KR102263181B1

KR102263181B1 - 라이다 장치

Info

Publication number: KR102263181B1
Application number: KR1020190017433A
Authority: KR
Inventors: 정지성; 장준환; 김동규; 황성의
Original assignee: 주식회사 에스오에스랩
Priority date: 2018-05-14
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2021-06-09
Anticipated expiration: 2039-02-14
Also published as: KR101925816B1; KR20190130468A; KR102009025B1; KR102570355B1; KR20190130495A; KR101979374B1; KR101964971B1; KR101977315B1; KR101947404B1; KR101937777B1; KR101966971B1

Abstract

본 발명은 라이다 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치에 관한 것이다. 본 발명에 다른 라이다 장치는, 레이저를 출사하기 위한 레이저 출력부, 제1 축을 따른 방향으로 레이저의 조사 방향을 지속적으로 변경하는 제1 스캐닝부, 상기 라이다 장치에서 조사된 후 스캔 영역 상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 획득하는 센서부 및 상기 레이저 출력부, 상기 제1 스캐닝부 및 상기 센서부를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 대상체에서 반사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부를 통하지 않고 상기 센서부에서 획득되며, 상기 센서부는 복수개의 센서 요소를 포함하며, 상기 제1 스캐닝부에서 변경된 상기 레이저의 조사 방향을 보상하기 위하여 상기 복수개의 센서 요소는 상기 제1 축을 따라서 배열되고, 상기 제어부는, 상기 레이저의 조사방향이 지속적으로 변경됨에 따라 일 시점에 상기 복수개의 센서 요소 전체가 구동되지 않고, 상기 레이저의 조사방향에 기초하여 상기 복수개의 센서 요소 중 적어도 일부의 센서 요소가 선택적으로 구동되도록 제어할 수 있다.

Description

라이다 장치 {A LIDAR DEVICE}

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 통하지 않고 스캔영역을 확장할 수 있으며, 라이다 장치의 성능을 향상시키기 위한 연구가 계속되고 있다.

일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 레이저의 조사 방향에 따라 효율적인 수광을 하기 위한 라이다 장치에 관한 것이다.

다른 일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 레이저를 제외한 노이즈광이 감지되는 것을 감소시킬 수 있는 라이다 장치에 관한 것이다.

또 다른 일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 하나의 센서부를 이용하여 복수개의 레이저를 동시에 감지할 수 있는 라이다 장치에 관한 것이다.

일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저를 출사하기 위한 레이저 출력부, 제1 축을 따른 방향으로 레이저의 조사 방향을 지속적으로 변경하는 제1 스캐닝부, 상기 라이다 장치에서 조사된 후 스캔 영역 상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 획득하는 센서부 및 상기 레이저 출력부, 상기 제1 스캐닝부 및 / 또는 상기 센서부를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 대상체에서 반사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부를 통하지 않고 상기 센서부에서 획득되며, 상기 센서부는 복수개의 센서 요소를 포함하며, 상기 제1 스캐닝부에서 변경된 상기 레이저의 조사 방향을 보상하기 위하여 상기 복수개의 센서 요소는 상기 제1 축을 따라서 배열되고, 상기 제어부는, 상기 레이저의 조사방향이 지속적으로 변경됨에 따라 일 시점에 상기 복수개의 센서 요소 전체가 구동되지 않고, 상기 레이저의 조사방향에 기초하여 상기 복수개의 센서 요소 중 적어도 일부의 센서 요소가 선택적으로 구동되도록 제어할 수 있다.

다른 일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저를 감지하기 위한 스캐닝부 및 / 또는 상기 센서부를 제어하기 위한 제어부를 포함하되, 상기 센서부는 복수개의 센서 요소를 포함하며, 상기 라이다 장치로부터 다양한 방향으로 조사되는 레이저를 수광하기 위하여 상기 복수개의 센서 요소는 어레이로 배치되고, 상기 복수개의 센서 요소의 개수는 상기 레이저의 조사 방향의 가짓수 보다 적으며, 상기 제어부는 상기 레이저의 조사 방향이 변경됨에 따라 일 시점에 상기 복수개의 센서 요소 전체를 구동시키지 않고, 상기 레이저의 조사 방향에 기초하여 상기 복수개의 센서 요소 중 적어도 일부의 센서 요소를 선택적으로 구동시키며, 상기 복수개의 센서 요소 각각을 적어도 둘 이상의 서로 다른 방향으로 조사된 레이저를 감지하기 위하여 구동시킬 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.

일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저의 조사 방향에 기초하여 센서부의 센서 요소를 동작시킴으로써 레이저의 조사 방향에 따라 효율적인 수광을 할 수 있다.

다른 일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저의 조사 방향에 기초하여 센서부의 센서 요소를 동작시킴으로써 라이다 장치로 입사되는 각도가 레이저가 입사되는 각도와 다른 노이즈 광이 감지되는 것을 감소시킬 수 있다.

또 다른 일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저의 조사 방향에 따라 동작되는 센서부의 센서 요소가 달라지므로 이에 따라 복수개의 레이저를 동시에 감지할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타낸 블록도이다.
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 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 센서부를 포함하는 라이다 장치에 관한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 스캐닝부 및 센서부를 포함하는 라이다 장치에 관한 도면이다.
도 8은 다른 일 실시예에 따른 스캐닝부 및 센서부를 포함하는 라이다 장치에 관한 도면이다.
도 9은 일 실시예에 따른 제1 스캐닝부, 제2 스캐닝부 및 센서부를 포함하는 라이다 장치에 관한 도면이다.
도 10는 복수개의 센서 요소를 포함하는 센서부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 센서부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12은 다른 일 실시예에 따른 센서부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13는 또 다른 일 실시예에 따른 센서부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14은 일 실시예에 따른 센서부의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따라 센서부를 동작시키기 위한 라이다 장치의 동작 흐름도이다.
도 16은 다른 일 실시예에 따라 센서부를 동작시키기 위한 라이다 장치의 동작 흐름도이다.

본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분양에서 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.

일 실시예에 따르면, 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치로서, 레이저를 출사하기 위한 레이저 출력부, 제1 축을 따른 방향으로 레이저의 조사 방향을 지속적으로 변경하는 제1 스캐닝부, 상기 라이다 장치에서 조사된 후 스캔 영역 상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 획득하는 센서부 및 상기 레이저 출력부, 상기 제1 스캐닝부 및 상기 센서부를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 대상체에서 반사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부를 통하지 않고 상기 센서부에서 획득되며, 상기 센서부는 복수개의 센서 요소를 포함하며, 상기 제1 스캐닝부에서 변경된 상기 레이저의 조사 방향을 보상하기 위하여 상기 복수개의 센서 요소는 상기 제1 축을 따라서 배열되고, 상기 제어부는, 상기 레이저의 조사방향이 지속적으로 변경됨에 따라 일 시점에 상기 복수개의 센서 요소 전체가 구동되지 않고, 상기 레이저의 조사방향에 기초하여 상기 복수개의 센서 요소 중 적어도 일부의 센서 요소가 선택적으로 구동되도록 제어하는 라이다 장치가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 복수개의 센서 요소는 제1 센서 요소 및 제2 센서 요소를 포함하며, 상기 제어부는 상기 레이저의 조사 방향이 제1 조사 방향인 제1 레이저를 수광하기 위해 상기 제1 센서 요소를 동작시키며, 상기 레이저의 조사 방향이 제2 조사 방향인 제2 레이저를 수광하기 위해 상기 제2 센서 요소를 동작시키고, 상기 제1 축을 포함하는 좌표계를 기준으로 상기 제1 센서 요소가 상기 제2 센서 요소에 비해 더 큰 상기 제1축 성분을 가지도록 배치되는 경우, 상기 라이다 장치로부터 소정의 거리만큼 이격된 지점에서의 상기 제1 레이저의 조사 위치의 상기 제1 축 성분은 상기 소정의 거리만큼 이격된 지점에서의 상기 제2 레이저의 조사 위치의 상기 제1 축 성분보다 더 작을 수 있다.

여기서, 제2 축을 따른 방향으로 레이저의 조사 방향을 지속적으로 변경하는 제2 스캐닝부를 더 포함하되, 상기 대상체에서 반사된 레이저는 상기 제2 스캐닝부를 통해 상기 센서부에서 획득되며, 상기 복수개의 센서 요소는 상기 제2 축을 따른 방향으로 1개의 열 및 상기 제1 축을 따른 방향으로 복수개의 행을 가지도록 배치될 수 있다.

여기서, 상기 제어부는 상기 복수개의 센서 요소 각각을 적어도 둘 이상의 조사방향이 서로 다른 레이저를 수광하기 위해 동작시키며, 수광 효율을 높이기 위해서 상기 복수개의 센서 요소 중 적어도 둘 이상의 상기 센서 요소를 동시에 동작시킬 수 있다.

여기서, 상기 제어부는 수광 효율을 높이기 위해서 상기 복수개의 센서 요소 중 적어도 둘 이상의 인접한 상기 센서 요소를 동시에 동작 시킬 수 있다.

여기서, 상기 제어부는 상기 복수개의 센서 요소 중 일부를 동작시키며, 다른 일부를 오프 시킬 수 있다.

여기서, 상기 레이저 출력부는 제3 레이저를 출사하는 제1 레이저 출력부 및 상기 제3 레이저와 다른 방향으로 조사되는 제4 레이저를 출력하는 제2 레이저 출력부를 포함하되, 상기 복수개의 센서 요소는 일 시점에서 상기 제3 레이저를 수광하기 위한 제3 센서 요소 및 상기 제4 레이저를 수광하기 위한 제4 센서 요소를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제3 레이저가 상기 제1 레이저 출력부로부터 출사되는 시점과 상기 제4 레이저가 상기 제2 레이저 출력부로부터 출사되는 시점이 동일할 수 있다.

여기서, 상기 제3 센서 요소와 상기 제4 센서 요소 사이에 적어도 하나 이상의 센서 요소가 존재하도록 상기 제3 레이저의 조사방향과 상기 제4 레이저의 조사 방향이 서로 상이할 수 있다.

다른 일 실시예에 따르면, 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 라이다 장치로서, 레이저를 감지하기 위한 센서부 및 / 또는 상기 센서부를 제어하기 위한 제어부를 포함하되, 상기 센서부는 복수개의 센서 요소를 포함하며, 상기 라이다 장치로부터 다양한 방향으로 조사되는 레이저를 수광하기 위하여 상기 복수개의 센서 요소는 어레이로 배치되고, 상기 복수개의 센서 요소의 개수는 상기 레이저의 조사 방향의 가짓수 보다 적으며, 상기 제어부는 상기 레이저의 조사 방향이 변경됨에 따라 일 시점에 상기 복수개의 센서 요소 전체를 구동시키지 않고, 상기 레이저의 조사 방향에 기초하여 상기 복수개의 센서 요소 중 적어도 일부의 센서 요소를 선택적으로 구동시키며, 상기 복수개의 센서 요소 각각을 적어도 둘 이상의 서로 다른 방향으로 조사된 레이저를 감지하기 위하여 구동시키는 라이다 장치가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 복수개의 센서 요소는 제1 센서 요소 및 제2 센서 요소를 포함하며, 상기 제어부는 상기 레이저의 조사 방향이 제1 조사 방향인 제1 레이저를 수광하기 위해 상기 제1 센서 요소를 동작시키며, 상기 레이저의 조사 방향이 제2 조사 방향인 제2 레이저를 수광하기 위해 상기 제2 센서 요소를 동작시키고, 제1 축을 포함하는 좌표계를 기준으로 상기 제1 센서 요소의 배치 위치가 상기 제2 센서 요소의 배치 위치에 비해 더 큰 상기 제1축 성분을 가지도록 배치되는 경우, 상기 라이다 장치로부터 소정의 거리만큼 이격된 지점에서의 상기 제1 레이저의 조사 위치의 상기 제1 축 성분은 상기 소정의 거리만큼 이격된 지점에서의 상기 제2 레이저의 조사 위치의 상기 제1 축 성분보다 더 작을 수 있다.

