여 거리 측정하는 것이 바람직하다.The number of the reflective mirrors of the second multi-faceted mirror 210 is less than the number of the reflective mirrors of the first multi-faceted mirror 110. Accordingly, a relatively large area is scanned at a slower speed than the first multi-facet mirror 110. Accordingly, it is preferable that the second ladder 200 including the second multi-faceted mirror 210 scans the near region and measures the distance.
한편, 제1 다면 미러(110)는 상대적으로 좁은 영역을 빠른 속도로 스캐닝하게 된다. 따라서, 제1 다면 미러(110)를 포함하는 제1 라이다부(100)는 원거리 지역을 고속으로 스캐닝하여 거리 측정하는 데 유리하다.Meanwhile, the first multi-facet mirror 110 scans a relatively narrow area at a high speed. Accordingly, the first ladder section 100 including the first multi-faced mirror 110 is advantageous for high-speed scanning of a remote area and distance measurement.
또한, 제1 다면 미러(110)와 유사하게, 제2 다면 미러(210)를 구성하는 반사 미러 각각은 상이한 기울기를 갖도록 할 수 있다. 제1 레이저 다이오드(120)에서 조사된 레이저 빔은 기울기가 상이한 다수의 반사 미러에 의해 반사되어 여러 측정고도를 측정할 수 있게 된다. 예를 들어, 도 24에 도시된 바와 같이, 기울기가 상이한 반사 미러가 2개인 경우, 제2 다면 미러(210)가 1회전할 때마다, 2개의 측정 고도(Ha ~ Hb)를 측정할 수 있게 된다.Similarly to the first multi-sided mirror 110, each of the reflection mirrors constituting the second multi-sided mirror 210 may have a different slope. The laser beam irradiated from the first laser diode 120 is reflected by a plurality of reflection mirrors having different slopes so that various measurement heights can be measured. For example, as shown in FIG. 24, when there are two reflection mirrors having different slopes, it is possible to measure two measured heights Ha to Hb each time the second multi-facet mirror 210 makes one revolution do.
전술한 실시예에서 제1 다면 미러(110)의 각 면과 제2 다면 미러(210)의 각 면은 면에 수직한 법선이 평행하지 않도록 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 제1 다면 미러(110)의 각 면과 제2 다면 미러(210)의 각 면의 면 방향이 평행하지 않도록 배치되는 것이 바람직하다.In the above-described embodiment, it is preferable that the respective surfaces of the first and second polyhedral mirrors 110 and 210 are arranged so that normal lines perpendicular to the surfaces are not parallel to each other. That is, it is preferable that the respective surfaces of the first and second polyhedral mirrors 110 and 210 are not parallel to each other.
도 18과 같이, 두 다면 미러(110, 210)의 면 방향이 평행한 경우, 두 라이다부(100, 200)가 특정 회전 각도에서 같은 방위 각도를 측정함으로써 서로 간에 간섭이 발생할 수 있다.As shown in FIG. 18, when the plane directions of the mirrors 110 and 210 are parallel to each other, interference can occur between the two lid portions 100 and 200 by measuring the same azimuth angle at a specific rotation angle.
도 19와 같이, 두 다면 미러(110, 210)의 면 방향이 평행하지 않은 경우, 두 라이다부(100, 200)가 항상 다른 방위 각도를 측정하게 되어 서로 간의 간섭을 방지할 수 있다.As shown in FIG. 19, when the plane directions of the mirrors 110 and 210 are not parallel to each other, the two lid portions 100 and 200 always measure different azimuth angles, thereby preventing interference between them.
또한, 전술한 실시예에서 제1 레이저 다이오드(120), 제2 레이저 다이오드(220)가 각각 제1 다면 미러(110), 제2 다면 미러(210)로 레이저 빔을 조사하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Although the first laser diode 120 and the second laser diode 220 irradiate the laser beams to the first and second polyhedral mirrors 110 and 210 in the above embodiments, But is not limited thereto.
