자동차용 라이다

자동차용 LiDAR

LiDAR 레이저 소스 솔루션

자동차 LiDAR 배경

2015년부터 2020년까지 해당 국가는 '에 초점을 맞춘 여러 관련 정책을 발표했습니다.지능형 커넥티드 차량' 그리고 '자율주행 차량2020년 초, 국가는 자율주행의 전략적 위치와 미래 발전 방향을 명확히 하기 위해 지능형 차량 혁신 및 개발 전략과 자동차 주행 자동화 분류라는 두 가지 계획을 발표했습니다.

글로벌 컨설팅 회사인 Yole Development는 '자동차 및 산업용 라이다' 관련 산업 연구 보고서를 발표했는데, 이 보고서에 따르면 자동차 분야의 라이다 시장은 2026년까지 57억 달러에 달할 수 있으며, 향후 5년간 연평균 성장률이 21% 이상으로 증가할 것으로 예상됩니다.

1961년

최초의 LiDAR 유사 시스템

570만 달러

2026년까지 예상 시장 규모

21%

예상 연간 성장률

자동차용 LiDAR란 무엇인가요?

LiDAR(Light Detection and Ranging)는 자동차 산업, 특히 자율주행차 분야에 혁신적인 변화를 가져온 기술입니다. LiDAR는 일반적으로 레이저를 이용해 목표물을 향해 빛 펄스를 발사하고, 빛이 센서로 반사되어 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정합니다. 이렇게 얻은 데이터를 바탕으로 차량 주변 환경의 상세한 3차원 지도를 생성합니다.

LiDAR 시스템은 높은 정밀도와 정확도로 물체를 감지하는 능력으로 잘 알려져 있으며, 자율 주행에 필수적인 도구입니다. 가시광선에 의존하고 저조도나 직사광선과 같은 특정 조건에서 어려움을 겪을 수 있는 카메라와 달리, LiDAR 센서는 다양한 조명 및 기상 조건에서 안정적인 데이터를 제공합니다. 또한 LiDAR는 거리를 정확하게 측정할 수 있어 물체의 크기, 속도까지 감지할 수 있으며, 이는 복잡한 주행 시나리오에서 매우 중요합니다.

레이저 LIDAR 작동 원리 및 작동 과정

LiDAR 작동 원리 흐름도

자동화 분야에서의 LiDAR 응용 사례:

자동차 산업에서 LiDAR(Light Detection and Ranging) 기술은 주로 주행 안전성 향상과 자율 주행 기술 발전에 중점을 두고 있습니다. 핵심 기술은 다음과 같습니다.비행시간(ToF)이 기술은 레이저 펄스를 방출하고 이 펄스가 장애물에서 반사되어 돌아오는 데 걸리는 시간을 계산하는 방식으로 작동합니다. 이 방법을 통해 매우 정확한 "포인트 클라우드" 데이터가 생성되며, 이를 통해 차량 주변 환경의 상세한 3차원 지도를 센티미터 수준의 정밀도로 생성할 수 있어 자동차에 탁월한 공간 인식 기능을 제공합니다.

자동차 분야에서 LiDAR 기술의 적용은 주로 다음과 같은 영역에 집중되어 있습니다.

자율 주행 시스템:LiDAR는 고도화된 자율주행을 구현하는 데 핵심적인 기술 중 하나입니다. 차량 주변의 환경, 즉 다른 차량, 보행자, 도로 표지판, 도로 상태 등을 정밀하게 인식하여 자율주행 시스템이 신속하고 정확한 판단을 내릴 수 있도록 지원합니다.

첨단 운전자 보조 시스템(ADAS):운전자 보조 분야에서 LiDAR는 어댑티브 크루즈 컨트롤, 긴급 제동, 보행자 감지 및 장애물 회피 기능 등 차량 안전 기능을 향상시키는 데 사용됩니다.

차량 내비게이션 및 위치 파악:LiDAR로 생성된 고정밀 3D 지도는 특히 GPS 신호가 제한적인 도심 환경에서 차량 위치 정확도를 크게 향상시킬 수 있습니다.

