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KR20140123748A - Distance measuring scanner and operating method thereof - Google Patents

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KR20140123748A
KR20140123748A KR20130040964A KR20130040964A KR20140123748A KR 20140123748 A KR20140123748 A KR 20140123748A KR 20130040964 A KR20130040964 A KR 20130040964A KR 20130040964 A KR20130040964 A KR 20130040964A KR 20140123748 A KR20140123748 A KR 20140123748A
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KR
South Korea
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distance
distance measuring
measurement
measurement position
unit
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KR20130040964A
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Korean (ko)
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Inventor
김혜림
이정욱
조성진
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Publication date
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Abstract

Included in the present invention is a reflection mirror which is positioned at the rear side of a scanner. Even when a rotation unit faces the rear side of the scanner during distance measurement with the reflection mirror, a distance from surrounding objects positioned at the front side can be measured using a triangulation method, a time of flight (TOF) method, and a method using a phase shift. In addition, provided in the present invention is a method for calculating the coordinate of the surrounding object based on the measured distance.

Description

거리 공간 측정 장치 및 동작 방법{DISTANCE MEASURING SCANNER AND OPERATING METHOD THEREOF}[0001] DISTANCE MEASURING SCANNER AND OPERATING METHOD THEREOF [0002]

본 발명은 거리 측정 방법에 관한 것으로, 특히 회전 구동을 통해 회전하며 주변 사물과의 거리를 측정 하는 거리 측정 장치에 반사거울을 같이 구성하여 거리 측정 장치의 앞에 위치한 주변사물과의 거리를 보다 빠르게 측정하고, 측정한 거리를 기초로 주변 사물의 좌표를 구하는 거리 측정 장치 및 거리 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a distance measuring method, and more particularly, to a distance measuring apparatus for measuring a distance from an object to be measured, And a distance measuring apparatus and a distance measuring method for obtaining the coordinates of objects around the object based on the measured distance.

본 발명의 거리 측정 장치(이하 '스캐너')는 빛을 이용하여 스캐너와 주변 사물 사이의 거리를 측정한다. 빛을 이용하여 거리를 측정하는 방식은 삼각측량(triangulation) 방식, TOF(Time of Flight) 방식, 위상차(phase-shift)를 이용한 방식 등이 있다.A distance measuring device (hereinafter 'scanner') of the present invention uses light to measure the distance between the scanner and surrounding objects. The method of measuring the distance using light includes a triangulation method, a time of flight (TOF) method, and a method using a phase-shift method.

삼각측량 방식은 삼각측량법을 바탕으로 거리를 측정하는 방법이며, TOF 방식은 스캐너에서 빛을 발광한 시간과 그 발광된 빛이 주변 사물에 반사되어 거리측정 장치로 돌아오는 시간의 차이를 이용하여 스캐너와 주변 사물 사이의 거리를 계산하는 방법이다. 위상차를 이용한 방식은 일정한 주파수를 가진 신호를 이용하여 빛을 측정위치에 발광하고, 측정위치에 반사되어 스캐너로 돌아오는 빛을 이용하여 측정 신호를 생성하고, 측정 위치에 빛을 발광할 때 이용한 일정한 주파수를 가진 신호와 측정 측정위치에서 반사되어 스캐너로 돌아온 빛을 이용하여 생성한 측정 신호를 비교하여 위상차를 구하고, 구한 위상차를 기초로 거리를 측정하는 방법이다.The triangulation method is a method of measuring distance based on triangulation method. The TOF method uses a difference between the time of light emission from the scanner and the time that the emitted light is reflected on the surrounding objects and returns to the distance measuring device, And the distance between the objects. The phase difference method uses a signal having a constant frequency to emit light at a measurement position, generates a measurement signal using light reflected at the measurement position and returning to the scanner, A method of measuring the distance based on the obtained phase difference by comparing the signal having the frequency with the measurement signal generated by using the light reflected back from the measuring position and using the returned light to the scanner.

본 발명은 상기한 거리 측정 방법 중 적어도 하나의 거리 측정 방법을 사용하며, 회전부가 회전을 하면서 주변사물과의 거리를 측정하는 스캐너에 반사거울을 같이 구성하여 거리 측정 장치의 전방에 위치한 주변 사물과의 거리를 보다 빠르게 측정하고, 측정한 거리를 기초로 주변 사물의 좌표를 구하는 거리 측정 장치 및 거리 측정 방법을 제공한다.The present invention is characterized in that at least one distance measuring method among the distance measuring methods described above is used, and a mirror for measuring a distance to an object near the rotating unit is rotated, And a distance measuring method and a distance measuring method for obtaining the coordinates of nearby objects based on the measured distance are provided.

본 발명은 반사거울을 이용하여 회전 구동을 통해 회전부가 회전하며 주변 사물과의 거리를 측정 하는 스캐너가 항상 전방에 위치한 주변 사물과의 거리를 측정하고 주변 사물이 위치한 좌표를 구하는 방법을 제공하고자 한다.The present invention provides a method of measuring the distance between a rotating object and a surrounding object located at the front of the rotating object by rotating the rotating mirror using a reflecting mirror and measuring the distance to the surrounding object, .

본 발명의 한 실시예에 따른 거리 측정 장치는 전방 또는 후방 중 어느 한 방향으로 거리 측정용 빔을 발광하는 송광부; 거리 측정용 빔이 후방을 향할 때, 거리 측정용 빔의 방향을 전방으로 변경하는 반사거울; 측정 위치에서 반사되어 거리 측정 장치로 돌아오는 빛을 측정하여 측정한 빛을 기초로 측정 신호를 생성하는 수광부; 및 측정 신호를 기초로 거리 측정 장치와 측정 위치 사이의 거리 계산하는 거리 계산부를 포함한다.A distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a light emitting unit that emits a distance measuring beam in either a front direction or a rear direction; A reflecting mirror for changing the direction of the distance measuring beam forward when the distance measuring beam is directed backward; A light receiving unit for generating a measurement signal on the basis of the light reflected from the measurement position and returning to the distance measurement device; And a distance calculator for calculating a distance between the distance measuring device and the measurement position based on the measurement signal.

본 발명의 한 실시예에 따른 거리측정 장치의 동작 방법은 전방 또는 후방 중 어느 한 방향으로 측정 위치에 거리 측정용 빔을 발광하는 단계; 거리 측정용 빔이 후방을 향할 때, 반사거울을 이용하여 거리 측정용 빔의 방향을 전방으로 변경하는 단계; 측정 위치에 반사되어 거리 측정 장치로 돌아오는 빛을 측정하여 측정한 빛을 기초로 측정 신호를 생성하는 단계; 및 측정 신호를 기초로 거리 측정 장치와 측정 위치 사이의 거리를 계산하는 단계를 포함한다.A method of operating a distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes: emitting a distance measuring beam to a measurement position in either a forward direction or a backward direction; Changing the direction of the distance measurement beam forward using a reflection mirror when the distance measurement beam is directed backward; Generating a measurement signal based on the measured light reflected from the measurement position and returning to the distance measurement device; And calculating a distance between the distance measuring device and the measurement position based on the measurement signal.

