4차산업혁명 관련 이슈 정리

[ 라이다(LIDAR) ] 기술 상세분석 : 장점과 단점 시장규모 정리

LIDAR Light Detection and Ranging 사물까지의 거리, 방향, 속도, 온도, 물질 분포 및 농도 특성
또는 3D 영상 정보를 수집할 수 있는 기술

라이다Lidar 기술 라이다가 보는 세상은 이렇다.출처 벨로다인 홈페이지


벨로다인의 라이다와 LIDAR 의 기초 원리

 

LIDAR의 기초 원리

 

장치가 빛을 쏘고 돌아오는 시간의 차이를 계산해서 주변 지형을 파악하는 것으로

 

원리는 초음파 탐지기와 같고, 광파를 사용한다는 점에서 다르다.

 

 


왜 LIDAR가 필요한가?

 

완벽한 자율주행을 위해서는 LIDAR가 필요할 것으로 예측됩니다.

 

현재의 자율주행은  <센서[ 카메라 + 레이더 ] + 정보처리 및 위치 파악[ HD 맵 기술 + V2V 통신 기술 + GPS 기술 ]>

 

센서와 정보처리 기술로 구성된다.

 

LIDAR 또한 자율주행 기술의 센서에 해당하는데, 기존의 센서인 카메라와 레이더의 단점을 메워줄 수 있다.

 

+

HD맵 기술 : 기존의 지도보다 훨씬 정밀한 3D 지도.

V2V 기술 : Vehicle to Vehicle의 약자로 차량 간 통신을 통해 사고를 방지하고 도로 상황을 제어한다.

GPS 기술 : Global Positioning System의 약자로  위성에서 보내는 신호로 사용자의 현재 위치를 계산하는 위성항법시스템

 

 


카메라, 레이더, 라이다 의 장단점 비교

  장점 단점
카메라 설치가 쉽다.
상용화 되어있다.
가격이 저렴하다.
물체의 형태와 색깔, 종류를 파악한다.
낮과 밤 모두 빛의 세기,명암에 영향을 받는다.
밤에 성능을 발휘하기 힘들다.
기상악화시 성능 발휘가 힘들다.(우천/안개)
상대적으로 많은 양의 정보처리가 필요하다.
레이더 ( RADAR ) 설치가 쉽다.
상용화 되어있다.
가격이 저렴하다.
근거리(1m~200m)물체를 파악한다.
대략적으로 위치와 크기를 파악한다. 
200M 이상의 거리는 파악이 힘들다.
라이다에 비해 정확도(분해능)가 떨어진다.
라이다 ( LIDAR ) 야간에 강하다
원거리(수m~200m이상) 물체를 파악한다.
높은 정확도로 물체의 형태, 거리를 파악한다.
(레이더에 비해 분해능이 높다.)
값이 비싸다.
크기가 커서 미관을 해친다.
낮에는 광조건의 영향을 받을 수 있다.
라이다의 종류에 따라 장단점이 다르다.

라이다의 단점인 비용과 크기 부분을 해결하여 도입하면

 

현재 사용 중인 카메라와 레이더의 단점을 메워줄 수 있다.


파장으로 분류한 라이다의 장단점

빛의 파장 광 센서 장점 단점
905 nm
(벨로다인)
실리콘 포토 다이오드 기존의 광센서 ( 실리콘 반도체 )를 사용할 수 있다.
따라서 제품의 단가를 낮출 수 있다.

시신경 손상을 유발할 수 있어 강도를 일정 이상 높일 수 없다.
1550 nm
(루미나)
InGaAs
( 인듐갈륨아세나이드 )
포토 다이오드
사용하는 빛의 강도를 높여 성능을 발전 시킬 수 있다.

InGaAs 광다이오드가 비싸다.
대기중의 수증기에 잘 흡수 된다.

905nm 와 1550nm 파장은 대기중에 거의 도달하지 않기 때문에 lidar에 사용한다.


설치방식으로 분류한 라이다의 장단점

 

좌: 기계식 우: 고정식

  특징 장점 단점
기계식 레이저+센서 모듈이 회전한다.
일반적으로 한개를 차량 지붕에 설치한다.
360° 환경을 파악한다.
내구도가 상대적으로 약하다.
노이즈를 줄이기 위해서는 크기가 커진다.
고정식 레이저+센서 모듈이 고정되어 있다.
다양한 각도로 여러개를 설치한다.
가격이 저렴하다.
내구도가 상대적으로 강하다.
고장시 개별적인 수리가 가능하다.
여러부분에 설치해야한다.

최근에는 기계식과 고정식을 둘 다 사용하여 최대한 미관을 해치지 않는 방향으로 채택한다.

구글의 웨이모. 기계식과 고정식 라이다를 둘다 탑재한것으로 보인다.

 


활용분야.

 

자율주행 기술 외에도, 드론, 항공기, 위성, 스마트 글라스 등에 활용 가능하다.


상용화를 위한 과제

 

저가형의 레이저,  레이저 수신기 , 신호처리 IC 소자, 경제성 있는 센서 모듈 조립 기술 등이 필요하며

 

수집된 대용량의 라이다 센서 정보를 실시간으로 분석하고 처리할 수 있는 효율적인 SW 기술개발이 요구된다.

 

 


라이다 시장 규모 전망

source : Sensing and Computing for ADAS vehicle 2020

카메라 모듈이나 레이더보다는 작은 규모이겠지만,

 

아직 상용화되지 않은 상태이고, 상용화 시 초기의 급성장이 예상된다.


 

2019 라이다 업체 펀딩 규모 순위

 

2019.02 기준

1위. Quanergy System ( 비상장 )

2위. Velodyne LIDAR ( 상장. 티커 : VLDR )

3위. Leddar Tech ( 우회 상장중. 티커 : GMHI )

 

2019년 초 기준이므로,

그 사이에 각 회사들이 펀딩도 받고 주식시장에 상장하고 하면서, 자금의 규모가 달라졌을 것으로 예상된다.

 

 


 


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다음 게시글은 LIDAR기술 기업 "벨로다인"에 대해서 포스팅하려고 한다.