KR20150130201A - 3d scanner - Google Patents

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KR20150130201A
KR20150130201A KR1020140057471A KR20140057471A KR20150130201A KR 20150130201 A KR20150130201 A KR 20150130201A KR 1020140057471 A KR1020140057471 A KR 1020140057471A KR 20140057471 A KR20140057471 A KR 20140057471A KR 20150130201 A KR20150130201 A KR 20150130201A
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이경연
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Abstract

The present invention relates to a three-dimensional (3D) scanner. The 3D scanner controls a laser beam radiation angle by enabling the laser beam radiation angle to be randomly set, thereby providing measurement paths in various shapes; minimizing blind spots; more intensifying the measurement of a certain location in accordance with a driving condition; and minimizing the necessity for additional installation of a sensor.

Description

3차원 스캐너{3D SCANNER}3D SCANNER {3D SCANNER}

본 발명은 3차원 스캐너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 고정된 측정경로와 달리 레이저빔의 방출각도를 임의로 제어함으로써 다양한 형상의 측정경로를 제공하는 3차원 스캐너에 관한 것이다.
The present invention relates to a three-dimensional scanner, and more particularly, to a three-dimensional scanner that provides measurement paths of various shapes by arbitrarily controlling an emission angle of a laser beam unlike a conventional fixed measurement path.

레이저빔을 방출한 후 피측정물에 반사된 반사광을 측정하여 x, y, z의 값을 가지는 3차원 점(point)으로 산출하는 3차원 스캐너는 라이다(Light Detection And Ranging : LIDAR), 레이다(Laser Detection And Ranging), LRF(Laser Range Finder) 등으로 불리고 있으며 주로 3차원 영상획득, 속도측정, 거리측정, 자율주행 등 다양한 분야에서 널리 이용되고 있다.
The three-dimensional scanner that measures the reflected light reflected from the object after emitting the laser beam and calculates the three-dimensional point having the values of x, y, and z is called a Light Detection And Ranging (LIDAR) (Laser Detection And Ranging), and LRF (Laser Range Finder), and is widely used in various fields such as three-dimensional image acquisition, speed measurement, distance measurement, and autonomous driving.

최근에는 3차원 스캐너가 차량에 탑재되어 차량 운행 중 발생할 수 있는 장애물 탐지, 차간 거리, 끼어들기 등 여러 가지 돌발 상황을 운전자에게 알려주는 운전보조장치에 적용되고 있고, 특히 3차원 스캐너와 GPS 그리고 카메라 정보를 조합하여 무인자율주행하는 차량 또는 로봇 등을 개발하는데 핵심기술로 이용되고 있다.
In recent years, 3D scanners have been applied to driving assistants that inform drivers of various unexpected situations such as obstacle detection, inter-vehicle distance, and interrupting that may occur during vehicle operation. Especially, 3D scanner, GPS and camera And is used as a core technology to develop vehicles or robots that run autonomously by combining information.

이러한 3차원 스캐너를 자율주행 차량이나 로봇에 적용하기 위해서는 가까운 곳에서부터 먼 거리까지의 장애물, 도로, 지형, 주변차량 등을 탐지할 수 있어야 한다.In order to apply such a 3D scanner to autonomous vehicles or robots, it is necessary to be able to detect obstacles, roads, terrain, and nearby vehicles from a close distance to a far distance.

한편, 종래의 3차원 스캐너들은 레이저빔 방출각도가 회전체 내에 고정되어 있어서 측정 시 고정된 측정경로 범위 내에서만 3차원 정보를 구할 수 있기 때문에 많은 영역의 사각지대가 발생하였고 이러한 사각지대를 보완하기 위하여 추가적인 3차원 스캐너를 부착해야 하는 등의 문제점이 있었다(도 4 참조).On the other hand, in the conventional 3D scanners, since the laser beam emission angle is fixed in the rotating body, three-dimensional information can be obtained only within a fixed measurement path range during measurement, so that a large number of blind areas are generated. There is a problem that an additional three-dimensional scanner must be attached (see FIG. 4).

