레이더(RADAR), 라이더(LiDAR) :
자율 주행 기술에서는 레이더(RADAR)와 라이더(LiDAR)가 자주 언급됩니다.
발음도 비슷하기 때문에 정말 혼란하기 쉽습니다.
그 차이를 쉽게 살펴보자.
우선 레이더와 라이더의 공통점은 사물을 바라보는 것이 목적입니다.
당연히, 자율주행을 하기 위해서는, 앞에 어떤 사물이 있는지 뒤에 누가 계속되는지를 알아야 할 것입니다.
그런데 레이더와 라이더는 이 사물을 바라보는 방법으로 차이가 나뉩니다.
레이더는 전파로 사물을 인식하고, 라이더라는 레이저로 인식을 합니다.
레이더에서 보자. RADAR은 Radio Detection And Ranging의 약자입니다.
Radio가 이름에 들어 있습니다.
즉, 전파가 중요하다는 것입니다.
돌고래, 박쥐 같은 생명체가 눈보다 전파를 쏘고 돌아오는 시간, 거리, 속도를 계산하여 세계를 인식하는 것 같습니다.
라이더는 Light Detection And Raning의 약자입니다.
즉, 빛(Light)으로 인식을 하고, 그 안에서 레이저로 물건을 인식합니다.
어릴 적 레이저 기기를 한 번 정도 가지고 놀아 보았을 것입니다.
레이저를 누르면 계속 늘어납니다.
직진성이 있습니다.
마찬가지로 레이저도 빛이 돌아오는 시간, 거리, 속도를 측정하여 사물을 인식합니다.
전파 대 레이저의 장점과 단점 :
전파를 사용하는 레이더와 레이저를 사용하는 라이더의 차이를 장점과 단점을 살펴 보겠습니다.
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정밀도 : 라이더승
정밀도면에서는 레이저가 우수합니다.
생각해 보면 레이더는 전파를 쏘기 때문에 파동의 성격이 강합니다.
즉, 퍼집니다.
그래서 미세하게 인식할 수 없습니다.
반대로, 라이더는 직진성이 있는 빛으로 인식을 하기 때문에 왜곡 현상이 적어집니다.
또한 레이저 촬영의 수를 늘리면 머리부터 발끝까지 인식이 가능해져 3차원 인식이 가능합니다.
날씨 극복 : 레이더 승
그런데 만약 밖에 눈이 많이 오거나 안개가 끼는 등 기상 악화가 일어나면 어떻게 될까요? 이 때는 레이저의 정밀도가 떨어질 수밖에 없습니다.
자, 예를 들어 보겠습니다.
거실에서 내 동생이 레이저를 방 안에있는 나에게 레이저를 쏠 것입니다.
그건 그렇고, 방문은 잠겨 있습니다.
그 레이저는 나에게 도달합니까? 도달할 수 없습니다.
그렇다면 거실에서 내 집의 WiFi 장비가 나에게 도달 할 수 있습니까? 당연히 도달합니다.
전파는 전에 장애물에 크게 방해받지 않기 때문입니다.
지금 내가 이 문장을 쓰고 있는 와중에도 와이퍼를 쓰고 있기 때문입니다.
이 문이 기상 악화였다고 생각하면 됩니다.
디자인 : 레이더 승
디자인에서도 레이더가 전진합니다.
구글이 만든 웨이모라라는 차를 살펴보자. 라이더가 탑재되어 있습니다.
자동차의 루프에 둥글게 장착되어 있음을 알 수 있습니다.
물론, 옥상에서 주변을 보는 것이 가장 보기 쉽고, 전망도 쾌적합니다.
그렇지만, 타인이 보았을 때는 경찰차, 구급차와 같이 왠지 피용갈인 것 같습니다.
하지만 FSD(Full-Self Driving)를 목표로 하는 레이더가 장착된 테슬라 차량을 살펴보자. 위에 염좌하는 장치도 보이지 않고, 전면부에도 보이지 않습니다.
보통의 비자율주행차와 같은 디자인임을 알 수 있습니다.
이 역시 레이더의 특징인 전파가 차량 내부에서도 장애물을 뚫을 수 있기 때문에 가능합니다.
가격 : 레이더(RADAR)승
가격면에서도 레이더가 저렴합니다.
피부과에 가도 레이저 시술보다 고주파로 관리되는 것이 가격이 좀 더 싸네요. 절단 장치에서도 날카로운 칼로 자르는 대신 레이저로 자르는 것이 더 정확하지만 가격은 비쌉니다.
자율 주행에서도 마찬가지입니다.
Wi-Fi, 전화, 인터넷 등 우리의 일상 생활에서 사용되는 전파는 가격이 비싸지는 않지만 레이저는 비쌉니다.
검출 거리 : 무승부
레이더, 라이더 두 사람이 비교를 해 보았습니다.
정밀도를 제외하고 가격, 디자인, 기상 악화 등에서는 전파를 사용하는 레이더가 더 좋은 것을 알 수 있습니다.
특히 가격이 저렴하고 시장 점유율을 늘려야 하는 테슬라와 같은 신규 완성차 메이커가 선택을 많이 했다.
대조적으로, 라이더는 시장 점유율을 적극적으로 늘릴 필요가 없으며, 더 세밀한 기술을 원하는 Google 및 중국의 Xiao Peng과 같은 기업이 선호합니다.
가격은 언젠가는 대량생산을 하면 싸게 되는 것이며, 어쨌든 물체를 3차원으로 정확하게 인식하는 것이 자율주행에 있어서 매우 중요하기 때문입니다.
레이더와 라이더의 두 가지 차이점을 부각했지만 한계는 분명합니다.
전파를 사용하는 레이더와 같은 경우에는 주파수에 따라 물체를 인식하는 것이 다릅니다.
이것이 중장거리의 200m까지 가면 시야각이 40도 전후로 줄어듭니다.
40도 전후로 줄이지 않으면 전파가 물체에 도달 할 수 있습니다.
그 이상의 전파 시야각이 되면 도달하는 거리가 짧아집니다.
라이더는 30~200m까지는 문제 없습니다.
그러나 레이더와 라이더의 한계는 30m 이내에 물체를 인식하기가 어렵다는 것입니다.
아이러니합니다.
그래서 초근접 사물은 모두 음파를 이용하여 감지하는 초음파 센서가 주로 사용됩니다.