라이다 센서 (Lidar Sensor)란 무엇입니까? 2025년 포괄적인 가이드

2025년 기술이 폭발적으로 발전하는 시대에 라이다 센서(LiDAR Sensor)는 자율주행차, 스마트 시티, 로봇, 3D 지도 제작 등 다양한 산업의 발전을 촉진하는 핵심 요소로 떠오르고 있습니다. 더 이상 낯선 기술이 아닌 라이다는 여러 지능형 시스템의 ‘눈’이 되어 거리 측정, 물체 인식, 3차원 공간을 세밀하게 재현하는 데 필수적인 역할을 하고 있습니다.

 MarketsandMarkets의 통계에 따르면, 전 세계 라이다 시장은 2025년에 약 18억 달러에 이를 것으로 예상되며 2029년에는 37억 달러를 넘어설 것으로 전망됩니다. 연평균 복합 성장률(CAGR)은 18.2%에 달합니다. 

특히 자동차 산업에서는 라이다가 ADAS(첨단 운전자 지원 시스템)와 자율주행차의 핵심으로 2024년 8억 1천만 달러에서 2025년 10억 8천만 달러로 성장하고, 2029년에는 33억 5천만 달러에 이를 것으로 예상되며 CAGR은 무려 32.6%에 달합니다.

이 같은 급성장은 시장 수요일뿐 아니라 기술 혁신 덕분입니다. 전통적인 기계식 장치에서부터 솔리드 스테이트 라이다, 플래시 라이다, 그리고 AI 통합 시스템에 이르기까지 정확도를 높이고 생산 비용을 낮추기 위한 끊임없는 발전이 이루어지고 있습니다.

이 글에서는 “라이다 센서란 무엇입니까?”라는 질문에 대해 포괄적으로 살펴보고자 합니다. 라이다의 작동 방식, 센서 종류, 실제 적용 사례를 다룰 뿐만 아니라  2025년 시장 동향과 미래 전망도 분석할 예정입니다.

라이다 (LiDAR)란 무엇입니까?

라이다 (LiDAR)는 ‘빛 탐지 및 거리 측정 (라이트 디텍션 앤 레인징)’의 약자로 레이저 광선을 송신기로부터 방출하고 주변 물체에 반사된 빛을 수신기로 감지하여 작동합니다. 반사된 빛이 돌아오는 데 걸리는 시간(Time of Flight, TOF)을 측정해 물체까지의 거리를 계산하고 환경의 거리 지도를 생성합니다.

이러한 광학 센싱 기술은 자율주행 차량을 위한 핵심 기술로 널리 알려져 있습니다. 많은 제조사들이 소형화되고 비용 효율적인 LiDAR 시스템을 개발하기 위해 경쟁하고 있으며 자율주행 기술을 추진하는 대부분의 기업들은 LiDAR를 핵심 기술로 간주하고 있습니다. 일부 LiDAR 시스템은 이미 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)에 적용되고 있습니다.

자동차용 LiDAR 시스템 구성

현대 자동차에 탑재되는 LiDAR 시스템은 주변 환경을 감지하고 재현하기 위해 긴밀히 협력하는 네 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다. 이 구성 요소들은 레이저 발광기, 빔 스캐너, 광 수신기, 그리고 중앙 처리 장치입니다.

• 레이저 발광기는 적외선 레이저 펄스를 생성하며, 주로 905nm 또는 1,550nm 파장의 빛을 사용합니다. 이 펄스는 고속으로 발사되어 스캔할 영역을 비추며, 물체의 위치를 정확히 파악하는 데 도움을 줍니다.
• 빔 스캐너는 레이저 펄스를 다양한 방향으로 조향하는 역할을 합니다. MEMS 미러, 회전 미러, 전자식 스캔 메커니즘 등이 사용되어 센서의 시야를 확장합니다.
• 광 수신기는 환경에서 반사된 레이저 빔을 받아 전기 신호로 변환합니다. 고감도와 정확도를 높이기 위해 애벌랜치 포토다이오드나 고속 CMOS 센서가 주로 활용됩니다.
• 중앙 처리 장치는 발사와 수신의 동기화를 담당하며, 디지털 신호를 처리해 3D 포인트 클라우드 형태의 지도를 생성합니다. 이 데이터는 소프트웨어로 분석되어 물체의 형태, 거리, 위치를 파악합니다.

