지난 10년 동안 자율 주행 자동차는 실험용 프로토타입에서 상용 차량으로 전환하면서 산업에 혁명을 일으키고 도시 교통 수단을 재편했습니다.Tesla, Waymo, GM Cruise와 같은 회사는 인간의 개입을 최소화하면서 복잡한 환경을 인식하고 탐색할 수 있는 시스템을 개발하는 데 많은 투자를 해왔습니다.이러한 시스템의 중심에는 주변 세계를 “보고” 이해할 수 있는 능력이 있으며, 이를 통해 레이더 및 LiDAR와 같은 환경 인식 기술의 중요한 역할을 알 수 있습니다.
차량이 자율 주행을 하려면 주변 물체를 정확하게 감지, 식별 및 추적해야 합니다.여기에는 보행자, 차량, 교통 표지판 및 장애물이 포함됩니다.환경 인식은 단순히 내비게이션에 관한 것이 아니라 안전과 효율성을 보장하는 것입니다.시스템이 주변 환경을 더 잘 인식할수록 더 효과적으로 결정을 내리고 충돌을 방지하며 원활한 사용자 경험을 제공할 수 있습니다.이러한 기능을 가능하게 하는 데 중추적인 역할을 하는 두 가지 기술이 등장했습니다. 바로 레이더 및 LiDAR 감지기입니다.이 기사에서는 이러한 기술을 살펴보고, 장점과 한계를 비교하고, 주요 질문인 LiDAR와 Radar의 차이점은 무엇인지에 대한 답을 알아보겠습니다.
주요 시사점
- 레이더 및 라이다 통합: 이러한 기술은 서로를 보완하여 자율 주행 차량에 대한 포괄적인 환경 인식을 제공합니다.
- LiDAR의 높은 정밀도: LiDAR는 특히 도시 환경에서 상세한 3D 매핑 및 물체 감지에 탁월합니다.
- 레이더의 날씨 복원력: 레이더는 비나 안개와 같은 악조건에서도 신뢰성을 유지하여 일관된 성능을 보장합니다.
- 비용 및 확장성 향상: 혁신으로 LiDAR의 비용이 절감되는 동시에 Radar의 해상도 기능이 향상되고 있습니다.
- 안전 개선: 두 기술 모두 실시간 시나리오에서 충돌 위험을 줄이고 의사 결정을 개선하는 데 크게 기여합니다.
라이다는 무엇인가요?
LiDAR (빛 감지 및 거리 측정) 은 레이저 광을 사용하여 매우 정확하게 거리를 측정하는 최첨단 원격 감지 기술입니다.처음에는 지형 측량 및 지질 지도 작성과 같은 응용 분야를 위해 개발된 LiDAR는 이후 현대 자율 주행 시스템의 핵심 구성 요소로 발전했습니다.의 역할 자율주행차의 LiDAR 환경에 대한 정밀한 고해상도 3D 매핑을 제공하면서 확장되었습니다.따라서 차량이 복잡한 도시 경관을 탐색하고 장애물을 감지하고 주변 환경과 안전하게 상호 작용할 수 있도록 하는 데 없어서는 안 될 필수 요소입니다.LiDAR 시스템은 초당 수백만 개의 레이저 펄스를 방출하고 그 반사를 분석하여 차량에 실시간 상황 인식을 지원하는 포괄적인 디지털 지도를 구성합니다.
작동 원리
LiDAR가 자율 주행에 미치는 영향을 이해하려면 LiDAR의 작동 방식을 이해하는 것이 중요합니다.이 기술은 레이저 광선을 활용하여 복잡한 환경 지도를 생성하여 차량이 주변 환경을 실시간으로 인식할 수 있도록 합니다.기존 센서와 달리 LiDAR와 Radar는 신호를 방출 및 분석하여 미세한 디테일을 캡처하므로 복잡한 도시 환경을 탐색하고 다른 시스템에서 놓칠 수 있는 작은 장애물을 감지하는 데 특히 적합합니다.
- 레이저 펄스 방출: LiDAR 시스템은 초당 수백만 개의 레이저 펄스를 방출합니다.
- 비행 시간 측정: 펄스가 물체에 부딪힌 후 반사되는 데 걸리는 시간을 측정하여 시스템은 한 치의 오차도 없는 정확도로 거리를 계산합니다.
