## 0.1 LiDAR 센서의 물리적 측정 원리 및 수학적 모델링

상거래용 드론 플랫폼에서 흔히 접할 수 있는 경량 LiDAR(Light Detection and Ranging) 모듈, 예를 들어 Benewake 사의 TFmini 계열이나 Garmin 사의 Lidar-Lite 제품군은 본질적으로 1차원(1D) 점(Point) 기반 거리 측정계이다. 자율주행 자동차 지붕에 달린 360도 회전식 다채널(Velodyne 등) 고가형 3D LiDAR와 궤를 같이하는 광학적 뼈대를 갖지만, 비행 제어기(Pixhawk 등)가 즉각적으로 AGL(고도) 피드백 루프에 활용할 수 있도록 극도로 최적화된 하드웨어 연산 펌웨어를 자체 내장하고 있다.

LiDAR가 아날로그 광자(Photon)를 쏘아 보내고 이를 디지털 거리 변수(float \ distance\_m)로 환산해 내는 내부 역학은 크게 두 가지 방식, 즉 ToF(Time of Flight) 방식과 위상차(Phase-Shift) 방식으로 양분된다. 각 물리 모델이 내장하고 있는 고유한 수학적 측정 수식과, 드론의 운용 환경(표면 재질, 온도, 날씨)이 이 측정 수식의 오차항을 어떻게 증폭시키는지 시스템 엔지니어링 관점에서 상세히 분석한다.