여기서, 상기 제어부는 수광 효율을 높이기 위해서 상기 복수개의 센서 요소 중 적어도 둘 이상의 상기 센서 요소를 동시에 동작시킬 수 있다.

여기서, 상기 제어부는 수광 효율을 높이기 위해서 상기 복수개의 센서 요소 중 적어도 둘 이상의 인접한 상기 센서 요소를 동시에 동작시킬 수 있다.

여기서, 상기 제어부는 상기 복수개의 센서 요소 중 일부를 동작시키며, 다른 일부를 오프시킬 수 있다.

1. 라이다 장치 및 용어정리

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, 세타, 파이)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,세타,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 센서부를 포함할 수 있다. 라이다 장치는 레이저 출력부에서 레이저가 출력된 시간을 확인하고, 대상체로부터 반사된 레이저를 센서부에서 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 센서부 중 레이저 출력부와 상대적으로 먼 지점에서 감지될 수 있다. 또한, 레이저 출력부에서 출사된 레이저가 상대적으로 먼 대상체로부터 반사되는 경우 상기 반사된 레이저는 센서부 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(세타,파이)를 알 수 있는 경우, 상기 스캔영역상에 존재하는 대상체로부터 반사된 레이저가 센서부에서 감지된다면, 라이다 장치는 조사된 레이저의 조사 각도(세타, 파이)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(세타, 파이)에 있는 경우, 제1 대상체에서 반사된 레이저와 제2 대상체에서 반사된 레이저는 센서부의 서로 다른 지점에서 감지될 수 있다. 라이다 장치는 반사된 레이저들이 센서부에서 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.

2. 라이다 장치의 구성

이하에서는 일 실시예에 따른 라이다 장치의 각 구성요소들에 대하여 상세하게 설명한다.

2.1 라이다 장치의 구성요소

도 1은 일 실시예에 따른 라이다 장치를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 레이저 출력부(110), 스캐닝부(120), 센서부(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 센서부 및 상기 제어부만으로 구성될 수 있다.

또한, 라이다 장치(100)에 포함된 레이저 출력부(110), 스캐닝부(120), 센서부(130) 및 제어부(140) 각각은 복수개로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 라이다 장치는 복수 개의 레이저 출력부, 복수 개의 스캐닝부, 복수 개의 센서부로 구성 될 수 있다. 물론, 단일 레이저 출력부, 복수 개의 스캐닝부, 단일 센서부로 구성 될 수도 있다.

라이다 장치(100)에 포함된 레이저 출력부(110), 스캐닝부(120), 센서부(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.

2.1.1 레이저 출력부

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.

2.1.2 스캐닝부

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) 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.

2.1.3 센서부

센서부(130)는 라이다 장치(100)의 스캔영역 상에 위치하는 대상체에서 반사된 레이저를 감지할 수 있다.

또한, 상기 센서부(130)는 하나 이상의 센서 소자를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 센서부(130)는 단일 센서소자를 포함할 수 있으며, 복수 개의 센서 소자로 구성된 센서 어레이를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 상기 센서부(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 센서 소자는 PN 포토다이오드, 포토트랜지스터, PIN 포토다이오드, APD, SPAD, SiPM, CCD(Charge-Coupled Device)등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

2.1.4 제어부

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 센서부(130) 등 상기 라이다 장치의 각 구성요소의 동작을 제어할 수 있다.

2.2 스캐닝부

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.

2.2.1 레이저 출력부에서 출사된 레이저의 조사영역이 점 형태인 경우

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.

2.2.2 레이저 출력부에서 출사된 레이저의 조사영역이 선 형태인 경우

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.

2.2.3 레이저 출력부에서 출사된 레이저의 조사영역이 면 형태인 경우

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.

이하에서는 상기 레이저 출력부에서 출사되는 레이저의 조사영역이 점 형태인 라이다 장치에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

3. 라이다 장치의 일 실시예

3.1 라이다 장치의 구성

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 센서부(130)를 포함할 수 있다.

상기 레이저 출력부(110) 및 상기 센서부(130)은 도 1 및 도 2에서 설명되었으므로, 이하에서 상기 레이저 출력부(110) 및 상기 센서부(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.

3.2 라이다 장치의 동작

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 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다. 상기 센서부(130)는 상기 제2 스캐닝부(126)를 통하여 조사된 상기 레이저를 감지할 수 있다.

3.2.1 라이다 장치의 조사 방법

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.

3.2.2 라이다 장치의 수광방법

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 센서부에 도달하기까지의 수광경로를 결정하고, 센서부에 도달하는 레이저의 양을 결정하기 위한 방법을 포함할 수 있다. 따라서 이하에서 상기 라이다 장치(100)의 수광경로 및 센서부에 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 센서부(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 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다. 즉, 상기 대상체로(160)부터 반사된 상기 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)만을 통하여 상기 센서부를 향해 조사될 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝(126)부 모두를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되지 않을 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 제2 스캐닝부(126)만을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝(126)부 모두를 통하지 않고 상기 센서부(130)를 향해 조사되지 않을 수 있다. 따라서 상기 센서부(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 센서부(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 센서부(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 센서부(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.

4. 노딩미러(Nodding mirror)와 회전 다면 미러(Rotating polygon mirror)를 이용한 라이다 장치

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 센서부(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 센서부(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.

4.1 라이다 장치의 구성

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 센서부(130)를 포함할 수 있다.

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.

4.2 라이다 장치의 동작

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 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다. 또한 상기 센서부(130)는 상기 회전 다면 미러(127)를 통하여 조사된 상기 레이저를 감지할 수 있다.

4.2.1 라이다 장치의 조사 방법

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.

4.2.2 라이다 장치의 수광 방법

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 센서부(130)에 도달하기까지의 수광경로를 결정하고, 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양을 결정하기 위한 방법을 포함할 수 있다. 따라서 이하에서 상기 라이다 장치(100)의 수광경로 및 센서부(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 센서부(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 센서부(130)를 향해 조사될 수 있다. 즉, 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 회전 다면 미러만(127)을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 노딩미러(122) 및 상기 회전 다면 미러(127) 모두를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되지 않을 수 있다. 또한 상기 대상체(160)로부터 반사된 상기 레이저는 상기 회전 다면 미러만(127)을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사될 수 있으며, 상기 노딩미러(122) 및 상기 회전 다면 미러(127) 모두를 통하지 않고 상기 센서부(130)를 향해 조사되지 않을 수 있다. 따라서 상기 센서부(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 센서부(130)를 향해 조사되게 하는 것은 상기 노딩미러(122) 및 상기 회전 다면 미러(127) 모두를 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되게 하는 것보다 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양을 증가시킬 수 있으며, 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양을 보다 고르게할 수 있다.

구체적으로 상기 대상체(160)로부터 반사된 레이저를 상기 회전 다면 미러(127)만을 통하여 상기 센서부(130)를 향해 조사되게 하는 경우 상기 센서부(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 센서부(130)를 향해 조사되게 하는 경우 상기 센서부(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 센서부(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 센서부(130)를 향해 조사되게 하는 경우보다 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양이 작으며, 상기 센서부(130)에 도달하는 레이저의 양의 변화가 클 수 있다.

5. 센서부를 포함하는 라이다 장치의 다양한 실시예들

5.1 센서부를 포함하는 라이다 장치.

도 5는 일 실시예에 따른 센서부를 포함하는 라이다 장치에 관한 도면이다.

도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 센서부(130)을 포함할 수 있으며, 상기 센서부(130)는 복수개의 센서 요소(131,132)를 포함할 수 있다. 또한 상기 라이다 장치(100)는 상기 센서부를 제어하기 위한 제어부(190)를 포함할 수 있으며, 상기 라이다 장치(100)는 스캔영역 상에 위치하는 대상체(161,162)를 감지하기 위해 레이저(181,182)을 상기 스캔영역을 향해 조사할 수 있다.

구체적으로, 상기 라이다 장치(100)는 제1 조사 방향으로 제1 레이저(181)를 조사할 수 있으며, 상기 제1 대상체(161)로부터 반사된 상기 제1 레이저(181)를 상기 센서부(130)를 통해 수광 할 수 있다.

또한, 상기 라이다 장치(100)는 제2 조사 방향으로 제2 레이저(182)를 조사할 수 있으며, 상기 제2 대상체(162)로부터 반사된 상기 제2 레이저(182)를 상기 센서부(130)를 통해 수광 할 수 있다.

이 때, 상기 제1 레이저(181) 및 상기 제2 레이저(182)는 동시에 조사될 수 있으며, 서로 상이한 시간에 조사될 수도 있다.

이 때, 상기 제1 레이저(181)와 상기 제2 레이저(182)는 동일한 레이저 출력부를 통해 출사될 수 있으며, 서로 상이한 레이저 출력부를 통해 출사될 수도 있다.

이 때, 상기 제1 레이저(181) 및 상기 제2 레이저(182)는 동일한 파장 대역의 레이저 일 수 있으며, 서로 상이한 파장 대역의 레이저 일 수도 있다.

이 때, 상기 제1 조사 방향과 상기 제2 조사 방향은 서로 상이할 수 있다.

또한, 상기 제1 조사 방향과 상기 제2 조사 방향이 서로 상이한 경우, 상기 제1 및 제2 레이저(181,182)가 상기 제1 및 제2 대상체(161,162)에서 반사되어 상기 라이다 장치(100)로 입사되는 각도가 서로 상이하기 때문에 상기 센서부(130)에 수광되는 위치가 달라질 수 있다.

이 때, 상기 제1 레이저(181)가 상기 제1 대상체(161)로부터 반사되어 상기 센서부(130)에 수광되는 경우 상기 제1 레이저(181)는 상기 센서부(130)의 제1 센서 요소(131)로 수광 될 수 있다.

이 때, 상기 제2 레이저(182)가 상기 제2 대상체(162)로부터 반사되어 상기 센서부(130)에 수광되는 경우 상기 제2 레이저(182)는 상기 센서부(130)의 제2 센서 요소(132)로 수광 될 수 있다.

따라서, 상기 제1 조사 방향과 상기 제2 조사 방향이 상이한 경우, 상기 제1 센서 요소(131)와 상기 제2 센서 요소(132)의 배치 위치는 서로 상이할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 라이다 장치(100)로부터 소정의 거리에서, 상기 제1 레이저(181)의 조사 위치와 상기 제2 레이저(182)의 조사 위치가 서로 상이하도록 상기 제1 조사 방향과 상기 제2 조사 방향이 서로 상이할 수 있다.

이 때, 상기 라이다 장치(100)로부터 소정의 거리에서, 상기 제1 레이저(181)의 조사 위치와 상기 제2 레이저(182)의 조사 위치를 제1 축 및 제2 축을 포함하는 임의의 직교 좌표계로 표시하는 경우 상기 제1 레이저(181)의 조사 위치의 제1 축 값과 상기 제2 레이저(182)의 조사 위치의 제1 축 값은 서로 상이할 수 있다.

이 때, 상기 제1 센서 요소(131)의 배치 위치와 상기 제2 센서 요소(132)의 배치 위치를 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 임의의 직교 좌표계로 표시하는 경우 상기 제1 센서 요소(131)의 배치 위치의 상기 제1 축 값과 상기 제2 센서 요소(132)의 배치 위치의 상기 제1 축 값은 서로 상이할 수 있다.