LiDAR의 다양한 응용 분야

LiDAR는 자동차 산업뿐 아니라 교통, 건설, 산업, 디지털 지도 제작 등 다양한 분야에서 폭넓게 활용되고 있습니다. 각 분야는 3D 레이저 스캐닝 기술의 정밀함을 각기 다른 방식으로 활용합니다.

자동차 및 스마트 교통 분야에서는 자율주행차와 첨단 운전자 지원 시스템의 ‘눈’ 역할을 하며 장애물 감지, 차선 유지, 자동 제동, 안전 거리 제어 등에 기여합니다.

고해상도 3D 지도(HD Map) 제작에도 LiDAR가 활용됩니다. 이는 도시 환경에서 차량의 정확한 위치 파악과 교통 표지판, 인도, 교차로, 숨겨진 차선 인식에 필수적인 기술입니다.

산업 및 물류 분야에서는 이동 로봇의 충돌 방지, 화물 부피 측정, 공장 모니터링 등에 LiDAR가 사용됩니다. 빠른 공간 스캔 능력 덕분에 생산 효율성을 극대화할 수 있습니다.

건설 현장 조사, 지형 측량, 정밀 농업, 산림 감시 등 다양한 프로젝트에서도 LiDAR가 활용되며 높은 신뢰성과 해상도로 다른 센서 기술을 능가합니다.

자율주행차에 사용되는 일반적인 LiDAR 유형

기계식 LiDAR

자율주행에 처음 사용된 LiDAR 형태로 회전하는 거울과 레이저를 이용해 360도 시야를 제공합니다. 다만 크고 무거워서 다른 유형에 비해 데이터 수집 속도가 느린 편입니다.

솔리드스테이트(Solid-state) LiDAR

움직이는 부품 대신 전자식 스캐닝(광학 위상 배열 또는 마이크로 미러)을 사용하여 내구성이 높고 비용이 저렴합니다. 다양한 구현 방식이 있으며 대표적으로 다음과 같습니다. 

• 마이크로전자기계시스템(MEMS) LiDAR: 전기 신호로 정밀하게 움직이는 작은 거울을 사용해 레이저 빔을 조향합니다.
• 플래시 LiDAR: 플래시처럼 한 번의 레이저 펄스로 전체 장면을 비추고, 고감도 센서 배열로 반사된 빛을 포착합니다. 즉각적인 3D 이미징이 가능하지만, 거리와 해상도에 제한이 있을 수 있습니다.
• 주파수 변조 연속파(FMCW) LiDAR: 주파수가 시간에 따라 변조되는 연속 레이저 빔을 송출합니다. 송신된 빛과 수신된 빛의 주파수 차이를 분석해 물체까지의 거리를 측정합니다.

자동차에서 라이다는 어떻게 작동합니까?

LiDAR의 작동 원리는 매우 간단하지만 효과적입니다. 

• LiDAR 센서는 스캔할 영역을 비추기 위해 레이저 광 펄스를 발사합니다.
• 이 빛은 주변 환경의 물체에 부딪혀 반사되어 돌아옵니다.
• LiDAR 센서 내의 광학 수신기가 이 반사된 빛을 감지합니다.
• 빛이 물체에 도달해 다시 센서로 돌아오는 데 걸리는 시간을 측정합니다.
• 시간을 바탕으로 컴퓨터가 물체까지의 거리를 계산할 수 있습니다.
• 과정은 초당 수백만 번 반복되어 주변 영역의 상세한 3D 지도를 생성합니다.

LiDAR는 자율주행 차량의 ‘눈’ 역할을 하여 차량이 주변 공간을 인식하도록 돕지만 스스로 운전하는 기능은 수행하지 않습니다. 실시간으로 수백만 개의 데이터 포인트를 수집하고 처리함으로써 차량 주변의 물체와 지형을 정확하게 지도화합니다.