본 발명의 실시예에 따르면, 스캐너의 회전부가 스캐너의 후방을 향할 때도 스캐너의 전방에 위치한 주변 사물과의 거리를 측정하고 주변 사물이 위치한 좌표를 구할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, even when the rotating part of the scanner is directed to the back of the scanner, the distance to the surrounding object located in front of the scanner can be measured and the coordinates at which the surrounding object is located can be obtained.

도 1은 TOF 거리 측정 방식을 이용한 거리 측정 방식의 기본적인 동작 방법을 보여준다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 스캐너의 동작 방법을 보여준다.
도 3은 회전부가 회전하여 광원이 스캐너의 뒤쪽을 향해 있을 때 본 발명의 한 실시예에 따른 스캐너의 동작 방법을 보여준다.
도 4는 스캐너의 주변 사물의 좌표를 계산하는 동작 방법을 보여준다.
도 5는 스캐너의 회전부가 회전하여 광원이 스캐너의 뒤쪽을 향해 있을 때 주변 사물의 좌표를 계산하는 동작 방법을 보여준다.
도 6 본 발명의 한 실시예에 쓰이는 틸트 구동부, 회전 구동부 및 반사거울의 한 예를 보여준다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 스캐너의 회전 구동부 및 틸트 구동부 동작 방법을 보여준다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 스캐너의 회전 구동부 및 틸트 구동부 동작 방법을 보여준다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 스캐너의 동작 방법을 보여준다.
도 10는 진공 청소 로봇에 탑재되어 사용되는 스캐너를 보여준다.
도 11은 자동차에 탑재되어 사용되는 스캐너를 보여준다.1 shows a basic operation method of the distance measuring method using the TOF distance measuring method.
2 illustrates a method of operating a scanner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates a method of operation of the scanner according to an embodiment of the present invention when the rotating unit rotates and the light source faces the back of the scanner.
Figure 4 shows an operation method for calculating the coordinates of the objects around the scanner.
5 shows an operation method of calculating the coordinates of the surrounding objects when the rotating part of the scanner rotates and the light source faces the back of the scanner.
6 shows an example of a tilt driving part, a rotation driving part, and a reflection mirror used in an embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows a method of operating a rotation driving unit and a tilt driving unit of a scanner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 illustrates a method of operating a rotation driving unit and a tilt driving unit of a scanner according to an embodiment of the present invention.
9 illustrates an operation method of a scanner according to an embodiment of the present invention.
Fig. 10 shows a scanner used in a vacuum cleaning robot.
11 shows a scanner mounted on a vehicle.

이하, 본 발명과 관련된 스캐너에 대하여 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 다양한 장치에 적용될 수 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다. 예를 들어 주변의 사물을 인식하여 동선을 정하는 로봇, 주변에서 일어나는 미세한 동작이나 주변 사물을 감지하는 장치, 사용자의 동작을 인식하는 장치 및 3차원 영상을 만드는 장치 등이 있다. 특히 자동차에 설치되어 전방에 위치한 주변 사물의 좌표를 계산하는데 사용될 수 있다.Hereinafter, a scanner related to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. It will be readily apparent to those skilled in the art that the configuration according to the embodiments described herein can be applied to various apparatuses. For example, there are a robot for recognizing surrounding objects and determining movement lines, a device for detecting minute movements or objects in the surroundings, a device for recognizing user's motion, and a device for generating a three-dimensional image. Especially, it can be used to calculate the coordinates of surrounding objects installed in the car.

다음은 도 1을 참고하여 TOF 거리 측정 방식을 이용한 거리 측정 방식의 기본적인 동작 방법을 설명한다.Next, a basic operation method of the distance measuring method using the TOF distance measuring method will be described with reference to FIG.

도 1은 TOF 거리 측정 방식을 이용한 스캐너의 기본적인 동작 방법을 나타내는 블록 구성도(block diagram) 이다.1 is a block diagram showing a basic operation method of a scanner using a TOF distance measuring method.

상기 스캐너(100)는 송광부(110), 수광부(120) 및 집광 렌즈(130)를 포함한다.The scanner 100 includes a light emitting unit 110, a light receiving unit 120, and a condenser lens 130.

이하, 상기 구성요소에 대해 차례로 살펴본다.Hereinafter, the components will be described in order.

송광부(110)는 거리 측정용 빔(1)을 발생하는 광원(112)을 포함한다.The light emitting unit 110 includes a light source 112 for generating the distance measuring beam 1.

수광부(120)는 주변 사물(3)의 표면에 반사되는 스캐너로 돌아오는 빛(7)을 측정하는 수광센서(122)를 포함한다. 또한 주변 사물(3)에서 반사되어 스캐너로 돌아오는 빛(7)을 수광센서(122)에 모아주는 집광렌즈(130)도 포함할 수 있다.The light receiving unit 120 includes a light receiving sensor 122 for measuring light 7 that returns to the scanner reflected on the surface of the surrounding object 3. [ And a condenser lens 130 that collects the light 7 reflected by the peripheral object 3 and returned to the scanner to the light receiving sensor 122. [

도 1에 도시된 바와 같이, 송광부(110)에서 주변 사물(3)을 향해 거리 측정용 빔(1)을 발생한다. 거리 측정 용 빔(1)이 주변 사물(3)에 도착하면 주변 사물(3)의 표면에 반사되어 여러 갈래로 반사되는 빛(5)의 형태를 가진다. 이중 스캐너(100)에 포함된 집광렌즈(130)에 의해 여러 갈래로 반사되는 빛의 일부(7)가 수광부의(120)의 수광센서(122)로 돌아오게 된다.As shown in Fig. 1, a distance measuring beam 1 is generated from the light emitting unit 110 toward the surrounding object 3. [ When the distance measuring beam 1 arrives at the surrounding object 3, it has the shape of the light 5 reflected by the surface of the surrounding object 3 and reflected in several directions. A part of the light 7 reflected by the condenser lens 130 included in the dual scanner 100 returns to the light receiving sensor 122 of the light receiving unit 120. [

스캐너(100)에서 거리 측정용 빔을 발광한 시간과 그 발광된 거리 측정용 빔이 주변 사물(3)에 반사되어 스캐너(100)로 돌아오는 시간의 차이를 이용하여 스캐너(100)와 주변 사물(3) 사이의 거리를 계산할 수 있다.The difference between the time when the distance measuring beam is emitted from the scanner 100 and the time when the distance measurement beam is reflected by the surrounding object 3 and returns to the scanner 100, And the distance between the electrodes 3 can be calculated.

상기한 바와 같이 본 발명은 위에 자세히 설명한 TOF 거리 측정 방식뿐만 아니라 삼각측량 거리 측정 방식 또는 위상차를 이용한 거리 측정 방식에도 사용될 수 있다.As described above, the present invention can be applied not only to the TOF distance measurement method described in detail above, but also to the triangulation distance measurement method or the distance measurement method using the phase difference.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 스캐너의 기본적인 동작 방법을 나타내는 블록 구성도(block diagram) 이다.2 is a block diagram illustrating a basic operation method of a scanner according to an embodiment of the present invention.

상기 스캐너(300)는 송광부(310), 수광부(320), 회전 구동부(330), 틸트 구동부(340), 통신부(350), 제어부(360), 및 전원 공급부(370) 등을 포함할 수 있다.The scanner 300 may include a light emitting unit 310, a light receiving unit 320, a rotation driving unit 330, a tilt driving unit 340, a communication unit 350, a control unit 360, and a power supply unit 370 have.