또한, 상기 제1 레이저(181)의 조사 위치의 상기 제1 축 값이 상기 제2 레이저(182)의 조사 위치의 상기 제1 축 값보다 큰 경우 상기 제1 센서 요소(131)의 배치 위치의 상기 제1 축 값이 상기 제2 센서 요소(132)의 배치 위치의 상기 제1 축 값보다 작을 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 레이저(181)의 조사 위치의 수직 축 값이 상기 제2 레이저(182)의 조사 위치의 수직 축 값보다 큰 경우 상기 제1 레이저(181)의 조사 위치는 상기 제2 레이저(182)의 조사 위치에 비해 상측에 위치하며, 상기 제1 센서 요소(131)의 배치 위치의 수직 축 값이 상기 제2 센서 요소(132)의 배치 위치의 수직 축 값보다 작을 수 있어, 상기 제1 센서 요소(131)는 상기 제2 센서 요소(132)에 비해 하측에 위치할 수 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 상기 센서부(130)의 상기 센서 요소들 (131,132)을 제어할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부(190)는 상기 라이다 장치(100)에서 조사되는 레이저의 조사 방향에 기초하여 상기 센서부(130)의 상기 센서 요소들 (131,132)을 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 조사 방향으로 조사되는 상기 제1 레이저(181)가 상기 라이다 장치(100)로부터 조사되는 경우, 상기 제1 레이저(181)가 상기 제1 대상체(161)에서 반사되어 상기 제1 센서 요소(131)로 수광될 수 있으므로, 상기 제어부(190)는 상기 제1 센서 요소(131)를 동작시킬 수 있다.

또한, 상기 제2 조사 방향으로 조사되는 상기 제2 레이저(182)가 상기 라이다 장치(100)로부터 조사되는 경우, 상기 제2 레이저(182)가 상기 제2 대상체(162)에서 반사되어 상기 제2 센서 요소(132)로 수광될 수 있으므로, 상기 제어부(190)는 상기 제2 센서 요소(131)를 동작시킬 수 있다.

이 때, 상기 제어부(190)는 상기 제1 및 제2 센서 요소(131,132)를 동시에 동작시킬 수 있으며, 서로 다른 시간에 동작시킬 수도 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 상기 제1 센서 요소(131)를 동작시키는 동안 상기 제2 센서 요소(132)를 오프시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 상기 제2 센서 요소(132)를 동작시키는 동안 상기 제1 센서 요소(131)를 오프시킬 수 있다.

또한, 이와 같이 상기 제어부(190)가 상기 제1 센서 요소(131)를 동작 시키는 동안 상기 제2 센서 요소(132)를 오프시키거가 상기 제2 센서 요소(132)를 동작 시키는 동안 상기 제1 센서 요소(131)를 오프 시키는 방식으로 상기 센서부(130)의 동작을 제어하는 경우, 상기 라이다 장치(100)에서 조사되어 상기 센서부(130)로 수광되는 레이저를 제외한 다른 원인으로 인해 상기 센서부(130)로 수광되는 노이즈를 효과적으로 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부(190)가 상기 라이다 장치(100)에서 조사되는 레이저의 조사 방향에 기초하여 상기 센서부(130)의 동작을 제어하는 경우, 상기 라이다 장치(100)는 상기 라이다 장치(100)에서 서로 다른 방향으로 조사되는 복수개의 레이저를 동시에 검출 할 수 있다.

도 6은 다른 일 실시예에 따른 센서부를 포함하는 라이다 장치에 관한 도면이다.

도 6를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(100)는 센서부(135)을 포함할 수 있으며, 상기 센서부(135)는 복수개의 센서 요소(136,137)를 포함할 수 있다. 또한 상기 라이다 장치(100)는 상기 센서부를 제어하기 위한 제어부(190)를 포함할 수 있으며, 상기 라이다 장치(100)는 스캔영역 상에 위치하는 대상체(166,167)를 감지하기 위해 레이저(186,187)을 상기 스캔영역을 향해 조사할 수 있다.

구체적으로, 상기 라이다 장치(100)는 도 5를 참조하여 전술한 바와 같이 동작 할 수 있으며, 전술한 바에 대하여 생략하도록 한다.

다만, 상기 센서부(135)에 포함되는 상기 복수개의 센서 요소의 배치가 상이할 수 있다.

예를 들어, 제1 레이저(186)의 조사 위치의 수평 축 값이 제2 레이저(187)의 조사 위치의 수평 축 값보다 작은 경우 상기 제1 레이저(186)의 조사 위치는 상기 제2 레이저(187)의 조사 위치에 비해 좌측에 위치하며, 상기 제1 센서 요소(136)의 배치 위치의 수평 축 값이 상기 제2 센서 요소(136)의 배치 위치의 수평 축 값보다 클 수 있어, 상기 제1 센서 요소(136)는 상기 제2 센서 요소(137)에 비해 우측에 위치할 수 있다.

5.2 스캐닝부 및 센서부를 포함하는 라이다 장치.

도 7은 일 실시예에 따른 스캐닝부 및 센서부를 포함하는 라이다 장치에 관한 도면이다.

도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(9000)는 레이저 출력부(110), 스캐닝부(120) 및 센서부(9010)를 포함할 수 있으며, 상기 센서부(9010)는 복수개의 센서 요소(9011,9012)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 라이다 장치(9000)는 상기 레이저 출력부(110), 상기 스캐닝부(120) 및/또는 상기 센서부(9010)를 제어하기 위한 제어부(190)를 포함할 수 있으며, 상기 라이다 장치(9000)는 스캔영역 상에 위치하는 대상체(9070,9080)를 감지하기 위해 레이저(9050,9060)를 상기 스캔영역을 향해 조사할 수 있다.

구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저는 상기 스캐닝부(120)를 통해 상기 스캔영역을 향해 조사될 수 있다.

이 때, 상기 스캐닝부(120)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저의 조사 방향을 변경하여 상기 스캔영역을 향해 조사할 수 있다.

예를 들어, 상기 스캐닝부(120)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 제1 레이저(9050)가 제1 조사 방향을 향하도록 상기 레이저의 조사 방향을 변경하여 상기 스캔영역을 향해 조사할 수 있으며, 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 제2 레이저(9060)가 제2 조사 방향을 향하도록 상기 레이저의 조사 방향을 변경하여 상기 스캔영역을 향해 조사할 수 있다.

이 때, 상기 제1 레이저(9050) 및 상기 제2 레이저(9060)는 동시에 조사될 수 있으며, 서로 상이한 시간에 조사될 수도 있다.

예를 들어, 상기 제1 레이저(9050) 및 상기 제2 레이저(9060)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저가 광학장치를 통하여 분리된 레이저 일 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 레이저(9050) 및 상기 제2 레이저(9060)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저가 스플리터를 통하여 분리되어 서로 다른 방향으로 조사되는 레이저 일 수 있다.

또한, 예를 들어, 상기 레이저 출력부(110)는 상기 제1 레이저(9050)를 출사할 수 있으며, 상기 레이저 출력부(110)에서 상기 제1 레이저(9050)가 출사된 후 소정의 시간간격 후 상기 레이저 출력부(110)에서 상기 제2 레이저(9060)를 출사할 수도 있다.

이 때, 상기 제1 레이저(9050) 및 상기 제2 레이저(9060)는 동일한 파장 대역의 레이저 일 수 있으며, 서로 상이한 파장 대역의 레이저 일 수도 있다.

예를 들어, 상기 제1 레이저(9050)는 905nm 파장 대역의 레이저 일 수 있으며, 상기 제2 레이저(9060)는 1550nm 파장 대역의 레이저 일 수 있다. 또한 상기 제1 및 제2 레이저(9050,9060)는 모두 905nm 파장 대역의 레이저 일 수 있으며, 1550nm 파장 대역의 레이저 일 수도 있다.

또한, 상기 라이다 장치(9000)는 상기 스캐닝부(120)를 통해 조사 방향이 상기 제1 조사 방향인 상기 제1 레이저(9050)를 조사할 수 있으며, 상기 제1 대상체(9070)로부터 반사된 상기 제1 레이저(9050)를 상기 센서부(9010)를 통해 수광할 수 있다.

또한, 상기 라이다 장치(9000)는 상기 스캐닝부(120)를 통해 조사 방향이 상기 제2 조사 방향인 상기 제2 레이저(9060)를 조사할 수 있으며, 상기 제2 대상체(9080)로부터 반사된 상기 제2 레이저(9060)를 상기 센서부(9010)를 통해 수광할 수 있다.

또한, 상기 라이다 장치(9000)는 상기 제1 및 제2 대상체(9070,9080) 에서 반사된 상기 제1 및 제2 레이저(9050,9060)를 상기 스캐닝부(120)를 통하지 않고 상기 센서부(9010)를 이용하여 수광할 수 있다.

이 때, 상기 제1 조사 방향과 상기 제2 조사 방향은 서로 상이할 수 있으며, 이 경우, 상기 제1 및 제2 레이저(9050,9060)가 상기 제1 및 제2 대상체(9070,9080)에서 반사되어 상기 라이다 장치(9000)로 입사되는 각도가 서로 상이하기 때문 상기 센서부(9010)에 수광되는 위치가 달라질 수 있다.

따라서, 상기 센서부(9010)는 상기 스캐닝부(120)에서 변화하는 레이저의 조사 방향을 보상하기 위해서 상기 복수개의 센서 요소(9011,9012)를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제1 레이저(9050)가 상기 제1 대상체(9070)로부터 반사되어 상기 센서부(9010)에 수광되는 경우 상기 제1 레이저(9050)는 상기 센서부(9010)의 제1 센서 요소(9011)로 수광될 수 있다.

이 때, 상기 제2 레이저(9060)가 상기 제2 대상체(9080)로부터 반사되어 상기 센서부(9010)에 수광되는 경우 상기 제2 레이저(9060)는 상기 센서부(9010)의 제2 센서 요소(9012)로 수광될 수 있다.

따라서, 상기 제1 조사 방향과 상기 제2 조사 방향이 상이한 경우, 상기 조사 방향의 변화를 보상하기 위하여 상기 제1 센서 요소(9011)와 상기 제2 센서 요소(9012)의 배치 위치는 서로 상이할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 라이다 장치(9000)로부터 소정의 거리에서, 상기 제1 레이저(9050)의 조사 위치와 상기 제2 레이저(9060)의 조사 위치가 서로 상이하도록 상기 제1 조사 방향과 상기 제2 조사 방향이 서로 상이할 수 있다.

이 때, 상기 라이다 장치(9000)로부터 소정의 거리에서, 상기 제1 레이저(9050)의 조사 위치와 상기 제2 레이저(9060)의 조사 위치를 제1 축 및 제2 축을 포함하는 임의의 직교 좌표계로 표시하는 경우 상기 제1 레이저(9050)의 조사 위치의 상기 제1 축 값과 상기 제2 레이저(9060)의 상기 제1 축 값은 서로 상이할 수 있다.

이 때, 상기 제1 센서 요소(9011)의 배치 위치와 상기 제2 센서 요소(9012)의 배치 위치를 상기 제1 축 및 상기 제2 축을 포함하는 임의의 직교 좌표계로 표시하는 경우 상기 제1 센서 요소(9011)의 배치 위치의 상기 제1 축 값과 상기 제2 센서 요소(9012)의 배치 위치의 상기 제1 축 값은 서로 상이할 수 있다.

