WO2021045529A1 - 라이다 장치 - Google Patents

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WO2021045529A1
WO2021045529A1 PCT/KR2020/011860 KR2020011860W WO2021045529A1 WO 2021045529 A1 WO2021045529 A1 WO 2021045529A1 KR 2020011860 W KR2020011860 W KR 2020011860W WO 2021045529 A1 WO2021045529 A1 WO 2021045529A1
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laser
viewing angle
scanning unit
unit
angle
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PCT/KR2020/011860
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French (fr)
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원범식
정종규
황성의
김동규
정지성
장준환
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주식회사 에스오에스랩
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    • G02B7/1821—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors for rotating or oscillating mirrors

Definitions

  • the present invention relates to a lidar device that acquires distance information of an object using a laser.
  • the present invention relates to a lidar device for obtaining distance information by irradiating a laser toward a scan area and detecting a laser reflected from an object existing on the scan area.
  • LiDAR Light Detecting And Ranging
  • the lidar device is a device capable of obtaining positional information on objects existing around it by generating a point cloud using a laser.
  • studies on meteorological observation using a lidar device, 3D mapping, autonomous vehicles, autonomous driving drones, and unmanned robot sensors are also actively progressing.
  • lidar devices have mechanically rotated the lidar device itself or extended a scan area using a diffusion lens.
  • the lidar device itself is mechanically rotated, there are thermal problems occurring in many lasers, stability, durability, etc. due to mechanical rotation.
  • a lidar device that expands the scan area using a diffusion lens there is a problem that the measurement distance is reduced due to diffusion of the laser.
  • the problem to be solved of the present invention is to provide a lidar device including a plurality of laser output devices.
  • Another object of the present invention is to provide a lidar device that forms a plurality of viewing angles.
  • Another object of the present invention is to provide a lidar device with an extended viewing angle.
  • the lidar device forms a first viewing angle using a first laser output unit for outputting a first laser, a second laser output unit for outputting a second laser, and the first laser, and the A scanning unit for forming a second viewing angle using a second laser, and a detector unit for measuring a distance to an object using the first and second lasers, wherein the scanning unit uses the first laser A first scanning unit for forming a first vertical viewing angle, forming a second vertical viewing angle using the second laser, and forming a first horizontal viewing angle using the first laser, and using the second laser And a second scanning unit for forming a second horizontal viewing angle, wherein the first and second scanning units have a size of the first horizontal viewing angle greater than that of the first vertical viewing angle, and the second horizontal viewing angle may have a size of the second horizontal viewing angle.
  • An angle between the first laser and the second laser irradiated to the first scanning unit may be designed.
  • a lidar device includes a laser output unit for outputting at least two lasers, a scanning unit for forming a first viewing angle and a second viewing angle using the at least two lasers, and the at least two lasers.
  • a detector unit for measuring a distance to the object by using, wherein the scanning unit has the same size of the first viewing angle and the second viewing angle, and the scan pattern in the first viewing angle and the scan pattern in the second viewing angle are the same.
  • the angle between the at least two lasers irradiated to the scanning unit is the distance between the center of the first viewing angle and the center of the second viewing angle in the first direction at the same distance from the lidar device. It may be designed to be greater than a distance spaced apart in a second direction perpendicular to the first direction.
  • a first laser output unit for outputting a first laser, a second laser output unit for outputting a second laser, and a first vertical viewing angle are formed using the first laser.
  • An angle between the first laser and the second laser irradiated to the scanning unit may be designed.
  • a lidar device including a plurality of laser output devices can be provided.
  • a lidar device forming a plurality of viewing angles can be provided.
  • a lidar device with an extended viewing angle can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a function of a scanning unit in a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a lidar device according to another embodiment.
  • FIG. 4 is a view related to a lidar device according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a rotating faceted mirror according to an exemplary embodiment.
  • 6 to 8 are diagrams for explaining the relationship between the number of reflective surfaces and the viewing angle.
  • FIG. 9 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram for describing a laser FOV and a detector FOV formed at a specific point in time.
  • FIG. 13 is a diagram for describing a viewing angle of a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a laser FOV and a detector FOV formed at a specific point in time.
  • FIG. 15 is a diagram for describing a LiDAR device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram for describing a LiDAR device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram for describing a viewing angle of a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 20 is a diagram for describing a LiDAR device according to an exemplary embodiment.
  • 21 is a diagram for describing a LiDAR device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram for describing a viewing angle of a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an arrangement and a viewing angle of a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 24 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 25 is a diagram for describing a LiDAR device according to an exemplary embodiment.
  • 26 is a diagram for describing a viewing angle of a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • 27 and 28 are diagrams for describing various scan patterns of a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • 29 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 30 is a diagram for describing a LiDAR device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 31 is a diagram for describing a LiDAR device according to an exemplary embodiment.
  • a lidar device for measuring a distance using a laser
  • a first laser output unit for outputting a first laser
  • a second laser output unit for outputting a second laser
  • the second laser 1 A scanning unit for forming a first viewing angle using a laser, a scanning unit for forming a second viewing angle using the second laser, and a detector unit for measuring a distance to an object using the first and second lasers, ,
  • the scanning unit forms a first vertical viewing angle using the first laser, and a first scanning unit for forming a second vertical viewing angle using the second laser and a first horizontal viewing angle using the first laser And a second scanning unit for forming a second horizontal viewing angle using the second laser, wherein the first and second scanning units have a size of the first horizontal viewing angle than that of the first vertical viewing angle.
  • the second horizontal viewing angle is disposed to be greater than the second vertical viewing angle, and a distance between the center of the first vertical viewing angle and the center of the second vertical viewing angle is the center of the first horizontal viewing angle and the A lidar device in which an angle between the first laser and the second laser irradiated to the first scanning unit is designed to be greater than the distance between the centers of the second horizontal viewing angle may be provided.
  • the scanning unit may be disposed so that the first viewing angle and the second viewing angle have the same size.
  • the scanning unit may be arranged such that an angle formed by the first laser irradiated at the first viewing angle and the second laser irradiated at the second viewing angle with the lidar device at the same time point is constant according to time.
  • the first scanning unit includes a nodding mirror rotating in a predetermined angle range
  • the second scanning unit includes a rotating faceted mirror rotating about a rotation axis
  • the noding mirror is repeatedly driven in a range of a degree
  • a b degree which is an angle between the first laser and the second laser, may be designed to be at least 2a degrees.
  • the b degree which is an angle between the first laser and the second laser irradiated by the nodding mirror, may be designed to be at least 2a or more so that no overlapping point between the first viewing angle and the second viewing angle occurs. .
  • a b degree which is an angle between the first laser and the second laser irradiated by the nodding mirror, may be designed to be at least 2a or less so that the first and second viewing angles at least partially overlap.
  • a lidar device for measuring a distance using a laser, a laser output unit for outputting at least two lasers, a first viewing angle and a second viewing angle using the at least two lasers
  • a scanning unit for forming a, and a detector unit for measuring a distance to the object using the at least two lasers, wherein the scanning unit has the same size of the first viewing angle and the second viewing angle, and within the first viewing angle
  • the scan pattern and the scan pattern within the second viewing angle are arranged to be the same, and an angle between the at least two lasers irradiated to the scanning unit is the center of the first viewing angle and the second viewing angle at the same distance from the lidar device.
  • a lidar device may be provided that is designed such that a distance in which the center of the viewing angle is spaced apart in the first direction is greater than a distance separated in a second direction perpendicular to the first direction.
  • the size of the first viewing angle in the first direction is smaller than the size of the first viewing angle in the second direction
  • the size of the second viewing angle in the first direction is the size of the second viewing angle. It may be smaller than the size in the second direction.
  • the scanning unit includes a first scanning unit for forming a viewing angle in the first direction and a second scanning unit for forming a viewing angle in the second direction, and the first and second lasers are directed to the first scanning unit.
  • a first scanning unit for forming a viewing angle in the first direction
  • a second scanning unit for forming a viewing angle in the second direction
  • the first and second lasers are directed to the first scanning unit.
  • the first scanning unit may include a nodding mirror that rotates within a predetermined angular range
  • the second scanning unit may include a rotating faceted mirror that rotates about a rotation axis.
  • the at least two or more lasers include a first laser and a second laser
  • the noding mirror is repeatedly driven in a degree range
  • b degrees which is an angle between the first laser and the second laser
  • the at least two or more lasers include a first laser and a second laser
  • the detector unit includes at least two or more channels for detecting the first laser and the second laser, and the first laser irradiated at the same time.
  • the first laser and the second laser may be detected in different channels of the detector unit.
  • the at least two lasers include a first laser and a second laser
  • the lidar device generates a point using the first and second lasers, and the point within a vertical end region of the first viewing angle
  • the density of the point is higher than the density of the point in the central region of the first viewing angle
  • the density of the point in the vertical end region of the second viewing angle is higher than the density of the point in the central region of the second viewing angle
  • the scanning unit The angle between the at least two lasers irradiated to may be designed such that a vertical end region of the first viewing angle and a vertical end region of the second viewing angle are adjacent to each other.
  • the laser output unit may include a first laser output device for outputting the first laser and a second laser output device for outputting the second laser.
  • the at least two lasers include a first laser, a second laser, a third laser, and a fourth laser
  • the scanning unit uses the first to fourth lasers to use the first viewing angle, the second viewing angle, and A third viewing angle and a fourth viewing angle are formed
  • the scanning unit includes a first scanning unit, a second scanning unit, and a third scanning unit, and the first and third scanning units use the first and second lasers.
  • the angle between the first and second lasers irradiated to the first scanning unit is the center of the first viewing angle and the second viewing angle at the same distance from the lidar device Is designed such that a distance at a center of the first direction is greater than a distance spaced apart in a second direction perpendicular to the first direction, and the second and third scanning units use the third and fourth lasers.
  • the angle between the third and fourth lasers irradiated to the second scanning unit is the center of the third viewing angle and the fourth viewing angle at the same distance from the lidar device Is designed such that a distance spaced apart from the center of the first direction is greater than a distance spaced apart in a second direction perpendicular to the first direction, and when viewed along the rotation axis of the third scanning unit, the first scanning unit 3
  • the angle formed by the first laser irradiated to the scanning unit and the third laser irradiated to the third scanning unit through the second scanning unit is designed so that the positions of the first viewing angle and the third viewing angle in the second direction are different.
  • the angle formed by the second laser irradiated to the third scanning unit through the first scanning unit and the fourth laser irradiated to the third scanning unit through the second scanning unit is
  • the second viewing angle and the fourth viewing angle may be designed to have different positions in the second direction.
  • a lidar device for measuring a distance using a laser, a first laser output unit for outputting a first laser, a second laser output unit for outputting a second laser, Forming a first vertical viewing angle using the first laser, forming a first horizontal viewing angle using the first scanning unit and the first laser for forming a second vertical viewing angle using the second laser, And a second scanning unit for forming a second horizontal viewing angle using the second laser, wherein an angle formed by a center of the first vertical viewing angle and a center of the second vertical viewing angle with the lidar device is at least a first vertical
  • a lidar device may be provided in which an angle between the first laser and the second laser irradiated to the first scanning unit is designed to have a size of a viewing angle or a second vertical viewing angle.
  • the angle between the first laser and the second laser irradiated by the first scanning unit is at least the first vertical viewing angle or the second vertical viewing angle so that there is no overlapping point between the first viewing angle and the second viewing angle It can be designed to be larger than the size of.
  • the angle between the first laser and the second laser irradiated by the first scanning unit so that the first viewing angle and the second viewing angle at least partially overlap is equal to or less than the size of the first vertical viewing angle or the second vertical viewing angle.
  • the first scanning unit and the second scanning unit at the same time, the first laser irradiated with the first viewing angle and the second laser irradiated with the second viewing angle, the angle formed with the lidar device in time It can be arranged to be constant along.
  • the lidar device includes a detector unit for detecting the first laser and the second laser, and an area for detecting the first laser and an area for detecting the second laser within the detector unit
  • the arrangement may be contrary to the arrangement of the first vertical viewing angle and the second vertical viewing angle.
  • the lidar device is a device for detecting a distance and a location of an object using a laser.
  • the distance between the lidar device and the object and the position of the object based on the lidar device are (R, , It can be expressed as ).
  • the present invention is not limited thereto, and for example, the distance between the lidar device and the object, and the position of the object based on the lidar device are rectangular coordinates (X,Y,Z), cylindrical coordinates (R, ,z), etc.
  • the lidar device may use a laser reflected from the object to determine the distance R to the object.
  • the LiDAR device may use a time of flight (TOF), which is a time difference between an emitted laser and a detected laser, to determine the distance R between the object.
  • TOF time of flight
  • the lidar device may include a laser output unit that outputs a laser and a detector unit that detects the reflected laser. The lidar device checks the time when the laser is output from the laser output unit, checks the time when the detector unit detects the laser reflected from the object, and determines the distance to the object based on the difference between the emitted time and the detected time. I can judge.
  • the LiDAR device may use a triangulation method based on a sensed position of a detected laser in order to determine the distance R to the object. For example, when a laser emitted from the laser output unit is reflected from a relatively close object, the reflected laser may be detected at a point relatively far from the laser output unit among the detector units. In addition, when the laser emitted from the laser output unit is reflected from a relatively distant object, the reflected laser may be detected at a point relatively close to the laser output unit among the detector units. Accordingly, the lidar device may determine the distance to the object based on the difference in the detection position of the laser.
  • the lidar device may use a phase shift of a detected laser to determine the distance R to the object.
  • the LiDAR device detects the phase of the amplitude by AM (Amplitude Modulation) of the laser emitted from the laser output unit, and detects the phase of the amplitude of the laser reflected from the object existing in the scan area.
  • the distance to the object existing on the scan area may be determined based on the phase difference between the laser and the detected laser.
  • the lidar device may determine the position of the object using the angle of the irradiated laser. For example, in the lidar device, the irradiation angle of one laser irradiated toward the scan area of the lidar device ( , ) Is known, and if the laser reflected from the object present on the scan area is detected by the detector, the LiDAR device uses the irradiation angle of the irradiated laser ( , ) To determine the location of the object.
  • the lidar device may determine the position of the object by using the angle of the received laser. For example, although the first object and the second object are at the same distance R from the lidar device, different positions ( , ), the laser reflected from the first object and the laser reflected from the second object may be detected at different points of the detector unit. The lidar device may determine the position of the object based on a point where the reflected lasers are sensed by the detector unit.
  • the lidar device may have a scan area including an object in order to detect a location of a nearby object.
  • the scan area represents a detectable area as one screen, and may mean a set of points, lines, and planes that form one screen during one frame.
  • the scan area can mean the irradiation area of the laser irradiated by the LiDAR device, and the irradiation area means the set of points, lines, and surfaces where the laser irradiated during one frame meets a spherical surface at the same distance (R).
  • the field of view (FOV) means a detectable field, and can be defined as an angular range of the scan area when the lidar device is viewed as an origin.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • a lidar apparatus 100 may include a laser output unit 110, a scanning unit 120, a detector unit 130, and a control unit 140.
  • the lidar device 100 may be a device having more or less configurations than the above configuration.
  • the lidar device may include only the laser output unit, the detector unit, and the control unit without the scanning unit.
  • each of the laser output unit 110, the scanning unit 120, the detector unit 130, and the control unit 140 included in the lidar device 100 may be configured in plural.
  • the lidar device may include a plurality of laser output units, a plurality of scanning units, and a plurality of detector units.
  • it may be composed of a single laser output unit, a plurality of scanning units, and a single detector unit.
  • Each of the laser output unit 110, the scanning unit 120, the detector unit 130, and the control unit 140 included in the lidar apparatus 100 may include a plurality of sub-elements.
  • a plurality of laser output elements may constitute a laser output unit in one array.
  • the laser output unit 110 may emit a laser.
  • the lidar device 100 may measure a distance to an object using the emitted laser.
  • the laser output unit 110 may include one or more laser output devices.
  • the laser output unit 110 may include a single laser output device, and may include a plurality of laser output devices.
  • the plurality of laser output devices may constitute one array.
  • the laser output unit 110 may emit a laser of a 905 nm band, and may emit a laser of a 1550 nm band.
  • the laser output unit 110 is capable of emitting a laser having a wavelength between 800 nm and 1000 nm, and so on, the wavelength of the emitted laser may be in various ranges or may be in a specific range.
  • each laser output device may emit lasers of the same wavelength band and may emit lasers of different wavelength bands.
  • one laser output device may emit a laser in a 905 nm band, and the other laser output device may emit a laser in a 1550 nm band.
  • the laser output device includes a laser diode (LD), a solid-state laser, a high power laser, a light entitling diode (LED), a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), an external cavity diode laser (ECDL), etc. It may include, but is not limited thereto.
  • LD laser diode
  • solid-state laser a high power laser
  • LED light entitling diode
  • VCSEL vertical cavity surface emitting laser
  • ECDL external cavity diode laser
  • the scanning unit 120 may change the irradiation direction and/or size of the laser emitted from the laser output unit 110.
  • the scanning unit 120 may change the irradiation direction of the laser by changing the moving direction of the emitted laser, and change the size of the laser or change the irradiation direction by diverging the emitted laser or changing the phase. Can be changed, the laser can be diverged and the moving direction of the laser can be changed to change the irradiation direction and size of the laser.
  • the scanning unit 120 may expand the scan area of the lidar device 100 or change the scan direction by changing the irradiation direction and/or size of the laser irradiated by the laser output unit 110. .
  • the scanning unit 120 is a fixed mirror that changes the moving direction of the laser at a fixed angle in order to change the moving direction of the emitted laser, nodding within a preset angle range, and continuously changing the moving direction of the laser.
  • a rotating mirror that rotates about one axis and continuously changes the moving direction of the laser, but is not limited thereto.
  • the scanning unit 120 may include a lens, a prism, a microfluidie lens, a liquid crystal, etc. to emit the emitted laser, but is not limited thereto.
  • the scanning unit 120 may include, but is not limited to, an optical phased array (OPA) to change the phase of the emitted laser and change the irradiation direction through it.
  • OPA optical phased array
  • the noding mirror continuously changes the moving direction of the emitted laser to extend or change the irradiation area of the laser, and thus, the noding mirror may be noded in a preset angle range.
  • the noding may refer to rotating about one or more axes and performing a reciprocating motion within a certain angular range.
  • the noding mirror may be a resonance scanner, a MEMs mirror, or a voice coil motor (VCM), but is not limited thereto.
  • the rotating mirror continuously changes the moving direction of the emitted laser to expand or change the irradiation area of the laser, and may rotate about one axis.
  • the rotating mirror may be that the cross-sectional mirror rotates about the axis, the conical mirror may rotate about the axis, or the multifaceted mirror may rotate about the axis, but is not limited thereto. It may be a rotating mirror without limiting the range.
  • the scanning unit 120 may be composed of a single scanning unit, or may be composed of a plurality of scanning units.
  • the scanning unit may include one or more optical elements, and there is no limitation on the configuration thereof.
  • the detector 130 may detect a laser reflected from an object positioned on the scan area of the lidar device 100.
  • the detector unit 130 may include one or more detectors.
  • the detector unit 130 may include a single detector, and may include a detector array including a plurality of detectors.
  • the detector unit 130 may include one APD (Avalanche Photodiode), and a plurality of single-photon avalanche diodes (SPAD) may include SiPM (Silicon Photo Multipliers) configured as an array.
  • APD Anavalanche Photodiode
  • SPAD single-photon avalanche diodes
  • SiPM Silicon Photo Multipliers
  • a plurality of APDs can be configured with a single channel, or can be configured with a plurality of channels.
  • the detector may include a PN photodiode, a phototransistor, a PIN photodiode, an APD, SPAD, SiPM, a charge-coupled device (CCD), but is not limited thereto.
  • the controller 140 may determine a distance from the lidar device to an object positioned on the scan area based on the detected laser.
  • the control unit 140 may control the operation of each component of the lidar device, such as the laser output unit 110, the scanning unit 120, and the detector unit 130.
  • the scanning unit 120 will be described in more detail.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a function of a scanning unit in a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • the function of the scanning unit 120 may be different according to an irradiation area of a laser emitted from the laser output unit 110.
  • an irradiation area of the laser 111 emitted from the laser output unit may have a dot shape.
  • the scanning unit 120 may change the irradiation direction and size of the laser 111, and accordingly, may expand the scan area of the lidar device in a line shape or a plane shape.
  • the scanning unit 120 may change the irradiation direction of the laser by continuously changing the moving direction of the laser 111 having a dot-shaped irradiation area, and accordingly, the scanning area of the lidar device in a plane shape. Can be expanded.
  • the scanning unit 120 can change the size of the laser by emitting the laser 111 having a dot-shaped irradiation area, and accordingly, the scanning area of the lidar device can be expanded in a line or plane shape. I can.
  • the scanning unit 120 may change the size and irradiation direction of the laser by changing the phase of the laser 111 having the irradiation area in the form of a dot, and accordingly, the scanning area of the lidar device in the form of lines or surfaces Can be extended to
  • the scanning unit 120 primarily continuously changes the moving direction of the laser 111 having a dot-shaped irradiation area, and secondarily changes the moving direction of the laser to a direction different from the previously changed moving direction.
  • the irradiation direction of the laser can be changed, and accordingly, the scan area of the lidar device 100 can be expanded in a plane shape.
  • the scanning unit 120 primarily continuously changes the moving direction of the laser 111 having a dot-shaped irradiation area, and secondly emits the laser to change the irradiation direction and size of the laser. In this way, the scan area of the lidar device can be expanded in a plane shape.
  • the scanning unit 120 primarily emits the laser 111 having a dot-shaped irradiation area, and secondarily, continuously changes the moving direction of the divergent laser to change the irradiation direction and size of the laser. It can be changed, and accordingly, the scan area of the lidar device can be expanded in a plane shape.
  • an irradiation area of the laser 112 emitted from the laser output unit may have a line shape.
  • the scanning unit 120 may change the irradiation direction and size of the laser 112, and accordingly, may expand the scan area of the lidar device in a plane shape.
  • the scanning unit 120 may change the irradiation direction of the laser by continuously changing the moving direction of the laser 112 having a linear irradiation area, and accordingly, the scanning area of the lidar device Can be expanded to form.
  • the scanning unit 120 may change the size of the laser by emitting the laser 112 having a linear irradiation area, thereby expanding the scan area of the lidar device in a plane shape.
  • the scanning unit 120 can change the irradiation direction and size of the laser by changing the phase of the laser 112 having a linear irradiation area, and accordingly, the scanning area of the lidar device is formed in a plane shape. Can be extended to
  • the irradiation area of the laser 112 emitted from the laser output unit 110 may be in a line shape.
  • the scanning unit 120 may change the irradiation direction and size of the laser 112, and accordingly, may expand the scan area of the lidar device in a plane shape.
  • the scanning unit 120 may change the irradiation direction of the laser by continuously changing the moving direction of the laser 112 having a linear irradiation area, and accordingly, the scanning area of the lidar device Can be expanded to form.
  • the scanning unit 120 may change the size of the laser by emitting the laser 112 having a linear irradiation area, thereby expanding the scan area of the lidar device in a plane shape.
  • the scanning unit 120 can change the irradiation direction and size of the laser by changing the phase of the laser 112 having a linear irradiation area, and accordingly, the scanning area of the lidar device is formed in a plane shape. Can be extended to
  • an irradiation area of the laser 113 emitted from the laser output unit 110 may have a surface shape.
  • the scanning unit 120 may change the irradiation direction and size of the laser, and accordingly, may expand the scan area of the lidar device or change the scan direction.
  • the scanning unit 120 may change the irradiation direction of the laser by continuously changing the moving direction of the laser 113 having a surface-shaped irradiation area, thereby expanding the scan area of the lidar device. Or change the scanning direction.
  • the scanning unit 120 can change the size of the laser by emitting the laser 113 having a surface-shaped irradiation area, and accordingly, can expand the scan area of the lidar device or change the scanning direction. have.
  • the scanning unit 120 can change the irradiation direction and size of the laser by changing the phase of the laser 113 having a surface-shaped irradiation area, thereby expanding the scan area of the lidar device. Or change the scan direction.
  • an irradiation area of the laser 113 emitted from the laser output unit 110 may be in a plane shape.
  • the scanning unit 120 may change the irradiation direction and size of the laser, and accordingly, may expand the scan area of the lidar device or change the scan direction.
  • the scanning unit 120 may change the irradiation direction of the laser by continuously changing the moving direction of the laser 113 having a surface-shaped irradiation area, thereby expanding the scan area of the lidar device. Or change the scanning direction.
  • the scanning unit 120 can change the size of the laser by emitting the laser 113 having a surface-shaped irradiation area, and accordingly, can expand the scan area of the lidar device or change the scanning direction. have.
  • the scanning unit 120 can change the irradiation direction and size of the laser by changing the phase of the laser 113 having a surface-shaped irradiation area, thereby expanding the scan area of the lidar device. Or change the scan direction.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a lidar device according to another embodiment.
  • the lidar device may include a laser output unit 110, a first scanning unit 121, a second scanning unit 126, and a detector unit 130.
  • the scanning unit 120 described above in FIGS. 1 and 2 may include the first scanning unit 121 and the second scanning unit 126.
  • the first scanning unit 121 may change the irradiation direction and/or size of the emitted laser to expand the irradiation area of the laser in a line shape. For example, the first scanning unit 121 may continuously change the moving direction of the emitted laser to expand the irradiation area of the laser in a line shape. In addition, the first scanning unit 121 may expand the irradiation area of the laser in a line shape by emitting the emitted laser in a line shape.
  • the second scanning unit 126 may change the irradiation direction and/or size of the laser irradiated by the first scanning unit 121 to expand the irradiation area of the laser in a plane shape.
  • the second scanning unit 126 may continuously change the moving direction of the laser irradiated by the first scanning unit 121 to expand the irradiation area of the laser in a plane shape.
  • the second scanning unit 126 may emit the laser irradiated by the first scanning unit to expand the irradiation area of the laser in a plane shape, and accordingly, the scan area 150 of the lidar device 100 Can be expanded to a cotton shape.
  • the laser output unit 110 may emit a laser.
  • the laser emitted from the laser output unit 110 reaches the first scanning unit 121, and the first scanning unit 121 may irradiate the laser toward the second scanning unit 126. .
  • the laser may reach the second scanning unit 126, and the second scanning unit 126 may irradiate the laser toward the scan area 150.
  • the laser irradiated to the scan area 150 of the lidar device 100 is reflected from the object 160 existing on the scan area 150 and passes through the second scanning unit 126 to the detector unit ( 130).
  • the detector unit 130 may detect the laser irradiated through the second scanning unit 126.
  • the lidar device 100 may be a device for measuring a distance from the lidar device 100 to the object 160 using a laser. Accordingly, the lidar device 100 must irradiate a laser toward the object 160, and accordingly, the lidar device 100 may have an irradiation method for efficiently measuring a distance to the object.
  • the irradiation method is a method for determining an irradiation path until the laser emitted from the laser output unit 110 reaches the object 160 positioned on the scan area 150, and determines the scan area 150. Can include. Therefore, hereinafter, the irradiation path and the scan area 150 of the lidar device will be described.
  • the laser output unit 110 may emit a laser toward the first scanning unit 121, and the first scanning unit 121 may transmit the emitted laser to the second scanning unit 126.
  • the second scanning unit 126 may irradiate the irradiated laser toward the scan area 150 of the lidar device 100.
  • the irradiation area of the laser emitted from the laser output unit 110 is in the form of a dot, and the emitted laser is irradiated toward the second scanning unit 126 through the first scanning unit 121.
  • the irradiation area of the laser may be expanded in a line shape. That is, the first scanning unit 121 may receive a laser having an irradiation area in the form of a dot from the laser output unit 110 and irradiate the laser having an irradiation area in a linear form toward the second scanning unit 126. have.
  • the second scanning unit 126 may change the irradiation direction and/or size of the laser in which the irradiation area is a linear shape to expand the irradiation area of the laser in a plane shape, and the first scanning unit ( The laser irradiated at 121 may be irradiated toward the scan area through the second scanning unit 126. That is, the second scanning unit 126 may receive a laser having an irradiation area in a linear shape from the first scanning unit 121 and irradiate a laser having an irradiation area in a plane shape toward the scan area 150. . In addition, the second scanning unit 126 irradiates a laser whose irradiation area is in a plane shape, so that the scan area 150 of the lidar device 100 may be expanded in a plane shape.
  • the lidar device 100 must detect a laser reflected from the object, and accordingly, the lidar device 100 may have a light receiving method for efficiently measuring a distance to the object.
  • the light-receiving method may include a method of determining a light-receiving path until the laser reflected from the object reaches the detector unit, and determining an amount of the laser that reaches the detector unit. Accordingly, the light-receiving path of the lidar device 100 and the amount of laser reaching the detector will be described below.
  • the laser irradiated to the scan area 150 of the lidar device 100 may be reflected from the object 160 existing on the scan area 150 of the lidar device.
  • the laser reflected from the object 160 may be directed toward the second scanning unit 126, and the second scanning unit 126 receives and reflects the laser reflected from the object 160 to reflect the detector unit. You can investigate toward (130).
  • the properties of the laser reflected from the object 160 may vary according to the color, material, etc. of the object 160 or the incident angle of the laser.
  • the laser reflected from the object 160 may be irradiated toward the detector unit 130 through the second scanning unit 126. That is, the laser reflected from the object 160 may be irradiated toward the detector unit only through the second scanning unit 126, and the first scanning unit 121 and the second scanning unit 126 It may not be irradiated toward the detector unit 130 through all. In addition, the laser reflected from the object 160 may be irradiated toward the detector unit 130 only through the second scanning unit 126, and the first scanning unit 121 and the second scanning unit 126 It may not be irradiated toward the detector unit 130 without passing through all of the) unit. Accordingly, the amount of laser reaching the detector unit 130 may be determined based on the second scanning unit 126.
  • the laser reflected from the object 160 is irradiated toward the detector unit 130 only through the second scanning unit 126.
  • the present invention is not limited thereto, and in some cases, the laser reflected from the object 160 may reach the detector unit 130 through the first scanning unit 121 and the second scanning unit 126. . In addition, the laser reflected from the object 160 may reach the detector 130 without passing through the first scanning unit 121 and the second scanning unit 126.
  • the lidar device including the laser output unit 110, the first scanning unit 121, and the second scanning unit 126 that emits a laser in the form of a dot is the first scanning unit 121 and the second
  • the scan area 150 may be expanded in a plane shape by using the scanning unit 126. Therefore, it is possible to exhibit a better effect in terms of durability and stability than a lidar device that expands the scan area into a plane through mechanical rotation of the lidar device itself. In addition, it may be possible to measure a longer distance than a lidar device that expands the scan area in a plane shape by using the diffusion of the laser. In addition, by controlling the operation of the first scanning unit 121 and the second scanning 126, it is possible to irradiate the laser to a desired region of interest.
  • the lidar device 100 When the irradiation area of the laser emitted from the laser output unit 110 of the lidar device 100 is in the form of a dot, the lidar device 100 includes a first scanning unit 121 and a second scanning unit 126 can do.
  • the irradiated laser having the irradiation area in the form of a dot expands the irradiation area of the laser in the form of a plane through the first scanning unit 121 and the second scanning unit 126, and thus the scan area of the lidar device 100 150 can be expanded in the form of a face.
  • the lidar device 100 may have a different field of view (FOV) required according to its use.
  • FOV field of view
  • the widest possible viewing angle in the vertical and horizontal directions may be required, and in the case of a lidar device disposed in a vehicle, a relatively wide viewing angle in the horizontal direction. Compared to that, it may require a relatively narrow viewing angle in the vertical direction.
  • the widest viewing angle in the vertical and horizontal directions may be required.
  • the first scanning unit 121 changes the moving direction of the laser in a direction that requires a relatively narrow viewing angle
  • the second scanning unit Changing the moving direction of the laser in a direction that requires a relatively wide viewing angle at 126 can reduce the overall size of the lidar device 100.
  • the lidar device 100 is a device that detects the reflected laser and measures a distance when the laser irradiated toward the scan area 150 is reflected from the object 160 existing on the scan area 150.
  • the laser may be diffusely reflected in all directions according to the color and material of the object 160 existing on the scan area 150, or the incident angle of the laser irradiated toward the object 160. Therefore, in order to measure the distance of the object 160 at a distant distance, it may be necessary to reduce the diffusion of the laser.
  • the first scanning unit 121 and the second scanning unit 126 do not expand the size of the laser, It may be to expand the irradiation area of the laser by continuously changing the moving direction.
  • the first scanning unit 121 and the second scanning unit 126 may change the moving direction of the laser to different directions.
  • the first scanning unit 121 continuously changes the moving direction of the laser in a direction perpendicular to the ground
  • the second scanning unit 126 continuously changes the moving direction of the laser in a direction horizontal to the ground. I can.
  • the first scanning unit 121 receives a laser whose irradiation area is in the form of a dot from the laser output unit 110, while the second scanning unit 126 is the first scanning unit 121
  • the laser with the irradiation area in the form of a line can be received from.
  • the second scanning unit 126 may be larger in size than the first scanning unit 121.
  • the first scanning unit 121 having a small size may have a higher scanning speed than the second scanning unit 126 having a large size.
  • the scanning speed may mean a speed at which the moving direction of the laser is continuously changed.
  • the lidar device 100 is a device that detects the reflected laser and measures a distance when the laser irradiated toward the scan area 150 is reflected from the object 160 existing on the scan area 150.
  • the laser may be diffusely reflected in all directions according to the color and material of the object 160 existing on the scan area 150, or the incident angle of the laser irradiated toward the object 160. Therefore, in order to measure the distance of the object 160 at a distant distance, it may be necessary to increase the amount of laser that can be detected by the detector unit 130, and for this purpose, the laser reflected from the object 160 is the first scanning unit. It may be irradiated toward the detector unit 130 only through the second scanning unit 126 having a larger size among 121 and the second scanning unit 126.
  • the first scanning unit 121 of the lidar device 100 may include a nodding mirror, and the second scanning unit 126 of the lidar device 100 is rotated. It can contain multi-faceted mirrors.
  • the first scanning unit 121 includes a nodding mirror
  • the second scanning unit 126 will be described in detail with respect to a lidar device including a rotating faceted mirror.
  • FIG. 4 is a view related to a lidar device according to an embodiment.
  • the lidar device 100 may include a laser output unit 110, a nodding mirror 122, a multi-faceted rotating mirror 127, and a detector unit 130.
  • the first scanning unit 121 described above in FIG. 3 may include a nodding mirror 122, and the second scanning unit 126 may include a rotating faceted mirror 127.
  • the noding mirror 122 may be an example of the first scanner unit 121 described above.
  • the noding mirror 122 may nod in a preset angle range with respect to one axis, and may nod in a preset angle range with respect to two axes.
  • the irradiation area of the laser irradiated from the noding mirror may have a linear shape.
  • the irradiation area of the laser irradiated from the noding mirror may have a surface shape.
  • the noding speed of the noding mirror 122 may be the same over the entire range of the preset angle, and may be different over the entire range of the preset angle.
  • the noding mirror 122 may nod at the same angular velocity over the entire range of a preset angle.
  • the noding mirror 122 is relatively slow at both ends of a preset angle, and may nod at a relatively fast angular speed at a central portion of the preset angle.
  • the noding mirror 122 receives and reflects the laser emitted from the laser output unit 110, and may continuously change the moving direction of the laser as it nods in a preset angle range. Accordingly, the irradiation area of the laser may be expanded in the form of a line or a plane.
  • the rotating multi-faceted mirror 127 may be an embodiment of the second scanner 126 described above.
  • the rotating multi-faceted mirror 127 may rotate about one axis.
  • the rotating multi-faceted mirror 127 receives and reflects the laser irradiated from the nodding mirror 122, and may continuously change the moving direction of the laser as it rotates about one axis. Accordingly, the irradiation area of the laser may be expanded in a plane shape, and as a result, the scan area 310 of the lidar apparatus 100 may be expanded in a plane shape.
  • the rotational speed of the multi-faceted mirror 127 may be the same over the entire range of rotation angles, and may be different from each other in the range of rotation angles. For example, when the direction of the laser irradiated by the rotating facet mirror 127 is toward the center of the scan area 310, the direction of the laser irradiated by the facet rotating mirror 127 is the scan area 310 It can be relatively slower than the rotation speed when facing the side part of ). In addition, the rotational speed of the mirror 127 may be different from each other according to the rotational order of the mirror 127.
  • the nodding mirror 122 continuously adjusts the moving direction of the laser emitted from the laser output unit 110 in a direction perpendicular to the ground.
  • the irradiation area of the laser can be expanded in a line shape in the vertical direction with respect to the ground.
  • the rotating multi-faceted mirror 127 may continuously change the moving direction of the laser irradiated by the nodding mirror 122 to a horizontal direction with respect to the ground, thereby expanding the irradiation area of the laser in a plane shape
  • the scan area 310 of the lidar device 100 may be expanded in a plane shape. Accordingly, the noding mirror 122 vertically extends the scan area 310, and the rotating faceted mirror 127 horizontally extends the scan area 310.
  • the size of the noding mirror 122 may be similar to the diameter of the laser. However, since the irradiation area of the laser irradiated by the nodding mirror 122 has a linear shape, the size of the rotating faceted mirror 127 may be larger than the size of the irradiation area in order to reflect the laser irradiated by the noding mirror 122. . Accordingly, the size of the noding mirror 122 may be smaller than the size of the rotating mirror 127, and the noding speed of the noding mirror 122 may be faster than the rotational speed of the rotating mirror 127.
  • the movement path of the laser from when the laser of the lidar device 100 is emitted until it is detected can be known.
  • the laser emitted from the laser output unit 110 of the lidar device 100 is irradiated toward the rotating multi-faceted mirror 127 through the nodding mirror 122, and the rotating multi-faceted mirror 127
  • the laser irradiated toward may be irradiated toward the scan area 150 of the lidar device 100 through the rotating faceted mirror 127.