송광부(310)와 수광부(320)는 지지판(390)의 같은 면에 고정될 수 있다. 송광부(310)는 광원(312)과 광원렌즈(314)를 포함할 수 있다. 광원(312)은 LD(Laser Diode), LED(Light Emitting Diode) 등이 사용될 수 있으며, 광원 렌즈(314)는 콜리메이터 렌즈(collimator lens)가 사용되어, 광원(312)에서 나오는 빛을 평행광 또는 수렴광으로 만들 수 있다.The light-emitting portion 310 and the light-receiving portion 320 may be fixed to the same surface of the support plate 390. The light emitting unit 310 may include a light source 312 and a light source lens 314. A collimator lens may be used as the light source lens 314 so that the light emitted from the light source 312 may be transmitted through a parallel light or a collimator lens. Convergent light.

수광부(320)는 수광센서(322), 수광렌즈(324) 및 파장필터(326)를 포함할 수 있다. 수광렌즈(324)는 수광센서(322)에 빛을 모아주며, 수광센서(322)는 수광렌즈(324)에서 모아준 빛을 감지한다. 파장필터(326)는 광원(312)의 파장과 다른 빛이 수광센서(322)에 감지되는 것을 방지해 준다.The light receiving unit 320 may include a light receiving sensor 322, a light receiving lens 324, and a wavelength filter 326. The light receiving lens 324 collects the light to the light receiving sensor 322 and the light receiving sensor 322 senses the light collected by the light receiving lens 324. The wavelength filter 326 prevents light other than the wavelength of the light source 312 from being detected by the light receiving sensor 322.

송광부(310)와 수광부(320)가 고정된 지지판(390)는 회전부(301)에 고정된다. 또한 틸트 구동부(340)도 같이 회전부(301)에 고정될 수 있다.The supporting plate 390 to which the light emitting unit 310 and the light receiving unit 320 are fixed is fixed to the rotating unit 301. Also, the tilt driver 340 may be fixed to the rotation unit 301 as well.

회전 구동부(330)는 회전부(301)를 수평 회전 시킬 수 있게 구성된다. 회전부(301)의 회전에 따라 측정 위치가 이동한다. 예를 들어, 회전부(301)를 시계 반대 방향(332)로 회전하면, 측정 위치가 왼쪽으로 이동된다. 반대로, 회전부(301)를 시계 방향로 회전하면, 측정 위치가 오른쪽으로 이동된다.The rotation drive unit 330 is configured to rotate the rotation unit 301 horizontally. The measurement position moves according to the rotation of the rotation unit 301. [ For example, when the rotary unit 301 is rotated in the counterclockwise direction 332, the measurement position is moved to the left. On the contrary, when the rotating portion 301 is rotated clockwise, the measurement position is moved to the right.

도 2에서는 회전 구동부(330)가 회전부(301)를 시계 반대 방향(332)로 회전시키는 내용이 도시되어있지만, 회전 구동부(330)는 회전부(301)를 시계 방향으로도 회전 시킬 수도 있다. 회전 구동부(330)는 인코더를 포함할 수 있고, 인코더는 회전 각도 정보를 인코더 신호로 거리 계산부(362)에 보낼 수 있다.2, the rotation driving unit 330 rotates the rotation unit 301 in the counterclockwise direction 332, but the rotation driving unit 330 may rotate the rotation unit 301 in the clockwise direction. The rotation drive unit 330 may include an encoder, and the encoder may send rotation angle information to the distance calculation unit 362 as an encoder signal.

거리 계산부(362)는 거리나 좌표를 계산 할 때, 회전 구동부(330)의 인코더에서 보내준 회전 각도 정보를 이용할 수 있다. 예를 들어 회전 각도 정보를 이용하여 측정 값을 보정할 수 있다.The distance calculation unit 362 can use the rotation angle information sent from the encoder of the rotation driving unit 330 when calculating the distance or the coordinates. For example, the measured value can be corrected using rotation angle information.

틸트 구동부(340)는 지지판(390)의 기울기를 조절할 수 있게 구성된다. 예를 들어서, 틸트 구동부(340)는 틸트 구동 모터(342), 제1 틸트 구동 기어(346), 제2 틸트 구동 기어(347), 제3 틸트 구동 기어(348)를 이용하여 지지판(390)의 기울기를 조절할 수 있다. 틸트 구동 모터(342)는 상기한 틸트 구동 기어(346, 347, 348)를 회전시켜 지지판(390)의 기울기를 상하로 조절한다. 지지판(390)의 기울기가 상하로 조절되면, 지지판(390)에 고정된 송광부(310)와 수광부(320)의 기울기도 같이 같은 방향으로 조절된다. 따라서 틸트 구동부(340)을 이용하여 측정 위치도 위 아래로 이동할 수 있다. 틸트 구동부(340)는 인코더를 포함할 수 있고, 인코더는 틸트 각도 정보를 인코더 신호로 거리 계산부(362)에 보낼 수 있다.The tilt driver 340 is configured to adjust the tilt of the support plate 390. For example, the tilt driver 340 drives the support plate 390 using the tilt drive motor 342, the first tilt drive gear 346, the second tilt drive gear 347, and the third tilt drive gear 348, Can be adjusted. The tilt driving motor 342 rotates the tilt driving gears 346, 347 and 348 to adjust the tilt of the supporting plate 390 up and down. The inclination of the light emitting unit 310 and the light receiving unit 320 fixed to the support plate 390 is adjusted in the same direction as the inclination of the support plate 390 is adjusted up and down. Therefore, the measurement position can also be moved up and down using the tilt driver 340. The tilt driver 340 may include an encoder, and the encoder may transmit the tilt angle information to the distance calculator 362 as an encoder signal.

거리 계산부(362)는 거리나 좌표를 계산할 때, 틸트 구동부(340)의 인코더에서 보내준 틸트 각도 정보를 이용할 수 있다. 예를 들어 틸트 각도 정보를 이용하여 측정 값을 보정할 수 있다.The distance calculator 362 can use the tilt angle information sent from the encoder of the tilt driver 340 when calculating the distance or the coordinates. For example, the measured value can be corrected using tilt angle information.

제어부(360)는 지지판(390) 또는 회전부(301)에 위치 시킬 수 있다. 제어부(360)는 거리 계산부(362), 회전 및 틸트 제어부(364)를 포함할 수 있다. 거리 계산부(362)는 수광센서(322)에서 감지한 빛을 기초로 상기한 거리 측정 방법 중 하나의 방법으로 스캐너(300)와 측정 위치 사이의 거리를 계산한다. 예를 들어 TOF 거리 측정 방식을 사용할 수 있다. 또한 거리 계산부(362)는 계산한 거리 값을 이용하여 주변 사물의 좌표 데이터를 작성할 수 있다. 이때 회전 구동부(330)의 인코더와 틸트 구동부(340)의 인코더에서 보내준 회전 각도 및 틸트 각도 정보를 이용할 수 있다. 회전 및 틸트 제어부(364)는 회전 구동부(330)와 틸트 구동부(340)를 제어한다. 제어부(360)는 통신부(350)를 통해 거리 계산부(366)에서 구한 거리 및 주변 사물의 좌표 데이터를 외부의 장치에 유무선으로 전송할 수 있다.The control unit 360 may be placed on the support plate 390 or the rotation unit 301. The control unit 360 may include a distance calculation unit 362 and a rotation and tilt control unit 364. The distance calculation unit 362 calculates the distance between the scanner 300 and the measurement position using one of the distance measurement methods based on the light sensed by the light reception sensor 322. [ For example, a TOF distance measurement method can be used. The distance calculator 362 can also generate coordinate data of surrounding objects using the calculated distance values. At this time, rotation angle and tilt angle information sent from the encoder of the rotation driving unit 330 and the encoder of the tilt driving unit 340 can be used. The rotation and tilt control unit 364 controls the rotation driving unit 330 and the tilt driving unit 340. The control unit 360 can transmit the coordinate data of the distance and surrounding objects obtained by the distance calculating unit 366 via the communication unit 350 to an external device by wire or wire.