대한민국 등록특허 10-1357051 등록일자 2014. 1. 23.Korea Registered Patent No. 10-1357051 Date of Registration May 2013 1. 23.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 레이저빔의 방출각도를 임의로 설정할 수 있도록 하여 레이저빔의 방출각도를 제어함으로써 다양한 형상의 측정경로를 제공하고, 사각지대를 최소화하며, 특정위치의 측정을 더욱 강화할 수 있는 3차원 스캐너를 제공하는 것이다(도 3 참조).
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide an optical pickup device, an optical pickup device, and a method for controlling the emission angle of a laser beam, Dimensional scanner capable of further enhancing the measurement of the position (see Fig. 3).

이하 본 발명을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described.

레이저빔을 방출한 후 피측정물로부터 반사된 반사광을 감지하여 피측정물의 거리를 산출하는 3차원 스캐너에 있어서,A three-dimensional scanner for detecting a reflected light reflected from a measured object after emitting a laser beam to calculate a distance of the measured object,

레이저빔을 방출하는 레이저빔발생기와; 상기 레이저빔의 반사광을 감지하는 레이저빔센서와; 상기 레이저빔발생기를 적어도 하나 이상 구비하며 적어도 하나 이상의 상기 레이저빔센서를 구비하여 형성된 센서모듈과; 상기 레이저빔의 방출각도를 조절하기 위하여 상기 센서모듈의 각도를 조절하는 센서모듈모터와; 적어도 하나 이상의 상기 센서모듈과 적어도 하나 이상의 상기 센서모듈모터를 구비하여 형성된 본체와; 상기 본체를 회전시키는 본체회전모터와; 상기 센서모듈, 센서모듈모터, 본체회전모터를 제어하는 제어장치로 구성되며, 측정경로 설정값에 따라 상기 센서모듈모터를 제어하여 상기 레이저빔의 방출각도를 조절함으로써 다양한 형상의 측정경로를 제공하는 것을 특징으로 한다.
A laser beam generator for emitting a laser beam; A laser beam sensor for detecting reflected light of the laser beam; A sensor module having at least one laser beam generator and at least one laser beam sensor; A sensor module motor for adjusting an angle of the sensor module to adjust an emission angle of the laser beam; A main body including at least one sensor module and at least one sensor module motor; A main body rotation motor for rotating the main body; And a controller for controlling the sensor module, the sensor module motor, and the main body rotation motor, and the sensor module motor is controlled according to the measurement path setting value to adjust the emission angle of the laser beam to provide various measurement paths .

본 발명 3차원 스캐너는 레이저빔의 방출각도를 임의로 설정할 수 있도록 하여 레이저빔의 방출각도를 제어함으로써 다양한 형상의 측정경로를 제공할 수 있고, 사각지대를 최소화하며, 운전상태에 따라 특정위치의 측정을 더욱 강화할 수 있고, 추가적인 센서설치의 필요성을 최소화할 수 있는 등 다양한 효과를 얻을 수 있다.
The three-dimensional scanner according to the present invention can arbitrarily set the emission angle of the laser beam to control the emission angle of the laser beam, thereby providing a variety of measurement paths, minimizing blind spots, Can be further strengthened, the necessity of additional sensor installation can be minimized, and various other effects can be obtained.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너의 다양한 형상의 측정경로를 보여주는 도면이다.
도 4는 종래 3차원 스캐너의 측정경로를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너의 본체를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너의 센서모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너의 센서모듈 배면을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너에서 포토다이오드 대신 이미지센서를 구비하여 형성된 센서모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너의 제어장치 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너에서 하나의 센서모듈을 구비하여 형성된 본체를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너에서 2개의 센서모듈모터를 구비하여 형성된 본체를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너에서 이미지센서를 구비하여 형성된 본체를 설명하기 위한 도면이다.1 is a perspective view of a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view illustrating a measurement path of various shapes of a three-dimensional scanner according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a view showing a measurement path of a conventional three-dimensional scanner.
5 is a view for explaining a main body of a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining a sensor module of a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining the back surface of a sensor module of a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a sensor module formed by using an image sensor instead of a photodiode in a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention.
9 is a block diagram of a control device of a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining a main body formed with one sensor module in a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention.
11 is a view for explaining a main body formed with two sensor module motors in a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention.
12 is a view for explaining a main body formed with an image sensor in a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 본 일실시예에 기재되어 있는 구성부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은 특히 특정적인 기재가 없는 한은 본 발명의 범위를 거기에 한정하는 취지가 아니고, 단순한 설명예에 지나지 않는다.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements and the like of the constituent parts described in the present embodiment are not intended to limit the scope of the present invention and are merely illustrative examples, .