또한, 상기 제1 레이저(9050)의 조사 위치의 상기 제1 축 값이 상기 제2 레이저(9060)의 조사 위치의 상기 제1 축 값보다 큰 경우 상기 제1 센서 요소(9011)의 배치 위치의 상기 제1 축 값이 상기 제2 센서 요소(9012)의 배치 위치의 상기 제1 축 값 보다 작을 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 축을 수직축 상기 제2 축을 수평축으로 하는 좌표계를 고려했을 때, 상기 제1 레이저(9050)의 조사 위치의 수직 축 값이 상기 제2 레이저(9060)의 조사 위치의 수직 축 값보다 큰 경우 상기 제1 레이저(9050)의 조사 위치는 상기 제2 레이저(9060)의 조사 위치에 비해 상측에 위치하며, 상기 제1 센서 요소(9011)의 배치 위치의 수직 축 값이 상기 제2 센서 요소(9012)의 배치 위치의 수직 축 값보다 작을 수 있어, 상기 제1 센서 요소(9011)는 상기 제2 센서 요소(9012)에 비해 하측에 위치할 수 있다.

보다 상세하게, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 센서부(9010)의 상기 복수개의 센서 요소가 수직 방향으로 8행의 어레이로 배치되는 경우, 상기 제2 레이저(9060)에 비해 상측 방향으로 조사된 상기 제1 레이저(9150)를 수광하기 위한 상기 제1 센서 요소(9011)는 상기 복수개의 센서 요소들 중 8행에 위치할 수 있으며, 상기 제1 레이저(9050)에 비해 하측 방향으로 조사된 상기 제2 레이저(9060)를 수광하기 위한 사익 제2 센서 요소(9012)는 상기 복수개의 센서 요소들 중 1행에 위치할 수 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 상기 센서부(9010)의 상기 센서 요소들(9011,9012)을 제어할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부(190)는 상기 라이다 장치(9000)에서 조사되는 레이저의 조사 방향에 기초하여 상기 센서부(9010)의 상기 센서 요소들(9011,9012)을 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 조사 방향으로 조사되는 상기 제1 레이저(9050)가 상기 라이다 장치(9000)로부터 조사되는 경우, 상기 제1 레이저(9050)가 상기 제1 대상체(9070)에서 반사되어 상기 제1 센서 요소(9011)로 수광될 수 있으므로, 상기 제어부(190)는 상기 제1 센서 요소(9011)를 동작시킬 수 있다.

또한, 상기 제2 조사 방향으로 조사되는 상기 제2 레이저(9060)가 상기 라이다 장치(9000)로부터 조사되는 경우, 상기 제2 레이저(9060)가 상기 제2 대상체(9080)에서 반사되어 상기 제2 센서 요소(9012)로 수광될 수 있으므로, 상기 제어부(190)는 상기 제2 센서 요소(9012)를 동작시킬 수 있다.

이 때, 상기 제어부(190)는 상기 제1 및 제2 센서 요소(9011,9012)를 동시에 동작시킬 수 있으며, 서로 다른 시간에 동작시킬 수도 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 상기 제1 센서 요소(9011)를 동작시키는 동안 상기 제2 센서 요소(9012)를 오프시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 상기 제2 센서 요소(9012)를 동작시키는 동안 상기 제1 센서 요소(9011)를 오프시킬 수 있다.

5.3 스캐닝부 및 센서부를 포함하는 라이다 장치.

도 8은 다른 일 실시예에 따른 스캐닝부 및 센서부를 포함하는 라이다 장치에 관한 도면이다.

도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(9100)는 레이저 출력부(110), 스캐닝부(120) 및 센서부(9110)를 포함할 수 있으며, 상기 센서부(9110)는 복수개의 센서 요소(9111,9112)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 라이다 장치(9100)는 상기 레이저 출력부(110), 상기 스캐닝부(120) 및/또는 상기 센서부(9110)를 제어하기 위한 제어부(190)를 포함할 수 있으며, 상기 라이다 장치(9100)는 스캔영역 상에 위치하는 대상체(9170,9180)를 감지하기 위해 레이저(9150,9160)를 상기 스캔영역을 향해 조사할 수 있다.

예를 들어, 상기 스캐닝부(120)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 제1 레이저(9150)가 제1 조사 방향을 향하도록 상기 레이저의 조사 방향을 변경하여 상기 스캔영역을 향해 조사할 수 있으며, 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 제2 레이저(9060)가 제2 조사 방향을 향하도록 상기 레이저의 조사 방향을 변경하여 상기 스캔영역을 향해 조사할 수 있다.

이 때, 상기 제1 레이저(9150) 및 상기 제2 레이저(9160)는 동시에 조사될 수 있으며, 서로 상이한 시간에 조사될 수도 있다.

예를 들어, 상기 제1 레이저(9150) 및 상기 제2 레이저(9160)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저가 광학 장치를 통하여 분리된 레이저 일 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 레이저(9150) 및 상기 제2 레이저(9160)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저가 스플리터를 통하여 분리되어 서로 다른 방향으로 조사되는 레이저 일 수 있다.

또한, 예를 들어, 상기 레이저 출력부(110)는 상기 제1 레이저(9150)를 출사할 수 있으며, 상기 레이저 출력부(110)에서 상기 제1 레이저(9150)가 출사된 후 소정의 시간간격 후 상기 레이저 출력부(110)에서 상기 제2 레이저(9160)를 출사할 수도 있다.

이 때, 상기 제1 레이저(9150) 및 상기 제2 레이저(9160)는 동일한 파장 대역의 레이저 일 수 있으며, 서로 상이한 파장 대역의 레이저 일 수도 있다.

예를 들어, 상기 제1 레이저(9150)는 905nm 파장 대역의 레이저 일 수 있으며, 상기 제2 레이저(9160)는 1550nm 파장 대역의 레이저 일 수 있다. 또한 상기 제1 및 제2 레이저(9150,9160)는 모두 905nm 파장 대역의 레이저 일 수 있으며, 1550nm 파장 대역의 레이저 일 수도 있다.

또한, 상기 라이다 장치(9100)는 상기 스캐닝부(120)를 통해 조사 방향이 상기 제1 조사 방향인 상기 제1 레이저(9150)를 조사할 수 있으며, 상기 제1 대상체(9170)로부터 반사된 상기 제1 레이저(9150)를 상기 센서부(9110)를 통해 수광할 수 있다.

또한, 상기 라이다 장치(9100)는 상기 스캐닝부(120)를 통해 조사 방향이 상기 제2 조사 방향인 상기 제2 레이저(9160)를 조사할 수 있으며, 상기 제2 대상체(9180)로부터 반사된 상기 제2 레이저(9160)를 상기 센서부(9110)를 통해 수광할 수 있다.

또한, 상기 라이다 장치(9100)는 상기 제1 및 제2 대상체(9170,9180) 에서 반사된 상기 제1 및 제2 레이저(9150,9160)를 상기 스캐닝부(120)를 통하지 않고 상기 센서부(9110)를 이용하여 수광할 수 있다.

이 때, 상기 제1 조사 방향과 상기 제2 조사 방향은 서로 상이할 수 있으며, 이 경우, 상기 제1 및 제2 레이저(9150,9160)가 상기 제1 및 제2 대상체(9170,9180)에서 반사되어 상기 라이다 장치(9100)로 입사되는 각도가 서로 상이하기 때문에 상기 센서부(9110)에 수광되는 위치가 달라질 수 있다.

따라서, 상기 센서부(9110)는 상기 스캐닝부(120)에서 변화하는 레이저의 조사 방향을 보상하기 위해서 상기 복수개의 센서 요소(9111,9112)를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제1 레이저(9150)가 상기 제1 대상체(9170)로부터 반사되어 상기 센서부(9110)에 수광되는 경우 상기 제1 레이저(9150)는 상기 센서부(9110)의 제1 센서 요소(9111)로 수광될 수 있다.

이 때, 상기 제2 레이저(9160)가 상기 제2 대상체(9180)로부터 반사되어 상기 센서부(9110)에 수광되는 경우 상기 제2 레이저(9160)는 상기 센서부(9110)의 제2 센서 요소(9112)로 수광될 수 있다.

따라서, 상기 제1 조사 방향과 상기 제2 조사 방향이 상이한 경우, 상기 조사 방향의 변화를 보상하기 위하여 상기 제1 센서 요소(9111)와 상기 제2 센서 요소(9112)의 배치 위치는 서로 상이할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 라이다 장치(9100)로부터 소정의 거리에서, 상기 제1 레이저(9150)의 조사 위치와 상기 제2 레이저(9160)의 조사 위치가 서로 상이하도록 상기 제1 조사 방향과 상기 제2 조사 방향이 서로 상이할 수 있다.

이 때, 상기 라이다 장치(9100)로부터 소정의 거리에서, 상기 제1 레이저(9150)의 조사 위치와 상기 제2 레이저(9160)의 조사 위치를 제1 축 및 제2 축을 포함하는 임의의 직교 좌표계로 표시하는 경우 상기 제1 레이저(9150)의 조사 위치의 상기 제1 축 값 및/또는 상기 제2 축 값은 상기 제2 레이저(9160)의 상기 제1 축 값 및/또는 상기 제2 축 값과 서로 상이할 수 있다.

이 때, 상기 제1 센서 요소(9111)의 배치 위치의 상기 제1 축 값 및/또는 상기 제2 축 값은 상기 제2 센서 요소(9112)의 배치 위치의 상기 제1 축 값 및/또는 제2 축 값과 서로 상이할 수 있다.

또한, 상기 제1 레이저(9150)의 조사 위치의 상기 제1 축 값이 상기 제2 레이저(9160)의 조사 위치의 상기 제1 축 값보다 큰 경우 상기 제1 센서 요소(9111)의 배치 위치의 상기 제1 축 값이 상기 제2 센서 요소(9112)의 배치 위치의 상기 제1 축 값보다 작을 수 있다.

또한, 상기 제1 레이저(9150)의 조사 위치의 상기 제2 축 값이 상기 제2 레이저(9160)의 조사 위치의 상기 제2 축 값보다 큰 경우 상기 제1 센서 요소(9111)의 배치 위치의 상기 제2 축 값이 상기 제2 센서 요소(9112)의 배치 위치의 상기 제2 축 값보다 작을 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 축을 수직축 상기 제2 축을 수평축으로 하는 좌표계를 고려했을 때, 상기 제1 레이저(9150)의 조사 위치의 수직축 값이 상기 제2 레이저(9160)의 조사 위치의 수직 축 값보다 큰 경우 상기 제1 레이저(9150)의 조사 위치는 상기 제2 레이저(9160)의 조사 위치에 비해 상측에 위치하며, 이 경우 상기 제1 센서 요소(9111)의 배치 위치의 수직축 값이 상기 제2 센서 요소(9112)의 배치 위치의 수직축 값보다 작을 수 있어, 상기 제1 센서 요소(9111)는 상기 제2 센서 요소(9112)에 비해 하측에 위치할 수 있다.

또한, 상기 제1 레이저(9150)의 조사 위치의 수평축 값이 상기 제2 레이저(9160)의 조사 위치의 수평 축 값보다 작은 경우 상기 제1 레이저(9150)의 조사 위치는 상기 제2 레이저(9160)의 조사 위치에 비해 좌측에 위치하며, 상기 제1 센서 요소(9111)의 배치 위치의 수평축 값이 상기 제2 센서 요소(9112)의 배치 위치의 수평축 값보다 클 수 있어, 상기 제1 센서 요소(9111)는 상기 제2 센서 요소(9112)에 비해 우측에 위치할 수 있다.

