자율주행차용 4D 레이더 기술
자율주행차용 4D 레이더 기술 – 미래를 바꾸다
“3D를 넘은 4D, 자동차의 눈이 진화한다!”
■4D레이더란?
자율주행차의 ‘초능력’을 만드는 기술
우리는 이제 단순히 ‘운전자의 손을 대신하는’ 자동차를 넘어서, 스스로 상황을 판단하고 주행하는 ‘자율주행차’ 시대를 맞이하고 있습니다.
그런데 이런 차량이 안전하게 움직이기 위해서는 주변을 정확하게 ‘보는 눈’이 필요합니다.
이 역할을 하는 것이 바로 센서 기술이죠. 카메라, 라이다(LiDAR), 초음파 센서 등 다양한 센서가 존재하지만, 최근 가장 주목받는 기술은 바로 ‘4D 이미징 레이더’입니다.
그렇다면 ‘4D’란 무엇일까요? 보통 우리가 말하는 3D는 거리, 방향, 높이, 이 세 가지 공간 정보를 의미합니다. 여기에 속도(Time Dimension)까지 측정할 수 있는 것이 바로 4D입니다.
즉, 사물을 인식할 뿐만 아니라 그 물체가 어느 방향으로 얼마나 빠르게 움직이는지까지 정확하게 분석해 내는 거죠.
기존 레이더는 해상도가 낮고, 물체의 크기나 종류를 구별하기 어렵다는 단점이 있었습니다.
반면 4D 레이더는 수백 개의 ‘빔’을 쏘아 고해상도 입체 맵을 구성하고, 동적 객체의 움직임을 실시간으로 추적할 수 있어, 자율주행의 ‘진짜 눈’이라 불릴 만한 기술로 평가받고 있습니다.
■3D로는 부족했던 이유
라이다와 카메라의 한계
기존 자율주행차의 센서 구성에서 가장 중심이 되는 것은 라이다와 카메라였습니다.
카메라는 사람의 눈처럼 사물을 시각적으로 구분할 수 있고, 라이다는 레이저를 이용해 매우 정밀한 거리 측정을 할 수 있죠.
그러나 이 두 기술에는 결정적인 약점이 있습니다.
먼저, 카메라는 날씨에 민감합니다.
눈, 비, 안개가 끼면 인식력이 급격히 떨어지죠.
또한 야간에는 조명이 없으면 물체 구분이 매우 어렵습니다. 라이다는 정밀하긴 하지만 가격이 매우 비쌉니다.
또, 움직이는 물체의 속도 측정에는 한계가 있어, 다이내믹한 상황 대응에는 부족할 수 있습니다.
여기서 4D 레이더가 진가를 발휘합니다.
비, 눈, 안개 같은 악천후에도 강한 신호 전파 능력을 가지며, 빠르게 움직이는 물체도 실시간으로 추적할 수 있기 때문입니다.
특히 보행자, 자전거, 다른 차량 등을 동시에 감지해 그들의 속도, 거리, 방향까지 동시에 측정할 수 있어, 도시 교차로나 고속도로처럼 복잡한 환경에서도 안정적인 주행이 가능하게 해 줍니다.
■4D 레이더가 바꾸는 자율주행의 미래
“사고를 예측하고, 충돌을 피하는 차”
4D 레이더는 단순히 '보는' 기능을 넘어서, ‘예측하는’ 자율주행차의 핵심 기술로 떠오르고 있습니다.
어떻게 가능할까요?
4D 레이더는 전방뿐 아니라 측면과 후방까지 360도 입체 맵을 구성할 수 있습니다.
또, 차량 주변 수십 미터 거리 내의 객체를 밀리초 단위로 추적합니다.
예를 들어, 교차로에서 무단횡단하는 보행자를 빠르게 감지해 차량의 속도를 줄이거나 정지할 수 있습니다. 또는 옆 차선에서 빠르게 접근하는 오토바이를 감지해 차선 변경을 자동으로 취소할 수도 있죠.
게다가, 4D 레이더는 센서 융합(Fusion) 기술과 함께 작동하면 효과가 극대화됩니다.
예를 들어, 카메라가 신호등 색상을 판단하고, 4D 레이더가 차량 주변의 움직임을 동시에 분석하면서 복합적인 주행 판단을 내리는 방식입니다. 이것이 바로 완전 자율주행(Level 4~5)을 향한 결정적인 한걸음이 되는 것입니다.
■어떤 기업들이 4D 레이더에 주목하고 있나?
글로벌 경쟁 속에 떠오르는 핵심 기술
4D 레이더는 이미 글로벌 주요 기업들 사이에서 ‘미래 모빌리티의 게임체인저’로 주목받고 있습니다.
대표적인 예로는 다음과 같은 기업들이 있습니다.
○Arbe Robotics : 이스라엘의 스타트업으로, 초고해상도 4D 이미징 레이더 기술을 개발해 테슬라, 현대자동차 등과 협업하고 있습니다.
○Zendar : 미국의 레이더 기술 기반 스타트업으로, 라이다와 레이더를 통합한 고정밀 시스템을 개발 중입니다.
○스마트레이더시스템(한국) : 국내 유망 기업으로, 실시간 4D 레이더 기술을 상용화하여 스마트시티, 자율주행 설루션에 적용하고 있습니다.
○NXP, Bosch, Continental 같은 글로벌 반도체 및 자동차 부품 기업들도 4D 레이더 센서칩 개발에 적극 투자하고 있습니다.
이처럼 자율주행 기술의 패권 경쟁 속에서, 4D 레이더는 차세대 주행안전의 핵심 기술로 자리 잡고 있으며, 자동차 산업의 판도를 바꾸는 중입니다.
■4D 레이더, 일상 속으로 들어오다
대중화의 시작과 앞으로의 과제
2025년을 전후로 하여 고급 자율주행차뿐 아니라, 중형 SUV나 전기차에도 4D 레이더가 탑재되기 시작했습니다.
예를 들어 메르세데스-벤츠, 현대 아이오닉, 테슬라 일부 모델에는 이미 시험적으로 4D 레이더를 탑재해 테스트 주행을 진행 중입니다.
특히, 스마트 크루즈 컨트롤, 긴급 제동, 자동 주차 기능 등에 이 레이더가 점차 활용되고 있어 일반 소비자들도 체감할 날이 머지않았습니다.
하지만 아직 해결해야 할 과제들도 존재합니다.
4D 레이더는 기존 센서보다 처리 데이터량이 많아, AI 기반의 분석 알고리즘과 고성능 차량용 칩셋이 함께 발전해야 합니다.
또한, 가격을 낮추고 차량 설계에 적절히 통합하는 기술도 중요하죠.
그럼에도 불구하고, 자율주행의 안전성과 효율성을 획기적으로 높일 수 있는 기술이라는 점에서, 4D 레이더는 앞으로 몇 년간 가장 뜨거운 키워드로 남을 것입니다.
■결론
"3D에서 4D로, 자동차의 눈이 진화하고 있다"
자율주행차는 단순한 ‘탈것’이 아닌, 기술의 총합이 만들어낸 미래형 로봇입니다.
그 중심에는 ‘4D 레이더’처럼 눈에 보이지 않는 고도의 기술이 존재하죠.
날씨에 구애받지 않고, 속도와 방향까지 예측 가능한 4D 레이더는 우리가 상상하던 진짜 똑똑한 자동차를 현실로 만들어주는 핵심 요소입니다.
앞으로 자율주행 기술이 일상 속으로 들어오게 될 때, 4D 레이더는 우리가 신뢰할 수 있는 가장 중요한 ‘눈’이 되어 줄 것입니다.