目录 第一章绪论 (1) 1.1设计背景 (1) 第二章脉冲激光测距仪的工作原理 (2) 2.1测距仪的简要工作原理 (2) 第三章脉冲激光器的结构及工作过程 (3) 3.1激光脉冲测距仪光学原理结构 (3) 3.1.1测距仪的大致结构组成 (3) 3.2主要的工作过程 (4) 3.3主要部件分析： (4) 3.3.1激光器（一般采用激光二极管） (4) 3.3.2激光二极管的特性 (5) 3.3.3光电器件（采用雪崩光电二极管APD） (6) 第四章影响测距仪的各项因素 (7) 4.1光脉冲对测距仪的影响 (7) 4.2发散角对测距仪的影响 (8) 第五章测距仪的光电读数显示 (9) 5.1距离显示原理及过程 (9) 5.2测量精度分析 (10) 5.3总述 (11) 参考文献 (11)
第一章绪论 1.1设计背景 在当今这个科技发达的社会，激光测距的应用越来越普遍。在很多领域，如电力，水利，通讯，环境，建筑，地质，警务，消防，爆破，航海，铁路，军事，农业，林业，房地产，休闲、户外运动等都可以用到激光测距仪。 激光测距仪一般具有精确度和分辨率高、抗干扰能力强、体积小、重量轻等优点，因而应用领域广、行业需求众多，市场需求空间大。 当前激光测距仪的发展趋势是向测量更安全、测量精度高、系统能耗小、体积小型化方向发展。激光测距仪一般采用两种方法来测量距离：脉冲法和相位法。而其中脉冲激光测距的应用领域也是越来越宽广，比如，地形测量、战术前沿测距、导弹运行轨道跟踪以及人造卫星、地球到月亮距离的测量等。脉冲激光测距法是利用激光脉冲持续时间非常短，能量相对集中，瞬时功率很大（可达几兆瓦）的特点，在有合作目标的情况下，脉冲激光测距可以达到极远的测程；如果只是利用被测目标对脉冲激光的漫反射所取得的微弱反射信号，也是可以测距的。因而脉冲激光测距法应用较多。
课程设计报告（2014—2015年度第一学期） 题目：激光相位测距仪设计 院系：物理与电子信息工程学院 姓名： 学号： 专业：光信息科学与技术 指导老师： 2015年01月03日
目录 1.设计目的与任务 (4) 2.相位式激光测距仪的实现原理 (5) 3.激光测距仪的原理方案 (6) 3.1 直接测尺频率 (6) 3.2 间接测尺频率 (7) 4.测距精度的分析 (9) 4.1 误差分析 (9) 4.2精度分析 (10) 5.总结 (12) 6.参考文献 (12)
1.设计目的与任务
课程设计是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次专业训练。通过课程设计使学生获得以下几方面能力，为毕业设计打下基础。 1、进一步巩固和加深学生所学的专业理论知识，培养学生设计、计算、绘 图、计算机应用、文献查阅、报告撰写等基本技能； 2、培养学生独立分析和解决工程实际问题的能力； 3、培养学生的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨的工 作作风。 光电子技术基础课程设计是在学生已经完成光电子技术基础课程教学之后所进行的综合性设计过程。其意义在于进一步巩固、加强课程的教学效果，并将这些知识真正应用于实际的设计过程中。根据设计容要求，完成方案论证，完成一类光电仪探测器特性实验测试开发；或利用光电探测器设计测试装置针对一物理量进行测量；或利用光电系统进行信息的传输;或能根据工程条件设计一光电技术的具体应用。写出完整的设计报告，设计报告(论文)字数要求不少于3000字，文字通顺，书写工整。 2.相位式激光测距仪的实现原理 相位测量一般采用差频测相技术。差频测相的原理如图2.1所示 2.1差频测相原理图示
一、户外望远镜测距仪选购 目前测距望远镜的品牌主要有： 图雅得TRUEYARD，博士能BUSHNELL,奥尔法ORPHA,尼康NIKON，纽康NEWCON，这5个品牌。 望远镜测距仪和手持激光测距仪的主要区别是望远镜测距仪的测距误差是±1m，但测量距离远，适用于户外测量。而手持式激光测距仪的精度是mm，但测量距离一般在40~100米左右，一般只适用于室内测量，适用户外测量的手持激光测距仪目前没看到有国产品牌，国外品牌一般在2千元左右，适用户外测量的国外手持激光测距仪的测距一般在40~200m。国产还有个缺点就是测量反应慢。 2000元以下的望远镜测距仪基本只具有单一功能——测直线距离，无测高、测角、测水平距离等功能。带有测水平距离功能的望远镜测距仪价格一般在2500千元以上。 1、图雅得 全球知名的户外光学品牌，在长距离望远镜激光测距仪领域，具有非常重要的位置。长期占据全球望远镜测距仪销量第一的品牌。2011年美国时代周刊对全美的调查数据显示，在望远镜测距仪的客户中，超过52%的客户使用的是图雅得激光测距仪。图雅得望远镜测距仪具有测量精准，操作简便，功能强大、性价比极高的特点。 图雅得激光测距仪望远镜，其产品的特点主要是：功能全面，操作简单，性能稳定，性价比高。另外一点是其标称的测量距离和精度与其实际数据最为接近。 图雅得最便宜的一款是图雅得YP500 测量距离500米，亚马逊售价1300元左右。特点：实测距离与标称距离完全相符，超快测距速度，外观精美。是一款追求测量品质的测距望远镜。 2、博士能BUSHNELL 博士能测距仪是美国老牌，国际知名品牌，产品全按照美国标准生产，价格却只有国际同类产品的四分之一，Bushnell望远镜已深受世界各地人们的厚爱。 博士能在户外光学领域可以说位置极高，因为他是目前户外光学产品线最全的品牌，包括了望远镜测距仪，双筒望远镜，观鸟镜和夜视仪。博士能双筒望远镜一直维持全球第一的位置。在望远镜测距仪方面，则多年来一直保持全美第三的位置。博士能望远镜测距仪，产品非常多，是目前产品型号最多的品牌。其望远镜测距仪产品非常适合高尔夫运动，以及打猎。功能方面都是偏向这两个方面设计的。但是作为普通领域应用时，操作相对繁琐一点。另外一点产品缺乏测高的功能。但是其测距仪的观测效果非常好。
