거리 센서: 초음파, 적외선, ToF, 라이다
소리와 빛이 왕복하는 시간이나 반사 세기로 거리를 잽니다. 방식별 원리와 한계, 고르는 기준.
| 방식 | 원리 | 범위 | 한계 |
|---|---|---|---|
| 초음파 (HC-SR04) | 소리 왕복 시간 | 2cm~4m | 넓은 빔, 부드러운 면 흡수, 온도 영향 |
| 적외선 반사 (Sharp) | 반사 각도(삼각측량) | 10~80cm | 비선형 출력, 색과 재질 영향 |
| ToF (VL53L0X) | 레이저 빛 왕복 시간 | ~2m | 햇빛, 투명 물체 |
| 라이다 | 회전하며 ToF/삼각측량 | 수~수십 m | 가격, 데이터 처리 |
초음파 계산
에코 펄스 폭 t (µs) → 거리 = t × 343m/s / 2 ≈ t / 58 (cm)
소리 속도는 온도에 따라 1℃당 약 0.6m/s 변합니다. 정밀 측정은 온도로 보정합니다. 에코 폭은 타이머 입력 캡처로 재야 정확합니다.
공통 주의점
- 여러 개를 동시에 쓰면 서로의 신호를 받는 간섭이 생깁니다. 순서대로 측정합니다.
- 측정면이 비스듬하면 반사가 돌아오지 않습니다.
- 중앙값 필터로 가끔 튀는 값을 제거합니다.
고르는 질문
로봇 장애물 회피의 대략적인 거리는 초음파, 좁은 지점의 정확한 거리는 ToF, 주변 지도(SLAM)는 라이다입니다.