자율주행과 센서, 그 중심의 LiDAR?

이전 글에서 센서 이야기를 했다. 이러한 센서 기술은 자율주행에서는 빼놓을 수 없으며 LiDAR, Radar, Sonar 등의 센서가 사용되고 있다. 각각 하나씩 알아보자.

 

LiDAR(Light Detection and Ranging)는 한국어로 빛으로 감지하여 범위를 잡는다라고 표현할 수 있다. 즉, 빛의 반사를 통해 물체를 감지한다고 할 수 있다. 이런 LiDAR는 빛에 가까운 자외선 레이저(near-infrared laser), 적외선 레이저(ultraviolet laser) 사용한다.

Radar는 전파(Radio wave)의 반사를 사용하여 물체를 감지한다. 전파 역시 빛이기에 LiDAR와 같은 방식이나 파장이 서로 다르다.

 

아래 링크에서 볼 수 있듯이 자외선과 적외선은 전파보다 파장이 짧은 것을 알 수 있다.

<https://www.everythingrf.com/community/what-is-the-near-infrared-band>

 

여기서 파장이 길이가 정말 중요하다. 파장이 짧으면 직진성이 좋지만 날씨가 흐리거나 방해물이 있을 때에는 원하는 물체까지 도달하지 못한다. 하지만 상대적으로 파장이 긴 전파는 우리가 원하는 물체까지 쉽게 도달 할 수 있다. 어떤 날씨에도 상관없이 휴대전화가 잘 터지는 것을 생각해보면 전파를 사용하는 Radar의 장점을 쉽게 느낄 수 있을 것이다.

 

Sonar는 음파를 이용하는 센서이다. 이 센서는 주차나 근처 장애물을 감지할 때 사용한다. 왜냐하면 음파는 느리기 때문에 빠른 주행을 할 때에는 사용하기 힘들다. 하지만 Sonar 역시 필요없는 것은 아니다. 아래 링크의 장, 단점 설명을 참고하면 누구나 충분히 알 수 있다.

<https://bit.ly/38YeDyj> <https://bit.ly/3r5VccQ>

 

일반적으로 봤을 때에는 LiDAR가 훨씬 Radar보다 성능이 우수하다. 아래 링크에 LiDAR를 사용했을 때가 Radar를 사용했을 때보다 훨씬 선명하다는 것을 알 수 있다. 또한 Sonar는 그 장, 단점이 확실해서 차가 달리는 중에는 사용할 수 없다.

<https://www.fierceelectronics.com/components/lidar-vs-radar>

 

그러면 Sonar, Radar, LiDAR 중 무엇을 써야하지? 라는 생각을 할 수 있다.

답은 바로 균형있게 골고루 잘 써야한다. 잘 생각해보자.
1. LiDAR만 사용하면 가격은 엄청 올라가고 날씨가 흐릴 때는 사용할 수 없다.
2. Radar만 사용한다면 완벽히 내 주변 상황을 인식하기 힘들다.
3. Sonar는 말할 필요도 없이 혼자서 사용할 수 없다.

이처럼 우리가 자율주행을 위해서는 이러한 센서들이 잘 조화롭게 사용되어야 한다. 너무 가격을 낮추기 위해서 LiDAR를 사용하지 않는다면 결국 위험 상황에서는 사람이 운전대를 잡아야 하는 상황이 오고 만다. 그렇다고 LiDAR를 너무 많이 사용한다면 날씨가 흐릴 때 위험하며 자율주행차가 실용화(가격 문제)되는데 오랜 시간이 걸릴 것이다.