기업들이 공장용 AGV, 스마트 모빌리티 차량, 도심형 자율주행차와 같은 복잡한 저속 환경에 자율 솔루션을 도입함에 따라 레이더 기술 선택이 매우 중요해지고 있습니다. 밀리미터파(mmWave) 레이더는 더 이상 보조 센서가 아니라 공간 인식, 안전 규정 준수 및 운영 신뢰성을 구현하는 데 필수적인 요소입니다.
3D 및 4D mmWave 레이더 의 기술적 차이점을 이해하는 것은 시스템 통합업체와 OEM 업체가 비용을 절감하고 안전 마진을 높이며 밀집된 저속 환경에서 예측 가능한 시스템 동작을 보장하는 데 매우 중요합니다. 이러한 차이는 단순히 차원이 하나 더 추가된 것처럼 보일 수 있지만, 실제로는 인식 시스템이 근거리의 여러 목표물을 안정적으로 분리, 추적 및 분류할 수 있는지 여부를 결정짓는 중요한 요소입니다.
기술적 정의: 3D 레이더와 4D 레이더의 차이점
3D mmWave 레이더는 다음과 같은 기능을 제공합니다.
범위: 각 물체 사이의 거리.
방위각: 수평각.
속도: 도플러 효과를 통해 얻은 운동량.
이 구성은 기본적인 객체 감지 및 동작 추정을 지원하며, 이는 간단한 충돌 방지 또는 저속 주행 작업에 충분합니다.
4D mmWave 레이더에는 다음이 포함됩니다.
고도는 물체의 수직 위치를 나타냅니다.
고도 정보를 활용하면 완전한 3D 공간 모델링이 가능해집니다. 목표물이 더 이상 2D 평면에 투영되지 않으므로 속도 데이터를 유지하면서 여러 객체를 더욱 정밀하게 분리하고 형상을 파악할 수 있습니다.
B2B 의사 결정권자에게 있어 핵심은 4D 레이더가 인식을 "단순 탐지" 도구에서 경로 계획, 점유 격자 및 센서 융합을 위한 강력하고 공간 인식 기능을 갖춘 입력으로 전환한다는 점입니다.
저속 환경에서 특수한 레이더 고려 사항이 필요한 이유
저속 환경은 고속 환경과 비교했을 때 고유한 어려움을 야기합니다.
표적 근접성: 표적들이 밀집되어 있는 경우가 많아 3D 레이더 출력에서 표적들이 합쳐져 보일 가능성이 높아집니다.
움직임 신호 감소: 저속에서는 도플러 속도가 낮아 움직임 기반 필터링이 신뢰할 수 없게 됩니다.
다중 경로 반사와 밀집된 고정 구조물로 인해 추가적인 공간 정보 없이도 수많은 허상 표적이 생성될 수 있으므로 오경보 위험이 높습니다.
센서 선정 단계에서 이러한 문제들을 해결하지 못하면 운영상의 위험, 시스템 재작업, 그리고 B2B 애플리케이션의 총 소유 비용 증가로 이어질 수 있습니다.
고도는 측정 가능한 가치를 제공합니다.
4D 레이더에 고도 정보를 통합하면 세 가지 주요 이점이 있습니다.
목표물 분리: 거리 및 방위각에서 겹치는 물체도 수직축을 따라 구별할 수 있어 산업, 도심 또는 창고와 같이 밀집된 환경에서 신뢰성을 높입니다.
오탐지 억제: 다중 경로 반사 및 허위 반환 신호를 더 효과적으로 필터링하여 시스템 다운타임과 불필요한 비상 정지를 줄일 수 있습니다.
안정적인 다중 객체 추적: 추적 연속성이 향상되어 병합 및 단편화가 줄어듭니다. 기업 수준의 자동화 환경에서 이는 차량 운행 성능 향상과 더욱 안전한 운영을 의미합니다.
3D 레이더가 여전히 유효한 선택지일 때.
비용에 민감하거나 복잡성이 낮은 애플리케이션의 경우 3D 레이더는 여전히 실행 가능한 옵션입니다.
단순한 환경에는 야외 캠퍼스, 구조화된 창고, 수직적 변화가 거의 없는 개방형 공간 등이 포함됩니다.
기본 장애물 인식 시스템은 정확한 공간 모델링보다 보수적인 안전 조치를 우선시합니다.
비용 제약이 있는 배치: 성숙한 공급망과 낮은 BOM 비용 덕분에 3D 레이더는 세밀한 인식이 필요하지 않은 대규모 함대 배치에 매력적인 옵션입니다.
4D 레이더가 필요해지는 시점.
기업용 저속 자율 주행에 4D 레이더가 필수적인 경우는 다음과 같습니다.
고밀도 환경에는 산업 단지, 도시 거리, 여러 개의 구조물이 겹쳐 있는 다층 주차장 등이 포함됩니다.
안전 필수 작업은 지속적인 사람의 감독 없이 작동하는 자율 주행 차량 또는 차량군을 말합니다.
고급 센서 융합: 점유 격자, 전기차 예측 또는 AI 플래너를 사용하는 시스템은 정밀한 3D 포인트 클라우드 입력이 필요합니다.
OEM 및 시스템 통합업체의 경우, 설계 단계에서 4D 레이더를 사용하면 통합 복잡성을 줄이고, 장기적인 개발 문제를 최소화하며, 시스템 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 특히 시각 또는 초음파 센서만으로는 장애물, 조명 변화 또는 반사 표면을 처리할 수 없는 경우에 이러한 이점이 두드러집니다.
자주 묻는 질문:
3D 레이더 대신 4D 레이더를 사용하는 것이 항상 더 나은 선택일까요?
하지만 항상 그런 것은 아닙니다. 4D 레이더는 더 상세한 공간 데이터를 제공하지만 더 많은 대역폭과 처리 능력을 필요로 합니다. 최적의 시스템을 선택하려면 환경의 복잡성, 운영 위험 및 비용 간의 균형을 고려해야 합니다.
저속 시스템에 정말 고도 상승이 필요할까요?
구조화되고 객체가 드문 환경에서는 3D 레이더만으로도 충분할 수 있습니다. 고도 정보는 객체가 밀집되어 있고 불분명한 환경에서 중요해지는데, 이러한 환경에서는 다중 객체 분리가 의사 결정에 영향을 미칩니다.
저속으로 주행할 때도 속도는 여전히 중요한 요소일까요?
맞습니다만, 어느 정도까지만 그렇습니다. 미세 도플러 효과는 미묘한 움직임을 감지하는 데 도움이 될 수 있지만, 속도만으로는 정확한 저속 인지가 어려운 경우가 많으며, 공간 해상도의 중요성이 강조됩니다.
결론적으로
기업용 저속 자율 주행 시스템에서 3D 레이더와 4D 레이더의 차이는 단순한 기술적 발전 이상의 의미를 지닙니다. 이는 운영상의 신뢰성과 공간적 안정성을 반영하는 것이기도 합니다.
3D 레이더가 "앞에 물체가 있습니까?"라고 응답합니다.
4D 레이더는 "3차원 공간에서 각 물체가 정확히 어디에 있는가?"라는 질문에 대한 답을 제시합니다.
B2B 고객에게 있어 이러한 차이점은 설계 결정, 시스템 신뢰성, 안전 규정 준수 및 총 소유 비용에 영향을 미칩니다. 저속 자율 시스템이 시범 프로젝트에서 본격적인 배포 단계로 발전함에 따라 적절한 레이더 기술을 선택하는 것은 운영에 직접적인 영향을 미치는 전략적 결정이 됩니다.