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너의 다양한 형상의 측정경로를 보여주는 도면이고, 도 4는 종래 3차원 스캐너의 측정경로를 보여주는 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너의 본체를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너의 센서모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너의 센서모듈 배면을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너에서 포토다이오드 대신 이미지센서를 구비하여 형성된 센서모듈을 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너의 제어장치 블록도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너에서 하나의 센서모듈을 구비하여 형성된 본체를 설명하기 위한 도면이며, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너에서 2개의 센서모듈모터를 구비하여 형성된 본체를 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 3차원 스캐너에서 이미지센서를 구비하여 형성된 본체를 설명하기 위한 도면이다.
FIG. 1 is a perspective view of a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a view showing a measurement path of a conventional three-dimensional scanner, FIG. 5 is a view for explaining a main body of a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a view for explaining a sensor module of a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a view for explaining the back surface of a sensor module of a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention, 8 is a view for explaining a sensor module formed with an image sensor instead of a photodiode in a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention. FIG. 10 is a view for explaining a main body formed with one sensor module in a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a view showing a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention FIG. 12 is a view for explaining a main body formed with an image sensor in a three-dimensional scanner according to an embodiment of the present invention. FIG.

도 1 내지 도 9을 참조하면, 본 발명 3차원 스캐너(10)는,Referring to Figs. 1 to 9, the three-dimensional scanner 10 of the present invention includes:

레이저빔(554)을 방출하는 레이저빔발생기(551)와; 상기 레이저빔(554)의 반사광(555)을 감지하는 레이저빔센서(553)와; 상기 레이저빔발생기(551)를 적어도 하나 이상 구비하며 적어도 하나 이상의 상기 레이저빔센서(553)를 구비하여 형성된 센서모듈(550)과; 상기 레이저빔(554)의 방출각도를 조절하기 위하여 상기 센서모듈(550)의 각도를 조절하는 센서모듈모터(160)와; 적어도 하나 이상의 상기 센서모듈(550)과 적어도 하나 이상의 상기 센서모듈모터(160)를 구비하여 형성된 본체(100)와; 상기 본체(100)을 회전시키는 본체회전모터(140)와; 상기 센서모듈(550), 센서모듈모터(160), 본체회전모터(140)를 제어하는 제어장치(500)로 구성되며, 측정경로 설정값에 따라 상기 센서모듈모터(160)를 제어하여 상기 레이저빔(554)의 방출각도를 조절함으로써 다양한 형상의 측정경로(20)를 제공할 수 있도록 되어 있다.
A laser beam generator 551 for emitting a laser beam 554; A laser beam sensor 553 for detecting reflected light 555 of the laser beam 554; A sensor module 550 having at least one laser beam generator 551 and at least one laser beam sensor 553; A sensor module motor 160 for adjusting the angle of the sensor module 550 to adjust an emission angle of the laser beam 554; A main body 100 formed with at least one sensor module 550 and at least one sensor module motor 160; A main body rotation motor 140 for rotating the main body 100; A sensor module motor 160 and a control device 500 for controlling the main body rotation motor 140. The sensor module motor 160 is controlled according to a measurement path setting value, By adjusting the emission angle of the beam 554, it is possible to provide measurement paths 20 of various shapes.