즉, 도 20에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드(320)에서 발생된 레이저 빔을 콜리메이팅 렌즈(330)로 평행빔으로 변환시킨 후, 레이저 빔을 빔 스플리터(340)로 분할하고, 분할된 레이저 빔이 각각 제1 다면 미러(110) 및 제2 다면 미러(210)로 조사되게 할 수 있다.20, the laser beam generated in the laser diode 320 is converted into a parallel beam by the collimating lens 330, the laser beam is divided into a beam splitter 340, The beams can be irradiated to the first and second polyhedral mirrors 110 and 210, respectively.
다음으로, 도 21 내지 도 24를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너의 동작 상태를 설명한다. 도 21 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너의 동작 상태가 도시된 도면이다.Next, referring to FIGS. 21 to 24, an operation state of the hybrid Lattice scanner according to an embodiment of the present invention will be described. FIGS. 21 to 24 are diagrams illustrating an operation state of the hybrid Raid scanner according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 하이브리드 라이다 스캐너는, 하나의 구동 모터(미도시)로 복수개의 다면 미러를 동축 회전시키면서 각각의 다면 미러가 포함된 라이다부는 각각 다른 영역을 측정한다.In the hybrid Lada scanner of the present invention, a plurality of multi-faced mirrors are coaxially rotated by a single driving motor (not shown), and each of the multi-faceted mirrors includes different multi-faceted mirrors.
도 21에 도시된 바와 같이, 제1 라이다부(100)는 상대적으로 원거리 지역인 제1 영역(A1)을 좁게 고속으로 측정하고, 제2 라이다부(200)는 상대적으로 근거리 지역인 제2 영역(A2)을 넓게 저속으로 측정한다. 이때, 제1 라이다부(100)는 원거리 지역 측정이므로 비행시간 측정법을 수행하는 것이 바람직하고, 제2 라이다부(200)는 근거리 지역 측정이므로 삼각 측량법을 수행하는 것이 바람직하다. 물론, 제1 라이다부(100)와 제2 라이다부(200)가 모두 비행시간 측정법을 수행할 수도 있다.As shown in FIG. 21, the first ladder section 100 narrowly measures the first area A1 relatively fast and the second ladder section 200 measures the second area A1, which is a relatively short- (A2) is measured at a low speed. Since the first ladder unit 100 is a remote area measurement, it is preferable to perform a flight time measurement method. Since the second ladder unit 200 is a local area measurement, it is preferable to perform a triangulation method. Of course, both the first ladder 100 and the second ladder 200 may perform the flight time measurement.
도 22에 도시된 바와 같이, 제1 라이다부(100)의 반사 미러가 모두 동일한 기울기로 형성되는 경우에는, 동일한 영역을 고속으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 반사 미러가 4개인 경우, 제1 다면 미러가 1회전할 때, 동일한 영역을 4회 측정할 수 있다.As shown in FIG. 22, when the reflection mirrors of the first ladder 100 are all formed at the same inclination, the same region can be measured at a high speed. For example, when there are four reflection mirrors, the same area can be measured four times when the first polyhedral mirror makes one rotation.
도 23에 도시된 바와 같이, 제1 라이다부(100)의 반사 미러가 각각 상이한 기울기로 형성되는 경우에는, 복수개의 고도 영역(H1 ~ H4)을 측정할 수 있다. As shown in FIG. 23, when the reflection mirrors of the first ladder 100 are formed at different slopes, a plurality of altitude areas H1 to H4 can be measured.
도 24에 도시된 바와 같이, 제2 라이다부(200)의 반사 미러가 각각 상이한 기울기로 형성되는 경우에는, 복수개의 고도 영역(Ha ~ Hb)을 측정할 수 있다. As shown in FIG. 24, when the reflection mirrors of the second ladder 200 are formed at different slopes, a plurality of altitude areas Ha to Hb can be measured.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.
본 발명은 하나의 라이다 스캐너로 근거리 영역과 원거리 영역을 동시에 측정할 수 있는 하이브리드 라이다 스캐너에 관한 것으로, 본 발명의 하이브리드 라이다 스캐너는, 자율주행 자동차, 이동 로봇, 드론 등에 적용되어 산업상 이용가능성이 있다.The present invention relates to a hybrid Lada scanner capable of simultaneously measuring a near region and a remote region with a single Lada scanner, and the hybrid Lada scanner of the present invention can be applied to an autonomous traveling vehicle, a mobile robot, There is a possibility.

