KR20190011497A - 하이브리드 라이다 스캐너 - Google Patents

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KR20190011497A
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Abstract

본 발명은 하나의 라이다 스캐너로 근거리 영역과 원거리 영역을 동시에 측정할 수 있는 하이브리드 라이다 스캐너에 관한 것으로,
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너는,
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.

Description

하이브리드 라이다 스캐너 {Hybrid LiDAR 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.
레이저(Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation, LASER)는 빛의 유도방출(stimulated emission)을 일으켜 증폭해서 레이저 광을 조사한다.
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.
최근에는 자율주행 자동차, 이동 로봇, 드론 등에 적용되면서 핵심 기술로 주목을 받고 있다.
자동차에 적용되는 경우, 라이다는 주행중인 차량이 앞차와의 충돌을 피하거나 또는 충격을 최소화할 수 있도록 차간거리를 실시간으로 측정하여 경고 또는 차량 자동제어를 수행할 수 있다.
하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에는 레이저를 이용해서 물체를 감지하는 물체 감지센서 기술이 개시되어 있다.
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.
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.
1. 대한민국 특허 등록번호 제10-1296780호 2. 대한민국 특허 등록번호 제10-1491289호
본 발명은 하나의 라이다 스캐너로 근거리 영역과 원거리 영역을 동시에 측정할 수 있는 하이브리드 라이다 스캐너를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너는,
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.
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.
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.
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.
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.
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.
기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너가 도시된 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너의 여러 실시 형태가 도시된 도면이다.
도 4는 제1 라이다부의 동작 상태가 도시된 평면도이다.
도 5는 제1 다면 미러의 반사 미러 각각이 상이한 기울기로 형성된 경우의 측정 고도를 설명하는 도면이다.
도 6은 제2 라이다부의 동작 상태가 도시된 평면도이다.
도 7 및 도 8은 제1 다면 미러와 제2 다면 미러의 배치 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너가 도시된 도면이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너의 동작 상태가 도시된 도면이다.
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.
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.
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)
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.
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.
물론, 각각의 라이다부가 반드시 다른 측정법을 수행하는 것에 한정되지 않고, 각각의 라이다부가 동일한 측정법을 수행하면서 각각 원거리, 근거리를 측정할 수도 있다. (도 2 참조)
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너가 도시된 도면이다.
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 10 참조)을 측정하고, 제2 라이다부(200)는 삼각 측량법을 수행하여 근거리에 있는 제2 영역(A2, 도 10 참조)을 측정한다.
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.
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.
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.
도 4에 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. 도 4의 (c)와 같이, 제1 다면 미러(110)의 회전에 따라 제1 레이저 다이오드(120) 방향으로 반사되는 레이저 빔은 노이즈 처리된다.
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.
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 5 참조)를 의미한다.
제1 레이저 다이오드(120)에서 조사된 레이저 빔은 기울기가 상이한 다수의 반사 미러에 의해 반사되어 여러 측정고도를 측정할 수 있게 된다. 예를 들어, 도 5에 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.
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.
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.
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.
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.
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.
도 6에 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 6에는 제2 다면 미러(210)가 1/2 회전한 상태가 도시되어 있다. 제어부(미도시)는 도 6의 (d) ~ (e) 과정에서 획득한 카메라 이미지로 삼각 측량법을 수행하여 전방의 거리를 측정한다. 도 6의 (a) ~ (c) 과정에서 획득한 카메라 이미지는 노이즈 처리하거나 또는 후방 물체의 거리 측정에 이용할 수 있다.
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.
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.
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 13에 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.
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.
도 7과 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.
도 8과 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.
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.
즉, 도 9에 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.
다음으로, 도 10 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너의 동작 상태를 설명한다. 도 10 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 라이다 스캐너의 동작 상태가 도시된 도면이다.
본 발명의 하이브리드 라이다 스캐너는, 하나의 구동 모터(미도시)로 복수개의 다면 미러를 동축 회전시키면서 각각의 다면 미러가 포함된 라이다부는 각각 다른 영역을 측정한다.
도 10에 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.
도 11에 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.
도 12에 도시된 바와 같이, 제1 라이다부(100)의 반사 미러가 각각 상이한 기울기로 형성되는 경우에는, 복수개의 고도 영역(H1 ~ H4)을 측정할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제2 라이다부(200)의 반사 미러가 각각 상이한 기울기로 형성되는 경우에는, 복수개의 고도 영역(Ha ~ Hb)을 측정할 수 있다.
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.
100 : 제1 라이다부 110 : 제1 다면 미러
120 : 제1 레이저 다이오드 140 : 이미지센서
200 : 제2 라이다부 210 : 제2 다면 미러
220 : 제2 레이저 다이오드 240 : 이미지센서
250 : 카메라