전원 공급부(370)는 제어부(360)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성 요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.The power supply unit 370 receives external power and internal power under the control of the controller 360 and supplies power necessary for operation of the respective components.

반사거울(392)은 회전부(301)가 회전하여 광원(312)이 스캐너(300)의 뒤쪽을 향해 있을 때도 스캐너(300)의 앞쪽에 위치한 주변 사물(380)과의 거리를 측정하게 구성된다. 예를 들어, 광원(312)이 스캐너(300)의 후방을 향해있고, 광원(312)에서 거리 측정용 빔(10)을 발광했을 때, 반사거울(392)은 거리 측정용 빔(10)의 방향을 스캐너(300)의 전방으로 변경하여, 스캐너(300)의 전방에 위치한 주변 사물(380)과의 거리를 측정하게 해준다.The reflective mirror 392 is configured to measure the distance from the surrounding object 380 located in front of the scanner 300 even when the rotating unit 301 rotates and the light source 312 faces the back of the scanner 300. For example, when the light source 312 faces the rear of the scanner 300 and the distance measuring beam 10 is emitted from the light source 312, the reflecting mirror 392 is located on the side of the distance measuring beam 10 Direction to the front of the scanner 300 to measure the distance to the surrounding object 380 located in front of the scanner 300. [

반사거울(392)은 기울기가 위 아래로 조절되도록 구성될 수 있다. 또한 반사거울(392)은 기울기가 좌우로 조절되도록 구성될 수도 있다. The reflective mirror 392 may be configured such that the tilt is adjusted up and down. Also, the reflection mirror 392 may be configured such that the tilt is adjusted to the left and right.

도 2에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 스캐너도 구현될 수도 있다.The components shown in Fig. 2 are not essential, so a scanner having more or fewer components may also be implemented.

도 2에서는 스캐너(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 거리 측정용 빔(10)을 이용하여 측정하는 것을 보여준다.2 shows that the distance between the scanner 300 and the surrounding object 380 is measured using the distance measuring beam 10.

제어부(360)는 광원(312)에서 거리 측정용 빔(10)을 주변 사물(380)에 발광하게 한다. 거리 측정용 빔(10)은 주변 사물(380)에 도착한다. 거리 측정용 빔(10)이 주변 사물(380)에 도착하면, 주면 사물의 표면(A)에 반사되어 여러 갈래로 반사되는 빛의 형태(50)를 가진다. 이중 스캐너(300)에 포함된 수광렌즈(324)에 의해 여러 갈래로 반사되는 빛의 일부(30)가 수광부(320)의 수광센서(322)로 돌아오게 된다. 수광센서(322)는 감지된 빛을 이용하여 측정 신호를 생성하고 생성한 측정신호를 거리 계산부(362)에 전송한다. 이때 정확한 빛을 감지를 위해 수광렌즈(324)와 수광센서(322) 사이에 파장필터(326)를 위치 시킬 수 있다. 파장필터(326)는 광원(312)과 같은 파장의 빛만 통과시켜서 다른 외부의 빛이 수광센서(322)에 감지되는 것을 막아준다.The control unit 360 allows the distance measurement beam 10 to be emitted from the light source 312 to the surrounding object 380. The distance measuring beam 10 arrives at the surrounding object 380. When the distance measurement beam 10 arrives at the surrounding object 380, it has a shape 50 of light that is reflected by the surface A of the main surface and is reflected in several directions. A part of the light 30 that is reflected by the light receiving lens 324 included in the dual scanner 300 returns to the light receiving sensor 322 of the light receiving unit 320. [ The light receiving sensor 322 generates a measurement signal using the sensed light and transmits the measurement signal to the distance calculation unit 362. [ At this time, the wavelength filter 326 can be positioned between the light receiving lens 324 and the light receiving sensor 322 for accurate light detection. The wavelength filter 326 passes only light of the same wavelength as the light source 312 to prevent other external light from being detected by the light receiving sensor 322.

제어부(360)의 거리 계산부(362)는 수광센서(322)에서 받은 측정 신호를 기초로 주변 사물의 표면(A)와 스캐너(300) 사이의 거리를 도 1에서 설명한 TOF 방법을 이용해서 계산하고 주변 사물(380)의 좌표를 계산한다. 위에서 설명했듯이 다른 거리 측정 방법을 이용하여 거리를 측정할 수 도 있다.The distance calculation unit 362 of the control unit 360 calculates the distance between the surface A of the surrounding object and the scanner 300 based on the measurement signal received from the light receiving sensor 322 using the TOF method described in FIG. And the coordinates of the surrounding object 380 are calculated. As explained above, you can also use other distance measurement methods to measure distances.

도 3은 회전부(301)가 회전하여 광원(312)이 스캐너(300)의 뒤쪽을 향해 있을 때 모습을 보여준다. 제어부(360)의 회전 및 틸트 제어부(364)는 회전 구동부(330)를 구동시켜 회전부(301)를 도 3과 같이 수평 회전 시킬 수 있다.3 shows a state in which the rotating unit 301 rotates so that the light source 312 is directed toward the back of the scanner 300. FIG. The rotation and tilt control unit 364 of the control unit 360 drives the rotation driving unit 330 to horizontally rotate the rotation unit 301 as shown in FIG.

