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激光 激光测距仪原理

激光测距仪原理

激光测距仪,是利用调制激光的某个参数实现对目标的距离测量的仪器。按照测距方法分为相位法测距仪和脉冲法测距仪,脉冲式激光测距仪是在工作时向目标射出一束或一序列短暂的脉冲激光束,由光电元件接收目标反射的激光束,计时器测定激光束从发射到接收的时间,计算出从观测者到目标的距离。相位法激光测距仪是利用检测发射光和反射光在空间中传播时发生的相位差来检测距离的。激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确,其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一。当发射的激光束功率足够时,测程可达40公里左右甚至更远,激光测距仪可昼夜作业,但空间中有对激光吸收率较高的物质时,其测距的距离和精度会下降。

激光测距(laser distance measuring)是以激光器作为光源进行测距。根据激光工作的方式分为连续激光器和脉冲激光器。氦氖、氩离子、氪镉等气体激光器工作于连续输出状态,用于相位式激光测距;双异质砷化镓半导体激光器,用于红外测距;红宝石、钕玻璃等固体激光器,用于脉冲式激光测距。激光测距仪由于激光的单色性好、方向性强等特点,加上电子线路半导体化集成化,与光电测距仪相比,不仅可以日夜作业、而且能提高测距精度,显著减少重量和功耗,使测量到人造地球卫星、月球等远目标的距离变成现实。

 

相位法激光测距仪原理:

当今市场上主流的激光测距仪是基于相位法的激光测距仪。这是因为基于相位法的激光测距仪轻易地就可以克服超声波测距的一大缺陷:误差过大,使测量精度达到毫米级别。而基于此法的激光测距仪主要的缺点在于电路复杂、作用距离较短(一百米左右,经过众多科学工作者的努力,现在也有作用距离在几百米的相位法激光测距仪)。  相位法激光测距技术,是采用无线电波段频率的激光,进行幅度调制并将正弦调制光往返测距仪与目标物间距离所产生的相位差测定,根据调制光的波长和频率,换算出激光飞行时间,再依次计算出待测距离。该方法一般需要在待测物处放置反射镜,将激光原路反射回激光测距仪,由接收模块的鉴波器进行接收处理。也就是说,该方法是一种有合作目标要求的被动式激光测距技术。

 

相位法激光测距仪原理

脉冲法激光测距仪原理:

相位法与超声波测速测距所用方法相类似,Z大测量距离通常为几百米,能较容易达到毫米的数量级,但是按照该方法设计的测距仪的Z大测量距离是受到限制的,不可扩展。该方法主要在国外应用较广。而脉冲法激光测距一般采用红外激光,包括近红外激光和中红外激光。该波段激光有可见和非可见之分。且基于此技术的测距仪对相干性要求低、速度快、实现结构简单、峰值输出功率高、重复频率高且范围大。


脉冲法激光测距仪原理

激光测距设备对准测量目标——Target,发送光脉冲,光脉冲在经过光学镜头时,一束被透镜前的平面镜反射,进入激光反馈计时模块,经光电转换及放大滤波整流后,电平信号送入时间数字转换芯片的开始计时端;另一束激光脉冲经过透镜压缩发散角后,开始飞行,遇到目标障碍物后发生漫反射,部分激光返回到激光接收处理电路,同样地,经过光电转换及放大滤波整流后,所形成的电平信号送入时间数字转换芯片结束计时端,即完成整个测量过程。在脉冲式激光测距中,需要测量的只是发射与接收激光的时间间隔、受环境因素影响的大气折射率、环境参数及激光传播速度。

 

激光测距仪分类

激光测距仪分为两类,一类是手持激光测距仪,这类测距仪测量距离比较短,一般为40-250米,测量精度高。 另外一类是激光测距仪望远镜,这类激光测距仪测量距离远,一般为500-2000米,Z长测量距离可以达到20公里。

激光测距仪使用注意事项

激光测距仪由于采用激光进行距离测量,而脉冲激光束是能量非常集中的单色光源,所以在使用时不要用眼对准发射口直视,也不要用瞄准望远镜观察光滑反射面,以免伤害人的眼睛。一定要按仪器说明书中安全操作规范进行测量。野外测量时不可将仪器发射口直接对准太阳以免烧坏仪器光敏元件。

2017-02-16  浏览次数:2301
本文来源:https://www.yiqi.com/citiao/detail_376.html
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