  • the laser irradiated to the scan area 150 of the lidar device 100 is reflected from the object 160 existing on the scan area 150, and the detector 130 is reflected through the rotating faceted mirror 127.
  • the detector unit 130 may detect the laser irradiated through the rotating faceted mirror 127.
  • the lidar device 100 may be a device for measuring a distance from the lidar device 100 to the object 160 using a laser. Accordingly, the lidar device 100 must irradiate a laser toward the object 160, and accordingly, the lidar device 100 may have an irradiation method for efficiently measuring a distance to the object 160.
  • the irradiation method is a method for determining an irradiation path until the laser emitted from the laser output unit 110 reaches the object 160 positioned on the scan area 150, and determines the scan area 150. Can include. Therefore, hereinafter, the irradiation path and the scan area 150 of the lidar device 100 will be described.
  • a laser may be emitted from the laser output unit 110 toward the nodding mirror 122, and the nodding mirror 122 receives the emitted laser and reflects it toward the rotating faceted mirror 127. It may be irradiated, and the rotating multi-faceted mirror 127 may receive and reflect the irradiated laser and irradiate it toward the scan area 150 of the lidar device 100.
  • a laser may be emitted from the laser output unit 110 toward the nodding mirror 122, and at this time, the irradiation area of the emitted laser may have a dot shape.
  • the laser emitted from the laser output unit 110 may be irradiated toward the rotating mirror 127 through the nodding mirror 122.
  • the irradiation area of the laser may be expanded in a line shape by changing the irradiation direction of the laser in which the irradiation area is a dot shape in the nodding mirror 122. That is, the noding mirror 122 may receive a laser having an irradiation area in the form of a dot from the laser output unit 110 and irradiate the laser having an irradiation area in a linear form toward the rotating mirror 127.
  • the noding mirror 122 continuously changes the moving direction of the laser emitted from the laser output unit 110 in a direction perpendicular to the ground, thereby changing the irradiation area of the laser in a line shape perpendicular to the ground. Can be expanded.
  • the laser irradiated from the nodding mirror 122 may be irradiated toward the scan area 150 through the rotating faceted mirror 127.
  • the irradiation area of the laser may be expanded in a plane shape by changing the irradiation direction of the laser in which the irradiation area is a linear shape in the rotating facet mirror 127. That is, the multi-faceted rotating mirror 127 may receive a laser having a linear irradiation area from the nodding mirror 122 and irradiate a laser having a surface irradiation area toward the scan area 150.
  • the scan area 150 of the lidar apparatus 100 may be expanded in a plane shape by irradiating a laser having an irradiation area in a plane shape from the rotating multi-faceted mirror 127.
  • the rotating multi-faceted mirror 127 may continuously change the moving direction of the laser irradiated from the nodding mirror 122 to a horizontal direction with respect to the ground, thereby expanding the irradiation area of the laser in a plane shape.
  • the scan area 150 of the lidar device 100 may be determined based on a preset angle of the nodding mirror 122 and the number of reflective surfaces of the rotating facet mirror 127, and accordingly The viewing angle of the lidar device 100 may be determined.
  • the viewing angle of the lidar device 100 may be determined. For example, when the nodding mirror 122 continuously changes the moving direction of the laser in a direction perpendicular to the ground, the vertical viewing angle of the lidar device 100 is at a preset angle of the nodding mirror 122 It can be determined on the basis of.
  • the rotating multi-faceted mirror 127 continuously changes the moving direction of the laser in a horizontal direction with respect to the ground, the horizontal viewing angle of the lidar device 100 is equal to the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror 127. It can be determined on the basis of.
  • the lidar device 100 may be a device for measuring a distance from the lidar device 100 to the object 160 using a laser. Accordingly, the laser reflected from the object 160 must be sensed, and accordingly, the lidar device 100 may have a light receiving method for efficiently measuring the distance to the object 160.
  • the light-receiving method may include a method of determining a light-receiving path until the laser reflected from the object 160 reaches the detector unit 130, and determining the amount of the laser reaching the detector unit 130. . Accordingly, the light-receiving path of the lidar device 100 and the amount of laser reaching the detector unit 130 will be described below.
  • the laser irradiated to the scan area 150 of the lidar device 100 may be reflected from the object 160 existing on the scan area 150 of the lidar device 100.
  • the laser reflected from the object 160 may be directed toward the multi-faceted rotating mirror 127, and the multi-faceted rotating mirror 127 receives and reflects the laser reflected from the object 160 to reflect the detector unit 130. You can search towards ).
  • the properties of the laser reflected from the object 160 may vary according to the color, material, etc. of the object 160 or the incident angle of the laser.
  • the laser reflected from the object 160 may be irradiated toward the detector unit 130 through the rotating faceted mirror 127. That is, the laser reflected from the object 160 may be irradiated toward the detector unit 130 through only the rotating multi-faceted mirror 127, and the noding mirror 122 and the rotating multi-faceted mirror 127 It may not be irradiated toward the detector unit 130 through all. In addition, the laser reflected from the object 160 may be irradiated toward the detector 130 through only the rotating multi-faceted mirror 127, and both the noding mirror 122 and the rotating multi-faceted mirror 127 It may not be irradiated toward the detector unit 130 without passing through. Accordingly, the amount of laser reaching the detector unit 130 may be determined based on the rotating mirror 127.
  • the laser reflected from the object 160 is irradiated toward the detector unit 130 only through the rotating multi-faceted mirror 127 through both the nodding mirror 122 and the rotating multi-faceted mirror 127. Rather than irradiating toward the detector unit 130, the amount of laser reaching the detector unit 130 may be increased, and the amount of laser reaching the detector unit 130 may be made more even.
  • the amount of laser reaching the detector 130 is the rotating multi-faceted mirror ( It may be determined based on the size of the reflective surface of 127 and the rotation angle of the rotating mirror 127.
  • the laser reflected from the object 160 is irradiated toward the detector unit 130 through both the nodding mirror 122 and the rotating faceted mirror 127, it reaches the detector unit 130.
  • the amount of laser may be determined based on the size of the nodding mirror 122, the noding angle of the nodding mirror 122, the size of the reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 127, and the rotation angle of the rotating multi-faceted mirror 127. have. That is, the amount of laser reaching the detector unit 130 may be determined based on a smaller size of the size of the noding mirror 122 and the size of the rotating faceted mirror 127, and the noding mirror 122 ) And the rotation angle may vary depending on the rotation angle of the mirror 127. Therefore, the amount of laser reaching the detector 130 is smaller than when irradiating toward the detector 130 through only the rotating faceted mirror 127, and the laser reaching the detector 130 The change in the amount of can be large.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a rotating faceted mirror according to an exemplary embodiment.
  • a rotating faceted mirror 1100 may include a reflective surface 1120 and a body 1110, and the upper portion 1112 and the lower portion 1111 of the body 1110 It may be rotated about the rotation shaft 1130 vertically penetrating the center.
  • the rotating multi-faceted mirror 1100 may be configured with only some of the above-described configurations, and may include more components.
  • the rotating faceted mirror 1100 may include a reflective surface 1120 and a body 1110, and the body 1110 may be composed of only the lower portion 1111.
  • the reflective surface 1120 may be supported on the lower portion 1111 of the body 1110.
  • the reflective surface 1120 is a surface for reflecting the received laser, and may include a reflective mirror, reflective plastic, etc., but is not limited thereto.
  • the reflective surface 1120 may be installed on a side surface of the body 1110 except for the upper part 1111 and the lower part 1112, and the rotation axis 1130 and the normal line of each reflective surface 1120 are orthogonal to each other. Can be installed. This may be for repetitively scanning the same scan area by making the same scan area of the laser irradiated from each of the reflective surfaces 1120.
  • the reflective surface 1120 may be installed on a side surface of the body 1110 except for the upper part 1111 and the lower part 1112, and the normal line of each reflective surface 1120 is different from the rotation axis 1130, respectively. It can be installed to have an angle. This may be to expand the scan area of the lidar device by making the scan area of the laser irradiated from each reflective surface 1120 different.
  • the reflective surface 1120 may have a rectangular shape, but is not limited thereto, and may have various shapes such as a triangle and a trapezoid.
  • the body 1110 is for supporting the reflective surface 1120 and may include an upper portion 1112, a lower portion 1111, and a pillar 1113 connecting the upper portion 1112 and the lower portion 1111.
  • the pillar 1113 may be installed to connect the center of the upper portion 1112 and the lower portion 1111 of the body 1110, and the upper portion 1112 and the lower portion 1111 of the body 1110 It may be installed to connect each vertex, or may be installed to connect each corner of the upper (1112) and lower (1111) of the body (1110), but the upper (1112) and lower (1111) of the body (1110) There is no limit to the structure for connecting and supporting ).
  • the body 1110 may be fastened to the driving unit 1140 to receive a driving force for rotation, and may be fastened to the driving unit 1140 through the lower portion 1111 of the body 1110, or the body ( It may be fastened to the driving unit 1140 through the upper portion 1112 of 1110.
  • the upper portion 1112 and lower portion 1111 of the body 1110 may have a polygonal shape.
  • the upper portion 1112 of the body 1110 and the lower portion 1111 of the body 1110 may have the same shape, but are not limited thereto, and the upper portion 1112 of the body 1110 and the body ( The shape of the lower part 1111 of 1110 may be different from each other.
  • the upper portion 1112 and lower portion 1111 of the body 1110 may have the same size.
  • the present invention is not limited thereto, and sizes of the upper portion 1112 of the body 1110 and the lower portion 1111 of the body 1110 may be different from each other.
  • the upper portion 1112 and/or lower portion 1111 of the body 1110 may include an empty space through which air can pass.
  • the rotating multi-faceted mirror 1100 is described as a quadrangular pillar-shaped hexahedron including four reflective surfaces 1120, but the reflective surfaces 1120 of the rotating multi-faceted mirror 1100 are necessarily four. It is not, and it is not necessarily a six-sided structure in the form of a quadrilateral column.
  • the lidar device may further include an encoder.
  • the lidar device may control the operation of the multi-faceted rotating mirror 1100 using the detected rotation angle.
  • the encoder unit may be included in the multi-faceted rotating mirror 1100 or disposed to be spaced apart from the multi-faceted rotating mirror 1100.
  • the required field of view (FOV) of the lidar device may be different depending on the application. For example, in the case of a fixed lidar device for 3D mapping, the widest possible viewing angle in the vertical and horizontal directions may be required, and in the case of a lidar device disposed in a vehicle, a relatively wide viewing angle in the horizontal direction. Compared to that, it may require a relatively narrow viewing angle in the vertical direction. In addition, in the case of a lidar disposed on a drone, the widest viewing angle in the vertical and horizontal directions may be required.
  • the scan area of the lidar device may be determined based on the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror, and accordingly, the viewing angle of the lidar device may be determined. Therefore, it is possible to determine the number of reflective surfaces of the rotating multi-faceted mirror based on the required viewing angle of the lidar device.
  • 6 to 8 are diagrams for explaining the relationship between the number of reflective surfaces and the viewing angle.
  • FIGS. 6 to 8 three, four, and five reflective surfaces are described, but the number of reflective surfaces is not determined, and when the number of reflective surfaces is different, the following description may be inferred and calculated easily.
  • 6 to 8 describe the case where the upper and lower portions of the body are regular polygons, but even when the upper and lower portions of the body are not regular polygons, the following description can be inferred and calculated easily.
  • FIG. 6 is a top view for explaining the viewing angle of the rotating multi-faceted mirror 1200 in which the number of reflective surfaces is three and the upper and lower portions of the body are in the form of an equilateral triangle.
  • the laser 1250 may be incident in a direction coincident with the rotation axis 1240 of the multi-faceted rotating mirror 1200.
  • an angle formed by the three reflective surfaces may be 60 degrees.
  • the rotating facet mirror 1200 rotates slightly in the clockwise direction, the laser is reflected upwards in the drawing, and the rotating facet mirror rotates slightly counterclockwise. The laser may be reflected downward on the drawing. Therefore, when the path of the reflected laser is calculated with reference to FIG. 6, the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror can be known.
  • the reflected laser when reflected through the No. 1 reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 1200, the reflected laser may be reflected upwards with the incident laser 1250 at an angle of 120 degrees. In addition, when reflected through the third reflective surface of the rotating multi-faceted mirror, the reflected laser may be reflected at an angle of 120 degrees downward to the incident laser.
  • the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror may be 240 degrees.
  • FIG. 7 is a top view for explaining a viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is four and the upper and lower portions of the body are square.
  • a laser 1350 may be incident in a direction coincident with a rotation axis 1340 of the multi-faceted rotating mirror 1300.
  • an angle formed by the four reflective surfaces may be 90 degrees.
  • the rotating facet mirror 1300 rotates slightly in the clockwise direction, the laser is reflected upwards in the drawing, and the rotating facet mirror 1300 rotates slightly counterclockwise to the position. In this case, the laser may be reflected downward on the drawing. Therefore, if the path of the reflected laser is calculated with reference to FIG. 7, the maximum viewing angle of the rotating faceted mirror 1300 can be known.
  • the reflected laser when reflected through the No. 1 reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 1300, the reflected laser may be reflected upward to the incident laser 1350 at an angle of 90 degrees. In addition, when reflected through the fourth reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 1300, the reflected laser may be reflected downward to the incident laser 1350 at an angle of 90 degrees.
  • the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror 1300 may be 180 degrees.
  • FIG. 8 is a top view illustrating a viewing angle of a rotating multi-faceted mirror in which the number of reflective surfaces is 5 and the upper and lower portions of the body are regular pentagons.
  • a laser 1450 may be incident in a direction coincident with a rotation axis 1440 of the multi-faceted rotating mirror 1400.
  • an angle formed by the five reflective surfaces may be 108 degrees each.
  • the rotating multi-faceted mirror 1400 rotates slightly in a clockwise direction, the laser is reflected upwards in the drawing, and the rotating multi-faceted mirror 1400 rotates slightly counterclockwise. When positioned, the laser can be reflected downwards in the drawing. Therefore, if the path of the reflected laser is calculated with reference to FIG. 8, the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror can be known.
  • the reflected laser when reflected through the No. 1 reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 1400, the reflected laser may be reflected upward to the incident laser 1450 at an angle of 72 degrees. In addition, when reflected through the fifth reflective surface of the rotating multi-faceted mirror 1400, the reflected laser may be reflected downward from the incident laser 1450 at an angle of 72 degrees.
  • the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror may be 144 degrees.
  • the N-shaped interior angle is If d, the maximum viewing angle of the rotating multi-faceted mirror is 360 degrees -2 Can be.
  • the viewing angle determined by the rotating multi-faceted mirror in the lidar device may be smaller than the calculated maximum value.
  • the lidar device may use only a portion of each reflective surface of the rotating multi-faceted mirror for scanning.
  • FIG. 9 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • the lidar device 2000 may include a laser output unit 2010, and the laser output unit 2010 includes at least two laser output elements 2011 and 2012, and It may include an optical unit (2013).
  • the at least two or more laser output devices 2011 and 2012 may include a first laser output device 2011 and a second laser output device 2012, but are not limited thereto, and the third laser output device and the It may further include a fourth laser output device and the like.
  • first and second laser output devices 2011 and 2012 may output lasers of a specific wavelength band.
  • the first and second laser output devices 2011 and 2012 may output lasers of a wavelength band of 905 nm, but are not limited thereto, and may output lasers of various wavelength bands such as a laser of a wavelength of 1550 nm. have.
  • first and second laser output devices 2011 and 2012 may output lasers of the same wavelength band.
  • the first and second laser output devices 2011 and 2012 may equally output a laser having a wavelength of 905 nm, but are not limited thereto, and the same lasers of various wavelength bands such as a laser of a wavelength of 1550 nm Can be printed.
  • first and second laser output devices 2011 and 2012 may output lasers of different wavelength bands.
  • the first and second laser output devices 2011 and 2012 may output lasers of 905 nm and 1550 nm wavelength bands, respectively, but are not limited thereto, and lasers of wavelength bands differing from each other by about 20 to 30 nm. Can also be printed.
  • first and second laser output devices 2011 and 2012 may output lasers under the same operating conditions.
  • the first and second laser output devices 2011 and 2012 may each output a laser having a wavelength of 905 nm at a first temperature, but are not limited thereto.
  • first and second laser output devices 2011 and 2012 may output lasers under different operating conditions.
  • the first laser output device 2011 may output a laser of a 905 nm wavelength band at a first temperature
  • the second laser output device 2012 may output a laser of a 905 nm wavelength band at a second temperature. It can be, but is not limited thereto.
  • first and second laser output devices 2011 and 2012 may operate to output lasers at the same time point.
  • first and second laser output devices 2011 and 2012 may respectively output first and second lasers at a first time point, but are not limited thereto.
  • first and second laser output devices 2011 and 2012 may operate to output lasers at different times.
  • the first laser output device 2011 may be operated to output a first laser at a first time point
  • the second laser output device 2012 may be configured to output a first laser at a second time point different from the first time point. 2 It may be operated to output a laser, but is not limited thereto.
  • the optical unit 2013 may collimate the laser output from the first and second laser output devices 2011 and 2012.
  • the optical unit 2013 may include a bulk lens, and the lasers output from the first and second laser output devices 2011 and 2012 may be collimated, respectively.
  • the optical unit 2013 is not limited thereto, and the optical unit 2013 includes a first collimation lens for collimating a laser output from the first laser output element 2011 and a laser output from the second laser output element 2012. A second collimation for collimation is included, and each laser may be collimated using this.
  • the optics 2013 may include optics for aligning the lasers output from the first and second laser output devices 2011 and 2012.
  • the optical unit 2013 includes a Risley prism, and alignment of the lasers output from the first and second laser output devices 2011 and 2012 may be aligned using this. , Is not limited thereto.
  • the optic part 2013 may include an optic for reducing a gap between the centers of the lasers output from the first and second laser output devices 2011 and 2012.
  • the optical unit 2013 may include a prism or the like for reducing a gap between the centers of lasers output from the first and second laser output devices 2011 and 2012, but is not limited thereto.
  • FIG. 10 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • the lidar device 2100 may include a laser output unit 2110, a scanning unit 2120, a detector unit 2130, and a control unit 2150, but is not limited thereto. And, some of the configurations may be included or other configurations may be further included.
  • the lidar device 2100 may include a laser output unit 2110, and the laser output unit 2110 includes a first laser output device 2111, a second laser output device 2112, and optics. It may include a part 2113.
  • the first laser output from the first laser output element 2111 may be irradiated to the scanning unit 2120 through the optical unit 2113, and a second laser output from the second laser output element 2112 The laser may be irradiated to the scanning unit 2120 through the optical unit 2113.
  • the scanning unit 2120 may form a field of view (FOV) 2140 of the lidar device using the first and second lasers, but is not limited thereto.
  • FOV field of view
  • the scanning unit 2120 may irradiate the first laser to a first position by changing the flight path of the first laser output at a first point in time, and the first laser FOV at the first position Can be formed, the first laser can be irradiated to the second position by changing the flight path of the first laser output at the second time point, and the first laser FOV can be formed at the second position.
  • the scanning unit 2120 may form the first laser FOV using the first laser output at a specific time, and the viewing angle 2140 of the lidar device using the first laser output for a predetermined time. ) Can be formed.
  • the scanning unit 2120 may irradiate the second laser to a first position by changing the flight path of the second laser output at the first point in time, and form a second laser FOV at the first position.
  • the second laser may be irradiated to the second position by changing the flight path of the second laser output at the second point in time, and a second laser FOV may be formed at the second position.
  • the scanning unit 2120 may form a second laser FOV using the second laser output at a specific time, and the viewing angle 2140 of the lidar device using the second laser output for a predetermined time. ) Can be formed.
  • the scanning unit 2120 may include various configurations to obtain the first and second lasers and change flight paths of the first and second lasers.
  • the scanning unit 2120 reflects the first and second lasers and uses a rotating mirror (nodding mirror, multi-faceted mirror, etc.) to change the flight path, and the phase difference between the first and second lasers.
  • a rotating mirror nodding mirror, multi-faceted mirror, etc.
  • at least one of an optical phased array (OPA) for changing a flight path and an optic for steering the first and second lasers may be included, but is not limited thereto.
  • OPA optical phased array
  • the detector unit 2130 may acquire at least a portion of the laser reflected or scattered from an object positioned within the viewing angle 2140 of the lidar device.
  • the detector unit 2130 may include at least one detector, and the at least one detector may form a detector FOV for receiving a laser at a specific point in time.
  • the at least one detector may form a detector FOV for receiving a laser reflected from a first position at a first point in time.
  • the detector unit 2130 is positioned within the viewing angle 2140 of the lidar device, and at least a portion of the laser reflected or scattered from at least a portion of the object positioned within the detector FOV may be obtained.
  • the first laser output from the first laser output device 2111 at a first time point is irradiated to the scanning unit 2120 through the optic unit 2113, and the irradiated to the scanning unit 2120
  • the first laser is irradiated to a first position to form a first laser FOV, and the first laser reflected at the first position may be obtained from a detector having a detector FOV at least partially overlapping with the first laser FOV. .
  • the second laser output from the second laser output device 2112 at the second point in time is irradiated to the scanning unit 2120 through the optical unit 2113, and the irradiated to the scanning unit 2120
  • the second laser is irradiated to a second position to form a second laser FOV, and the second laser reflected at the second position may be obtained from a detector having a detector FOV that at least partially overlaps with the second laser FOV. .
  • control unit 2150 controls the operation of at least one of the laser output unit 2110, the scanning unit 2120, and the detector unit 2130, or is output from the laser output unit 2110 to provide the detector.
  • Distance information with respect to the object may be obtained based on the laser acquired by the unit 2130.
  • the controller 2150 may control the operation of the laser output unit 2110 based on whether distance information is obtained. For example, the control unit 2150 may operate the first laser output element 2111 at a first point in time to output a first laser, and the irradiated to a first position through the scanning unit 2120 When a first laser is reflected from a first object and obtained by the detector unit 2130 to obtain distance information from the first object, the control unit 2150 controls the first laser output element (2111) at a second time point.
  • control unit 2150 may operate the first and second laser output devices 2111 and 2112 at the second point in time to irradiate the first and second lasers to the first position, but is not limited thereto.
  • the controller 2150 may control the operation of the laser output unit 2110 based on whether distance information is obtained. For example, the control unit 2150 may operate the first laser output element 2111 at a first point in time to output a first laser, and the irradiated to a first position through the scanning unit 2120 When a first laser is reflected from a first object and is obtained by the detector unit 2130 to obtain distance information from the first object, the control unit 2150 is the first laser output element 2111 at a second time point.
  • the control unit ( 2150 may operate the second laser output element 2112 at the second point in time to irradiate the second laser to the first position, but is not limited thereto.
  • the first laser output device 2111 may output a laser in a wavelength band of 905 nm
  • the second laser output device 2112 may output a laser in a wavelength band of 1550 nm, but the present invention is not limited thereto. .
  • the controller 2150 may control the operation of the laser output unit 2110 based on temperature information. For example, the controller 2150 may obtain operating temperature information, and when the current operating temperature is a first temperature, the first laser output device 2111 is operated, and when the current operating temperature is a second temperature, the The second laser output device 2112 may be operated, but is not limited thereto.
  • the first laser output device 2111 may output a laser of a wavelength band of 905 nm at the first temperature
  • the second laser output device 2112 may output a laser of a wavelength band of 905 nm at the second temperature. It can be output, but is not limited thereto.
  • the controller 2150 may control the operation of the laser output unit 2110 based on sequence information.
  • the sequence information may correspond to frame information forming a viewing angle of the lidar device.
  • the control unit 2150 operates only one of the first and second laser output elements 2111 and 2112 at a first time point for irradiating a laser to a first position within a first sequence.
  • only one of the first and second laser output elements 2111 and 2112 can be operated at the second time point for irradiating the laser to the first position, and the third Both the first and second laser output devices 2111 and 2112 may be operated at a third time point for irradiating the laser to the first position in the sequence, but is not limited thereto, and the first position in a plurality of sequences Only one of the first and second laser output elements (2111, 2112) are operated at a plurality of times for irradiating the furnace laser, or both of the first and second laser output elements (2111, 2112) are operated. Can be operated.
  • the controller 2150 may control the operation of the laser output unit 2110 based on sequence information.
  • the sequence information may correspond to frame information forming a viewing angle of the lidar device.
  • the control unit 2150 may operate only one of the first and second laser output elements 2111 and 2112 during a first sequence for forming a first frame, and the second frame Both the first and second laser output devices 2111 and 2112 may be operated during a second sequence for forming a.
  • the ratio of the sequence of operating one of the first and second laser output elements (2111, 2112) and the sequence of operating both of the first and second laser output elements (2111, 2112) is They may be the same, may be different, and may be changed based on the surrounding situation.
  • the present invention is not limited thereto, and may have various ratios, and the ratio of the sequence may be changed according to the speed of a vehicle and a congestion situation on a road.
  • FIG. 11 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • the lidar device 2200 may include a laser output unit 2210, a scanning unit 2220, a detector unit 2230, and a control unit 2250, but is not limited thereto. And, some of the configurations may be included or other configurations may be further included.
  • the lidar device 2200 may include a laser output unit 2210, and the laser output unit 2210 includes a first laser output device 2211, a second laser output device 2212, and optics. It may include a part 2213.
  • the first laser output from the first laser output element 2211 may be irradiated to the scanning unit 2220 through the optic unit 2213, and a second laser output from the second laser output element 2212 The laser may be irradiated to the scanning unit 2220 through the optical unit 2213.
  • the scanning unit 2220 may form a field of view (FOV) 2240 of the lidar device using the first and second lasers, but is not limited thereto.
  • FOV field of view
  • the scanning unit 2220 may irradiate the first laser to a first position by changing a flight path of the first laser output at a first point in time, and the first laser FOV at the first position Can be formed, the first laser can be irradiated to the second position by changing the flight path of the first laser output at the second time point, and the first laser FOV can be formed at the second position.
  • the scanning unit 2220 may form the first laser FOV using the first laser output at a specific time, and the viewing angle 2240 of the lidar device using the first laser output for a predetermined time. ) Can be formed.
  • the scanning unit 2220 may change the flight path of the second laser output at the first point in time to irradiate the second laser to the first position, and form a second laser FOV at the first position.
  • the second laser may be irradiated to the second position by changing the flight path of the second laser output at the second point in time, and a second laser FOV may be formed at the second position.
  • the scanning unit 2220 may form a second laser FOV using the second laser output at a specific time, and the viewing angle 2240 of the lidar device using the second laser output for a predetermined time. ) Can be formed.
  • the scanning unit 2220 may include various configurations to obtain the first and second lasers and change flight paths of the first and second lasers.
  • the scanning unit 2220 reflects the first and second lasers and uses a rotating mirror (nodding mirror, multi-faceted mirror, etc.) to change the flight path, and the phase difference between the first and second lasers.
  • a rotating mirror nodding mirror, multi-faceted mirror, etc.
  • at least one of an optical phased array (OPA) for changing a flight path and an optic for steering the first and second lasers may be included, but is not limited thereto.
  • OPA optical phased array
  • the detector unit 2230 may acquire at least a part of the laser reflected or scattered from an object positioned within the viewing angle 2240 of the lidar device.
  • the detector unit 2230 may include at least one detector, and the at least one detector may form a detector FOV for receiving a laser at a specific point in time.
  • the at least one detector may form a detector FOV for receiving a laser reflected from a first position at a first point in time.
  • the detector unit 2230 is positioned within the viewing angle 2240 of the lidar device, and at least a portion of the laser reflected or scattered from at least a portion of the object positioned within the detector FOV may be obtained.
  • the detector FOV formed by the at least one detector is applied to the scanning unit 2220.
  • a detector FOV formed by the first detector at a first time point may be formed at a first position, but a detector FOV formed by the first detector at a second time point may be formed at a second position, and the first The location and the second location may be different by the scanning unit 2220.
  • the first laser output from the first laser output element 2211 at a first time point is irradiated to the scanning unit 2220 through the optic unit 2213, and the irradiated to the scanning unit 2220
  • the first laser is irradiated to a first position to form a first laser FOV, and the first laser reflected at the first position may be obtained from a detector having a detector FOV at least partially overlapping with the first laser FOV. .
  • the second laser output from the second laser output device 2212 at a second point in time is irradiated to the scanning unit 2220 through the optic unit 2213, and the irradiated to the scanning unit 2220.
  • the second laser is irradiated to a second position to form a second laser FOV, and the second laser reflected at the second position may be obtained from a detector having a detector FOV that at least partially overlaps with the second laser FOV. .
  • control unit 2250 controls the operation of at least one of the laser output unit 2210, the scanning unit 2220, and the detector unit 2230, or is output from the laser output unit 2210 to provide the detector.
  • Distance information with respect to the object may be obtained based on the laser acquired by the unit 2230.
  • the controller 2250 may control the operation of the laser output unit 2210 based on whether distance information is obtained. For example, the control unit 2250 may operate the first laser output element 2211 at a first point in time to output a first laser, and the irradiated to a first position through the scanning unit 2220 When a first laser is reflected from a first object and obtained by the detector unit 2230 to obtain distance information from the first object, the control unit 2250 controls the first laser output element (2211) at a second time point.
  • control unit ( 2250 may operate the first and second laser output devices 2211 and 2212 at the second time point to irradiate the first and second lasers to the first position, but is not limited thereto.
  • the controller 2250 may control the operation of the laser output unit 2210 based on whether distance information is obtained. For example, the control unit 2250 may operate the first laser output element 2211 at a first point in time to output a first laser, and the irradiated to a first position through the scanning unit 2220 When a first laser is reflected from a first object and is obtained by the detector unit 2230 to obtain distance information from the first object, the control unit 2250 is the first laser output element 2211 at a second time point.
  • the control unit ( 2250 may operate the second laser output device 2212 at the second point in time to irradiate the second laser to the first position, but is not limited thereto.
  • the first laser output device 2211 may output a laser of a 905 nm wavelength band
  • the second laser output device 2212 may output a laser of a 1550 nm wavelength band, but is not limited thereto. .
  • the controller 2250 may control the operation of the laser output unit 2210 based on temperature information. For example, the controller 2250 may obtain operating temperature information, and when the current operating temperature is a first temperature, the first laser output device 2211 is operated, and when the current operating temperature is a second temperature, the The second laser output device 2212 may be operated, but is not limited thereto.
  • the first laser output device 2211 may output a laser of a wavelength band of 905 nm at the first temperature
  • the second laser output device 2212 may output a laser of a wavelength band of 905 nm at the second temperature. It can be output, but is not limited thereto.
  • the controller 2250 may control the operation of the laser output unit 2210 based on sequence information.
  • the sequence information may correspond to frame information forming a viewing angle of the lidar device.
  • the control unit 2250 operates only one of the first and second laser output elements 2211 and 2212 at a first time point for irradiating the laser to a first position in the first sequence.
  • only one of the first and second laser output elements 2211 and 2212 can be operated at the second time point for irradiating the laser to the first position, and the third Both the first and second laser output devices 2211 and 2212 may be operated at a third point in time for irradiating the laser to the first position in the sequence, but is not limited thereto, and the first position in a plurality of sequences Only one of the first and second laser output elements 2211 and 2212 are operated or both of the first and second laser output elements 2211 and 2212 are operated at a plurality of times for irradiating the furnace laser. Can be operated.
  • the controller 2250 may control the operation of the laser output unit 2210 based on sequence information.
  • the sequence information may correspond to frame information forming a viewing angle of the lidar device.
  • the controller 2250 may operate only one of the first and second laser output devices 2211 and 2212 during a first sequence for forming a first frame, and the second frame Both the first and second laser output devices 2211 and 2212 may be operated during the second sequence to form a.
  • the ratio of the sequence of operating one of the first and second laser output elements 2211 and 2212 and the sequence of operating both of the first and second laser output elements 2211 and 2212 is They may be the same, may be different, and may be changed based on the surrounding situation.
  • the present invention is not limited thereto, and may have various ratios, and the ratio of the sequence may be changed according to the speed of a vehicle and a congestion situation on a road.
  • FIG. 12 is a diagram for describing a laser FOV and a detector FOV formed at a specific point in time.
  • a viewing angle formed at a specific point in time may include a laser FOV 2310 and a detector FOV 2320.
  • the laser FOV 2310 may mean an irradiation area of the laser irradiated from the LiDAR device at a specific time point, and may mean an area in which the laser irradiated from the LiDAR device can be reflected by an object, etc. It is not limited to this.
  • the laser FOV 2310 may be formed by a laser irradiated from a lidar device, and may be formed based on a divergence angle of the laser, a direction of irradiation of the laser, and the like.
  • the detector FOV 2320 may mean an area in which at least one detector included in the detector unit can receive light, and may mean an area in which the detector can receive light at a specific time, but is not limited thereto. .
  • the laser FOV 2310 and the detector FOV 2320 may at least partially overlap.
  • the laser forming the laser FOV 2310 may be reflected from the object and then received by a detector forming the detector FOV 2320 that at least partially overlaps with the laser FOV 2310.
  • the detector FOV 2320 may be larger than the laser FOV 2310, but is not limited thereto, and although not shown in FIG. 12, the detector FOV 2320 is It may be less than or equal to the FOV 2310.
  • FIG. 13 is a diagram for describing a viewing angle of a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • a viewing angle 2300 of a lidar device formed according to an embodiment may include at least one laser FOV 2310 and at least one detector FOV 2320.
  • the viewing angle 2300 of the lidar device may be formed by a detector FOV 2320 at least partially overlapping with a laser FOV 2310 formed by a laser output at a point in time.
  • the lidar device outputs at least two lasers output in different directions at the time point, or diffuses at least one laser to form a laser FOV corresponding to the viewing angle 2300 of the lidar device.
  • the detector FOV may be formed using a detector array or the like, but is not limited thereto.
  • the viewing angle 2300 of the lidar device may be formed by a detector FOV 2320 that at least partially overlaps with a laser FOV 2310 formed by a laser output at at least two or more different viewpoints.
  • the lidar device may output a first laser in a first direction at a first time point and output a second laser in a second direction at a second time point.
  • a laser FOV may be formed, and a first detector FOV and a second detector FOV respectively corresponding to the first laser FOV and the second laser FOV may be formed, but are not limited thereto.
  • the laser FOV 2310 and the detector FOV 2320 may be changed by the movement of the scanning unit, but are not limited thereto.
  • the irradiation direction of the laser output at one point in time may be changed according to the movement of the scanning unit, and thus the laser FOV may be changed.
  • an area in which the detector can receive a laser at one point in time may be changed according to the movement of the scanning unit, and thereby the detector FOV may be changed.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a laser FOV and a detector FOV formed at a specific point in time.
  • a viewing angle formed at a specific time point may include laser FOVs 2411 and 2412 and detector FOV 2420.
  • the viewing angle formed at a specific point in time may include at least one or more laser FOVs 2411 and 2412 and a detector FOV 2420, and the detector FOV 2420 is the at least one laser FOV 2411 ,2412) and at least partially overlap.
  • first laser forming the first laser FOV 2411 and the second laser forming the second laser FOV 2412 may be received by the first detector forming the detector FOV 2420.
  • the detector FOV 2420 may be larger than the laser FOVs 2411 and 2412, but is not limited thereto.
  • first and second laser FOVs 2411 and 2412 may not overlap each other, but are not limited thereto and may at least partially overlap each other.
  • FIG. 15 is a diagram for describing a LiDAR device according to an exemplary embodiment.
  • the lidar apparatus 2500 may include laser output units 2511 and 2512, a scanning unit 2520, and a control unit 2530, but is not limited thereto. Some configurations may be included or other configurations may be further included.
  • the laser output units 2511 and 2512 may include a first laser output unit 2511 and a second laser output unit 2512.
  • the first laser output unit 2511 and the second laser output unit 2512 may be configured with different laser output devices, but the present invention is not limited thereto, and the laser output from one laser output device is divided. It may be configured by a method of outputting a plurality of lasers, or may be composed of a plurality of laser output elements included in one laser output device.
  • the first laser output from the first laser output unit 2511 may be irradiated to the scanning unit 2520, and the second laser output from the second laser output unit 2512 is the scanning unit 2520 Can be investigated.
  • the scanning unit 2520 may form the field of view (FOV) 2541 and 2552 of the lidar device by using the first and second lasers, but is not limited thereto.
  • FOV field of view
  • the scanning unit 2520 may form a first viewing angle 2451 using the first laser, and may form a second viewing angle 2542 using the second laser.
  • the scanning unit 2520 may irradiate the first laser to a first position by changing a flight path of the first laser output at a first point in time, and the first laser FOV at the first position Can be formed, the first laser can be irradiated to the second position by changing the flight path of the first laser output at the second time point, and the first laser FOV can be formed at the second position.
  • the scanning unit 2520 may form a first laser FOV using the first laser output at a specific time, and the first viewing angle 2451 using the first laser output for a predetermined time. Can be formed.
  • the scanning unit 2520 may change the flight path of the second laser output at the first time point to irradiate the second laser to a third position, and form a second laser FOV at the third position.
  • the second laser may be irradiated to a fourth position by changing a flight path of the second laser output at a second point in time, and a second laser FOV may be formed at the fourth position.
  • the scanning unit 2520 may form a second laser FOV using the second laser output at a specific point in time, and the second viewing angle 2542 using the second laser output for a predetermined time. Can be formed.
  • angles of the first and second lasers irradiated to the scanning unit 2520 may be set so that the first viewing angle 2451 and the second viewing angle 2542 are different from each other.
  • an angle between the first and second lasers irradiated by the scanning unit 2520 may be set such that the first viewing angle 2451 and the second viewing angle 2542 are spaced apart from each other by a certain amount or more.
  • the scanning unit 2520 may include various configurations to obtain the first and second lasers and change the flight paths of the first and second lasers.
  • the scanning unit 2520 reflects the first and second lasers and uses a rotating mirror (nodding mirror, multi-faceted mirror, etc.) to change the flight path, and the phase difference between the first and second lasers.
  • a rotating mirror nodding mirror, multi-faceted mirror, etc.