激光测距仪操作规 程
1.使用方法触按电源开关，接通电源，“电源、测试指示灯”为绿色。触按档位选择开关，选择适合的档位。 2.将仪表测量端子的两个电流输出端子用两根测试线接到被测导体的两个端子，两个电压输入端子也接到被测导体的两个端子。 3. 如图所示，电压端子应位于电流端子的内侧，并尽量靠近被测试品，以减少引线电阻引入的误差。 4.接线完毕后，触按一下 TESTE 键，“电源、测试指示灯”为红色，显示屏显示的值即为测得的电阻值。 5.当被测导体开路或阻值大于选定量程时, 显示屏首位显示“1”，后三位数字熄灭。 6.注意事项 a）本仪表使用6 节1.5V（LR6，AA）电池供电。当显示屏出现欠压符号“”时,请更换电池，以保障得到正确的试值。换下的旧电池请勿乱扔,以免造成污染。B)仪器应避免受潮、雨淋、跌落、暴晒等。
1.目的： 建立超声波测厚仪标准操作规程。 2.适用范围： 试验室所有检验人员执行本规程，部门领导监督，检查本规程的执行。 一、操作规程 1、机器校准 仪器壳下方有一个厚度为4mm的试块，按“菜单”键进入菜单，经过“上下”箭头选择“声速”，在选择“声速设置”，把声速设置为5920m/s，并在试块上涂抹耦合剂，把探头放在试块中央轻轻压紧，按一下“下箭头”，能够看到仪器显示试块厚度为4.000mm，如果试块厚度测试值不为4.000mm请在进行校准，直到试块测量厚度为 4.000mm。仪器校准完成后即能够正常测量了。 2、测试块准备 准备50mm的测试医用消毒超声耦合剂样品三份，以备测试。 3、声速测试 将探头与已准备好的测试样品耦合，确保探头不晃动并耦合良好，此时能够看到显示屏上耦合标志。选择声速测试界面，输
设计天地 Ｄｅｓｉｇｎ Ｆｉｅｌｄ 引言 该测距仪利用测量调制的激光信号相位差进行距离的测量。为了提高精度，采用高速时钟利用数字方式进行相位测量。使用单片机技术实现人机接口和数据运算。 该系统采用单片机加ＣＰＬＤ的设计方法， ＣＰＬＤ主要进行地址译码、鉴相、时钟分频等功能，单片机采用最常用的ＡＴ８９Ｃ５１，主要完成运算和人机接口。 设计思路 该测距仪利用反射方式进行测量。测距仪发射经过调制的激光信号到达目的地，经目的地反射后回到仪器，仪器计算出信号从发送到接收的时间差，再和激光信号的速度进行相乘。得到信号经过的总距离。 由此可得到测距基本公式为： 假设仪器发射角频率为ω的正弦波，经反射器反射回测试设备，被仪器的接收系统接收。收到的正弦信号在相位上和发射的正弦信号相比较，有一个相位差Φ。 发射信号为：ｕ＝Ｖｍｓｉｎ（ωｔ＋φ０） 其中Ｖｍ为振幅，ω为角频率，ｔ为时间，φ０为初相位。 经反射后回到设备的正弦信号不考虑其振幅变化ｕ＝Ｖｍｓｉｎ（ωｔ－ωｔ２Ｄ＋φ０） 其中，ωｔ２Ｄ就是正弦波在二倍距离上传播所引起的相位变化： Φ=ωｔ２Ｄ 将其带入测距基本公式，可得到： 式中： ｃ——电磁波在真空中的传播速度；ｆ——电磁波的频率；ｎ——大气的折射率； Φ——电磁波在被测距离上往返传播的相位差。因此，只要计算出信号从发送到接收的相位差就可以求出设备与被测点之间的距离。 该设备需要测量１００ｍ距离，我们选用１５０ｍ作为设备的测程范围。并取混频时中频Ｆ中＝１０ＫＨｚ。用 ４０ＭＨｚ时钟对混频后１０ＫＨｚ信号进行采样。由下式 ｃ＝ｆ×λ和 Ｌ＝λ／２可得（４０ＭＨｚ／１０ＫＨｚ＝４０００）： 令Ｌ１＝１５０ｍ， 可得λ＝３００ｍ，ｃ＝３×１０８ｍ／ｓ，计算得Ｆ１＝１．０×１０６Ｈｚ。Ｌ１最小＝３００／４０００＝０．０７５ｍ。 令Ｌ２＝７．５ｍ，可得λ＝１５ｍ，ｃ＝３×１０８ｍ／ｓ，计算得Ｆ２ ＝２０×１０６Ｈｚ。Ｌ２最小＝１５／４０００＝０．００３７５ｍ。 由以上计算可得，选择Ｆ１＝１ＭＨｚ，Ｆ２＝２０ＭＨｚ可符一种手持式激光测距仪的电路设计 Ｔｈｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ａ Ｌａｓｅｒ Ｒａｎｇｅ Ｆｉｎｄｅｒ 西安邮电学院继续教育学院 高敏西安深亚电子有限公司 王建锋 摘 要：本文介绍了一种以单片机和ＣＰＬＤ为核心的测距仪的电路设计。该电路用高速时钟进行数字鉴相、测量， 省去了模数转换，利用软硬件相结合的方式，提高了测量精度，缩短了测量时间。 关键词：激光测距；数字鉴相