도심 환경에서는 차량이 보통 저속으로 주행하기 때문에 LiDAR 센서는 반사율이 낮은 타이어 같은 물체도 포함해 최대 200미터 거리에서 효과적으로 작동할 수 있습니다. 그러나 고속도로와 같은 고속 주행 환경에서는 작은 물체나 장애물을 먼 거리에서 감지하는 것이 더 중요합니다. 

따라서 전방을 향한 LiDAR 시스템은 300미터 이상의 관측 거리를 갖추는 것이 안전 확보와 고속 주행 성능 향상에 최적입니다.

또한, 고속도로에서 첨단 운전자 지원 시스템을 사용할 때는 차량이 유연하게 차선을 변경해야 하므로 차량 양측에 장착된 단거리에서 중거리용 LiDAR 센서도 매우 중요합니다. 이 센서들은 높은 출력이 필요하지 않지만, 몇 미터 범위 내에서 정확한 이미지를 인식할 수 있도록 광학적으로 설계되어 있습니다.

리이다 테스트 프로젝트 – LTS Group 사례 연구 

중국 고객사를 위한 리이다 테스트 

고객사 소개 

고객사는 중국 Shenzhen에 위치한 LSLIDAR(LeiShen Intelligence)는 선도적인 라이다 및 완전한 솔루션 제공업체입니다. 2015년 2월 설립 이후, 강력한 독립 연구개발 역량을 바탕으로 꾸준히 성장해 왔습니다. 고급, 안정적이며 신뢰할 수 있는 라이다 환경을 구축하여 산업 업그레이드를 촉진하는 사명을 훨씬 앞서 나가고 있습니다.

과제 

• 새로운 기술로 인해 테스트를 지원하기 위한 많은 하드웨어 설치가 필요함
• 테스트 팀에 장비 이전이 어려움

요구 사항 

• 하드웨어 및 환경 설정
• 거리 및 GPS 데이터를 실시간으로 수집
• 도로에서 비정상적인 데이터가 있는지 보고서와 함께 확인

해결 방안

• 차량에 라이다를 설치한 후 여러 환경에서 테스트 진행
• 데이터 기록을 위한 PC 소프트웨어 설치

결과

• 데이터를 수집하고 데이터 기록에 문제점이 있는지 확인
• 좌표, 각도, 거리, 부피, 높이 프로파일 등 계산

라이다의 시장 규모 및 미래 트렌드 

라이다의 시장 규모

Precedence Research에 따르면  2024년 기준 전 세계 LiDAR 시장 규모는 약 23억 7천만 달러에 달하며 2025년 28억 9천만 달러에서 2034년까지 약 158억 3천만 달러로 성장할 것으로 예상되며 2025년부터 2034년까지 연평균 성장률(CAGR)은 20.91%에 이를 것으로 전망됩니다.

아시아 태평양 지역은 가장 빠른 성장세를 보일 것으로 예측됩니다. 이 지역은 급속한 도시화와 인프라 개발이 특징이며 LiDAR 기술은 도시 계획, 스마트시티 구축, 효율적인 인프라 설계에 필수적입니다. 또한 이 지역의 다양한 지형과 생태계는 산림 관리, 환경 모니터링, 지질 조사 등 자연 자원 관리 측면에서도 LiDAR의 활용 가치를 높이고 있습니다.

LiDAR 시장 성장 요인

• 자율주행차 및 모빌리티 솔루션: 자율주행 기술은 실시간 매핑과 물체 감지를 위한 핵심 기술로 LiDAR에 의존합니다. 자율주행 교통에 대한 관심과 투자 확대는 LiDAR 시장의 성장을 가속화하고 있습니다.
• 스마트시티 및 도시 계획: 기술이 통합된 도시 생활 개선을 목표로 하는 스마트시티 트렌드는 도시 모델링, 인프라 계획, 교통 관리와 같은 분야에서 LiDAR 수요를 증가시키고 있습니다.
• LiDAR 기술의 발전: 센서가 더 작고 가벼우며 비용 효율적으로 발전함에 따라 다양한 산업에서의 접근성이 향상되어 LiDAR 시장 확장에 기여하고 있습니다.