  • at least one of an optical phased array (OPA) for changing a flight path and an optic for steering the first and second lasers may be included, but is not limited thereto.
  • OPA optical phased array
  • control unit 2530 controls the operation of at least one of the laser output units 2511 and 2512 and the scanning unit 2520 or based on the laser output from the laser output units 2511 and 2512. It is possible to obtain information about the distance to and from.
  • control unit 2530 may independently operate the laser output units 2511 and 2512 at different times, and may operate in sync with the same time points.
  • control unit 2530 may control at least one operation of the scanning unit 2520.
  • the control unit 2530 may include the size of the rotation angle of the scanning unit 2520, the center of the rotation angle, the rotation speed, etc.
  • the operation of the scanning unit 2520 may be controlled by changing at least one parameter of 2520.
  • FIG. 16 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • a lidar device 2600 may include a first laser output unit 2611, a second laser output unit 2612, and a scanning unit 2620.
  • the scanning unit 2620 may include a nodding mirror that rotates within a predetermined angular range, but is not limited thereto.
  • the scanning unit 2620 will be described below using the nodding mirror.
  • the scanning unit 2620 forms a field of view (FOV) of the lidar device using the first and second lasers output from the first and second laser output units 2611 and 2612. can do.
  • FOV field of view
  • first laser output from the first laser output unit 2611 and the second laser output from the second laser output unit 2612 are incident on the scanning unit 2620, and the scanning unit ( An angle between the first and second lasers incident on 2620 may be at least (a) degrees in the rotation direction of the scanning unit 2620.
  • This may be for extending the viewing angle of the lidar device by making a difference between an angle at which the first and second lasers are incident on the scanning unit 2620 in the rotational direction of the scanning unit 2620.
  • a first viewing angle 2631 of the lidar device having a range of (4b) in the rotation direction of the scanning unit 2620 may be formed using a laser, and the scanning unit 2620 may be formed using the second laser.
  • a second viewing angle 2632 of the lidar device having a range of (4b) degrees in the rotation direction of) may be formed.
  • the angle at which the first and second lasers are incident on the scanning unit 2620 is designed to be at least (a) degrees in the rotation direction of the scanning unit 2620, the center of the first viewing angle 2631
  • the angle between the and the center of the second viewing angle 2632 may be spaced apart by at least (a) degrees or more in the rotation direction of the scanning unit 2620, and finally, the viewing angle of the lidar device may be extended.
  • the scanning unit 2620 when the scanning unit 2620 nods in the range of +(b) degrees and -(b) degrees based on the offset state, the scanning unit 2620
  • the first viewing angle 2631 of the lidar device having a range of (4b) degrees in the vertical direction can be formed using the first laser, and a laser having a range of (4b) degrees in the vertical direction using the second laser It is possible to form a second viewing angle 2632 of the device.
  • the angle at which the first and second lasers are incident on the scanning unit 2620 is designed to be at least (a) degrees in the rotation direction of the scanning unit 2620, the center of the first viewing angle 2631
  • the angle between the and the center of the second viewing angle 2262 may be spaced apart by at least (a) degrees or more in the vertical direction, and finally, the viewing angle of the lidar device may be extended.
  • FIG. 17 is a diagram for describing a LiDAR device according to an exemplary embodiment.
  • a lidar device 2700 includes a first laser output unit 2711, a second laser output unit 2712, a first scanning unit 2721, and a second scanning unit 2722.
  • the controller 2730 may be included, but the present disclosure is not limited thereto, and some of them may be included or other components may be further included.
  • the first laser output unit 2711 and the second laser output unit 2712 may be configured with different laser output devices, but the present invention is not limited thereto, and the laser output from one laser output device is divided. It may be configured by a method of outputting a plurality of lasers, or may be composed of a plurality of laser output elements included in one laser output device.
  • the first laser output from the first laser output unit 2711 may be irradiated to the first scanning unit 2721, and the second laser output from the second laser output unit 2712 is the first scanning It may be irradiated with the part 2721.
  • first laser irradiated by the first scanning unit 2721 may be irradiated to the second scanning unit 2722 through the first scanning unit 2721, and the first scanning unit 2721 The second laser irradiated with may be irradiated to the second scanning unit 2722 through the first scanning unit 2721.
  • the first and second scanning units 2721 and 2722 may form the viewing angles 2741 and 2742 of the lidar device using the first and second lasers, but are not limited thereto.
  • first and second scanning units 2721 and 2722 may form a first viewing angle 2741 using the first laser, and a second viewing angle 2742 using the second laser Can be formed.
  • the first and second scanning units 2721 and 2722 may irradiate the first laser to a first position by changing a flight path of the first laser output at a first time point.
  • a first laser FOV may be formed at a position 1, and the first laser may be irradiated to a second position by changing a flight path of the first laser output at a second time point, and the first laser may be irradiated at the second position.
  • Laser FOV can be formed.
  • the first and second scanning units 2721 and 2722 may form the first laser FOV using the first laser output at a specific time, and use the first laser output for a certain time.
  • the first viewing angle 2741 may be formed.
  • first and second scanning units 2721 may irradiate the second laser to a third position by changing the flight path of the second laser output at the first point in time, and the second laser may be irradiated to the third position.
  • a laser FOV can be formed, and the second laser can be irradiated to a fourth position by changing the flight path of the second laser output at the second time point, and a second laser FOV is formed at the fourth position. can do.
  • the first and second scanning units 2721 and 2722 may form a second laser FOV using the second laser output at a specific time, and use the second laser output for a certain time.
  • the second viewing angle 2742 may be formed.
  • first and second viewing angles 2741 and 2742 may have the same vertical and horizontal viewing angles, but are not limited thereto.
  • the positions of the horizontal viewing angles of the first viewing angle 2741 and the second viewing angle 2742 may be the same, but the present disclosure is not limited thereto.
  • positions of the vertical viewing angles of the first viewing angle 2741 and the second viewing angle 2742 may be different, but are not limited thereto.
  • the angles of the first and second lasers irradiated by the first scanning unit 2721 are different in positions of the vertical viewing angles of the first and second viewing angles 2741 and 2742, but the position of the horizontal viewing angle is It is the same, and the vertical viewing angle and the horizontal viewing angle may be designed to have the same size.
  • first and second scanning units 2721 and 2722 may include various configurations to change the flight path of the first and second lasers by acquiring the first and second lasers.
  • the first and second scanning units 2721 and 2722 reflect the first and second lasers to change the flight path. 2 It may include at least one of an optical phased array (OPA) for changing a flight path using a phase difference of the laser, and an optic for steering the first and second lasers, but is not limited thereto.
  • OPA optical phased array
  • first and second scanning units 2721 and 2722 may include different types of scanning units, but are not limited thereto.
  • control unit 2730 controls the operation of at least one of the laser output units 2711 and 2712 and the scanning units 2721 and 2722, or based on the laser output from the laser output units 2711 and 2712. As a result, distance information from the object may be obtained.
  • control unit 2730 may independently operate the laser output units 2711 and 2712 at different points in time, and may operate in sync with the same time points.
  • controller 2730 may control at least one operation of the first and second scanning units 2721 and 2722.
  • the control unit 2730 may determine the rotation angle of the first and second scanning units 2721 and 2722. It is possible to control the operation of the first and second scanning units 2721 and 2722 by changing at least one parameter of the first and second scanning units 2721 and 2722, such as the size of the rotation angle and the rotation speed. have.
  • FIG. 18 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • a lidar apparatus 2800 includes a first laser output unit 2811, a second laser output unit 2812, a first scanning unit 2821, and a second scanning unit 2822. ) And a detector unit 2830.
  • the first scanning unit 2822 may include a nodding mirror that rotates within a certain angular range, and the second scanning unit 2822 rotates about an axis.
  • a rotating multi-faceted mirror may be included, but is not limited thereto.
  • the first scanning unit 2822 is implemented as a nodding mirror
  • the second scanning unit 2822 is described based on a lidar device implemented as a rotating faceted mirror.
  • a lidar device implemented as a rotating faceted mirror
  • the first and second scanning units 2821 and 2822 use the first and second lasers output from the first and second laser output units 2811 and 2812 to determine the field of view (FOV) of the lidar device. :Field of view) can be formed.
  • FOV field of view
  • the overlapping description will be omitted.
  • first and second scanning units 2821 and 2822 may form a first viewing angle using the first laser output from the first laser output unit 2811, and the second laser output A second viewing angle may be formed using the second laser output from the unit 2812.
  • an angle between the first laser and the second laser irradiated by the first scanning unit 2822 may be designed so that the positions of the first and second viewing angles are different.
  • an angle between the first laser and the second laser irradiated by the first scanning unit 2822 may be designed to have different vertical positions of the first viewing angle and the second viewing angle.
  • first viewing angle and the second viewing angle may have the same size, but are not limited thereto.
  • an angle between the first laser and the second laser irradiated by the first scanning unit 2821 may be designed so that the positions of the first and second viewing angles are the same.
  • an angle between the first laser and the second laser irradiated by the first scanning unit 2822 may be designed so that the horizontal position of the first and second viewing angles is the same.
  • the angle between the first laser and the second laser irradiated by the first scanning unit 2821 is designed so that the vertical position of the first viewing angle and the second viewing angle are different, but the horizontal position is the same. I can.
  • the laser irradiated to the outside through the first and second scanning units 281 and 2822 may be reflected from an object located in the scan area and received by the detector unit 2830.
  • a laser reflected from an object located in the scan area may be received by the detector unit 2830 through the second scanning unit 2822, but is not limited thereto, and is not shown in FIG. 18 .
  • the laser reflected from the object may be received by the detector unit 2830 through the first and second scanning units 2821 and 2822, and both the first and second scanning units 281 and 2822 are It may not pass through and receive light.
  • FIG. 19 is a diagram for describing a viewing angle of a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • a viewing angle 2900 of the lidar device may include a first viewing angle 2911 and a second viewing angle 2912.
  • the first viewing angle 2911 may include a first vertical viewing angle 2921 and a first horizontal viewing angle 2991
  • the second viewing angle 2912 may be a second vertical viewing angle 2922 and a second viewing angle. It may include a horizontal viewing angle (2932).
  • first vertical viewing angle 2921 and the second vertical viewing angle 2922 may have the same size
  • first horizontal viewing angle 2991 and the second horizontal viewing angle 2932 may have the same size. However, it is not limited thereto.
  • a center 2941 of the first vertical viewing angle 2921 and a center 2942 of the second vertical viewing angle 2922 may be spaced apart from each other.
  • the center 2949 of the first vertical viewing angle 2921 and the center 2924 of the second vertical viewing angle 2922 may be spaced apart from each other by a first angle 2950.
  • a first angle 2950 it is not limited thereto.
  • the center of the first vertical viewing angle 2921 and the center of the second vertical viewing angle 2922 so that the first viewing angle 2911 and the second viewing angle 2912 at least partially overlap each other may be smaller than or equal to the size of the first vertical viewing angle 2921 or the size of the second vertical viewing angle 2922.
  • the first viewing angle 2911 and the second viewing angle 2912 at least partially overlap each other, the first viewing angle 2911 and the second viewing angle 2912 overlap each other at least partially, the lidar.
  • the density of the points of the device can be increased.
  • first viewing angle 2911 and the second viewing angle 2912 at least partially overlap each other, the first viewing angle 2911 and the second viewing angle 2912 overlap each other at the same point in an area at least partially overlapping each other.
  • the speed of acquiring information about this can be accelerated.
  • the center 291 of the first vertical viewing angle 2921 and the The size of the first angle 2950 between the center 2942 of the second vertical viewing angle 2922 may be greater than or equal to the size of the first vertical viewing angle 2921 or the size of the second vertical viewing angle 2922 have.
  • a scan pattern for forming the first viewing angle 2911 and the second viewing angle with respect to a scan pattern that may indicate the order in which points are generated within the first viewing angle 2911 and the second viewing angle 2912 may be identical to each other, but are not limited thereto.
  • FIG. 20 is a diagram for describing a LiDAR device according to an exemplary embodiment.
  • a lidar device 3000 includes a first laser output unit 3011, a second laser output unit 3012, a first scanning unit 3021, and a second scanning unit 3022. ), the third scanning unit 3023 and the control unit 3030 may be included, but the present disclosure is not limited thereto, and some components or other components may be further included.
  • the first laser output unit 3011 and the second laser output unit 3012 may be configured with different laser output devices, but the present invention is not limited thereto. It may be configured by a method of outputting a plurality of lasers, or may be composed of a plurality of laser output elements included in one laser output device.
  • the first laser output from the first laser output unit 3011 may be irradiated to the first scanning unit 3021, and the second laser output from the second laser output unit 3012 is the second scanning It may be irradiated with the part 3022.
  • first laser irradiated by the first scanning unit 3021 may be irradiated to the third scanning unit 3023 through the first scanning unit 3021, and the second scanning unit 3022 The second laser irradiated with may be irradiated to the third scanning unit 3023 through the second scanning unit 3022.
  • the first and third scanning units 3021 and 3023 may form a first viewing angle 3041 using the first laser
  • the second and third scanning units 3022 and 3023 are
  • the second viewing angle 3042 may be formed using the second laser, but is not limited thereto.
  • the first and third scanning units 3021 and 3023 may irradiate the first laser to a first position by changing a flight path of the first laser output at a first time point, and A first laser FOV may be formed at the first position, and the first laser may be irradiated to the second position by changing the flight path of the first laser output at the second time point, and the first laser may be irradiated to the second position.
  • Laser FOV can be formed.
  • the first and third scanning units 3021 and 3023 may form the first laser FOV using the first laser output at a specific time, and use the first laser output for a certain time.
  • the first viewing angle 3041 may be formed.
  • the second and third scanning units 3022 and 3023 may change the flight path of the second laser output at the first time point to irradiate the second laser to a third position, and the third position A second laser FOV may be formed at the second point of view, and the second laser may be irradiated to a fourth position by changing the flight path of the second laser output at the second time point, and the second laser FOV at the fourth position Can be formed.
  • the second and third scanning units 3022 and 3023 may form a second laser FOV using the second laser output at a specific time, and use the second laser output for a certain time.
  • the second viewing angle 3042 may be formed.
  • first viewing angle 3041 and the second viewing angle 3042 may have the same vertical viewing angle and horizontal viewing angle, but are not limited thereto.
  • positions of the vertical viewing angles of the first viewing angle 3041 and the second viewing angle 3042 may be the same, but are not limited thereto.
  • positions of the horizontal viewing angles of the first viewing angle 3041 and the second viewing angle 3042 may be different, but are not limited thereto.
  • the first laser and the second scanning unit are irradiated to the third scanning unit 3023 through the first scanning unit 3021 (
  • the angle formed by the second laser irradiated to the third scanning unit 3023 through 3022) has different positions of the horizontal viewing angles of the first and second viewing angles 3041 and 3042, but the positions of the vertical viewing angles are the same.
  • the vertical and horizontal viewing angles may be designed to have the same size, but are not limited thereto.
  • first, second and third scanning units 3021, 3022, 3023 may include various configurations to obtain the first and second lasers and change the flight path of the first and second lasers.
  • the first, second, and third scanning units 3021, 3022, and 3023 reflect the first and second lasers to change the flight path, such as rotating mirrors (nodding mirrors, multi-faceted mirrors, etc.), It may include at least one of an optical phased array (OPA) for changing a flight path using a phase difference between the first and second lasers, and an optic for steering the first and second lasers, but is not limited thereto. Does not.
  • OPA optical phased array
  • first, second, and third scanning units 3021, 3022, and 3023 may include different types of scanning units, but are not limited thereto.
  • control unit 3030 controls the operation of at least one of the laser output units 3011 and 3012 and the first, second and third scanning units 3021, 3022, and 3023, or the laser output unit ( Distance information with respect to the object may be obtained based on the laser output from (3011, 3012).
  • control unit 3030 may independently operate the laser output units 3011 and 3012 at different times, and may operate in sync with the same time.
  • controller 3030 may control at least one operation of the first, second, and third scanning units 3021, 3022, and 3023.
  • the control unit 3030 may perform the first, second, and third scanning units.
  • the first, second, and third scanning units 3021, 3022, 3023 include a configuration for at least a partial rotation
  • the control unit 3030 may perform the first, second, and third scanning units.
  • at least one parameter of the first, second and third scanning units 3021, 3022, 3023 such as the size of the rotation angle of (3021, 3022, 3023), the center of the rotation angle, and the rotation speed
  • the first, Operations of the second and third scanning units 3021, 3022, and 3023 may be controlled.
  • 21 is a diagram for describing a LiDAR device according to an exemplary embodiment.
  • a lidar device 3100 includes a first laser output unit 3111, a second laser output unit 3112, a first scanning unit 3121, and a second scanning unit 3122. ), a third scanning unit 3123, a first detector unit 3131, and a second detector unit 3132.
  • the first scanning unit 3121 may include a nodding mirror rotating within a predetermined angular range, and the second scanning unit 3122 is within a predetermined angular range. It may include a noding mirror that rotates in, and the third scanning unit 3123 may include a rotating multi-faceted mirror that rotates about an axis, but is not limited thereto.
  • the first scanning unit 3121 is implemented as a nodding mirror
  • the second scanning unit 3122 is implemented as a nodding mirror
  • the third scanning unit 3123 is rotated.
  • a description will be made based on a lidar device implemented as a mirror. However, it is obvious that other configurations can also be applied.
  • the first, second and third scanning units 3121, 3122, and 3123 are lidar using the first and second lasers output from the first and second laser output units 3111 and 3112.
  • the field of view (FOV) of the device can be formed.
  • FOV field of view
  • first and third scanning units 3121 and 3123 may form a first viewing angle using the first laser output from the first laser output unit 3111, and the second and second 3 The scanning units 3122 and 3123 may form a second viewing angle using the second laser output from the second laser output unit 3112.
  • the first laser and the second scanning unit are irradiated to the third scanning unit 3123 through the first scanning unit 3121 (
  • the angle formed by the second laser irradiated to the third scanning unit 3123 through 3122 may be designed so that the positions of the first viewing angle and the second viewing angle are different.
  • the first laser and the second scanning unit are irradiated to the third scanning unit 3123 through the first scanning unit 3121
  • the angle formed by the second laser irradiated to the third scanning unit 3123 through 3122 may be designed so that the horizontal position of the first viewing angle and the second viewing angle are different.
  • first viewing angle and the second viewing angle may have the same size, but are not limited thereto.
  • the first laser and the second scanning unit 3122 are irradiated to the third scanning unit 3123 through the first scanning unit 3121.
  • the angle formed by the second laser irradiated to the third scanning unit 3123 through) may be designed so that the positions of the first viewing angle and the second viewing angle are the same.
  • the first laser and the second scanning unit are irradiated to the third scanning unit 3123 through the first scanning unit 3121
  • the angle formed by the second laser irradiated to the third scanning unit 3123 through 3122 may be designed such that the first viewing angle and the second viewing angle have the same vertical position.
  • the first laser and the second scanning unit 3122 are irradiated to the third scanning unit 3123 through the first scanning unit 3121
  • the angle formed by the second laser irradiated to the third scanning unit 3123 may be designed such that the first viewing angle and the second viewing angle have the same vertical position but different horizontal positions.
  • the laser irradiated to the outside through the first, second and third scanning units 3121, 3122, 3123 is reflected from an object located in the scan area, and the first and second detector units 3131 and 3132 Can be received as.
  • a first laser reflected from a first object positioned within the scan area may be received by the first detector unit 3131 through the third scanning unit 3123, and positioned within the scan area.
  • the second laser reflected from the second object may be received by the second detector 3132 through the third scanning unit 3123, but is not limited thereto, and although not shown in FIG. 21, the first The first laser reflected from the object may be received by the first detector 3131 through the first and third scanning units 3121 and 3123, and the second laser reflected from the second object Light may be received by the second detector 3132 through the second and third scanning units 3122 and 3123, and all of the first, second and third scanning units 3121, 3122, and 3123 do not pass through. It may also be received.
  • FIG. 22 is a diagram for describing a viewing angle of a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • a viewing angle 3200 of the lidar device may include a first viewing angle 3211 and a second viewing angle 3212.
  • the first viewing angle 3211 may include a first vertical viewing angle 3221 and a first horizontal viewing angle 3231
  • the second viewing angle 3212 may be a second vertical viewing angle 3222 and a second viewing angle. It may include a horizontal viewing angle 3232.
  • first vertical viewing angle 3221 and the second vertical viewing angle 3222 may have the same size
  • first horizontal viewing angle 3231 and the second horizontal viewing angle 3232 may have the same size. However, it is not limited thereto.
  • center 3241 of the first horizontal viewing angle 3231 and the center 3242 of the second horizontal viewing angle 3232 may be spaced apart from each other.
  • the center 3241 of the first horizontal viewing angle 3231 and the center 3242 of the second horizontal viewing angle 3232 may be spaced apart from each other by a first angle 3250.
  • a first angle 3250 it is not limited thereto.
  • the size of the first angle 3250 between 3242 may be smaller than or equal to the size of the first horizontal viewing angle 3231 or the size of the second horizontal viewing angle 3232.
  • the lidar when the first viewing angle 3211 and the second viewing angle 3212 overlap each other at least partially, the first viewing angle 3211 and the second viewing angle 3212 overlap each other at least partially, the lidar.
  • the density of the points of the device can be increased.
  • first viewing angle 3211 and the second viewing angle 3212 overlap each other at least partially, the first viewing angle 3211 and the second viewing angle 3212 overlap each other at the same point in an area at least partially overlapping each other.
  • the speed of acquiring information about this can be accelerated.
  • first viewing angle 3211 and the second viewing angle 3212 do not overlap each other, and in order to expand the viewing angle 3200 of the lidar device, the center 3241 of the first horizontal viewing angle 3231 and the The size of the first angle 3250 between the center 3242 of the second horizontal viewing angle 3232 may be greater than or equal to the size of the first horizontal viewing angle 3231 or the size of the second horizontal viewing angle 3232 have.
  • a scan pattern for forming the first viewing angle 3211 and the second viewing angle with respect to a scan pattern that may indicate the order in which points are generated within the first viewing angle 3211 and the second viewing angle 3212 may be identical to each other, but are not limited thereto.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an arrangement and a viewing angle of a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 23(a) is a view showing an arrangement of a lidar device according to an embodiment
  • FIG. 23(b) is a view showing a viewing angle of the lidar device formed according to FIG. 23(a).
  • FIG. 23 is a view illustrating a path of a laser irradiated to at least one scanning unit when viewed from an upper portion of the scanning unit. It can be seen that the first viewing angle and the second viewing angle can be formed by using the laser and the second laser.
  • the first viewing angle and the second viewing angle may overlap to form one viewing angle.
  • FIG. 23C is a view showing the arrangement of the LIDAR device according to an embodiment
  • FIG. 23D is a view showing the viewing angle of the LIDAR device formed according to FIG. 23C.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a path of a laser irradiated to at least one scanning unit when viewed from an upper portion of the scanning unit, and referring to this, a LiDAR device according to an embodiment includes a first laser and It can be seen that the first viewing angle and the second viewing angle are formed using the second laser.
  • the first viewing angle and the second viewing angle may at least partially overlap to form one viewing angle.
  • the horizontal viewing angles of the first and second viewing angles may be 120 degrees, respectively, and may overlap in a range of 90 degrees. However, it is not limited thereto.
  • FIG. 23(e) is a diagram showing an arrangement of a lidar device according to an embodiment
  • FIG. 23(f) is a view showing a viewing angle of the lidar device formed according to FIG. 23(e).
  • FIG. 23 is a view showing a path of a laser irradiated to at least one scanning unit when viewed from the top of the scanning unit, and referring to this, a LiDAR device according to an embodiment includes a first laser and It can be seen that the first viewing angle and the second viewing angle are formed by using the second laser.
  • the first viewing angle and the second viewing angle may overlap at least partially to form one viewing angle.
  • the horizontal viewing angles of the first and second viewing angles may be 120 degrees, respectively, and may overlap in a range of 60 degrees. However, it is not limited thereto.
  • FIG. 23(g) is a view showing an arrangement of a lidar device according to an embodiment
  • FIG. 23(h) is a view showing a viewing angle of the lidar device formed according to FIG. 23(g).
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a path of a laser irradiated to at least one scanning unit when viewed from the top of the scanning unit. It can be seen that the first viewing angle and the second viewing angle are formed using the second laser.
  • the first viewing angle and the second viewing angle may not overlap at least partially, and more specifically, may be formed in front and rear.
  • the horizontal viewing angles of the first and second viewing angles may be 120 degrees, respectively, and the first viewing angle is 120 degrees forward.
  • the second viewing angle may be formed in the rear 120 degree range, but is not limited thereto.
  • FIG. 24 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • a lidar device 3300 includes a first laser output unit 3311, a second laser output unit 3312, a third laser output unit 3313, and a fourth laser output unit. (3314), the first scanning unit 3321, the second scanning unit 3322, the third scanning unit 3323, and the control unit 3330 may be included, but are not limited thereto, and some components thereof are included. Or include other configurations.
  • the first laser output unit 3311, the second laser output unit 3312, the third laser output unit 3313, and the fourth laser output unit 3314 are configured with different laser output devices.
  • the present invention is not limited thereto, and may be configured by dividing a laser output from one laser output device to output a plurality of lasers, or may be configured with a plurality of laser output elements included in one laser output device. .
  • the first laser output from the first laser output unit 3311 may be irradiated to the first scanning unit 3321, and the second laser output from the second laser output unit 3312 is the first scanning
  • the third laser may be irradiated to the unit 3321, and the third laser output from the third laser output unit 3313 may be irradiated to the second scanning unit 3322, and from the fourth laser output unit 3314
  • the outputted fourth laser may be irradiated to the second scanning unit 3322.
  • the first laser irradiated by the first scanning unit 3321 may be irradiated to the third scanning unit 3323 through the first scanning unit 3321, and the first scanning unit 3321
  • the second laser irradiated with may be irradiated to the third scanning unit 3323 through the first scanning unit 3321
  • the third laser irradiated with the second scanning unit 3322 may be 2 It may be irradiated to the third scanning unit 3323 through the scanning unit 3322
  • the fourth laser irradiated through the second scanning unit 3322 is 3 It may be irradiated by the scanning unit 3323.
  • the first and third scanning units 3321 and 3323 may form a first viewing angle 3331 and a second viewing angle 3342 using the first and second lasers, and the second and The third scanning units 3322 and 3323 may form a third viewing angle 3339 and a fourth viewing angle 3344 using the third and fourth lasers, but are not limited thereto.
  • the first and third scanning units 3321 and 3323 may irradiate the first laser to a first position by changing a flight path of the first laser output at a first time point.
  • a first laser FOV may be formed at a position 1, and the first laser may be irradiated to a second position by changing a flight path of the first laser output at a second time point, and the first laser may be irradiated at the second position.
  • Laser FOV can be formed.
  • the first and third scanning units 3321 and 3323 may form a second laser FOV using the second laser output at a specific time, and use the second laser output for a certain time.
  • the second viewing angle 3342 may be formed.
  • first and third scanning units 3321 and 3323 may irradiate the second laser to a third position by changing the flight path of the second laser output at the first point in time, and the third position
  • a second laser FOV may be formed at the second point of view
  • the second laser may be irradiated to a fourth position by changing the flight path of the second laser output at the second time point, and the second laser FOV at the fourth position Can be formed.
  • the first and third scanning units 3321 and 3323 may form a second laser FOV using the second laser output at a specific time, and use the second laser output for a certain time.
  • the second viewing angle 3342 may be formed.
  • the second and third scanning units 3322 and 3323 may irradiate the third laser to a fifth position by changing a flight path of the third laser output at a first point in time, and the fifth position
  • the third laser FOV may be formed at the second time point
  • the third laser may be irradiated to the sixth position by changing the flight path of the third laser output at the second time point, and the third laser FOV at the sixth position. Can be formed.
  • the second and third scanning units 3322 and 3323 may form a third laser FOV using the third laser output at a specific time, and use the third laser output for a certain time.
  • the third viewing angle 3339 may be formed.
  • the second and third scanning units 3322 and 3323 may irradiate the fourth laser to a seventh position by changing a flight path of the fourth laser output at a first point in time, and the seventh position
  • the fourth laser FOV may be formed at the second point of view, and the fourth laser may be irradiated to the eighth position by changing the flight path of the fourth laser output at the second time point, and the fourth laser FOV at the eighth position Can be formed.
  • the second and third scanning units 3322 and 3323 may form a fourth laser FOV using the fourth laser output at a specific time, and use the fourth laser output for a certain time.
  • the fourth viewing angle 3344 may be formed.
  • first viewing angle 3241, the second viewing angle 3242, the third viewing angle 3339, and the fourth viewing angle 3344 may have the same vertical viewing angle and horizontal viewing angle, but are not limited thereto. Does not.
  • positions of the horizontal viewing angles of the first viewing angle 3241 and the second viewing angle 3332 may be the same, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the positions of the vertical viewing angles of the first viewing angle 3241 and the second viewing angle 3242 may be different, but the present disclosure is not limited thereto.
  • positions of the vertical viewing angles of the first viewing angle 3241 and the third viewing angle 3339 may be the same, but the present disclosure is not limited thereto.
  • positions of the horizontal viewing angles of the first viewing angle 3331 and the third viewing angle 3339 may be different, but the present disclosure is not limited thereto.
  • positions of vertical and horizontal viewing angles of the first viewing angle 3331 and the fourth viewing angle 3344 may be different, but are not limited thereto.
  • positions of vertical and horizontal viewing angles of the second viewing angle 3342 and the third viewing angle 3339 may be different, but are not limited thereto.
  • positions of the vertical viewing angles of the second viewing angle 3342 and the fourth viewing angle 3344 may be the same, but are not limited thereto.
  • positions of the horizontal viewing angles of the second viewing angle 3342 and the fourth viewing angle 3344 may be different, but the present disclosure is not limited thereto.
  • the first laser and the second scanning unit ( The angle formed by the third laser irradiated to the third scanning unit 3323 through 3322 is different in positions of the horizontal viewing angles of the first and third viewing angles 341 and 3339, but the positions of the vertical viewing angles are the same.
  • the vertical and horizontal viewing angles may be designed to have the same size, but are not limited thereto.
  • the angle formed by the fourth laser irradiated to the third scanning unit 3323 is different in the position of the horizontal viewing angle of the second and fourth viewing angles 3342 and 3344, but the position of the vertical viewing angle is the same,
  • the vertical and horizontal viewing angles may be designed to have the same size, but are not limited thereto.
  • the angle formed by the fourth laser irradiated to the third scanning unit 3323 is different in positions of the horizontal viewing angles of the first and fourth viewing angles 3331 and 3344, but the positions of the vertical viewing angles are also different,
  • the vertical and horizontal viewing angles may be designed to have the same size, but are not limited thereto.
  • the third laser irradiated to the third scanning unit 3323 has different positions of the horizontal viewing angles of the second and third viewing angles 3342 and 3339, but the positions of the vertical viewing angles are also different,
  • the vertical and horizontal viewing angles may be designed to have the same size, but are not limited thereto.
  • the first, second, and third scanning units 3321, 3322, and 3323 acquire the first, second, third, or fourth laser to obtain the first, second, third, or fourth laser.
  • the first, second, and third scanning units 3321, 3322, 3323 reflect the first, second, third, or fourth laser to change the flight path (nodding mirror , Multi-faceted mirror, etc.), optical phased array (OPA) for changing the flight path using the phase difference of the first, second, third or fourth laser, the first, second, third or fourth It may include at least one of the optics for steering the laser, but is not limited thereto.
  • first, second, and third scanning units 3321, 3322, and 3323 may include different types of scanning units, but are not limited thereto.
  • control unit 3330 controls the operation of at least one of the laser output units 3311, 3312, 3313, and 3314 and the first, second, and third scanning units 3321, 3322, and 3323, or Distance information with respect to the object may be obtained based on the laser output from the laser output units 3311, 3312, 3313, and 3314.
  • control unit 3330 may independently operate the laser output units 3311, 3312, 3313, and 3314 at different points in time, and may operate in sync at the same time point.
  • controller 3330 may control at least one operation of the first, second, and third scanning units 3321, 3322, and 3323.
  • the control unit 3330 is the first, second, or third scanning unit
  • the first, second, and third scanning units 3321, 3322, and 3323 include a configuration for at least some rotation
  • the control unit 3330 is the first, second, or third scanning unit
  • at least one parameter of the first, second and third scanning units (3321, 3322, 3323) such as the size of the rotation angle of (3321, 3322, and 3323), the center of the rotation angle, and the rotation speed
  • the first, Operations of the second and third scanning units 3321, 3322, and 3323 may be controlled.
  • FIG. 25 is a diagram for describing a LiDAR device according to an exemplary embodiment.
  • a lidar device 3400 includes a first laser output unit 3411, a second laser output unit 3412, a third laser output unit 3413, and a fourth laser output unit. (3414), a first scanning unit (3421), a second scanning unit (3422), a third scanning unit (3423), a first detector unit (3431) and a second detector unit (3432).
  • the first scanning unit 3421 may include a nodding mirror that rotates within a certain angular range, and the second scanning unit 3422 is within a certain angular range. It may include a noding mirror that rotates at, and the third scanning unit 3423 may include a rotating multi-faceted mirror that rotates about an axis, but is not limited thereto.
  • the first scanning unit 3421 is implemented as a nodding mirror
  • the second scanning unit 3422 is implemented as a nodding mirror
  • the third scanning unit 3423 is rotated.
  • a description will be made based on a lidar device implemented as a mirror. However, it is obvious that other configurations can also be applied.
  • the first, second, and third scanning units are the first to fourth lasers output from the first to fourth laser output units (3411, 3412, 3413, 3414). It can be used to form the field of view (FOV) of the lidar device.
  • FOV field of view
  • first and third scanning units 3421 and 3423 use first and second lasers output from the first laser output unit 3411 and the second laser output unit 3412 A first viewing angle and a second viewing angle may be formed, and the second and third scanning units 3422 and 3423 may be output from the third laser output unit 3413 and the fourth laser output unit 3414.
  • the 3rd and 4th viewing angles can be formed using the 3rd laser and the 4th laser.
  • an angle between the first laser and the second laser irradiated by the first scanning unit 3421 may be designed so that the positions of the first and second viewing angles are different.
  • an angle between the first laser and the second laser irradiated by the first scanning unit 3421 may be designed so that the vertical position of the first and second viewing angles is different.
  • an angle between the first laser and the second laser irradiated by the first scanning unit 3421 may be designed such that the positions of the first and second viewing angles are the same.
  • an angle between the first laser and the second laser irradiated by the first scanning unit 3421 may be designed so that the horizontal position of the first and second viewing angles is the same.
  • the angle between the first laser and the second laser irradiated by the first scanning unit 3421 is designed so that the horizontal position of the first viewing angle and the second viewing angle are the same, but the vertical position is different. I can.
  • an angle between the third laser and the fourth laser irradiated by the second scanning unit 3422 may be designed so that the positions of the third and fourth viewing angles are different.
  • an angle between the third laser and the fourth laser irradiated by the second scanning unit 3422 may be designed to have different vertical positions of the third and fourth viewing angles.
  • an angle between the third laser and the fourth laser irradiated by the second scanning unit 3422 may be designed such that the positions of the third and fourth viewing angles are the same.
  • an angle between the third laser and the fourth laser irradiated by the second scanning unit 3422 may be designed such that the third and fourth viewing angles have the same horizontal position.
  • the angle between the third laser and the fourth laser irradiated by the second scanning unit 3422 is designed so that the horizontal position of the third and fourth viewing angles is the same, but the vertical position is different. I can.
  • the first laser and the second scanning unit 3422 are irradiated to the third scanning unit 3423 through the first scanning unit 3421.
  • the angle formed by the third laser irradiated to the third scanning unit 3423 through) may be designed so that the positions of the first viewing angle and the third viewing angle are different.
  • the first laser and the second scanning unit are irradiated to the third scanning unit 3423 through the first scanning unit 3421
  • An angle formed by the third laser irradiated to the third scanning unit 3423 through 3422 may be designed so that the horizontal position of the first viewing angle and the third viewing angle are different.
  • the second laser and the second scanning unit 3422 are irradiated to the third scanning unit 3423 through the first scanning unit 3421.
  • the angle formed by the fourth laser irradiated to the third scanning unit 3423 through) may be designed so that the positions of the second viewing angle and the fourth viewing angle are different.
  • the second laser and the second scanning unit are irradiated to the third scanning unit 3423 through the first scanning unit 3421
  • the angle formed by the fourth laser irradiated to the third scanning unit 3423 through 3422 may be designed so that the horizontal position of the second viewing angle and the fourth viewing angle are different.
  • first, second, third, and fourth viewing angles may have the same size, but are not limited thereto.
  • the laser irradiated to the outside through the first, second, and third scanning units 3421, 3422, and 3423 is reflected from an object located in the scan area, and the first and second detector units 3431, 3432 Can be received as.
  • a first laser reflected from a first object positioned within the scan area may be received by the first detector unit 3431 through the third scanning unit 3423, and positioned within the scan area.
  • the second laser reflected from the second object may be received by the first detector unit 3431 through the third scanning unit 3423, and the third laser reflected from the third object located in the scan area is Light may be received by the second detector unit 3432 through the third scanning unit 3423, and a fourth laser reflected from a fourth object positioned in the scan area is transmitted through the third scanning unit 3423
  • Light may be received by the second detector unit 3432, but is not limited thereto, and although not shown in FIG. 25, each of the lasers is at least a part of the first to third scanning units 3421, 3422, and 3423.
  • the light may be received by the detector unit through the scanning unit of or may be received by the detector unit without passing through any one of the scanning units.
  • 26 is a diagram for describing a viewing angle of a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • the viewing angle 3500 of the lidar device may include a first viewing angle 3511, a second viewing angle 3512, a third viewing angle 3513, and a fourth viewing angle 3514. I can.
  • the first viewing angle 3511 may include a first vertical viewing angle 3251 and a first horizontal viewing angle 3531
  • the second viewing angle 3512 may be a second vertical viewing angle 3522 and a second viewing angle.