Claims (7)

  1. n개의 반사 미러로 형성된 제1 다면 미러를 포함하는 제1 라이다부;a first ladder portion including a first multi-faceted mirror formed of n reflective mirrors;
    상기 제1 다면 미러보다 적은 개수의 반사 미러로 형성된 제2 다면 미러를 포함하는 제2 라이다부; 및,A second lidar section including a second multi-faceted mirror formed with a smaller number of reflective mirrors than the first multi-faced mirror; And
    상기 제1 라이다부와 상기 제2 라이다부를 동축 회전시키는 구동 모터A drive motor for coaxially rotating the first ladder part and the second ladder part;
    를 포함하는 하이브리드 라이다 스캐너.And a hybrid scanner.
  2. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제2 라이다부는 상기 제1 라이다부의 상부 또는 하부에 위치하며,Wherein the second row portion is located at an upper portion or a lower portion of the first row portion,
    상기 제1 라이다부는 제1 영역을 측정하고, 상기 제2 라이다부는 상기 제1 영역보다 가까운 위치에 있는 제2 영역을 측정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 라이다 스캐너.Wherein the first ladder portion measures a first region and the second ladder portion measures a second region that is closer to the first region than the first region.
  3. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제1 다면 미러 및 제2 다면 미러 중 적어도 어느 하나는 기울기가 상이한 적어도 하나 이상의 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 라이다 스캐너.Wherein at least one of the first and second polyhedral mirrors includes at least one mirror having a different slope.
  4. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제1 라이다부는 상기 제1 다면 미러로 레이저 빔을 조사하는 제1 레이저 다이오드와, 상기 제1 다면 미러와 제1 레이저 다이오드 사이에 배치되어 레이저 빔을 평행빔으로 변환시키는 제1 콜리메이팅 렌즈를 포함하고,And a first collimating lens disposed between the first multi-faceted mirror and the first laser diode for converting the laser beam into a parallel beam, wherein the first multi-facet mirror includes a first laser diode for emitting a laser beam to the first multi- Lt; / RTI >
    상기 제2 라이다부는 상기 제2 다면 미러로 레이저 빔을 조사하는 제2 레이저 다이오드와, 상기 제2 다면 미러와 제2 레이저 다이오드 사이에 배치되어 레이저 빔을 평행빔으로 변환시키는 제2 콜리메이팅 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 라이다 스캐너.And a second collimating lens disposed between the second multi-faceted mirror and the second laser diode for converting the laser beam into a parallel beam, wherein the second collimating lens comprises a second collimating lens for collimating the laser beam into a parallel beam, And a scanner for scanning the hybrid scanner.
  5. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    레이저 빔을 발생시키는 레이저 다이오드;A laser diode for generating a laser beam;
    상기 레이저 빔을 평행빔으로 변환시키는 콜리메이팅 렌즈;A collimating lens for converting the laser beam into a parallel beam;
    변환된 레이저 빔을 분할하여 분할된 레이저 빔이 각각 상기 제1 다면 미러 및 제2 다면 미러로 조사되게 하는 빔 스플리터And a beam splitter for dividing the converted laser beam and causing the divided laser beams to be irradiated to the first and second polyhedral mirrors, respectively,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 라이다 스캐너.And a scanner for scanning the hybrid scanner.
  6. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제1 라이다부는 비행시간 측정법(TOF, Time-of-Flight)을 수행하여 제1 영역을 측정하고,The first ladder section measures a first area by performing time-of-flight (TOF)
    상기 제2 라이다부는 삼각 측량법을 수행하여 제2 영역을 측정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 라이다 스캐너.And the second LAD portion performs a triangulation method to measure the second region.
  7. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 제1 라이다부는 비행시간 측정법을 수행하여 제1 영역을 측정하고,The first ladder section measures a first area by performing a flight time measurement method,
    상기 제2 라이다부는 비행시간 측정법을 수행하여 제2 영역을 측정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 라이다 스캐너.Wherein the second LAD portion measures a second region by performing a flight time measurement method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113075644A (en) * 2020-01-06 2021-07-06 深圳市速腾聚创科技有限公司 Laser radar and device with laser radar
WO2023059766A1 (en) * 2021-10-06 2023-04-13 Neural Propulsion Systems, Inc. Hybrid lidar system