美国LaserCraft高精度激光测距仪－Contour XLRic型，这款激光测距仪是高精度和远量程的结合体，是目前市场性能最好的一款手持激光测量系统。它能成功地在保持良好精度的前提下测量以下目标到前所未有的距离：175米到电力线，400米到电线杆，800米到建筑物。同时，它是一款坚固防水的仪器，遇到下雨，下雪，大雾或沙尘暴天气时，您只把工作模式选择到“坏天气”模式，您的工作就不会受到任何影响。在坏天气下使用它，就如同在好天气下使用一样方便，好用。如果装配了三脚架，它就可以用来进行更远距离的精确测量和进行精密的倾斜测量。 Contour XLR采用最新激光技术，小巧、轻便、使用方便，可准确测量目标距离。有恶劣天气工作模式保证仪器在仪器在雨、雪、雾、沙尘暴天气条件下仍可可靠工作。仪器配备HUD显示器，可边瞄准边测量。是建筑结构规划等通用距离测量的得力仪器。最大测量距离1850米，精度0.1米。 Contour XLRi具有XLR系列的全部特点，同时增加360度倾角传感器。有六种工作模式，分别是距离、角度、水平距离、垂直距离、二点高度、三点高度。有串行口，可通过计算机或数据记录器记录数据。典型应用：矿山地形测量、森林资源调查、倾斜测量、高度测量、水平杆测量、塔高测量。 Contour XLRic将XLRi和GPS以及数据采集器结合起来，可测量不易达到目标的参数。内置软件可计算树高、倾斜、面积、周长、不见线的长度、水平距离等。XLRic内部有数字罗盘和倾角传感器，是测绘的得力仪器。
ContourMAX最大测量距离达到3000米，重仅1.6公斤，首/末目标可选，门控能力、恶劣天气模式、手持/平台安装可选。典型应用：火灾控制系统、遥测、GPS偏移测、航空测量等。和Contour 系列手持激光测量系统中的Contour XLRi比较起来，Contour XLR ic在内部又集成了一个高精度磁通量数字罗盘。配合高精度磁通量数字罗盘，XLR ic在功能就比XLR和XLRi多了不少。有了Contour XLRic，您就可以把它和您的GPS系统连接起来，去测量那些无法到达或不容易到达的地方的坐标信息，省时又省钱。或者您也可以使用它内置的软件计算：树高，倾斜度，面积，周长，空间线段的长度，水平距离，高差等等数据。由于Contour XLRic配置了数字罗盘和倾斜角度测量仪，所以它完全可以被看作是一个手持式全站仪，可以协助您进行测绘和测量工作。一级人眼安全的激光测距仪精确地向您报告以下测量数据：距离，方位，倾斜角。技术特点－测量距离到： 1850米；－测量精度达到：10厘米；－倾斜角度测量；－方位角测量；－周长测量；－面积测量；－电力线高度和垂度测量；－ 3D空间尺寸测量；－连接GPS工作；－高度测量功能；－“点到点”斜距测量；－水平距离测量和垂直距离测量；－独特的坏天气模式：一般的测距仪在天气不好的情况下，测量的距离往往会大大缩短，甚至无法工作。Contour系列激光测距仪的“坏天气模式”消除了这种现象。当天气情况不好的时候，比如：多云，大雾，扬尘，潮湿等，启动该模式，测量起来就和好天气时测量一样轻松快速！工作模式（详细功能）模式一标准测量模式：该模式测量仪
相位激光测距仪方案设计 学生姓名 专业 学号 指导教师 学院 二〇一六年十一月
摘要 随着半导体激光器、数字信号处理、精密机械等领域技术的飞跃发展，激光测距仪向着高精度、便携、高速，数字化的方向不断进步。本论文先介绍了激光测距的几种测距方法原理以及国内外现状，着重介绍了相位法测距原理，在这基础上设计了基于相位法测距原理的总体方案。 论文从发射系统和接受系统对总体设计进行了阐述，探讨了激光器选择，光电探测器的选择，光电接受电路，放大电路，混频电路等电路的设计，系统采用了激光二极管作为激光发射器，雪崩二极管作为光电探测器并对系统进行误差分析，最后进行总结和发现不足之处。 关键词：激光测距，相位式激光测距，光电检测，误差分析 目录 一绪论 (3)
1.1引言 (3) 1.2激光测距 (3) 1.2.1激光测距简介 (3) 1.2.2激光测距方法 (3) 1.3激光测距的优点 (6) 1.4国内外研究现状 (6) 1.5论文研究内容及章节安排 (7) 第二章相位激光测距原理以及总体方案 (7) 2.1相位激光测距原理 (7) 2.2测相原理 (9) 2.3系统整体方案设计 (10) 第三章系统设计部分的选择 (11) 3.1发射部分 (11) 3.1.1激光器的选择 (11) 3.1.2激光二极管的工作原理 (11) 3.1.3调制发射部分 (11) 3.2接受电路部分 (12) 3.2.1光电探测器的选择 (12) 3.2.2雪崩二极管工作原理 (13) 3.3光电接受电路设计 (13) 3.3.1光电接收电路 (13) 3.3.2放大电路设计 (13) 3.3.3自动增益控制电路 (14)
相位法激光测距的设计 电子工程学院 詹雪娇 2017110459 史歌2017110481
第一章引言 激光，是一种自然界原本不存在的，因受激而发出的具有方向性好、亮度高、单色性好和相干性好等特性的光。物理学家把产生激光的机理溯源到1917年爱因斯坦解释黑体辐射定律时提出的假说，即光的吸收和发射可经由受激吸收、受激辐射和自发辐射三种基本过程[1]。 所谓激光技术，就是探索开发各种产生激光的方法以及探索应用激光的这些特性为人类造福的技术的总称。30多年来，激光技术得到突飞猛进的发展，利用激光技术不仅研制了各个特色的多种多样的激光器，而且随着激光应用领域不断拓展，形成了激光唱盘唱机、激光医疗、激光加工、激光全息照相、激光照排印刷、激光打印以及激光武器等一系列新兴产业。激光技术的飞速发展，使其成为当今新技术革命的先锋！ 激光和普通光的根本不同在于它是一种有很高光子简并度的光。光子简并度可以理解为具有相同模式(或波型、位相、波长)的光子数目,即具有相同状态的光子数目。这些特性使激光具有良好的准直性及非常小的发散角,使仪器可进行点对点的测量,适应非常狭小和复杂的测量环境。激光测距仪就是利用激光良好的准直性及非常小的发散角度来测量距离的一种仪器。激光在A、B 两点间往返一次所需时间为t, 则A、B 两点间距离D 可表示为: D = c·t /2,式中, c为光在大气中传播的速度。由于光速极快, 对于一个不太大的D 来说, t是一个很小的量。如:假设D =15km, c = 3 ×105 km / s,则t = 5 ×10- 5 s。由测距公式可知,如何精确测量出时间t的值是测距的关键。 由于测量时间t的方法不同,便产生了两种测距方法:脉冲测距和相位测距。其中相位测距更加精确[1]。
