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라이다란 무엇인가요?
OXTS에서는 종종 LiDAR로 작업합니다. 그렇다면 라이다란 무엇일까요?
라이다(LiDAR), 즉 빛 감지 및 거리 측정은 라이다 장치 주변의 물체와의 거리를 측정하는 방식입니다.
레이더와 유사한 방식으로 작동하기 때문에 이름도 비슷하지만, 전파 대신 레이저를 사용합니다. 레이저는 일반적으로 전파보다 훨씬 더 작은 파장(레이더의 경우 약 5cm)으로 작동하므로 LiDAR는 더 높은 해상도라는 뚜렷한 이점을 제공합니다. 더 미세한 디테일까지 감지할 수 있습니다. 또한 레이저를 활용하면 레이저 기술의 비약적인 발전이 가능하여 작고 저렴한 패키지로 매우 강력한 기술을 구현할 수 있습니다. 안타깝게도 이는 또한 효과 범위와 침투 범위가 LiDAR 는 레이더보다 훨씬 짧습니다.
라이다란 무엇인가요? LiDAR의 기본 기능
라이다의 기본 기능은 장치에서 레이저 펄스를 방출한 후 물체에 부딪혀 반사되어 돌아오면 장치에 등록하는 것입니다.
장치는 정확한 타이밍 정보를 사용하여 빔의 방출과 수신 사이의 비행 시간을 파악하고 시간과 변하지 않는 빛의 속도를 사용하여 물체까지의 거리를 계산합니다. 장치가 수평 및 수직 평면에서 펄스의 각도와 물체까지의 거리를 알고 있다면 3D 사진을 구형 좌표로 구축하는 데 필요한 모든 것을 갖추고 있는 것입니다. 즉, 측정된 모든 지점은 LiDAR 좌표 프레임, 기록 시간 및 반사된 빔의 강도와 관련하여 3D 위치를 알 수 있습니다.
이를 통해 라이다는 주변 환경을 매핑할 수 있습니다. 더 많은 레이저 펄스를 보낼수록 이 작업을 더 효과적으로 수행할 수 있습니다. 많은 LiDAR 장치에는 주변 영역의 '슬라이스'로 3D 사진을 구축하는 고정된 레이저 빔 채널이 있으며, 각 슬라이스는 LiDAR의 원뿔형 표면입니다. 벨로다인의 보기 소프트웨어에서 찍은 아래 스크린샷에서 이를 확인할 수 있습니다. VLP16 LiDAR에는 16개의 레이저 채널이 있어 기기가 정지해 있을 때 16개의 환경 '슬라이스'를 통해 볼 수 있습니다. 다른 제품은 빔의 방향을 지능적으로 변경하여 간격을 메우는 방식을 사용합니다. 다른 LiDAR는 단일 채널을 사용하여 3D 공간을 매핑합니다.
라이다란 무엇인가요? 다양한 유형의 LiDAR 센서
적용 범위, 성능 및 물리적 특성에 따라 다양한 유형의 LiDAR가 있으며, 상업적으로 이용 가능한 대부분의 LiDAR는 기계적으로 작동합니다. 레이저, 거울 및 기계적 회전을 사용하여 레이저 채널이 3D 환경을 매핑합니다. 아래 그림은 Hesai XT 설명서에서 가져온 것으로, 내부의 레이저가 어떻게 분할되어 장치에서 방출되는 32개의 레이저 채널을 제공하는지 확인할 수 있습니다. 이 채널들은 각각 고정된 고도 각도를 가지고 있습니다. 그런 다음 기계적 회전을 통해 수평면에서 채널을 회전시켜 3D 영역을 커버합니다.
솔리드 스테이트 라이다
점점 더 보편화되고 있는 또 다른 형태의 LiDAR 기술은 솔리드 스테이트 LiDAR입니다.
이 기술은 움직이는 부품이 없는 고정밀 LiDAR를 훨씬 저렴한 비용으로 구현할 수 있게 해줍니다. 솔리드 스테이트 LiDAR는 실리콘 칩에 인쇄된 부품을 사용하기 때문에 움직이는 부품이 없어 생산 확장이 완벽하고 장치가 매우 견고합니다. 이러한 LiDAR는 가까운 미래에 다양한 시스템에 적용될 가능성이 높습니다. OXTS는 특히 자율주행 시스템에 센서 데이터를 제공하는 데 사용되는 자동차 부문에서 솔리드 스테이트 라이다의 사용에 관심을 갖고 있습니다.
저희는 주요 용도 중 하나인 모바일 매핑 측량을 위해 LiDAR를 내비게이션 데이터와 결합합니다. 매우 정밀한 내비게이션 데이터는 LiDAR와 결합하여 그 성능을 발휘할 수 있는 수준의 정밀도를 달성하기 위해 필요합니다. LiDAR가 밀리미터 또는 센티미터 단위로 정확하다면 내비게이션 데이터도 이 정도의 정밀도로 정확해야 합니다. 이 때문에 내비게이션 장치가 전체 시스템 내에서 오류의 병목 현상이 발생하는 경우가 많습니다. 측량 등급의 LiDAR 포인트 클라우드 데이터를 얻으려면 칼만 필터로 긴밀하게 결합된 강력한 IMU 및 GNSS 수신기 기술을 갖춘 측량 등급의 INS가 필요합니다. 내비게이션 데이터를 통해 LiDAR의 프레임을 사용 가능한 후처리된 포인트클라우드에 결합할 수 있습니다.
라이다 데이터의 정밀도와 밀도는 수많은 측량 애플리케이션에 유용합니다.
항공기는 장거리 기준선 지리적 측량을 위해, UAV 멀티콥터는 매우 정밀한 도로 또는 건물 측량을 위해 LiDAR를 탑재할 수 있습니다. 또한 LiDAR 데이터를 카메라 데이터와 결합하여 실제 랜드마크에 사실적인 디지털 트윈 모델을 제공하는 데 필요한 RGB 데이터와 같은 포인트 클라우드에 더 많은 차원을 부여할 수 있습니다. LiDAR의 용도는 매우 다양하고 그 응용 분야도 매우 광범위하여 주요 측량 센서 기술로 빠르게 자리 잡고 있습니다.
추가 리소스
- 다음을 사용하여 3D 포인트 클라우드를 생성하기 위해 LiDAR 및 INS 데이터를 지오레퍼런스하는 방법을 알아보세요. OXTS 지오레퍼런서
- 자세히 알아보기 OXTS의 라이다 기술 파트너:
