KR101814129B1 - 라이다 시스템의 광학 장치 - Google Patents

Abstract

라이다 시스템의 광학 장치를 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 라이다 시스템의 스캐너로 센싱광을 제공하는 라이다 광학장치에 있어서, 기 설정된 파장을 갖는 센싱광을 출력하는 광원과 수평면과 기 설정된 제1 각도를 이루도록 배치되며, 상기 센싱광을 상기 라이다 시스템의 스캐너로 반사시키는 제1 미러와 상기 제1 미러가 수평면과 이루는 각도를 조정하는 각도 조정부 및 타겟으로부터 반사되어 상기 라이다 시스템의 스캐너로부터 진입하는 반사광을 수광하여 전기신호로 변환하는 광 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 광학장치를 제공한다.

Description

라이다 시스템의 광학 장치{Optical Apparatus for Lidar System}

본 실시예는 라이다 시스템에 있어서, 정밀한 스캐닝 영역의 조정이 가능한 라이다 광학장치에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

라이다(LIDAR: Light Detection And Ranging) 시스템은 빛을 이용하여 타겟을 탐지하고 타겟까지의 거리를 측정하는 시스템을 말한다. 라이다 시스템은 기능에 있어서 레이더(RADAR: Radio Detection And Ranging)와 유사하지만, 전파를 이용하여 타겟을 탐지하는 레이다와 달리 빛을 이용하여 타겟을 탐지한다는 차이가 있다. 이러한 차이로 인해 라이다 시스템은 '영상 레이더'라고 칭해지기도 한다.

빛과 마이크로파 간의 도플러 효과 차이로 인하여, 라이다는 레이더에 비하여 방위 분해능, 거리 분해능 등이 우수하다.

위성이나 항공기에서 레이저 펄스를 방출하고, 대기중의 입자에 의해 후방 산란되는 펄스를 지상관측소에서 수신하는 항공 라이다가 주류를 이루어왔다. 이러한 항공 라이다는 바람 정보와 함께 먼지, 연기, 에어로졸, 구름입자 등의 존재와 이동을 측정하고, 대기중의 먼지입자의 분포 또는 대기 오염도를 분석하는데 사용되어왔다. 그런데, 최근에는 송신계와 수신계가 모두 지상에 설치되어 장애물 탐지, 지형 모델링, 대상물의 위치 획득 기능을 수행하는 지상 라이다에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 따라, 지상 라이다 시스템을 감시정찰로봇, 전투로봇, 무인수상함, 무인헬기 등의 국방분야나, 민수용 이동로봇, 지능형자동차, 무인자동차 등의 민수용 분야에 적용하려는 연구가 이루어지고 있다.

라이다 시스템은 타겟을 탐지하기 위한 센싱광을 생성하고 조사하는 광학장치와 센싱광을 이용하여 타겟을 탐지하는 스캐너로 구분된다. 라이다 스캐너는 광학장치로부터 조사되는 센싱광의 방향과 45도 각도를 이루며 회전하는 미러를 구비하여, 센싱광이 광학장치로부터 전송되는 방향에 수직인 평면에 존재하는 타겟을 탐지한다. 한편, 종래의 라이다 광학장치는 광원을 구비하여 광원으로부터 직접 라이다 스캐너로 센싱광을 조사하거나, 광원과 미러를 구비하여 센싱광이 미러로부터 반사되어 라이다 스캐너로 조사되도록 구성되어 있다.

그러나 라이다 광학장치의 생산과정 내에서 각 구성의 배치나 구성의 구조가 이상적인 라이다 광학장치의 그것과 달라질 수 있다. 예를 들어, 광원이 직접 라이다 스캐너로 센싱광을 조사하는 광학장치의 경우, 정확히 라이다 스캐너 내 미러의 중앙부에 센싱광이 조사되도록 배치되어야 하지만, 생산과정 내에서 미세하게 광원의 배치가 틀어질 우려가 존재한다. 또는, 미러를 구비하여 미러를 이용해 센싱광을 반사하는 광학장치의 경우, 미러가 정확히 라이다 스캐너 내 미러의 중앙부에 정확히 센싱광을 조사하기 위한 각도를 구비하여야 한다. 그러나 광학장치 내 배치될 미러의 생산과정 내에서 광학장치가 요구하는 미러의 각도를 조금의 오차도 없이 정확히 생산하기란 쉬운 문제가 아니다. 이에 따라, 종래의 라이다 시스템의 스캐닝 영역은 시스템 사용자가 스캐닝하고자 하는 영역과 필연적으로 차이를 갖는다. 따라서 종래의 라이다 시스템 사용자는 해당 차이를 없애기 위해서 미러 또는 광원의 배치를 조정하여야 한다.

그러나 종래의 라이다 시스템 사용자는 차이가 발생하는지 확인을 위해서는 라이다 시스템을 가동시켜야 하고, 발생한 차이를 없애기 위해서 광학장치 내 미러 또는 광원의 배치를 조정하기 위해서는 광학장치를 분해하여야 하기 때문에 라이다 시스템의 가동을 중지해야 한다. 즉, 종래의 라이다 시스템 사용자는 해당 차이를 정확히 없애기 위해 라이다 시스템을 가동시켰다 중지했다 하는 상당한 불편을 겪어왔다.

또한, 설치환경에 따른 설치과정 및 운용중에서 노후와 환경적 요인으로 광학장치의 오차가 발생하고, 이러한 오차는 센싱 성능에 큰 문제를 야기시킨다. 하지만, 이러한 설치 및 운용중의 오차 발생은 시스템적으로 보상이 불가능하였다.

본 실시예는, 라이다 시스템이 가동중인 상태에서도 센싱광이 조사되는 각도를 조정함으로써 정밀한 스캐닝 영역의 조정이 가능하도록 하는 라이다 광학장치를 제공하는 데 일 목적이 있다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 라이다 시스템의 스캐너로 센싱광을 제공하는 라이다 광학장치에 있어서, 기 설정된 파장을 갖는 센싱광을 출력하는 광원과 수평면과 기 설정된 제1 각도를 이루도록 배치되며, 상기 센싱광을 상기 라이다 시스템의 스캐너로 반사시키는 제1 미러와 상기 제1 미러가 수평면과 이루는 각도를 조정하는 각도 조정부 및 타겟으로부터 반사되어 상기 라이다 시스템의 스캐너로부터 진입하는 반사광을 수광하여 전기신호로 변환하는 광 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 광학장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예의 일 측면에 따르면, 라이다 시스템이 광학장치의 오차를 보정할 수 있고, 보정은 가동중인 상태에서도 센싱광이 조사되는 각도를 조정할 수 있기 때문에, 라이다 시스템의 동작과 정지를 반복하지 않고도 정밀하게 스캐닝 영역을 조정할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 광학장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 라이다 광학장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 광학장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 라이다 시스템의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 라이다 시스템의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 광학장치의 입체도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템(100)은 몸체부(110), 스캐너(120) 및 커버부(130)를 포함한다.

몸체부(110)는 라이다 시스템(100)의 형상을 유지하도록 하며, 스캐너(120) 및 커버부(130)를 지탱한다. 또한, 몸체부(110)는 내부에 라이다 시스템(100)의 동작이나 데이터 처리 등을 제어하는 제어부(미도시), 스캐너(120)가 타겟을 스캐닝하기 위한 센싱광을 조사하고, 타겟으로부터 반사된 반사광을 수광하는 광학장치(미도시) 및 스캐너(120)가 스캐닝 영역을 스캐닝할 수 있도록 스캐너를 동작시키는 모터(미도시)를 포함한다.