1. 目的 1.1 规范SW-50A手持式激光测距仪操作程序，正确使用仪器，保证检测工作顺利 进行。 2. 范围 2.1 本规程适用于SW-50A手持式激光测距仪的使用操作。 3. 职责 3.1 操作人员按照本操作规程使用仪器，并进行日常维护。 3.2 保管人员负责监督仪器操作是否符合规程，并对仪器进行定期维护保养。 4. 规程 4.1安装更换电池 打开仪器背面的电池门，按照极性指示正确放入电池，并关闭电池门。 仪器能使用1.5V AAA的碱性电池或标配3.7V 850mAh锂电池。 长时间不使用仪器时请取出电池以避免电池腐蚀仪器主机。 4.2启动仪器及功能设置 ●启动仪器和关闭仪器 关机状态下，按键，仪器启动，仪器进入待测模式。 开机状态下长按键3秒关闭仪器。150秒内未对仪器进行任何操作，仪器将 自动关闭。 ●单位设定 在长度待测模式下，长按键，进入测量单位调整状态，可重置当前测量单位， 该仪器提供了6种单位可供选择。 ●测量基准设置 短按基准键进行设计前端基准、中端基准和末端基准的相互转换，系统默认 为末端基准。 ●延时测量 长按基准键开启延时测量模式，延时时间为5秒，可按键进行时间调 整。按键开始倒计时，倒计时结束开始测量。 ●背光灯开启/关闭
本仪器背光灯为自动开和关。仪器在键入任一按键后，背光灯会持续打开15 秒，15秒后，仪器无任何操作将自动关闭背光灯以节省电源。 ●声音的开启/关闭 短按键，关闭语音功能，仪器提示“语音关”，再短按键，开启语音功能， 仪器提示“语音开”。 4.3自动校准功能 校准方法：在关机状态下，同时按住键和键，直到屏幕出现‘CAL’，下端 有闪烁的数字，进入自助校准模式。 可根据仪器的误差用键对这个数值进行调整。调整范围为-9~9mm 例如:实际距离为3.780m 若本机测量值为3.778m，比实际值小2mm，则可进入校准模式，用键将校准值 在现有基础上上调2mm。 若本机测量值为3.783m，比实际值大3mm，则可进入校准模式，用键将校准值 在现有基础上下调3mm。 调整完毕后，按键保存校准结果。 4.4测量 ●单次测量 待测模式下按键，仪器激光发射，锁定测量点。再按键进行单次距离数据的 测量，测量结果显在主显示区 ●连续测量 待测模式下长按键，进入连续测量状态，屏幕上辅助显示区会显示此次连续测 量过程中的最大测量值和最小测量值。 主显示区会显示当前测量值，短按键或者键退出连续测量模式。 ●面积测量 按键一次，屏幕会显示，长方形一条边闪烁。 根据提示完成下列操作: 按键进行第一条边的测量(长) 按键进行第二条边的测量(宽) 仪器会自动进行面积运算，结果显示在主显示区。辅助显示区显示长方形的长 和宽的测量值。 在测量过程中，还可以键入清除本次测量结果重新测量。
第40卷第8期红外与激光工程2011年8月Vol.40No.8Infrared and Laser Engineering Aug.2011 高精度高重频脉冲激光测距系统 纪荣祎，赵长明，任学成 (北京理工大学光电学院，北京100081) 摘要：在三维激光扫描探测系统中，激光测距的测量重频和测量精度是影响整个系统性能的关键参数。介绍了三维激光扫描探测系统的工作特点，设计了一种以Nios II嵌入式软处理器为核心的高重频、高精度脉冲激光测距系统。通过分析影响测量重频和测距精度的因素，采用双阈值时刻鉴别方法进行计时起止时刻的鉴别，使用TDC-GP2高精度时间间隔测量芯片进行精密计时，设计了基于Nios II嵌入式软处理器的计时控制系统以提高测量重频。实验结果表明：实现了测量重频为20000次/s、测距精度为3cm的激光测距。与传统的单片机控制的计时系统相比,该系统不仅测量重频和测量精度高，且具有更好的可扩展性和灵活性。 关键词：脉冲激光测距；精密时间测量；三维激光扫描；Nios II 中图分类号：TN247文献标志码：A文章编号：1007-2276(2011)08-1461-04 High precision and high frequency pulse laser ranging system Ji Rongyi,Zhao Changming,Ren Xuecheng (School of Photoelectronics,Beijing Institute of Technology,Beijing100081,China) Abstract:In three-dimensional(3D)laser scanning detection system,the measurement repetition rate and measurement precision of laser ranging are the key parameters affecting the performance of the whole system.The work characteristics of3D laser