보다 상세하게, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 센서부(9110)의 상기 복수개의 센서 요소가 수직 방향으로 8행 및 수평 방향으로 3열의 어레이로 배치되는 경우, 상기 제2 레이저(9160)에 비해 좌상측 방향으로 조사된 상기 제1 레이저(9150)를 수광하기 위한 상기 제1 센서 요소(9111)는 상기 복수개의 센서 요소들 중 8행 1열에 위치할 수 있으며, 상기 제1 레이저(9150)에 비해 우하측 방향으로 조사된 상기 제2 레이저(9160)를 수광하기 위한 상기 제2 센서 요소(9112)는 상기 복수개의 센서 요소들 중 1행 3열에 위치할 수 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 상기 센서부(9110)의 상기 센서 요소들(9111,9112)을 제어할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부(190)는 상기 라이다 장치(9100)에서 조사되는 레이저의 조사 방향에 기초하여 상기 센서부(9110)의 상기 센서 요소들(9111,9112)을 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 조사 방향으로 조사되는 상기 제1 레이저(9150)가 상기 라이다 장치(9100)로부터 조사되는 경우, 상기 제1 레이저(9150)가 상기 제1 대상체(9170)에서 반사되어 상기 제1 센서 요소(9111)로 수광될 수 있으므로, 상기 제어부(190)는 상기 제1 센서 요소(9111)를 동작시킬 수 있다.

또한, 상기 제2 조사 방향으로 조사되는 상기 제2 레이저(9160)가 상기 라이다 장치(9100)로부터 조사되는 경우, 상기 제2 레이저(9160)가 상기 제2 대상체(9180)에서 반사되어 상기 제2 센서 요소(9112)로 수광될 수 있으므로, 상기 제어부(190)는 상기 제2 센서 요소(9112)를 동작시킬 수 있다.

이 때, 상기 제어부(190)는 상기 제1 및 제2 센서 요소(9111,9112)를 동시에 동작시킬 수 있으며, 서로 다른 시간에 동작시킬 수도 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 상기 제1 센서 요소(9111)를 동작시키는 동안 상기 제2 센서 요소(9112)를 오프시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 상기 제2 센서 요소(9112)를 동작시키는 동안 상기 제1 센서 요소(9111)를 오프시킬 수 있다.

5.4 제1 스캐닝부, 제2 스캐닝부 및 센서부를 포함하는 라이다 장치.

도 9은 일 실시예에 따른 제1 스캐닝부, 제2 스캐닝부 및 센서부를 포함하는 라이다 장치에 관한 도면이다.

도 9을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(9200)는 레이저 출력부(110), 제1 스캐닝부(121), 제2 스캐닝부(126) 및 센서부(9210)를 포함할 수 있으며, 상기 센서부(9210)는 복수개의 센서 요소(9211,9212)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 라이다 장치(9200)는 상기 레이저 출력부(110), 상기 제1 스캐닝부(121), 상기 제2 스캐닝부(126) 및/또는 상기 센서부(9210)를 제어하기 위한 제어부(190)를 포함할 수 있으며, 상기 라이다 장치(9200)는 스캔영역 상에 위치하는 대상체(9270,9280)를 감지하기 위해 레이저(9250,9260)를 상기 스캔영역을 향해 조사할 수 있다.

구체적으로, 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저는 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝부(126)를 통해 상기 스캔영역을 향해 조사될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 제1 레이저(9250)가 제1 조사 방향을 향하도록 상기 레이저의 조사 방향을 변경하여 상기 스캔영역을 향해 조사할 수 있으며, 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 제2 레이저(9260)가 제1 조사 방향을 향하도록 상기 레이저의 조사 방향을 변경하여 상기 스캔영역을 향해 조사할 수 있다.

이 때, 상기 제1 레이저(9250) 및 상기 제2 레이저(9260)는 동시에 조사될 수 있으며, 서로 상이한 시간에 조사될 수도 있다.

예를 들어, 상기 제1 레이저(9250) 및 상기 제2 레이저(9260)는 상기 레이저 출력부(110)에서 출사된 레이저가 스플리터를 통하여 분리되어 서로 다른 방향으로 조사되는 레이저 일 수 있다.

또한, 예를 들어, 상기 레이저 출력부(110)는 상기 제1 레이저(9250)를 출사할 수 있으며, 상기 레이저 출력부(110)에서 상기 제1 레이저(9250)가 출사된 후 소정의 시간간격 후 상기 레이저 출력부(110)에서 상기 제2 레이저(9260)를 출사할 수도 있다.

이 때, 상기 제1 레이저(9250) 및 상기 제2 레이저(9260)는 동일한 파장 대역의 레이저 일 수 있으며, 서로 상이한 파장 대역의 레이저 일 수도 있다.

예를 들어, 상기 제1 레이저(9250)는 905nm 파장 대역의 레이저 일 수 있으며, 상기 제2 레이저(9260)는 1550nm 파장 대역의 레이저 일 수 있다. 또한 상기 제1 및 제2 레이저(9250,9260)는 모두 905nm 파장 대역의 레이저 일 수 있으며, 1550nm 파장 대역의 레이저 일 수도 있다.

또한, 상기 라이다 장치(9200)는 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝부(126)를 통해 조사 방향이 상기 제1 조사 방향인 상기 제1 레이저(9250)를 조사할 수 있으며, 상기 제1 대상체(9270)로부터 반사된 상기 제1 레이저(9250)를 상기 센서부(9210)를 통해 수광할 수 있다.

또한, 상기 라이다 장치(9200)는 상기 제1 스캐닝부(121) 및 상기 제2 스캐닝부(126)를 통해 조사 방향이 상기 제2 조사 방향인 상기 제2 레이저(9260)를 조사할 수 있으며, 상기 제2 대상체(9280)로부터 반사된 상기 제2 레이저(9260)를 상기 센서부(9210)를 통해 수광할 수 있다.

또한, 상기 라이다 장치(9200)는 상기 제1 및 제2 대상체(9270,9280) 에서 반사된 상기 제1 및 제2 레이저(9250,9260)를 상기 제2 스캐닝부(126)를 통하며, 상기 제1 스캐닝부(121)를 통하지 않고 상기 센서부(9210)를 이용하여 수광할 수 있다.

이 때, 상기 제1 조사 방향과 상기 제2 조사 방향을 서로 상이할 수 있으며, 이 경우, 상기 제1 및 제2 레이저(9250,9260)가 상기 제1 및 제2 대상체(9270,9280)에서 반사되어 상기 라이다 장치(9200)로 입사되는 각도가 서로 상이하기 때문에 상기 센서부(9210)에 수광되는 위치가 달라질 수 있다.

이 때, 상기 제1 및 제2 레이저(9250,9260)가 상기 제2 스캐닝부(126)를 통해 상기 센서부(9210)로 수광되기 때문에 상기 제1 및 제2 레이저(9250,9260) 의 조사 방향 중 상기 제2 스캐닝부(126)를 통해 변경된 레이저의 조사 방향은 보상될 수 있다.

그러나, 상기 제1 및 제2 레이저(9250,9260)가 상기 제1 스캐닝부(121) 를 통하지 않고 상기 센서부(9210)로 수광되기 때문에 상기 제1 및 제2 레이저(9250,9260)의 조사 방향 중 상기 제1 스캐닝부(121)를 통해 변경된 레이저의 조사 방향은 보상되어야 할 수 있다.

따라서, 상기 센서부(9210)는 상기 제1 스캐닝부(121)에서 변경된 레이저의 조사 방향을 보상하기 위해서 상기 복수개의 센서 요소(9211,9212)를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제1 레이저(9250)가 상기 제1 대상체(9270)로부터 반사되어 상기 센서부(9210)에 수광되는 경우 상기 제1 레이저(9250)는 상기 센서부(9210)의 제1 센서 요소(9211)로 수광될 수 있다.

이 때, 상기 제2 레이저(9260)가 상기 제2 대상체(9280)로부터 반사되어 상기 센서부(9210)에 수광되는 경우 상기 제2 레이저(9260)는 상기 센서부(9210)의 제2 센서 요소(9212)로 수광될 수 있다.

따라서, 상기 제1 조사 방향과 상기 제2 조사 방향이 상기 제1 스캐닝부(121)에서 조사 방향이 변경된 결과로 인해 상이한 경우, 상기 조사 방향의 변화를 보상하기 위하여 상기 제1 센서 요소(9211)와 상기 제2 센서 요소(9212)의 배치 위치는 서로 상이할 수 있다.

다만, 상기 제1 조사 방향과 상기 제2 조사 방향이 상기 제2 스캐닝 부(126)에서 조사 방향이 변경된 결과로 인해 상이한 경우, 상기 조사 방향의 변화를 보상하지 않을 수 있으며, 이 경우 상기 제1 센서 요소(9211)와 상기 제2 센서 요소(9212)의 배치 위치는 서로 동일할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 라이다 장치(9200)로부터 소정의 거리에서, 상기 제1 레이저(9250)의 조사 위치와 상기 제2 레이저(9260)의 조사 위치가 서로 상이하도록 상기 제1 조사 방향과 상기 제2 조사 방향이 서로 상이할 수 있다.

이 때, 상기 라이다 장치(9200)로부터 소정의 거리에서, 상기 제1 레이저(9250)의 조사 위치와 상기 제2 레이저(9160)의 조사 위치를 제1 축 및 제2 축을 포함하는 임의의 직교 좌표계로 표시하는 경우 상기 제1 레이저(9250)의 조사 위치의 상기 제1 축 값 및/또는 상기 제2 축 값은 상기 제2 레이저(9260)의 상기 제1 축 값 및/또는 상기 제2 축 값과 서로 상이할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 조사 방향으로 레이저를 조사하기 위하여, 상기 제1 및 제2 스캐닝부(121,126)는 레이저의 조사 방향을 변경할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 스캐닝부(121)는 상기 제1 축을 따라서 레이저의 조사 방향을 변경할 수 있으며, 상기 제2 스캐닝부(126)는 상기 제2 축을 따라서 레이저의 조사 방향을 변경할 수 있다.

이 때, 상기 제1 센서 요소(9211)의 배치 위치의 상기 제1 축 값은 상기 제2 센서 요소(9212)의 배치 위치의 상기 제1 축 값과 서로 상이할 수 있고, 상기 제1 센서 요소(9211)의 배치 위치의 상기 제2 축 값은 상기 제2 센서 요소(9212)의 배치 위치의 상기 제2 축 값과 동일할 수 있다.

또한, 상기 제1 레이저(9250)의 조사 위치의 상기 제1 축 값이 상기 제2 레이저(9260)의 조사 위치의 상기 제1 축 값보다 큰 경우 상기 제1 센서 요소(9211)의 배치 위치의 상기 제1 축 값이 상기 제2 센서 요소(9212)의 배치 위치의 상기 제1 축 값보다 작을 수 있다.

또한, 상기 제1 레이저(9250)의 조사 위치의 상기 제2 축 값과 상기 제2 레이저(9260)의 조사 위치의 상기 제2 축 값이 서로 상이한 경우에도 상기 제1 센서 요소(9211)의 배치 위치의 상기 제2 축 값과 상기 제2 센서 요소(9212)의 배치 위치의 상기 제2 축 값은 서로 동일 할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 축을 수직축 상기 제2 축을 수평축으로 하는 좌표계를 고려했을 때, 상기 제1 레이저(9250)의 조사 위치의 수직축 값이 상기 제2 레이저(9260)의 조사 위치의 수직축 값보다 큰 경우 상기 제1 레이저(9150)의 조사 위치는 상기 제2 레이저(9160)의 조사 위치에 비해 상측에 위치하며, 이 경우 상기 제1 센서 요소(9211)의 배치 위치의 수직축 값이 상기 제2 센서 요소(9112)의 배치 위치의 수직축 값보다 작을 수 있어, 상기 제1 센서 요소(9211)는 상기 제2 센서 요소(9212)에 비해 하측에 위치할 수 있다.

