라이다

Light Detection And Ranging, LiDAR

라이다는 주변의 사물을 인식하기 위해 레이저 신호를 이용하는 기술입니다. 라이다에서 쏘아진 펄스 레이저 신호가 주변의 사물과 부딪힌 후 되돌아오면,

이를 분석해 사물의 위치나 운동 방향, 속도 등을 확인하는 방식입니다.

라이다의 동작 원리 

Lidar는 빛(펄스 레이저)를 발사한다는 점에서, 전자기파를 외부로 발사해 재수신되는 전자기파로 거리/방향을 확인하는 Radar와 차이가 있습니다.

Lidar는 Laser 송신 모듈과 신호처리 모듈로 구성됩니다.

Laser 신호의 변조 방법에 따른 구분

1. Tof(Time of Flight) 방식 → 모바일 라이다

ToF 방식은 Laser 펄스 신호가 측정 범위 내의 물체에서 반사되어 수신기에 도착한 시간을 측정하여 거리를 측정하는 원리입니다.

2. PS(Phase Shift) 방식 → 휴대폰에 들어가는 라이다

PS 방식은 특정 주파수를 가지고 연속적으로 변조되는 Laser 빔을 방출하고, 물체에서 반사되어 오는 Laser 신호의 위상 변화량을 측정하여 거리를 측정하는 방식입니다.

이 방식은 탐지거리가 짧고 거리 정확도가 더 떨어지는 단점이 있습니다.

라이다의 파장 대역

905nm 대역 vs 1550nm 대역

905nm

장점: 양산이 쉬우며, 가격을 낮출 수 있다. 소모 전력이 낮다.

         물에 의한 흡수력이 1550nm보다 낮아서 공기 중의 수분에 상대적으로 영향을 덜 받는다.

단점: 지구로 투과되는 태양광이 905nm 대역이 더 많다. 즉, 태양광에 의한 노이즈 현상이 더 많을 수 있다.

         상대적으로 낮은 탐지거리.

1550nm 

장점: 905nm 보다 시력 손상이 없다 (905nm도 Eye-safety Class 1 이라서 시력 손상이 없지만 비교하자면 1550nm가 더 안전하다).

         상대적으로 높은 탐지거리. 상대적으로 적은 태양광 노이즈.

단점: 양산이 어렵고 이로 인해 가격이 상대적으로 높아진다.

         물에 의한 흡수력이 905nm보다 높아서 공기 중의 수분에 영향을 더 받는다. 하지만 출력(세기)을 높여서 이 문제를 해결하고 있다.

         출력 높임으로 인해서 탐지거리가 길지만 소모 전력이 커지고, 시력에 안전한지 논란이 있다.