scanning detection system were introduced,and a high repetition rate and high measurement precision pulse laser ranging system based on the Nios II soft-core was designed.According to the analysis of the factors which affected the repetition rate and precision of range measure,the double-threshold time discriminator was adopted to produce timing mark for the start-stop time discrimination,and the TDC-GP2high-precision interval measuring chip was used to achieve high precision on time measure.In addition,the time measure control system based on the Nios II soft-core was designed to improve the measurement repetition rate.Experimental results show that the measurement repetition rate of20000/s and the ranging precision of±3cm are https://www.doczj.com/doc/0017604876.html,pared with the traditional MCU time measure control system,the designed system owns the advantages of high repetition rate and high measurement precision,furthermore,it is more expandable and flexible. Key words:pulse laser ranging;high precision time measure;3D laser scanning;Nios II 收稿日期：2010-12-18；修订日期：2011-01-17 基金项目：国防科技工业技术基础科研项目(J172009C001) 作者简介：纪荣祎(1984-)，男，博士生，主要从事三维扫描激光探测系统的研究。Email:xiaoxiao8673@https://www.doczj.com/doc/0017604876.html,。 导师简介：赵长明(1960-)，男，教授，博士生导师，博士，主要从事新型激光器件与技术、光电子信息技术与系统方面的研究工作。 Email:zhaochm1@https://www.doczj.com/doc/0017604876.html,
激光测距仪激光测距基本原理 激光测距是光波测距中的一种测距方式，如果光以速度c在空气中传播在A、B两点间往返一次所需时间为t，则A、B两点间距离D可用下列表示。 D=ct/2 式中：D——测站点A、B两点间距离；c——光在大气中传播的速度；t——光往返A、B 一次所需的时间。 由上式可知，要测量A、B距离实际上是要测量光传播的时间t，根据测量时间方法的不同，激光测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。 相位式激光测距仪 相位式激光测距仪是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间。 相位式激光测距仪一般应用在精密测距中。由于其精度高，一般为毫米级，为了有效的反射信号，并使测定的目标限制在与仪器精度相称的某一特定点上，对这种测距仪都配置了被称为合作目标的反射镜。 若调制光角频率为ω，在待测量距离D上往返一次产生的相位延迟为φ，则对应时间t 可表示为： t=φ/ω 将此关系代入（3-6）式距离D可表示为 D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ) =c/4f (N+ΔN)=U(N+) 式中：φ——信号往返测线一次产生的总的相位延迟。 ω——调制信号的角频率，ω=2πf。 U——单位长度，数值等于1/4调制波长 N——测线所包含调制半波长个数。 Δφ——信号往返测线一次产生相位延迟不足π部分。 ΔN——测线所包含调制波不足半波长的小数部分。 ΔN=φ/ω
在给定调制和标准大气条件下，频率c/(4πf)是一个常数，此时距离的测量变成了测线所包含半波长个数的测量和不足半波长的小数部分的测量即测N或φ，由于近代精密机械加工技术和无线电测相技术的发展，已使φ的测量达到很高的精度。 为了测得不足π的相角φ，可以通过不同的方法来进行测量，通常应用最多的是延迟测相和数字测相，目前短程激光测距仪均采用数字测相原理来求得φ。 由上所述一般情况下相位式激光测距仪使用连续发射带调制信号的激光束，为了获得测距高精度还需配置合作目标，而目前推出的手持式激光测距仪是脉冲式激光测距仪中又一新型测距仪，它不仅体积小、重量轻，还采用数字测相脉冲展宽细分技术，无需合作目标即可达到毫米级精度，测程已经超过100m，且能快速准确地直接显示距离。是短程精度精密工程测量、房屋建筑面积测量中最新型的长度计量标准器具。