  • a horizontal viewing angle 3532 may be included
  • the third viewing angle 3513 may include a third vertical viewing angle 3523 and a third horizontal viewing angle 3533
  • the fourth viewing angle 3514 may be a fourth viewing angle.
  • a vertical viewing angle 3524 and a fourth horizontal viewing angle 3532 may be included.
  • first and second vertical viewing angles 3521 and 3522 may have the same size
  • the third and fourth vertical viewing angles 3523 and 3524 may have the same size
  • the first or second The sizes of the vertical viewing angles 3251 and 3522 and the sizes of the third or fourth vertical viewing angles 3523 and 3524 may be the same as or different from each other, but are not limited thereto.
  • first to fourth horizontal viewing angles 3531, 3532, 3533, and 3534 may have the same size, but are not limited thereto.
  • a center of the first vertical viewing angle 3251 and a center of the second vertical viewing angle 3522 may be spaced apart from each other.
  • the center of the first vertical viewing angle 3251 and the center of the second vertical viewing angle 3522 may be spaced apart from each other by a first angle, but the present invention is not limited thereto.
  • the first viewing angle 3511 and the second viewing angle 3512 are at least partially overlapped with each other, so that the first vertical viewing angle 3521 is disposed between the center of the first vertical viewing angle 3522 and the second viewing angle 3522.
  • the size of one angle may be smaller than or equal to the size of the first vertical viewing angle 3251 or the size of the second vertical viewing angle 3522.
  • the lidar when the first viewing angle 3511 and the second viewing angle 3512 overlap each other at least partially, the first viewing angle 3511 and the second viewing angle 3512 are at least partially overlapped with each other, the lidar.
  • the density of the points of the device can be increased.
  • the first viewing angle 3511 and the second viewing angle 3512 may be at the same point in an area at least partially overlapping each other. The speed of acquiring information about this can be accelerated.
  • the center of the first vertical viewing angle 3251 and the second vertical viewing angle may be greater than or equal to the size of the first vertical viewing angle 3251 or the size of the second vertical viewing angle 3522.
  • center of the third vertical viewing angle 3523 and the center of the fourth vertical viewing angle 3524 may be spaced apart from each other.
  • the center of the third vertical viewing angle 3523 and the center of the fourth vertical viewing angle 3524 may be spaced apart from each other by a second angle, but are not limited thereto.
  • the third viewing angle 3513 and the fourth viewing angle 3514 overlap each other at least in part, so that the third between the center of the third vertical viewing angle 3523 and the center of the fourth vertical viewing angle 3524
  • the size of the second angle may be smaller than or equal to the size of the third vertical viewing angle 3523 or the size of the fourth vertical viewing angle 3524.
  • the third viewing angle 3513 and the fourth viewing angle 3514 are at least partially overlapped with each other.
  • the density of the points of the device can be increased.
  • the third viewing angle 3513 and the fourth viewing angle 3514 overlap each other at least partially, the third viewing angle 3513 and the fourth viewing angle 3514 overlap each other at the same point in an area at least partially overlapping each other.
  • the speed of acquiring information about this can be accelerated.
  • the center of the third vertical viewing angle 3523 and the fourth vertical viewing angle may be greater than or equal to the size of the third vertical viewing angle 3523 or the size of the fourth vertical viewing angle 3524.
  • center of the first horizontal viewing angle 3531 and the center of the third horizontal viewing angle 3533 may be spaced apart from each other.
  • the center of the first horizontal viewing angle 3531 and the center of the third horizontal viewing angle 3533 may be spaced apart from each other by a third angle, but are not limited thereto.
  • the first viewing angle 3511 and the third viewing angle 3513 are at least partially overlapped with each other, so that the first horizontal viewing angle 3531 and the third horizontal viewing angle 3533 may be partially overlapped with each other.
  • the size of the 3 angle may be smaller than or equal to the size of the first horizontal viewing angle 3531 or the size of the third horizontal viewing angle 3533.
  • the first viewing angle 3511 and the third viewing angle 3513 are at least partially overlapped with each other.
  • the density of the points of the device can be increased.
  • the first viewing angle 3511 and the third viewing angle 3513 overlap each other at least partially, the first viewing angle 3511 and the third viewing angle 3513 overlap each other at the same point in an area at least partially overlapping each other.
  • the speed of acquiring information about this can be accelerated.
  • the size of the third angle between the centers of the viewing angle 3533 may be greater than or equal to the size of the first horizontal viewing angle 3531 or the size of the third horizontal viewing angle 3533.
  • center of the second horizontal viewing angle 3532 and the center of the fourth horizontal viewing angle 3532 may be spaced apart from each other.
  • the center of the second horizontal viewing angle 3532 and the center of the fourth horizontal viewing angle 3532 may be spaced apart from each other by a fourth angle, but are not limited thereto.
  • the second viewing angle 3512 and the fourth viewing angle 3514 are at least partially overlapped with each other, so that the second horizontal viewing angle 3532 and the fourth horizontal viewing angle 3532 are
  • the size of 4 angles may be smaller than or equal to the size of the second horizontal viewing angle 3532 or the size of the fourth horizontal viewing angle 3532.
  • the second viewing angle 3512 and the fourth viewing angle 3514 are at least partially overlapped with each other.
  • the density of the points of the device can be increased.
  • the second viewing angle 3512 and the fourth viewing angle 3514 are at the same point in an area at least partially overlapping each other. The speed of acquiring information about this can be accelerated.
  • the second viewing angle 3512 and the fourth viewing angle 3514 do not overlap each other, and in order to expand the viewing angle 3500 of the lidar device, the center of the second horizontal viewing angle 3532 and the fourth horizontal
  • the size of the fourth angle between the centers of the viewing angle 3532 may be greater than or equal to the size of the second horizontal viewing angle 3532 or the size of the fourth horizontal viewing angle 3532.
  • 27 and 28 are diagrams for describing various scan patterns of a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • the lidar device may form at least one viewing angle, and various scan patterns in addition to the scan patterns shown in FIGS. 27 and 28(a) Can be formed.
  • the lidar device according to an embodiment may form at least two viewing angles, and the vertical position of each viewing angle is different, but the viewing angles do not overlap. Otherwise, various scan patterns may be formed in addition to the scan patterns shown in FIGS. 27 and 28B.
  • the lidar device may form at least two viewing angles, and the vertical position of each viewing angle is different, but each viewing angle is at least partially. They may overlap, and various scan patterns may be formed in addition to the scan patterns shown in FIGS. 27 and 28C.
  • the lidar device may form at least two viewing angles, and the horizontal position of each viewing angle is different, but each viewing angle is at least partially. They may overlap, and various scan patterns may be formed in addition to the scan patterns shown in FIGS. 27 and 28D.
  • the lidar device may form at least four viewing angles, and the horizontal or vertical position of each viewing angle is different, but among a plurality of viewing angles, At least some of the viewing angles may at least partially overlap, and various scan patterns may be formed in addition to the scan patterns shown in FIGS. 27 and 28E.
  • the lidar device may form at least four viewing angles, and the horizontal or vertical position of each viewing angle is different, but each viewing angle is It may overlap at least partially, and various scan patterns may be formed in addition to the scan patterns shown in FIGS. 27 and 28(f).
  • the above-described information may be applied to form a scan pattern in which the respective viewing angles are different in horizontal or vertical position, but each viewing angle is at least partially overlapped, and thus the overlapping description will be omitted.
  • the above-described arrangement of the scanning unit, arrangement of a laser, and irradiation angle of a laser may be applied to form various scan patterns and positions and sizes of viewing angles.
  • 29 is a diagram for describing a lidar device according to an exemplary embodiment.
  • a lidar device 3600 may include a laser output unit 3610, a first scanning unit 361, a second scanning unit 3622, and a detector unit 3630.
  • a window 3640 and a backbeam prevention part 3650 may be included, but the present invention is not limited thereto.
  • the laser output from the laser output unit 3610 may be scattered at an interface between different materials.
  • the laser output from the laser output unit 3610 may be scattered at the boundary surface of the air and the first scanning unit 3621, and may be scattered at the interface between the air and the second scanning unit 3622, , It may be scattered at the interface between the window 3640 and air, but is not limited thereto.
  • the light scattered inside the lidar device may be received by the detector unit 3630 and may cause an error in a distance measured by the lidar device.
  • the first scattered light 3601 scattered at the interface between the first scanning unit 3621 and the air may be received by the detector 3630 through internal reflection of the lidar device.
  • the detector unit 3630 saturated due to the scattered light 3651 may not be able to receive the reflected light due to the object at a short distance.
  • the second scattered light 3652 scattered at the interface between the second scanning unit 3622 and the air, and the third scattered light 3653 scattered at the interface between the window 3640 and the air are also included in the detector unit 3630 ), which may interfere with the distance measurement of the lidar device.
  • the lidar device 3600 may include a back beam prevention unit 3650 for blocking such scattered light from being received by the detector 3630 through an internal path.
  • the backbeam prevention part 3650 may be formed to surround the second scanning part 3622.
  • the backbeam prevention part 3650 may include a first backbeam prevention member surrounding the second scanning part 3622 and a second backbeam prevention member formed in mesh with the first backbeam prevention member.
  • the backbeam prevention unit 3650 may be located on a virtual plane perpendicular to the rotation axis of the second scanning unit 3622.
  • the backbeam prevention part 3650 may be formed in contact with the reflective surface of the second scanning part 3622.
  • the backbeam prevention part 3650 may be formed to divide an irradiation path and a light-receiving path in the inside of the lidar device.
  • the backbeam prevention unit 3650 allows the scattered light 3651, 3652, 3653 to be transferred to the detector unit 3630 so that the scattered light 3651, 3652, 3653 cannot be received by the detector unit 3630. It may be formed to block a part of the scattering path, which means the inner path toward which it is directed.
  • the backbeam prevention part 3650 may be formed to divide the lidar device into at least two parts.
  • the backbeam prevention unit 3650 converts the lidar device into a first part including a laser output part 3610 and a first scanning part 361 and a second part including a detector part 3630. It may be formed to be divided, and in this case, the first part and the second part may share the second scanning unit 3622.
  • the lidar device 3600 includes the backbeam prevention unit 3650 capable of physically blocking the scattered light 361, 3652, 3653, the scattered light 361, 3652, 3653) prevents the detector unit 3630 from being saturated, so that the short-range measurement of the lidar device 3600 can be made more accurately.
  • FIG. 30 is a diagram for describing a LiDAR device according to an exemplary embodiment.
  • a lidar device 3700 may include a laser output unit 3710, a first scanning unit 3721, a second scanning unit 3722, and a detector 3730.
  • a window 3740 and a backbeam prevention part 3750 may be included, but the present invention is not limited thereto.
  • the laser output from the laser output unit 3710 may be scattered at an interface between different materials.
  • the laser output from the laser output unit 3710 may be scattered at the boundary surface between the air and the first scanning unit 3721, and may be scattered at the interface between the air and the second scanning unit 3722. , It may be scattered at the interface between the window 3740 and air, but is not limited thereto.
  • the light scattered inside the lidar device may be received by the detector unit 3730 and may cause an error in a distance measured by the lidar device.
  • the first scattered light 3651 scattered at the interface between the first scanning unit 3721 and the air may be received by the detector 3730 through internal reflection of the lidar device.
  • the detector unit 3730 saturated due to the scattered light 3751 may not receive the reflected light due to the object at a short distance.
  • the second scattered light 3757 scattered at the interface between the second scanning unit 3722 and the air, and the third scattered light 3755 scattered at the interface between the window 3740 and the air are also included in the detector unit 3730. ), which may interfere with the distance measurement of the lidar device.
  • the lidar device 3700 may include a back beam prevention unit 3750 for blocking such scattered light from being received by the detector 3730 through an internal path.
  • the backbeam prevention part 3750 may be formed to divide at least a part of the second scanning part 3722.
  • the backbeam prevention part 3750 may be formed by dividing at least a part of the second scanning part 3722 and extending to the inside of the second scanning part 3722.
  • the backbeam prevention unit 3750 may be located on a virtual plane perpendicular to the rotation axis of the second scanning unit 3722.
  • the backbeam prevention part 3750 may be formed to divide an irradiation path and a light-receiving path in the inside of the lidar device.
  • the backbeam prevention unit 3750 allows the scattered light 3751,3752,3753 to be transferred to the detector 3730 so that the scattered light 3751,3752,3753 cannot be received by the detector 3730. It may be formed to block a part of the scattering path, which means the inner path toward which it is directed.
  • the backbeam prevention part 3750 may be formed to divide the lidar device into at least two parts.
  • the backbeam prevention unit 3750 converts the lidar device into a first portion including a laser output unit 3710 and a first scanning unit 3721 and a second portion including a detector unit 3730. It may be formed to be divided, and in this case, the first part and the second part may share the second scanning part 3722.
  • the lidar device 3700 includes the backbeam prevention unit 3750 that can physically block the scattered light 3751,3752,3753, the scattered light 3751,3752, By preventing the detector unit 3730 from being saturated by 3753, it is possible to make the near-field measurement of the lidar device 3700 more accurate.
  • FIG. 31 is a diagram for describing a LiDAR device according to an exemplary embodiment.
  • a lidar device 3800 includes a first laser output unit 3811, a second laser output unit 3812, a first scanning unit 3822, and a second scanning unit 3822. ), a third scanning unit 3824, a first detector unit 3831, a second detector unit 3832, a first filter unit 3841, and a second filter unit 3842.
  • the first laser output unit 3811 and the second laser output unit 3812 may respectively output lasers of different wavelength bands.
  • the center wavelength of the first laser output from the first laser output unit 3811 is a first wavelength
  • the center wavelength of the second laser output from the second laser output unit 3812 is a second wavelength
  • the first wavelength and the second wavelength may differ by at least 30 nm, but are not limited thereto.
  • the center transmission wavelengths of the first filter unit 3841 and the second filter unit 3842 may be different.
  • the first filter unit 3841 may be designed such that the first wavelength is a center transmission wavelength with respect to light incident at 0 degrees, and the second filter unit 3842 is applied to light incident at 0 degrees.
  • the second wavelength may be designed to be the central transmission wavelength, but is not limited thereto.
  • the first filter unit 3841 transmits the light of the first wavelength with respect to the light incident at 0 degrees, but the range of the center transmission wavelength and the pass band so as not to transmit the light of the second wavelength.
  • the second filter unit 3842 transmits the light of the second wavelength with respect to the light incident at 0 degrees, but the range of the center transmission wavelength and the pass band so as not to transmit the light of the first wavelength. May be designed, but is not limited thereto.
  • the first filter unit 3841 may be designed so that the transmittance of the light of the first wavelength incident at 0 degrees is higher than the transmittance of the light of the second wavelength incident to 0 degrees
  • the second filter unit 3842 may be designed so that the transmittance of the light of the second wavelength incident at 0 degrees is higher than the transmittance of the light of the first wavelength incident to 0 degrees, but the present invention is not limited thereto.
  • the first filter unit 3841 may be designed so as not to transmit light of the second wavelength with respect to light incident at 0 to 30 degrees
  • the second filter unit 3843 is 0 It may be designed so as not to transmit light of the first wavelength with respect to light incident at degrees to 30 degrees, but is not limited thereto.
  • the first filter unit 3841 may be designed to block at least a part of light of the second wavelength with respect to light incident in a viewing angle range
  • the second filter unit 3842 may have a viewing angle It may be designed to block at least some of the light of the first wavelength with respect to the light incident in the range, but is not limited thereto.
  • first and second filter units 3841 and 3842 may be positioned between the condensing lens and the detector unit as shown in FIG. 31, but are not limited thereto, and various Can be placed in position.
  • first and second filter units 3841 and 3842 may be designed as described above, but may be designed in various ways to prevent mutual interference between the first laser and the second laser.
  • first and second filter units 3841 and 3842 may be designed to be inclined at a predetermined angle according to the temperatures of the first laser output unit and the second laser output unit, but are not limited thereto.
  • first and second filter units 3841 and 3842 may be designed to be inclined at a predetermined angle according to a change in wavelength of the first laser and the laser, but are not limited thereto.
  • the method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium.
  • the computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and usable to those skilled in computer software.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks.
  • -A hardware device specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the embodiment, and vice versa.

Landscapes

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Abstract

본 발명은 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치로서, 제1 레이저를 출력하기 위한 제1 레이저 출력부, 제2 레이저를 출력하기 위한 제2 레이저 출력부, 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 시야각을 형성하며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 시야각을 형성하기 위한 스캐닝, 상기 제1 및 제2 레이저를 이용하여 대상체와 거리를 측정하기 위한 디텍터부를 포함하는 라이다 장치에 관련된 것이다.

Description

라이다 장치
본 발명은 레이저를 이용하여 대상체의 거리 정보를 획득하는 라이다 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 본 발명은 스캔영역을 향해 레이저를 조사하고 상기 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사되는 레이저를 감지하여, 거리 정보를 획득하는 라이다 장치에 관한 것이다.
라이다 장치(LiDAR: Light Detecting And Ranging)는 레이저를 이용하여 대상체와의 거리를 탐지하는 장치이다. 또한 라이다 장치는 레이저를 이용한 포인트 클라우드(Point cloud)를 생성하여 주변에 존재하는 사물에 대한 위치정보를 획득할 수 있는 장치이다. 또한, 라이다 장치를 이용한 기상관측, 3차원 맵핑(3D mapping), 자율주행차량, 자율주행드론 및 무인 로봇 센서 등에 대한 연구 역시 활발히 진행되고 있다.
종래의 라이다 장치는 라이다 장치 자체를 기계적으로 회전시키거나, 확산렌즈를 이용하여 스캔영역을 확장해왔다. 그러나 라이다 장치 자체를 기계적으로 회전시키는 경우 다수의 레이저에서 발생하는 열적인 문제나, 기계적 회전에 따라 안정성, 내구성 등에 문제가 있었다. 또한 확산렌즈를 이용하여 스캔영역을 확장시키는 라이다 장치의 경우, 레이저의 확산으로 인해 측정 거리가 줄어드는 문제가 있었다.
최근에는 이러한 문제를 해결하기 위하여 라이다 장치 자체의 기계적 회전을 최소화 하거나 안정적인 기계적 스캔으로 스캔영역을 확장하고, 라이다 장치의 성능을 향상시키기 위한 연구가 계속되고 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 복수개의 레이저 출력 장치를 포함하는 라이다 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 해결 과제는 복수의 시야각을 형성하는 라이다 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 해결 과제는 시야각이 확장된 라이다 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 라이다 장치는 제1 레이저를 출력하기 위한 제1 레이저 출력부, 제2 레이저를 출력하기 위한 제2 레이저 출력부, 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 시야각을 형성하며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 시야각을 형성하기 위한 스캐닝부, 상기 제1 및 제2 레이저를 이용하여 대상체와 거리를 측정하기 위한 디텍터부;를 포함하되, 상기 스캐닝부는 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 수직 시야각을 형성하며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 수직 시야각을 형성하기 위한 제1 스캐닝부 및 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 수평 시야각을 형성하며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 수평 시야각을 형성하기 위한 제2 스캐닝부를 포함하며, 상기 제1 및 제2 스캐닝부는 상기 제1 수평 시야각의 크기가 상기 제1 수직 시야각의 크기보다 크며, 상기 제2 수평 시야각의 크기가 상기 제2 수직 시야각의 크기보다 크도록 배치되고, 상기 제1 수직 시야각의 중심 및 상기 제2 수직 시야각의 중심 사이 거리가 상기 제1 수평 시야각의 중심 및 상기 제2 수평 시야각의 중심 사이 거리보다 크도록 상기 제1 스캐닝부로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도가 설계될 수 있다.
다른 일 실시예에 따른 라이다 장치는 적어도 둘 이상의 레이저를 출력하기 위한 레이저 출력부, 상기 적어도 둘 이상의 레이저를 이용하여 제1 시야각 및 제2 시야각을 형성하기 위한 스캐닝부, 상기 적어도 둘 이상의 레이저를 이용하여 대상체와 거리를 측정하기 위한 디텍터부를 포함하되, 상기 스캐닝부는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 크기가 동일하며, 상기 제1 시야각 내의 스캔 패턴과 상기 제2 시야각 내의 스캔 패턴이 서로 동일하도록 배치되며, 상기 스캐닝부에 조사되는 상기 적어도 둘 이상의 레이저 사이의 각도는 상기 라이다 장치로부터 동일한 거리에서 상기 제1 시야각의 중심과 상기 제2 시야각의 중심이 제1 방향으로 이격된 거리가 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 이격된 거리 보다 크도록 설계될 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치는 제1 레이저를 출력하기 위한 제1 레이저 출력부, 제2 레이저를 출력하기 위한 제2 레이저 출력부, 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 수직 시야각을 형성하며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 수직 시야각을 형성하기 위한 제1 스캐닝부 및 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 수평 시야각을 형성하며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 수평 시야각을 형성하기 위한 제2 스캐닝부를 포함하며, 상기 제1 수직 시야각의 중심과 상기 제2 수직 시야각의 중심이 상기 라이다 장치와 이루는 각도가 적어도 제1 수직 시야각 또는 제2 수직 시야각의 크기가 되도록 상기 제1 스캐닝부로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도가 설계될 수 있다.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 복수개의 레이저 출력 장치를 포함하는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
본 발명에 따르면, 복수의 시야각을 형성하는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
본 발명에 따르면, 시야각이 확장된 라이다 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 효과들이 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 라이다 장치에서 스캐닝부의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 라이다 장치에 관한 것이다.
도 5는 일 실시예에 따른 회전 다면 미러를 나타내기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 반사면의 수와 시야각의 관계에 대하여 설명하는 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 특정 시점에 형성되는 레이저 FOV 및 디텍터 FOV를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 라이다 장치의 시야각을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 특정 시점에 형성되는 레이저 FOV 및 디텍터 FOV를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 라이다 장치의 시야각을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 일 실시예에 따른 라이다 장치의 시야각을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 일 실시예에 따른 라이다 장치의 배치 및 시야각을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 일 실시예에 따른 라이다 장치의 시야각을 설명하기 위한 도면이다.
도 27 및 도 28은 일 실시예에 따른 라이다 장치의 다양한 스캔 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 판례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 도는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치로서, 제1 레이저를 출력하기 위한 제1 레이저 출력부, 제2 레이저를 출력하기 위한 제2 레이저 출력부, 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 시야각을 형성하며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 시야각을 형성하기 위한 스캐닝부, 상기 제1 및 제2 레이저를 이용하여 대상체와 거리를 측정하기 위한 디텍터부를 포함하되, 상기 스캐닝부는 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 수직 시야각을 형성하며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 수직 시야각을 형성하기 위한 제1 스캐닝부 및 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 수평 시야각을 형성하며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 수평 시야각을 형성하기 위한 제2 스캐닝부를 포함하며, 상기 제1 및 제2 스캐닝부는 상기 제1 수평 시야각의 크기가 상기 제1 수직 시야각의 크기보다 크며, 상기 제2 수평 시야각의 크기가 상기 제2 수직 시야각의 크기보다 크도록 배치되고, 상기 제1 수직 시야각의 중심 및 상기 제2 수직 시야각의 중심 사이 거리가 상기 제1 수평 시야각의 중심 및 상기 제2 수평 시야각의 중심 사이 거리보다 크도록 상기 제1 스캐닝부로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도가 설계되는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 스캐닝부는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 크기가 동일하도록 배치될 수 있다.
여기서, 상기 스캐닝부는 동일한 시점에 상기 제1 시야각으로 조사되는 상기 제1 레이저와 상기 제2 시야각으로 조사되는 상기 제2 레이저가 상기 라이다 장치와 이루는 각도가 시간에 따라 일정하도록 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1 스캐닝부는 일정 각도 범위에서 회전하는 노딩미러를 포함하며, 상기 제2 스캐닝부는 회전축을 기준으로 회전하는 회전 다면 미러를 포함하고, 상기 노딩미러는 a도 범위에서 반복 구동하며, 상기 제1 스캐닝부로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 b도 인 경우 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도인 b도는 적어도 2a도가 되도록 설계될 수 있다.
여기서, 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각 사이에 중첩되는 포인트가 생기지 않도록 상기 노딩 미러로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도인 b도는 적어도 2a도 이상이 되도록 설계될 수 있다.
여기서, 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각이 적어도 일부 오버랩 되도록 상기 노딩 미러로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도인 b도는 적어도 2a도 이하가 되도록 설계될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치로서, 적어도 둘 이상의 레이저를 출력하기 위한 레이저 출력부, 상기 적어도 둘 이상의 레이저를 이용하여 제1 시야각 및 제2 시야각을 형성하기 위한 스캐닝부, 상기 적어도 둘 이상의 레이저를 이용하여 대상체와 거리를 측정하기 위한 디텍터부를 포함하되, 상기 스캐닝부는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 크기가 동일하며, 상기 제1 시야각 내의 스캔 패턴과 상기 제2 시야각 내의 스캔 패턴이 서로 동일하도록 배치되며, 상기 스캐닝부에 조사되는 상기 적어도 둘 이상의 레이저 사이의 각도는 상기 라이다 장치로부터 동일한 거리에서 상기 제1 시야각의 중심과 상기 제2 시야각의 중심이 제1 방향으로 이격된 거리가 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 이격된 거리 보다 크도록 설계되는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 제1 시야각의 상기 제1 방향으로의 크기는 상기 제1 시야각의 상기 제2 방향으로의 크기보다 작으며, 상기 제2 시야각의 상기 제1 방향으로의 크기는 상기 제2 시야각의 상기 제2 방향으로의 크기보다 작을 수 있다.
여기서, 상기 스캐닝부는 상기 제1 방향으로 시야각을 형성하기 위한 제1 스캐닝부 및 상기 제2 방향으로 시야각을 형성하기 위한 제2 스캐닝부를 포함하며, 상기 제1 및 제2 레이저는 상기 제1 스캐닝부로 조사될 수 있다.
여기서, 상기 제1 스캐닝부는 일정 각도 범위에서 회전하는 노딩미러를 포함하며, 상기 제2 스캐닝부는 회전축을 기준으로 회전하는 회전 다면 미러를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 적어도 둘 이상의 레이저는 제1 레이저 및 제2 레이저를 포함하며, 상기 노딩미러는 a도 범위에서 반복 구동하며, 상기 제1 스캐닝부로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 b도 인 경우 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도인 b도는 적어도 2a도가 되도록 설계될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 둘 이상의 레이저는 제1 레이저 및 제2 레이저를 포함하며, 상기 디텍터부는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저를 검출하기 위한 적어도 둘 이상의 채널을 포함하며, 동일한 시점에 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저는 상기 디텍터부의 서로 다른 채널에서 검출될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 둘 이상의 레이저는 제1 레이저 및 제2 레이저를 포함하며, 상기 라이다 장치는 상기 제1 및 제2 레이저를 이용하여 포인트를 생성하며, 상기 제1 시야각의 수직 단부 영역 내의 상기 포인트의 밀도는 상기 제1 시야각의 중심 영역 내의 상기 포인트의 밀도 보다 높고, 상기 제2 시야각의 수직 단부 영역 내의 상기 포인트의 밀도는 상기 제2 시야각의 중심 영역 내의 상기 포인트의 밀도 보다 높되, 상기 스캐닝부에 조사되는 상기 적어도 둘 이상의 레이저 사이의 각도는 상기 제1 시야각의 수직 단부 영역과 상기 제2 시야각의 수직 단부 영역이 인접하도록 설계될 수 있다.
여기서, 상기 레이저 출력부는 상기 제1 레이저를 출력하기 위한 제1 레이저 출력 장치 및 상기 제2 레이저를 출력하기 위한 제2 레이저 출력 장치를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 적어도 둘 이상의 레이저는 제1 레이저, 제2 레이저, 제3 레이저 및 제4 레이저를 포함하며, 상기 스캐닝부는 상기 제1 내지 제4 레이저를 이용하여 상기 제1 시야각, 상기 제2 시야각, 제3 시야각 및 제4 시야각을 형성하고, 상기 스캐닝부는 제1 스캐닝부, 제2 스캐닝부 및 제3 스캐닝부를 포함하며, 상기 제1 및 제3 스캐닝부는 상기 제1 및 제2 레이저를 이용하여 상기 제1 및 제2 시야각을 형성하도록 배치되며, 상기 제1 스캐닝부에 조사되는 상기 제1 및 제2 레이저 사이의 각도는 상기 라이다 장치로부터 동일한 거리에서 상기 제1 시야각의 중심과 상기 제2 시야각의 중심이 제1 방향으로 이격된 거리가 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 이격된 거리 보다 크도록 설계되고, 상기 제2 및 제3 스캐닝부는 상기 제3 및 제4 레이저를 이용하여 상기 제3 및 제4 시야각을 형성하도록 배치되며, 상기 제2 스캐닝부에 조사되는 상기 제3 및 제4 레이저 사이의 각도는 상기 라이다 장치로부터 동일한 거리에서 상기 제3 시야각의 중심과 상기 제4 시야각의 중심이 제1 방향으로 이격된 거리가 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 이격된 거리 보다 크도록 설계되고, 상기 제3 스캐닝부의 회전축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부를 통해 상기 제3 스캐닝부로 조사되는 상기 제1 레이저와 상기 제2 스캐닝부를 통해 상기 제3 스캐닝부로 조사되는 제3 레이저가 이루는 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제3 시야각의 제2 방향으로의 위치가 상이하도록 설계되며 상기 제3 스캐닝부의 회전축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부를 통해 상기 제3 스캐닝부로 조사되는 상기 제2 레이저와 상기 제2 스캐닝부를 통해 상기 제3 스캐닝부로 조사되는 제4 레이저가 이루는 각도는 상기 제2 시야각 및 상기 제4 시야각의 제2 방향으로의 위치가 상이하도록 설계될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치로서, 제1 레이저를 출력하기 위한 제1 레이저 출력부, 제2 레이저를 출력하기 위한 제2 레이저 출력부, 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 수직 시야각을 형성하며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 수직 시야각을 형성하기 위한 제1 스캐닝부 및 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 수평 시야각을 형성하며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 수평 시야각을 형성하기 위한 제2 스캐닝부를 포함하며, 상기 제1 수직 시야각의 중심과 상기 제2 수직 시야각의 중심이 상기 라이다 장치와 이루는 각도가 적어도 제1 수직 시야각 또는 제2 수직 시야각의 크기가 되도록 상기 제1 스캐닝부로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도가 설계되는 라이다 장치가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각 사이에 중첩되는 포인트가 생기지 않도록 제1 스캐닝부로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 적어도 상기 제1 수직 시야각 또는 상기 제2 수직 시야각의 크기 이상이 되도록 설계될 수 있다.
여기서, 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각이 적어도 일부 오버랩 되도록 제1 스캐닝부로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 적어도 상기 제1 수직 시야각 또는 상기 제2 수직 시야각의 크기 이하가 되도록 설계될 수 있다.
여기서, 상기 제1 스캐닝부 및 상기 제2 스캐닝부는 동일한 시점에 상기 제1 시야각으로 조사되는 상기 제1 레이저와 상기 제2 시야각으로 조사되는 상기 제2 레이저가 상기 라이다 장치와 이루는 각도가 시간에 따라 일정하도록 배치될 수 있다.
여기서, 상기 라이다 장치는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저를 검출하기 위한 디텍터부를 포함하며, 상기 디텍터부 내에서 상기 제1 레이저를 검출하기 위한 영역과 상기 제2 레이저를 검출하기 위한 영역의 배치는 상기 제1 수직 시야각과 상기 제2 수직 시야각의 배치와 상반될 수 있다.
라이다 장치는 레이저를 이용하여 대상체의 거리 및 위치를 탐지하기 위한 장치이다. 예를 들어 라이다 장치와 대상체와의 거리 및 라이다 장치를 기준으로 한 대상체의 위치는 (R,
Figure PCTKR2020011860-appb-I000001
,
Figure PCTKR2020011860-appb-I000002
)로 나타낼 수 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 라이다 장치와 대상체와의 거리 및 라이다 장치를 기준으로 한 대상체의 위치는 직교좌표계 (X,Y,Z), 원통좌표계 (R,
Figure PCTKR2020011860-appb-I000003
,z) 등으로 나타낼 수 있다.
또한 라이다 장치는 대상체와의 거리(R)를 결정하기 위하여, 대상체로부터 반사된 레이저를 이용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 대상체와의 거리(R)를 결정하기 위해 출사된 레이저와 감지된 레이저의 시간차이인 비행시간(TOF: Time Of Flight)을 이용할 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치는 레이저를 출력하는 레이저 출력부와 반사된 레이저를 감지하는 디텍터부를 포함할 수 있다. 라이다 장치는 레이저 출력부에서 레이저가 출력된 시간을 확인하고, 대상체로부터 반사된 레이저를 디텍터부에서 감지한 시간을 확인하여, 출사된 시간과 감지된 시간의 차이에 기초하여 대상체와의 거리를 판단할 수 있다.
또한 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 대상체와의 거리(R)를 결정하기 위해 감지된 레이저의 감지 위치를 기초로 삼각측량법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 레이저 출력부에서 출사된 레이저가 상대적으로 가까운 대상체로부터 반사되는 경우 상기 반사된 레이저는 디텍터부 중 레이저 출력부와 상대적으로 먼 지점에서 감지될 수 있다. 또한, 레이저 출력부에서 출사된 레이저가 상대적으로 먼 대상체로부터 반사되는 경우 상기 반사된 레이저는 디텍터부 중 레이저 출력부와 상대적으로 가까운 지점에서 감지될 수 있다. 이에 따라, 라이다 장치는 레이저의 감지 위치의 차이를 기초로 대상체와의 거리를 판단할 수 있다.
또한 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 대상체와의 거리(R)를 결정하기 위해 감지된 레이저의 위상변화(Phase shift)를 이용할 수 있다. 예를 들어 라이다 장치는 레이저 출력부에서 출사된 레이저를 AM(Amplitude Modulation)시켜 진폭에 대한 위상을 감지하고, 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사된 레이저의 진폭에 대한 위상을 감지하여 출사된 레이저와 감지된 레이저의 위상 차이에 기초하여 스캔영역상에 존재하는 대상체와의 거리를 판단할 수 있다.
또한 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 조사되는 레이저의 각도를 이용하여 대상체의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 라이다 장치에서 라이다 장치의 스캔영역을 향해 조사된 하나의 레이저의 조사 각도(
Figure PCTKR2020011860-appb-I000004
,
Figure PCTKR2020011860-appb-I000005
)를 알 수 있는 경우, 상기 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사된 레이저가 디텍터부에서 감지된다면, 라이다 장치는 조사된 레이저의 조사 각도(
Figure PCTKR2020011860-appb-I000006
,
Figure PCTKR2020011860-appb-I000007
)로 상기 대상체의 위치를 결정할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 수광되는 레이저의 각도를 이용하여 대상체의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 대상체와 제2 대상체가 라이다 장치로부터 같은 거리(R)에 있으나, 라이다 장치를 기준으로 서로 다른 위치(
Figure PCTKR2020011860-appb-I000008
,
Figure PCTKR2020011860-appb-I000009
)에 있는 경우, 제1 대상체에서 반사된 레이저와 제2 대상체에서 반사된 레이저는 디텍터부의 서로 다른 지점에서 감지될 수 있다. 라이다 장치는 반사된 레이저들이 디텍터부에서 감지된 지점을 기초로 대상체의 위치를 결정할 수 있다.
또한 일 실시예에 따르면, 라이다 장치는 주변의 임의의 대상체의 위치를 탐지하기 위해 대상체를 포함하는 스캔영역을 가질 수 있다. 여기서 스캔영역은 탐지 가능한 영역을 한 화면으로 표현한 것으로 1프레임동안 한 화면을 형성하는 점, 선, 면의 집합을 의미할 수 있다. 또한 스캔영역은 라이다 장치에서 조사된 레이저의 조사영역을 의미할 수 있으며, 조사영역은 1프레임 동안 조사된 레이저가 같은 거리(R)에 있는 구면과 만나는 점, 선, 면의 집합을 의미 할 수 있다. 또한 시야각(FOV, Field of view)은 탐지 가능한 영역(Field)을 의미하며, 라이다 장치를 원점으로 보았을 때 스캔영역이 가지는 각도 범위로 정의 될 수 있다.
이하에서는 일 실시예에 따른 라이다 장치의 각 구성요소들에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 레이저 출력부(110), 스캐닝부(120), 디텍터부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다. 그러나, 전술한 구성에 국한되지 않고, 상기 라이다 장치(100)는 상기 구성보다 많거나 적은 구성을 갖는 장치일 수 있다. 예를 들어, 상기 라이다 장치는 상기 스캐닝부 없이 상기 레이저 출력부, 상기 디텍터부 및 상기 제어부만으로 구성될 수 있다.
또한, 라이다 장치(100)에 포함된 레이저 출력부(110), 스캐닝부(120), 디텍터부(130) 및 제어부(140) 각각은 복수개로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 라이다 장치는 복수 개의 레이저 출력부, 복수 개의 스캐닝부, 복수 개의 디텍터부로 구성 될 수 있다. 물론, 단일 레이저 출력부, 복수 개의 스캐닝부, 단일 디텍터부로 구성 될 수도 있다.
라이다 장치(100)에 포함된 레이저 출력부(110), 스캐닝부(120), 디텍터부(130) 및 제어부(140) 각각은 복수개의 하위 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 라이다 장치는 복수 개의 레이저 출력 소자가 하나의 어레이로 레이저 출력부를 구성할 수 있다.
상기 레이저 출력부(110)는 레이저를 출사할 수 있다. 상기 라이다 장치(100)는 상기 출사된 레이저를 이용하여 대상체까지의 거리를 측정할 수 있다.
또한, 상기 레이저 출력부(110)는 하나 이상의 레이저 출력 소자를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 레이저 출력부(110)는 단일 레이저 출력 소자를 포함할 수 있으며, 복수 개의 레이저 출력소자를 포함할 수 있다. 또한 복수 개의 레이저 출력 소자를 포함하는 경우 상기 복수 개의 레이저 출력 소자가 하나의 어레이를 구성할 수 있다.