제어부(360)는 광원(312)에서 거리 측정용 빔(10)을 반사거울(392)에 발광하게 한다. 거리 측정용 빔(10)은 반사거울(392)를 도착한다. 반사거울(392)에 도착한 거리 측정용 빔(10)은 반사거울(392)에 반사되어 주변 사물(380)에 도착한다. 위에서 설명했듯이, 반사거울(392)은 스캐너(300)의 후방으로 발광된 거리 측정용 빔(10)의 방향을 측정 위치가 있는 스캐너(300)의 전방으로 변경한다. 거리 측정용 빔(10)이 주변 사물(380)에 도착하면, 주면 사물의 표면(B)에 반사되어 여러 갈래로 반사되는 빛의 형태(50)를 가진다. 이중 스캐너(300)에 포함된 수광렌즈(324)에 의해 여러 갈래로 반사되는 빛의 일부(30)가 반사거울(392)를 거쳐 수광부(320)의 수광센서(322)로 돌아오게 된다. 수광센서(322)는 감지한 빛을 이용하여 측정 신호를 생성한다. 수광센서(322)는 생성한 측정 신호를 거리 계산부(362)에 전송한다. 이때 정확한 빛을 감지를 위해 수광렌즈(324)와 수광센서(322) 사이에 파장필터(326)를 위치 시킬 수 있다. 파장필터(326)는 광원(312)과 같은 파장의 빛만 통과 시켜서 다른 외부의 빛이 수광센서(322)에 감지되는 것을 막아준다.The control unit 360 causes the light source 312 to emit the distance measuring beam 10 to the reflection mirror 392. [ The distance measuring beam 10 arrives at the reflecting mirror 392. The distance measuring beam 10 arriving at the reflective mirror 392 is reflected by the reflective mirror 392 and arrives at the surrounding object 380. As described above, the reflection mirror 392 changes the direction of the distance measurement beam 10 emitted backward of the scanner 300 to the front of the scanner 300 having the measurement position. When the distance measuring beam 10 arrives at the surrounding object 380, it has a shape 50 of light that is reflected by the surface B of the main surface and is reflected in several directions. A part of the light 30 reflected by the light receiving lens 324 included in the dual scanner 300 is returned to the light receiving sensor 322 of the light receiving unit 320 through the reflecting mirror 392. The light receiving sensor 322 generates a measurement signal using the sensed light. The light receiving sensor 322 transmits the generated measurement signal to the distance calculating section 362. At this time, the wavelength filter 326 can be positioned between the light receiving lens 324 and the light receiving sensor 322 for accurate light detection. The wavelength filter 326 passes only light of the same wavelength as the light source 312 to prevent other external light from being detected by the light receiving sensor 322.

제어부(360)의 거리 계산부(362)는 수광센서(322)에서 받은 측정 신호를 기초로 주변 사물의 표면(B)와 스캐너(300) 사이의 거리를 도 1에서 설명한 TOF 방법을 이용해서 계산하고 주변 사물(380)의 좌표를 계산한다. 상기한 다른 거리 측정 방법으로 거리를 측정할 수도 있다. 이때 광원(312)과 반사거울(392)의 거리를 가만하여 거리를 계산할 수 있다.The distance calculation unit 362 of the control unit 360 calculates the distance between the surface B of the surrounding object and the scanner 300 based on the measurement signal received from the light receiving sensor 322 using the TOF method described in FIG. And the coordinates of the surrounding object 380 are calculated. The distance may be measured by the other distance measuring method described above. At this time, the distance between the light source 312 and the reflection mirror 392 can be calculated to calculate the distance.

반사거울(392)를 이용하면 스캐너(300)의 회전부(301)이 스캐너(300)의 전면을 향하지 않아도 전면에 있는 주변 사물과의 거리를 측정할 수 있다. 상기한 바와 같이, 스캐너(300)는 회전판(301)을 시계 방향으로 회전 시킬 수 있다. 또한 도 3에서 도시한 것과 같이 시계 반대 방향으로도 회전 할 수 있다.The use of the reflection mirror 392 enables the distance between the rotating part 301 of the scanner 300 and the surrounding objects on the front face of the scanner 300 to be measured without facing the scanner 300. As described above, the scanner 300 can rotate the rotary plate 301 in the clockwise direction. And can also be rotated counterclockwise as shown in Fig.

도 4는 스캐너(300)의 주변 사물(380)의 좌표를 계산하는 동작 방법을 설명한다. TOF 거리 측정 방식이나 상기한 거리 측정 방식을 이용하면 광원(312)에서 주변 사물의 표면(A)까지의 거리 측정용 빔(10)이 이동한 거리를 구할 수 있다.4 illustrates an operation method for calculating the coordinates of the peripheral object 380 of the scanner 300. Fig. The distance traveled by the distance measuring beam 10 from the light source 312 to the surface A of the surrounding object can be obtained by using the TOF distance measuring method or the distance measuring method described above.

광원(312)에서 주변 사물의 표면(A)까지의 거리 측정용 빔(10)이 이동한 거리를 L, 거리 측정용 빔(10)과 좌표의 x축이 이루는 각을 θ라고 한다면, 아래의 수학식 1을 충족하도록 연산하여 주면 사물의 표면(A)의 좌표를 얻을 수 있다. 이때 광원(312)의 위치를 좌표의 영점으로 한다.Let L be the distance traveled by the distance measuring beam 10 from the light source 312 to the surface A of the surrounding object and θ be the angle between the distance measuring beam 10 and the x axis of the coordinates. The coordinates of the surface A of the object can be obtained by calculating to satisfy the expression (1). At this time, the position of the light source 312 is set as a zero point of coordinates.

Figure pat00001
Figure pat00001

도 5는 스캐너(300)의 회전부(301)가 회전하여 광원(312)이 스캐너(300)의 뒤쪽을 향해 있을 때 주변 사물(380)의 좌표를 계산하는 방법을 설명한다. TOF 거리 측정 방식이나 상기한 거리 측정 방식을 이용하면 광원(312)에서 반사거울(392)를 거쳐서 주변 사물의 표면(B)까지의 거리 측정용 빔(10)이 이동한 거리(10)을 구할 수 있다.5 illustrates a method of calculating the coordinates of the surrounding object 380 when the rotating unit 301 of the scanner 300 rotates and the light source 312 faces the back of the scanner 300. FIG. The TOF distance measuring method or the distance measuring method described above can be used to obtain the distance 10 of the distance measuring beam 10 from the light source 312 to the surface B of the surrounding object through the reflecting mirror 392 .

광원(312)에서 반사거울(392)를 거쳐 주변 사물의 표면(B)까지의 거리 측정용 빔(10)이 이동한 거리(10)를 L, 광원(312)에서 반사거울(392)까지의 거리를 a, 거리 측정용 빔(10)과 좌표의 x축이 이루는 각이 θ라고 한다면, 아래의 수학식 2을 충족하도록 연산하여 주면 사물의 표면(B)의 좌표를 얻을 수 있다. 이때 광원(312)의 위치를 좌표의 영점으로 한다.The distance 10 from which the distance measuring beam 10 from the light source 312 to the surface B of the surrounding object through the reflecting mirror 392 has moved is represented by L and the distance from the light source 312 to the reflecting mirror 392 If the angle formed by the distance a and the distance measuring beam 10 and the x axis of the coordinate is?, The coordinates of the surface B of the object can be obtained by calculating to satisfy the following expression (2). At this time, the position of the light source 312 is set as a zero point of coordinates.

Figure pat00002
Figure pat00002

도 6은 스캐너(300)의 회전 구동부(330), 틸트 구동부(340) 및 반사거울(392)의 하나의 예를 단면도로 도시하고 있다. 회전 구동부(330)와 틸트 구동부(340)를 도면에 잘 나타내기 위해서, 수광부(320)는 미도시하였다. 틸트 구동부(340)는 지지판(390)의 기울기를 조절할 수 있도록 다양하게 구성될 수 있다.FIG. 6 is a cross-sectional view showing one example of the rotation driving unit 330, the tilt driving unit 340, and the reflection mirror 392 of the scanner 300. FIG. The light receiving unit 320 is not shown in order to clearly show the rotation driving unit 330 and the tilt driving unit 340 in the figure. The tilt driver 340 may be configured to vary the tilt of the support plate 390.

도 6의 회전 구동부(330)는 풀리 구동 모터(337), 제1 풀리(333), 제2 풀리(331), 풀리 벨트(334)를 이용하여 회전부(301)의 회전을 조절할 수 있다.The rotation driving unit 330 of FIG. 6 can adjust the rotation of the rotation unit 301 using a pulley driving motor 337, a first pulley 333, a second pulley 331, and a pulley belt 334.