光电子课程设计： 基于三角测量法的激光测距 摘要：本文先对激光测距的种类及原理进行介绍，其次分析不同种类的优缺点。确定制作测距仪器的制作方向。分析测量当中不同元器件存在的问题，寻找有效的解决方案，重点研究摄像头成像时存在误差的形成原因。根据研究得到的数据，对PC客户端的程序设计进行调整。利用程序尽可能减少由于硬件产生的误差。重点是设计出能确定光点的定位算法，通过对摄像头的定标、激光定位，达到实验数据与实际测量误差在10%以内。最后，提出对作品进行优化和系统功能提升计划 关键词：短距离、低成本、三角测量法 ABSTRACT: In this paper, the principle of laser ranging species and introduced first, followed by analysis of the advantages and disadvantages of different types. Production rangefinder to determine the direction of the production. Analytical measurements among different components of the problems, to find effective solutions to the causes errors in the presence of the camera focused on imaging. According to data obtained from studies on the client PC programming adjustments. The use of procedures to minimize errors due to hardware-generated. Focuses the light spot can be determined to design the location algorithm, through the camera calibration, laser positioning, to the experimental data and the actual measurement error is within 10%. Finally, the work in optimizing system functionality and Enhancement Programme KEY WORDS: Short distance、Low cost 、Triangle measurement
LH系列激光测距/测高仪 100Lh,400LH，600LH，800LH，1000LH激光测距仪 Opti-logic LH系列激光测距/测高仪将激光测距装置和垂直角度传感器合二为一，轻巧便携，操作简单。根据目标尺寸和反射性的不同，此系列手持式激光测距仪量程可1000米（1000LH型）。利用内置的电子倾斜传感器，请斜补偿激光测距仪可以对倾斜角度进行测量（精度达0.1度），进而可以得出目标物体的高度值。此系列激光测距/测高仪可以应用在树高测量、建筑施工、地质勘测、地产评估等多种应用领域。此系列产品适合于对精度要求不高，而对仪器成本有所限制的测量应用，经多年潜心设计而成，充分体现了美国在这个领域内的技术水平。 1.0 产品外观及功能特点 探物镜：通过探物镜的窗口可以将指示用的红光斑指向目标物体。 “Range”按钮：利用“Range”按钮可以进行测距操作或者选择工作模式。 显示：XT系列激光测距仪允许使用者随意选择显示单位，米、英尺或码。 电量过低指示：用于提示使用者及时更换电池。 自动关机：为降低能耗，测距仪会在测量完成后5秒钟自动关机。 2.0 基本操作 A.保持测距仪位于眼睛前1－2英寸处，通过探物镜来瞄准物体。 B.按住“Range”按钮，在探物镜中会出现一个红色亮点。将红色亮点对准目标物体。 C.保持测距仪指向目标物体，松开“Range”键。需要注意的是，在松开按键之前，测量光束是不会射出的。 D.当指示红点消失后便可读取距离值。 2.1 距离测量过程 Opti-Logic LH型激光测距仪发出不可见、对人眼无害的脉冲红外激光束。通过目标物体对激光束反射，测量光束往返的时间来得到待测的距离值。激光测距仪发出的激光束是不可见的带状垂直光束，这使得它测量细小的垂直物体的能力大大提高。LH型激光测距仪具有一种特有的锁定目标功能以降低光束偏离与背景环境相近的待测物体的可能，只需按住“range”按钮并在探物镜中保证红色指示光点对准待测物体即可。激光束会在松开按钮之后从测距仪中发出，这就保证使用者有足够的时间来通过探物镜内的红色指示光斑来锁定目标。为提高测量精度，测距仪的每次测量实际上都是由多次测量组成的，当获得足够的测量信息后，扬声器会发出声音提醒操作者，并将测量结果显示在液晶面板上。 激光测距仪所能测量的最大量程取决于待测目标的形状、大小、反射性、所处方向以及空气条件，目标的颜色和表面的涂漆色彩同样也会对量程产生影响。对于浅色的，反射面积较大的非光滑待测物体具有最佳的测量效果。