라이다(Lidar)

라이다는 Light Detection And Ranging의 약자로 풀이되거나 'light'와 'radar'를 혼합하여 만든 합성어로 풀이됨.

즉, 전파대신에 빛을 쓰는 레이다를 뜻함.

기본개념은 레이저 펄스를 발사해 그 빛이 주위의 대상 물체에서 반사되어 돌아오는 것을 받아 물체까지의 거리 등을 측정함으로써 주변의 모습을 정밀하게 그려내는 장치.

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흔히 알고있는 레이더, 초음파 센서, 카메라와 비슷해보인다. 의문이 생긴다. 왜 빛이어야 할까 ?

 

라이다, 레이더, 초음파 센서, 카메라는 저마다 고유의 장단점을 가지고 있어 사용되는 곳이 다르다.

특징을 간단히 이야기해 보자면,

초음파는 몇 미터만 벗어나도 대기 중에서 크게 감쇠한다. (주로 단거리 물체 감지용)

카메라는 비용 효율적이고 쉽게 구할 수 있지만 유용한 정보를 추출하기에는 상당한 프로세싱이 필요하며,

            주변 광조건에 크게 좌우된다.

라이다와 레이더는 주변을 맵핑하고 물체 속도를 측정할 수 있는 다양한 공통 기술들과 보완 기술들을 공유하고 있다.

이 두 기술을 몇가지 카테고리에서 비교해보자

 

라이다와 레이더 비교

	라이다	레이더
거리	근거리 물체 감지 어려움.	1m미만 ~ 200m이상 감지가능 (시스템 유형에 따라 달라짐)
공간 분해능	레이저 광 조준능력과 905~1550nm의 짧은 파장으로 적외선 공간분해능은 0.1도 단위까지 나눌 수 있음.	거리가 늘어날수록 작은 특징들을 분석하기 어려움.
FOV (Field of View)	360도 회전 기계식 라이다 시스템은 모든 ADAS(Advanced Driver Assistance Systems) 기술 중에서도 가장 넓은 FOV를 가지고 있다.나	고정형일 때만 수평 FOV(방위각) 좋음
날씨 조건	대개 날씨 조건에서 성능 하락. 하지만 1550nm의 적외선 파장 이용하면 악천후에서 라이다의 성능 개선할 수 있다.	비, 안개, 눈에 강함
기타 요소	광 조건에 영향 받기 쉬움 야간의 경우 매우 높은 성능 낼 수 있다. 다른 센서들의 간섭에 강함	광 조건에 영향 받기 쉬움 다른 센서들의 간섭에 강함
비용과 크기	최근 관심으로 비용이 가파르게 떨어지는 중.	이미 저렴해지고 소형화 됨.

라이다는 방위각과 고도 등 각도 분해능에서 레이더보다 우위에 있는데 이것이 물체 분류 개선의 핵심기능

 

라이다의 종류

 

기계식 라이다 : 고급광학이나 회전 어셈블리를 이용해 와이드(보통 360도) FOV를 만들어낸다.

                     기계식 요소는 와이드 FOV 이상으로 SNR이 높지만 몸집은 커진다. 최근 크기도 줄어드는 중

 

고정형 라이다 : 회전하는 기계식 컴포넌트들이 없고 FOV는 줄어들기 때문에 저렴하다.

                     차량의 전방과 후방, 측면의 여러 채널들을 이용해 그 데이터들을 융합하면 기계식 라이더에

                     필적하는 FOV 가짐.

                     고정형 라이다를 구현하는 방식은 다음과 같이 여러가지가 있다.

                     MEMS 라이다 / 플래시 라이다 / OPA / FMCW 라이다