스캐너(120)는 광학장치로부터 조사되는 센싱광을 스캐닝 영역으로 반사시키고, 물체로부터 반사된 반사광을 광학장치로 반사시킨다. 스캐너(120)는 모터(미도시)에 의해 회전하며, 센싱광을 스캐닝 영역 전부에 반사시킨다. 스캐너(120)는 반사시킨 센싱광이 기존에 이미 존재하던 물체나 배경(이하에서는 '기존 배경'이라고 약칭함)에 반사되거나, 타겟에 반사되어 되돌아오는 반사광을 광학장치로 반사시켜 광학장치가 반사광을 수광할 수 있도록 한다.

커버부(130)는 라이다 시스템(100) 내 내부 구성을 보호한다. 커버부(130)는 센싱광 또는 반사광이 통과 가능하도록 투명한 재질로 구성되며, 센싱광 또는 반사광의 진행방향이 변화하지 않도록 각이 없는 원통 형상으로 구현될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 시스템의 단면도이다.

스캐너(120)는 모터(210)와 제1 미러부(220)를 포함한다.

전술한 바와 같이, 모터(210)는 몸체부(110) 내에 위치하며, 제1 미러부(220)와 연결되어 제1 미러부(220)가 회전할 수 있도록 동력을 제공한다. 모터(210)는 엔코더(Encoder, 미도시)를 포함하거나 엔코더와 연결되며, 엔코더를 이용하여 모터의 회전 수나 속도, 회전 방향 또는 회전 각도 등의 정보를 파악하고, 파악한 정보를 제어부(240)로 제공하거나, 전술한 정보를 제어부(240)가 확인할 수 있도록 한다.

제1 미러부(220)는 광학장치(230)로부터 조사되는 센싱광을 반사시키며, 기존 배경이나 타겟에 반사된 반사광을 반사시킨다. 제1 미러부(220)는 광학장치(230)가 조사하는 센싱광을 스캐닝 영역으로 반사시키기 위해, 광학장치(230)가 센싱광을 조사하는 방향을 기준으로 기 설정된 각도를 이루는 반사면을 구비한다. 예를 들어, +Z 축으로 조사된 센싱광을 XY 평면상의 스캐닝 영역으로 반사시키기 위해, 제1 미러부(220)는 45˚ 각도를 갖는 반사면을 구비할 수 있다. 이처럼, 제1 미러부(220)는 기 설정된 각도를 갖는 반사면을 구비함으로써, 조사되는 센싱광을 스캐닝 영역으로 반사시킨다.

제1 미러부(220)는 모터(210)와 연결되어 모터(210)의 회전에 따라 함께 회전한다. 회전함으로써, 제1 미러부(220)는 한 지점이 아닌 일정한 면적의 영역으로 센싱광을 반사시킬 수 있으며, 한 지점이 아닌 일정한 면적의 영역 내 기존 배경이나 타겟에 반사된 반사광을 다시 반사시킬 수 있다.

센싱광과 반사광은 반사면에 입사하거나 반사될 때, 서로 수평을 이뤄야만, 라이다 시스템(100)이 높은 효율로 타겟을 감지할 수 있다. 하지만, 앞서 언급한 생산과정 및 환경적 요인으로 광학장치에서 오차가 발생하면 센싱광과 반사광은 수평을 이루지 못한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 다음과 같은 기술적 특징을 구비한다.

광학장치(230)는 몸체부(110) 내에 위치하며, 스캐너(120)로 센싱광을 조사하거나, 스캐너(120)로부터 입사되는 반사광을 수광한다. 광학장치(230)는 센싱광을 조사하거나 반사광을 수광하는 도중에도, 라이다 시스템 사용자가 스캐닝하고자 하는 스캐닝 영역(이하에서는 '목표 스캐닝 영역'이라 칭함)이 실제 센싱광이 조사되는 스캐닝 영역(이하에서는 '실제 스캐닝 영역'이라 칭함)과 일치하는지에 따라 센싱광의 조사 방향을 조정할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 3 내지 도 5 및 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.

