脉冲串激光测距技术研究

激光脉冲测距1目录一工作原理 (3)（1）测距仪工作原理 (3)（2）激光脉冲测距仪光学原理结构 (3)（3）测距仪的大致结构组成 (4)（4）主要的工作过程 (4)（5）激光脉冲发射、接收电路板组成及工作原理 (5)二激光脉冲测距的应用领域 (5)三关键问题及解决方法 (6)（1）优点 (6)（2）问题及解决方案 (7)2一工作原理（1）测距仪工作原理现在就脉测距仪冲激光测距简要叙述其工作原理。

简单地讲，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t，光速c 和往返时间t 的乘积的一半，就是测距仪和被测量物体之间的距离。

一般一个典型的激光测距系统应具备以下四个模块：激光发射模块；激光接收模块；距离计算与显示模块；激光准直与聚焦模块，如图2-1 所示。

系统工作时，由发射单元发出一束激光，到达待测目标物后漫反射回来，经接收单元接收、放大、整形后到距离计算单元计算完毕后显示目标物距离。

在测距点向被测目标发射一束强窄激光脉冲，光脉冲传输到目标上以后，其中一小部分激光反射回测距点被测距系统光功能接收器所接受。

假定光脉冲在发射点与目标间来回一次所经历的时间间隔为t，那么被测目标的距离 D为：式中：c 为激光在大气中的传播速度；D 为待测距离；t为激光在待测距离上的往返时间。

R=C*T/2 (公式1)图一脉冲激光测距系统原理框图激光脉冲测距仪光学原理结构2（）3图二）测距仪的大致结构组成（3时钟脉冲门控电路、脉冲激光测距仪主要由脉冲激光发射系统、光电接收系统、振荡器以及计数显示电路组成4）主要的工作过程（其工作过程大致如下：首先接通电源，复原电路给出复原信号，使整机复原，准备进行测量；同时触发脉冲激光发生器，产生激光脉冲。

