애플 아이폰 프로 프로맥스 카메라, 라이다 스캐너(라이다 센서) D-TOF(직접 TOF) 위치와 사용 용도.

안녕하세요, 오늘은 애플의 라이다 스캐너라 불리는 라이다 센서에 대해 알아보겠습니다. 우리가 일반적으로 라이다 센서는 레벨2 레벨3와 같은 자율주행차를 떠올리게 됩니다.

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하지만 아이폰 프로 및 프로맥스 모델에도 이 기술이 탑재되어 있다고 하는데요. 그렇다면 아이폰의 라이다 스캐너라 불리는 라이다 센서는 어디에 있고, 어떤 기능을 하는지 알아보도록 하겠습니다.

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애플 라이다 스캐너(라이다 센서) 위치 용도

애플 라이다 스캐너(라이다 센서) 위치 용도

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아이폰의 라이다 센서는 애플에서 "라이다 스캐너"라고 불리며, 아이폰 프로.프로맥스에 뒷면의 3개에 카메라 아래에 부착되어 있는 것을 보실수가 있습니다. 매일 보면서도 모르는 바로 그것이죠.

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이 라이다 스캐너(라이다 센서)는 어떤 용도로 탑재되어 있는 걸까요? 자율주행처럼 아이폰이 스스로 주인에게 돌아오는 자율주행 기능이 있는건가요?

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라이다 센서는 주로 자율주행차에 핵심 기술로 사용되는데, 차량의 유리나 그릴 등에 장착됩니다. 이 라이다 센서는 사물까지의 거리와 방향을 정확하게 인식하여 안전한 주행이 가능하도록 도와주는 역활을 합니다.

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LG 로봇청소기

또한, 우리가 일상에서 사용하는 삼성이나 LG의 로봇청소기에도 라이다 센서가 탑재되어 장애물을 피해가며 청소를 수행합니다. 무작정 충돌하지 않고 스마트하게 움직이기 위한 역할이죠.

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애플 라이다스캐너(라이다센서)용도.

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라이다 센서의 핵심은 빠르고 정확하며 선명한 빛을 통해 반응 신호를 전달하는 것인데요. 라이다 스캐너(라이다 센서)는 주변 환경을 3D 모델링, 어두운 환경에서도 원하는 대상을 빠르게 잡아주고 정확하게 촬영해주는 역활을 합니다.

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즉. 아이폰의 라이다 스캐너는 자동차와 같은 자율주행 기능이 아닙니다. 즉, 아이폰의 라이다 스캐너는 주변 환경을 인식하고 초점을 조절하여 고화질 사진 촬영이나 어두운 환경에서의 성능 향상에 기여합니다.

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라이다 센서라는건 무엇을 말하는 걸까?

EV9 레벨3 자율주행 라이다센서

라이다 센서는 간단히 말해 차량 주변에 있는 물체를 레이저 빛을 이용하여 탐지하는 장치입니다. 이를 통해 차량은 주변 환경에 대한 실시간 정보를 얻을 수 있으며, 도로 상황에 맞게 반응하고 조종할 수 있습니다.

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대한민국 최초 대형 전기 SUV EV9에 레벨3등급의 자율주행기술이 탑재되어 세계를 놀라게했는데요. 바로 이 라이다 센서 고성능 레이저를 사용하여 차량 주변의 환경을 감지 할수 있는 것입니다.

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이를 통해 자율주행차는 최대 100km/h 이상의 속도로 주행하면서 주변 사물을 인식하고 안전한 자율주행을 수행할 수 잇는데요. 현재 EV9은 시속 80km까지만 레벨 3 자율주행을 지원하고 있습니다.

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보통 라이다 센서는 차량 상단이나 전면, 후면에 장착되며, 레이저 빛을 방출한 후 이를 반사하여 물체까지의 거리와 위치를 빛의 속도로 감지하는 것입니다.

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라이다 센서는 도로 위에 주행하는 다른 차량을 감지할 수 있는데요, 레이저 빛을 발사하여 다른 차량으로부터의 반사를 측정, 차량 사이의 거리를 계산하고 주행 속도를 추정하는 것입니다.

