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Hardware/Sensor

LiDAR (라이다) 센서 란? ( ToF, RADAR 와 비교)

by 고뭉나무 2021. 6. 26.

 

 

자율 주행 기술에 있어 핵심이 될 수 있는 센서
애플 아이폰과 아이패드에도 들어간 센서

LiDAR (Light detection and Ranging의 약자)

Send out pulses of light and measure the distance and depth
Reduce the focus and capture time 
Autofocus in low light (6x faster)
Give you far more accurate AR information 

 

LiDAR 란? 

아래 영상에 아주 잘 설명되어 있다. 

https://www.youtube.com/watch?v=FOxxqVzDaaA 

 

핵심은 RADAR와 유사한 원리도 동작하며 Radio 대신 Light를 사용하는 것이 LiDAR이다.

RADAR 보다 센서 단가는 비싸지만 그 만큼 Detect하는 Accuracy가 높은 것을 알 수 있다.

 

그리고 ToF (Time of Flight)센서와도 비교가 되는 센서이다. 둘 다 '거리를 측정한다'는 목적이 같고 이걸로 아주 빠른 Auto Focus와 AR 기술을 구현할 수 있기 때문이다. 삼성, 오포 등의 스마트폰 제조사에서는 ToF 센서를 핸드폰에 탑재하였다. 오직 애플만이 ToF가 아닌 LiDAR를 탑재하였다. (자세한 내용은 아래에서)

 

 

 

자동차에 적용된 사례

Waymo (웨이모)

https://www.youtube.com/watch?v=B8R148hFxPw 

여기서 가장 중요한 점은 무려 3년 전 영상이라는 것..

움직이는 차, 사람, 자전거의 속도를 모두 인식하고 멈춰있는 차, 사람도 모두 하나씩  인식하는 것을 알 수 있다.

 

하지만 기술과 사업은 항상 양의 상관관계를 가지진 않는다. 기술력을 가로 막는 것들이 있으니 바로 법과 사람들의 인식 수준 그리고 생산 원가이다. 웨이모가 이미 3년 전에 이정도 기술을 선보였지만 지금까지 이렇다 할 상품을 내놓지 못하고 계속 투자금으로 기술 개발만 하고 있다. 

이에 대한 내용은 다른 포스팅에서 자세히 다루도록 하겠다.

 

 

루시드 모터스

테슬라와 같이 전기차를 주력으로 내놓고 있는 자동차 회사 '루시드 모터스'.

여기는 카메라 센서와 레이더만 사용하는 테슬라와 달리 라이더도 사용하고 있다.

2021.03.30 - [Stock/Electronic car] - 전기차의 벤츠가 되고 싶다는 '루시드 모터스'

 

전기차의 벤츠가 되고 싶다는 '루시드 모터스'

전기차의 벤츠가 되고 싶은 '루시드' 루시드모터스는 2007년에 설립된 전기차 업체로 본사는 미국 캘리포니 아에 위치해 있다. 창업자는 테슬라 전 부사장인 버나드 체와 오라클 출신의 샘 웽이

rubber-tree.tistory.com

 

 

Seoul Robotics

https://www.seoulrobotics.org/

LiDAR와 같은 3D 센서를 머신 러닝으로 분석하여 3D Computer Vision Software 분야에서 창업한 테크 스타트업이다.

 

"Making Robots Intelligent"

 

세상은 3차원으로 되어 있지만, 테슬라처럼 산업계의 컴퓨터 비전 기술은 여전히 카메라 기반 2차원에 머물러 있다. Seoul Robotics는 로봇이 사람처럼 세상을 이해할 수 있도록, 3차원으로 세상을 보고 인식하도록 딥러닝 3D 인지 분야를 최우선으로 개발하고 있다. 이를 통해 자율 주행차와 무인 시스템의 효율성과 편리성, 더 나아가 안전까지도 확보하는 것을 추구하고 있다.

 

https://namu.wiki/w/%EC%84%9C%EC%9A%B8%EB%A1%9C%EB%B3%B4%ED%8B%B1%EC%8A%A4

 

 

스마트폰/태블릿에 적용된 사례

이 사례는 아직 사용하는 기업체가 적다. 바로 애플 밖에 없기 때문이다. 

정확한 기종은 아이폰 12프로와 프로맥스, 아이패드 프로 11인치 2세대/3세대, 12.9인치 4세대/5세대이다.

 

https://www.youtube.com/watch?v=R4kxuqy-1Bo 

 

 

그럼 LiDAR 센서를 이용한 앱을 살펴보자.

 

Clips

https://www.apple.com/clips/

 

Clips

Clips is an iOS app for making and sharing fun videos with text, effects, graphics, and more.

www.apple.com

‘증강 현실 공간’을 통해 생동감 넘치는 효과를 당신의 현실 세계에 실감 나게 적용할 수 있습니다. 증강 현실 효과는 LiDAR 기술로 심도를 감지하기 때문에 방 한가운데 가상의 댄스 플로어를 만들 수도, 색종이 폭죽이 터지게 할 수도, 당신이 움직일 때마다 별이 무리 지어 당신을 따라가도록 할 수도 있죠. 소셜 미디어에 바로 올릴 수 있도록 마련된 세로 또는 가로형 화면으로 익살스러운 메시지, 깜짝 발표 현장, 아니면 평범한 일상을 증강 현실 효과를 더해 촬영한 뒤 이를 세상과 공유해보세요.

 

자세히 보면 바닥에 비춰지는 레이저/네온 조명들은 바닥보다는 위에 댄서들의 발보다는 밑에 위치한다.

마치 아날로그 세계의 무대 조명 처럼.

그리고 흩날리는 꽃가루 또한 현실 세계에서 뿌려지는 것처럼 댄서들의 몸 주위로 자연스럽게 내린다.

 

역시나 애플의 기술력은 디테일하고 자연스러워 멋스럽다. 

이와 상반되는 성향이 LG... 아이디어는 뭐 신선한데 디테일이 떨어져 처음에만 오? 하고 '그래서 이걸 쓰라고 만든거야..?'하고 생각하게 만드는...

 

 

 

Magic Plan

https://apps.apple.com/us/app/magicplan/id427424432

 

‎magicplan

‎magicplan is the #1 residential contractor app for the field. Instantly create and share floor plans, field reports, and estimates on site with one easy-to-use application. Increase productivity on the go and have an easy way to connect to the office. I

apps.apple.com

https://www.youtube.com/watch?v=gEUk7YzfTcc 

 

영상 속 유튜버는 집 내부를 찍기 전 가장 먼저 하는 행동이 바닥면 부터 천장까지의 높이를 측정한다.

LiDAR의 가장 기본 기능인 거리 측정을 이용한 것이다.

LiDAR는 14cm 부터 5m 까지의 거리를 측정할 수 있다. (이 범위를 넘어서는 길이는 측정 오차 값이 높다.)

그리고 벽면의 Corner들을 포인트 찍어 집 내부의 평면도를 앱 상에 바로 출력한다.

영상 중간에 부피가 꽤 큰 세탁기가 벽면 Corner에 위치해 있다. 이때 LiDAR는 해당 물체를 관통하여 벽면을 센싱할 수 있기 때문에 거리 측정에 있어 세탁기가 장애물이 되지 않는 것을 알 수 있다. 

 

 

 

3D Scanner TM

https://apps.apple.com/kr/app/3d-scanner-app/id1419913995

 

‎3d Scanner App™

‎3d Scan places and objects in color 3d. Requires a LIDAR camera sensor device, such as the iPad Pro or iPhone 12 Pro. Easily share your 3d scans in iMessage & AR Quicklook using the USDZ format. Additionally export your scans in popular formats such as

apps.apple.com

 

아래 영상에서 아주 잘 설명되어 있다. 심지어 한국인이 만든 영상에 4분 밖에 안되니 바로 쓱 보면 좋을 것 같다:)

https://www.youtube.com/watch?v=ttxpcrDzaHA 

 

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