垂直物体比水平物体更容易瞄准，白色物体的量程大于黑色物体，反射表面与光束方向垂直的物体要比表面方向偏离的物体更容易测量。对于那些特别对反射性予以设计的物体，能够获得最大的测量范围，这样的物品包括交通指示牌、街道标志牌以及Opti-Logic专用目标板等。需要特别注意的是，窗户和玻璃这样的光滑物体并不像想象的那样是理想的待测目标，恰恰相反，由于它们会把激光反射到光源以外的方向，反而会极大地增大测量的难度。 2.2 更换9伏电池 A.滑开测距仪前面的锁扣（朝透镜的方向）。 B.用拇指轻撬开电池盖。 C.拉动带子，电池就会滑出来。 D.更换电池。电池的放置方向在仪器上给出了示意。锁紧电池盖即完成操作。 2.3 模式选择 LH系列激光测距/测高仪允许操作者选择三种显示单位和四种测量模式，（1）测量到目标的直线距离，（2）测量水平距离，（3）测量目标物体的高度，（4）测量到目标物体的俯仰角度。在模式1、模式2和模式3中，操作者可以选则米或英尺或码作为单位。按住按钮10－12秒，看到显示内容发生变化后松开按钮将启动模式选择操作。连续按动按钮将滚动显示如下模式：模式1 –米（反射）-米（非反射）；英尺（反射）-英尺（非反射）；码（反射）-码（非反射）；模式2-米-英尺-码；模式3-米-英尺-码；模式4。到达所需模式后停止按动按钮，相应模式在显示5秒后将自动选定并作为缺省模式。 模式1-直线距离测量。按住操作钮激活指示红点，将其对准待测物体，松开按钮使测距仪发出测量光束，保持测距仪不动直到红色指示光点消失，在液晶显示屏上读取数据。 模式2-水平距离测量（倾斜补偿模式）。按住操作钮激活指示红点，将其对准待测物体，松开按钮直到红色指示光点消失，然后在液晶显示屏上读取数据。 模式3-高度测量。这个功能的实现需要进行三次测量。首先，在待测物体的中部附近选定一个点，对于树木这样的目标最好是位于树干上，而不是旁枝上。按住按扭，“CEN”显示在屏幕上，将红色指示光电瞄准目标点，松开按钮，直至听到“哔哔”声。
毕业设计（论文） 题目：激光测距仪系统设计（英文）：System Design of a Laser Range Finder 院别：机电学院 专业：机械电子工程 姓名： 学号： 指导教师： 日期：
激光测距仪系统设计 摘要 本次激光测距仪系统设计采用的是相位式测距法，相位激光测距又称调幅连续波激光测距通常是基于对目标回波相位的探测，在诸如军事、航空、工业和体育等领域已经取得广泛的应用。相位激光测距仪的发展趋势是小型化、高可靠性、便于与其他仪器集成。 本文介绍了相位式激光测距仪的测距原理，提出了测距系统的具体设计方案。设计围绕接收和发射系统的性能开展，主要包括了锁相环、分频器、信号整形与放大电路、弱信号检测滤波与放大电路、混频器、鉴相测相器、信号处理与显示电路、单片机89C51 的软硬件设计和C语言软件编程等问题。利用Proteus软件对系统电路进行绘制以及利用CAD设计了系统机械的结构。 关键词:激光测距；相位；锁相环；混频器；分频器；单片机
System Design of a Laser Range Finder ABSTRACT The phase-ranging method is adopted in the system design of the laser range finder. It is also known as amplitude modulation of continuous wave laser ranging and is usually based on the detection of the phase of the target echo, has been widely used in many fields such as military, aerospace, industrial and sports etc. This thesis first introduces ranging principle of phase-shift laser range finder and proposes the concrete design scheme. Design is carried out around the performance of the receive and transmit systems, which includes the designs of phase-locked loop, frequency divider, signal shaping && amplifying circuit, weak signal detection filter && amplifier, frequency mixer, phase discriminator && detector, signal processing and display circuit and the hardware && software of the 89C51 microcontroller, and C language software programming. Proteus software is used to draw the circuits in the system drawing and CAD is applied to design the mechanical structure of the system. Keywords:Laser ranging; Phase; Phase locked loop; Frequency mixer; Frequency divider; Single chip microcomputer