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이렇게 얻어진 결과를 빠르게 자율주행 시스템에 전달되어 차량이 알맞은 거리를 유지하도록 도와줍니다.

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그리고 도로 상황에서 장애물을 감지하는 데에도 사용되는데, 도로 위에 있는 차선, 보행자, 자전거 등의 물체를 식별하고 위치를 파악하여 안전하게 주행하게 된다는 것입니다.

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즉, 라이다 센서는 레이저 빛을 여러 방향으로 발사하여 환경을 스캔하고, 반사된 빛을 다시 수신하여 물체까지의 거리와 형태를 파악하는 자율주행의 핵심기술인거죠.

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또한, 라이다 센서는 주행환경의 변화를 감지, 즉각적인 대응이 가능한데요, 비나 안개 등의 악천후 상황에서도 환경을 정확하게 인식하여 차량의 속도나 주행 경로를 조정할 수 있는 것입니다.

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이처럼 라이다 센서는 자율주행 기술의 핵심 요소로 작용하며, 차량이 주변 환경을 인식하고 적절한 결정을 내리는 데 큰 역할을 하는데, 진짜 완벽에 가까운 자율주행차는 앞으로 10년 안에는 출시되지 않을까요?

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애플 라이다 스캐너 아이폰에만 있나?

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그렇습니다. 라이다 스캐너(라이다 센서)는 현재 애플의 스마트폰 중에는 12PRO 이상에만 적용을 하고 있습니다. 삼성, 샤오미등등 다양한 최신형 스마트폰에는 아이폰과는 다른 기술들이 적용되고 있다고 하네요.

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애플 아이폰 소니 D-TOF에만 공급협약

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왜 다른 스마트폰 회사들은 아이폰에 적용된 직접TOF를 적용하지 않을까요? 좋은데 말이죠. 그 이유는 소니와 애플의 협업관계때문입니다. 소니에서 만든 D-TOF(직접 TOF)는 애플에만 공급을 하기로 계약.

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애플 라이다스캐너 역시 스마트폰에 탑재된 TOF 기술의 한 예입니다. 애플은 iPhone 12 Pro 및 iPhone 13 Pro 시리즈에서 라이다스캐너를 도입해서 사용하고 있습니다.

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단, 애플 아이폰은 직접 TOF(dToF) 방식을 사용하여 광원에서 발생한 광 신호를 대상에 쏜 후, 반사된 신호를 센서가 감지하여 거리를 직접 측정하는 방식을 사용합니다.

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스마트폰의 TOF 기술을 통해 보다 정확한 거리 측정과 깊이 인식이 가능해지며, 이는 사진, 비디오, 증강 현실 등 다양한 응용 분야에서 혁신적인 기능을 제공할 수 있게 되는 것입니다.

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일부 저가 스마트폰은 간접 TOF(iToF) 기술을 사용하여 거리 측정 기능을 제공하는데요. 이는 광원에서 발생한 광 신호가 대상에 반사되고, 반사된 신호를 센서로 감지하여 거리를 측정하는 방식입니다.

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이러한 기능을 사용하면 3D 이미지나 실시간 깊이 맵을 생성하여 보다 정확한 사진 촬영, 초점 조절, 포트레이트 모드 등을 가능하게 하는 중요한 기술입니다.

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ToF(Time of Flight·비행시간 거리 측정)

간접 TOF(Indirect TOF) / 직접 TOF(Direct TOF)

간접 TOF(Indirect TOF) / 직접 TOF(Direct TOF)

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1. 직접 TOF(Time of Flight) 기술

신호를 대상에 직접 보내고 그 신호가 도달하는데 걸리는 시간을 측정하여 거리를 계산하는 방식입니다. 이 방식은 일반적으로 레이더나 초음파 센서에서 사용되며, 대상과 직접적으로 상호 작용하는 방식으로 동작합니다.

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직접 TOF의 동작 원리는 신호를 대상에 보내고, 대상에서 신호가 반사되어 다시 수신되는 시간을 측정하여 거리를 계산하는 것입니다. 신호의 속도를 이용하여 거리를 계산하므로, 이 방식은 주로 속도 변화에 따른 거리 측정이나 위치 추적에 활용됩니다.