- 3D 매핑: 수집된 데이터는 차량 주변 환경을 상세하게 3D로 표현하여 정밀한 탐색과 물체 인식을 가능하게 합니다.
라이다의 주요 특징
- 고해상도 매핑: 상세한 3D 모델을 생성하는 LiDAR의 기능은 타의 추종을 불허하므로 도시 환경에 이상적입니다.
- 단거리 및 중거리 정밀도: 근거리 물체 감지 및 고해상도 매핑에 적합합니다.
- 환경 조건에 대한 민감도: LiDAR의 성능은 맑은 환경에서는 매우 정확하지만 비나 안개가 끼면 성능이 저하될 수 있습니다.
라이다 시스템 유형
자율주행 및 기타 산업의 다양한 요구를 충족하기 위해 여러 유형의 라이다 시스템 개발되었습니다.각 시스템은 성능, 비용 및 내구성과 같은 요소의 균형을 유지하면서 특정 사용 사례에 맞게 조정됩니다.다음은 주요 유형과 각각의 특징에 대한 개요입니다.
- 기계식 라이다: 회전 센서를 사용하여 360도 시야를 캡처합니다.연구 차량 및 초기 단계의 자율 주행 차량에서 흔히 볼 수 있습니다.
- 솔리드 스테이트 라이다: 움직이는 부품이 없는 더 작고 내구성이 뛰어난 옵션으로 상업용 애플리케이션에 이상적입니다.
- 플래시 라이다: 단일 펄스로 전체 장면을 캡처하므로 고속 시나리오에 유용합니다.
- 회전식 라이다와 멤스 기반 라이다: 회전 시스템은 더 견고하고 확장 가능한 MEMS 기반 시스템에 비해 성능은 더 좋지만 내구성은 떨어집니다.
레이더란 무엇인가?
레이더 (무선 탐지 및 거리 측정) 는 전파를 사용하여 물체를 감지하고 거리, 속도 및 방향을 매우 정확하게 측정하는 다용도의 신뢰할 수 있는 기술입니다.응용 분야는 20세기 중반까지 거슬러 올라가며, 항해용 항공, 기상 모니터링을 위한 기상, 잠재적 위협 탐지를 위한 방위 분야에서 광범위하게 사용되었습니다.레이더는 시간이 흐르면서 신뢰성과 적응성으로 인해 현대 자율 주행 시스템의 필수 구성 요소가 되었습니다.자율 주행에 레이더를 사용하면 차량이 까다로운 환경에서도 주변 환경을 효과적으로 인식할 수 있습니다.이 기술은 악천후에서도 효과적으로 작동하여 자율 주행 자동차가 어려운 상황에서도 상황을 인식할 수 있다는 점에서 탁월합니다.
작동 원리
자율 주행에서 레이더의 역할을 이해하려면 레이더가 실시간으로 물체를 감지하고 추적하는 방법을 이해하는 것이 중요합니다.레이더 시스템은 다양한 조건에서 안정적이고 일관된 성능을 제공하는 전파를 활용합니다.시각 기반 시스템과 달리 레이더 및 LiDAR 감지기는 폭우, 안개, 먼지와 같은 까다로운 환경에서도 탁월한 성능을 발휘합니다.정지해 있는 물체와 움직이는 물체를 모두 감지할 수 있기 때문에 충돌 방지 및 적응형 순항 제어와 같은 기능에 중요한 구성 요소입니다.
- 전파 방출: 레이더 시스템은 환경을 통과하는 전파를 방출합니다.
- 신호 반사: 이 파도가 물체를 만나면 레이더 수신기로 되돌아옵니다.
- 동작 감지: 레이더는 주파수 이동 (도플러 효과) 을 분석하여 물체의 속도와 움직임을 결정합니다.
레이더의 주요 특징
- 장거리 감지: 고속도로 주행 및 고속 시나리오에 효과적입니다.
- 날씨 복원력: 비, 안개 또는 먼지와 같은 악조건에서도 신뢰성을 유지합니다.
- 비용 효율성: LiDAR보다 가격이 저렴하여 기본 운전자 지원 시스템에 널리 사용됩니다.
레이더 시스템 유형
레이더 시스템은 만병통치약이 아닙니다.도시 환경의 주변 장애물을 감지하는 것부터 고속도로에서 빠르게 움직이는 물체를 감지하는 것까지 다양한 운영 요구 사항을 해결하도록 설계되었습니다.이러한 시스템은 범위, 정밀도 및 애플리케이션 초점을 기준으로 분류되어 자율 주행의 다양한 요구 사항을 충족할 수 있는 유연성을 제공합니다.다음은 주요 유형과 고유한 특성에 대한 분석입니다.