1.先要给激光测距仪装上电池，对于那些可以直接充电的激光测距仪，我们在使用前要先把电充满。 2.每一个激光测距仪上都会有一个开关电源，有的是通过轻按“发射键”，测距仪内部电源就可以打开，通过目镜可看见测距仪处于待机状态。 3.打开电源后，在测量前，我们还要选择好单位，操作方法是长按“模式键”，就可以直接选择你要选择的单位了。 4.一切准备工作都做好之后，我们可以通过测距仪目镜中的“内部液晶显示屏”瞄准被测物体，注意手不要抖动，这样可以减小误差，测量结果会更准确。 5.确定描准之后，轻按“发射键”，这时测量的距离就会显示在“内部液晶显示屏”上，我们可以记下这个数值，如果担心测量不准确，可以多测几次。 6.在瞄准被测物体时，如果感觉被测物体不是很清晰，我们可以通过“+/-2屈光度调节器”来调节被测物体远近的清晰度，可以通过顺转或逆转来调节远近，以达到最理想的清晰度。 注：各种品牌各种型号可能会有所差异，但基本使用方法都是大同小异，看看说明书应该操作都不会有问题。 扩展资料： 手持式测距仪，是根据利用电磁波学、光学、声学等原理且具有
小巧机身，用于距离测量的仪器。 原理：手持式测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，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。 一般采用两种方式来测量距离：脉冲法和相位法。脉冲法测距的过程是这样的：测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收，测距仪同时记录激光往返的时间。光速和往返时间的乘积的一半，就是测距仪和被测量物体之间的距离。脉冲法测量距离的精度是一般是在+/- 1米左右。另外，此类测距仪的测量盲区一般是15米左右。
本科生毕业设计（论文） 开题报告 题目：激光测距系统设计 姓名：黄侠 学号：201006060118 指导教师：吕岑 班级：光信101 所在院系：电气与信息工程学院
课题名称激光测距系统设计 课题来源科研课题课题类型工程设计类指导教师吕岑 学生姓名黄侠学号201006060118 专业光信息科学与技术 一、课题的意义以及国内外发展状况： 课题的意义： 激光与普通光源有显著的差别，它利用受激发射原理和激光腔的滤波效应，使所发射的光束具有一系列新的特点：激光有小的发散角，即所说的方向性好或准直性好;激光的单色性好，即相干性好，激光的输出功率有限，但是功率密度很高，一般的激光亮度要比太阳表面的亮度大。在激光问世以前，人们没有什么办法来获得强相干光。激光技术出现后，很快被应用到各种测量(大地测量、地形测量、工程测量、航空摄影测量以及人造地球卫星的观测和月球的光学定位等航天测量)中。与此同时，现代电子技术的飞速发展和光电器件性能的不断提高，使激光测距仪成为距离测量的主要仪器之一。与其它测距技术相比，激光具有角分辨率高、抗干扰能力强，可以避免微波贴近地面的多路径效应和地物干扰问题，并且具有天线尺寸小、质量轻、结构小巧、和安装调整方便等优点，激光测距仪是目前高精度测距最理想的仪器之一。由于以上各方面的原因，使得激光测距在测量领域得到了青睐，并被迅速推广。 激光测距仪的研究应用在国民经济和国防建设中具有非常重要的意义。激光测距的精度与操作者的经验和被测距离无关，误差仅取决于仪器本身的精度。用激光测距对卫星进行精密测轨，精度已达l cm，日本用于预防地震的长距离监测系统，全程84 km，误差小于l mm。军事上装备的激光测距仪，重量一般为10 kg左右，最小的只有0.36 kg，体积只有香烟盒那么大，激光由于方向性好，所以可以不用巨大的天线就可以发射极窄的光束。激光测距不仅分辨率高，而且具有抗干扰能力强的窄光束和短的脉冲宽度，不仅使横向和纵向目标分辨率大大提高，而且不受电磁干扰和地波干扰。 由于激光与激光测距技术很多优点的存在，本课题意在研究出相位法激光测距的光学系统。 国内外发展现状： 国外发展现状 20世纪中期，激光测距机是激光器在军事上最早应用的项目。世界上第一台激光测距机于1961年诞生在美国休斯飞机公司，称为柯利达I型.经过30年的发展，军用激光测距机已更新了两代，研制发展了三代。第一代激光测距机采用发射0. 6943,cun红外红宝石激光器和光电倍增管探测器，是最早问世的激光测距机.20世纪70年代初期少量装备部队，如美国的AN/GVS-3、日本的70式，因其隐蔽性差、效率低、体积大、重量重、耗电多，很快便被第二代激光测距机取代。第二代激光测距机采用发射 1. 06,tnn近红外钦激光器(主要是Nd:YAG激光器，少数为钦玻璃激光器)和硅光电二极管或硅雪崩光电二极管探测器。第二代比第一代隐蔽性好、效率高、小巧、耗电少，因此第二代激光测距机的小型化研制进展迅速。第三代激光测距机，即人眼安全的激光测距机。目前已研制成工作波长为10. 6μm和1. 54μm 的三种不同类型的各种型号的人眼安全激光测距机，己进入生产和应用阶段。与此同时，激光测距技术也逐渐应用到民事领域。从20世纪70年代初至今的近30年，国外许多大学、研究机构和公司也开展了这方面的研究工作。