该激光脉冲有一小部分能量由参考信号取样器直接送到接收系统，作为计时的起始点。

大部分光脉冲能量射向待测目标，由目标反射回测距仪的光脉冲能量被接收系统接收，这就是回波信号。

脉冲激光测距接收电路与计时方法研究脉冲激光测距接收电路是用于接收激光脉冲信号并进行距离测量的关键部分，其设计和性能直接影响测距的精度和稳定性。

本文将研究脉冲激光测距接收电路的设计与优化，并探讨其中的计时方法。

脉冲激光测距接收电路主要由光电转换器、前置放大器、波形整形和计时器等组成。

光电转换器负责将激光脉冲信号转换为电信号，其中常用的光电转换器有光电二极管、光电倍增管等。

通过选择合适的光电转换器，可以提高接收效率和信号质量。

前置放大器主要用于放大光电转换器输出的微弱电信号，以增加信噪比和测距精度。

在设计前置放大器时，需要考虑信号的幅度范围、带宽和噪声等因素，并选择合适的放大器类型和增益。

波形整形电路用于对前置放大器输出的电信号进行整形和滤波，以提高信号的稳定性和可靠性。

常用的波形整形电路有限幅器、滤波器等，可以将信号进行整形和滤波，去除噪声和干扰。

计时器是脉冲激光测距接收电路中非常重要的部分，用于测量激光脉冲信号的到达时间，并计算出距离。

常用的计时方法有基于门电路、计数器和时钟等。

在选择计时方法时，需要考虑计时精度、计时范围和速度等因素，并根据具体应用需求进行选择。

在脉冲激光测距接收电路设计中，还需要注意光电转换器的光电转换特性、前置放大器的增益和噪声特性、波形整形电路的滤波特性和计时器的精度和速度等因素。

通过合理的设计和优化，可以提高脉冲激光测距接收电路的性能，实现高精度和稳定的测距。

脉冲激光测距接收电路的设计与计时方法是脉冲激光测距技术中关键的研究内容。

通过深入研究和优化，可以提高测距的精度和稳定性，满足不同应用领域的需求。

测绘技术中的脉冲激光测距技术与三维地图生成方法引言：随着科技的发展，测绘技术在现代社会中扮演着重要的角色。

为了更精确地获取地理信息，脉冲激光测距技术和三维地图生成方法得以广泛应用。

本文将探讨这两个方面的发展和应用。

1. 脉冲激光测距技术的原理和发展脉冲激光测距技术是利用激光束对目标进行测量距离的一种方法。

其原理是通过发射一束短脉冲激光到目标上并记录激光被反射回来所需的时间，然后利用光速乘以时间的一半得到距离。

受众多条件的影响，如大气折射、地面形状等，脉冲激光测距技术的精度受到限制。

然而，随着传感器技术和算法的不断改进，脉冲激光测距技术取得了显著的进展。

2. 脉冲激光测距技术在地图生成中的应用脉冲激光测距技术在地图生成中有着广泛的应用。

首先，通过对地面进行激光扫描，可以获取大量高精度的三维地理数据。

这些数据可用于更新现有地图，纠正地理信息的偏差，并改善导航系统的性能。

其次，脉冲激光测距技术可以用于建筑物、桥梁和河流等地理要素的测量。

这样的测量结果可以用于城市规划、环境保护等方面。

另外，脉冲激光测距技术还可以用于制作数字高程模型（DEM），用于水文模拟和洪水预警等应用。

3. 三维地图生成方法的发展和应用在脉冲激光测距技术的基础上，三维地图生成方法得以发展。

传统的地图生成方法主要依赖于人工采集和处理地理信息。

然而，这种方法效率低下且成本高昂。

随着脉冲激光测距技术的发展，自动化的三维地图生成方法逐渐兴起。

这种方法将脉冲激光测距技术与计算机图像处理和地理信息系统相结合，实现对大规模地理数据的快速处理和分析。

例如，通过将激光测距数据与航空或遥感图像融合，可以生成高精度的三维地图。

这种方法不仅可用于城市规划和环境监测，还可以应用于农业、林业等领域。

4. 脉冲激光测距技术和三维地图生成方法的挑战和发展前景虽然脉冲激光测距技术和三维地图生成方法已经在测绘领域取得了巨大的成就，但仍然面临一些挑战。

首先，脉冲激光测距技术的精度和分辨率受到许多因素的影响，如大气折射和地面形状的不规则性。

《脉冲式半导体激光测距系统的设计》篇一一、引言随着科技的进步，激光测距技术已经广泛应用于各个领域，如工业自动化、机器人导航、地形测绘等。

其中，脉冲式半导体激光测距系统以其高精度、快速响应等优点，逐渐成为主流的测距方式。

本文将详细介绍脉冲式半导体激光测距系统的设计，以期为相关研究和应用提供参考。

二、系统概述脉冲式半导体激光测距系统主要由激光发射器、接收器、信号处理与控制系统等部分组成。

其中，激光发射器负责发射激光脉冲，接收器负责接收反射回来的激光脉冲，信号处理与控制系统则负责对接收到的信号进行处理，并输出测距结果。

三、系统设计1. 激光发射器设计激光发射器是脉冲式半导体激光测距系统的核心部件之一，其性能直接影响测距精度和速度。

设计时需考虑激光器的类型、功率、波长等因素。

为提高测距精度和速度，通常选用高功率、高稳定性的半导体激光器作为发射器。

此外，为确保激光脉冲的准确性和一致性，还需设计相应的驱动电路和调制电路。

2. 接收器设计接收器负责接收反射回来的激光脉冲，并将其转换为电信号。

设计时需考虑接收器的灵敏度、噪声抑制能力等因素。

通常采用高灵敏度的光电二极管作为接收器的主要部件，同时需设计相应的放大电路和滤波电路以提高信噪比。

3. 信号处理与控制系统设计信号处理与控制系统负责对接收到的电信号进行处理，并输出测距结果。

设计时需考虑信号处理的算法、控制系统的稳定性等因素。

通常采用数字信号处理技术对接收到的信号进行处理，以提高测距精度和速度。

此外，为确保系统的稳定性和可靠性，还需设计相应的控制系统，对系统的各个部分进行控制和监测。

四、系统实现在系统实现过程中，需根据设计要求进行硬件选型和制作、软件编程和调试等工作。

具体而言，需完成以下步骤：1. 根据设计要求选择合适的硬件器件，如激光器、光电二极管、放大器等；2. 设计并制作电路板，包括驱动电路、调制电路、放大电路、滤波电路等；3. 编写控制系统软件，实现系统的控制、监测和数据处理等功能；4. 对系统进行调试和测试，确保其性能达到设计要求。

提高度脉冲激光测距高精的方法研究一、概述激光测距因其主动性、准直性以及相干性等特广泛应用于激光雷达、激光制导、激光近距探测军事及民用领域。

激光测距的基本原理是通过对脉冲往返于测距仪和被测目标之间的传播时间检测来实现距离的测量的。

传统激光脉冲计数法测距的测量精度不高，一般为分米量级，大大地限制了在这样的情况下，虽然可以引入数字/模拟内插术，将待测量时间进行放大处理，或进多周期的统计平均测量，但这些处理方式较为复杂，而且单次测量时也很长，不利于激光测距机的高精度、小型化、轻量化的发展方向，大大限制了这类仪器的使用范围。

