一文了解激光測距

時(shí)間：2022-12-28作者：上海新閎電氣有限公司瀏覽：104

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，1960年世界上**臺紅寶石激光器問世不久，以精密測距為主要目標(biāo)的激光測距（Laser Ranging）技術(shù)便隨之誕生了。激光測距較早是在軍事上得到運(yùn)用，隨后憑借其抗干擾能力強(qiáng)、精度高等優(yōu)勢，在航天航空、建筑測繪、風(fēng)電行業(yè)、智能交通、工業(yè)制造等多個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮著巨大的作用。







隨著工業(yè)自動(dòng)化和機(jī)器視覺的快速發(fā)展，在檢測、測量和控制等諸多應(yīng)用中，激光測距已被證明為一種非常重要的非接觸式檢測手段。同時(shí)，激光測距作為激光測速、激光跟蹤、激光三維成像以及激光雷達(dá)（LiDAR）等**技術(shù)的前提，正受到越來越廣泛的重視。麥姆斯咨詢將重點(diǎn)介紹和討論一下當(dāng)前主流的幾種激光測距法。

1. 激光測距法分類

根據(jù)基本原理，實(shí)現(xiàn)激光測距法可分成兩大類：飛行時(shí)間（ToF）法和空間幾何法，如圖1所示。其中，飛行時(shí)間法測距又包括直接ToF法（脈沖式）和間接ToF法（相位式）；空間幾何法主要包括三角法和干涉法。




圖1 激光測距法分類




2. 脈沖式激光測距——直接ToF法

脈沖式激光測距是激光技術(shù)較早應(yīng)用于測繪領(lǐng)域中的一種測距方法，其通過直接測量**光與接收光脈沖之間的時(shí)間間隔，獲取目標(biāo)距離的信息，如圖2。測量距離可表示為：










式中D為所測量的距離，c為光在空氣中傳播的速度，?t為激光束從**到接收往返的時(shí)間。




圖2 脈沖式激光測距原理圖




脈沖激光的**角小，能量在空間相對集中，瞬時(shí)功率大，利用這些特性可制成各種中遠(yuǎn)距離激光測距儀、激光雷達(dá)等。不過，由于脈沖式激光測距法通過一個(gè)高頻率的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器對收發(fā)脈沖之間的時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)，這就使得計(jì)數(shù)時(shí)鐘的周期必須遠(yuǎn)小于發(fā)送脈沖和接收脈沖之間的時(shí)間才能夠保證足夠的精度，因此這種測距方法不合適短距離測量。

目前，脈沖式激光測距廣泛應(yīng)用長距離且對精度要求不高的測量，比如地形地貌測量、地質(zhì)勘探、工程施工測量、*行器高度測量、人造地球衛(wèi)星相關(guān)測距、天體之間距離測量等，


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• 詞條

  詞條說明

• 激光測距原理

  激光測距（laser distance measuring）是以激光器作為光源進(jìn)行測距。根據(jù)激光工作的方式分為連續(xù)激光器和脈沖激光器。氦氖、氬離子、氪鎘等氣體激光器工作于連續(xù)輸出狀態(tài)，用于相位式激光測距；雙異質(zhì)化鎵半導(dǎo)體激光器，用于紅外測距；紅寶石、釹玻璃等固體激光器，用于脈沖式激光測距。激光測距儀由于激光的單色性好、方向性強(qiáng)等特點(diǎn)，加上電子線路半導(dǎo)體化集成化，與光電測距儀相比，不僅可以日夜作業(yè)、

• 激光測距傳感器應(yīng)用案例

  應(yīng)用領(lǐng)域：測地學(xué)/建筑學(xué)應(yīng)用類型：監(jiān)測應(yīng)用描述：項(xiàng)目的顧問工程師在監(jiān)測泥石流活動(dòng)時(shí)，常常會(huì)使用到激光傳感器。鐵路沿線的泥石流會(huì)造成山間水流阻塞，從而導(dǎo)致鐵軌被淹沒，通過使用激光傳感器，可以對這種情況進(jìn)行預(yù)防監(jiān)測。中兩臺激光測距儀的測量距離都在25米左右。一旦檢測到測量距離明顯變短或發(fā)生測量錯(cuò)誤，則會(huì)通過G手機(jī)的數(shù)據(jù)記錄器發(fā)出警報(bào)。為了監(jiān)測山體滑坡和泥石流活動(dòng)，項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一整套龐大的系統(tǒng)，激光測距傳

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• 激光位移傳感器與其他位移傳感器比較

  激光位移傳感器可以非接觸測量被測物體的位置、位移等變化，主要應(yīng)用于檢測物的位移、厚度、振動(dòng)、距離、直徑等幾何量的測量。按照測量原理,激光位移傳感器原理分為激光三角測量法和激光回波分析法,激光三角測量法一般適用于高精度、短距離的測量，而激光回波分析法則用于遠(yuǎn)距離測量，下面分別介紹激光位移傳感器原理的兩種測量方式。激光位移傳感器與其他位移傳感器比較電渦流位移傳感器分辨率：電渦流傳感器的分辨率*高也可達(dá)