제어부(240)는 라이다 시스템(100) 내 각 구성의 동작을 제어하며, 광학장치(230)와 스캐너(120)를 이용하여 타겟이 스캐닝 영역으로 침입을 하였는지를 판단한다. 기존 배경으로 센싱광이 조사된 후 기존 배경으로부터 반사된 반사광이 광학장치로 입사되는 경우, 제어부(240)는 센싱광이 조사될 때의 각도 및 센싱광이 기존 배경의 각 구성에 반사되어 광학장치(230)로 입사될 때까지의 시간을 측정한다. 제어부(240)는 측정값을 이용하여 기존 배경의 각 구성들이 어느 각도에 얼마만큼 떨어져 있는지 거리를 연산할 수 있다. 제어부(240)는 메모리(미도시)를 구비하며, 기존 배경의 각 구성들의 방향과 거리를 저장한다.

추후, 메모리에 저장된 기존 배경의 각 구성들의 정보와 상이한 값이 연산되는 경우, 제어부(240)는 실제 스캐닝 영역에 타겟이 침입했음을 알 수 있다. 또한, 제어부(240)는 타겟으로부터 반사된 측정값을 이용하여 타겟의 방향과 거리를 측정할 수 있다. 제어부(240)는 타겟의 위치를 측정할 수 있으며, 타겟이 침입했음을 빛 또는 소리 등을 이용하여 외부로 알리도록 제어할 수 있다.

제어부(240)는 도 2에 도시된 것처럼 광학장치(230)를 감싸는 형태의 회로 기판으로 구현될 수 있으며, 그와 달리 광학장치(230)와는 별도의 구성으로 몸체부(110) 내에 구현될 수 있다. 제어부(240)는 구현 형태에 있어 별도의 제약을 받지 않는다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 광학장치의 사시도이다. 도 3은 제어부(240)가 광학장치(230)와는 별도의 구성으로 몸체부(110) 내에 구현된 경우를 도시하고 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 광학장치(230)는 광학 렌즈(310), 광 송출부(320) 및 제1 광원(330)을 포함한다.

광학 렌즈(310)는 스캐너(120)로부터 입사되는 반사광을 집광하여 광 검출부(미도시)로 전달한다. 센싱광과는 달리, 타겟 또는 기존 배경으로부터 반사되는 반사광은 분산되기 때문에, 반사광을 검출하는데 충분한 양의 반사광이 광 검출부(미도시)로 입사되지 못할 우려가 존재한다. 광학 렌즈는 반사광을 집광함으로써, 광 검출부(미도시)가 반사광을 검출할수 있도록 한다.

광 송출부(320)는 제1 광원(330)으로부터 조사되는 센싱광이 광 송출부(320) 외부로 분산되는 것을 방지하기 위한 차단부(324)와 센싱광이 조사되는 조사부(328)을 포함한다. 광 송출부(320)는 차단부(324)를 구비함으로써, 제1 광원(330)으로부터 조사되는 센싱광이 외부로 분산되는 것을 방지하며 오롯이 조사부(328)로만 조사되도록 한다. 광 송출부(320)는 차단부(324)와 조사부(328)을 구비하여 센싱광이 조사부(328)로만 조사되도록 함으로써, 센싱광이 스캐닝 영역에만 온전한 세기로 조사되도록 한다. 차단부(324)의 폭과 그에 따라 결정되는 조사부(328)의 폭은 스캐닝 영역에 따라 달리 설정될 수 있다.

제1 광원(330)은 타겟을 탐지하기 위한 센싱광을 조사한다. 제1 광원(330)은 제2 미러부(미도시)를 향해 센싱광을 조사하며, 제2 미러부(미도시)에 의해 반사된 센싱광은 광 송출부(320)의 조사부(328)를 거쳐 스캐너(120)로 조사된다. 센싱광은 가시광선의 파장 대역 외의 파장 대역을 갖는다. 예를 들어, 센싱광은 900nm 대역의 적외선이 이용될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 라이다 광학장치의 사시도이다. 도 4는 제어부(240)가 광학장치(230)를 감싸는 형태의 회로 기판으로 구현된 경우를 도시하고 있다.