제1 풀리(333)는 회전부(301) 밑면 가운데에 고정되어 있고, 제2 풀리(331)는 풀리 구동 모터(337)와 결합되어 있다. 제1 풀리(333)와 제2 풀리(331)는 풀리 벨트(334)에 연결되어 회전한다.The first pulley 333 is fixed to the center of the bottom of the rotary part 301 and the second pulley 331 is coupled to the pulley drive motor 337. The first pulley 333 and the second pulley 331 are connected to the pulley belt 334 and rotate.

그러므로 풀리 구동 모터(337)가 회전하면, 풀리 구동 모터(337)에 결합된 제2 풀리(331)가 같이 회전하고. 제2 풀리(331)에 풀리 벨트(334)로 연결된 제1 풀리(333)도 같이 회전한다. 또한 제1 풀리(333)가 회전하면, 회전부(301)도 같이 회전한다.Therefore, when the pulley drive motor 337 rotates, the second pulley 331 coupled to the pulley drive motor 337 rotates together. The first pulley 333 connected to the second pulley 331 by the pulley belt 334 also rotates. When the first pulley 333 rotates, the rotating portion 301 also rotates.

도 6에서는 풀리 구동 모터(337)를 이용하여 상기한 풀리(331, 333)를 회전시켜 지지판(390)과 틸트 구동부(340)가 고정되어 있는 회전부(301)을 수평 회전 시키는 것을 보여준다. 6 shows that the pulleys 331 and 333 are rotated using the pulley drive motor 337 to horizontally rotate the rotation unit 301 to which the support plate 390 and the tilt drive unit 340 are fixed.

회전부(301)을 회전시키면 송광부(310)와 수광부(320)도 같은 방향으로 회전한다. 제어부(360)의 회전 및 틸트 제어부(364)가 회전 구동부(330)를 제어하여 송광부(310)와 수광부(320)가 고정된 지지판(390)를 회전시키면, 스캐너(300)는 거리 측정 위치를 좌우로 조절하며 스캐너(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 측정할 수 있다.When the rotation unit 301 is rotated, the light emitting unit 310 and the light receiving unit 320 rotate in the same direction. The rotation and tilt control unit 364 of the control unit 360 controls the rotation driving unit 330 to rotate the support plate 390 to which the light emitting unit 310 and the light receiving unit 320 are fixed, And the distance between the scanner 300 and the surrounding object 380 can be measured.

반사거울(392)은 스캐너(300)의 뒤쪽에 위치한다. 반사거울(392)은 회전부(301)가 회전하여 광원(312)이 스캐너(300)의 뒤쪽을 향해 있을 때도 스캐너(300)의 앞쪽을 위치한 주변 사물(380)과의 거리를 측정하게 구성된다. 반사거울(392)은 기울기가 위 아래로 조절되도록 구성될 수 있다. 또한 반사거울(392)은 기울기가 좌우로 조절되도록 구성될 수도 있다.The reflective mirror 392 is located behind the scanner 300. The reflective mirror 392 is configured to measure the distance from the surrounding object 380 positioned in front of the scanner 300 even when the rotating unit 301 rotates and the light source 312 faces the back of the scanner 300. The reflective mirror 392 may be configured such that the tilt is adjusted up and down. Also, the reflection mirror 392 may be configured such that the tilt is adjusted to the left and right.

반사거울(392)의 기울기를 조절하면, 측정 위치의 위치를 이동할 수 있다. 도 6에서는 반사거울(392)의 기울기가 위 아래로 조절되도록 구성된 반사거울(392)를 도시하였다. 반사거울(392)은 평면거울, 오목거울 및 볼록거울이 사용될 수도 있다. 반사거울(392)은 복수의 거울로 구성될 수 있다. 복수의 거울을 다양한 각도로 연결하여 반사거울(392)을 구성할 수 있다. 예를 들어 두 개의 평면거울을 일정한 각도로 연결하여 반사거울(392)을 구성할 수 있다. 이 경우 반사거울(392)은 "V"자 형태를 이룰 수 있다.By adjusting the inclination of the reflection mirror 392, the position of the measurement position can be moved. In Fig. 6, the reflection mirror 392 is configured so that the tilt of the reflection mirror 392 is adjusted up and down. The reflective mirror 392 may be a planar mirror, a concave mirror, and a convex mirror. The reflective mirror 392 may be composed of a plurality of mirrors. A plurality of mirrors may be connected at various angles to constitute the reflecting mirror 392. [ For example, two planar mirrors may be connected at a certain angle to form the reflective mirror 392. [ In this case, the reflective mirror 392 may be in a "V" shape.

도 7에서는 스캐너(300)의 회전 구동부(330)와 틸트 구동부(340)를 같이 구동하여 스캐너(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 측정할 때, 측정 위치를 여러 개의 수평선(59, 60, 61) 방향에 따라 이동시키며 측정하는 것을 도시하였다.7, when the distance between the scanner 300 and the surrounding object 380 is measured by driving the rotation driving unit 330 and the tilt driving unit 340 of the scanner 300 together, the measurement position is divided into a plurality of horizontal lines 59, 60, and 61, respectively.

도 8에서는 스캐너(300)의 회전 구동부(330)와 틸트 구동부(340)를 같이 구동하여 스캐너(300)와 주변 사물(380) 사이의 거리를 측정할 때, 측정 위치를 여러 개의 사선(66-67) 방향에 따라 이동시키며 측정하는 것을 도시하였다.8, when the distance between the scanner 300 and the surrounding object 380 is measured by driving the rotation driving unit 330 and the tilt driving unit 340 of the scanner 300 together, the measurement position is divided into several oblique lines 66- 67) and the measurement is performed.

도 9은 본 발명의 한 실시예에 따른 스캐너(300)의 동작 방법을 보여준다.9 illustrates a method of operation of the scanner 300 according to an embodiment of the present invention.

이 실시예에 따르면 스캐너(300)는 송광부(310), 수광부(320), 회전 구동부(330), 틸트 구동부(340) 및 중앙 제어부(360)를 이용하여 주변 사물의 좌표 계산 및 공간 정보 데이터를 작성할 수 있다.According to this embodiment, the scanner 300 calculates coordinates of nearby objects and spatial information data of the surrounding objects by using the light transmitting unit 310, the light receiving unit 320, the rotation driving unit 330, the tilt driving unit 340 and the central control unit 360. [ Can be created.

상기한 바와 같이, 중앙 제어부(360)는 거리 계산부(362) 및 회전 및 틸트 제어부(364)를 포함할 수 있다.As described above, the central control unit 360 may include a distance calculation unit 362 and a rotation and tilt control unit 364.

먼저, 중앙 제어부(360)는 광원(312)을 이용하여 거리 측정용 빔(10)을 스캐너(300)의 전방 또는 후방 중 어느 한 방향으로 측정 위치에 발광하게 한다. 예를 들어, 주변 사물(380)에 발광하게 한다(S101).First, the central control unit 360 uses the light source 312 to cause the distance measuring beam 10 to emit light at a measurement position in either the forward direction or the backward direction of the scanner 300. For example, it causes the surrounding object 380 to emit light (S101).

