표제지
목차
약어목록 11
Abstract 12
요약문 14
제1장 서론 16
1.1. 연구배경 16
1.2. 연구목표 18
제2장 LiDAR센서 산업 및 기술동향 20
2.1. LiDAR센서 산업동향 20
2.2. LiDAR센서 기술동향 24
제3장 LiDAR센싱 물체탐지계측 알고리즘 31
3.1. LiDAR센서의 원리 및 요소기술 31
3.1.1. LiDAR센서 원리 31
3.1.2. 레이저 빔 콜리메이션 효과 35
3.2. 선형회귀분석 36
3.3. 물체탐지 알고리즘 39
3.4. 이격거리 계측 알고리즘 45
제4장 LiDAR센싱 기반 알고리즘 검증 51
4.1. 실험환경 구축 51
4.1.1. 실험환경 및 조건 51
4.1.2. 검증용 LiDAR 센서 설계 제작 52
4.2. Viewer 개발 환경 60
4.2.1. PCL 60
4.2.2. Qt Framework 60
4.3. 시스템 구조도 61
4.4. 포인트 클라우드 데이터변환 64
4.5. 선형회귀 모델의 검증 69
4.6. 이격거리 계측 알고리즘의 검증 71
4.7. 영역감지 알고리즘과 검증 74
제5장 결론 81
참고문헌 82
표 3.1. Cutoff 비율 20% TDC 데이터 43
표 3.2. Cutoff 비율 50% TDC 데이터 44
표 3.3. Cutoff 비율 80% TDC 데이터 44
표 3.4. Cutoff 비율 100% TDC 데이터 44
표 4.1. 2 채널 LiDAR센서 사양 53
표 4.2. LiDAR센서 프로토콜 63
표 4.3. 프로토콜 프레임의 명세 63
표 4.4. 거리 프로토콜의 데이터 프레임 63
표 4.5. 거리 프로토콜의 예 72
표 4.6. 거리 프로토콜에서 데이터 프레임의 예 72
표 4.7. 선형회귀 모델 적용 전·후 비교 73
그림 1.1. 무인이동체 핵심 요소기술 16
그림 1.2. LiDAR센서의 발전과정 17
그림 2.1. 미래 신산업의 LiDAR 센서 활용분야 20
그림 2.2. LiDAR센서 시장 성장 예측 21
그림 2.3. 센서퓨전 기술의 발전 전망 22
그림 2.4. LiDAR센서의 세계시장 점유율 22
그림 2.5. 차량용 ADAS 어플리케이션 23
그림 2.6. 레이저 파장 및 응용분야 24
그림 2.7. 파장별 LiDAR센서 특성 25
그림 2.8. 레이저 소스의 종류와 빔 모양 26
그림 2.9. 2018-2025 LiDAR 기술 로드맵 26
그림 2.10. 글로벌 LiDAR 센서 개발 기업(기술별) 27
그림 2.11. Luminar사 LiDAR 센서 27
그림 2.12. Velodyne사의 LiDAR 센서 28
그림 2.13. Quanergy사의 LiDAR 센서와 Q-Guard 28
그림 2.14. Valeo사의 Scala LiDAR 센서 29
그림 2.15. BARAJA사의 LiDAR 센서 30
그림 2.16. SICK사 및 Hokuyo사의 LiDAR센서 30
그림 3.1. LiDAR 센서의 원리 및 요소기술 32
그림 3.2. LiDAR 센서 신호취득 과정 33
그림 3.3. 지구표면에서 태양의 파장별 일사량 35
그림 3.4. 선형회귀 모델 예 37
그림 3.5. 최소자승법의 측정값 분포 예 38
그림 3.6. 포인트 클라우드 SSE의 최소화 38
그림 3.7. 3D 데이터에서 2D 데이터로 변환 39
그림 3.8. 선형잡음 모델 41
그림 3.9. 선형회귀 모델 41
그림 3.10. CFD의 기본동작 및 설계 46
그림 3.11. TDC 모듈의 블록 다이어그램 47
그림 3.12. TDC 시간 측정 순서도 48
그림 3.13. SPI 레지스터 8비트 송수신 접근 49
그림 3.14. TDC 데이터 값 산출 순서도 50
그림 4.1. 검증을 위한 실험 환경 51
그림 4.2. 2채널 LiDAR센서 구조 52
그림 4.3. 틸팅미러의 채널형성 방법 53
그림 4.4. 송·수광 렌즈 설계 54
그림 4.5. 송·수광 모듈 54
그림 4.6. 신호처리부 H/W 회로 55
그림 4.7. 신호처리부 하드웨어 실물 사진 55
그림 4.8. PLD 및 APD 제어회로 56
그림 4.9. PLD 및 APD 제어보드 실물 57
그림 4.10. 전원공급 회로 57
그림 4.11. TDC 회로 58
그림 4.12. 2채널 LiDAR센서의 실물 59
그림 4.13. 실시간 인식 시험 59
그림 4.14. Viewer 시스템 구조도 61
그림 4.15. 좌표계 종류 64
그림 4.16. 좌표변환 및 거리계산 66
그림 4.17. 거리 계산 순차도 67
그림 4.18. Viewer를 이용한 Raw data 출력 68
그림 4.19. Viewer를 이용한 채널 별 distance 시각화 68
그림 4.20. 선형회귀 모델 테스트 환경 69
그림 4.21. 선형회귀 적용 전 잡음모델 70
그림 4.22. 선형회귀 모델 부분 적용 70
그림 4.23. 선형회귀 모델 전체 적용 71
그림 4.24. 이격거리 측정 및 검증 73
그림 4.25. 벡터성분과 설정영역의 교차 74
그림 4.26. 내부영역의 인식 순차도 77
그림 4.27. 영역내부 포인트의 인식 순서도 78
그림 4.28. 물체크기의 확인 순서도 79
그림 4.29. 단일영역 물체감지 Viewer 80
그림 4.30. 다중영역 물체감지 Viewer 80