LiDAR란?

LiDAR는 Light Detection and Ranging의 약자로, 레이저 펄스 형태의 빛을 사용하여 원격으로 거리를 측정하는 기술입니다.

라이다는 물체에 레이저 펄스를 쏘고 반사되는 빛이 수신기로 돌아오는 시간의 경과를 측정하여 거리를 계산합니다. 시간의 지연을 측정하기 때문에 물체의 거리를 정확하게 측정할 수 있으며, 위치 데이터와 결합하여 물체의 형태와 표면 특성 등에 대한 정밀한 3차원 정보를 생성할 수 있습니다.

LiDAR의 역사와 발전

LiDAR는 1960년대 초 레이저 기술의
발명 직후 개발되었습니다.

초기에는 천문학에서 달까지의 거리를 계산하거나 기상학에서 구름 측정하는 등 과학 분야에서 주로 사용되었으며 이후 지형도 작성, 산림 관리 등의 분야에서도 필수적인 기술로 사용되고 있습니다. 최근에는 자율 주행 시스템, 도시 계획, 재생 에너지 프로젝트 등에서 활발하게 사용되고 있습니다. 레이저 기술의 발전, 데이터 처리 기능의 향상, LiDAR 데이터와 지리공간 데이터 소스의 통합 등을 통해 라이다는 수십 년에 걸쳐 지속적으로 사용되며 발전하고 있습니다.

핵심 기술 원리

LiDAR 기술의 핵심은 레이저의 광원을
활용한 정밀한 측정 기술입니다.

레이저는 초당 수천 번의 펄스를 보낼 수 있어 매우 정확하고 넓은 범위의 데이터를 굉장히 정밀하게 측정할 수 있습니다. 가시광선에서 근적외선에 이르기까지 다양한 파장을 사용할 수 있으며, 각 파장에 따라 반사율과 투과율 등이 상이하기 때문에 응용 분야에 가장 적합한 파장을 사용할 수 있습니다. 레이저 펄스가 표면에서 반사되면 시스템의 감지기에서 반사 신호를 포착하고, 주로 굉장히 민감한 광 검지기를 사용합니다. 이후 고도의 신호 처리 알고리즘을 통해 정확한 거리를 측정하고 스캔한 지역의 3D 지도를 생성할 수 있습니다.

비행 시간의 측정과 위상 변이 측정

비행 시간(TOF, Time of Flight) 방식은 레이저 펄스가 물체에 도달하고 돌아오는 데
걸리는 시간을 측정하여 거리를 계산합니다.

시간 측정을 통해 거리를 정밀하게 계산하기 때문에 정밀도가 굉장히 중요한 환경 모니터링, 농업 등 세부 사항이 중요한 영향을 미치는 분야에서 활용하기 적합합니다. 또한 레이저 빛이 센서에 다시 반사될 때 레이저 빛의 위상 변화를 측정하는 위상 변이(PS, Phase Shirt) 측정 방법을 활용하면, 속도와 효율성이 중요한 스마트 팩토리, 건축 모델링 등 지속적인 스캐닝이 필요한 분야에서 사용하기에도 적합합니다. 두 가지 측정 방법 모두 각각의 특장점을 제공하므로 LiDAR 솔루션은 다양한 산업 분야에서 폭넓게 활용할 수 있습니다.