- 단거리 레이더: 주차 및 저속 환경에서의 근접 감지에 이상적입니다.
- 중거리 레이더: 도심 주행을 위한 비용과 성능의 균형을 유지합니다.
- 장거리 레이더: 어댑티브 크루즈 컨트롤 및 고속도로 내비게이션과 같은 고속 애플리케이션을 위해 설계되었습니다.
- 주파수 변조 연속파 (FMCW) 레이더: 더 높은 정밀도를 제공하므로 고급 충돌 감지 시스템에 적합합니다.
LiDAR와 레이더의 주요 차이점
레이더와 LiDAR를 비교할 때는 이러한 기술이 자율 주행에서 서로 다르지만 상호 보완적인 목적으로 사용된다는 점을 이해하는 것이 중요합니다.LiDAR와 레이더의 차이점은 무엇인가요?LiDAR는 환경에 대한 상세한 3D 지도를 생성할 수 있는 것으로 유명하므로 정확한 내비게이션 및 장애물 감지에 이상적입니다.
반면 레이더는 장거리 및 비나 안개와 같은 악천후 조건에서도 안정적인 성능을 제공하는 데 탁월합니다.이들은 함께 현대 차량의 첨단 인식 시스템의 중추를 형성하여 다양한 주행 시나리오에서 안전성과 효율성을 보장합니다.
LiDAR와 Radar의 차이점은 핵심 기술을 넘어 실제 응용 분야까지 확장됩니다.
- 3D 퍼셉션: LiDAR는 환경을 3차원으로 매핑할 수 있다는 점에서 Radar를 능가하므로 도시 주행 및 장애물 회피에 없어서는 안 될 필수 요소입니다.
- 날씨 복원력: 레이더는 LiDAR가 흔들릴 수 있는 까다로운 기상 조건에서 탁월한 성능을 발휘하여 폭우 또는 짙은 안개와 같은 시나리오에서 신뢰성을 보장합니다.
- 비용 및 확장성: 레이더는 더 비용 효율적이지만 LiDAR의 높은 정밀도는 상세한 환경 이해가 필요한 애플리케이션에서 높은 가격을 정당화합니다.
자율 주행 애플리케이션
자율 주행 차량은 다양한 센서와 기술을 사용하여 실시간으로 정보에 입각한 결정을 내립니다.그 중에서도 레이더 및 LiDAR 감지기는 고급 주행 기능을 구현하는 데 중추적인 역할을 합니다.이러한 각 기술은 차량의 인식 시스템에 고유한 기여를 하며, 이를 통해 차량이 다양한 주행 시나리오에 효과적으로 대응할 수 있습니다.게다가 정확합니다. 자율주행차 데이터 라벨링 이러한 시스템을 관리하는 AI 모델이 다양한 고품질 데이터 세트로 학습되도록 합니다.이들 시스템의 응용 분야를 이해함으로써 이러한 시스템이 어떻게 함께 작동하여 더 안전하고 효율적인 자율 항법을 달성하는지에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
레이더 애플리케이션
- 어댑티브 크루즈 컨트롤: 다른 차량과의 안전 거리를 유지합니다.
- 충돌 회피: 잠재적 장애물을 감지하고 제동 시스템을 작동시킵니다.
- 사각지대 모니터링: 더 안전한 차선 변경을 위해 상황 인식을 개선합니다.
라이다 애플리케이션
- 도시 내비게이션: 붐비는 도시 경관에서 정확한 움직임을 촉진합니다.
- 고해상도 매핑: 레벨 4/5 자율성에 필요한 세부 공간 데이터를 제공합니다.
- 장애물 감지: 복잡한 환경에서 물체를 식별하는 데 매우 중요합니다.
각 기술의 장점 및 한계
자율 시스템에서 Radar와 LiDAR의 역할을 완전히 이해하려면 각각의 강점과 약점을 분석하는 것이 중요합니다.각 기술은 고유한 이점을 제공하므로 특정 애플리케이션에 적합하면서도 통합 및 성능에 영향을 미칠 수 있는 한계가 있습니다.이 분석을 통해 다양한 시나리오에서 이러한 기술을 활용하기 위한 최적의 접근 방식을 결정할 수 있습니다.