도 4를 참조하면, 제어부(240)는 광학장치(230)를 감싸는 형태의 회로 기판으로 구현된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 광학장치의 단면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 광학장치의 입체도이다.

제2 미러부(510)는 제1 광원(330)으로부터 조사되는 센싱광을 스캐너(120), 보다 구체적으로, 제1 미러(220)로 반사시킨다. 제2 미러부(510)는 제1 광원(330)으로부터 센싱광이 조사되는 방향과 기 설정된 각도를 이루는 반사면을 구비한다. 예를 들어, 스캐너(120)가 제2 미러부(510)의 연직 위(+Z축 방향)에 위치하며, 센싱광이 +Y축 방향으로 조사되는 경우, 제2 미러부(510)는 45˚를 갖는 반사면을 가지며 이에 따라 센싱광을 스캐너(120)로 반사시킨다.

각도 조정부(520)는 제2 미러부(510)의 반사면 이외의 적어도 일면에 연결되어, 제1 광원(330)으로부터 센싱광이 조사되는 방향과 반사면이 이루는 각도를 조정한다. 전술한 바와 같이, 생산 과정상에서 반사면의 각도가 기 설정된 각도에서 미세하게 벗어난 미러부(제1 미러부 또는 제2 미러부)가 생산될 수 있다. 또는, 라이다 광학장치(230)를 생산함에 있어 미러부가 배치되어야 하는데, 제2 미러부(510)는 센싱광이 조사되는 방향과 반사면이 이루는 각도가 기 설정된 각도에서 미세하게 벗어난 상태로 배치될 수 있다. 이에 따라, 센싱광과 반사광은 수평을 이루지 못하여 라이다 시스템의 센싱 성능에 열화가 발생할 수 있고, 라이다 시스템(100)의 실제 스캐닝 영역이 목표 스캐닝 영역으로부터 X축 방향이나 Z축 방향으로 오차가 발생한다. 각도 조정부(520)는 제1 광원(330)으로부터 센싱광이 조사되는 방향과 반사면이 이루는 각도를 조정한다. 각도 조정부(520)는 제2 미러부(510)의 반사면 이외의 일면에 연결되어, 제2 미러부(510)의 일 측을 위(+Z축 방향)로 또는 아래(-Z축 방향)로 조정함으로써, 센싱광이 조사되는 방향과 반사면이 이루는 각도를 조정한다. 제2 미러부(510)의 일 측이 위로 올라가게 되면, 센싱광이 조사되는 방향과 반사면이 이루는 각도는 작아진다. 반대로, 제2 미러부(510)의 일 측이 아래로 내려가게 되면, 센싱광이 조사되는 방향과 반사면이 이루는 각도는 커진다. 이처럼, 각도 조정부(520)는 센싱광이 조사되는 방향과 반사면이 이루는 각도를 조정함으로써, 스캐너(120)에 정확한 방향으로 센싱광이 조사되도록 하여 최종적으로 목포 스캐닝 영역으로 조사되도록 조정한다. 도 5에서는 각도 조정부(520)가 제2 미러부(510)에 하나가 연결되어 있는 것으로 도시되어 있으나 이에 한정하는 것은 아니고, 도 8과 같이 복수 개가 간격을 가지고 배치되어 각각의 각도 조정부가 센싱광이 조사되는 방향과 반사면이 이루는 각도를 조정할 수 있다. 또한, 도 5에는 각도 조정부(520)는 나사로 도시되어 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 제2 미러부(510)의 일측을 이동시킬 수 있는 것이라면 어떠한 것으로도 구현될 수 있다.