또한, 상기 레이저 출력부(110)는 905nm대역의 레이저를 출사시킬 수 있으며, 1550nm대역의 레이저를 출사시킬 수 있다. 또한 상기 레이저 출력부(110)는 800nm에서 1000nm사이 파장의 레이저를 출사시킬 수 있는 등 출사된 레이저의 파장은 다양한 범위에 걸쳐있을 수도 있으며, 특정 범위에 있을 수도 있다.
또한, 상기 레이저 출력부(110)의 레이저 출력소자가 복수개인 경우 각 레이저 출력소자는 같은 파장대역의 레이저를 출사시킬 수 있으며, 서로 다른 파장대역의 레이저를 출사시킬 수 있다. 예를 들어, 2개의 레이저 출력소자를 포함하는 레이저 출력부의 경우, 하나의 레이저 출력소자는 905nm대역의 레이저를 출사시킬 수 있으며, 다른 하나의 레이저 출력소자는 1550nm대역의 레이저를 출사시킬 수 있다.
또한 상기 레이저 출력 소자는 레이저 다이오드(Laser Diode:LD), Solid-state laser, high power laser, Light entitling diode(LED), 빅셀(Vertical cavity Surface emitting Laser : VCSEL), External cavity diode laser(ECDL) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
스캐닝부(120)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 스캐닝부(120)는 출사된 레이저의 이동방향을 변경하여 레이저의 조사방향을 변경시킬 수 있으며, 출사된 레이저를 발산시키거나 위상을 변화시켜 레이저의 크기를 변경시키거나 조사방향을 변경시킬 수도 있고, 레이저를 발산시키고 레이저의 이동방향을 변경시켜 레이저의 조사 방향 및 크기를 변경시킬 수도 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 상기 레이저 출력부(110)에서 조사되는 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경시킴으로써 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 출사된 레이저의 이동방향을 변경시키기 위해 고정된 각도로 레이저의 이동방향을 변경하는 고정미러, 기 설정된 각도 범위에서 노딩(nodding)하며 지속적으로 레이저의 이동방향을 변경하는 노딩미러 및 일 축을 기준으로 회전하며 지속적으로 레이저의 이동방향을 변경하는 회전미러를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 출사된 레이저를 발산시키기 위하여 렌즈, 프리즘, 액체 렌즈(Microfluidie lens), Liquid Crystal 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 출사된 레이저의 위상을 변화시키고 이를 통하여 조사 방향을 변경하기 위하여 OPA(Optical phased array)등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한 상기 노딩미러는 출사된 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경시켜, 레이저의 조사영역을 확장 또는 변경시키는 것으로 기 설정된 각도 범위에서 노딩할 수 있다. 여기서 노딩은 하나 또는 다수의 축을 기준으로 회전하며, 일정 각도 범위 내에서 왕복운동을 하는 것을 지칭할 수 있다. 또한 상기 노딩미러는 공진스캐너(Resonance scanner), MEMs mirror, VCM(Voice Coil Motor)등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한 상기 회전미러는 출사된 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경시켜, 레이저의 조사영역을 확장 또는 변경시키는 것으로, 일 축을 기준으로 회전할 수 있다. 또한 상기 회전미러는 단면미러가 축을 기준으로 회전하는 것일 수 있으며, 원뿔형 미러가 축을 기준으로 회전하는 것일 수도 있고, 다면 미러가 축을 기준으로 회전하는 것일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고, 축을 기준으로 각도범위 제한 없이 회전하는 미러일 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 단일한 스캐닝부로 구성될 수도 있고, 복수개의 스캐닝부로 구성될 수도 있다. 또한 상기 스캐닝부는 하나 또는 둘 이상의 광학요소를 포함 할 수 있으며, 그 구성에 제한이 없다.
디텍터부(130)는 라이다 장치(100)의 스캔영역 상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 감지할 수 있다.
또한, 상기 디텍터부(130)는 하나 이상의 디텍터를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 디텍터부(130)는 단일 디텍터를 포함할 수 있으며, 복수 개의 디텍터로 구성된 디텍터 어레이를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상기 디텍터부(130)는 하나의 APD(Avalanche Photodiode)를 포함할 수 있으며, 복수 개의 SPAD(Single-photon avalanche diode)이 어레이로 구성된 SiPM(Silicon PhotoMultipliers)를 포함할 수도 있다. 또한 복수개의 APD를 단일 채널로 구성할 수 있으며, 복수개의 채널로 구성할 수도 있다.
또한 상기 디텍터는 PN 포토다이오드, 포토트랜지스터, PIN 포토다이오드, APD, SPAD, SiPM, CCD(Charge-Coupled Device)등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제어부(140)는 감지된 레이저에 기초하여 상기 라이다 장치로부터 스캔영역 상에 위치하는 대상체까지의 거리를 판단할 수 있다. 또한, 상기 제어부(140)는 상기 레이저 출력부(110), 상기 스캐닝부(120), 상기 디텍터부(130) 등 상기 라이다 장치의 각 구성요소의 동작을 제어할 수 있다.
이하에서는 상기 스캐닝부(120)에 대해서 보다 더 상세하게 설명한다.
도 2는 일 실시예에 따른 라이다 장치에서 스캐닝부의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 레이저 출력부(110)에서 출사되는 레이저의 조사영역에 따라 상기 스캐닝부(120)의 기능이 다를 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 레이저 출력부(110)가 단일 레이저 출력소자를 갖는 경우 레이저 출력부에서 출사되는 레이저(111)의 조사영역은 점 형태일 수 있다. 이 때, 스캐닝부(120)는 상기 레이저(111)의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 스캔영역을 선 형태 또는 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)의 이동방향을 지속적으로 변경하여 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라, 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)를 발산하게 하여 상기 레이저의 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라, 라이다 장치의 스캔영역을 선 또는 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)의 위상을 변경하여 레이저의 크기 및 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라, 라이다 장치의 스캔영역을 선 또는 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 1차적으로 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)의 이동방향을 지속적으로 변경하고, 2차적으로 상기 레이저의 이동방향을 앞서 변경한 이동방향과 다른 방향으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치(100)의 스캔영역을 면 형태로 확장 시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 1차적으로 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)의 이동방향을 지속적으로 변경하고, 2차적으로 상기 레이저를 발산하게 하여 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 1차적으로 점 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(111)를 발산시키고, 2차적으로 상기 발산된 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장 시킬 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면 상기 레이저 출력부(110)가 복수 개의 레이저 출력소자로 구성된 경우 레이저 출력부에서 출사되는 레이저(112)의 조사영역은 선 형태일 수 있다. 여기서 스캐닝부(120)는 상기 레이저(112)의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)를 발산시켜 상기 레이저의 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장 시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)의 위상을 변화시켜 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라, 상기 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면 상기 레이저 출력부(110)가 일렬로 배열된 어레이로 구성된 레이저 출력소자를 포함하는 경우 레이저 출력부(110)에서 출사되는 레이저(112)의 조사영역은 선 형태일 수 있다. 여기서 스캐닝부(120)는 상기 레이저(112)의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)를 발산시켜 상기 레이저의 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장 시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 선 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(112)의 위상을 변화시켜 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라, 상기 라이다 장치의 스캔영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면 상기 레이저 출력부(110)가 복수 개의 레이저 출력소자로 구성된 경우 레이저 출력부(110)에서 출사되는 레이저(113)의 조사영역은 면 형태일 수 있다. 여기서 스캐닝부(120)는 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)를 발산시켜 상기 레이저의 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)의 위상을 변화시켜 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라, 상기 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면 면 형태의 어레이로 구성된 레이저 출력소자를 포함하는 경우 레이저 출력부(110)에서 출사되는 레이저(113)의 조사영역은 면 형태일 수 있다. 여기서 스캐닝부(120)는 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)를 발산시켜 상기 레이저의 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
또한 상기 스캐닝부(120)는 면 형태의 조사영역을 갖는 상기 레이저(113)의 위상을 변화시켜 상기 레이저의 조사방향 및 크기를 변경할 수 있으며, 이에 따라, 상기 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키거나 스캔방향을 변경시킬 수 있다.
이하에서는 상기 레이저 출력부에서 출사되는 레이저의 조사영역이 점 형태인 라이다 장치에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저 출력부(110), 제1 스캐닝부(121), 제2 스캐닝부(126) 및 디텍터부(130)를 포함할 수 있다.
상기 레이저 출력부(110) 및 상기 디텍터부(130)은 도 1 및 도 2에서 설명되었으므로, 이하에서 상기 레이저 출력부(110) 및 상기 디텍터부(130)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1 및 도 2에서 전술된 스캐닝부(120)는 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝부(126)를 포함할 수 있다.
상기 제1 스캐닝부(121)는 상기 출사된 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경하여 레이저의 조사영역을 선 형태로 확장시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 스캐닝부(121)는 상기 출사된 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하여 레이저의 조사영역을 선 형태로 확장시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 스캐닝부(121)는 상기 출사된 레이저를 선 형태로 발산시켜 상기 레이저의 조사영역을 선 형태로 확장시킬 수도 있다.
또한 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사된 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경하여 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사된 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하여 상기 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다. 또한 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 제1 스캐닝부에서 조사된 레이저를 발산시켜 상기 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있으며, 이에 따라 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 면 형태로 확장 시킬 수 있다.
도 3을 참조하면, 도 3에서는 상기 라이다 장치(100)에서 출사된 레이저의 광경로가 표시된다. 구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)는 레이저를 출사할 수 있다. 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부(121)에 도달하고, 상기 제1 스캐닝부(121)는 상기 레이저를 상기 제2 스캐닝부(126)를 향하여 조사할 수 있다. 또한. 상기 레이저는 제2 스캐닝부(126)에 도달하고, 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 스캔영역(150)을 향하여 상기 레이저를 조사할 수 있다. 또한 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 상기 레이저는 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사되어 상기 제2 스캐닝부(126)를 통하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사될 수 있다. 상기 디텍터부(130)는 상기 제2 스캐닝부(126)를 통하여 조사된 상기 레이저를 감지할 수 있다.
라이다 장치(100)는 레이저를 이용하여 라이다 장치(100)로부터 대상체(160)까지의 거리를 측정하기 위한 장치일 수 있다. 따라서 라이다 장치(100)는 대상체(160)를 향해 레이저를 조사해야야 하며, 이에 따라, 라이다 장치(100)는 효율적으로 대상체와의 거리를 측정하기 위한 조사방법을 가질 수 있다. 여기서 조사방법은 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저가 스캔영역상(150)에 위치하는 대상체(160)에 도달하기까지의 조사경로를 결정하고, 스캔영역(150)을 결정하기 위한 방법을 포함할 수 있다. 따라서 이하에서는 상기 라이다 장치의 조사경로 및 스캔영역(150)에 대하여 설명하기로 한다.
구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)는 상기 제1 스캐닝부(121)를 향하여 레이저를 출사시킬 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(121)는 출사된 레이저를 상기 제2 스캐닝부(126)를 향해 조사시킬 수 있으며, 상기 제2 스캐닝부(126)는 조사된 레이저를 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 향해 조사시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 조사영역은 점 형태이며, 상기 출사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부(121)를 통하여 상기 제2 스캐닝부(126)를 향해 조사될 수 있다. 이 때, 상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사영역이 점 형태인 상기 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경하여 상기 레이저의 조사영역을 선 형태로 확장시킬 수 있다. 즉, 상기 제1 스캐닝부(121)는 상기 레이저 출력부로(110)부터 조사영역이 점 형태인 레이저를 전달 받아 조사영역이 선 형태인 레이저를 상기 제2 스캐닝부(126)를 향해 조사할 수 있다.
이 때, 상기 제2 스캐닝부(126)에서 조사영역이 선 형태인 상기 레이저의 조사방향 및/또는 크기를 변경하여 상기 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사된 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)를 통하여 상기 스캔영역을 향해 조사될 수 있다. 즉, 상기 제2 스캐닝부(126)는 조사영역이 선 형태인 레이저를 상기 제1 스캐닝부(121) 로부터 전달 받아 조사영역이 면 형태인 레이저를 상기 스캔영역(150)을 향해 조사할 수 있다. 그리고 상기 제2 스캐닝부(126)에서 조사영역이 면 형태인 레이저를 조사함으로써 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
라이다 장치(100)는 대상체로부터 반사된 레이저를 감지하여야 하며, 이에 따라 라이다 장치(100)는 효율적으로 대상체와의 거리를 측정하기 위한 수광방법을 가질 수 있다. 여기서 수광방법은 대상체에서 반사된 레이저가 디텍터부에 도달하기까지의 수광경로를 결정하고, 디텍터부에 도달하는 레이저의 양을 결정하기 위한 방법을 포함할 수 있다. 따라서 이하에서 상기 라이다 장치(100)의 수광경로 및 디텍터부에 도달하는 레이저의 양에 대하여 설명하기로 한다.
구체적으로 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 레이저는 상기 라이다 장치의 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사될 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)를 향할 수 있으며, 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저를 전달받아 반사하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사할 수 있다. 이 때, 상기 대상체(160)의 색상, 재질 등 또는 상기 레이저의 입사각 등에 따라 상기 대상체(160)로부터 반사되는 레이저의 성질이 달라질 수 있다.
또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)를 통하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사될 수 있다. 즉, 상기 대상체로(160)부터 반사된 상기 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)만을 통하여 상기 디텍터부를 향해 조사될 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝(126)부 모두를 통하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사되지 않을 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)만을 통하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝(126)부 모두를 통하지 않고 상기 디텍터부(130)를 향해 조사되지 않을 수 있다. 따라서 상기 디텍터부(130)에 도달하는 레이저의 양은 제2 스캐닝부(126)에 기초하여 결정될 수 있다.
또한, 도 3에서는 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저가 상기 제2 스캐닝부(126)만을 통하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사되는 것으로 표현하였으나. 이에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라, 상기 대상체(160) 로부터 반사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝부(126)를 거쳐 상기 디텍터부(130)에 도달될 수도 있다. 또한, 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝부(126)를 거치지 않고 상기 디텍터부(130)에 도달될 수도 있다.
상술한 바와 같이 점 형태의 레이저를 출사하는 레이저 출력부(110), 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)를 포함하는 라이다 장치는 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)를 이용하여 스캔영역(150)을 면 형태로 확장시킬 수 있다. 따라서, 라이다 장치 자체의 기계적회전을 통하여 스캔영역을 면 형태로 확장시키는 라이다 장치보다 내구성 및 안정성 측면에서 좋은 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 레이저의 확산을 이용하여 스캔영역을 면 형태로 확장시키는 라이다 장치보다 더 먼거리까지 측정이 가능할 수 있다. 또한, 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝(126)의 동작을 제어하면 원하는 관심영역(Region Of Interest)으로 레이저를 조사할 수 있다.
라이다 장치(100)의 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 조사영역이 점 형태인 경우, 라이다 장치(100)는 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)를 포함할 수 있다. 여기서 조사영역이 점 형태인 출사된 레이저는 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)를 통하여 레이저의 조사영역이 면 형태로 확장되며, 이에 따라 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)이 면 형태로 확장될 수 있다.
또한 라이다 장치(100)는 그 용도에 따라 요구되는 시야각(FOV)이 다를 수 있다. 예를 들어, 3차원 지도(3D Mapping)을 위한 고정형 라이다 장치의 경우는 수직, 수평방향으로 최대한 넓은 시야각을 요구할 수 있으며, 차량에 배치되는 라이다 장치의 경우는 수평방향으로 상대적으로 넓은 시야각에 비해 수직방향으로 상대적으로 좁은 시야각을 요구할 수 있다. 또한 드론(Dron)에 배치되는 라이다의 경우는 수직, 수평방향으로 최대한 넓은 시야각을 요구 할 수 있다. 따라서 수직방향에서 요구할 수 있는 시야각과 수평방향에서 요구할 수 있는 시야각이 다른 경우, 제1 스캐닝부(121)에서 상대적으로 좁은 시야각을 요구하는 방향으로 레이저의 이동방향을 변경시키고, 제2 스캐닝부(126)에서 상대적으로 넓은 시야각을 요구하는 방향으로 레이저의 이동방향을 변경시키는 것이 라이다 장치(100)의 전체적인 크기를 줄일 수 있다.
또한 라이다 장치(100)는 스캔영역(150)을 향해 조사된 레이저가 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사되는 경우, 반사된 레이저를 감지하여 거리를 측정하는 장치이다. 여기서 레이저는 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)의 색상, 재질 또는 대상체(160)를 향해 조사되는 레이저의 입사각 등에 따라 사방으로 난반사될 수 있다. 따라서 먼 거리에 있는 대상체(160)의 거리를 측정하기 위해서 레이저의 확산을 줄여야 할 수 있으며, 이를 위해 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)는 레이저의 크기를 확장시키지 않되, 이동방향을 지속적으로 변경하여 레이저의 조사영역을 확장시키는 것일 수 있다.
또한 라이다 장치(100)가 3차원으로 스캔을 하기 위하여 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126)는 레이저의 이동방향을 서로 다른 방향으로 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 스캐닝부(121)는 지면과 수직한 방향으로 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하며, 제2 스캐닝부(126)는 지면과 수평한 방향으로 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경할 수 있다.
또한 라이다 장치(100)에서 제1 스캐닝부(121)는 레이저 출력부(110)로부터 조사영역이 점 형태인 레이저를 전달받는 반면, 제2 스캐닝부(126)는 제1 스캐닝부(121)로부터 조사영역이 선 형태인 레이저를 전달 받을 수 있다. 따라서 제2 스캐닝부(126)는 제1 스캐닝부(121) 보다 크기가 클 수 있다. 또한 이에 따라, 크기가 작은 제1 스캐닝부(121)가 크기가 큰 제2 스캐닝부(126) 보다 스캐닝속도가 빠를 수 있다. 여기서 스캐닝 속도는 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하는 속도를 의미할 수 있다.
또한 라이다 장치(100)는 스캔영역(150)을 향해 조사된 레이저가 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사되는 경우, 반사된 레이저를 감지하여 거리를 측정하는 장치이다. 여기서 레이저는 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)의 색상, 재질 또는 대상체(160)를 향해 조사되는 레이저의 입사각 등에 따라 사방으로 난반사될 수 있다. 따라서 먼 거리에 있는 대상체(160)의 거리를 측정하기 위해 디텍터부(130)에서 감지할 수 있는 레이저의 양을 증가시켜야 할 수 있으며, 이를 위해 대상체(160)에서 반사된 레이저는 제1 스캐닝부(121) 및 제2 스캐닝부(126) 중 크기가 큰 제2 스캐닝부(126)만을 통하여 디텍터부(130)를 향해 조사될 수 있다.
따라서 상술한 기능을 원활히 수행할 수 있도록, 라이다 장치(100)의 제1 스캐닝부(121)는 노딩미러를 포함할 수 있으며, 라이다 장치(100)의 제2 스캐닝부(126)는 회전 다면 미러를 포함할 수 있다.
이하에서는 제1 스캐닝부(121)는 노딩미러를 포함하며, 제2 스캐닝부(126)는 회전 다면 미러를 포함하는 라이다 장치에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 일 실시예에 따른 라이다 장치에 관한 것이다.
도 4는 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 레이저 출력부(110), 노딩미러(122), 회전 다면 미러(127) 및 디텍터부(130)를 포함할 수 있다.
상기 레이저 출력부(110) 및 상기 디텍터부(130)은 도 1 및 도 2에서 설명되었으므로, 이하에서 상기 레이저 출력부(110) 및 상기 디텍터부(130)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3에서 전술된 제1 스캐닝부(121)는 노딩미러(122)를 포함할 수 있으며, 제2 스캐닝부(126)는 회전 다면 미러(127)를 포함할 수 있다.
상기 노딩미러(122)는 전술한 제1 스캐너부(121)의 일 구현예일 수 있다. 상기 노딩미러(122)는 일 축을 기준으로 기 설정된 각도 범위에서 노딩할 수 있으며, 두 축을 기준으로 기 설정된 각도 범위에서 노딩할 수도 있다. 이 때, 상기 노딩미러(122)가 일 축을 기준으로 기 설정된 각도 범위에서 노딩할 경우 상기 노딩미러에서 조사된 레이저의 조사영역은 선 형태일 수 있다. 또한, 상기 노딩미러(122)가 두 축을 기준으로 기 설정된 각도 범위에서 노딩할 경우 상기 노딩미러에서 조사된 레이저의 조사영역은 면 형태일 수 있다.
또한 상기 노딩미러(122)의 노딩속도는 기 설정된 각도 전 범위에서 동일할 수 있으며, 기 설정된 각도 전 범위에서 상이할 수도 있다. 예를 들어, 상기 노딩미러(122)는 기 설정된 각도 전 범위에서 동일한 각속도로 노딩할 수 있다. 또한 예를 들어, 상기 노딩미러(122)는 기 설정된 각도의 양 끝에서 상대적으로 느리며, 기 설정된 각도의 중앙 부분에서 상대적으로 빠른 각 속도로 노딩할 수 있다.
또한 상기 노딩미러(122)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저를 전달받아 반사하며, 기 설정된 각도 범위에서 노딩함에 따라 상기 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 레이저의 조사영역은 선 또는 면 형태로 확장될 수 있다.
또한, 상기 회전 다면 미러(127)는 전술한 상기 제2 스캐너(126)의 일 구현예일 수 있다. 상기 회전 다면 미러(127)는 일 축을 기준으로 회전할 수 있다. 여기서 상기 회전 다면 미러(127)는 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저를 전달받아 반사하며, 일 축을 기준으로 회전함에 따라 상기 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경시킬 수 있다. 그리고 이에 따라, 상기 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있으며, 결과적으로 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(310)을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 회전 다면 미러(127)의 회전속도는 회전하는 각도 전 범위에서 동일할 수 있으며, 회전하는 각도 범위에서 서로 상이할 수도 있다. 예를 들어, 상기 회전 다면 미러(127)에서 조사되는 레이저의 방향이 스캔영역(310)의 중심부분을 향할 때 회전속도가 상기 회전 다면 미러(127)에서 조사되는 레이저의 방향이 스캔영역(310)의 사이드 부분을 향할 때 회전속도보다 상대적으로 느릴 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러(127)의 회전 차수에 따라서 회전속도가 서로 다를 수 있다.
또한 상기 라이다 장치(100)의 수직 시야각을 수평 시야각보다 좁게 설정하는 경우, 상기 노딩미러(122)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 이동방향을 지면에 대하여 수직인 방향으로 지속적으로 변경시켜 레이저의 조사영역을 지면에 대하여 수직 방향인 선 형태로 확장시킬 수 있다. 그리고 이 때, 상기 회전 다면미러(127)는 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저의 이동방향을 지면에 대하여 수평인 방향으로 지속적으로 변경시켜 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(310)을 면 형태로 확장시킬 수 있다. 따라서 상기 노딩미러(122)는 수직으로 스캔영역(310)을 확장시키며, 상기 회전 다면 미러(127)는 수평으로 스캔영역(310)을 확장시킬 수 있다.
또한 상기 노딩미러(122)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저를 반사시키므로 상기 노딩미러(122)의 크기는 상기 레이저의 직경과 유사할 수 있다. 그러나 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저는 조사영역이 선 형태이므로 상기 회전 다면 미러(127)의 크기는 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저를 반사시키기 위해 상기 조사영역의 크기 이상일 수 있다. 따라서 상기 노딩미러(122)의 크기가 상기 회전 다면 미러(127)의 크기보다 작을 수 있으며, 상기 노딩미러(122)의 노딩속도는 상기 회전 다면 미러(127)의 회전속도보다 빠를 수 있다.
이하에서는 상술한 구성을 가지는 상기 라이다 장치(100)의 레이저 조사 방법 및 레이저 수광 방법에 대하여 설명하기로 한다.
다시 도 4를 참조하면, 상기 라이다 장치(100)의 상기 레이저가 출사될 때부터 감지될 때까지 레이저의 이동경로를 알 수 있다. 구체적으로, 상기 라이다 장치(100)의 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저는 상기 노딩미러(122)를 통하여 상기 회전 다면 미러(127)를 향해 조사되며, 상기 회전 다면 미러(127)를 향해 조사된 상기 레이저는 상기 회전 다면 미러(127)를 통해 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 향해 조사될 수 있다. 또한 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 상기 레이저는 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사되어 상기 회전 다면 미러(127)를 통하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사될 수 있다. 또한 상기 디텍터부(130)는 상기 회전 다면 미러(127)를 통하여 조사된 상기 레이저를 감지할 수 있다.
라이다 장치(100)는 레이저를 이용하여 라이다 장치(100)로부터 대상체(160)까지의 거리를 측정하기 위한 장치일 수 있다. 따라서 라이다 장치(100)는 대상체(160)를 향해 레이저를 조사해야 하며, 이에 따라 라이다 장치(100)는 효율적으로 대상체(160)와의 거리를 측정하기 위한 조사방법을 가질 수 있다. 여기서 조사방법은 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저가 스캔영역(150)상에 위치하는 대상체(160)에 도달하기까지의 조사경로를 결정하고, 스캔영역(150)을 결정하기 위한 방법을 포함할 수 있다. 따라서 이하에서는 상기 라이다 장치(100)의 조사경로 및 스캔영역(150)에 대하여 설명하기로 한다.
구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)에서 상기 노딩미러(122)를 향하여 레이저를 출사시킬 수 있으며, 상기 노딩미러(122)는 출사된 레이저를 전달받아 반사하여 상기 회전 다면 미러(127)를 향해 조사시킬 수 있으며, 상기 회전 다면 미러(127)는 조사된 레이저를 전달받아 반사하여 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 향해 조사시킬 수 있다.
이 때, 상기 레이저 출력부(110)에서 상기 노딩미러(122)를 향해 레이저를 출사할 수 있으며, 이 때 상기 출사된 레이저의 조사영역은 점 형태일 수 있다.
여기서, 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저는 상기 노딩미러(122)를 통하여 상기 회전 다면 미러(127)를 향해 조사될 수 있다. 이 때, 상기 노딩미러(122)에서 조사영역이 점 형태인 상기 레이저의 조사방향을 변경하여 상기 레이저의 조사영역을 선 형태로 확장시킬 수 있다. 즉, 상기 노딩미러(122)는 상기 레이저 출력부(110)로부터 조사영역이 점 형태인 레이저를 전달 받아 조사영역이 선 형태인 레이저를 상기 회전 다면 미러(127)를 향해 조사할 수 있다.
이 때, 상기 노딩미러(122)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 이동방향을 지면에 대하여 수직인 방향으로 지속적으로 변경시켜 레이저의 조사영역을 지면에 대하여 수직 방향인 선 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저는 상기 회전 다면 미러(127)를 통하여 상기 스캔영역(150)을 향해 조사될 수 있다. 이 때, 상기 회전 다면 미러(127)에서 조사영역이 선 형태인 상기 레이저의 조사방향을 변경하여 상기 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다. 즉, 상기 회전 다면 미러(127)는 조사영역이 선 형태인 레이저를 상기 노딩미러(122)로부터 전달 받아 조사영역이 면 형태인 레이저를 상기 스캔영역(150)을 향해 조사할 수 있다. 그리고 상기 회전 다면 미러(127)에서 조사영역이 면 형태인 레이저를 조사함으로써 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 상기 회전 다면 미러(127)는 상기 노딩미러(122)에서 조사된 레이저의 이동방향을 지면에 대하여 수평인 방향으로 지속적으로 변경시켜 레이저의 조사영역을 면 형태로 확장시킬 수 있다.
또한 이 경우, 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)은 상기 노딩미러(122)의 기 설정된 각도 및 상기 회전 다면 미러(127)의 반사면의 수에 기초하여 결정될 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치(100)의 시야각이 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 노딩미러(122)가 지면에 대하여 수직한 방향으로 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하는 경우 상기 라이다 장치(100)의 수직시야각은 상기 노딩미러(122)의 기 설정된 각도에 기초하여 결정될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러(127)가 지면에 대하여 수평한 방향으로 레이저의 이동방향을 지속적으로 변경하는 경우 상기 라이다 장치(100)의 수평시야각은 상기 회전 다면 미러(127)의 반사면의 수에 기초하여 결정될 수 있다.
라이다 장치(100)는 레이저를 이용하여 라이다 장치(100)로부터 대상체(160)까지의 거리를 측정하기 위한 장치일 수 있다. 따라서 대상체(160)로부터 반사된 레이저를 감지하여야 하며, 이에 따라 라이다 장치(100)는 효율적으로 대상체(160)와의 거리를 측정하기 위한 수광방법을 가질 수 있다. 여기서 수광방법은 대상체(160)에서 반사된 레이저가 디텍터부(130)에 도달하기까지의 수광경로를 결정하고, 디텍터부(130)에 도달하는 레이저의 양을 결정하기 위한 방법을 포함할 수 있다. 따라서 이하에서 상기 라이다 장치(100)의 수광경로 및 디텍터부(130)에 도달하는 레이저의 양에 대하여 설명하기로 한다.
구체적으로, 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)으로 조사된 레이저는 상기 라이다 장치(100)의 스캔영역(150)상에 존재하는 대상체(160)로부터 반사될 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저는 상기 회전 다면 미러(127)를 향할 수 있으며, 상기 회전 다면 미러(127)는 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저를 전달받아 반사하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사할 수 있다. 이 때, 상기 대상체(160)의 색상, 재질 등 또는 상기 레이저의 입사각 등에 따라 상기 대상체(160)로부터 반사되는 레이저의 성질이 달라질 수 있다.
또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 회전 다면 미러(127)를 통하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사될 수 있다. 즉, 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 회전 다면 미러만(127)을 통하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 노딩미러(122) 및 상기 회전 다면 미러(127) 모두를 통하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사되지 않을 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 회전 다면 미러만(127)을 통하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 노딩미러(122) 및 상기 회전 다면 미러(127) 모두를 통하지 않고 상기 디텍터부(130)를 향해 조사되지 않을 수 있다. 따라서 상기 디텍터부(130)에 도달하는 레이저의 양은 상기 회전 다면 미러(127)에 기초하여 결정될 수 있다.
여기서 상기 대상체로(160)부터 반사된 레이저를 상기 회전 다면 미러(127)만을 통하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사되게 하는 것은 상기 노딩미러(122) 및 상기 회전 다면 미러(127) 모두를 통하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사되게 하는 것보다 상기 디텍터부(130)에 도달하는 레이저의 양을 증가시킬 수 있으며, 상기 디텍터부(130)에 도달하는 레이저의 양을 보다 고르게할 수 있다.
구체적으로 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저를 상기 회전 다면 미러(127)만을 통하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사되게 하는 경우 상기 디텍터부(130)에 도달하는 레이저의 양은 상기 회전 다면 미러(127)의 반사면의 크기 및 상기 회전 다면 미러(127)의 회전 각도에 기초하여 결정될 수 있다.
이에 반해 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저를 상기 노딩미러(122) 및 상기 회전 다면 미러(127) 모두 를 통하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사되게 하는 경우 상기 디텍터부(130)에 도달하는 레이저의 양은 상기 노딩미러(122)의 크기, 상기 노딩미러(122)의 노딩 각도, 상기 회전 다면 미러(127)의 반사면의 크기 및 상기 회전 다면 미러(127)의 회전 각도에 기초하여 결정될 수 있다. 즉, 상기 디텍터부(130)에 도달하는 레이저의 양은 상기 노딩미러(122)의 크기와 상기 회전 다면 미러(127)의 크기 중 더 작은 크기를 가진 것에 기초하여 결정될 수 있으며, 상기 노딩미러(122)의 노딩각도 및 상기 회전 다면 미러(127)의 회전각도에 의해서 달라질 수 있다. 따라서 상기 회전 다면 미러만(127)을 통하여 상기 디텍터부(130)를 향해 조사되게 하는 경우보다 상기 디텍터부(130)에 도달하는 레이저의 양이 작으며, 상기 디텍터부(130)에 도달하는 레이저의 양의 변화가 클 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 회전 다면 미러를 나타내기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 회전 다면 미러(1100)는 반사면(1120), 및 몸체(1110)를 포함할 수 있으며, 상기 몸체(1110)의 상부(1112)와 하부(1111)를 중심을 수직으로 관통하는 회전축(1130)을 중심으로 회전할 수 있다. 다만 상기 회전 다면 미러(1100)는 상술한 구성 중 일부만으로 구성될 수 있으며, 더 많은 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 회전 다면 미러(1100)는 반사면(1120) 및 몸체(1110)를 포함할 수 있으며, 상기 몸체(1110)는 하부(1111)만으로 구성 될 수 있다. 이 때 상기 반사면(1120)은 상기 몸체(1110)의 하부(1111)에 지지될 수 있다.
상기 반사면(1120)은 전달받은 레이저를 반사하기 위한 면으로 반사 미러, 반사가능한 플라스틱 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기 반사면(1120)은 상기 몸체(1110)의 상부(1111) 및 하부(1112)를 제외한 옆면에 설치될 수 있으며, 상기 회전축(1130)과 상기 각 반사면(1120)의 법선이 직교하도록 설치될 수 있다. 이는 상기 각 반사면(1120)에서 조사되는 레이저의 스캔영역을 동일하게하여 동일한 스캔영역을 반복적으로 스캔하기 위함일 수 있다.
또한 상기 반사면(1120)은 상기 몸체(1110)의 상부(1111) 및 하부(1112)를 제외한 옆면에 설치될 수 있으며, 상기 각 반사면(1120)의 법선이 상기 회전축(1130)과 각각 상이한 각도를 가지도록 설치될 수 있다. 이는 상기 각 반사면(1120)에서 조사되는 레이저의 스캔영역을 상이하게하여 라이다 장치의 스캔영역을 확장시키기 위함일 수 있다.
또한 상기 반사면(1120)은 직사각형 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 삼각형, 사다리꼴 등 다양한 형태일 수 있다.
또한 상기 몸체(1110)는 상기 반사면(1120)을 지지하기 위한 것으로 상부(1112), 하부(1111) 및 상부(1112)와 하부(1111)를 연결하는 기둥(1113)을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 기둥(1113)은 상기 몸체(1110)의 상부(1112) 및 하부(1111)의 중심을 연결하도록 설치될 수 있으며, 상기 몸체(1110)의 상부(1112) 및 하부(1111)의 각 꼭지점을 연결하도록 설치될 수도 있고, 상기 몸체(1110)의 상부(1112) 및 하부(1111)의 각 모서리를 연결하도록 설치될 수도 있으나, 상기 몸체(1110)의 상부(1112) 및 하부(1111)를 연결하여 지지하기 위한 구조에 한정은 없다.
또한 상기 몸체(1110)는 회전하기 위한 구동력을 전달받기 위해서 구동부(1140)에 체결될 수 있으며, 상기 몸체(1110)의 하부(1111)를 통하여 구동부(1140)에 체결될 수도 있고, 상기 몸체(1110)의 상부(1112)를 통하여 구동부(1140)에 체결될 수도 있다.
또한 상기 몸체(1110)의 상부(1112) 및 하부(1111)는 다각형의 형태일 수 있다. 이 때, 상기 몸체(1110)의 상부(1112)와 상기 몸체(1110)의 하부(1111)의 형태는 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 몸체(1110)의 상부(1112)와 상기 몸체(1110)의 하부(1111)의 형태가 서로 상이할 수도 있다.
또한 상기 몸체(1110)의 상부(1112) 및 하부(1111)는 크기가 동일할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고 상기 몸체(1110)의 상부(1112)와 상기 몸체(1110)의 하부(1111)의 크기가 서로 상이할 수도 있다.
또한 상기 몸체(1110)의 상부(1112) 및/또는 하부(1111)는 공기가 지나다닐 수 있는 빈 공간을 포함할 수 있다.
도 5에서는 상기 회전 다면 미러(1100)가 4개의 반사면(1120)을 포함하는 4각 기둥 형태의 육면체로 설명이 되어 있으나, 상기 회전 다면미러(1100)의 반사면(1120)이 반드시 4개인 것은 아니며, 반드시 4각 기둥 형태의 6면체인 것은 아니다.
또한 상기 회전 다면 미러(1100)의 회전 각도를 탐지하기 위하여, 라이다 장치는 인코더부를 더 포함할 수 있다. 또한 라이다 장치는 상기 탐지된 회전 각도를 이용하여 상기 회전 다면 미러(1100)의 동작을 제어할 수 있다. 이 때, 상기 인코더부는 상기 회전 다면 미러(1100)에 포함될 수도 있고, 상기 회전 다면 미러(1100)와 이격되어 배치될 수도 있다.
라이다 장치는 그 용도에 따라 요구되는 시야각(FOV)이 다를 수 있다. 예를 들어, 3차원 지도(3D Mapping)을 위한 고정형 라이다 장치의 경우는 수직, 수평방향으로 최대한 넓은 시야각을 요구할 수 있으며, 차량에 배치되는 라이다 장치의 경우는 수평방향으로 상대적으로 넓은 시야각에 비해 수직방향으로 상대적으로 좁은 시야각을 요구할 수 있다. 또한 드론(Dron)에 배치되는 라이다의 경우는 수직, 수평방향으로 최대한 넓은 시야각을 요구 할 수 있다.
또한 라이다 장치의 스캔영역은 회전 다면 미러의 반사면의 수에 기초하여 결정될 수 있으며, 이에 따라 상기 라이다 장치의 시야각이 결정될 수 있다. 따라서 요구되는 라이다 장치의 시야각에 기초하여 회전 다면 미러의 반사면의 수를 결정 할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 반사면의 수와 시야각의 관계에 대하여 설명하는 도면이다.
도 6 내지 도 8에는 반사면이 3개, 4개, 5개인 경우에 대하여 설명하나, 상기 반사면의 수는 정해져있지 않으며, 반사면의 수가 다른 경우 이하 설명을 유추하여 손쉽게 계산할 수 있을 것이다. 또한 도 6 내지 도 8에는 몸체의 상부 및 하부가 정다각형인 경우에 대하여 설명하나, 몸체의 상부 및 하부가 정다각형이 아닌 경우에도 이하 설명을 유추하여 손쉽게 계산할 수 있다.