Claims (7)

  1. 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 모터
    를 포함하는 하이브리드 라이다 스캐너.
  2. 청구항 1에 있어서,
    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 하는 하이브리드 라이다 스캐너.
  3. 청구항 1에 있어서,
    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.
  4. 청구항 1에 있어서,
    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 하는 하이브리드 라이다 스캐너.
  5. 청구항 1에 있어서,
    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 스플리터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 라이다 스캐너.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 라이다부는 비행시간 측정법(TOF, Time-of-Flight)을 수행하여 제1 영역을 측정하고,
    상기 제2 라이다부는 삼각 측량법을 수행하여 제2 영역을 측정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 라이다 스캐너.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 라이다부는 비행시간 측정법을 수행하여 제1 영역을 측정하고,
    상기 제2 라이다부는 비행시간 측정법을 수행하여 제2 영역을 측정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 라이다 스캐너.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210004761A (ko) * 2019-07-05 2021-01-13 주식회사 라이드로 라이다 광학 장치 및 이를 구비하는 라이다 장치
KR20210010190A (ko) * 2019-07-19 2021-01-27 주식회사 라이드로 라이다 광학 장치
WO2021035428A1 (zh) * 2019-08-23 2021-03-04 深圳市速腾聚创科技有限公司 激光雷达及自动驾驶设备
WO2021045529A1 (ko) * 2019-09-05 2021-03-11 주식회사 에스오에스랩 라이다 장치
KR20210047658A (ko) 2019-10-22 2021-04-30 주식회사 만도 라이다 스캐닝 장치
US11762092B2 (en) 2019-07-01 2023-09-19 Samsung Electronics Co., Ltd. LiDAR apparatus and control method thereof
US11808889B2 (en) 2018-01-08 2023-11-07 Sos Lab Co., Ltd. LiDAR device
US11953596B2 (en) 2018-01-08 2024-04-09 Sos Lab Co., Ltd. LiDAR device

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113075644B (zh) * 2020-01-06 2023-08-04 深圳市速腾聚创科技有限公司 激光雷达及具有激光雷达的设备
WO2023059766A1 (en) * 2021-10-06 2023-04-13 Neural Propulsion Systems, Inc. Hybrid lidar system
KR102526992B1 (ko) 2022-09-28 2023-04-28 람다이노비전 주식회사 코히어런트 라이다의 다채널 송수신 장치