Grandview Research에 따르면  2023년 전 세계 자동차 LiDAR 시장 규모는 약 5억 420만 달러로 평가되었으며, 2024년부터 2030년까지 연평균 성장률(CAGR) 9.4%로 성장할 것으로 예상됩니다.

자동차 산업은 고도화된 자율주행 수준으로 빠르게 전환되고 있으며, LiDAR 기술은 이 진화의 핵심 요소로 자리잡고 있습니다. LiDAR는 적응형 크루즈 컨트롤(ACC) 및 자동 긴급 제동(AEB) 시스템과 통합되어 자율주행 레벨 3 및 4 단계 차량에 필수적인 기능을 제공합니다. LiDAR는 정밀한 3D 환경 맵을 생성하여 복잡한 주행 상황에서도 차량이 정확한 판단을 내릴 수 있도록 지원합니다.

자동차 제조사들이 더욱 진보된 자율주행차를 개발함에 따라, 이러한 안전 시스템에서 LiDAR 기술에 대한 수요도 빠르게 증가하고 있습니다. 이 같은 추세는 고성능 ACC 및 AEB 시스템의 개발을 촉진하고 있으며, 이는 현재뿐만 아니라 미래의 자율주행 요구사항까지 충족시키는 방향으로 발전하고 있습니다. 결과적으로, 자동차 LiDAR 시장의 성장을 가속화하는 중요한 원동력이 되고 있습니다.

자주 묻는 질문

라이다란 무엇입니까?

라이다 (LiDAR)는 ‘빛 탐지 및 거리 측정 (라이트 디텍션 앤 레인징)’의 약자로 레이저 광선을 송신기로부터 방출하고 주변 물체에 반사된 빛을 수신기로 감지하여 작동합니다. 반사된 빛이 돌아오는 데 걸리는 시간(Time of Flight, TOF)을 측정해 물체까지의 거리를 계산하고 환경의 거리 지도를 생성합니다.

자율주행차에서 LiDAR는 어떻게 작동합니까?

LiDAR는 레이저 광 펄스를 방출하고 물체에 부딪힌 후 반사되는 시간을 측정하여 작동합니다. 이 시간을 기반으로 시스템은 주변 물체까지의 정확한 거리를 계산하고, 상세한 3D 지도를 생성하여 자율주행차가 환경을 안전하게 인식하고 반응하도록 돕습니다.

LiDAR와 Radar의 차이점은 무엇입니까?

LiDAR는 레이저를 사용하여 매우 높은 정확도로 거리를 측정하고 상세한 3D 이미지를 제공합니다. 반면, Radar는 전파를 사용하며 악천후 조건에서 더 효율적으로 작동합니다. 하지만 레이더는 일반적으로 라이다보다 해상도가 낮으며, LiDAR는 물체의 모양과 위치에 대한 더 정확한 데이터를 제공합니다.

마무리 

라이다 센서는 인간이 주변 세계와 연결하고 이동하며 상호작용하는 방식을 재정립하는 현실입니다. 2025년은 라이다 기술에 중요한 전환점으로 기록되며 사용 수요가 급증하고 전통적인 기계식 구조에서 솔리드 스테이트 라이다로의 혁신, AI, 빅데이터, 임베디드 스마트 시스템과의 통합 능력이 점점 더 깊어지고 있습니다.

이러한 상황에서 실제 적용 경험은 단순한 경쟁 우위를 넘어, 기술을 효과적이고 신뢰할 수 있으며 산업 규모로 적용 가능한 솔루션으로 전환하는 핵심 요소입니다. LTS Group은  AUTOSAR, ISO 26262, ASPICE 같은 엄격한 기준에 따른 임베디드 소프트웨어 테스트 역량을 바탕으로 글로벌 기업들의 디지털 전환 여정을 함께해 왔습니다.

앞으로 자율주행차, 산업용 로봇, 드론, 스마트 물류, 디지털 도시 등 다양한 분야에서 라이다 활용이 확대됨에 따라, LTS Group은 라이다 프로젝트의 프로토타입부터 상용 제품까지 전 과정에 걸쳐 정밀도와 안전성을 보장하는 종합 테스트 솔루션을 제공하는 신뢰받는 전략적 파트너로서 역할을 지속할 것입니다.