도 6은 상기 반사면의 수가 3개이며 상기 몸체의 상부 및 하부가 정삼각형 형태인 회전 다면 미러(1200)의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.
도 6를 잠조하면, 레이저(1250)는 상기 회전 다면 미러(1200)의 회전축(1240)과 일치하는 방향으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 회전 다면 미러(1200)의 상부는 정삼각형 형태이므로 3개의 반사면이 이루는 각도는 각 60도 일 수 있다. 그리고 도 6을 참조하면, 상기 회전 다면 미러(1200)가 시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 위쪽부분으로 반사되며, 상기 회전 다면 미러가 반시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 아래쪽부분으로 반사될 수 있다. 따라서 도 6을 참조하여 반사되는 레이저의 경로를 계산하면 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각을 알 수 있다.
예를 들어, 상기 회전 다면 미러(1200)의 1번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(1250)와 위쪽으로 120도의 각도로 반사될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러의 3번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저와 아래쪽으로 120도의 각도로 반사될 수 있다.
따라서 상기 회전 다면 미러(1200)의 상기 반사면의 수가 3개이며, 상기 몸체의 상부 및 하부가 정삼각형 형태인 경우, 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각은 240도 일 수 있다.
도 7는 상기 반사면의 수가 4개이며 상기 몸체의 상부 및 하부가 정사각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.
도 7를 참조하면, 레이저(1350)는 상기 회전 다면 미러(1300)의 회전축(1340)과 일치하는 방향으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 회전 다면 미러(1300)의 상부는 정사각형 형태 이므로 4개의 반사면이 이루는 각도는 각 90도 일 수 있다. 그리고 도 7을 참조하면 상기 회전 다면 미러(1300)가 시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 위쪽부분으로 반사되며, 상기 회전 다면 미러(1300)가 반시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 아래쪽부분으로 반사될 수 있다. 따라서 도 7을 참조하여 반사되는 레이저의 경로를 계산하면 상기 회전 다면 미러(1300)의 최대 시야각을 알 수 있다.
예를 들어, 상기 회전 다면 미러(1300)의 1번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(1350)와 위쪽으로 90도의 각도로 반사될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러(1300)의 4번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(1350)와 아래쪽으로 90도의 각도로 반사될 수 있다.
따라서 상기 회전 다면 미러(1300)의 상기 반사면의 수가 4개이며, 상기 몸체의 상부 및 하부가 정사각형 형태인 경우, 상기 회전 다면 미러(1300)의 최대 시야각은 180도 일 수 있다.
도 8는 상기 반사면의 수가 5개이며 상기 몸체의 상부 및 하부가 정오각형 형태인 회전 다면 미러의 시야각에 대하여 설명하기 위한 상면도이다.
도 8를 참조하면, 레이저(1450)는 상기 회전 다면 미러(1400)의 회전축(1440)과 일치하는 방향으로 입사될 수 있다. 여기서, 상기 회전 다면 미러(1400)의 상부는 정오각형 형태 이므로 5개의 반사면이 이루는 각도는 각 108도 일 수 있다. 그리고 도 8을 참조하면, 상기 회전 다면 미러(1400)가 시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 위쪽부분으로 반사되며, 상기 회전 다면 미러(1400)가 반시계방향으로 조금 회전하여 위치하는 경우 상기 레이저는 도면상에서 아래쪽부분으로 반사될 수 있다. 따라서 도 8을 참조하여 반사되는 레이저의 경로를 계산하면 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각을 알 수 있다.
예를 들어, 상기 회전 다면 미러(1400)의 1번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(1450)와 위쪽으로 72도의 각도로 반사될 수 있다. 또한 상기 회전 다면 미러(1400)의 5번 반사면을 통하여 반사되는 경우, 반사된 레이저는 상기 입사된 레이저(1450)와 아래쪽으로 72도의 각도로 반사될 수 있다.
따라서 상기 회전 다면 미러(1400)의 상기 반사면의 수가 5개이며, 상기 몸체의 상부 및 하부가 정오각형 형태인 경우, 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각은 144도 일 수 있다.
결과적으로 상술한 도 6 내지 도 8를 참조하면, 상기 회전 다면 미러의 반사면의 수가 N개이고, 상기 몸체의 상부 및 하부가 N각형인 경우, 상기 N각형의 내각을
Figure PCTKR2020011860-appb-I000010
라 하면, 상기 회전 다면 미러의 최대 시야각은 360도-2
Figure PCTKR2020011860-appb-I000011
가 될 수 있다.
다만, 상술한 상기 회전 다면 미러의 시야각은 최대값을 계산한 것일 뿐이므로 라이다 장치에서 상기 회전 다면 미러에 의해 결정되는 시야각은 상기 계산한 최대값보다 작을 수 있다. 또한 이 때 라이다 장치는 상기 회전 다면 미러의 각 반사면의 일부분만을 스캐닝에 이용할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(2000)는 레이저 출력부(2010)를 포함할 수 있으며, 상기 레이저 출력부(2010)는 적어도 둘 이상의 레이저 출력 소자(2011,2012) 및 옵틱부(2013)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 적어도 둘 이상의 레이저 출력 소자(2011,2012)는 제1 레이저 출력 소자(2011) 및 제2 레이저 출력 소자(2012)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 제3 레이저 출력소자 및 제4 레이저 출력 소자 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)는 특정 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)는 905nm 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 1550nm 파장 대역의 레이저 등 다양한 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)는 동일한 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)는 동일하게 905nm 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 동일하게 1550nm 파장 대역의 레이저 등 다양한 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)는 상이한 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)는 각각 905nm 및 1550nm 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 상호간에 20~30nm 정도 차이나는 파장 대역의 레이저를 출력할 수도 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)는 동일한 동작 조건으로 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)는 제1 온도에서 각각 905nm 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)는 상이한 동작 조건으로 레이저를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 레이저 출력 소자(2011)는 제1 온도에서 905nm 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력 소자(2012)는 제2 온도에서 905nm 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)는 서로 동일한 시점에 레이저를 출력하도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)는 제1 시점에 각각 제1 및 제2 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)는 서로 상이한 시점에 레이저를 출력하도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 레이저 출력 소자(2011)는 제1 시점에 제1 레이저를 출력하도록 동작할 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력 소자(2012)는 상기 제1 시점과 상이한 제2 시점에 제2 레이저를 출력하도록 동작할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 옵틱부(2013)는 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)로부터 출력된 레이저를 콜리메이션 할 수 있다. 예를 들어, 상기 옵틱부(2013)는 벌크 렌즈(Bulk lens)를 포함하며, 이를 이용하여 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)로부터 출력된 레이저를 각각 콜리메이션 할 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 상기 옵틱부(2013)는 상기 제1 레이저 출력 소자(2011)로부터 출력된 레이저를 콜리메이션 하기 위한 제1 콜리메이션 렌즈 및 상기 제2 레이저 출력 소자(2012)로부터 출력된 레이저를 콜리메이션 하기 위한 제2 콜리메이션를 포함하며, 이를 이용하여 각각의 레이저를 콜리메이션 할 수도 있다
또한, 상기 옵틱부(2013)는 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)로부터 출력된 레이저의 얼라인을 정렬하기 위한 옵틱을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 옵틱부(2013)는 리즐리 프리즘(Risley prism)을 포함하며, 이를 이용하여 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)로부터 출력된 레이저의 얼라인을 정렬할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 옵틱부(2013)는 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)로부터 출력된 레이저의 중심 사이의 간격을 줄이기 위한 옵틱을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 옵틱부(2013)는 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2011,2012)로부터 출력된 레이저의 중심 사이의 간격을 줄이기 위한 프리즘 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 10은 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(2100)는 레이저 출력부(2110), 스캐닝부(2120), 디텍터부(2130) 및 제어부(2150)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 이 중 일부의 구성을 포함하거나 다른 구성을 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 라이다 장치(2100)는 레이저 출력부(2110)를 포함할 수 있으며, 상기 레이저 출력부(2110)는 제1 레이저 출력소자(2111), 제2 레이저 출력 소자(2112) 및 옵틱부(2113)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 레이저 출력 소자(2111), 상기 제2 레이저 출력 소자(2112) 및 상기 옵틱부(2113)에 대하여 전술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
상기 제1 레이저 출력 소자(2111)로부터 출력된 제1 레이저는 상기 옵틱부(2113)를 통해 상기 스캐닝부(2120)로 조사될 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력 소자(2112)로부터 출력된 제2 레이저는 상기 옵틱부(2113)를 통해 상기 스캐닝부(2120)로 조사될 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(2120)는 상기 제1 및 제2 레이저를 이용하여 상기 라이다 장치의 시야각(FOV:Field of View)(2140)를 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 스캐닝부(2120)는 제1 시점에 출력된 상기 제1 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제1 위치로 상기 제1 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제1 위치에 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있고, 제2 시점에 출력된 상기 제1 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제2 위치로 상기 제1 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제2 위치에 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 스캐닝부(2120)는 특정 시점에 출력된 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있으며, 일정 시간동안 출력된 상기 제1 레이저를 이용하여 라이다 장치의 시야각(2140)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 스캐닝부(2120)는 제1 시점에 출력된 상기 제2 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제1 위치로 상기 제2 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제1 위치에 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있고, 제2 시점에 출력된 상기 제2 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제2 위치로 상기 제2 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제2 위치에 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 스캐닝부(2120)는 특정 시점에 출력된 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있으며, 일정 시간동안 출력된 상기 제2 레이저를 이용하여 라이다 장치의 시야각(2140)을 형성할 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(2120)는 상기 제1 및 제2 레이저를 획득하여 상기 제1 및 제2 레이저의 비행 경로를 변경시키기 위해 다양한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 스캐닝부(2120)는 상기 제1 및 제2 레이저를 반사하여 비행 경로를 변경시키기 위한 회전 미러(노딩미러, 다면미러 등), 상기 제1 및 제2 레이저의 위상 차이를 이용하여 비행경로를 변경시키기 위한 OPA(Optical phased array), 상기 제1 및 제2 레이저를 스티어링 하기 위한 옵틱 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 상기 디텍터부(2130)는 상기 라이다 장치의 시야각(2140)내에 위치하는 대상체로부터 반사되거나 스캐터링(Scattered)된 레이저의 적어도 일부를 획득할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 디텍터부(2130)는 적어도 하나 이상의 디텍터를 포함하며, 상기 적어도 하나 이상의 디텍터는 특정 시점에 레이저를 수광하기 위한 디텍터 FOV를 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 하나 이상의 디텍터는 제1 시점에 제1 위치에서 반사된 레이저를 수광하기 위한 디텍터 FOV를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 디텍터부(2130)는 상기 라이다 장치의 시야각(2140) 내에 위치하며, 상기 디텍터 FOV 내에 위치하는 대상체의 적어도 일부로부터 반사되거나 스캐터링된 레이저의 적어도 일부를 획득할 수 있다.
또한, 제1 시점에 상기 제1 레이저 출력 소자(2111)로부터 출력된 제1 레이저는 상기 옵틱부(2113)를 통해 상기 스캐닝부(2120)로 조사되며, 상기 스캐닝부(2120)로 조사된 상기 제1 레이저는 제1 위치로 조사되어 제1 레이저 FOV를 형성하며, 상기 제1 위치에서 반사된 상기 제1 레이저는 상기 제1 레이저 FOV와 적어도 일부 오버랩되는 디텍터 FOV를 가지는 디텍터에서 획득될 수 있다.
또한, 제2 시점에 상기 제2 레이저 출력 소자(2112)로부터 출력된 제2 레이저는 상기 옵틱부(2113)를 통해 상기 스캐닝부(2120)로 조사되며, 상기 스캐닝부(2120)로 조사된 상기 제2 레이저는 제2 위치로 조사되어 제2 레이저 FOV를 형성하며, 상기 제2 위치에서 반사된 상기 제2 레이저는 상기 제2 레이저 FOV와 적어도 일부 오버랩되는 디텍터 FOV를 가지는 디텍터에서 획득될 수 있다.
또한, 상기 제어부(2150)는 상기 레이저 출력부(2110), 상기 스캐닝부(2120) 및 상기 디텍터부(2130) 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어하거나 상기 레이저 출력부(2110)에서 출력되어 상기 디텍터부(2130)에서 획득된 레이저를 기초로 대상체와의 거리 정보를 획득할 수 있다.
또한, 상기 제어부(2150)는 거리 정보 획득 여부를 기초로 상기 레이저 출력부(2110)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(2150)는 제1 시점에 상기 제1 레이저 출력 소자(2111)를 동작시켜 제1 레이저를 출력시킬 수 있으며, 상기 스캐닝부(2120)를 통해 제1 위치로 조사된 상기 제1 레이저가 제1 대상체로부터 반사되고 상기 디텍터부(2130)에서 획득되어 상기 제1 대상체와의 거리 정보를 획득한 경우 상기 제어부(2150)는 제2 시점에 상기 제1 레이저 출력 소자를(2111) 동작시켜 제1 레이저를 상기 제1 위치로 조사시킬 수 있고, 상기 스캐닝부(2120)를 통해 제1 위치로 조사된 상기 제1 레이저가 상기 디텍터부(2130)에서 획득되지 않은 경우 상기 제어부(2150)는 상기 제2 시점에 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2111,2112)를 동작시켜 제1 및 제2 레이저를 상기 제1 위치로 조사시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제어부(2150)는 거리 정보 획득 여부를 기초로 상기 레이저 출력부(2110)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(2150)는 제1 시점에 상기 제1 레이저 출력 소자(2111)를 동작시켜 제1 레이저를 출력시킬 수 있으며, 상기 스캐닝부(2120)를 통해 제1 위치로 조사된 상기 제1 레이저가 제1 대상체로부터 반사되고 상기 디텍터부(2130)에서 획득되어 상기 제1 대상체와의 거리 정보를 획득한 경우 상기 제어부(2150)는 제2 시점에 상기 제1 레이저 출력 소자(2111)를 동작시켜 제1 레이저를 상기 제1 위치로 조사시킬 수 있고, 상기 스캐닝부(2120)를 통해 제1 위치로 조사된 상기 제1 레이저가 상기 디텍터부(2130)에서 획득되지 않는 경우 상기 제어부(2150)는 상기 제2 시점에 상기 제2 레이저 출력 소자(2112)를 동작시켜 제2 레이저를 상기 제1 위치로 조사시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이 때, 상기 제1 레이저 출력 소자(2111)는 905nm 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력 소자(2112)는 1550nm 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 상기 제어부(2150)는 온도 정보를 기초로 상기 레이저 출력부(2110)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(2150)는 동작 온도 정보를 획득할 수 있으며, 현재 동작 온도가 제1 온도인 경우 상기 제1 레이저 출력 소자(2111)를 동작 시키며 현재 동작 온도가 제2 온도인 경우 상기 제2 레이저 출력 소자(2112)를 동작시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이 때, 상기 제1 레이저 출력 소자(2111)는 상기 제1 온도에서 905nm 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력 소자(2112)는 상기 제2 온도에서 905nm 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제어부(2150)는 시퀀스 정보를 기초로 상기 레이저 출력부(2110)의 동작을 제어할 수 있다. 이 때, 시퀀스 정보는 상기 라이다 장치의 시야각을 형성하는 프레임 정보에 대응될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(2150)는 제1 시퀀스 내에서 제1 위치로 레이저를 조사하기 위한 제1 시점에 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2111,2112) 중 하나의 레이저 출력 소자만 동작시킬 수 있으며, 제2 시퀀스 내에서 제1 위치로 레이저를 조사하기 위한 제2 시점에 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2111,2112) 중 하나의 레이저 출력 소자만 동작시킬 수 있고, 제3 시퀀스 내에서 제1 위치로 레이저를 조사하기 위한 제3 시점에서 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2111,2112) 모두를 동작시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 복수개의 시퀀스 내에서 제1 위치로 레이저를 조사하기 위한 복수개의 시점에 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2111,2112)중 어느 하나의 레이저 출력 소자만 동작시키거나 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2111,2112) 모두를 동작시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부(2150)는 시퀀스 정보를 기초로 상기 레이저 출력부(2110)의 동작을 제어할 수 있다. 이 때, 시퀀스 정보는 상기 라이다 장치의 시야각을 형성하는 프레임 정보에 대응될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(2150)는 제1 프레임을 형성하기 위한 제1 시퀀스 동안 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2111,2112) 중 하나의 레이저 출력 소자만 동작시킬 수 있으며, 제2 프레임을 형성하기 위한 제2 시퀀스 동안 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2111,2112) 모두를 동작시킬 수 있다. 이 때, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2111,2112) 중 하나의 레이저 출력 소자를 동작시키는 시퀀스와 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2111,2112) 모두를 동작시키는 시퀀스의 비율은 동일할 수 있으며, 상이할 수도 있고, 주변 상황에 기초하여 변경될 수도 있다.
예를 들어, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2111,2112) 중 하나의 레이저 출력 소자를 동작시키는 시퀀스와 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2111,2112) 모두를 동작시키는 시퀀스의 비율 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 20:1, 100:1 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 비율을 가질 수 있으며, 자동차의 속도, 도로의 정체 상황등에 따라 시퀀스의 비율이 변경될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(2200)는 레이저 출력부(2210), 스캐닝부(2220), 디텍터부(2230) 및 제어부(2250)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 이 중 일부의 구성을 포함하거나 다른 구성을 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 라이다 장치(2200)는 레이저 출력부(2210)를 포함할 수 있으며, 상기 레이저 출력부(2210)는 제1 레이저 출력소자(2211), 제2 레이저 출력 소자(2212) 및 옵틱부(2213)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 레이저 출력 소자(2211), 상기 제2 레이저 출력 소자(2212) 및 상기 옵틱부(2213)에 대하여 전술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
상기 제1 레이저 출력 소자(2211)로부터 출력된 제1 레이저는 상기 옵틱부(2213)를 통해 상기 스캐닝부(2220)로 조사될 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력 소자(2212)로부터 출력된 제2 레이저는 상기 옵틱부(2213)를 통해 상기 스캐닝부(2220)로 조사될 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(2220)는 상기 제1 및 제2 레이저를 이용하여 상기 라이다 장치의 시야각(FOV:Field of View)(2240)를 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 스캐닝부(2220)는 제1 시점에 출력된 상기 제1 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제1 위치로 상기 제1 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제1 위치에 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있고, 제2 시점에 출력된 상기 제1 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제2 위치로 상기 제1 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제2 위치에 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 스캐닝부(2220)는 특정 시점에 출력된 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있으며, 일정 시간동안 출력된 상기 제1 레이저를 이용하여 라이다 장치의 시야각(2240)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 스캐닝부(2220)는 제1 시점에 출력된 상기 제2 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제1 위치로 상기 제2 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제1 위치에 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있고, 제2 시점에 출력된 상기 제2 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제2 위치로 상기 제2 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제2 위치에 제2 레이저 FOV를 형상할 수 있다.
따라서, 상기 스캐닝부(2220)는 특정 시점에 출력된 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있으며, 일정 시간동안 출력된 상기 제2 레이저를 이용하여 라이다 장치의 시야각(2240)을 형성할 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(2220)는 상기 제1 및 제2 레이저를 획득하여 상기 제1 및 제2 레이저의 비행 경로를 변경시키기 위해 다양한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 스캐닝부(2220)는 상기 제1 및 제2 레이저를 반사하여 비행 경로를 변경시키기 위한 회전 미러(노딩미러, 다면미러 등), 상기 제1 및 제2 레이저의 위상 차이를 이용하여 비행경로를 변경시키기 위한 OPA(Optical phased array), 상기 제1 및 제2 레이저를 스티어링 하기 위한 옵틱 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 상기 디텍터부(2230)는 상기 라이다 장치의 시야각(2240)내에 위치하는 대상체로부터 반사되거나 스캐터링(Scattered)된 레이저의 적어도 일부를 획득할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 디텍터부(2230)는 적어도 하나 이상의 디텍터를 포함하며, 상기 적어도 하나 이상의 디텍터는 특정 시점에 레이저를 수광하기 위한 디텍터 FOV를 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 하나 이상의 디텍터는 제1 시점에 제1 위치에서 반사된 레이저를 수광하기 위한 디텍터 FOV를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 디텍터부(2230)는 상기 라이다 장치의 시야각(2240) 내에 위치하며, 상기 디텍터 FOV 내에 위치하는 대상체의 적어도 일부로부터 반사되거나 스캐터링된 레이저의 적어도 일부를 획득할 수 있다.
또한, 상기 디텍터부(2230)가 대상체로부터 반사되거나 스캐터링된 레이저의 적어도 일부를 상기 스캐닝부(2220)를 통해 획득하므로, 상기 적어도 하나 이상의 디텍터가 형성하는 디텍터 FOV는 상기 스캐닝부(2220)에 의해 변경될 수 있다. 예를 들어, 제1 시점에 제1 디텍터가 형성하는 디텍터 FOV는 제1 위치에 형성되나, 제2 시점에 상기 제1 디텍터가 형성하는 디텍터 FOV는 제2 위치에 형성될 수 있으며, 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치는 상기 스캐닝부(2220)에 의해 상이해질 수 있다.
또한, 제1 시점에 상기 제1 레이저 출력 소자(2211)로부터 출력된 제1 레이저는 상기 옵틱부(2213)를 통해 상기 스캐닝부(2220)로 조사되며, 상기 스캐닝부(2220)로 조사된 상기 제1 레이저는 제1 위치로 조사되어 제1 레이저 FOV를 형성하며, 상기 제1 위치에서 반사된 상기 제1 레이저는 상기 제1 레이저 FOV와 적어도 일부 오버랩되는 디텍터 FOV를 가지는 디텍터에서 획득될 수 있다.
또한, 제2 시점에 상기 제2 레이저 출력 소자(2212)로부터 출력된 제2 레이저는 상기 옵틱부(2213)를 통해 상기 스캐닝부(2220)로 조사되며, 상기 스캐닝부(2220)로 조사된 상기 제2 레이저는 제2 위치로 조사되어 제2 레이저 FOV를 형성하며, 상기 제2 위치에서 반사된 상기 제2 레이저는 상기 제2 레이저 FOV와 적어도 일부 오버랩되는 디텍터 FOV를 가지는 디텍터에서 획득될 수 있다.
또한, 상기 제어부(2250)는 상기 레이저 출력부(2210), 상기 스캐닝부(2220) 및 상기 디텍터부(2230) 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어하거나 상기 레이저 출력부(2210)에서 출력되어 상기 디텍터부(2230)에서 획득된 레이저를 기초로 대상체와의 거리 정보를 획득할 수 있다.
또한, 상기 제어부(2250)는 거리 정보 획득 여부를 기초로 상기 레이저 출력부(2210)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(2250)는 제1 시점에 상기 제1 레이저 출력 소자(2211)를 동작시켜 제1 레이저를 출력시킬 수 있으며, 상기 스캐닝부(2220)를 통해 제1 위치로 조사된 상기 제1 레이저가 제1 대상체로부터 반사되고 상기 디텍터부(2230)에서 획득되어 상기 제1 대상체와의 거리 정보를 획득한 경우 상기 제어부(2250)는 제2 시점에 상기 제1 레이저 출력 소자를(2211) 동작시켜 제1 레이저를 상기 제1 위치로 조사시킬 수 있고, 상기 스캐닝부(2220)를 통해 제1 위치로 조사된 상기 제1 레이저가 상기 디텍터부(2230)에서 획득되지 않은 경우 상기 제어부(2250)는 상기 제2 시점에 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2211,2212)를 동작시켜 제1 및 제2 레이저를 상기 제1 위치로 조사시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제어부(2250)는 거리 정보 획득 여부를 기초로 상기 레이저 출력부(2210)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(2250)는 제1 시점에 상기 제1 레이저 출력 소자(2211)를 동작시켜 제1 레이저를 출력시킬 수 있으며, 상기 스캐닝부(2220)를 통해 제1 위치로 조사된 상기 제1 레이저가 제1 대상체로부터 반사되고 상기 디텍터부(2230)에서 획득되어 상기 제1 대상체와의 거리 정보를 획득한 경우 상기 제어부(2250)는 제2 시점에 상기 제1 레이저 출력 소자(2211)를 동작시켜 제1 레이저를 상기 제1 위치로 조사시킬 수 있고, 상기 스캐닝부(2220)를 통해 제1 위치로 조사된 상기 제1 레이저가 상기 디텍터부(2230)에서 획득되지 않는 경우 상기 제어부(2250)는 상기 제2 시점에 상기 제2 레이저 출력 소자(2212)를 동작시켜 제2 레이저를 상기 제1 위치로 조사시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이 때, 상기 제1 레이저 출력 소자(2211)는 905nm 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력 소자(2212)는 1550nm 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 상기 제어부(2250)는 온도 정보를 기초로 상기 레이저 출력부(2210)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(2250)는 동작 온도 정보를 획득할 수 있으며, 현재 동작 온도가 제1 온도인 경우 상기 제1 레이저 출력 소자(2211)를 동작 시키며 현재 동작 온도가 제2 온도인 경우 상기 제2 레이저 출력 소자(2212)를 동작시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이 때, 상기 제1 레이저 출력 소자(2211)는 상기 제1 온도에서 905nm 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력 소자(2212)는 상기 제2 온도에서 905nm 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제어부(2250)는 시퀀스 정보를 기초로 상기 레이저 출력부(2210)의 동작을 제어할 수 있다. 이 때, 시퀀스 정보는 상기 라이다 장치의 시야각을 형성하는 프레임 정보에 대응될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(2250)는 제1 시퀀스 내에서 제1 위치로 레이저를 조사하기 위한 제1 시점에 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2211,2212) 중 하나의 레이저 출력 소자만 동작시킬 수 있으며, 제2 시퀀스 내에서 제1 위치로 레이저를 조사하기 위한 제2 시점에 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2211,2212) 중 하나의 레이저 출력 소자만 동작시킬 수 있고, 제3 시퀀스 내에서 제1 위치로 레이저를 조사하기 위한 제3 시점에서 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2211,2212) 모두를 동작시킬 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 복수개의 시퀀스 내에서 제1 위치로 레이저를 조사하기 위한 복수개의 시점에 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2211,2212)중 어느 하나의 레이저 출력 소자만 동작시키거나 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2211,2212) 모두를 동작시킬 수 있다.
또한, 상기 제어부(2250)는 시퀀스 정보를 기초로 상기 레이저 출력부(2210)의 동작을 제어할 수 있다. 이 때, 시퀀스 정보는 상기 라이다 장치의 시야각을 형성하는 프레임 정보에 대응될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(2250)는 제1 프레임을 형성하기 위한 제1 시퀀스 동안 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2211,2212) 중 하나의 레이저 출력 소자만 동작시킬 수 있으며, 제2 프레임을 형성하기 위한 제2 시퀀스 동안 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2211,2212) 모두를 동작시킬 수 있다. 이 때, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2211,2212) 중 하나의 레이저 출력 소자를 동작시키는 시퀀스와 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2211,2212) 모두를 동작시키는 시퀀스의 비율은 동일할 수 있으며, 상이할 수도 있고, 주변 상황에 기초하여 변경될 수도 있다.
예를 들어, 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2211,2212) 중 하나의 레이저 출력 소자를 동작시키는 시퀀스와 상기 제1 및 제2 레이저 출력 소자(2211,2212) 모두를 동작시키는 시퀀스의 비율 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 20:1, 100:1 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 비율을 가질 수 있으며, 자동차의 속도, 도로의 정체 상황등에 따라 시퀀스의 비율이 변경될 수 있다.
도 12는 특정 시점에 형성되는 레이저 FOV 및 디텍터 FOV를 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 일 실시예에 따라 특정 시점에 형성되는 시야각은 레이저 FOV(2310) 및 디텍터 FOV(2320)를 포함할 수 있다.
이 때, 레이저 FOV(2310)는 특정 시점에 라이다 장치로부터 조사된 레이저의 조사 영역을 의미할 수 있고, 라이다 장치로부터 조사된 레이저가 대상체 등에 의해 반사될 수 있는 영역을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 레이저 FOV(2310)는 라이다 장치로부터 조사된 레이저에 의해 형성될 수 있고, 레이저의 다이버전스 각도, 레이저의 조사 방향 등에 기초하여 형성될 수 있다.
또한, 디텍터 FOV(2320)는 디텍터부에 포함되는 적어도 하나의 디텍터가 수광할 수 있는 영역을 의미할 수 있으며, 특정 시점에 상기 디텍터가 수광할 수 있는 영역을 의미할 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 레이저 FOV(2310)와 상기 디텍터 FOV(2320)는 적어도 일부 오버랩 될 수 있다. 이 때, 상기 레이저 FOV(2310)를 형성하는 레이저는 대상체에서 반사된 후 상기 레이저 FOV(2310)와 적어도 일부 오버랩 되는 상기 디텍터 FOV(2320)를 형성하는 디텍터로 수광될 수 있다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 디텍터 FOV(2320)는 상기 레이저 FOV(2310)보다 클 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 도 12에 도시되지는 않았으나, 상기 디텍터 FOV(2320)는 상기 레이저 FOV(2310)와 같거나 작을 수도 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 라이다 장치의 시야각을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 따라 형성되는 라이다 장치의 시야각(2300)은 적어도 하나 이상의 레이저 FOV(2310) 및 적어도 하나 이상의 디텍터 FOV(2320)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 라이다 장치의 시야각(2300)은 일 시점에 출력되는 레이저가 형성하는 레이저 FOV(2310)와 적어도 일부 오버랩되는 디텍터 FOV(2320)에 의해 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 라이다 장치는 상기 일 시점에 서로 다른 방향으로 출력되는 적어도 둘 이상의 레이저를 출력하거나, 적어도 하나 이상의 레이저를 확산시켜 상기 라이다 장치의 시야각(2300)에 대응되는 레이저 FOV를 형성할 수 있으며, 디텍터 어레이 등을 이용하여 상기 레이저 FOV에 대응되는 디텍터 FOV를 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 라이다 장치의 시야각(2300)은 적어도 둘 이상의 다른 시점에 출력되는 레이저가 형성하는 레이저 FOV(2310)와 적어도 일부 오버랩 되는 디텍터 FOV(2320)에 의해 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 라이다 장치는 제1 시점에 제1 방향으로 제1 레이저를 출력하며, 제2 시점에 제2 방향으로 제2 레이저를 출력할 수 있으며, 이를 이용하여 제1 레이저 FOV 및 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있고, 상기 제1 레이저 FOV 및 상기 제2 레이저 FOV에 각각 대응하는 제1 디텍터 FOV 및 제2 디텍터 FOV를 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 레이저 FOV(2310) 및 상기 디텍터 FOV(2320)는 스캐닝부의 움직임에 의해 변경될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 일 시점에 출력된 레이저는 스캐닝부의 움직임에 따라 조사 방향이 변경될 수 있으며, 이에 의해 레이저 FOV가 변경될 수 있다.
또한, 예를 들어, 일 시점에 디텍터에서 레이저를 수광할 수 있는 영역은 스캐닝부의 움직임에 따라 변경될 수 있으며, 이에 의해 디텍터 FOV가 변경될 수 있다.
도 14는 특정 시점에 형성되는 레이저 FOV 및 디텍터 FOV를 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 일 실시예에 따라 특정 시점에 형성되는 시야각은 레이저 FOV(2411,2412) 및 디텍터 FOV(2420)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 레이저 FOV(2411,2412) 및 상기 디텍터 FOV(2420)는 상술한 내용이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
일 실시예에 따르면, 특정 시점에 형성되는 시야각은 적어도 하나 이상의 레이저 FOV(2411,2412) 및 디텍터 FOV(2420)를 포함할 수 있으며, 상기 디텍터 FOV(2420)는 상기 적어도 하나 이상의 레이저 FOV(2411,2412)와 적어도 일부 오버랩될 수 있다.
또한, 제1 레이저 FOV(2411)을 형성하는 제1 레이저 및 제2 레이저 FOV(2412)를 형성하는 제2 레이저는 상기 디텍터 FOV(2420)를 형성하는 제1 디텍터로 수광될 수 있다.
또한, 도 14에 도시된 바와 같이 상기 디텍터 FOV(2420)는 상기 레이저 FOV(2411,2412)보다 클 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 도 14에 도시된 바와 같이 상기 제1 및 제2 레이저 FOV(2411,2412)는 서로 오버랩되지 않을 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 상호간에 적어도 일부 오버랩 될 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(2500)는 레이저 출력부(2511,2512), 스캐닝부(2520) 및 제어부(2530)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 이 중 일부의 구성을 포함하거나 다른 구성을 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 레이저 출력부(2511,2512)는 제1 레이저 출력부(2511) 및 제2 레이저 출력부(2512)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 레이저 출력부(2511) 및 상기 제2 레이저 출력부(2512)는 서로 다른 레이저 출력 장치로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 하나의 레이저 출력 장치로부터 출력된 레이저를 분할하여 복수개의 레이저를 출력하는 방법으로 구성될 수도 있고, 하나의 레이저 출력 장치에 포함되는 복수개의 레이저 출력 소자로 구성될 수도 있다.
상기 제1 레이저 출력부(2511)로부터 출력된 제1 레이저는 상기 스캐닝부(2520)로 조사될 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력부(2512)로부터 출력된 제2 레이저는 상기 스캐닝부(2520)로 조사될 수 있다.
이 때, 상기 스캐닝부(2520)는 상기 제1 및 제2 레이저를 이용하여 상기 라이다 장치의 시야각(FOV:Field of View)(2541,2542)를 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
보다 구체적으로, 상기 스캐닝부(2520)는 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 시야각(2541)을 형성할 수 있으며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 시야각(2542)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 스캐닝부(2520)는 제1 시점에 출력된 상기 제1 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제1 위치로 상기 제1 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제1 위치에 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있고, 제2 시점에 출력된 상기 제1 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제2 위치로 상기 제1 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제2 위치에 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 스캐닝부(2520)는 특정 시점에 출력된 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있으며, 일정 시간동안 출력된 상기 제1 레이저를 이용하여 상기 제1 시야각(2541)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 스캐닝부(2520)는 제1 시점에 출력된 상기 제2 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제3 위치로 상기 제2 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제3 위치에 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있고, 제2 시점에 출력된 상기 제2 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제4 위치로 상기 제2 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제4 위치에 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 스캐닝부(2520)는 특정 시점에 출력된 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있으며, 일정 시간동안 출력된 상기 제2 레이저를 이용하여 상기 제2 시야각(2542)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 스캐닝부(2520)로 조사되는 상기 제1 및 제2 레이저의 각도는 상기 제1 시야각(2541) 및 상기 제2 시야각(2542)이 서로 상이하도록 설정될 수 있다.
예를 들어, 상기 스캐닝부(2520)로 조사되는 상기 제1 및 제2 레이저 사이의 각도는 상기 제1 시야각(2541) 및 상기 제2 시야각(2542)이 서로 일정 이상 이격되도록 설정될 수 있다.
또한, 상기 스캐닝부(2520)는 상기 제1 및 제2 레이저를 획득하여 상기 제1 및 제2 레이저의 비행 경로를 변경시키기 위해 다양한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 스캐닝부(2520)는 상기 제1 및 제2 레이저를 반사하여 비행 경로를 변경시키기 위한 회전 미러(노딩미러, 다면미러 등), 상기 제1 및 제2 레이저의 위상 차이를 이용하여 비행경로를 변경시키기 위한 OPA(Optical phased array), 상기 제1 및 제2 레이저를 스티어링 하기 위한 옵틱 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 상기 제어부(2530)는 상기 레이저 출력부(2511,2512) 및 상기 스캐닝부(2520) 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어하거나 상기 레저 출력부(2511,2512)에서 출력된 레이저를 기초로 대상체와의 거리 정보를 획득할 수 있다.
또한, 상기 제어부(2530)는 상기 레이저 출력부(2511,2512)를 상이한 시점에 독립적으로 동작시킬 수 있으며, 동일한 시점에 싱크를 맞춰 동작시킬 수도 있다.
또한, 상기 제어부(2530)는 상기 스캐닝부(2520)의 적어도 어느 하나의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 스캐닝부(2520)가 적어도 일부 회전을 위한 구성을 포함하는 경우 상기 제어부(2530)는 상기 스캐닝부(2520)의 회전 각도의 크기 회전 각도의 중심, 회전 속도 등 상기 스캐닝부(2520)의 적어도 하나의 파라미터를 변경시켜 상기 스캐닝부(2520)의 동작을 제어할 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(2600)는 제1 레이저 출력부(2611), 제2 레이저 출력부(2612) 및 스캐닝부(2620)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 및 제2 레이저 출력부에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
또한, 도 16을 참조하면, 일 실시예에 따른 상기 스캐닝부(2620)는 일정 각도 범위 내에서 회전하는 노딩 미러를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다만, 설명의 편의를 위해 아래에서 상기 스캐닝부(2620)는 상기 노딩 미러를 이용하여 설명하기로 한다.
기본적으로, 상기 스캐닝부(2620)는 상기 제1 및 제2 레이저 출력부(2611,2612)로부터 출력된 제1 및 제2 레이저를 이용하여 라이다 장치의 시야각(FOV:Field of view)를 형성할 수 있다. 다만, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
보다 구체적으로, 상기 제1 레이저 출력부(2611)로부터 출력된 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 출력부(2612)로부터 출력된 제2 레이저는 상기 스캐닝부(2620)로 입사되며, 상기 스캐닝부(2620)로 입사되는 상기 제1 및 제2 레이저 사이의 각도는 상기 스캐닝부(2620)의 회전 방향으로 적어도 (a)도가 될 수 있다.
이는 상기 제1 및 제2 레이저가 상기 스캐닝부(2620)로 입사되는 각도를 상기 스캐닝부(2620)의 회전 방향으로 차이를 만들어 최종적으로 라이다 장치의 시야각을 확장시키기 위함일 수 있다.
예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 스캐닝부(2620)가 오프셋 상태를 기준으로 +(b)도 및 -(b)도 범위에서 노딩하는 경우, 상기 스캐닝부(2620)는 상기 제1 레이저를 이용하여 상기 스캐닝부(2620)의 회전 방향으로 (4b)도 범위를 갖는 라이다 장치의 제1 시야각(2631)을 형성할 수 있으며, 상기 제2 레이저를 이용하여 상기 스캐닝부(2620)의 회전 방향으로 (4b)도 범위를 갖는 라이다 장치의 제2 시야각(2632)을 형성할 수 있다.
