LiDAR 하드웨어 개요
lidar
sensor
라이다 개요
라이다는 기본적으로 Laser, Receiver, Processor로 구성되어 있다.
Laser에서 빛을 쏘고, 장애물에 반사된 빛을 Receiver가 수신한다. 이때 빛의 속도와 왕복 시간을 이용해 거리를 계산하는데, 이 기술을 TOF(Time of Flight)라 부른다.
\[ d = \frac{t \times c}{2} \]
(\(c\): 빛의 속도, \(t\): 왕복 시간)
주요 스펙
FOV (Field of View)
센서가 커버할 수 있는 각도 범위. 수평/수직 FOV 모두 중요하다.
Range — 최대 측정 가능 거리
Resolution — 거리 분해능 (포인트 간 최소 간격)
Accuracy — 측정값의 오차 범위
라이다의 종류
1. Spinning Type
수직으로 배열된 레이저 모듈을 모터로 회전시켜 3D 포인트클라우드를 취득하는 방식이다. 거리가 멀어질수록 포인트 밀도가 낮아지며, 채널 수를 늘릴수록 캘리브레이션 비용이 기하급수적으로 증가한다.
2. Hybrid Solid-State
제한된 각도로 회전하는 두 개의 거울을 활용한다. 폴리곤 거울은 수평 스캔, 진동 거울은 수직 굴절을 담당한다. Spinning Type 대비 훨씬 높은 구동 주파수가 필요해 내구성에 취약하다.
3. MEMS Module
MEMS 시스템의 고주파 진동 거울로 레이저 빔을 반사하는 방식이다. 거울 크기에 한계가 있어 장거리 감지가 어렵고, 내구성 문제와 좁은 FOV가 단점이다.
4. Solid-State
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ASIC 기술로 수백 개의 레이저 모듈을 단일 칩에 통합한 방식이다. 높은 거리 분해능과 정확도를 제공하며, 제조 단순화로 일관성이 높다.