[기술] LiDAR와 RADAR의 차이점은? 라이다, 레이더, 장단점, 원리

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한 줄 요약:
LiDAR(라이다)는 정밀도가 높지만 비싸고 RADAR(레이더)는 세밀한 물체 인식까지는 어렵지만 야외에서 유리하고 싸다.

세 줄 요약:
둘 다 자율주행의 '눈' 역할을 하는 센서이며 원리가 다르기 때문에 우열을 가릴 수는 없다.
라이다는 빛을, 레이더는 전파를 발사해 물체에 맞고 되돌아오는 데이터를 기반으로 물체와의 거리를 측정한다.
라이다는 물체가 가려져 있거나, 멀리 있을 때 불리하고 레이더는 물체가 작거나 넓은 범위를 측정할 때 불리하다.

 

LiDAR(이하 라이다)는 Light Detection and Ranging의 약자이고 RADAR(이하 레이더)는 Radio Detection And Ranging의 약자이며, 둘 다 기기의 '눈' 역할을 할 수 있는 센서이다. 여기서 눈이라 하면 카메라 같은건가? 하고 헷갈릴 수 있는데, 카메라는 센서의 또 다른 종류이므로 분리해서 생각하는 것이 좋다. 다음에 카메라에 대해 포스팅 할 수도 있겠지만 이해를 돕기 위해 짧게 설명하자면, 카메라는 이미 환경에 존재하는 빛을 렌즈로 모은 다음 그 데이터로 주변을 인식한다. 따라서 색을 구분할 수 있지만 인식 거리가 매우 짧고 환경 자체가 어두우면 인식을 못한다. 반면, 라이다와 레이더는 환경에 의존하지 않고 매개체를 직접 발사한 뒤 매개체가 목표물을 맞고 되돌아오는 시간을 이용해서 거리를 측정한다.

 

라이다와 레이더 비교 표

 

라이다는 빛을 쏜다. 빛은 직진성이 강하고 파장이 짧다. 이게 무슨 의미인가하면 내가 파악하고 싶은 물체에 도달할 때까지 빛이 왜곡되지 않고 그대로 정확하게 도달한다는 뜻이다. 때문에 주변을 정밀하게 파악할 수 있고, 작은 물체도 인식할 수 있다. 오차 범위가 mm~cm 단위일 정도다. 뿐만 아니라 이 빛을 여러 갈래로 쪼개어 발사할 수 있으며 그 수가 많을 수록 주변을 세밀하게 파악해낼 수 있고 3D로도 공간을 인식할 수 있다. 그렇기에 자율주행차에 주로 사용된다. 구글의 웨이모와 중국의 테슬라 같은 기업인 샤오펑 등이 대표적으로 라이다를 사용한다.

 

하지만 라이다는 날씨에 약하다. 온도나 기후가 아니라 안개와 같은 기상현상에 약하다. 예를 들어 안개가 끼면 빛을 가로막기 때문에 정확도가 떨어진다. 뿐만 아니라 아직은 원통형 라이다가 최소 4000만원에서 1억원 정도로 비싸다. 그래서 최근 스타트업 등에서 저렵한 라이다를 개발하려는 움직임이 많다. 게다가 크기도 크다. 차량 내부에 장착할 수 없을 정도로 아래 사진처럼 크다. (앰뷸런스인줄)

https://blog.waymo.com/2019/08/introducing-waymos-suite-of-custom.html

Waypoint - The official Waymo blog: Introducing Waymo’s suite of custom-built, self-driving hardware

 

레이더는 전파를 쏜다. 전파는 날씨에 영향을 받지 않는다는 면에서 유리하다. 또한 라이다에 비해 저렴하고 소형화가 가능하다. 하지만 정밀도가 떨어진다는 단점이 있다. 라이다처럼 작은 물체를 인식하거나 물체의 형태를 정확하게 파악하지는 못한다. 따라서 전투기 등과 같이 설령 정확하진 못하더라도 인식 자체는 꼭 성공해야하는 경우에 사용된다. 테슬라는 자율주행차기술에 레이더를 사용한다. 이제까지 테슬라의 자율주행기술 FSD(Full Self-Driving)는 카메라만을 사용했었는데, 최근 레이더 센서도 추가로 탑재했다.

https://www.tesla.com/blog/all-tesla-cars-being-produced-now-have-full-self-driving-hardware

All Tesla Cars Being Produced Now Have Full Self-Driving Hardware | Tesla

 

따라서 라이다와 레이더 센서는 물체를 인식하는 원리 자체가 다르기 때문에 우열을 가릴 수 없다. 만약 저렴하고 작은 라이다가 개발되거나, 정밀한 레이더가 개발된다면 상황이 달라지겠지만 아직까지는 논쟁이 이어질 듯하다. (항상 돈이 문제다)

 

 

참고문헌
- 루미솔 자료실; 라이다린? 라이다 / 레이더 / 카메라 비교
- AI타임즈, 자율주행차의 '눈', 라이다 vs 레이더... 승자는?

- 비즈니스워치, 자율주행차 '눈' 전쟁... 레이더일까 라이다일까 

 

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