🚗 Day 6: Radar 기본 원리 (FMCW, Doppler 효과)

안녕하세요! ✨
앞서 Day 5에서는 LiDAR 데이터 전처리(노이즈 제거, 다운샘플링) 를 다뤘습니다.
오늘은 자율주행차에서 LiDAR와 함께 중요한 역할을 하는 Radar 센서의 기본 원리를 알아보겠습니다.

Radar 기본 원리 (FMCW, Doppler 효과)

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🔍 Radar란 무엇인가?

Radar(Radio Detection and Ranging)는 전파(Radio Wave) 를 발사한 뒤, 물체에 반사되어 돌아오는 신호를 분석해 거리와 속도를 측정하는 센서입니다.

👉 자율주행차에서는 특히 앞차와의 거리 유지, 속도 측정, 충돌 방지 시스템에 필수적으로 사용됩니다.

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📡 FMCW Radar의 원리

자율주행에서 가장 널리 쓰이는 레이더는 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave) 방식입니다.

1. 주파수를 조금씩 변화시키는 연속파(FM 신호) 를 발사
2. 목표물에 반사되어 돌아온 신호와 원래 보낸 신호의 차이(Beat Frequency)를 계산
3. 이 차이를 이용해 거리와 속도를 동시에 추정

👉 FMCW의 장점

• 거리와 속도를 동시에 측정 가능
• 고속 주행 환경에서 안정적
• LiDAR보다 악천후(비, 눈, 안개)에 강함

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🌊 Doppler 효과란?

Radar가 속도를 측정할 수 있는 핵심 원리가 바로 Doppler 효과입니다.

• 구급차가 가까이 올 때는 “삐-이-익” 소리가 높게 들리고, 멀어질 때는 낮게 들리죠?
• 이것이 바로 도플러 효과: 물체가 움직이면 반사된 파동의 주파수가 변하는 현상입니다.

Radar는 이 주파수 변화를 분석해 목표물이 접근하는지, 멀어지는지, 그리고 그 속도가 얼마인지를 계산합니다.

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🛠 Radar vs LiDAR 비교

• LiDAR: 빛(레이저) → 거리 측정 정확도 높음, 하지만 날씨에 약함
• Radar: 전파 → 거리·속도 측정 가능, 날씨에 강함, 하지만 해상도 낮음

👉 그래서 실제 자율주행차에서는 두 센서를 함께 사용(센서 퓨전) 하여 단점을 보완합니다.

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📌 정리

• Radar는 전파를 이용해 거리와 속도를 측정
• FMCW 방식은 거리+속도를 동시에 계산 가능
• Doppler 효과로 목표물의 속도를 추정
• 자율주행차에서는 LiDAR와 Radar를 함께 사용해 안전성을 강화

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🚀 다음 글 예고

다음 글에서는 [Day 7: Radar 신호 처리 흐름 (송신, 반사, 수신)] 을 다룹니다.
Radar가 실제로 신호를 주고받으며 정보를 처리하는 과정을 구체적으로 살펴보겠습니다.

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