라이다 광학장치(230)는 각도 조정부(520)와 가장 근접한 하우징의 일면에 구멍(530)을 갖는다. 라이다 광학장치(230)는 구멍(530)을 구비함으로써, 라이다 시스템 사용자는 라이다 시스템(100)이 동작 중인 상태에서도 광학장치(230)의 외부에서 각도 조정부(520)를 이용해 각도를 조정할 수 있다. 또는, 제어부(240)는 각도 조정부(520)를 조절하기 위한 별도의 모터(미도시) 등을 구비할 수 있다. 제어부(240)는 목표 스캐닝 영역과 실제 스캐닝 영역의 오차를 피드백받아, 모터를 이용해 오차만큼 각도를 조정하도록 각도 조정부(250)를 제어할 수 있다.

광 검출부(540)는 스캐너로부터 진입하는 반사광을 수광하여 전기신호로 변환함으로써, 반사광의 수광여부를 검출한다. 광 검출부(540)는 포토 다이오드(PD: Photo Diode) 등 광 신호를 전기 신호로 변환하는 소자는 어떠한 것으로도 구현될 수 있다. 광 검출부(540)는 광학 렌즈(310)에 의해 집광된 반사광을 수광하여 전기신호로 변환한다.

아이솔레이터(Isolator, 550)는 제1 광원(330)이 센싱광을 방사하는 방향의 앞부분에 배치되어, 광원으로 입사되는 반사광을 차단한다. 아이솔레이터(550)는 전파를 순방향으로는 진행시키되, 역방향으로는 진행시키지 않는 회로소자를 의미한다. 아이솔레이터(550)는 센싱광은 통과시키지만, 센싱광의 반대방향으로 입사되는 반사광은 차단시킨다. 대부분의 반사광이 광학 렌즈(310)에 의해 집광되어 광 검출부(540)로 입사되나, 일부의 반사광이 광학 렌즈(310)가 아닌 광 송출부(320)의 조사부(328)로 입사된다. 조사부(328)로 입사되는 반사광은 제2 미러부(510)에 반사되어 제1 광원(330)으로 입사되는데, 이러한 반사광은 차단할 필요가 있다. 따라서 아이솔레이터(550)는 이처럼 제1 광원(330)으로 입사되는 반사광을 차단한다.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 라이다 시스템의 사시도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 라이다 시스템은 도 1에 도시된 라이다 시스템(100)에 가이드부(610)를 더 포함한다.

가이드부(610)는 가시광선, 특히 라이다 시스템 사용자가 용이하게 확인할 수 있도록 단색광선을 이용하여 현재 스캐닝되고 있는 지역을 가이드한다. 전술한 바와 같이, 라이다 광학장치(230)는 가시광선의 파장 대역 외의 파장 대역을 갖는 빛을 조사하기 때문에, 라이다 시스템 사용자가 별도의 장비를 이용하지 않는 한 현재 스캐닝되고 있는 지역이 어디인지 확인할 수 없다. 따라서 가이드부(610)는 가시광선을 현재 스캐닝되고 있는 지역을 조사함으로써, 라이다 시스템 사용자가 별도의 장비없이도 바로 확인할 수 있도록 한다.

도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 라이다 시스템의 단면도이다.

가이드부(610)는 제2 광원(710), 제3 미러부(720) 및 중공(中孔, 730)을 포함한다.

제2 광원(710)은 스캐닝되고 있는 지역을 가이드하기 위한 가이드 광을 조사한다. 제2 광원(710)은 제3 미러부(720)를 향해 가이드 광을 조사하며, 제3 미러부(720)에 의해 반사된 가이드 광은 센싱광과 동일한 방향으로 조사된다. 전술한 바와 같이, 가이드 광은 라이다 시스템 사용자가 용이하게 확인할 수 있도록 가시광선 대역의 파장을 갖는 빛을 이용한다.

