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.
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