교통량 모니터링 및 관리:LiDAR는 교통 흐름을 모니터링하고 분석하는 데 활용될 수 있으며, 도시 교통 시스템이 신호 제어를 최적화하고 혼잡을 줄이는 데 도움을 줄 수 있습니다.

/자동차/
원격 감지, 거리 측정, 자동화 및 DTS 등에 사용됩니다.

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자동차용 LiDAR 트렌드

1. LiDAR 소형화

자동차 업계의 전통적인 관점은 자율주행 차량이 운전의 즐거움과 효율적인 공기역학적 성능을 유지하기 위해 외관상 기존 차량과 차이가 없어야 한다는 것입니다. 이러한 관점은 LiDAR 시스템의 소형화 추세를 촉진해 왔습니다. 미래의 이상적인 LiDAR는 차량 본체에 완벽하게 통합될 수 있을 만큼 작아지는 것입니다. 이는 기계적인 회전 부품을 최소화하거나 아예 없애는 것을 의미하며, 현재의 레이저 구조에서 고체 LiDAR 솔루션으로 점차 전환하는 업계의 흐름과도 일맥상통합니다. 움직이는 부품이 없는 고체 LiDAR는 소형화, 신뢰성, 내구성을 제공하여 현대 차량의 미적 및 기능적 요구 사항에 잘 부합하는 솔루션입니다.

2. 임베디드 LiDAR 솔루션

최근 자율주행 기술이 발전함에 따라 일부 LiDAR 제조업체들은 자동차 부품 공급업체들과 협력하여 헤드라이트와 같은 차량 부품에 LiDAR를 통합하는 솔루션을 개발하기 시작했습니다. 이러한 통합은 LiDAR 시스템을 숨겨 차량의 미관을 유지할 뿐만 아니라, 전략적인 배치를 통해 LiDAR의 시야각과 기능을 최적화하는 데에도 도움이 됩니다. 승용차의 경우, 특정 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS) 기능은 360° 시야각을 제공하는 대신 특정 각도에 초점을 맞춘 LiDAR를 필요로 합니다. 그러나 레벨 4와 같은 더 높은 수준의 자율주행에서는 안전을 위해 360° 수평 시야각이 필수적입니다. 따라서 차량 주변을 완벽하게 커버하는 다중 지점 구성이 필요할 것으로 예상됩니다.

3.비용 절감

라이다 기술이 성숙해지고 생산 규모가 확대됨에 따라 비용이 절감되고 있으며, 이로 인해 중형 모델을 포함한 더 넓은 범위의 차량에 이러한 시스템을 탑재하는 것이 가능해지고 있습니다. 이러한 라이다 기술의 보편화는 자동차 시장 전반에 걸쳐 첨단 안전 및 자율 주행 기능의 도입을 가속화할 것으로 예상됩니다.

현재 시판되는 LIDAR는 대부분 905nm 및 1550nm/1535nm LIDAR이지만, 비용 측면에서는 905nm가 유리합니다.

· 905nm LiDAR일반적으로 905nm LiDAR 시스템은 해당 파장과 관련된 부품의 광범위한 가용성과 성숙한 제조 공정 덕분에 가격이 저렴합니다. 이러한 비용적 이점 덕분에 905nm LiDAR는 거리 측정 및 눈 안전이 덜 중요한 응용 분야에 적합합니다.

· 1550/1535nm LiDAR1550/1535nm 시스템에 사용되는 레이저 및 검출기와 같은 부품은 기술이 아직 널리 보급되지 않았고 부품이 더 복잡하기 때문에 가격이 더 비싼 경향이 있습니다. 그러나 안전성과 성능 측면에서의 이점은 특정 응용 분야, 특히 장거리 감지 및 안전이 매우 중요한 자율 주행 분야에서 더 높은 비용을 정당화할 수 있습니다.

[링크:905nm와 1550nm/1535nm LiDAR의 비교에 대해 자세히 알아보세요.]

4. 안전성 향상 및 ADAS 기능 강화

LiDAR 기술은 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)의 성능을 크게 향상시켜 차량에 정밀한 환경 매핑 기능을 제공합니다. 이러한 정밀도는 충돌 방지, 보행자 감지, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같은 안전 기능을 개선하여 업계가 완전 자율 주행에 한 걸음 더 다가서도록 합니다.