为克服传统脉冲激光测距中存在的提高测距精度和缩短测量时间两者之间的矛盾，本文提出了基于恒比值时点判别技术、光路系统误差修正补偿技术、高精度时间间隔测量技术相结合起来实现的一种中短距离高精度激光脉冲测距方法，该方法比传统脉冲重复频率测量方法具有更高的测量精度和更快的测量速度，并且有效摆脱了时间间隔测量能力对测距精度的根本限制。

二、脉冲激光测距原理脉冲测距仪发射出的激光激光据脉冲，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t，光速c 和往返时间t 的乘积的一半，即：D=（C.t）/2测距仪系统组成图三、影响测距精度的主要因素及解决方法3.1、激光回波脉冲幅度对测距精度的影响及解决方法3.1.1 激光回波脉冲幅度对测距精度的影响分析在脉冲式激光测距系统中，整个接收部分要完成的功能是将光学脉冲转换为电压幅度信号，并且提取准确的时间鉴别点，以便进行时间间隔测量。

目前常用的方法是，时间鉴别点从脉冲信号的边沿鉴别，这种前沿鉴别技术是通过脉冲前沿与一恒定阈值电压进行比较而触发形成接收脉冲信号。

如果脉冲信号幅度变化，时间鉴别点的位置也将变化，从而产生相位误差从而影响测距精度在不考虑信号饱和引起的延时误差外，实际上，接收信号的幅度主要依赖于测量距离，目标的反射率及目标的角度。