본 발명 3차원 스캐너(10)는 고정대(110)에 의해 차량(80)이나 로봇 등의 소정위치에 부착되고, 상기 고정대(110)와 본체(100) 사이에는 베어링(120)과 슬립링(130)을 구비하여 상기 본체(100)가 본체회전모터(140)에 의해 회전할 수 있도록 하며, 상기 슬립링(130)은 상기 본체(100)가 회전할 때 전선이 꼬이지 않도록 하는 기능을 하고, 상기 본체(100)은 커버(199)로 덮여있다.
The three-dimensional scanner 10 according to the present invention is attached to a predetermined position of a vehicle 80 or a robot by a fixing table 110 and a bearing 120 and a slip ring 130 are provided between the fixing table 110 and the main body 100 So that the main body 100 can be rotated by the main body rotation motor 140. The slip ring 130 functions to prevent the electric wire from being twisted when the main body 100 rotates, The main body 100 is covered with a cover 199.

바람직하게, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 본체회전모터(140)는 상기 본체(100)와 상기 고정대(110) 사이의 중심축에 구비되었으나 본 발명은 이에 한정된 것은 아니다. 상기 본체회전모터(140)는 상기 본체(100) 또는 상기 고정대(110)의 어느 한쪽에 구비되어질 수 있으며, 필요에 따라 벨트 또는 기어를 구비하여 상기 본체(100)을 회전시킬 수도 있다.
Preferably, the main body rotation motor 140 according to an embodiment of the present invention is provided on the central axis between the main body 100 and the fixing table 110, but the present invention is not limited thereto. The main body rotation motor 140 may be provided on either the main body 100 or the fixed base 110. If necessary, the main body 100 may be provided with a belt or a gear.

상기 레이저빔발생기(551)는 상기 제어장치(500)의 명령에 따라 레이저빔 구동부(540)에 의해 레이저빔(554)이 점멸되며, 상기 레이저빔(554)은 센서모듈케이스(200)의 방출구(230)를 통해 방출된다.
The laser beam 554 is blinked by the laser beam driver 540 according to an instruction from the controller 500 and the laser beam 554 is transmitted to the sensor module case 200 And is discharged through outlet 230.

상기 센서모듈(550)은 상기 레이저빔발생기(551)와 렌즈(552) 그리고 상기 레이저빔센서(553)를 구비하여 이루어져 있고, 본 발명 3차원 스캐너(10)의 용도와 사용환경 등에 따라 상기 레이저빔발생기(551)과 렌즈(552) 그리고 상기 레이저빔센서(553)는 복수로 구비할 수 있으며, 상기 센서모듈(550)이 복수의 상기 레이저빔발생기(551)를 구비할 때에는 각각의 레이저빔발생기(551)에서 방출되는 레이저빔(554)들 사이에 소정의 방출각도 간격(559)을 동일하게 유지하도록 하여 상기 레이저빔발생기(551)를 배치한다(도 6 및 도 7 참조).
The sensor module 550 includes the laser beam generator 551 and the lens 552 and the laser beam sensor 553. The sensor module 550 can detect the laser beam in accordance with the use of the 3D scanner 10 of the present invention, When the sensor module 550 includes a plurality of the laser beam generators 551, the laser beams emitted from the respective laser beams 551, 552, 553, The laser beam generator 551 is arranged such that a predetermined emission angle interval 559 is maintained between the laser beams 554 emitted from the generator 551 (see FIGS. 6 and 7).

상기 레이저빔(554)의 방출각도는 상기 본체(100)의 바닥에서 수직방향으로 레이저빔이 방출되는 각도를 의미한다.
The emission angle of the laser beam 554 is an angle at which the laser beam is emitted in the vertical direction from the bottom of the main body 100.

바람직하게, 빠른 작업속도를 요하는 용도에서는 상기 레이저빔발생기(551)와 레이저빔센서(553)를 다수 구비하여 센서모듈(550)을 형성한다.
Preferably, in applications requiring a high operation speed, a plurality of laser beam generators 551 and laser beam sensors 553 are provided to form the sensor module 550.