거리 측정용 빔(10)이 후방을 향할 때, 반사거울을 이용하여 거리 측정용 빔(10)의 방향을 전방으로 변경한다(S103).When the distance measuring beam 10 faces backward, the direction of the distance measuring beam 10 is changed forward using a reflecting mirror (S103).

측정 위치에서 반사되어 스캐너(300)으로 돌아오는 빛이 수광센서(322)로 감지한다. 수광센서(322)는 감지한 빛을 이용하여 측정 신호를 생성한다(S105).The light reflected by the measurement position and returning to the scanner 300 is detected by the light receiving sensor 322. The light receiving sensor 322 generates a measurement signal using the sensed light (S105).

스캐너(300)의 거리 계산부(362)는 수광센서(322)는 측정 신호를 기초로 스캐너(300)와 스캐너(300)의 전방 180도 안에 있는 측정위치 사이의 거리를 구한다(S107). 이때 삼각측량 방식, TOF(Time of Flight) 방식 또는 위상차를 이용한 방식 중 적어도 하나의 거리 측정 방식을 이용할 수 있다.The distance calculation unit 362 of the scanner 300 calculates the distance between the scanner 300 and the measurement position located within 180 degrees ahead of the scanner 300 based on the measurement signal at step S107. At this time, it is possible to use at least one distance measurement method of a triangulation method, a TOF (Time of Flight) method or a method using a phase difference.

거리 계산부(362)는 측정한 거리를 기초로 주변 사물(380)의 좌표를 계산한다(S109). 예를 들어서상기 수학식 1과 수학식 2를 이용하여 측정위치에 있는 주변 사물(380)의 좌표를 계산한다(S109). The distance calculation unit 362 calculates the coordinates of the surrounding object 380 based on the measured distance (S109). For example, the coordinates of the surrounding object 380 at the measurement position are calculated using Equations 1 and 2 (S109).

예를 들어, 거리 측정용 빔(10)이 반사거울(392)을 이용하지 않고 측정 위치에 발광되었다면, 측정 거리를 기초로 측정 위치의 좌표를 계산한다. 이때 위에서 설명한 수학식 1 이용하여 좌표를 계산할 수 있다.For example, if the distance measuring beam 10 is emitted at the measurement position without using the reflection mirror 392, the coordinates of the measurement position are calculated based on the measurement distance. At this time, the coordinates can be calculated by using Equation 1 described above.

다른 예로, 거리 측정용 빔(10)이 반사거울(392)에 반사되어 측정 위치에 발광되었다면, 반사거울(392)에 의한 거리 측정용 빔(10)의 이동 경로의 변경을 고려하여 측정한 거리를 기초로 상기 측정 위치의 좌표를 계산한다. 이때 위에서 설명한 수학식 2를 이용하여 좌표를 계산할 수 있다.As another example, if the distance measuring beam 10 is reflected by the reflecting mirror 392 to emit light at the measuring position, the distance measured by considering the change of the moving path of the distance measuring beam 10 by the reflecting mirror 392 The coordinates of the measurement position are calculated. At this time, the coordinates can be calculated using Equation 2 described above.

측정위치에 대응하는 주변 사물(380)의 좌표를 이용하여 거리 계산부(362)는 공간 데이터를 작성한다 (S111).Using the coordinates of the surrounding object 380 corresponding to the measurement position, the distance calculation unit 362 creates spatial data (S111).

참고로 스캐너(300)의 회전 및 틸트 제어부(364)는 회전 구동부(330)와 틸트 구동부(340)을 구동시켜 지지판(390)의 틸트 각도와 회전부(301)의 회전 각도를 조절하여 광원(312)이 측정 위치를 이동할 수 있다.The rotation and tilt control unit 364 of the scanner 300 drives the rotation drive unit 330 and the tilt drive unit 340 to adjust the tilt angle of the support plate 390 and the rotation angle of the rotation unit 301, ) Can move the measurement position.

또한 스캐너(300)는 반사거울(392)를 상하좌우로 조절하여 측정 위치를 이동할 수 있다.In addition, the scanner 300 can move the measurement position by adjusting the reflection mirror 392 up, down, left, and right.

도 10은 진공 청소 로봇(700)에 탑재되어 사용되는 스캐너(300)를 도시하였다. 본 발명을 이용하여 로봇(700) 전방에 위치한 주변 사물의 좌표를 계산하여 청소 로봇(700)에 전송하면, 청소 로봇(700)은 본 발명에서 전송 받은 정보를 바탕으로 동선을 정할 수 있다.10 shows a scanner 300 mounted on and used in the vacuum cleaning robot 700. FIG. When the coordinates of nearby objects located in front of the robot 700 are calculated and transmitted to the cleaning robot 700 using the present invention, the cleaning robot 700 can determine a movement line based on the information received in the present invention.

도 11는 자동차(900)에 탑재되어 사용되는 스캐너(300)를 도시하였다. 본 발명이 자동차의 전방에 위치한 주변 사물의 좌표를 자동차(900)에 전송하면, 자동차(900)는 본 발명에서 전송 받은 자동차(900) 전방의 정보를 바탕으로 안전거리를 확보한다. 예를 들어 자동차(900)가 운전자에게 경고방송을 할 수 도 있으며 자동차 속도를 자동 제어할 수도 있다.11 shows a scanner 300 mounted on and used in a car 900. Fig. When the present invention transmits the coordinates of the surrounding object located in front of the automobile to the automobile 900, the automobile 900 secures the safety distance based on the information of the front of the automobile 900 transmitted in the present invention. For example, the automobile 900 may broadcast a warning to the driver and may automatically control the speed of the vehicle.

상기와 같이 설명된 스캐너는 위에 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The above-described scanner can be applied to a configuration and a method of the embodiments described above in a limited manner, but the embodiments may be configured such that all or some of the embodiments are selectively combined so that various modifications can be made. have.

Claims (15)