레이더
장점:
- 레이더는 비용 효율성이 높고 접근성이 뛰어나 자율 주행 차량의 다양한 운전자 지원 시스템의 초석입니다.
- 비, 안개, 먼지 등 다양한 기상 조건에서 타의 추종을 불허하는 신뢰성으로 일관되고 안전한 작동을 보장합니다.
- 레이더는 움직임을 감지하고 속도를 측정하는 데 탁월하므로 적응형 순항 제어 및 충돌 방지 시스템에 매우 유용합니다.
제한 사항:
- 레이더의 해상도는 LiDAR보다 비교적 낮기 때문에 세밀한 물체 인식을 제공하는 능력이 제한될 수 있습니다.
- 상세한 3D 매핑 기능이 없기 때문에 정확한 환경 인식을 위한 보조 기술이 필요한 경우가 많습니다.
라이다
장점:
- LiDAR는 타의 추종을 불허하는 정밀도와 도시 내비게이션 및 복잡한 주행 시나리오에 중요한 고해상도 3D 환경 지도를 생성하는 능력으로 유명합니다.
- 뛰어난 장애물 감지 기능으로 인해 차량 자율 주행 수준을 높이는 데 필수적인 도구입니다.
제한 사항:
- LiDAR 시스템의 첨단 기술은 비용 상승으로 이어지며, 이는 광범위한 구현에 장벽이 될 수 있습니다.
- LiDAR는 폭우 또는 안개와 같은 악천후 조건에 더 민감하여 특정 시나리오에서 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다.
자율 시스템에 적합한 기술을 선택하는 방법
자율 시스템은 환경을 효과적으로 인식하고 상호 작용하기 위해 다양한 센서를 사용합니다.비용, 성능, 신뢰성 사이에서 원하는 균형을 이루려면 올바른 기술 조합을 선택하는 것이 필수적입니다.Radar와 LiDAR는 모두 다양한 애플리케이션, 환경 및 예산에 맞는 고유한 이점을 제공합니다.다음은 이러한 기술을 자율 주행 시스템에 통합할 때 고려해야 할 주요 요소 및 사례입니다.고려해야 할 요소는 다음과 같습니다.
- 예산: 레이더는 더 저렴하지만 LiDAR는 더 높은 정밀도를 제공합니다.
- 운영 환경: 레이더는 악천후에 더 좋으며 LiDAR는 맑은 조건에서 탁월합니다.
- 사용 사례: 도시 내비게이션은 LiDAR의 고해상도의 이점을 활용하고 레이더는 고속도로 주행에 적합합니다.
레이더와 LiDAR를 통한 혁신 주도 레이더와 LiDAR 기술 간의 상호 작용은 자율 주행의 진화를 주도하고 있습니다.제조업체는 상호 보완적인 강점을 활용하여 더 안전하고 스마트하며 효율적인 시스템을 만들고 있습니다.혁신으로 비용이 절감되고 기능이 향상됨에 따라 이러한 기술은 운송의 미래를 형성하는 데 훨씬 더 큰 역할을 할 것입니다.
자주 묻는 질문
레이더가 자율주행차의 LiDAR를 대체할 수 있을까요?
아니요, 레이더와 LiDAR은 독특한 강점을 가지고 있습니다.레이더는 악천후에서도 안정적이지만 LiDAR는 고해상도 매핑을 제공합니다.이 두 가지를 조합하면 최적의 성능이 보장됩니다.
LiDAR가 왜 그렇게 비싼가요?
LiDAR의 비용은 고급 레이저 부품과 높은 정밀도에서 비롯됩니다.그러나 지속적인 혁신으로 인해 가격이 하락하고 있습니다.
레벨 5 자율성에 LiDAR가 필요한가요?
LiDAR의 정밀도는 특히 상세한 매핑이 필요한 복잡한 환경에서 완전한 자율성을 달성하는 데 매우 중요합니다.
센서 퓨전이란?
센서 퓨전은 여러 센서 (레이더, LiDAR, 카메라) 의 데이터를 결합하여 환경에 대한 포괄적인 이해를 제공합니다.
기상 조건은 레이더와 LiDAR에 어떤 영향을 미칩니까?
레이더는 비와 안개에서 잘 작동하는 반면 LiDAR의 성능은 이러한 조건에서 저하될 수 있습니다.