상기 본체(100)에는, 지지대(190)를 형성하여 상기 센서모듈(550)의 회전축(210)을 지지하고, 상기 센서모듈(550) 상단에 형성된 연결부(220)는 푸시로드(180)와 콘트롤혼(170)을 통해 센서모듈모터(160)와 연결되어져 있으며, 상기 센서모듈(550)의 기울기 각도는 상기 센서모듈모터(160)에 의해 제어되고, 도 5와 도 10 그리고 도 11에 도시된 바와 같이 필요에 따라 상기 센서모듈(550)과 상기 센서모듈모터(160) 등은 하나 또는 복수로 구비할 수 있으며, 상기 본체(100)의 회전각도에 동기된 측정경로 설정값에 따라 구동되는 센서모듈모터(160)에 의하여 센서모듈(550)의 기울기 각도가 제어되고 상기 센서모듈(550) 내에 구비된 레이저빔발생기(551)에서 방출되는 레이저빔(554)은 도 3에 도시된 바와 같이 다양한 형상의 측정경로(20)를 제공하게 된다.
A support base 190 is formed on the main body 100 to support a rotation axis 210 of the sensor module 550. A connection part 220 formed on the upper end of the sensor module 550 is supported by a push rod 180, The tilt angle of the sensor module 550 is controlled by the sensor module motor 160 and is controlled by the sensor module motor 160 as shown in FIGS. 5, 10 and 11 The sensor module 550 and the sensor module motor 160 may be provided in one or a plurality of sensors according to need, and may include sensors (not shown) driven according to a measurement path setting value synchronized with the rotation angle of the main body 100, The tilt angle of the sensor module 550 is controlled by the module motor 160 and the laser beam 554 emitted from the laser beam generator 551 provided in the sensor module 550 is varied Thereby providing a measurement path 20 of the shape.

도 3과 도 10 그리고 도 11을 참조하면, 센서모듈(550) 각각에 센서모듈모터(160)가 하나씩 구비된 상태에서 각각의 센서모듈(550)을 제어하면 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명 3차원 스캐너(10)를 중심으로 한 비대칭의 다양한 형상으로 측정경로(20)를 제공할 수 있다.
Referring to FIG. 3, FIG. 10 and FIG. 11, when each sensor module 550 is controlled in a state in which each sensor module motor 160 is provided in each of the sensor modules 550, The measuring path 20 can be provided in various shapes of asymmetric around the three-dimensional scanner 10.

한편, 도 5를 참조하면, 복수의 센서모듈(550)을 하나의 센서모듈모터(160)로 연동하여 제어하면 본 발명 3차원 스캐너(10)를 중심으로 한 대칭의 다양한 형상으로 측정경로를 제공할 수 있다.
5, when a plurality of sensor modules 550 are controlled by interlocking with one sensor module motor 160, measurement paths are provided in various shapes symmetrical about the three-dimensional scanner 10 of the present invention can do.

도 4를 참조하면, 종래의 3차원 스캐너(90)의 측정경로(95)를 보여주고 있고, 차량의 전방과 후방 그리고 옆 부분에서 사각지대가 많이 존재하고 있음을 알 수 있다.
Referring to FIG. 4, the measurement path 95 of the conventional three-dimensional scanner 90 is shown, and a large number of blind spots exist in the front, rear, and side portions of the vehicle.

도 5와 도 8 그리고 도 12를 참조하면, 센서모듈(550)의 레이저빔센서(553)로는 포토다이오드(photo-diode) 또는 포토트랜지스터(photo-transistor) 또는 이미지센서(image sensor) 등을 사용할 수 있다.
5, 8, and 12, a photo diode, a photo-transistor, an image sensor, or the like may be used as the laser beam sensor 553 of the sensor module 550 .