이 때, 상기 제1 및 제2 레이저가 상기 스캐닝부(2620)로 입사되는 각도를 상기 스캐닝부(2620)의 회전 방향으로 적어도 (a)도가 되도록 설계하는 경우 상기 제1 시야각(2631)의 중심과 상기 제2 시야각(2632)의 중심 사이의 각도는 상기 스캐닝부(2620)의 회전 방향으로 적어도 (a)도 이상 이격될 수 있으며, 이를 통해 최종적으로 라이다 장치의 시야각이 확장될 수 있다.
또한, 예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이 상기 스캐닝부(2620)가 오프셋 상태를 기준으로 +(b)도 및 -(b)도 범위에서 노딩하는 경우, 상기 스캐닝부(2620)는 상기 제1 레이저를 이용하여 수직 방향으로 (4b)도 범위를 갖는 라이다 장치의 제1 시야각(2631)을 형성할 수 있으며, 상기 제2 레이저를 이용하여 수직 방향으로 (4b)도 범위를 갖는 라이다 장치의 제2 시야각(2632)을 형성할 수 있다.
이 때, 상기 제1 및 제2 레이저가 상기 스캐닝부(2620)로 입사되는 각도를 상기 스캐닝부(2620)의 회전 방향으로 적어도 (a)도가 되도록 설계하는 경우 상기 제1 시야각(2631)의 중심과 상기 제2 시야각(2632)의 중심 사이의 각도는 상기 수직 방향으로 적어도 (a)도 이상 이격될 수 있으며, 이를 통해 최종적으로 라이다 장치의 시야각이 확장될 수 있다.
도 17은 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(2700)는 제1 레이저 출력부(2711), 제2 레이저 출력부(2712), 제1 스캐닝부(2721), 제2 스캐닝부(2722) 및 제어부(2730)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 이 중 일부의 구성을 포함하거나 다른 구성을 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 레이저 출력부(2711) 및 상기 제2 레이저 출력부(2712)는 서로 다른 레이저 출력 장치로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 하나의 레이저 출력 장치로부터 출력된 레이저를 분할하여 복수개의 레이저를 출력하는 방법으로 구성될 수도 있고, 하나의 레이저 출력 장치에 포함되는 복수개의 레이저 출력 소자로 구성될 수도 있다.
상기 제1 레이저 출력부(2711)로부터 출력된 제1 레이저는 상기 제1 스캐닝부(2721)로 조사될 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력부(2712)로부터 출력된 제2 레이저는 상기 제1 스캐닝부(2721)로 조사될 수 있다.
또한, 상기 제1 스캐닝부(2721)로 조사된 상기 제1 레이저는 상기 제1 스캐닝부(2721)를 통해 상기 제2 스캐닝부(2722)로 조사될 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(2721)로 조사된 상기 제2 레이저는 상기 제1 스캐닝부(2721)를 통해 상기 제2 스캐닝부(2722)로 조사될 수 있다.
이 때, 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2721,2722)는 상기 제1 및 제2 레이저를 이용하여 상기 라이다 장치의 시야각(2741,2742)를 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
보다 구체적으로, 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2721,2722)는 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 시야각(2741)을 형성할 수 있으며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 시야각(2742)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2721,2722)는 제1 시점에 출력된 상기 제1 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제1 위치로 상기 제1 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제1 위치에 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있고, 제2 시점에 출력된 상기 제1 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제2 위치로 상기 제1 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제2 위치에 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2721,2722)는 특정 시점에 출력된 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있으며, 일정 시간동안 출력된 상기 제1 레이저를 이용하여 상기 제1 시야각(2741)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2721)는 제1 시점에 출력된 상기 제2 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제3 위치로 상기 제2 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제3 위치에 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있고, 제2 시점에 출력된 상기 제2 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제4 위치로 상기 제2 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제4 위치에 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2721,2722)는 특정 시점에 출력된 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있으며, 일정 시간동안 출력된 상기 제2 레이저를 이용하여 상기 제2 시야각(2742)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(2741) 및 상기 제2 시야각(2742)의 수직 시야각 및 수평 시야각의 크기가 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 시야각(2741) 및 상기 제2 시야각(2742)의 수평 시야각의 위치가 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 시야각(2741) 및 상기 제2 시야각(2742)의 수직 시야각의 위치는 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이 때, 상기 제1 스캐닝부(2721)로 조사되는 상기 제1 및 제2 레이저의 각도는 상기 제1 및 제2 시야각(2741,2742)의 수직 시야각의 위치가 상이하되, 수평 시야각의 위치는 동일하며, 수직 시야각 및 수평 시야각의 크기가 동일하도록 설계될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2721,2722)는 상기 제1 및 제2 레이저를 획득하여 상기 제1 및 제2 레이저의 비행 경로를 변경시키기 위해 다양한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2721,2722)는 상기 제1 및 제2 레이저를 반사하여 비행 경로를 변경시키기 위한 회전 미러(노딩미러, 다면미러 등), 상기 제1 및 제2 레이저의 위상 차이를 이용하여 비행경로를 변경시키기 위한 OPA(Optical phased array), 상기 제1 및 제2 레이저를 스티어링 하기 위한 옵틱 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2721,2722)는 서로 다른 종류의 스캐닝부를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제어부(2730)는 상기 레이저 출력부(2711,2712) 및 상기 스캐닝부(2721,2722) 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어하거나 상기 레이저 출력부(2711,2712)에서 출력된 레이저를 기초로 대상체와의 거리 정보를 획득할 수 있다.
또한, 상기 제어부(2730)는 상기 레이저 출력부(2711,2712)를 상이한 시점에 독립적으로 동작시킬 수 있으며, 동일한 시점에 싱크를 맞춰 동작시킬 수도 있다.
또한, 상기 제어부(2730)는 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2721,2722)의 적어도 어느 하나의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2721,2722)가 적어도 일부 회전을 위한 구성을 포함하는 경우 상기 제어부(2730)는 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2721,2722)의 회전 각도의 크기 회전 각도의 중심, 회전 속도 등 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2721,2722)의 적어도 하나의 파라미터를 변경시켜 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2721,2722)의 동작을 제어할 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 18을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(2800)는 제1 레이저 출력부(2811), 제2 레이저 출력부(2812), 제1 스캐닝부(2821), 제2 스캐닝부(2822) 및 디텍터부(2830)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 및 제2 레이저 출력부(2811,2812)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
또한, 도 18을 참조하면, 일 실시예에 따른 상기 제1 스캐닝부(2821)는 일정 각도 범위 내에서 회전하는 노딩미러를 포함할 수 있으며, 상기 제2 스캐닝부(2822)는 축을 기준으로 회전하는 회전 다면 미러를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다만, 설명의 편의를 위해 아래에서는 상기 제1 스캐닝부(2821)는 노딩 미러로 구현되며, 상기 제2 스캐닝부(2822)는 회전 다면 미러로 구현된 라이다 장치를 기초로 설명하기로 한다. 다만, 다른 구성 역시 적용될 수 있음은 자명하다.
기본적으로, 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2821,2822)는 상기 제1 및 제2 레이저 출력부(2811,2812)로부터 출력된 제1 및 제2 레이저를 이용하여 라이다 장치의 시야각(FOV:Field of view)를 형성할 수 있다. 다만, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
보다 구체적으로 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2821,2822)는 상기 제1 레이저 출력부(2811)로부터 출력된 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 시야각을 형성할 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력부(2812)로부터 출력된 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 시야각을 형성할 수 있다.
이 때, 상기 제1 스캐닝부(2821)로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 위치가 상이하도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 스캐닝부(2821)로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 수직 방향 위치가 상이하도록 설계될 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 크기는 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 스캐닝부(2821)로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 위치가 동일하도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 스캐닝부(2821)로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 수평 방향 위치가 동일하도록 설계될 수 있다.
또한, 상기 제1 스캐닝부(2821)로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 수직 방향 위치가 상이하되 수평 방향 위치가 동일하도록 설계될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2821,2822)를 통해 외부로 조사된 레이저는 스캔 영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사되어 상기 디텍터부(2830)로 수광될 수 있다.
예를 들어, 상기 스캔 영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사된 레이저는 상기 제2 스캐닝부(2822)를 통해 상기 디텍터부(2830)로 수광될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 도 18에 도시 되지는 않았으나, 상기 대상체로부터 반사된 레이저는 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2821,2822)를 통해 상기 디텍터부(2830)로 수광될 수도 있으며, 상기 제1 및 제2 스캐닝부(2821,2822)를 모두 통하지 않고 수광될 수도 있다.
도 19는 일 실시예에 따른 라이다 장치의 시야각을 설명하기 위한 도면이다.
도 19를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치의 시야각(2900)은 제1 시야각(2911) 및 제2 시야각(2912)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 시야각(2911)은 제1 수직 시야각(2921) 및 제1 수평 시야각(2931)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 시야각(2912)는 제2 수직 시야각(2922) 및 제2 수평 시야각(2932)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 수직 시야각(2921) 및 상기 제2 수직 시야각(2922)의 크기는 동일할 수 있으며, 상기 제1 수평 시야각(2931) 및 상기 제2 수평 시야각(2932)의 크기는 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 수직 시야각(2921)의 중심(2941) 및 상기 제2 수직 시야각(2922)의 중심(2942)은 서로 이격될 수 있다.
예를 들어, 도 19에 도시된 바와 같이 상기 제1 수직 시야각(2921)의 중심(2941) 및 상기 제2 수직 시야각(2922)의 중심(2942)은 서로 제1 각도(2950) 만큼 이격될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이 때, 상기 제1 시야각(2911) 및 상기 제2 시야각(2912)이 서로 적어도 일부 오버랩 되기 위하여 상기 제1 수직 시야각(2921)의 중심(2941) 및 상기 제2 수직 시야각(2922)의 중심(2942) 사이의 상기 제1 각도(2950)의 크기는 상기 제1 수직 시야각(2921)의 크기 또는 상기 제2 수직 시야각(2922)의 크기보다 작거나 같을 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(2911) 및 상기 제2 시야각(2912)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 경우 상기 제1 시야각(2911) 및 상기 제2 시야각(2912)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 영역에서 상기 라이다 장치의 포인트의 밀도가 높아질 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(2911) 및 상기 제2 시야각(2912)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 경우 상기 제1 시야각(2911) 및 상기 제2 시야각(2912)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 영역에서 동일한 포인트에 대한 정보 획득 속도가 빨라질 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(2911) 및 상기 제2 시야각(2912)이 서로 오버랩되지 않고 상기 라이다 장치의 시야각(2900)을 확장시키기 위하여 상기 제1 수직 시야각(2921)의 중심(2941) 및 상기 제2 수직 시야각(2922)의 중심(2942) 사이의 상기 제1 각도(2950)의 크기는 상기 제1 수직 시야각(2921)의 크기 또는 상기 제2 수직 시야각(2922)의 크기보다 크거나 같을 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(2911) 및 상기 제2 시야각(2912)내에서 포인트가 생성되는 순서를 의미할 수 있는 스캔 패턴에 대하여 상기 제1 시야각(2911)을 형성하기 위한 스캔 패턴과 상기 제2 시야각(2912)을 형성하기 위한 스캔 패턴은 서로 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 20은 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 20을 참조하면, 일 실시에에 따른 라이다 장치(3000)는 제1 레이저 출력부(3011), 제2 레이저 출력부(3012), 제1 스캐닝부(3021), 제2 스캐닝부(3022), 제3 스캐닝부(3023) 및 제어부(3030)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 이 중 일부의 구성을 포함하거나 다른 구성을 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 레이저 출력부(3011) 및 상기 제2 레이저 출력부(3012)는 서로 다른 레이저 출력 장치로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 하나의 레이저 출력 장치로부터 출력된 레이저를 분할하여 복수개의 레이저를 출력하는 방법으로 구성될 수도 있고, 하나의 레이저 출력 장치에 포함되는 복수개의 레이저 출력 소자로 구성될 수도 있다.
상기 제1 레이저 출력부(3011)로부터 출력된 제1 레이저는 상기 제1 스캐닝부(3021)로 조사될 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력부(3012)로부터 출력된 제2 레이저는 상기 제2 스캐닝부(3022)로 조사될 수 있다.
또한, 상기 제1 스캐닝부(3021)로 조사된 상기 제1 레이저는 상기 제1 스캐닝부(3021)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3023)로 조사될 수 있으며, 상기 제2 스캐닝부(3022)로 조사된 상기 제2 레이저는 상기 제2 스캐닝부(3022)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3023)로 조사될 수 있다.
이 때, 상기 제1 및 제3 스캐닝부(3021,3023)는 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 시야각(3041)을 형성할 수 있으며, 상기 제2 및 제3 스캐닝부(3022,3023)는 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 시야각(3042)을 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 제1 및 제3 스캐닝부(3021,3023)는 제1 시점에 출력된 상기 제1 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제1 위치로 상기 제1 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제1 위치에 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있고, 제2 시점에 출력된 상기 제1 레이저의 비행경로를 변경시켜 제2 위치로 상기 제1 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제2 위치에 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 제1 및 제3 스캐닝부(3021,3023)는 특정 시점에 출력된 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있으며, 일정 시간동안 출력된 상기 제1 레이저를 이용하여 상기 제1 시야각(3041)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제2 및 제3 스캐닝부(3022,3023)는 제1 시점에 출력된 상기 제2 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제3 위치로 상기 제2 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제3 위치에 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있고, 제2 시점에 출력된 상기 제2 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제4 위치로 상기 제2 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제4 위치에 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 제2 및 제3 스캐닝부(3022,3023)는 특정 시점에 출력된 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있으며, 일정 시간동안 출력된 상기 제2 레이저를 이용하여 상기 제2 시야각(3042)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(3041) 및 상기 제2 시야각(3042)의 수직 시야각 및 수평 시야각의 크기가 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 시야각(3041) 및 상기 제2 시야각(3042)의 수직 시야각의 위치가 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 시야각(3041) 및 상기 제2 시야각(3042)의 수평 시야각의 위치는 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이 때, 상기 제3 스캐닝부(3023)의 회전축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부(3021)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3023)로 조사되는 상기 제1 레이저와 상기 제2 스캐닝부(3022)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3023)로 조사되는 제2 레이저가 이루는 각도는 상기 제1 및 제2 시야각(3041,3042)의 수평 시야각의 위치가 상이하되, 수직 시야각의 위치는 동일하며, 수직 및 수평 시야각의 크기가 동일하도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3021,3022,3023)는 상기 제1 및 제2 레이저를 획득하여 상기 제1 및 제2 레이저의 비행 경로를 변경시키기 위해 다양한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3021,3022,3023)는 상기 제1 및 제2 레이저를 반사하여 비행 경로를 변경시키기 위한 회전 미러(노딩미러, 다면미러 등), 상기 제1 및 제2 레이저의 위상 차이를 이용하여 비행경로를 변경시키기 위한 OPA(Optical phased array), 상기 제1 및 제2 레이저를 스티어링 하기 위한 옵틱 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3021,3022,3023)는 서로 다른 종류의 스캐닝부를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제어부(3030)는 상기 레이저 출력부(3011,3012) 및 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3021,3022,3023) 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어하거나 상기 레이저 출력부(3011,3012)에서 출력된 레이저를 기초로 대상체와의 거리 정보를 획득할 수 있다.
또한, 상기 제어부(3030)는 상기 레이저 출력부(3011,3012)를 상이한 시점에 독립적으로 동작시킬 수 있으며, 동일한 시점에 싱크를 맞춰 동작시킬 수도 있다.
또한, 상기 제어부(3030)는 상기 제1, 제2 및 제 3 스캐닝부 (3021, 3022, 3023)의 적어도 어느 하나의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3021,3022,3023)가 적어도 일부 회전을 위한 구성을 포함하는 경우 상기 제어부(3030)는 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3021,3022,3023)의 회전 각도의 크기 회전 각도의 중심, 회전 속도 등 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3021,3022,3023)의 적어도 하나의 파라미터를 변경시켜 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3021,3022,3023)의 동작을 제어할 수 있다.
도 21은 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 21을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(3100)는 제1 레이저 출력부(3111), 제2 레이저 출력부(3112), 제1 스캐닝부(3121), 제2 스캐닝부(3122), 제3 스캐닝부(3123), 제1 디텍터부(3131) 및 제2 디텍터부(3132)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 및 제2 레이저 출력부(3111,3112)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
또한, 도 21을 참조하면, 일 실시예에 따른 상기 제1 스캐닝부(3121)는 일정 각도 범위 내에서 회전하는 노딩 미러를 포함할 수 있으며, 상기 제2 스캐닝부(3122)는 일정 각도 범위 내에서 회전하는 노딩 미러를 포함할 수 있고, 상기 제3 스캐닝부(3123)는 축을 기준으로 회전하는 회전 다면 미러를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다만, 설명의 편의를 위해 아래에서는 상기 제1 스캐닝부(3121)는 노딩 미러로 구현되며, 상기 제2 스캐닝부(3122)는 노딩 미러로 구현되고, 상기 제3 스캐닝부(3123)는 회전 다면 미러로 구현된 라이다 장치를 기초로 설명하기로 한다. 다만, 다른 구성 역시 적용될 수 있음은 자명하다.
기본적으로, 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3121,3122,3123)는 상기 제1 및 제2 레이저 출력부(3111,3112)로부터 출력된 제1 및 제2 레이저를 이용하여 라이다 장치의 시야각(FOV:Field of view)를 형성할 수 있다. 다만, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
보다 구체적으로 상기 제1 및 제3 스캐닝부(3121,3123)는 상기 제1 레이저 출력부(3111)로부터 출력된 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 시야각을 형성할 수 있으며, 상기 제2 및 제3 스캐닝부(3122,3123)는 상기 제2 레이저 출력부(3112)로부터 출력된 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 시야각을 형성할 수 있다.
이 때, 상기 제3 스캐닝부(3123)의 회전축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부(3121)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3123)로 조사되는 상기 제1 레이저와 상기 제2 스캐닝부(3122)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3123)로 조사되는 제2 레이저가 이루는 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 위치가 상이하도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 상기 제3 스캐닝부(3123)의 회전축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부(3121)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3123)로 조사되는 상기 제1 레이저와 상기 제2 스캐닝부(3122)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3123)로 조사되는 제2 레이저가 이루는 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 수평 방향 위치가 상이하도록 설계될 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 크기는 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제3 스캐닝부(3123)의 회전축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부(3121)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3123)로 조사되는 상기 제1 레이저와 상기 제2 스캐닝부(3122)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3123)로 조사되는 제2 레이저가 이루는 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 위치가 동일하도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 상기 제3 스캐닝부(3123)의 회전축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부(3121)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3123)로 조사되는 상기 제1 레이저와 상기 제2 스캐닝부(3122)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3123)로 조사되는 제2 레이저가 이루는 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 수직 방향 위치가 동일하도록 설계될 수 있다.
또한 상기 제3 스캐닝부(3123)의 회전축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부(3121)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3123)로 조사되는 상기 제1 레이저와 상기 제2 스캐닝부(3122)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3123)로 조사되는 제2 레이저가 이루는 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 수직 방향 위치가 동일하되 수평 방향 위치가 상이하도록 설계될 수 있다.
또한, 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3121,3122,3123)를 통해 외부로 조사된 레이저는 스캔 영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사되어 상기 제1 및 제2 디텍터부(3131,3132)로 수광될 수 있다.
예를 들어, 상기 스캔 영역 내에 위치하는 제1 대상체로부터 반사된 제1 레이저는 상기 제3 스캐닝부(3123)를 통해 상기 제1 디텍터부(3131)로 수광될 수 있으며, 상기 스캔 영역 내에 위치하는 제2 대상체로부터 반사된 제2 레이저는 상기 제3 스캐닝부(3123)를 통해 상기 제2 디텍터부(3132)로 수광될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 도 21에 도시 되지는 않았으나, 상기 제1 대상체로부터 반사된 상기 제1 레이저는 상기 제1 및 제3 스캐닝부(3121,3123)를 통해 상기 제1 디텍터부(3131)로 수광될 수도 있으며, 상기 제2 대상체로부터 반사된 상기 제2 레이저는 상기 제2 및 제3 스캐닝부(3122,3123)를 통해 상기 제2 디텍터부(3132)로 수광될 수도 있고, 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3121,3122,3123) 모두 통하지 않고 수광될 수도 있다.
도 22는 일 실시예에 따른 라이다 장치의 시야각을 설명하기 위한 도면이다.
도 22를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치의 시야각(3200)은 제1 시야각(3211) 및 제2 시야각(3212)을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 시야각(3211)은 제1 수직 시야각(3221) 및 제1 수평 시야각(3231)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 시야각(3212)은 제2 수직 시야각(3222) 및 제2 수평 시야각(3232)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 수직 시야각(3221) 및 상기 제2 수직 시야각(3222)의 크기는 동일할 수 있으며, 상기 제1 수평 시야각(3231) 및 상기 제2 수평 시야각(3232)의 크기는 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 수평 시야각(3231)의 중심(3241) 및 상기 제2 수평 시야각(3232)의 중심(3242)은 서로 이격될 수 있다.
예를 들어, 도 22에 도시된 바와 같이 상기 제1 수평 시야각(3231)의 중심(3241) 및 상기 제2 수평 시야각(3232)의 중심(3242)은 서로 제1 각도(3250)만큼 이격될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이 때, 상기 제1 시야각(3211) 및 상기 제2 시야각(3212)이 서로 적어도 일부 오버랩 되기 위하여 상기 제1 수평 시야각(3231)의 중심(3241) 및 상기 제2 수평 시야각(3232)의 중심(3242) 사이의 상기 제1 각도(3250)의 크기는 상기 제1 수평 시야각(3231)의 크기 또는 상기 제2 수평 시야각(3232)의 크기 보다작거나 같을 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(3211) 및 상기 제2 시야각(3212)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 경우 상기 제1 시야각(3211) 및 상기 제2 시야각(3212)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 영역에서 상기 라이다 장치의 포인트의 밀도가 높아질 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(3211) 및 상기 제2 시야각(3212)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 경우 상기 제1 시야각(3211) 및 상기 제2 시야각(3212)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 영역에서 동일한 포인트에 대한 정보 획득 속도가 빨라질 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(3211) 및 상기 제2 시야각(3212)이 서로 오버랩되지 않고 상기 라이다 장치의 시야각(3200)을 확장시키기 위하여 상기 제1 수평 시야각(3231)의 중심(3241) 및 상기 제2 수평 시야각(3232)의 중심(3242) 사이의 상기 제1 각도(3250)의 크기는 상기 제1 수평 시야각(3231)의 크기 또는 상기 제2 수평 시야각(3232)의 크기 보다 크거나 같을 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(3211) 및 상기 제2 시야각(3212)내에서 포인트가 생성되는 순서를 의미할 수 있는 스캔 패턴에 대하여 상기 제1 시야각(3211)을 형성하기 위한 스캔 패턴과 상기 제2 시야각(3212)을 형성하기 위한 스캔 패턴은 서로 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 23은 일 실시예에 따른 라이다 장치의 배치 및 시야각을 설명하기 위한 도면이다.
도 23의 (a)는 일 실시예에 따른 라이다 장치의 배치를 나타낸 도면이며, 도 23의 (b)는 도 23의 (a)에 따라 형성되는 라이다 장치의 시야각을 나타낸 도면이다.
구체적으로, 도 23의 (a)는 적어도 하나의 스캐닝부에 조사되는 레이저의 경로를 상기 스캐닝부의 상부에서 보았을 때를 도시한 도면이며, 이를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 제1 레이저 및 제2 레이저를 이용하여 제1 시야각 및 제2 시야각을 형성할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 도 23의 (b)를 참조하면, 상기 제1 시야각 및 제2 시야각은 오버랩되어 하나의 시야각을 형성할 수 있다.
도 23의 (c)는 일 실시예에 따른 라이다 장치의 배치를 나타낸 도면이며, 도 23의 (d)는 도 23의 (c)에 따라 형성되는 라이다 장치의 시야각을 나타낸 도면이다.
또한, 도 23의 (c) 는 적어도 하나의 스캐닝부에 조사되는 레이저의 경로를 상기 스캐닝부의 상부에서 보았을 때를 도시한 도면이며, 이를 참조하면 일 실시예에 따른 라이다 장치는 제1 레이저 및 제2 레이저를 이용하여 제1 시야각 및 제2 시야각을 형성함을 알 수 있다.
또한, 도 23의 (d)를 참조하면, 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각은 적어도 일부 오버랩되어 하나의 시야각을 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 23의 (c)에 따른 라이다 장치의 수평 시야각이 150도 인 경우 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 수평 시야각은 각각 120도 일 수 있으며, 90도 범위에서 오버랩될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 23의 (e)는 일 실시예에 따른 라이다 장치의 배치를 나타낸 도면이며, 도 23의 (f)는 도 23의 (e)에 따라 형성되는 라이다 장치의 시야각을 나타낸 도면이다.
또한, 도 23의 (e) 는 적어도 하나의 스캐닝부에 조사되는 레이저의 경로를 상기 스캐닝부의 상부에서 보았을 때를 도시한 도면이며, 이를 참조하면 일 실시예에 따른 라이다 장치는 제1 레이저 및 제2 레이저를 이용하여 제1 시야각 및 제2 시야각을 형성함을 알 수 있다.
또한, 도 23의 (f)를 참조하면, 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각은 적어도 일부 오버랩되어 하나의 시야각을 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 23의 (e)에 따른 라이다 장치의 수평 시야각이 180도 인 경우 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 수평 시야각은 각각 120도 일 수 있으며, 60도 범위에서 오버랩될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 23의 (g)는 일 실시예에 따른 라이다 장치의 배치를 나타낸 도면이며, 도 23의 (h)는 도 23의 (g)에 따라 형성되는 라이다 장치의 시야각을 나타낸 도면이다.
또한, 도 23의 (g) 는 적어도 하나의 스캐닝부에 조사되는 레이저의 경로를 상기 스캐닝부의 상부에서 보았을 때를 도시한 도면이며, 이를 참조하면 일 실시예에 따른 라이다 장치는 제1 레이저 및 제2 레이저를 이용하여 제1 시야각 및 제2 시야각을 형성함을 알 수 있다.
또한, 도 23의 (h)를 참조하면, 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각은 적어도 일부 오버랩 되지 않을 수 있으며, 보다 구체적으로, 전방 및 후방에 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 23의 (e)에 따른 라이다 장치의 수평 시야각이 240도 인 경우 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 수평 시야각은 각각 120도 일 수 있으며, 상기 제1 시야각은 전방 120도 상기 제2 시야각은 후방 120도 범위에서 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 24는 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 24를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(3300)는 제1 레이저 출력부(3311), 제2 레이저 출력부(3312), 제3 레이저 출력부(3313), 제4 레이저 출력부(3314), 제1 스캐닝부(3321), 제2 스캐닝부(3322), 제3 스캐닝부(3323) 및 제어부(3330)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 이 중 일부의 구성을 포함하거나 다른 구성을 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 레이저 출력부(3311), 상기 제2 레이저 출력부(3312), 제3 레이저 출력부(3313) 및 상기 제4 레이저 출력부(3314)는 서로 다른 레이저 출력 장치로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 하나의 레이저 출력 장치로부터 출력된 레이저를 분할하여 복수개의 레이저를 출력하는 방법으로 구성될 수도 있고, 하나의 레이저 출력 장치에 포함되는 복수개의 레이저 출력 소자로 구성될 수도 있다.
상기 제1 레이저 출력부(3311)로부터 출력된 제1 레이저는 상기 제1 스캐닝부(3321)로 조사될 수 있으며, 상기 제2 레이저 출력부(3312)로부터 출력된 제2 레이저는 상기 제1 스캐닝부(3321)로 조사될 수 있고, 상기 제3 레이저 출력부(3313)로부터 출력된 제3 레이저는 상기 제2 스캐닝부(3322)로 조사될 수 있으며, 상기 제4 레이저 출력부(3314)로부터 출력된 제4 레이저는 상기 제2 스캐닝부(3322)로 조사될 수 있다.
또한, 상기 제1 스캐닝부(3321)로 조사된 상기 제1 레이저는 상기 제1 스캐닝부(3321)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3323)로 조사될 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(3321)로 조사된 상기 제2 레이저는 상기 제1 스캐닝부(3321)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3323)로 조사될 수 있고, 상기 제2 스캐닝부(3322)로 조사된 상기 제3 레이저는 상기 제2 스캐닝부(3322)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3323)로 조사될 수 있으며, 상기 제2 스캐닝부(3322)로 조사된 상기 제4 레이저는 상기 제2 스캐닝부(3322)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3323)로 조사될 수 있다.
이 때, 상기 제1 및 제3 스캐닝부(3321,3323)는 상기 제1 및 제2 레이저를 이용하여 제1 시야각(3341) 및 제2 시야각(3342)을 형성할 수 있으며, 상기 제2 및 제3 스캐닝부(3322,3323)는 상기 제3 및 제4 레이저를 이용하여 제3 시야각(3343) 및 제4 시야각(3344)을 형성할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 제1 및 제3 스캐닝부(3321,3323)는 제1 시점에 출력된 상기 제1 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제1 위치로 상기 제1 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제1 위치에 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있고, 제2 시점에 출력된 상기 제1 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제2 위치로 상기 제1 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제2 위치에 제1 레이저 FOV를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 제1 및 제3 스캐닝부(3321,3323)는 특정 시점에 출력된 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있으며, 일정 시간동안 출력된 상기 제2 레이저를 이용하여 상기 제2 시야각(3342)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제3 스캐닝부(3321,3323)는 제1 시점에 출력된 상기 제2 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제3 위치로 상기 제2 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제3 위치에 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있고, 제2 시점에 출력된 상기 제2 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제4 위치로 상기 제2 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제4 위치에 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 제1 및 제3 스캐닝부(3321,3323)는 특정 시점에 출력된 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 레이저 FOV를 형성할 수 있으며, 일정 시간동안 출력된 상기 제2 레이저를 이용하여 상기 제2 시야각(3342)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제2 및 제3 스캐닝부(3322,3323)는 제1 시점에 출력된 상기 제3 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제5 위치로 상기 제3 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제5 위치에 제3 레이저 FOV를 형성할 수 있고, 제2 시점에 출력된 상기 제3 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제6 위치로 상기 제3 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제6 위치에 제3 레이저 FOV를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 제2 및 제3 스캐닝부(3322,3323)는 특정 시점에 출력된 상기 제3 레이저를 이용하여 제3 레이저 FOV를 형성할 수 있으며, 일정 시간동안 출력된 상기 제3 레이저를 이용하여 상기 제3 시야각(3343)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제2 및 제3 스캐닝부(3322,3323)는 제1 시점에 출력된 상기 제4 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제7 위치로 상기 제4 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제7 위치에 제4 레이저 FOV를 형성할 수 있고, 제2 시점에 출력된 상기 제4 레이저의 비행 경로를 변경시켜 제8 위치로 상기 제4 레이저를 조사할 수 있으며, 상기 제8 위치에 제4 레이저 FOV를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 제2 및 제3 스캐닝부(3322,3323)는 특정 시점에 출력된 상기 제4 레이저를 이용하여 제4 레이저 FOV를 형성할 수 있으며, 일정 시간동안 출력된 상기 제4 레이저를 이용하여 상기 제4 시야각(3344)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(3341), 상기 제2 시야각(3342), 상기 제3 시야각(3343) 및 상기 제4 시야각(3344)의 수직 시야각 및 수평 시야각의 크기가 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 시야각(3341) 및 상기 제2 시야각(3342)의 수평 시야각의 위치가 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 시야각(3341) 및 상기 제2 시야각(3342)의 수직 시야각의 위치가 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 시야각(3341) 및 상기 제3 시야각(3343)의 수직 시야각의 위치가 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 시야각(3341) 및 상기 제3 시야각(3343)의 수평 시야각의 위치가 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 시야각(3341) 및 상기 제4 시야각(3344)의 수직 및 수평 시야각의 위치가 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제2 시야각(3342) 및 상기 제3 시야각(3343)의 수직 및 수평 시야각의 위치가 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제2 시야각(3342) 및 상기 제4 시야각(3344)의 수직 시야각의 위치가 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제2 시야각(3342) 및 상기 제4 시야각(3344)의 수평 시야각의 위치가 상이할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이 때, 상기 제3 스캐닝부(3323)의 회전 축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부(3321)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3323)로 조사되는 상기 제1 레이저와 상기 제2 스캐닝부(3322)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3323)로 조사되는 제3 레이저가 이루는 각도는 상기 제1 및 제3 시야각(3341,3343)의 수평 시야각의 위치가 상이하되, 수직 시야각의 위치는 동일하며, 수직 및 수평 시야각의 크기가 동일하도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 상기 제3 스캐닝부(3323)의 회전 축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부(3321)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3323)로 조사되는 상기 제2 레이저와 상기 제2 스캐닝부(3322)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3323)로 조사되는 제4 레이저가 이루는 각도는 상기 제2 및 제4 시야각(3342,3344)의 수평 시야각의 위치가 상이하되, 수직 시야각의 위치는 동일하며, 수직 및 수평 시야각의 크기가 동일하도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 상기 제3 스캐닝부(3323)의 회전 축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부(3321)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3323)로 조사되는 상기 제1 레이저와 상기 제2 스캐닝부(3322)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3323)로 조사되는 제4 레이저가 이루는 각도는 상기 제1 및 제4 시야각(3341,3344)의 수평 시야각의 위치가 상이하되, 수직 시야각의 위치도 상이하며, 수직 및 수평 시야각의 크기가 동일하도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 상기 제3 스캐닝부(3323)의 회전 축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부(3321)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3323)로 조사되는 상기 제2 레이저와 상기 제2 스캐닝부(3322)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3323)로 조사되는 제3 레이저가 이루는 각도는 상기 제2 및 제3 시야각(3342,3343)의 수평 시야각의 위치가 상이하되, 수직 시야각의 위치도 상이하며, 수직 및 수평 시야각의 크기가 동일하도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3321,3322,3323)는 상기 제1, 제2, 제3 또는 제4 레이저를 획득하여 상기 제1, 제2, 제3 또는 제4 레이저의 비행 경로를 변경시키기 위해 다양한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3321,3322,3323)는 상기 제1, 제2, 제3 또는 제4 레이저를 반사하여 비행 경로를 변경시키기 위한 회전 미러(노딩미러, 다면미러 등), 상기 제1, 제2, 제3 또는 제4 레이저의 위상 차이를 이용하여 비행경로를 변경시키기 위한 OPA(Optical phased array), 상기 제1, 제2, 제3 또는 제4 레이저를 스티어링 하기 위한 옵틱 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3321,3322,3323)는 서로 다른 종류의 스캐닝부를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제어부(3330)는 상기 레이저 출력부(3311,3312,3313,3314) 및 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3321,3322,3323) 중 적어도 어느 하나의 동작을 제어하거나 상기 레이저 출력부(3311,3312,3313,3314)에서 출력된 레이저를 기초로 대상체와의 거리 정보를 획득할 수 있다.
또한, 상기 제어부(3330)는 상기 레이저 출력부(3311,3312,3313,3314)를 상이한 시점에 독립적으로 동작시킬 수 있으며, 동일한 시점에 싱크를 맞춰 동작시킬 수도 있다.
또한, 상기 제어부(3330)는 상기 제1, 제2 및 제 3 스캐닝부 (3321, 3322, 3323)의 적어도 어느 하나의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3321,3322,3323)가 적어도 일부 회전을 위한 구성을 포함하는 경우 상기 제어부(3330)는 상기 제1, 제2 또는 제3 스캐닝부(3321,3322,3323)의 회전 각도의 크기 회전 각도의 중심, 회전 속도 등 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3321,3322,3323)의 적어도 하나의 파라미터를 변경시켜 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3321,3322,3323)의 동작을 제어할 수 있다.
도 25는 일 실시예에 따른 라이다 장치에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 25를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(3400)는 제1 레이저 출력부(3411), 제2 레이저 출력부(3412), 제3 레이저 출력부(3413), 제4 레이저 출력부(3414), 제1 스캐닝부(3421), 제2 스캐닝부(3422), 제3 스캐닝부(3423), 제1 디텍터부(3431) 및 제2 디텍터부(3432)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 내지 제4 레이저 출력부(3111,3112,3113,3114)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
또한, 도 25를 참조하면, 일 실시예에 따른 상기 제1 스캐닝부(3421)는 일정 각도 범위 내에서 회전하는 노딩 미러를 포함할 수 있으며, 상기 제2 스캐닝부(3422)는 일정 각도 범위 내에서 회전하는 노딩 미러를 포함할 수 있고, 상기 제3 스캐닝부(3423)는 축을 기준으로 회전하는 회전 다면 미러를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다만, 설명의 편의를 위해 아래에서는 상기 제1 스캐닝부(3421)는 노딩 미러로 구현되며, 상기 제2 스캐닝부(3422)는 노딩 미러로 구현되고, 상기 제3 스캐닝부(3423)는 회전 다면 미러로 구현된 라이다 장치를 기초로 설명하기로 한다. 다만, 다른 구성 역시 적용될 수 있음은 자명하다.
기본적으로, 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3421,3422,3423)는 상기 제1 내지 제4 레이저 출력부(3411,3412,3413,3414)로부터 출력된 제1 내지 제4 레이저를 이용하여 라이다 장치의 시야각(FOV:Field of view)를 형성할 수 있다. 다만, 이에 대하여 상술한 내용이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
보다 구체적으로, 상기 제1 및 제3 스캐닝부(3421,3423)는 상기 제1 레이저 출력부(3411) 및 상기 제2 레이저 출력부(3412)로부터 출력된 제1 레이저 및 제2 레이저를 이용하여 제1 시야각 및 제2 시야각을 형성할 수 있으며, 상기 제2 및 제3 스캐닝부(3422,3423)는 상기 제3 레이저 출력부(3413) 및 상기 제4 레이저 출력부(3414)로부터 출력된 제3 레이저 및 제4 레이저를 이용하여 제3 시야각 및 제4 시야각을 형성할 수 있다.