전방에 위치하는 측정 위치의 거리를 측정하는 거리 측정 장치에 있어서,
전방 또는 후방 중 어느 한 방향으로 거리 측정용 빔을 발광하는 송광부;
상기 거리 측정용 빔이 상기 후방을 향할 때, 상기 거리 측정용 빔의 방향을 상기 전방으로 변경하는 반사거울;
상기 측정 위치에서 반사되어 상기 거리 측정 장치로 돌아오는 빛을 측정하여 측정한 빛을 기초로 측정 신호를 생성하는 수광부; 및
상기 측정 신호를 기초로 상기 거리 측정 장치와 상기 측정 위치 사이의 거리 계산하는 거리 계산부를 포함하는
거리 측정 장치.1. A distance measuring apparatus for measuring a distance of a measurement position located in front,
A light emitter for emitting a distance measuring beam in either the front or rear direction;
A reflecting mirror for changing the direction of the distance measuring beam forward when the distance measuring beam is directed to the rear side;
A light receiving unit for generating a measurement signal based on light measured by measuring light reflected from the measurement position and returning to the distance measurement device; And
And a distance calculating section for calculating a distance between the distance measuring apparatus and the measurement position based on the measurement signal
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 거리 계산부는
상기 거리 측정용 빔이 상기 반사거울에 반사되어 상기 측정 위치에 발광되었다면, 상기 반사거울에 의한 상기 거리 측정용 빔의 이동 경로의 변경을 고려하여 상기 거리를 기초로 상기 측정 위치의 좌표를 계산하는
거리 측정 장치.The method according to claim 1,
The distance calculator
The coordinates of the measurement position are calculated on the basis of the distance in consideration of the change of the movement path of the distance measurement beam by the reflection mirror when the distance measurement beam is reflected by the reflection mirror and is emitted at the measurement position
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 거리 계산부는
상기 거리 측정용 빔이 상기 반사거울을 이용하지 않고 상기 측정 위치에 발광되었다면, 상기 거리를 기초로 상기 측정 위치의 좌표를 계산하는
거리 측정 장치.The method according to claim 1,
The distance calculator
If the distance measuring beam has been emitted to the measurement position without using the reflection mirror, the coordinates of the measurement position are calculated based on the distance
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 송광부와 상기 수광부가 고정되어 있는 지지판;
상기 지지판의 기울기를 조절하도록 구성된 틸트 구동부;
상기 지지판이 고정되어 있는 회전부; 및
상기 회전부의 회전을 조절하도록 구성된 회전 구동부 더 포함하는
거리 측정 장치.The method according to claim 1,
A supporting plate to which the light-transmitting unit and the light-receiving unit are fixed;
A tilt driver configured to adjust a tilt of the support plate;
A rotating unit to which the support plate is fixed; And
And a rotation driving unit configured to adjust rotation of the rotation unit
Distance measuring device. 제4항에 있어서,
상기 틸트 구동부와 상기 회전 구동부를 각각 구동시켜 상기 지지판의 기울기와 상기 회전부의 회전 각도를 각각 조절하여 상기 측정 위치를 이동시키는 회전 및 틸트 제어부를 더 포함하고,
상기 회전 및 틸트 제어부를 이용하여 상기 측정 위치를 이동시키며 상기 거리 측정 장치와 상기 측정 위치 사이의 거리를 계산하는
거리 측정 장치.5. The method of claim 4,
Further comprising a rotation and tilt control unit for driving the tilt driving unit and the rotation driving unit to respectively adjust the inclination of the support plate and the rotation angle of the rotation unit to move the measurement position,
And the distance between the distance measuring device and the measurement position is calculated by using the rotation and tilt control unit
Distance measuring device. 제5항에 있어서,
상기 틸트 구동부와 상기 회전 구동부는 인코더를 포함하고,
상기 인코더는 상기 측정 위치에 해당하는 상기 지지판의 기울기 각도와 상기 회전부의 회전 각도를 상기 거리 계산부에 전송하며,
상기 거리 계산부는 상기 기울기 각도 또는 상기 회전 각도 중 적어도 하나의 정보를 거리 계산시에 이용하게 구성된
거리 측정 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the tilt driver and the rotation driver include an encoder,
The encoder transmits the tilt angle of the support plate corresponding to the measurement position and the rotation angle of the rotation unit to the distance calculation unit,
Wherein the distance calculation unit is configured to use at least one of the tilt angle and the rotation angle at the time of distance calculation
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 반사거울은 평면거울, 오목거울, 또는 볼록거울 중 적어도 하나의 거울로 구성된
거리 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the reflective mirror comprises at least one mirror of a plane mirror, concave mirror, or convex mirror
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 반사거울의 각도를 조절이 가능하게 구성된
거리 측정 장치.The method according to claim 1,
And the angle of the reflecting mirror
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 거리 측정 장치의 전방은 상기 거리 측정 장치의 전방 0도에서 180도를 포함하고,
상기 거리 측정 장치의 후방은 상기 거리 측정 장치의 후방 0도에서 180도를 포함하는
거리 측정 장치.The method according to claim 1,
The front of the distance measuring device includes 180 degrees at a front 0 degree of the distance measuring device,
Wherein the rear of the distance measuring device includes 180 degrees at a rear 0 degree of the distance measuring device
Distance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 거리 계산부는 상기 측정 신호를 기초로 삼각측량 방식, TOF(Time of Flight) 방식, 위상차를 이용한 방식 중 적어도 한가지 방식으로 거리를 계산하도록 구성된
거리 측정 장치.The method according to claim 1,
The distance calculator is configured to calculate a distance based on the measurement signal in at least one of a triangulation method, a time of flight (TOF) method, and a method using a phase difference
Distance measuring device. 전방에 위치하는 측정 위치의 거리를 측정하는 거리 측정 장치의 동작 방법에 있어서,
전방 또는 후방 중 어느 한 방향으로 측정 위치에 거리 측정용 빔을 발광하는 단계;
상기 거리 측정용 빔이 상기 후방을 향할 때, 반사거울을 이용하여 상기 거리 측정용 빔의 방향을 상기 전방으로 변경하는 단계;
상기 측정 위치에 반사되어 상기 거리 측정 장치로 돌아오는 빛을 측정하여 측정한 빛을 기초로 측정 신호를 생성하는 단계; 및
상기 측정 신호를 기초로 상기 거리 측정 장치와 상기 측정 위치 사이의 거리를 계산하는 단계를 포함하는
동작 방법.A method of operating a distance measuring apparatus for measuring a distance of a measurement position located in front of the apparatus,
Emitting a beam for distance measurement at a measurement position in either the forward direction or the backward direction;
Changing the direction of the distance measuring beam to the forward direction using a reflecting mirror when the distance measuring beam is directed to the rear side;
Generating a measurement signal based on the measured light reflected from the measurement position and returning to the distance measurement device; And
And calculating a distance between the distance measuring device and the measurement position based on the measurement signal
How it works. 제11항에 있어서,
상기 거리 측정용 빔이 상기 반사거울에 반사되어 상기 측정 위치에 발광되었다면, 상기 반사거울에 의한 상기 거리 측정용 빔의 이동 경로의 변경을 고려하여 상기 거리를 기초로 상기 측정 위치의 좌표를 계산하는 단계를 더 포함하는
동작 방법.12. The method of claim 11,
The coordinates of the measurement position are calculated on the basis of the distance in consideration of the change of the movement path of the distance measurement beam by the reflection mirror when the distance measurement beam is reflected by the reflection mirror and is emitted at the measurement position Further comprising
How it works. 제11항에 있어서,
상기 거리 측정용 빔이 상기 반사거울을 이용하지 않고 상기 측정 위치에 발광되었다면, 상기 거리를 기초로 상기 측정 위치의 좌표를 계산하는 단계를 더 포함하는
동작 방법.12. The method of claim 11,
If the distance measuring beam has been emitted to the measuring position without using the reflecting mirror, calculating the coordinates of the measuring position based on the distance
How it works. 제11항에 있어서,
상기 측정한 거리 측정 장치와 상기 측정 위치 사이의 거리를 이용하여 상기 측정 위치의 좌표를 계산하고, 상기 측정 위치의 좌표를 이용하여 공간 데이터를 작성하는 단계를 더 포함하는
동작 방법.12. The method of claim 11,
Calculating the coordinates of the measurement position using the distance between the measured distance measurement device and the measurement position, and creating spatial data using the coordinates of the measurement position
How it works. 제11항에 있어서,
상기 반사거울의 기울기 각도를 조절하여 상기 측정 위치를 이동하는 단계를 더 포함하는
동작 방법.12. The method of claim 11,
And adjusting the tilt angle of the reflective mirror to move the measurement position
How it works.
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