바람직하게, 포토다이오드 또는 포토트랜지스터를 레이저빔센서(553)로 사용할 경우에는 레이저빔(554) 방출 시작부터 반사광(555)이 레이저빔센서(553)에 도달할 때까지의 시간을 측정하여 3차원 정보를 산출하고, 이미지센서를 사용할 경우에는 렌즈(552)를 통과한 반사광(555)의 광축과 렌즈중심축간의 각도를 측정하여 3각기법을 통해 3차원 정보를 산출하며, 상기 반사광(555)의 광축은 반사광(555)의 상이 맺힌 이미지센서의 위치값을 읽어 산출한다.
Preferably, when the photodiode or phototransistor is used as the laser beam sensor 553, the time from the start of emission of the laser beam 554 to the arrival of the reflected light 555 to the laser beam sensor 553 is measured, When the image sensor is used, the angle between the optical axis of the reflected light 555 passing through the lens 552 and the lens center axis is measured to calculate the three-dimensional information through the triangulation method. The position of the image sensor in which the image of the reflected light 555 is formed is read and calculated.

바람직하게, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 센서모듈모터(160)로는 서보모터(servo-motor)를 이용하였지만, 본 발명은 이에 한정된 것은 아니다. 상기 센서모듈모터(160)로는 엑추에이터(actuator), 피에조모터(piezo-motor)등 다양한 형태의 모터가 사용될 수 있고 이때, 센서모듈모터(160)의 종류에 따라 푸시로드(180)나 콘트롤혼(170) 대신 추가적인 보조기구를 구비하여 사용하거나 센서모듈모터(160)와 센서모듈(550)을 일체로 하여 형성될 수도 있다.
Preferably, a servomotor is used as the sensor module motor 160 according to an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited thereto. Various types of motors such as an actuator and a piezo-motor may be used as the sensor module motor 160. The sensor module motor 160 may include a push rod 180 or a control horn 170 may be provided with an additional auxiliary mechanism or the sensor module motor 160 and the sensor module 550 may be integrally formed.

도 9를 참조하면, 제어장치(500)는,Referring to FIG. 9, the control device 500 includes:

적어도 하나 이상의 상기 레이저빔발생기(551)를 펄스로 제어하는 레이저빔 구동부(540)와, 피측정물(70)에 의해 반사되는 반사광(555)을 감지하는 적어도 하나 이상의 레이저빔센서(553)로부터 신호를 받아 신호 증폭 및 변환하는 신호변환부(560)와, 본체회전모터(140)를 구동하는 본체회전모터구동부(520)와, 상기 본체의 위치를 감지하는 본체 엔코더(530)와, 센서모듈모터(160)의 회전각도를 제어하는 센서모듈모터구동부(590)와, 각종 형상의 측정경로와 프로그램 그리고 산출 데이터를 저장하는 메모리(580)와, 외부와 통신하는 입출력부(570)와, 상기 레이저빔 구동부(540), 신호변환부(560), 본체회전모터구동부(520), 본체 엔코더(530), 센서모듈모터구동부(590), 메모리(580), 입출력부(570) 등에 입력 및 출력하며 연산제어하는 연산제어부(510)로 구성되어 있다.
A laser beam driver 540 for controlling at least one of the laser beam generators 551 with pulses and at least one laser beam sensor 553 for detecting reflected light 555 reflected by the measured object 70 A main body encoder 530 for sensing the position of the main body, a main body rotating motor driving part 520 for driving the main body rotating motor 140, A memory module 580 for storing measurement paths and programs of various shapes and calculation data, an input / output unit 570 for communicating with the outside, a sensor module motor driving unit 590 for controlling the rotation angle of the motor 160, The input and output of the laser beam driving unit 540, the signal converting unit 560, the body rotation motor driving unit 520, the body encoder 530, the sensor module motor driving unit 590, the memory 580, and the input / And an arithmetic control unit 510 for performing arithmetic and control operations.