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0333714A (ja) * 1989-06-29 1991-02-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd スキャナ
JPH0772239A (ja) * 1993-09-02 1995-03-17 Nissan Motor Co Ltd レーザ距離測定装置
JPH07103719A (ja) * 1993-09-30 1995-04-18 Mitsutoyo Corp 光学式寸法測定装置
KR970011933A (ko) * 1995-08-31 1997-03-27 이형도 레이저 스캐너의 동기신호 검출방법
JP2007127911A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Canon Inc 光偏向装置の偏心測定装置及び偏心調整装置及びそれらを用いた走査光学装置及び画像形成装置
JP2012117996A (ja) * 2010-12-03 2012-06-21 Fujitsu Ltd 距離測定装置および距離測定方法
KR101296780B1 (ko) 2011-02-15 2013-08-14 계명대학교 산학협력단 레이저를 이용한 장애물 감지장치 및 방법.
JP2014029317A (ja) * 2012-07-03 2014-02-13 Ricoh Co Ltd レーザレーダ装置
KR101491289B1 (ko) 2013-07-30 2015-02-06 현대자동차주식회사 차량 주변의 장애물 감지 장치 및 그 방법
JP2015125007A (ja) * 2013-12-25 2015-07-06 株式会社デンソー ポリゴンミラー、レーザレーダ装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6025014B2 (ja) * 2012-02-22 2016-11-16 株式会社リコー 距離測定装置
KR20150047215A (ko) * 2013-10-24 2015-05-04 현대모비스 주식회사 회전형 라이다 센서를 이용한 타겟 차량 감지 장치 및 회전형 라이다 센서
KR20150068126A (ko) * 2013-12-11 2015-06-19 한국전자통신연구원 타겟 정보를 기초로 다중 모드 레이더를 위한 제어 신호를 생성하는 레이더 신호 제어 장치 및 그 제어 방법
US10288723B2 (en) * 2014-02-13 2019-05-14 Konica Minolta, Inc. Mirror unit, distance measurement device and laser radar, and mobile body and fixed object having the mirror unit and the distance measurement device or the laser radar

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0333714A (ja) * 1989-06-29 1991-02-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd スキャナ
JPH0772239A (ja) * 1993-09-02 1995-03-17 Nissan Motor Co Ltd レーザ距離測定装置
JPH07103719A (ja) * 1993-09-30 1995-04-18 Mitsutoyo Corp 光学式寸法測定装置
KR970011933A (ko) * 1995-08-31 1997-03-27 이형도 레이저 스캐너의 동기신호 검출방법
JP2007127911A (ja) * 2005-11-07 2007-05-24 Canon Inc 光偏向装置の偏心測定装置及び偏心調整装置及びそれらを用いた走査光学装置及び画像形成装置
JP2012117996A (ja) * 2010-12-03 2012-06-21 Fujitsu Ltd 距離測定装置および距離測定方法
KR101296780B1 (ko) 2011-02-15 2013-08-14 계명대학교 산학협력단 레이저를 이용한 장애물 감지장치 및 방법.
JP2014029317A (ja) * 2012-07-03 2014-02-13 Ricoh Co Ltd レーザレーダ装置
KR101491289B1 (ko) 2013-07-30 2015-02-06 현대자동차주식회사 차량 주변의 장애물 감지 장치 및 그 방법
JP2015125007A (ja) * 2013-12-25 2015-07-06 株式会社デンソー ポリゴンミラー、レーザレーダ装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11808889B2 (en) 2018-01-08 2023-11-07 Sos Lab Co., Ltd. LiDAR device
US11953626B2 (en) 2018-01-08 2024-04-09 SOS Lab co., Ltd LiDAR device
US11953596B2 (en) 2018-01-08 2024-04-09 Sos Lab Co., Ltd. LiDAR device
US11762092B2 (en) 2019-07-01 2023-09-19 Samsung Electronics Co., Ltd. LiDAR apparatus and control method thereof
KR20210004761A (ko) * 2019-07-05 2021-01-13 주식회사 라이드로 라이다 광학 장치 및 이를 구비하는 라이다 장치
KR20210010190A (ko) * 2019-07-19 2021-01-27 주식회사 라이드로 라이다 광학 장치
WO2021035428A1 (zh) * 2019-08-23 2021-03-04 深圳市速腾聚创科技有限公司 激光雷达及自动驾驶设备
WO2021045529A1 (ko) * 2019-09-05 2021-03-11 주식회사 에스오에스랩 라이다 장치
KR20210029108A (ko) * 2019-09-05 2021-03-15 주식회사 에스오에스랩 라이다 장치
KR20210047658A (ko) 2019-10-22 2021-04-30 주식회사 만도 라이다 스캐닝 장치

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