이 때, 상기 제1 스캐닝부(3421)로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 위치가 상이하도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 스캐닝부(3421)로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 수직 방향 위치가 상이하도록 설계될 수 있다.
또한, 상기 제1 스캐닝부(3421)로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 위치가 동일하도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 스캐닝부(3421)로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 수평 방향 위치가 동일하도록 설계될 수 있다.
또한, 상기 제1 스캐닝부(3421)로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 수평 방향 위치가 동일하되 수직 방향 위치가 상이하도록 설계될 수 있다.
또한, 상기 제2 스캐닝부(3422)로 조사되는 상기 제3 레이저 및 상기 제4 레이저 사이의 각도는 상기 제3 시야각 및 상기 제4 시야각의 위치가 상이하도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 스캐닝부(3422)로 조사되는 상기 제3 레이저 및 상기 제4 레이저 사이의 각도는 상기 제3 시야각 및 상기 제4 시야각의 수직 방향 위치가 상이하도록 설계될 수 있다.
또한, 상기 제2 스캐닝부(3422)로 조사되는 상기 제3 레이저 및 상기 제4 레이저 사이의 각도는 상기 제3 시야각 및 상기 제4 시야각의 위치가 동일하도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 스캐닝부(3422)로 조사되는 상기 제3 레이저 및 상기 제4 레이저 사이의 각도는 상기 제3 시야각 및 상기 제4 시야각의 수평 방향 위치가 동일하도록 설계될 수 있다.
또한, 상기 제2 스캐닝부(3422)로 조사되는 상기 제3 레이저 및 상기 제4 레이저 사이의 각도는 상기 제3 시야각 및 상기 제4 시야각의 수평 방향 위치가 동일하되 수직 방향 위치가 상이하도록 설계될 수 있다.
또한, 상기 제3 스캐닝부(3423)의 회전축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부(3421)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3423)로 조사되는 상기 제1 레이저와 상기 제2 스캐닝부(3422)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3423)로 조사되는 제3 레이저가 이루는 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제3 시야각의 위치가 상이하도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 상기 제3 스캐닝부(3423)의 회전축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부(3421)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3423)로 조사되는 상기 제1 레이저와 상기 제2 스캐닝부(3422)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3423)로 조사되는 제3 레이저가 이루는 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제3 시야각의 수평 방향 위치가 상이하도록 설계될 수 있다.
또한, 상기 제3 스캐닝부(3423)의 회전축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부(3421)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3423)로 조사되는 상기 제2 레이저와 상기 제2 스캐닝부(3422)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3423)로 조사되는 제4 레이저가 이루는 각도는 상기 제2 시야각 및 상기 제4 시야각의 위치가 상이하도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 상기 제3 스캐닝부(3423)의 회전축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부(3421)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3423)로 조사되는 상기 제2 레이저와 상기 제2 스캐닝부(3422)를 통해 상기 제3 스캐닝부(3423)로 조사되는 제4 레이저가 이루는 각도는 상기 제2 시야각 및 상기 제4 시야각의 수평 방향 위치가 상이하도록 설계될 수 있다.
또한, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 시야각의 크기는 서로 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1, 제2 및 제3 스캐닝부(3421,3422,3423)를 통해 외부로 조사된 레이저는 스캔 영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사되어 상기 제1 및 제2 디텍터부(3431,3432)로 수광될 수 있다.
예를 들어, 상기 스캔 영역 내에 위치하는 제1 대상체로부터 반사된 제1 레이저는 상기 제3 스캐닝부(3423)를 통해 상기 제1 디텍터부(3431)로 수광될 수 있으며, 상기 스캔 영역 내에 위치하는 제2 대상체로부터 반사된 제2 레이저는 상기 제3 스캐닝부(3423)를 통해 상기 제1 디텍터부(3431)로 수광 될 수 있고, 상기 스캔 영역 내에 위치하는 제3 대상체로부터 반사된 제3 레이저는 상기 제3 스캐닝부(3423)를 통해 상기 제2 디텍터부(3432)로 수광될 수 있고, 상기 스캔 영역 내에 위치하는 제4 대상체로부터 반사된 제4 레이저는 상기 제3 스캐닝부(3423)를 통해 상기 제2 디텍터부(3432)로 수광 될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 도 25에 도시되지는 않았으나, 상기 각각의 레이저 들은 상기 제1 내지 제3 스캐닝부(3421,3422,3423) 중 적어도 일부의 스캐닝부를 통해 디텍터부로 수광될 수도 있으며, 어느 하나의 스캐닝부도 통하지 않고 디텍터부로 수광될 수도 있다.
도 26은 일 실시예에 따른 라이다 장치의 시야각을 설명하기 위한 도면이다.
도 26을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치의 시야각(3500)은 제1 시야각(3511), 제2 시야각(3512), 제3 시야각(3513) 및 제4 시야각(3514)을 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 시야각(3511)은 제1 수직 시야각(3521) 및 제1 수평 시야각(3531)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 시야각(3512)은 제2 수직 시야각(3522) 및 제2 수평 시야각(3532)을 포함할 수 있고, 상기 제3 시야각(3513)은 제3 수직 시야각(3523) 및 제3 수평 시야각(3533)을 포함할 수 있으며, 상기 제4 시야각(3514)은 제4 수직 시야각(3524) 및 제4 수평 시야각(3534)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 수직 시야각(3521,3522)의 크기는 동일할 수 있으며, 상기 제3 및 제4 수직 시야각(3523,3524)의 크기는 동일할 수 있으나, 상기 제1 또는 제2 수직 시야각(3521,3522)의 크기와 상기 제3 또는 제4 수직 시야각(3523,3524)의 크기는 서로 동일하거나 상이할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 상기 제1 내지 제4 수평 시야각(3531,3532,3533,3534)의 크기는 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 수직 시야각(3521)의 중심 및 상기 제2 수직 시야각(3522)의 중심은 서로 이격될 수 있다.
예를 들어, 도 26에 도시된 바와 같이 상기 제1 수직 시야각(3521)의 중심 및 상기 제2 수직 시야각(3522)의 중심은 서로 제1 각도만큼 이격될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이 때, 상기 제1 시야각(3511) 및 상기 제2 시야각(3512)이 서로 적어도 일부 오버랩 되기 위하여 상기 제1 수직 시야각(3521)의 중심 및 상기 제2 수직 시야각(3522)의 중심 사이의 상기 제1 각도의 크기는 상기 제1 수직 시야각(3521)의 크기 또는 상기 제2 수직 시야각(3522)의 크기 보다 작거나 같을 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(3511) 및 상기 제2 시야각(3512)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 경우 상기 제1 시야각(3511) 및 상기 제2 시야각(3512)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 영역에서 상기 라이다 장치의 포인트의 밀도가 높아질 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(3511) 및 상기 제2 시야각(3512)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 경우 상기 제1 시야각(3511) 및 상기 제2 시야각(3512)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 영역에서 동일한 포인트에 대한 정보 획득 속도가 빨라질 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(3511) 및 상기 제2 시야각(3512)이 서로 오버랩 되지 않고 상기 라이다 장치의 시야각(3500)을 확장시키기 위하여 상기 제1 수직 시야각(3521)의 중심 및 상기 제2 수직 시야각(3522)의 중심 사이의 상기 제1 각도의 크기는 상기 제1 수직 시야각(3521)의 크기 또는 상기 제2 수직 시야각(3522)의 크기 보다 크거나 같을 수 있다.
또한, 상기 제3 수직 시야각(3523)의 중심 및 상기 제4 수직 시야각(3524)의 중심은 서로 이격될 수 있다.
예를 들어, 도 26에 도시된 바와 같이 상기 제3 수직 시야각(3523)의 중심 및 상기 제4 수직 시야각(3524)의 중심은 서로 제2 각도만큼 이격될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이 때, 상기 제3 시야각(3513) 및 상기 제4 시야각(3514)이 서로 적어도 일부 오버랩 되기 위하여 상기 제3 수직 시야각(3523)의 중심 및 상기 제4 수직 시야각(3524)의 중심 사이의 상기 제2 각도의 크기는 상기 제3 수직 시야각(3523)의 크기 또는 상기 제4 수직 시야각(3524)의 크기 보다 작거나 같을 수 있다.
또한, 상기 제3 시야각(3513) 및 상기 제4 시야각(3514)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 경우 상기 제3 시야각(3513) 및 상기 제4 시야각(3514)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 영역에서 상기 라이다 장치의 포인트의 밀도가 높아질 수 있다.
또한, 상기 제3 시야각(3513) 및 상기 제4 시야각(3514)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 경우 상기 제3 시야각(3513) 및 상기 제4 시야각(3514)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 영역에서 동일한 포인트에 대한 정보 획득 속도가 빨라질 수 있다.
또한, 상기 제3 시야각(3514) 및 상기 제3 시야각(3514)이 서로 오버랩 되지 않고 상기 라이다 장치의 시야각(3500)을 확장시키기 위하여 상기 제3 수직 시야각(3523)의 중심 및 상기 제4 수직 시야각(3524)의 중심 사이의 상기 제2 각도의 크기는 상기 제3 수직 시야각(3523)의 크기 또는 상기 제4 수직 시야각(3524)의 크기 보다 크거나 같을 수 있다.
또한, 상기 제1 수평 시야각(3531)의 중심 및 상기 제3 수평 시야각(3533)의 중심은 서로 이격될 수 있다.
예를 들어, 도 26에 도시된 바와 같이 상기 제1 수평 시야각(3531)의 중심 및 상기 제3 수평 시야각(3533)의 중심은 서로 제3 각도 만큼 이격될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이 때, 상기 제1 시야각(3511) 및 상기 제3 시야각(3513)이 서로 적어도 일부 오버랩 되기 위하여 상기 제1 수평 시야각(3531)의 중심 및 상기 제3 수평 시야각(3533)의 중심 사이의 상기 제3 각도의 크기는 상기 제1 수평 시야각(3531)의 크기 또는 상기 제3 수평 시야각(3533)의 크기 보다 작거나 같을 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(3511) 및 상기 제3 시야각(3513)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 경우 상기 제1 시야각(3511) 및 상기 제3 시야각(3513)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 영역에서 상기 라이다 장치의 포인트의 밀도가 높아질 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(3511) 및 상기 제3 시야각(3513)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 경우 상기 제1 시야각(3511) 및 상기 제3 시야각(3513)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 영역에서 동일한 포인트에 대한 정보 획득 속도가 빨라질 수 있다.
또한, 상기 제1 시야각(3511) 및 상기 제3 시야각(3513)이 서로 오버랩 되지 않고 상기 라이다 장치의 시야각(3500)을 확장시키기 위하여 상기 제1 수평 시야각(3531)의 중심 및 상기 제3 수평 시야각(3533)의 중심 사이의 상기 제3 각도의 크기는 상기 제1 수평 시야각(3531)의 크기 또는 상기 제3 수평 시야각(3533)의 크기 보다 크거나 같을 수 있다.
또한, 상기 제2 수평 시야각(3532)의 중심 및 상기 제4 수평 시야각(3534)의 중심은 서로 이격될 수 있다.
예를 들어, 도 26에 도시된 바와 같이 상기 제2 수평 시야각(3532)의 중심 및 상기 제4 수평 시야각(3534)의 중심은 서로 제4 각도 만큼 이격될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이 때, 상기 제2 시야각(3512) 및 상기 제4 시야각(3514)이 서로 적어도 일부 오버랩 되기 위하여 상기 제2 수평 시야각(3532)의 중심 및 상기 제4 수평 시야각(3534)의 중심 사이의 상기 제4 각도의 크기는 상기 제2 수평 시야각(3532)의 크기 또는 상기 제4 수평 시야각(3534)의 크기 보다 작거나 같을 수 있다.
또한, 상기 제2 시야각(3512) 및 상기 제4 시야각(3514)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 경우 상기 제2 시야각(3512) 및 상기 제4 시야각(3514)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 영역에서 상기 라이다 장치의 포인트의 밀도가 높아질 수 있다.
또한, 상기 제2 시야각(3512) 및 상기 제4 시야각(3514)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 경우 상기 제2 시야각(3512) 및 상기 제4 시야각(3514)이 서로 적어도 일부 오버랩 되는 영역에서 동일한 포인트에 대한 정보 획득 속도가 빨라질 수 있다.
또한, 상기 제2 시야각(3512) 및 상기 제4 시야각(3514)이 서로 오버랩 되지 않고 상기 라이다 장치의 시야각(3500)을 확장시키기 위하여 상기 제2 수평 시야각(3532)의 중심 및 상기 제4 수평 시야각(3534)의 중심 사이의 상기 제4 각도의 크기는 상기 제2 수평 시야각(3532)의 크기 또는 상기 제4 수평 시야각(3534)의 크기 보다 크거나 같을 수 있다.
도 27 및 도 28은 일 실시예에 따른 라이다 장치의 다양한 스캔 패턴을 설명하기 위한 도면이다.
도 27 및 도 28을 (a)를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 적어도 하나의 시야각을 형성할 수 있으며, 도 27 및 도 28의 (a)에 도시된 스캔 패턴 외에도 다양한 스캔 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 이 경우, 각각의 시야각이 오버랩되지 않는 스캔 패턴을 형성하기 위해서 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
또한, 도 27 및 도 28을 (b)를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 적어도 두개의 시야각을 형성할 수 있으며, 각각의 시야각의 수직 방향 위치가 상이하되 각각의 시야각이 오버랩되지 않을 수 있으며, 도 27 및 도 28의 (b)에 도시된 스캔 패턴 외에도 다양한 스캔 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 이 경우, 각각의 시야각이 오버랩되지 않는 스캔 패턴을 형성하기 위해서 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
또한, 도 27 및 도 28을 (c)를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 적어도 두개의 시야각을 형성할 수 있으며, 각각의 시야각의 수직 방향 위치가 상이하되 각각의 시야각이 적어도 일부 오버랩 될 수 있으며, 도 27 및 도 28의 (c)에 도시된 스캔 패턴 외에도 다양한 스캔 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 이 경우, 각각의 시야각이 적어도 일부 오버랩 되는 스캔 패턴을 형성하기 위해서 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
또한, 도 27 및 도 28을 (d)를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 적어도 두개의 시야각을 형성할 수 있으며, 각각의 시야각의 수평 방향 위치가 상이하되 각각의 시야각이 적어도 일부 오버랩 될 수 있으며, 도 27 및 도 28의 (d)에 도시된 스캔 패턴 외에도 다양한 스캔 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 이 경우, 각각의 시야각이 적어도 일부 오버랩 되는 스캔 패턴을 형성하기 위해서 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
또한, 도 27 및 도 28을 (e)를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 적어도 네 개의 시야각을 형성할 수 있으며, 각각의 시야각의 수평 또는 수직 방향 위치가 상이하되 복수개의 시야각 중 적어도 일부의 시야각들이 적어도 일부 오버랩 될 수 있으며, 도 27 및 도 28의 (e)에 도시된 스캔 패턴 외에도 다양한 스캔 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 이 경우, 복수개의 시야각 중 적어도 일부의 시야각들이 적어도 일부 오버랩 되는 스캔 패턴을 형성하기 위해서 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
또한, 도 27 및 도 28을 (f)를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 적어도 네 개의 시야각을 형성할 수 있으며, 각각의 시야각의 수평 또는 수직 방향 위치가 상이하되 각각의 시야각이 적어도 일부 오버랩 될 수 있으며, 도 27 및 도 28의 (f)에 도시된 스캔 패턴 외에도 다양한 스캔 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 이 경우, 각각의 시야각의 수평 또는 수직 방향 위치가 상이하되 각각의 시야각이 적어도 일부 오버랩되는 스캔 패턴을 형성하기 위해서 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
또한, 도 27 및 도 28에 도시되지는 않았으나, 다양한 스캔 패턴 및 시야각의 위치, 크기 등을 형성하기 위해 상술한 스캐닝부의 배치, 레이저의 배치, 레이저의 조사 각도 등이 적용될 수 있다.
도 29는 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 29를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(3600)는 레이저 출력부(3610), 제1 스캐닝부(3621), 제2 스캐닝부(3622), 디텍터부(3630)를 포함할 수 있으며, 윈도우(3640) 및 백빔 방지부(3650)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
보다 구체적으로, 상기 레이저 출력부(3610)로부터 출력된 레이저는 서로 다른 물질 간의 경계면에서 산란(Scattering) 될 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력부(3610)로부터 출력된 레이저는 공기와 제1 스캐닝부(3621)의 경게면에서 산란 될 수 있으며, 공기와 제2 스캐닝부(3622)의 경계면에서 산란될 수 있고, 윈도우(3640)와 공기의 경계면에서 산란될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 상기 라이다 장치 내부에서 산란된 빛은 상기 디텍터부(3630)로 수광될 수 있으며, 상기 라이다 장치에서 측정하는 거리의 오차를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 스캐닝부(3621)와 공기의 경계면에서 산란된 제1 산란 빛(3651)들은 상기 라이다 장치의 내부반사를 통해 상기 디텍터(3630)로 수광될 수 있으며, 상기 제1 산란 빛(3651)으로 인해 포화(Saturation)된 상기 디텍터부(3630)는 근거리에서 대상체로인해 반사된 빛을 수광하지 못할 수 있다.
또한, 상기 제2 스캐닝부(3622)와 공기의 경계면에서 산란된 제2 산란 빛(3652) 및 상기 윈도우(3640)와 공기의 경계면에서 산란된 제3 산란 빛(3653) 또한 상기 디텍터부(3630)로 수광될 수 있으며, 이로 인해 상기 라이다 장치의 거리 측정을 방해할 수 있다.
따라서, 상기 라이다 장치(3600)는 이와 같은 산란 빛이 내부 경로를 통해 상기 디텍터부(3630)로 수광되지 않도록 차단하기 위한 백빔 방지부(3650)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 백빔 방지부(3650)는 상기 제2 스캐닝부(3622)를 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로 상기 백빔 방지부(3650)는 상기 제2 스캐닝부(3622)를 둘러싸는 제1 백빔 방지 부재 및 상기 제1 백빔 방지 부재와 맞물려 형성되는 제2 백빔 방지 부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 백빔 방지 부(3650)는 상기 제2 스캐닝부(3622)의 회전축과 수직인 가상의 평면상에 위치할 수 있다.
또한, 상기 백빔 방지 부(3650)는 상기 제2 스캐닝부(3622)의 반사면과 접촉되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 백빔 방지 부(3650)는 상기 라이다 장치의 내부에서의 조사 경로와 수광 경로를 분할하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 백빔 방지 부(3650)는 상기 산란 빛(3651,3652,3653)이 상기 디텍터부(3630)로 수광될 수 없도록 상기 산란 빛(3651,3652,3653)이 상기 디텍터부(3630)로 향하는 내부경로를 의미하는 산란 경로의 일부를 차단시키도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 백빔 방지 부(3650)는 상기 라이다 장치를 적어도 2개의 부분으로 분할시키도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 백빔 방지 부(3650)는 상기 라이다 장치를 레이저 출력부(3610) 및 제1 스캐닝부(3621)를 포함하는 제1 부분 및 디텍터부(3630)를 포함하는 제2 부분으로 분할시키도록 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 상기 제2 스캐닝부(3622)를 공유할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 상기 라이다 장치(3600)가 상기 산란 빛(3651,3652,3653)을 물리적으로 차단할 수 있는 상기 백빔 방지 부(3650)를 포함하는 경우, 상기 산란 빛(3651,3652,3653)에 의해 상기 디텍터부(3630)가 포화되는 것을 방지하여, 상기 라이다 장치(3600)의 근거리 측정을 보다 정확하게 만들 수 있다.
도 30은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 30을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(3700)는 레이저 출력부(3710), 제1 스캐닝부(3721), 제2 스캐닝부(3722), 디텍터부(3730)를 포함할 수 있으며, 윈도우(3740) 및 백빔 방지부(3750)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
보다 구체적으로, 상기 레이저 출력부(3710)로부터 출력된 레이저는 서로 다른 물질 간의 경계면에서 산란(Scattering) 될 수 있다. 예를 들어, 상기 레이저 출력부(3710)로부터 출력된 레이저는 공기와 제1 스캐닝부(3721)의 경게면에서 산란 될 수 있으며, 공기와 제2 스캐닝부(3722)의 경계면에서 산란될 수 있고, 윈도우(3740)와 공기의 경계면에서 산란될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 상기 라이다 장치 내부에서 산란된 빛은 상기 디텍터부(3730)로 수광될 수 있으며, 상기 라이다 장치에서 측정하는 거리의 오차를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 스캐닝부(3721)와 공기의 경계면에서 산란된 제1 산란 빛(3651)들은 상기 라이다 장치의 내부반사를 통해 상기 디텍터(3730)로 수광될 수 있으며, 상기 제1 산란 빛(3751)으로 인해 포화(Saturation)된 상기 디텍터부(3730)는 근거리에서 대상체로인해 반사된 빛을 수광하지 못할 수 있다.
또한, 상기 제2 스캐닝부(3722)와 공기의 경계면에서 산란된 제2 산란 빛(3752) 및 상기 윈도우(3740)와 공기의 경계면에서 산란된 제3 산란 빛(3753) 또한 상기 디텍터부(3730)로 수광될 수 있으며, 이로 인해 상기 라이다 장치의 거리 측정을 방해할 수 있다.
따라서, 상기 라이다 장치(3700)는 이와 같은 산란 빛이 내부 경로를 통해 상기 디텍터부(3730)로 수광되지 않도록 차단하기 위한 백빔 방지부(3750)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 백빔 방지부(3750)는 상기 제2 스캐닝부(3722)의 적어도 일부를 분할하는 형태로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 백빔 방지부(3750)는 상기 제2 스캐닝부(3722)의 적어도 일부를 분할하여 상기 제2 스캐닝부(3722) 내측까지 연장되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 백빔 방지 부(3750)는 상기 제2 스캐닝부(3722)의 회전축과 수직인 가상의 평면상에 위치할 수 있다.
또한, 상기 백빔 방지부(3750)는 상기 라이다 장치의 내부에서의 조사 경로와 수광 경로를 분할하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 백빔 방지 부(3750)는 상기 산란 빛(3751,3752,3753)이 상기 디텍터부(3730)로 수광될 수 없도록 상기 산란 빛(3751,3752,3753)이 상기 디텍터부(3730)로 향하는 내부경로를 의미하는 산란 경로의 일부를 차단시키도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 백빔 방지 부(3750)는 상기 라이다 장치를 적어도 2개의 부분으로 분할시키도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 백빔 방지 부(3750)는 상기 라이다 장치를 레이저 출력부(3710) 및 제1 스캐닝부(3721)를 포함하는 제1 부분 및 디텍터부(3730)를 포함하는 제2 부분으로 분할시키도록 형성될 수 있으며, 이 때, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 상기 제2 스캐닝부(3722)를 공유할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 상기 라이다 장치(3700)가 상기 산란 빛(3751,3752,3753)을 물리적으로 차단할 수 있는 상기 백빔 방지 부(3750)를 포함하는 경우, 상기 산란 빛(3751,3752,3753)에 의해 상기 디텍터부(3730)가 포화되는 것을 방지하여, 상기 라이다 장치(3700)의 근거리 측정을 보다 정확하게 만들 수 있다.
도 31은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 31을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(3800)는 제1 레이저 출력부(3811), 제2 레이저 출력부(3812), 제1 스캐닝부(3821), 제2 스캐닝부(3822), 제3 스캐닝부(3823), 제1 디텍터부(3831), 제2 디텍터부(3832), 제1 필터부(3841) 및 제2 필터부(3842)를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1 레이저 출력부(3811), 제2 레이저 출력부(3812), 제1 스캐닝부(3821), 제2 스캐닝부(3822), 제3 스캐닝부(3823), 제1 디텍터부(3831), 제2 디텍터부(3832)에 대하여 상술한 내용들이 적용될 수 있으므로, 중복되는 서술은 생략하기로 한다.
또한, 도 31을 참조하면, 상기 제1 레이저 출력부(3811), 상기 제2 레이저 출력부(3812)는 각각 서로 다른 파장 대역의 레이저를 출력할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 레이저 출력부(3811)에서 출력되는 제1 레이저의 중심 파장이 제1 파장이며, 상기 제2 레이저 출력부(3812)에서 출력되는 제2 레이저의 중심 파장이 제2 파장인 경우 상기 제1 파장과 상기 제2 파장은 적어도 30nm 이상 차이날 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 파장과 상기 제2 파장이 서로 상이한 경우 상기 제1 레이저와 상기 제2 레이저의 상호 간섭을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 레이저와 상기 제2 레이저의 상호 간섭을 효과적으로 방지하기 위하여 상기 제1 필터부(3841)와 상기 제2 필터부(3842)의 중심 투과 파장이 상이할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 필터부(3841)는 0도로 입사되는 빛에 대하여 상기 제1 파장이 중심 투과 파장이 되도록 설계될 수 있으며, 상기 제2 필터부(3842)는 0도로 입사되는 빛에 대하여 상기 제2 파장이 중심 투과 파장이 되도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 예를 들어, 상기 제1 필터부(3841)는 0도로 입사되는 빛에 대하여 상기 제1 파장의 빛을 투과시키되, 상기 제2 파장의 빛을 투과시키지 않도록 중심 투과 파장 및 패스 밴드의 범위가 설계될 수 있으며, 상기 제2 필터부(3842)는 0도로 입사되는 빛에 대하여 상기 제2 파장의 빛을 투과시키되, 상기 제1 파장의 빛을 투과시키지 않도록 중심 투과 파장 및 패스 밴드의 범위가 설계될 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 예를 들어, 상기 제1 필터부(3841)는 0도로 입사되는 상기 제1 파장의 빛에 대한 투과율이 0도로 입사되는 상기 제2 파장의 빛에 대한 투과율 보다 높도록 설계될 수 있으며, 상기 제2 필터부(3842)는 0도로 입사되는 상기 제2 파장의 빛에 대한 투과율이 0도로 입사되는 상기 제1 파장의 빛에 대한 투과율 보다 높도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 예를 들어, 상기 제1 필터부(3841)는 0도 내지 30도로 입사되는 빛에 대하여 상기 제2 파장의 빛을 투과시키지 않도록 설계될 수 있으며, 상기 제2 필터부(3842)는 0도 내지 30도로 입사되는 빛에 대하여 상기 제1 파장의 빛을 투과시키지 않도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 예를 들어, 상기 제1 필터부(3841)는 시야각 범위로 입사되는 빛에 대하여 상기 제2 파장의 빛을 적어도 일부 차단시키도록 설계될 수 있으며, 상기 제2 필터부(3842)는 시야각 범위로 입사되는 빛에 대하여 상기 제1 파장의 빛을 적어도 일부 차단시키도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 및 제2 필터부(3841,3842)는 도 31에 도시된 바와 같이 집광 렌즈와 디텍터부 사이에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 디텍터부로 수광되는 빛을 필터링하기 위한 다양한 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 필터부(3841,3842)는 상술한 바와 같이 설계될 수도 있으나, 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저간의 상호 간섭을 방지하기 위해 다양한 방법으로 설계될 수도 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 필터부(3841,3842)는 상기 제1 레이저 출력부 및 상기 제2 레이저 출력부의 온도에 따라 소정의 각도로 기울어지도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 제1 및 제2 필터부(3841,3842)는 상기 제1 레이저 및 상기 레이저의 파장 변화에 따라 소정의 각도로 기울어지도록 설계될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
전술한 바와 같이, 상기 발명의 실시를 위한 최선의 형태에서, 관련된 사항을 기술하였다.

Claims (21)

  1. 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치로서,
    제1 레이저를 출력하기 위한 제1 레이저 출력부;
    제2 레이저를 출력하기 위한 제2 레이저 출력부;
    상기 제1 레이저를 이용하여 제1 시야각을 형성하며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 시야각을 형성하기 위한 스캐닝부;
    상기 제1 및 제2 레이저를 이용하여 대상체와 거리를 측정하기 위한 디텍터부;를 포함하되,
    상기 스캐닝부는 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 수직 시야각을 형성하며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 수직 시야각을 형성하기 위한 제1 스캐닝부 및 상기 제1 레이저를 이용하여 제1 수평 시야각을 형성하며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 수평 시야각을 형성하기 위한 제2 스캐닝부를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 스캐닝부는 상기 제1 수평 시야각의 크기가 상기 제1 수직 시야각의 크기보다 크며, 상기 제2 수평 시야각의 크기가 상기 제2 수직 시야각의 크기보다 크도록 배치되고,
    상기 제1 수직 시야각의 중심 및 상기 제2 수직 시야각의 중심 사이 거리가 상기 제1 수평 시야각의 중심 및 상기 제2 수평 시야각의 중심 사이 거리보다 크도록 상기 제1 스캐닝부로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도가 설계되는
    라이다 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 스캐닝부는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 크기가 동일하도록 배치되는
    라이다 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 스캐닝부는 동일한 시점에 상기 제1 시야각으로 조사되는 상기 제1 레이저와 상기 제2 시야각으로 조사되는 상기 제2 레이저가 상기 라이다 장치와 이루는 각도가 시간에 따라 일정하도록 배치되는
    라이다 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 스캐닝부는 일정 각도 범위에서 회전하는 노딩미러를 포함하며, 상기 제2 스캐닝부는 회전축을 기준으로 회전하는 회전 다면 미러를 포함하고,
    상기 노딩미러는 a도 범위에서 반복 구동하며, 상기 제1 스캐닝부로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 b도 인 경우
    상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도인 b도는 적어도 2a도가 되도록 설계되는
    라이다 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각 사이에 중첩되는 포인트가 생기지 않도록 상기 노딩 미러로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도인 b도는 적어도 2a도 이상이 되도록 설계되는
    라이다 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각이 적어도 일부 오버랩 되도록 상기 노딩 미러로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도인 b도는 적어도 2a도 이하가 되도록 설계되는
    라이다 장치.
  7. 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치로서,
    적어도 둘 이상의 레이저를 출력하기 위한 레이저 출력부;
    상기 적어도 둘 이상의 레이저를 이용하여 제1 시야각 및 제2 시야각을 형성하기 위한 스캐닝부;
    상기 적어도 둘 이상의 레이저를 이용하여 대상체와 거리를 측정하기 위한 디텍터부;를 포함하되,
    상기 스캐닝부는 상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각의 크기가 동일하며, 상기 제1 시야각 내의 스캔 패턴과 상기 제2 시야각 내의 스캔 패턴이 서로 동일하도록 배치되며,
    상기 스캐닝부에 조사되는 상기 적어도 둘 이상의 레이저 사이의 각도는 상기 라이다 장치로부터 동일한 거리에서 상기 제1 시야각의 중심과 상기 제2 시야각의 중심이 제1 방향으로 이격된 거리가 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 이격된 거리 보다 크도록 설계되는
    라이다 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 시야각의 상기 제1 방향으로의 크기는 상기 제1 시야각의 상기 제2 방향으로의 크기보다 작으며,
    상기 제2 시야각의 상기 제1 방향으로의 크기는 상기 제2 시야각의 상기 제2 방향으로의 크기보다 작은
    라이다 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 스캐닝부는 상기 제1 방향으로 시야각을 형성하기 위한 제1 스캐닝부 및 상기 제2 방향으로 시야각을 형성하기 위한 제2 스캐닝부를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 레이저는 상기 제1 스캐닝부로 조사되는
    라이다 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 스캐닝부는 일정 각도 범위에서 회전하는 노딩미러를 포함하며, 상기 제2 스캐닝부는 회전축을 기준으로 회전하는 회전 다면 미러를 포함하는
    라이다 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 레이저는 제1 레이저 및 제2 레이저를 포함하며,
    상기 노딩미러는 a도 범위에서 반복 구동하며, 상기 제1 스캐닝부로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 b도 인 경우
    상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도인 b도는 적어도 2a도가 되도록 설계되는
    라이다 장치.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 레이저는 제1 레이저 및 제2 레이저를 포함하며,
    상기 디텍터부는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저를 검출하기 위한 적어도 둘 이상의 채널을 포함하며,
    동일한 시점에 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저는 상기 디텍터부의 서로 다른 채널에서 검출되는
    라이다 장치.
  13. 제7 항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 레이저는 제1 레이저 및 제2 레이저를 포함하며,
    상기 라이다 장치는 상기 제1 및 제2 레이저를 이용하여 포인트를 생성하며,
    상기 제1 시야각의 수직 단부 영역 내의 상기 포인트의 밀도는 상기 제1 시야각의 중심 영역 내의 상기 포인트의 밀도 보다 높고,
    상기 제2 시야각의 수직 단부 영역 내의 상기 포인트의 밀도는 상기 제2 시야각의 중심 영역 내의 상기 포인트의 밀도 보다 높되,
    상기 스캐닝부에 조사되는 상기 적어도 둘 이상의 레이저 사이의 각도는 상기 제1 시야각의 수직 단부 영역과 상기 제2 시야각의 수직 단부 영역이 인접하도록 설계되는
    라이다 장치.
  14. 제7 항에 있어서,
    상기 레이저 출력부는 상기 제1 레이저를 출력하기 위한 제1 레이저 출력 장치 및 상기 제2 레이저를 출력하기 위한 제2 레이저 출력 장치를 포함하는
    라이다 장치.
  15. 제7 항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 레이저는 제1 레이저, 제2 레이저, 제3 레이저 및 제4 레이저를 포함하며,
    상기 스캐닝부는 상기 제1 내지 제4 레이저를 이용하여 상기 제1 시야각, 상기 제2 시야각, 제3 시야각 및 제4 시야각을 형성하고,
    상기 스캐닝부는 제1 스캐닝부, 제2 스캐닝부 및 제3 스캐닝부를 포함하며,
    상기 제1 및 제3 스캐닝부는 상기 제1 및 제2 레이저를 이용하여 상기 제1 및 제2 시야각을 형성하도록 배치되며,
    상기 제1 스캐닝부에 조사되는 상기 제1 및 제2 레이저 사이의 각도는 상기 라이다 장치로부터 동일한 거리에서 상기 제1 시야각의 중심과 상기 제2 시야각의 중심이 제1 방향으로 이격된 거리가 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 이격된 거리 보다 크도록 설계되고,
    상기 제2 및 제3 스캐닝부는 상기 제3 및 제4 레이저를 이용하여 상기 제3 및 제4 시야각을 형성하도록 배치되며,
    상기 제2 스캐닝부에 조사되는 상기 제3 및 제4 레이저 사이의 각도는 상기 라이다 장치로부터 동일한 거리에서 상기 제3 시야각의 중심과 상기 제4 시야각의 중심이 제1 방향으로 이격된 거리가 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 이격된 거리 보다 크도록 설계되고,
    상기 제3 스캐닝부의 회전축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부를 통해 상기 제3 스캐닝부로 조사되는 상기 제1 레이저와 상기 제2 스캐닝부를 통해 상기 제3 스캐닝부로 조사되는 제3 레이저가 이루는 각도는 상기 제1 시야각 및 상기 제3 시야각의 제2 방향으로의 위치가 상이하도록 설계되며
    상기 제3 스캐닝부의 회전축을 따라 보았을 때, 상기 제1 스캐닝부를 통해 상기 제3 스캐닝부로 조사되는 상기 제2 레이저와 상기 제2 스캐닝부를 통해 상기 제3 스캐닝부로 조사되는 제4 레이저가 이루는 각도는 상기 제2 시야각 및 상기 제4 시야각의 제2 방향으로의 위치가 상이하도록 설계되는
    라이다 장치.
  16. 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치로서,
    제1 레이저를 출력하기 위한 제1 레이저 출력부;
    제2 레이저를 출력하기 위한 제2 레이저 출력부;
    상기 제1 레이저를 이용하여 제1 수직 시야각을 형성하며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 수직 시야각을 형성하기 위한 제1 스캐닝부; 및
    상기 제1 레이저를 이용하여 제1 수평 시야각을 형성하며, 상기 제2 레이저를 이용하여 제2 수평 시야각을 형성하기 위한 제2 스캐닝부;를 포함하며,
    상기 제1 수직 시야각의 중심과 상기 제2 수직 시야각의 중심이 상기 라이다 장치와 이루는 각도가 적어도 제1 수직 시야각 또는 제2 수직 시야각의 크기가 되도록 상기 제1 스캐닝부로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도가 설계되는
    라이다 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각 사이에 중첩되는 포인트가 생기지 않도록 제1 스캐닝부로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 적어도 상기 제1 수직 시야각 또는 상기 제2 수직 시야각의 크기 이상이 되도록 설계되는
    라이다 장치.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 시야각 및 상기 제2 시야각이 적어도 일부 오버랩 되도록 제1 스캐닝부로 조사되는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저 사이의 각도는 적어도 상기 제1 수직 시야각 또는 상기 제2 수직 시야각의 크기 이하가 되도록 설계되는
    라이다 장치.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 스캐닝부 및 상기 제2 스캐닝부는 동일한 시점에 상기 제1 시야각으로 조사되는 상기 제1 레이저와 상기 제2 시야각으로 조사되는 상기 제2 레이저가 상기 라이다 장치와 이루는 각도가 시간에 따라 일정하도록 배치되는
    라이다 장치.
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 라이다 장치는 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저를 검출하기 위한 디텍터부를 포함하며,
    상기 디텍터부 내에서 상기 제1 레이저를 검출하기 위한 영역과 상기 제2 레이저를 검출하기 위한 영역의 배치는 상기 제1 수직 시야각과 상기 제2 수직 시야각의 배치와 상반되는
    라이다 장치.
  21. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 레이저 출력부에서 출력된 레이저는 상기 제2 스캐닝부를 통하여 외부로 조사되는 조사 경로 및 상기 제2 스캐닝부를 통하여 상기 디텍터부로 조사되는 수광 경로를 따라 비행하며,
    상기 라이다 장치는 상기 조사 경로 및 상기 수광경로의 적어도 일부를 분할하는 백빔 방지부를 더 포함하는
    라이다 장치.
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