한편, 상기 연산제어부(510)는 본체회전모터구동부(520)를 통해 본체회전모터(140)를 구동하여 본체(100)를 회전시키고, 상기 본체 엔코더(530)로 회전하고 있는 상기 본체(100)의 회전각도를 읽은 후, 상기 본체(100)의 회전각도에 동기된 측정경로 설정값(사전 설정값)으로 센서모듈모터(160)를 구동하여 센서모듈(550)의 기울기 각도를 제어한 후, 상기 센서모듈(550) 내에 구비된 레이저빔발생기(551)를 제어하여 레이저빔(554)을 방출하고, 피측정물(70)에 의해 반사되는 반사광(555)을 레이저빔센서(553)로 감지하여 신호변환부(560)에서 신호를 증폭 및 변환한 후 상기 연산제어부(510)에 전달하면 상기 연산제어부(510)는 x, y, z의 값을 가지는 3차원 점을 산출하고, 산출된 3차원 점의 정보는 입출력부(570)를 통해 응용프로그램에 전달된다.
The operation control unit 510 rotates the main body 100 by driving the main body rotation motor 140 through the main body rotation motor driving unit 520 and rotates the main body 100 rotated by the main body encoder 530, And then controls the inclination angle of the sensor module 550 by driving the sensor module motor 160 at a measurement path setting value (preset value) synchronized with the rotation angle of the main body 100, The laser beam generator 551 in the sensor module 550 is controlled to emit the laser beam 554 and the reflected light 555 reflected by the measured object 70 is detected by the laser beam sensor 553 The signal converter 560 amplifies and converts the signal, and transmits the amplified signal to the arithmetic and control unit 510. The arithmetic and control unit 510 calculates a three-dimensional point having values of x, y, and z, The information of the dimension point is transmitted to the application program via the input / output unit 570.

바람직하게, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 본체 엔코더(530)는 본체(100)의 회전각도를 감지하도록 되어 있으나 본 발명은 이에 한정된 것은 아니다. 상기 본체회전모터(140)의 종류에 따라 상기 본체(100)의 원점(시작점)만 감지하여 구현할 수도 있다.
Preferably, the main body encoder 530 according to an embodiment of the present invention is configured to detect the rotation angle of the main body 100, but the present invention is not limited thereto. It is possible to detect only the origin (starting point) of the main body 100 according to the type of the main body rotating motor 140. [

본 발명 3차원 스캐너(10)는 미리 설정된 다양한 형상의 측정경로(20)를 상기 제어장치(500) 또는 응용프로그램에 의해 메모리(580)에 저장될 수 있으며, 정지, 전진, 후진, 회전, 고속, 저속 등의 운전상태에 따라 최적화된 측정경로를 제공받을 수 있다.
The three dimensional scanner 10 according to the present invention can be stored in the memory 580 by the control device 500 or an application program in various preset measurement paths 20 and can be stopped, , A low speed, and so on.

따라서 본 발명에 따른 3차원 스캐너(10)는 레이저빔의 방출각도를 임의로 설정할 수 있도록 하여 레이저빔(554)의 방출각도를 제어함으로써 다양한 형상의 측정경로(20)를 제공할 수 있고, 사각지대를 최소화하며, 운전상태에 따라 특정위치의 측정을 더욱 강화할 수 있고, 추가적인 센서설치의 필요성을 최소화할 수 있는 등 다양한 효과를 얻을 수 있다.
Accordingly, the three-dimensional scanner 10 according to the present invention can arbitrarily set the emission angle of the laser beam to control the emission angle of the laser beam 554, thereby providing the measurement path 20 of various shapes, And it is possible to further enhance the measurement of the specific position according to the operation state, minimize the necessity of additional sensor installation, and achieve various effects.