자주 묻는 질문

차량에서 LIDAR는 어떻게 작동하나요?

차량에 탑재된 LIDAR 센서는 빛 펄스를 방출하고, 이 펄스는 물체에 반사되어 센서로 돌아옵니다. 펄스가 돌아오는 데 걸리는 시간을 이용하여 물체까지의 거리를 계산합니다. 이 정보를 바탕으로 차량 주변 환경에 대한 상세한 3D 지도를 생성합니다.

차량용 LIDAR 시스템의 주요 구성 요소는 무엇입니까?

일반적인 자동차용 LIDAR 시스템은 광 펄스를 방출하는 레이저, 펄스를 전달하는 스캐너 및 광학 장치, 반사된 빛을 포착하는 광 검출기, 그리고 데이터를 분석하고 주변 환경의 3D 표현을 생성하는 처리 장치로 구성됩니다.

라이다는 움직이는 물체를 감지할 수 있나요?

네, 라이다는 움직이는 물체를 감지할 수 있습니다. 라이다는 시간에 따른 물체의 위치 변화를 측정하여 속도와 궤적을 계산할 수 있습니다.

라이다는 차량 안전 시스템에 어떻게 통합되나요?

라이다는 정확하고 신뢰할 수 있는 거리 측정 및 물체 감지를 제공하여 어댑티브 크루즈 컨트롤, 충돌 방지 및 보행자 감지와 같은 기능을 향상시키기 위해 차량 안전 시스템에 통합됩니다.

자동차용 라이다 기술에는 어떤 발전이 이루어지고 있습니까?

자동차용 라이다 기술의 지속적인 발전에는 라이다 시스템의 크기와 비용 절감, 측정 범위 및 해상도 향상, 그리고 차량 설계 및 기능에 더욱 원활하게 통합하는 것이 포함됩니다.

[링크:LIDAR 레이저의 주요 매개변수]

자동차용 LIDAR에 사용되는 1.5μm 펄스형 파이버 레이저는 무엇인가요?

1.5μm 펄스형 파이버 레이저는 자동차용 LIDAR 시스템에 사용되는 레이저 광원의 한 종류로, 1.5마이크로미터(μm)의 파장을 가진 빛을 방출합니다. 이 레이저는 짧은 적외선 펄스를 생성하며, 이 빛은 물체에 반사되어 LIDAR 센서로 되돌아오는 원리를 이용하여 거리를 측정합니다.

자동차용 라이다 레이저에 1.5μm 파장이 사용되는 이유는 무엇입니까?

1.5μm 파장은 눈 안전성과 대기 투과율 사이에서 최적의 균형을 제공하기 때문에 사용됩니다. 이 파장 범위의 레이저는 더 짧은 파장의 레이저보다 인체 눈에 해를 끼칠 가능성이 적으며 다양한 기상 조건에서도 잘 작동합니다.

1.5μm 펄스형 파이버 레이저는 안개나 비와 같은 대기 장애물을 투과할 수 있을까요?

1.5μm 레이저는 안개나 비가 내리는 환경에서 가시광선보다 성능이 우수하지만, 대기 중 장애물을 투과하는 능력은 여전히 ​​제한적입니다. 악천후 조건에서의 성능은 일반적으로 더 짧은 파장의 레이저보다 좋지만, 더 긴 파장의 레이저만큼 효과적이지는 않습니다.

1.5μm 펄스형 파이버 레이저는 LIDAR 시스템의 전체 비용에 어떤 영향을 미칠까요?

1.5μm 펄스형 파이버 레이저는 정교한 기술로 인해 초기에는 LIDAR 시스템 비용을 증가시킬 수 있지만, 제조 기술의 발전과 규모의 경제로 인해 시간이 지남에 따라 비용이 절감될 것으로 예상됩니다. 성능과 안전성 측면에서의 이점은 이러한 투자를 정당화하는 것으로 여겨집니다. 1.5μm 펄스형 파이버 레이저가 제공하는 우수한 성능과 향상된 안전성은 자동차 LIDAR 시스템에 대한 가치 있는 투자로 만들어 줍니다..