即这个动态的范围依赖于具体的应用，很可能是1：1000或是更高，此环节由回波信号前沿（15-20ns）对测距精度的影响如下图所示(v1为触发阈值)。

激光脉冲测距原理
激光脉冲测距原理是利用激光脉冲的传播时间来测量距离的一种方式。

传统的激光测距仪使用的是连续发射激光束，通过测量激光束的来回传播时间来计算距离。

而激光脉冲测距则是在传统测距仪的基础上进行了改进。

激光脉冲测距仪在发射时会发出一个短时间内的激光脉冲。

激光脉冲的脉宽通常在纳秒级别。

当激光脉冲照射到目标物体上时，一部分的激光会被反射回来并被接收器接收到。

接收器会记录下激光脉冲发射和接收的时间差，即来回传播时间。

由于激光的传播速度是已知的，在测量距离时可以根据来回传播时间计算出距离。

为了提高测量精度，激光脉冲测距仪通常会采用多次重复测量的方式，然后对测得的数据进行处理，如取平均值。

同时，为了减小测量误差，激光脉冲测距仪通常会使用较高频率的激光脉冲，以增加测量的稳定性和精确性。

激光脉冲测距原理的优点在于可以测量远距离并具有较高的精确度。

它在工程测量、地理测量、水文测量等领域都有广泛的应用。

同时，随着激光技术的进步和发展，激光脉冲测距仪也在不断改进和提高测量性能，为各个领域的精确测量提供了有效的手段。

脉冲激光测距接收电路与计时方法研究
脉冲激光测距技术是一种高精度的测距技术，广泛应用于航空、地理测量、激光雷达等领域。

脉冲激光测距技术的原理是通过发射激光脉冲，测量激光脉冲从发射器到目标物再返回接收器的时间，从而计算目标物与发射器的距离。

实际应用中，接收电路的设计和计时方法的选取对测距精度影响巨大。

本文首先分析了脉冲激光测距的原理，并介绍了现有的接收电路设计和计时方法。

然后，本文提出了一种基于时间差计数法的测距方法。

该方法利用两路计数器分别记录激光脉冲从发射器到目标物和从目标物返回接收器的时间，通过两路计数器的计数值差值计算目标物与发射器的距离，具有高精度和实时性的优点。

同时，本文还设计了一种基于微控制器和时钟模块的接收电路，与时间差计数法相结合可以实现实时高精度的测距。

实验结果表明，本文提出的测距方法和接收电路设计都具有较高的精度和实用性，可以应用于脉冲激光测距技术的实际应用。

总之，本文的研究对于脉冲激光测距技术的进一步发展具有重要的意义。

在未来的研究中，可以考虑进一步优化计时方法和接收电路设计，使脉冲激光测距技术更加普及并且应用范围更加广泛。

脉冲激光测距系统的原理脉冲激光测距系统是一种利用激光脉冲测量目标物体距离的技术。

该系统通过发射一个短暂而高能量的脉冲激光束，并测量从发射到接收激光返回的时间来计算目标物体距离。

下面将详细介绍脉冲激光测距系统的原理。

脉冲激光测距系统由脉冲激光发射器、接收器、时钟计时装置和信号处理系统等组成。

首先，脉冲激光发射器发出一个高能量的短脉冲激光束，传输至目标物体表面。

随后，激光束与目标物体表面发生相互作用，部分激光能量被反射回来。

接收器接收到反射的激光，并将其转换为电信号。

接收器中的光电探测器负责将反射的激光转化为电信号。

光电探测器通常使用光电二极管或光电倍增管等设备，能够将光能有效地转化为电能。

收到的电信号的强度与激光的入射能量和目标物体的反射特性有关。

时钟计时装置用于记录从激光发射到接收激光返回的时间。

它通常使用高精度的计时器或时钟来测量发射和返回激光之间的时间间隔。

通过计算时间间隔，可以确定激光从发射到返回的时间，从而计算出目标物体与测距系统之间的距离。

信号处理系统负责处理接收到的电信号，并计算目标物体的距离。

该系统通常包括放大器、滤波器和模数转换器等设备，用于放大、滤除噪声和数字化电信号。

信号处理系统还可以对接收到的信号进行分析和处理，例如提取出激光返回的特征信号，通过波形分析等方法计算出目标物体的距离。

脉冲激光测距系统的原理基于光信号的传播速度恒定不变，光在真空中的传播速度约为每秒299,792,458米。

因此，通过测量激光发射和反射之间的时间间隔，可以计算出目标物体与测距系统之间的距离。

根据光的速度，时间间隔可以通过以下公式计算：距离= （光速×时间间隔）/ 2其中，时间间隔是激光从发射到返回的时间。

由于激光在往返过程中需要通过大气中的空气等介质，因此通常需要考虑激光在介质中传播速度的影响。

综上所述，脉冲激光测距系统通过发射和接收激光束，并测量激光返回的时间间隔，可以计算出目标物体与测距系统之间的距离。

小型脉冲式激光测距系统研究的开题报告一、选题背景及意义激光测距系统是实现现代化智能制造、智能城市以及机器视觉等领域中不可或缺的重要部分，为实现高精度定位和精准测量提供了核心技术支持。

传统的光学测距方法，在精度、速度、耐受环境干扰等方面存在一定的限制。

而脉冲式激光测距系统作为新兴激光测距技术之一，其在精度、反应速度和环境适应性等方面表现出了独特的优势。

随着现代激光技术和数字信号处理技术的不断发展，小型脉冲式激光测距系统的研究已经成为一个热门的研究领域。

本文的研究意义在于：1. 满足实际测量应用的需求：现代工业生产和制造需要对物体进行精准的定位、测量和判别，而小型脉冲式激光测距系统具有高精度、低误差等优点，适用于各种测量场景，尤其适用于对移动物体进行跟踪测量。

2. 推动光学测量技术的发展：小型脉冲式激光测距系统是目前光学测量技术中的一种新兴测量技术，在精度和测量速度等方面较传统方法有明显优势，因此研究小型脉冲式激光测距系统，有助于光学测量技术的不断发展。