10 : 3차원 스캐너 20 : 다양한 형상의 측정경로
70 : 피측정물 80 : 차량
90 : 종래의 3차원 스캐너 95 : 종래의 측정경로
100 : 본체 110 : 고정대
120 : 베어링 130 : 슬립링(slip ring)
140 : 본체회전모터 150 : 베어링 커버
160 : 센서모듈모터 170 : 콘트롤혼(control horn)
180 : 푸시로드(push rod) 190 : 지지대
199 : 커버
200 : 센서모듈케이스 210 : 회전축
220 : 연결부 230 : 방출구
500 : 제어장치 510 : 연산제어부
520 : 본체회전모터구동부 530 : 본체 엔코더
540 : 레이저빔구동부
550 : 센서모듈 551 : 레이저빔발생기
552 : 렌즈 553 : 레이저빔센서
554 : 레이저빔 555 : 반사광
559 : 방출각도 간격
560 : 신호변환부 570 : 입출력부
580 : 메모리 590 : 센서모듈모터구동부10: 3D scanner 20: Measurement path of various shapes
70: measured object 80: vehicle
90: conventional three-dimensional scanner 95: conventional measuring path
100: main body 110:
120: bearing 130: slip ring
140: Body rotation motor 150: Bearing cover
160: sensor module motor 170: control horn
180: push rod 190: support
199: cover
200: Sensor module case 210:
220: connection part 230: discharge port
500: control device 510: operation control unit
520: main body rotation motor driving unit 530: main body encoder
540: laser beam driver
550: sensor module 551: laser beam generator
552: lens 553: laser beam sensor
554: laser beam 555: reflected light
559: Emission angle interval
560: Signal conversion unit 570: Input /
580: Memory 590: Sensor module motor driving section

Claims (3)

레이저빔을 방출한 후 피측정물로부터 반사된 반사광을 감지하여 피측정물의 거리를 산출하는 3차원 스캐너에 있어서,

레이저빔(554)을 방출하는 레이저빔발생기(551)와;
상기 레이저빔(554)의 반사광(555)을 감지하는 레이저빔센서(553)와;
상기 레이저빔발생기(551)를 적어도 하나 이상 구비하며 적어도 하나 이상의 상기 레이저빔센서(553)를 구비하여 형성된 센서모듈(550)과;
상기 레이저빔(554)의 방출각도를 조절하기 위하여 상기 센서모듈(550)의 각도를 조절하는 센서모듈모터(160)와;
적어도 하나 이상의 상기 센서모듈(550)과 적어도 하나 이상의 상기 센서모듈모터(160)를 구비하여 형성된 본체(100)와;
상기 본체(100)을 회전시키는 본체회전모터(140)와;
상기 센서모듈(550), 센서모듈모터(160), 본체회전모터(140)를 제어하는 제어장치(500)로 구성되며,
측정경로 설정값에 따라 상기 센서모듈모터(160)를 제어하여 상기 레이저빔의 방출각도를 조절함으로써 다양한 형상의 측정경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너.
A three-dimensional scanner for detecting a reflected light reflected from a measured object after emitting a laser beam to calculate a distance of the measured object,

A laser beam generator 551 for emitting a laser beam 554;
A laser beam sensor 553 for detecting reflected light 555 of the laser beam 554;
A sensor module 550 having at least one laser beam generator 551 and at least one laser beam sensor 553;
A sensor module motor 160 for adjusting the angle of the sensor module 550 to adjust an emission angle of the laser beam 554;
A main body 100 formed with at least one sensor module 550 and at least one sensor module motor 160;
A main body rotation motor 140 for rotating the main body 100;
And a controller 500 for controlling the sensor module 550, the sensor module motor 160, and the body rotation motor 140,
Wherein the sensor module motor (160) is controlled according to the measurement path setting value to adjust the emission angle of the laser beam to provide various measurement paths.
청구한 1에 있어서, 차량 또는 로봇의 운전상태에 따라 최적화된 측정경로 설정값을 설정 또는 제공하는 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너.
The three-dimensional scanner according to claim 1, wherein the optimized path setting value is set or provided according to the operating state of the vehicle or the robot.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 레이저빔센서가 포토다이오드 또는 포토트랜지스터 또는 이미지센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 3차원 스캐너.
The three-dimensional scanner according to claim 1 or 2, wherein the laser beam sensor comprises a photodiode, a phototransistor, or an image sensor.
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KR20180136058A (en) * 2017-06-14 2018-12-24 (주)에이랩스 Ladar apparatus for autonomous driving robot
JP2019110236A (en) * 2017-12-19 2019-07-04 京セラ株式会社 Optical device
KR20190140579A (en) * 2018-06-12 2019-12-20 주식회사 라이드로 Lidar optical system

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