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직접 TOF 방식은 광 신호의 속도보다는 상대적으로 느린 신호인 전파나 초음파를 사용하기 때문에, 간접 TOF 방식에 비해 시간 측정 정확도가 낮을 수 있습니다. 하지만 이 방식은 광학적인 제약이 적고, 대상의 표면 특성에 영향을 받지 않는 장점이 있습니다. 또한 장거리 측정에 적합하며, 광학적인 방식보다 더 넓은 범위를 커버할 수 있습니다.

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애플이 사용한 직접 TOF 기술은 이러한 특성을 활용하여 3D 깊이 맵 생성이나 인체 감지 등 다양한 응용 분야에서 활용되고 있습니다.

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2. 간접 TOF(Time of Flight)기술

간접 TOF(Time of Flight) 기술은 광원에서 발생한 광 신호가 대상에 반사되고, 이를 별도의 감지기로 감지하여 시간을 측정하여 거리를 계산하는 방식입니다. 일반적으로 광 센서나 TOF 카메라에서 사용되며, 광학적인 장치를 통해 거리를 측정하는 데 활용됩니다.

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간접 TOF 방식은 광 신호가 대상과의 거리를 반사하여 감지하기 때문에, 대상의 표면 특성이나 반사율에 따라 측정 정확도에 영향을 받을 수 있습니다. 또한 주변 조명에 의해 광 신호가 감지기로 들어오는 노이즈가 발생할 수 있으며, 이는 측정 정확도를 저하시킬 수 있습니다.

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하지만 간접 TOF 방식은 비교적 저렴하고 사용하기 쉬운 방식으로 알려져 있습니다. 이러한 이유로 저가 제품이나 일반적인 스마트폰에도 탑재될 수 있다는 점이 제기되고 있습니다. 가격 하락과 함께 저렴한 가격으로 직접 TOF를 적용할 수 있는 가능성이 있을 것으로 예상됩니다.

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간접 TOF와 직접 TOF는 각각의 장단점과 적용 분야에 따라 선택되며, TOF 시스템은 이러한 요소들을 고려하여 결정됩니다. 사용되는 TOF 기술은 기기의 목적과 제약 사항을 고려하여 적절히 선택되어 사용됩니다.

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글로벌 라이다 센서 기업

루미나 자율주행 라이다 센서

Luminar Technologies 한번쯤 들어봤을겁니다. 가장 핫한 회사죠. 고성능 라이다 센서를 개발하는 회사로, 자율주행 차량 및 ADAS(첨단 운전자 지원 시스템) 분야에서 주요한 역할을 하고 있습니다.

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Luminar의 센서는 장거리 감지와 고해상도 이미지 생성에 탁월한 성능을 보여주는데요. 현재 글로벌 자동화회사들과의 가장 많은 협업이 진행중인 회사입니다.

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Velodyne Lidar는 라이다 기술을 상용화하고 대중에게 알리는 데 큰 역할을 한 회사인데요. 고품질의 센서 제품을 제공하고 있다고 알려져 있습니다. 자율주행을 가능하게 만든 큰 역활을 한 회사입니다.

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Waymo모는 구글의 자율주행 자회사로, 자체 개발한 라이다 센서를 사용하여 자율주행 기술을 구현하고 있는것으로 유명한데요. 구글도 전기차회사에 뛰어들지 궁금하네요. 애플은 전기차시장에 완전 자율주행차까지 공개했거든요.

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Innoviz Technologies는 자율주행 차량 및 ADAS 분야를 위한 고성능 3D 라이다 센서를 제공하는 회사인데요. 정확한 거리 측정과 높은 해상도 이미지 품질을 제공하여 차량이 주변 환경을 정확히 인식할 수 있도록 지원한다고 합니다.

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이 외에도 Quanergy, Ouster, LeddarTech 등 다양한 회사들이 라이다 센서 분야에서 활발한 연구와 개발을 진행하고 있습니다. 많은 회사들이 라이다 기술을 향상시키고 자율주행 분야에 혁신을 가져오고 있다고 합니다.