또한, 상기 제1 레이저(9250)의 조사 위치의 수평축 값이 상기 제2 레이저(9260)의 조사 위치의 수평축 값과 상이한 경우 상기 제1 레이저(9250) 및 상기 제2 레이저(9260)의 조사 위치는 좌우로 상이할 수 있으나, 이 경우 상기 제1 센서요소(9211)의 배치 위치의 수평축 값과 상기 제2 센서 요소(9212)의 배치 위치의 수평축 값은 동일 할 수 있다.

보다 상세하게, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 센서부(9210)의 상기 복수개의 센서 요소가 수직 방향으로 8행 및 수평 방향으로 1열의 어레이로 배치되는 경우, 상기 제2 레이저(9260)에 비해 상측 방향으로 조사된 상기 제1 레이저(9250)을 수광하기 위한 상기 제1 센서 요소(9211)는 상기 복수개의 센서 요소들 중 8행 1열에 위치할 수 있으며, 상기 제1 레이저(9250)에 비해 하측 방향으로 조사된 상기 제2 레이저(9260)를 수광하기 위한 상기 제2 센서 요소(9112)는 상기 복수개의 센서 요소들 중 1행 1열에 위치할 수 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 상기 센서부(9210)의 상기 센서 요소들(9211,9212)을 제어할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부(190)는 상기 라이다 장치(9200)에서 조사되는 레이저의 조사 방향에 기초하여 상기 센서부(9210)의 상기 센서 요소들(9211,9212)을 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 조사 방향으로 조사되는 상기 제1 레이저(9250)가 상기 라이다 장치(9200)로부터 조사되는 경우, 상기 제1 레이저(9250)가 상기 제1 대상체(9270)에서 반사되어 상기 제1 센서 요소(9211)로 수광될 수 있으므로, 상기 제어부(190)는 상기 제1 센서 요소(9211)를 동작시킬 수 있다.

또한, 상기 제2 조사 방향으로 조사되는 상기 제2 레이저(9260)가 상기 라이다 장치(9200)로부터 조사되는 경우, 상기 제2 레이저(9260)가 상기 제2 대상체(9280)에서 반사되어 상기 제2 센서 요소(9212)로 수광될 수 있으므로, 상기 제어부(190)는 상기 제2 센서 요소(9212)를 동작시킬 수 있다.

이 때, 상기 제어부(190)는 상기 제1 및 제2 센서 요소(9211,9212)를 동시에 동작시킬 수 있으며, 서로 다른 시간에 동작시킬 수도 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 상기 제1 센서 요소(9211)를 동작시키는 동안 상기 제2 센서 요소(9212)를 오프시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 상기 제2 센서 요소(9212)를 동작시키는 동안 상기 제1 센서 요소(9211)를 오프시킬 수 있다.

5.5 복수개의 센서 요소를 포함하는 센서부 동작의 다양한 실시예들

상술한 바와 같이 라이다 장치에서 조사된 레이저의 조사 방향에 따라 대상체로부터 반사되어 센서부로 수광되는 수광 위치가 달라질 수 있으며, 이에 따라 효율적으로 수광하기 위해 상기 센서부는 다양한 방식으로 동작할 수 있다.

도 10는 복수개의 센서 요소를 포함하는 센서부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 10를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(9300)는 센서부(9310) 및 상기 센서부(9310)를 제어하기 위한 제어부(190)를 포함할 수 있고, 상기 센서부(9310)는 복수개의 센서 요소들(9311 내지 9318)을 포함할 수 있으며, 상기 센서부(9310)는 스캔영역 상에 위치하는 대상체(9370,9380)로부터 반사된 레이저(9350,9360)를 수광하여 상기 대상체(9370,9380)를 감지할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부(190)는 상기 센서부(9310)에 포함되는 상기 복수개의 센서 요소들(9311 내지 9318) 각각을 서로 다른 방향으로 조사된 레이저를 감지하기 위해 동작시킬 수 있다.

예를 들어, 제1 조사 방향으로 조사된 제1 레이저(9350)가 스캔영역 상에 위치하는 제1 대상체(9370)로부터 반사된 경우, 상기 제1 레이저(9350)는 상기 센서부(9310)에 포함되는 제8 센서 요소(9318)가 위치하는 곳으로 수광 될 수 있으며, 상기 제어부(190)는 상기 제1 레이저(9350)를 감지하기 위해 상기 제8 센서 요소(9318)를 동작시킬 수 있다. 또한, 제2 조사 방향으로 조사된 제2 레이저(9360)가 스캔영역 상에 위치하는 제2 대상체(9380)로부터 반사된 경우, 상기 제2 레이저(9360)는 상기 센서부(9310)에 포함되는 제1 센서 요소(9311)가 위치하는 곳으로 수광 될 수 있으며, 상기 제어부(190)는 상기 제2 레이저(9360)를 감지하기 위해 상기 제1 센서 요소(9311)를 동작시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 상기 센서부(9310)에 포함되는 상기 복수개의 센서 요소들(9311 내지 9318) 중 레이저를 감지하기 위해 동작시키는 일부의 센서 요소를 제외하고 다른 일부의 센서 요소를 오프시키는 방법으로 상기 센서부(9310)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 제어부(190)는 상기 제1 레이저(9350)를 감지하기 위해 상기 제8 센서 요소(9318)를 동작시키며, 제1 내지 제7 센서 요소(9311 내지 9317)를 오프시킬 수 있다. 또한, 상기 제어부(190)는 상기 제2 레이저(9360)를 감지하기 위해 상기 제1 센서 요소(9311)를 동작시키며, 제2 내지 제8 센서 요소(9312 내지 9318)를 오프시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 상기 라이다 장치에서 조사되는 레이저의 조사 방향을 기초로 상기 복수개의 센서 요소들(9311 내지 9318)을 동작시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 라이다 장치(9300)에 레이저의 조사 방향을 변경하기 위한 스캐닝부가 포함되는 경우, 상기 제어부(190)는 상기 스캐닝부의 각도 정보를 기초로 상기 복수개의 센서 요소들(9311 내지 9318)을 동작시킬 수 있다. 구체적으로 상기 라이다 장치에서 상기 레이저의 조사 방향은 상기 스캐닝부의 각도 정보를 기초로 계산될 수 있으며, 상기 제어부(190)는 계산된 상기 레이저의 조사 방향을 기초로 상기 복수개의 센서 요소들(9311 내지 9318) 어느 일부를 동작시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 상기 라이다 장치(9300)에서 시간 정보를 기초로 상기 복수개의 센서 요소들(9311 내지 9318)을 동작시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 제어부(190)는 기 설정된 순번을 따라 상기 복수개의 센서 요소들(9311 내지 9318) 중 어느 일부를 동작시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 라이다 장치는 기 설정된 패턴을 형성하도록 상기 레이저의 조사 방향을 변경할 수 있으며, 이에 따라 오프셋 상태로부터 특정 시간이 지난 후에 상기 레이저의 조사 방향은 유추될 수 있다. 따라서, 상기 제어부(190)는 유추된 상기 레이저의 조사 방향을 기초로 상기 복수개의 센서 요소들(9311 내지 9318) 중 어느 일부를 동작시킬 수 있다.

또한, 이와 같이 상기 제어부(190)가 상기 복수개의 센서 요소들(9311 내지 9318) 중 어느 일부만 동작 시키고 다른 일부는 오프시키는 경우 상기 라이다 장치(9300)의 수광 효율을 높일 수 있으며, 상기 라이다 장치(9300)에서 출사된 레이저를 제외한 노이즈를 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 라이다 장치(9300)에서 출사된 레이저가 스캔영역 상에 위치하는 대상체에서 반사되서 상기 라이다 장치(9300)로 입사하는 각도와 상기 출사된 레이저를 제외한 노이즈광이 상기 라이다 장치(9300)로 입사하는 각도는 상이할 수 있으므로, 상기 출사된 레이저를 수광하기 위한 센서 요소를 제외하고 다른 센서 요소를 오프시키는 것은 상기 출사된 레이저와 다른 각도로 상기 라이다 장치(9300)에 입사되는 노이즈 광에 의한 감지를 방지할 수 있다.

5.5.1 일 실시예에 따른 센서부의 동작

도 11은 일 실시예에 따른 센서부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(9400)는 센서부(9410) 및 상기 센서부(9410)를 제어하기 위한 제어부(190)를 포함할 수 있고, 상기 센서부(9410)는 복수개의 센서 요소들(9411 내지 9418)을 포함 할 수 있으며, 상기 센서부(9410)는 스캔영역 상에 위치하는 대상체(9470,9480)를 감지할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부(190)는 상기 센서부(9410)에 포함되는 상기 복수개의 센서 요소들(9411 내지 9418) 각각을 서로 다른 방향으로 조사된 레이저를 감지하기 위해 동작시킬 수 있다.

이 때, 상기 제어부(190)는 상기 복수개의 센서 요소들(9411 내지 9418) 각각을 적어도 둘 이상의 서로 다른 방향으로 조사된 레이저를 감지하기 위해 동작시킬 수 있다. 이는 상기 복수개의 센서 요소들(9411 내지 9418)의 개수와 상기 레이저의 조사 방향의 개수에서 차이가 있는 경우, 상기 복수개의 센서 요소들(9411 내지 9418) 각각은 적어도 둘 이상의 서로 다른 방향으로 조사된 레이저를 감지해야 상기 센서부(9410)를 이용하여 상기 라이다 장치(9400)에서 조사된 레이저를 모두 감지할 수 있기 때문일 수 있다.

예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 조사 방향으로 조사된 제1 레이저(9450)가 스캔영역 상에 위치하는 제1 대상체(9470)로부터 반사된 경우, 상기 제1 레이저(9450)는 상기 센서부(9410)에 포함되는 제8 센서 요소(9418)가 위치하는 곳으로 수광 될 수 있으며, 상기 제어부(190)는 상기 제1 레이저(9450)를 감지하기 위해 상기 제8 센서 요소(9418)를 동작시킬 수 있다. 또한, 제2 조사 방향으로 조사된 제2 레이저(9460)가 스캔영역 상에 위치하는 제2 대상체(9480)로부터 반사된 경우, 상기 제2 레이저(9460)는 상기 센서부(9410)에 포함되는 상기 제8 센서 요소(9418)가 위치하는 곳으로 수광될 수 있으며, 상기 제어부(190)는 상기 제2 레이저(9460)를 감지하기 위해 상기 제8 센서 요소(9418)를 동작시킬 수 있다. 따라서, 상기 제어부(190)는 상기 제8 센서 요소(9418)를 서로 다른 방향인 상기 제1 및 제2 조사 방향으로 조사된 상기 제1 및 제2 레이저를 감지하기 위해 동작시킬 수 있다.

또한, 이와 같이 상기 제어부(190)가 상기 복수개의 센서 요소들(9411 내지 9418) 각각을 적어도 둘 이상의 서로 다른 방향으로 조사된 레이저를 감지하기 위해 동작시키는 것은 상기 센서부(9410)에 포함되는 상기 복수개의 센서 요소들의 개수에 상관 없이 상기 라이다 장치(9400)에서 상기 스캔영역을 향해 조사되고 상기 스캔영역 상에 위치한 대상체로부터 반사되어 상기 라이다 장치(9400)로 수광되는 레이저를 모두 감지할 수 있게 할 수 있다.

5.5.2 다른 일 실시예에 따른 센서부의 동작

도 12은 다른 일 실시예에 따른 센서부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 12을 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(9500)는 센서부(9510) 및 상기 센서부(9510)를 제어하기 위한 제어부(190)를 포함할 수 있고, 상기 센서부(9510)는 복수개의 센서 요소들(9511 내지 9518)을 포함 할 수 있으며, 상기 센서부(9510)는 스캔영역 상에 위치하는 대상체(9571,9572,9581,9582)를 감지할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부(190)는 상기 센서부(9510)에 포함되는 상기 복수개의 센서 요소들(9511 내지 9518) 각각을 서로 다른 방향으로 조사된 레이저를 감지하기 위해 동작시킬 수 있다.

