레이더(RADAR), 라이다(LiDAR) :
자율주행기술에서 레이더(RADAR)와 라이더(LiDAR)가 자주 언급이되죠. 발음도 비슷해서 정말 헷갈리기 쉬운데요. 그 차이를 간단하게 알아볼게요.
우선, 레이더와 라이더의 공통점은 사물을 바라본다는 것이 목적입니다. 당연하게도 자율주행을 하려면 앞에 어떤 사물이 있는지 뒤에 누가 뒤따라오는지를 알아야겠죠. 그런데, 레이더와 라이더는 이 사물을 바라보는 방식에서 차이가 갈립니다. 레이더는 전파로 사물을 인식하고 라이다는 레이저로 인식을 하죠.
레이더부터 살펴볼게요. RADAR는 Radio Detection And Ranging의 약자에요. Radio가 이름에 들어가있죠. 즉, 전파가 중요하다는 말입니다. 돌고래, 박쥐 같은 생명체들이 눈 보다는 전파를 쏴서 돌아오는 시간, 거리, 속도를 계산하여 세상을 인식하듯이 말이죠.
라이다는 Light Detection And Raning의 약자입니다. 즉, 빛(Light)으로 인식을 하는데 그 중 레이저로 사물을 인식합니다. 어렸을 적 레이저기기를 한 번쯤 갖고 놀아봤을 겁니다. 레이저를 누르면 쭉 뻗어나가죠. 직진성이 있죠. 마찬가지로 레이저도 빛이 돌아오는 시간, 거리, 속도를 측정하여 사물을 인식합니다.
전파 vs. 레이저의 장단점 :
전파를 쓰는 레이다와 레이저를 사용하는 라이다의 차이점을 장단점을 살펴볼까요.
정밀도 : 라이다 승
정밀도면에서는 레이저가 우수합니다. 생각해보면 레이다는 전파를 쏘기 때문에 파동의 성격이 강해요. 즉, 퍼지죠. 그래서, 세밀하게 인식을 할 수가 없습니다. 반대로, 라이다는 직진성이 있는 빛으로 인식을 하기 때문에 왜곡현상이 덜합니다. 심지어, 레이저 쏘는 개수를 늘리면 머리부터 발끝까지 인식이 가능해져 3차원인식이 가능해집니다.
날씨극복 : 레이다 승
그런데, 만일 밖에 눈이 많이 오거나 안개가 끼는 등 기상악화가 일어나면 어떻게 될까요? 이때는 레이저의 정밀도가 떨어질 수 밖에 없어요. 자, 예시를 들어볼게요. 거실에서 제 동생이 레이저를 방안에 있는 저한테 레이저를 쏘려고해요. 그런데, 방문은 잠겨있죠. 그 레이저가 저한테 도달할까요? 도달하지 못합니다. 그러면, 거실에 있는 저의 집 와이파이기기는 저한테 도달 할 수 있을까요? 당연히 도달합니다. 전파는 앞에 장애물에 크게 방해를 받지 않기때문입니다. 지금 제가 이 글을 작성하고 있는 와중에도 와이파를 쓰고 있으니깐요. 이 문이 기상악화였다고 생각하면 됩니다.
디자인 : 레이더 승
디자인에서도 레이더가 앞섭니다. 구글이 만든 웨이모라는 자동차를 봐볼까요. 라이다가 탑재되어있는데요. 자동차 루프에 동그랗게 설치되어있는 것을 볼 수 있습니다. 물론, 옥상에서 주변을 보는 것이 가장 전망도 좋고 보기도 편안하죠. 하지만, 남이 봤을 때는 경찰차, 구급차와 같이 왠지 삐용거릴 것만 같습니다.
그러나, FSD(Full-Self Driving)을 지향하는 레이더탑재된 테슬라의 차량을 봐볼까요. 위에 삐용거릴 것 같은 장치도 안보이고 심지어 전면부에도 보이지 않죠. 일반 비자율주행차랑 같은 디자인인 것을 알 수 있습니다. 이 역시도 레이다의 특징인 전파가 차량 내부에서도 장애물을 뚫을 수 있기 때문에 가능한 것이죠.
가격 : 레이다(RADAR) 승
가격적인 면에서도 레이다가 저렴합니다. 피부과에 가도 레이저 시술보다는 고주파로 관리 받는 것이 가격이 좀 더 저렴하죠. 컷팅장비에서도 날카로운 칼로 자르는 것보다는 레이저로 자르는 것이 더 정밀하지만 가격은 비쌉니다. 자율주행에서도 마찬가지에요. 와이파이, 전화, 인터넷 등 우리 일상생활에서 쓰는 전파들은 가격이 비싸지 않지만 레이저는 비쌉니다.
감지거리 : 무승부
레이더, 라이다 둘이 비교를 해봤는데요. 정밀도를 제외하고는 가격, 디자인, 기상악화 등에서는 전파를 사용하는 레이더가 더 나은 것을 알 수가 있습니다. 특히, 가격이 저렴하여 시장점유율을 늘려야하는 테슬라 같은 신규 완성차업체들이 선택을 많이 했죠. 반대로, 라이다는 시장점유율을 공격적으로 늘릴 필요가 없고 좀 더 세밀한 기술을 원하는 구글이나 중국의 샤오펑 같은 기업들이 선호합니다. 가격은 언젠가는 대량생산을 하게 되면 저렴하게 되는 것이고 어쨌든 물체를 3차원으로 정확히 인식하는 것이 자율주행에 있어서 굉장히 중요하기 때문이죠.
레이더, 라이다 이 둘의 차이점을 부각했지만, 한계는 분명히 있어요. 전파를 사용하는 레이더 같은 경우는 주파수에 따라 물체를 인식하는 것이 다르겠죠. 이게 중장거리인 200m까지 가게된다면 시야각이 40도 안팎으로 줄어듭니다. 40도 안팎으로 줄여야 전파가 물체에 도달할 수 있죠. 그 이상의 전파 시야각이 된다면 도달하는 거리가 짧아집니다. 라이다는 30~200m까지는 문제가 없습니다. 다만, 레이더와 라이더의 한계는 30m 이내에 물체를 인식하는 것이 힘들다는 것이에요. 아이러니하죠. 그래서, 초근접 사물은 둘다 음파를 이용하여 감지하는 초음파센서가 주로 사용됩니다.