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10591598B2 (en) 2018-01-08 2020-03-17 SOS Lab co., Ltd Lidar device
WO2019135494A1 (en) 2018-01-08 2019-07-11 주식회사 에스오에스랩 Lidar device
KR20210003003A (en) 2019-07-01 2021-01-11 삼성전자주식회사 Lidar apparatus and controlling method thereof
KR102474126B1 (en) * 2019-07-05 2022-12-05 주식회사 라이드로 Lidar optical apparatus and lidar apparatus having same
KR102490108B1 (en) * 2019-07-19 2023-01-19 주식회사 라이드로 Lidar optical apparatus
EP4020005A4 (en) * 2019-08-23 2022-08-10 Suteng Innovation Technology Co., Ltd Laser radar and automatic driving equipment
KR102281886B1 (en) * 2019-09-05 2021-07-26 주식회사 에스오에스랩 A lidar device
KR20210047658A (en) 2019-10-22 2021-04-30 주식회사 만도 Lidar scanning apparatus
KR102526992B1 (en) 2022-09-28 2023-04-28 람다이노비전 주식회사 Multi-Channel Transmitting/Receiving For Coherent LiDAR

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130229645A1 (en) * 2012-02-22 2013-09-05 Shuichi Suzuki Distance measuring device
KR20150047215A (en) * 2013-10-24 2015-05-04 현대모비스 주식회사 Apparatus for sensing target vehicle using a rotational lidar sensor, and the rotational lidar sensor
KR20150068126A (en) * 2013-12-11 2015-06-19 한국전자통신연구원 Radar signal control apparatus of generating control signal for multi-mode radar based on target information and control method thereof
JP2015125007A (en) * 2013-12-25 2015-07-06 株式会社デンソー Polygon mirror and laser radar device
US20170184705A1 (en) * 2014-02-13 2017-06-29 Konica Minolta Inc. Mirror Unit, Distance Measurement Device And Laser Radar, And Mobile Body And Fixed Object Having These

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0333714A (en) * 1989-06-29 1991-02-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Scanner
JP3052686B2 (en) * 1993-09-02 2000-06-19 日産自動車株式会社 Laser distance measuring device
JPH07103719A (en) * 1993-09-30 1995-04-18 Mitsutoyo Corp Optical type dimension measuring apparatus
KR0167461B1 (en) * 1995-08-31 1999-04-15 이형도 Motive signal detection method of laser scanner
JP4745796B2 (en) * 2005-11-07 2011-08-10 キヤノン株式会社 Eccentricity measuring apparatus and decentration adjusting apparatus for optical deflection apparatus, and scanning optical apparatus and image forming apparatus using them
JP5644437B2 (en) * 2010-12-03 2014-12-24 富士通株式会社 Distance measuring device and distance measuring method
KR101296780B1 (en) 2011-02-15 2013-08-14 계명대학교 산학협력단 Obstacle Detecting system using of laser, and method thereof
JP6111617B2 (en) * 2012-07-03 2017-04-12 株式会社リコー Laser radar equipment
KR101491289B1 (en) 2013-07-30 2015-02-06 현대자동차주식회사 Apparatus for sensing vehicle's surrounding obstacle and method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130229645A1 (en) * 2012-02-22 2013-09-05 Shuichi Suzuki Distance measuring device
KR20150047215A (en) * 2013-10-24 2015-05-04 현대모비스 주식회사 Apparatus for sensing target vehicle using a rotational lidar sensor, and the rotational lidar sensor
KR20150068126A (en) * 2013-12-11 2015-06-19 한국전자통신연구원 Radar signal control apparatus of generating control signal for multi-mode radar based on target information and control method thereof
JP2015125007A (en) * 2013-12-25 2015-07-06 株式会社デンソー Polygon mirror and laser radar device
US20170184705A1 (en) * 2014-02-13 2017-06-29 Konica Minolta Inc. Mirror Unit, Distance Measurement Device And Laser Radar, And Mobile Body And Fixed Object Having These

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113075644A (en) * 2020-01-06 2021-07-06 深圳市速腾聚创科技有限公司 Laser radar and device with laser radar
CN113075644B (en) * 2020-01-06 2023-08-04 深圳市速腾聚创科技有限公司 Laser radar and device with same
WO2023059766A1 (en) * 2021-10-06 2023-04-13 Neural Propulsion Systems, Inc. Hybrid lidar system

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KR20190011497A (en) 2019-02-07

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