이 때, 상기 제어부(190)는 상기 센서부(9510)에 포함되는 상기 복수개의 센서 요소들(9511 내지 9518)을 동작시켜 서로 다른 방향으로 동시에 조사된 복수개의 레이저를 동시에 감지할 수 있다. 이는 상기 제어부(190)에서 상기 복수개의 센서 요소들(9511 내지 9518) 각각을 서로 다른 방향으로 조사된 레이저를 감지 하기 위해서 동작시킬 수 있기 때문일 수 있다.

예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 조사 방향으로 조사된 제1 레이저(9551)와 제2 조사 방향으로 상기 제1 레이저(9551)와 동시에 조사된 제2 레이저(9552)가 각각 스캔영역 상에 위치하는 제1 대상체(9571) 및 제2 대상체(9572)로부터 반사된 경우, 상기 제1 레이저(9551)는 상기 센서부(9510)에 포함되는 제8 센서 요소(9518)가 위치하는 곳으로 수광 될 수 있으며, 상기 제2 레이저(9552)는 상기 센서부(9510)에 포함되는 제6 센서 요소(9516)가 위치하는 곳으로 수광될 수 있다. 따라서 상기 제어부(190)는 상기 제1 레이저(9551)를 감지하기 위해 상기 제8 센서 요소(9518)를 동작시킬 수 있으며, 상기 제2 레이저(9552)를 감지하기 위해 상기 제6 센서 요소(9516)를 동작시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 레이저(9551) 및 상기 제2 레이저(9552)가 동시에 조사되므로 상기 제어부(190)는 상기 제6 센서 요소(9516) 및 상기 제8 센서 요소(9518)를 동시에 동작시킬 수 있다. 또한 제3 조사 방향으로 조사된 제3 레이저(9561)와 제4 방향으로 상기 제3 레이저(9561)와 동시에 조사된 제4 레이저(9562)가 각각 스캔 영역 상에 위치하는 제3 대상체(9581) 및 제4 대상체(9582)로부터 반사된 경우, 상기 제3 레이저(9561)는 상기 센서부(9510)에 포함되는 제1 센서 요소(9511)가 위치하는 곳으로 수광될 수 있으며, 상기 제4 레이저(9562)는 상기 센서부(9510)에 포함되는 제3 센서 요소(9513)가 위치하는 곳으로 수광될 수 있다. 따라서, 상기 제어부(190)는 상기 제3 레이저(9561)를 감지하기 위해 상기 제1 센서 요소(9511)를 동작시킬 수 있으며, 상기 제4 레이저(9562)를 감지하기 위해 상기 제3 센서 요소(9513)를 동작시킬 수 있다. 또한, 상기 제3 레이저(9561) 및 상기 제4 레이저(9562)가 동시에 조사되므로 상기 제어부(190)는 상기 제1 센서 요소(9511) 및 상기 제3 센서 요소(9513)를 동시에 동작시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 서로 다른 방향으로 조사된 레이저를 동시에 감지하기 위하여 서로 인접한 상기 센서 요소를 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(190)는 상기 제1 센서 요소(9511) 및 제2 센서 요소(9512)를 동시에 동작시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 서로 다른 방향으로 조사된 레이저를 동시에 감지하며 상호간의 간섭을 방지하기 위하여 서로 인접하지 않은 상기 센서 요소를 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(190)는 상기 제1 센서 요소(9511) 및 상기 제3 센서 요소(9513)를 동시에 동작시킬 수 있다.

이처럼 상기 제어부(190)는 상기 센서 요소들 중 일부를 동시에 동작시킬 수 있으며, 동시에 동작되는 상기 센서 요소들 사이에 동작되지 않는 상기 센서 요소가 포함될 수 있다.

예를 들어, 상기 제어부(190)는 상기 제1 센서 요소(9511) 및 상기 제3 센서 요소(9513)를 동시에 동작시킬 수 있으며, 상기 제1 센서 요소(9511) 및 상기 제3 센서 요소(9513) 사이에는 상기 제2 센서 요소(9512)가 위치할 수 있다.

5.5.3 또 다른 일 실시예에 따른 센서부의 동작

도 13는 또 다른 일 실시예에 따른 센서부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 13를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치(9600)는 센서부(9610) 및 상기 센서부(9610)를 제어하기 위한 제어부(190)를 포함할 수 있고, 상기 센서부(9610)는 복수개의 센서 요소들(9611 내지 9618)을 포함할 수 있으며, 상기 센서부(9610)는 스캔영역 상에 위치하는 대상체(9670)를 감지할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부(190)는 상기 센서부(9610)에 포함되는 상기 복수개의 센서 요소들(9611 내지 9618)을 서로 다른 방향으로 조사된 레이저를 감지하기 위해 동작시킬 수 있다.

이 때, 상기 제어부(190)는 상기 복수개의 센서 요소들(9611 내지 9618) 중 일부를 서로 같은 방향으로 조사된 레이저를 감지하기 위해 동작시킬 수 있으며, 상기 제어부(190)는 하나의 레이저를 감지하기 위해 적어도 둘 이상의 상기 복수개의 센서 요소들(9611 내지 9618)을 동작시킬 수 있다.

예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 조사 방향으로 조사된 제1 레이저(9650)가 스캔영역 상에 위치하는 제1 대상체(9670)로부터 반사된 경우 상기 제1 레이저(9650)는 상기 센서부(9610)에 포함되는 제7 센서 요소(9617) 및 제8 센서 요소(9618)의 사이로 수광될 수 있다. 따라서, 상기 제어부(190)는 상기 제1 레이저(9650)를 감지하기 위해 상기 제7 센서 요소(9617) 및/또는 상기 제8 센서 요소(9618)를 동작시킬 수 있다.

이 때, 상기 제어부(190)가 상기 제7 센서 요소(9617) 또는 상기 제8 센서 요소(9618)를 동작시키는 것은 상기 제1 레이저(9650)의 일부만을 감지하도록 할 수 있다.

따라서, 상기 제1 레이저(9650)를 감지하기 위하여 상기 제어부(190)는 상기 제7 센서 요소(9617) 및 상기 제8 센서 요소(9618)를 동시에 동작시킬 수 있다.

또한, 상기 제어부(190)는 하나의 조사된 레이저를 감지하기 위하여 서로 인접한 상기 센서 요소를 동작시킬 수 있다. 구체적으로 상기 제어부(190)는 하나의 조사된 레이저를 감지하기 위하여 적어도 둘 이상의 상기 센서 요소를 동작시킬 수 있다.

이처럼, 상기 제어부(190)가 하나의 조사된 레이저를 감지하기 위하여 적어도 둘 이상의 상기 센서 요소를 동작시키는 것은 상기 하나의 조사된 레이저를 최대한 효율적으로 감지할 수 있으며, 동시에 상기 하나의 조사된 레이저 이외의 노이즈 광을 효율적으로 감소시킬 수 있다.

5.6 센서부의 다양한 동작 모드

도 14은 일 실시예에 따른 센서부의 동작 모드를 설명하기 위한 도면이다.

일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저를 수광하기 위한 센서부를 포함할 수 있으며, 상기 센서부는 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드로 동작할 수 있다.

이 때, 상기 제1 동작 모드는 수광되는 레이저의 세기에 따라 출력되는 결과가 선형적으로 변하는 동작 모드일 수 있다.

또한, 상기 제1 동작 모드는 수광되는 레이저의 세기에 따라 출력되는 결과가 아날로그 방식으로 출력되는 동작 모드일 수 있다.

이 때, 상기 제2 동작 모드는 수광되는 레이저의 세기가 일정 임계치를 초과하는 경우 출력되는 결과가 일정하도록 동작하는 동작 모드일 수 있다.

또한, 상기 제2 동작 모드는 수광되는 레이저의 세기가 일정 임계치를 초과하는 경우 출력되는 결과가 디지털 방식으로 출력되는 동작 모드일 수 있다.

또한, 상기 제2 동작 모드는 상기 제1 동작 모드에 비해 민감도가 높을 수 있다.

예를 들어, 서로 다른 동작 모드로 동작하는 상기 센서부로 동일한 세기의 레이저가 감지되는 경우 상기 제2 동작 모드로 동작하는 센서부의 출력 값은 상기 제1 동작 모드로 동작하는 센서부의 출력 값 보다 클 수 있다.

또한, 예를 들어, 상기 제2 동작 모드에서 감지할 수 있는 레이저의 최소 세기는 상기 제1 동작 모드에서 감지할 수 있는 레이저의 초소 세기 보다 작을 수 있다.

또한, 상기 제2 동작 모드는 상기 제1 동작 모드에 비해 필요한 바이어스 전압이 높을 수 있다.

예를 들어, 상기 센서부는 바이어스 전압이 일정 임계치 이하인 경우 상기 제1 동작 모드로 동작하며, 바이어스 전압이 일정 임계치를 초과하는 경우 상기 제2 동작 모드로 동작할 수 있따.

또한, 상기 제2 동작 모드는 상기 제1 동작 모드에 비해 열적 민감도가 낮을 수 있다.

예를 들어, 서로 다른 동작 모드로 동작하는 상기 센서부의 주변 온도가 동일한 정도 변경되는 경우, 상기 제2 동작 모드로 동작하는 센서부의 출력 값의 변화는 상기 제1 동작 모드로 동작하는 센서부의 출력 값의 변화 값 보다 작을 수 있다.

또한, 상기 센서부는 시간에 따라 상기 제1 동작 모드 및 상기 제2 동작 모드로 동작할 수 있다.

예를 들어, 상기 센서부는 상기 라이다 장치에서 레이저가 출사된 후 제1 시점 이전까지 상기 제1 동작 모드로 동작하며, 상기 제1 시점 이후부터 제2 시점까지 상기 제2 동작 모드로 동작할 수 있다.

또한, 상기 센서부의 동작 모드를 변경 시키기 위하여, 상기 센서부에 가해지는 바이어스 전압은 상기 라이다 장치에서 레이저가 출사된 후 대상체에서 반사되어 상기 센서부에 수광되기까지 시간에 따라 점차적으로 증가할 수 있다.

또한, 상기 센서부는 상기 제1 동작 모드로 동작했을 때, 상기 라이다 장치에서 출사되어 스캔영역상에 위치하는 대상체로부터 반사된 레이저가 상기 센서부에서 감지된 경우, 다시 상기 제1 동작 모드로 동작하며, 상기 반사된 레이저가 상기 센서부에서 감지되지 않은 경우 상기 제2 동작 모드로 동작할 수 있다.

예를 들어, 조사 방향이 제1 조사 방향인 제1 레이저를 수광하기 위하여 상기 센서부는 상기 제1 동작 모드로 동작할 수 있으며, 상기 제1 레이저가 상기 대상체에서 반사된 후 상기 센서부에서 감지되지 않은 경우 조사방향이 제1 조사 방향이며 상기 제1 레이저보다 늦게 출사되는 제2 레이저를 수광하기 위하여 상기 센서부는 상기 제2 동작 모드로 동작할 수 있고, 상기 제1 레이저가 상기 대상체에서 반사된 후 상기 센서부에서 감지된 경우 상기 제2 레이저를 수광하기 위하여 상기 센서부는 상기 제1 동작 모드로 동작할 수 있다.

또한, 상기 센서부는 APD(Avalanche Photo Diode)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 동작 모드는 상기 APD의 선형 모드일 수 있다.

또한, 상기 센서부는 APD를 포함할 수 있으며, 상기 제2 동작 모드는 상기 APD의 가이거(Geiger Mode)일 수 있다.