제3 미러부(720)는 제2 광원(710)으로부터 조사되는 가이드 광을 반사시킨다. 제1 미러부(220)와 마찬가지로, 제3 미러부(720)는 제2 광원(710)으로부터 조사되는 가이드 광을 센싱광과 동일한 방향으로 반사시키기 위해, 제2 광원(710)이 가이드광을 조사하는 방향을 기준으로 기 설정된 각도를 이루는 반사면을 구비한다. 제3 미러부(720)가 구비한 반사면의 각도는 반드시 제1 미러부(220)의 그것과 일치하지 않을 수도 있다. 제2 광원(710)과 광학장치(230)가 배치된 방향에 따라 각 미러부의 반사면의 각도는 상이해질 수 있다.

제3 미러부(720)는 모터(210)에 제1 미러부(220)와 함께 연결된다. 제1 미러부(220)와 제3 미러부(720)가 함께 모터(210)에 연결되기 때문에, 모터(210)에 의해 회전을 함에 있어 제1 미러부(220)와 제3 미러부(720)는 동일한 각도만큼 회전을 하며, 동일한 속도로 회전을 하게 된다. 이에 따라, 센싱광과 가이드 광은 항상 동일한 방향에서 일정 거리(D)를 두고 조사된다. 따라서 라이다 시스템 사용자는 가이드 광을 이용하여 센싱광이 조사되고 있는 지역을 확인할 수 있다.

중공(310)은 몸체부(140)의 일측에 위치한 기 설정된 넓이를 갖는 구멍으로, 가이드광을 라이다 시스템의 외부로 조사하는 구성이다. 광원(220)으로부터 생성된 가이드광은 제1 미러부(230)에 반사되어 중공(310)을 거쳐 외부로 조사된다.

도 7에는 제2 광원(710)이 제3 미러부(720)를 기준으로 +Y축 방향에 위치한 것으로 도시되어 있으나 이에 한정하는 것은 아니고, 제3 미러부(720)의 배치에 따라 제2 광원(710)의 위치는 달라질 수 있다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100, 600: 라이다 시스템 110: 몸체부
120: 스캐너 130: 커버부
210: 모터 220: 제1 미러부
230: 라이다 광학장치 240: 제어부
310: 광학 렌즈 320: 광 송출부
324: 차단부 328: 조사부
330: 제1 광원 510: 제2 미러부
520: 각도 조정부 530: 구멍
540: 광 검출부 550: 아이솔레이터
610: 가이드부 710: 제2 광원
720: 제3 미러부

Claims (4)

1. 라이다(LIDAR: LIght Detection And Ranging) 시스템의 스캐너로 센싱광을 제공하는 라이다 광학장치에 있어서,
   기 설정된 파장을 갖는 센싱광을 출력하는 광원;
   수평면과 기 설정된 제1 각도를 이루도록 배치되며, 상기 센싱광을 상기 라이다 시스템의 스캐너로 반사시키는 미러;
   상기 미러가 수평면과 이루는 각도를 조정하는 각도 조정부;
   기 설정된 크기를 가지며, 상기 라이다 시스템이 동작하는 도중에도 상기 라이다 시스템의 외부에서 상기 각도 조정부를 이용해 상기 미러가 수평면과 이루는 각도를 조정할 수 있도록, 하우징의 일면에 구비되는 구멍; 및
   타겟으로부터 반사되어 상기 라이다 시스템의 스캐너로부터 진입하는 반사광을 수광하여 전기신호로 변환하는 광 검출부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 광학장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 각도 조정부는,
   상기 기 설정된 제1 각도가 목표 각도와 오차가 존재하는 경우, 상기 목표 각도와 일치하도록 상기 미러가 수평면과 이루는 각도를 조정하는 것을 특징으로 하는 라이다 광학장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 타겟으로부터 반사되어 상기 라이다 시스템의 스캐너로부터 진입하는 반사광 중 상기 미러에 반사되어 상기 광원으로 진입하는 반사광을 차단하는 아이솔레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 광학장치.

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