도 15는 일 실시예에 따라 센서부를 동작시키기 위한 라이다 장치의 동작 흐름도를 나타낸 것이다.

도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 라이다 장치는 레이저 출력부에서 레이저가 출사 된 후 시간에 따라 센서부에 인가되는 바이어스 전압을 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 센서부에 인가되는 바이어스 전압이 증가됨에 따라 상기 바이어스 전압이 일정 세기 이상이 되는 경우 상기 센서부의 동작 모드가 변할 수 있다.

이 때, 상기 센서부는 상기 레이저 출력부에서 레이저가 출사되는 시점에 제1 동작 모드로 동작할 수 있다.

이 때, 상기 센서부에 인가되는 바이어스 전압의 세기가 일정 세기 이상이 되는 경우 상기 센서부는 제2 동작 모드로 동작 할 수 있다.

또한, 상기 라이다 장치는 소정의 시간 경과 여부 또는 레이저의 수광 여부를 판단할 수 있다.

이 때, 상기 라이다 장치에서 소정의 시간이 경과된 경우 상기 라이다 장치의 감지 범위를 벗어난 것일 수 있어, 상기 센서부에 인가되는 바이어스 전압을 초기화 시킬 수 있다.

이 때, 상기 센서부에서 레이저를 수광한 경우 상기 바이어스 전압을 증가시킬 필요가 없으므로 상기 센서부에 인가되는 바이어스 전압을 초기화 시킬 수 있다.

또한, 상기 센서부가 상기 제1 동작 모드로 동작할 때 보다 상기 제2 동작 모드로 동작하는 경우 더 멀리있는 대상체에서 반사된 레이저를 감지하기에 용이할 수 있다.

도 16은 다른 일 실시예에 따라 센서부를 동작시키기 위한 라이다 장치의 동작 흐름도를 나타낸 것이다.

상기 라이다 장치는 상기 센서부를 제1 동작 모드로 동작시키며, 제1 레이저를 조사할 수 있다.

이 때, 상기 제1 레이저는 스캔영역 내에 위치하는 대상체로부터 반사되어 상기 센서부에 수광될 수 있다.

이 때, 상기 제1 레이저는 상기 대상체의 위치와 다른 곳으로 조사되어 대상체에서 반사되지 않아 상기 센서부에 수광되지 않을 수 있다.

또한, 상기 라이다 장치는 상기 제1 레이저를 통해 상기 대상체의 검출 여부를 판단할 수 있다.

또한, 상기 대상체가 검출되지 않은 경우 상기 라이다 장치는 상기 센서부를 제2 동작 모드로 동작시키며, 제2 레이저를 조사할 수 있다.

또한, 상기 대상체가 검출된 경우 상기 라이다 장치는 상기 센서부를 제1 동작 모드로 동작시키며, 제2 레이저를 조사할 수 있다.

도 15 및 도 16을 참조하여, 상술한 센서부의 동작 모드 및 상기 센서부의 동작 모드에 따른 동작을 이해할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

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.

Claims

레이저를 이용하여 포인트 클라우드를 획득하기 위한 라이다 장치에 있어서,
레이저를 출사하기 위한 레이저 출력부;
제1 축을 따른 방향으로 복수개의 감지 영역을 가지도록 상기 제1 축을 따라 배열된 복수개의 센서 요소를 포함하는 센서부;
상기 제1 축 방향으로 상기 라이다 장치의 스캔 영역을 확장시키되, 상기 제1 축 방향으로 상기 복수개의 센서 요소 각각의 감지 영역을 변경시키지 않도록 배치되는 스캐닝부;
제2 축 방향으로 상기 라이다 장치의 스캔 영역을 확장시키며, 상기 제2 축 방향으로 상기 복수개의 센서 요소 각각의 감지 영역을 변경시키기 위한 회전스캐닝부;를 포함하되,
상기 복수개의 센서 요소 각각의 감지 영역이 상기 제2 축 방향으로 변경됨에 따라 상기 포인트 클라우드 중 상기 복수개의 센서 요소 각각이 상기 제2 축 방향을 따라 커버하는 포인트의 개수는 상기 제1 축 방향을 따라 커버하는 포인트의 개수 보다 많으며,
상기 복수개의 센서 요소는 상기 스캐닝부를 통해 조사되는 레이저의 방향에 따라 선택적으로 구동되는
라이다 장치.
제1 항에 있어서,
상기 라이다 장치는 상기 복수개의 센서 요소를 선택적으로 구동시키기 위한 제어부를 포함하며,
상기 복수개의 센서 요소는 제1 센서 요소 및 제2 센서 요소를 포함하고,
상기 제어부는
상기 레이저의 조사 방향이 제1 조사 방향인 제1 레이저를 수광하기 위해 상기 제1 센서 요소를 동작시키며,
상기 레이저의 조사 방향이 제2 조사 방향인 제2 레이저를 수광하기 위해 상기 제2 센서 요소를 동작시키고,
상기 제1 축을 포함하는 좌표계를 기준으로
상기 제1 센서 요소가 상기 제2 센서 요소에 비해 더 큰 상기 제1축의 성분값을 가지도록 배치되는 경우,
상기 라이다 장치로부터 소정의 거리만큼 이격된 지점에서의 상기 제1 레이저의 조사 위치의 상기 제1 축의 성분값은 상기 소정의 거리만큼 이격된 지점에서의 상기 제2 레이저의 조사 위치의 상기 제1 축의 성분값보다 더 작은
라이다 장치.
제1 항에 있어서,
상기 복수개의 센서 요소 중 적어도 둘 이상의 센서 요소가 동시에 구동되는
.라이다 장치.
제1 항에 있어서,
상기 라이다 장치는 상기 복수개의 센서 요소를 선택적으로 구동시키기 위한 제어부를 포함하며,
상기 제어부는
상기 복수개의 센서 요소 각각을 적어도 둘 이상의 조사방향이 서로 다른 레이저를 수광하기 위해 구동시키며,
수광 효율을 높이기 위해서 상기 복수개의 센서 요소 중 적어도 둘 이상의 상기 센서 요소를 동시에 동작시키는
라이다 장치.
제4 항에 있어서,
상기 제어부는
수광 효율을 높이기 위해서 상기 복수개의 센서 요소 중 적어도 둘 이상의 인접한 상기 센서 요소를 동시에 동작 시키는
라이다 장치.
제1 항에 있어서,
상기 라이다 장치는 상기 복수개의 센서 요소를 선택적으로 구동시키기 위한 제어부를 포함하며,
상기 제어부는
상기 스캐닝부를 통해 조사되는 레이저 방향에 기초하여 상기 복수개의 센서 요소 중 일부를 동작시키며, 다른 일부를 오프 시키는
라이다 장치.
제1 항에 있어서,
상기 레이저 출력부는
제1 레이저를 출사하는 제1 레이저 출력 소자 및
상기 제1 레이저와 다른 방향으로 조사되는 제2 레이저를 출력하는 제2 레이저 출력 소자를 포함하되,
상기 복수개의 센서 요소는 일 시점에서 상기 제1 레이저를 수광하기 위한 제1 센서 요소 및 상기 제2 레이저를 수광하기 위한 제2 센서 요소를 포함하는
라이다 장치.
제7 항에 있어서,
상기 제1 레이저가 상기 제1 레이저 출력 소자로부터 출사되는 시점과 상기 제2 레이저가 상기 제2 레이저 출력 소자로부터 출사되는 시점이 동일한
라이다 장치.
제7 항에 있어서,
상기 제1 센서 요소와 상기 제2 센서 요소 사이에 적어도 하나 이상의 센서 요소가 존재하도록 상기 제1 레이저의 조사방향과 상기 제2 레이저의 조사 방향이 서로 상이한
라이다 장치.
제1 항에 있어서,
상기 레이저 출력부는 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 어레이를 포함하며,
상기 센서부는 SPAD(Single Photon avalanche diode) 어레이를 포함하는
라이다 장치.
제1 항에 있어서,
상기 회전스캐닝부는 상기 제1 축을 기준으로 회전하는 회전 다면 미러를 포함하는
라이다 장치.
제1 항에 있어서,
상기 회전 스캐닝부는 회전 모터를 포함하는
라이다 장치.
제12 항에 있어서,
상기 회전 모터는 상기 레이저 출력부 및 상기 센서부를 회전시키도록 구동되며,
상기 스캐닝부는 상기 레이저 출력부로부터 출력된 레이저를 스티어링 하기 위한 렌즈를 포함하는
라이다 장치.
제1 항에 있어서,
상기 포인트 클라우드는 제1 레이저를 기초로 생성된 제1 포인트, 상기 제1 포인트와 상기 제1 축 방향으로 동일한 위치에 있으며, 상기 제2 축 방향으로 상이한 위치에 있고, 제2 레이저를 기초로 생성된 제2 포인트 및 상기 제1 포인트와 상기 제1 축 방향으로 상이한 위치에 있으며, 상기 제2 축 방향으로 동일한 위치에 있고, 제3 레이저를 기초로 생성된 제3 포인트를 포함하고,
상기 복수개의 센서 요소는 상기 제1 포인트를 생성하기 위한 제1 센서 요소를 포함하며,
상기 제2 포인트는 상기 제1 센서 요소에 수광된 상기 제2 레이저에 기초하여 획득되며, 상기 제3 포인트는 상기 제1 센서 요소와 상이한 센서 요소에 수광된 상기 제3 레이저에 기초하여 획득되는
라이다 장치.
제1 항에 있어서,
상기 라이다 장치는 상기 복수개의 센서 요소를 선택적으로 구동시키기 위한 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 센서부가 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드로 동작 하도록 제어하고,
상기 제1 동작 모드는 수광되는 레이저의 세기에 따라 출력되는 결과가 아날로그 방식으로 출력되는 동작 모드이고,
상기 제2 동작 모드는 수광되는 레이저의 세기가 일정 임계치를 초과하는 경우 출력되는 결과가 디지털 방식으로 출력되는 동작 모드이며,
상기 제어부는 조사 방향이 제1 조사 방향인 제1 레이저를 수광하기 위하여 상기 센서부를 상기 제1 동작 모드로 동작시키고
상기 제1 레이저가 대상체에서 반사된 후 상기 센서부에서 감지되지 않은 경우 조사방향이 상기 제1 조사 방향이며, 상기 제1 레이저보다 늦게 출사되는 제2 레이저를 수광하기 위하여 상기 센서부를 상기 제2 동작 모드로 동작시키는
라이다 장치.
제1 항에 있어서,
상기 라이다 장치는 상기 복수개의 센서 요소를 선택적으로 구동시키기 위한 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 센서부에 인가되는 바이어스 전압을 제어하고,
상기 제어부는 상기 라이다 장치에서 레이저가 출사된 후 대상체에서 반사되어 상기 센서부에 수광되기 까지 상기 센서부에 가해지는 바이어스 전압을 시간에 따라 점차적으로 증가시키는
라이다 장치.
제1 항에 있어서,
상기 라이다 장치는 상기 복수개의 센서 요소를 선택적으로 구동시키기 위한 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 센서부가 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드로 구동하도록 제어하고,
상기 제1 동작 모드는 수광되는 레이저의 세기에 따라 출력되는 결과가 아날로그 방식으로 출력되는 동작 모드이고,
상기 제2 동작 모드는 수광되는 레이저의 세기가 일정 임계치를 초과하는 경우 출력되는 결과가 디지털 방식으로 출력되는 동작모드이며,
상기 제어부는 상기 라이다 장치에서 레이저가 출사된 후 제1 시점 이전까지 상기 센서부를 상기 제1 동작 모드로 동작시키고,
상기 제1 시점 이후부터 제2 시점 까지 상기 제2 동작 모드로 동작 시키는
라이다 장치.