二、研究内容本文研究的主要内容是小型脉冲式激光测距系统，包括硬件设计和软件开发两个方面。

硬件设计主要包括激光器、光电探测器、光路设计和电子电路设计；软件开发主要包括数据采集、处理、分析以及显示等。

具体的研究内容如下：1. 系统构成：包括硬件和软件两部分，硬件主要包括激光器、光电探测器、光路和电路等；软件主要包括数据采集、处理和分析等。

2. 激光器设计：主要研究脉冲式激光器的工作原理、元器件选择等。

3. 探测器设计：主要研究APD探测器的特点和使用，探测器灵敏度等因素的影响。

4. 光路设计：主要研究激光器的发光、光束的调整和聚焦等过程，以及光路中的干扰消除等问题。

5. 电子电路设计：主要研究放大电路、信号处理电路和距离计算电路等。

6. 数据采集与处理：主要研究数据采集、预处理和数据存储等问题。

7. 数据分析：主要研究数据处理，实现对测量数据的滤波和处理等。

• 63•本文基于对脉冲激光测距技术的了解，阐述了激光测距原理方法，对脉冲激光测距的关键指标进行了分析。

同时搭建了脉冲激光测距验证样机，通过光纤延时法模拟激光测距，并通过国军标消光比法验证了激光测距机的最大测程。

1 激光测距原理方法激光测距的原理是激光发射模块发射激光射向远处目标，通过对目标反射回来的激光信号进行相关解算，最终得出目标物的距离。

根据不同的时间测量方式，激光测距可分为以下两种方法：第一，脉冲激光飞行时间测距法，具体是通过计算激光发射与回波脉冲接收时刻的时间差来计算距离值；第二，调制波相位测距法，主要是通过对连续波激光信号相位调制，在此基础上，对调制波往返目标与测距机产生的相位差进行解调计算出距离值。

2 脉冲激光测距关键指标分析脉冲激光测距的关键指标有最大作用距离、测距精度、准测率和虚警概率等，下面分别对其进行分析。

2.1 最大作用距离激光雷达方程是表示发射的激光功率与接收到的激光功率之间关系的方程，其表达式为：P r 为接收光功率（W ）；P t 为激光发射功率（W ）；A 为朗伯面的面积（m 2）；ρ目标反射系数；D 为接收器口径（m ）；R 为测距机到目标的距离；t a 为大气透过率；η1为发射器光学系统效率；θt 为光束发散度（rad ）；η2为接收器光学系统效率。

由此计算出激光测距最大作用距离为：如上方程所示，要想提高最大作用距离，可以使用提高探测器响应度，提高发射功率，提高发射、接收效率，增大接收天线面积，增大目标反射截面，减少束散角等方法，大气透射率是系统不可决定的因素，在此不作讨论。

其中，提高激光发射功率受限于系统体积、重量、功耗和散热条件；提高发射接收效率的提升空间有限；增大接收天线面积同样受体积、重量限制；增大目标反射截面受目标类型限制；减少束散角受系统跟、瞄精度限制。

最简单易行的措施采用高灵敏度的探测器来提高接收功率，从而提高作用距离。

2.2 测距精度激光测距的误差主要来自时间测量的误差，这种误差通常分为两种：第一，静态误差，包含延迟误差、脉宽误差等。

激光脉冲测距实验报告一．实验目的通过学习激光脉冲测距的工作原理，了解激光脉冲测距系统的组成，搭建室模拟激光器系统进行正确测距，为今后的工程设计奠定理论基础和工程实践基础。

二．实验原理激光脉冲测距与雷达测距在原理上是完全相同的，如图2.1所示。

在测距点激光发射机发射激光脉冲，光脉冲经过光纤到达接收端，并被测距机上的探测系统接收。

测出从激光发射时刻到被接收时刻之间的时间间隔t，根据已知光速，即可求出光纤的长度R为R=/2(2-1)式中c为光速。

真空中的光速是一个精确的物理常数C1=299792458 m/s光纤中的平均折射率n为n=1.45（查阅得知）故光纤中的光速为C=299710000可见，激光测距的任务就是准确地测定时间间隔t。

当不考虑光纤中光速的微小变化时，测距精度⊿R主要是由测时精度⊿t确定的⊿R=C⊿t/2 (2-2)实际脉冲激光测距机中是利用时钟晶体振荡器和脉冲计数器来测定时间间隔t的。

时钟晶体振荡器用于产生固定的频率的电脉冲振荡，脉冲计数器的作用是对晶体产生的电脉冲个数进行计数。

设晶体振荡器产生的电脉冲频率为f，则脉冲间隔T=1/f。

若从激光脉冲发出时刻脉冲计数器开始计数，到光脉冲被接收时刻停止计数。

设这段时间脉冲计数器共计得脉冲个数为m，则可计算出被测光纤的长度为R=cmT=cm/f=1.6m(2-3)相应的测距精度为⊿R =Ct=c/f (2-4)可见，脉冲激光测距机的测距精度由晶振的频率决定。

常用军用激光测距仪的晶振频率有15MHz、30MHz、75MHz和150MHz等，与其相对应的测距精度分别为正负10m、正负5m、正负2m和正负1m。

晶振的频率愈高，测距精度就愈高，但随之而来的，不仅是计数器的技术难度增加，而且要求激光脉冲的宽度愈窄，激光器的难度也增加。

对脉冲测距系统，计数器的“开门”信号是由取出一小部分发射激光脉冲经光探测器转换成电信号形成的。

这两个信号既可由同一探测器提供，也可以用两个探测器提供。

脉冲激光测距的设计与研究的开题报告一、研究背景和意义脉冲激光测距技术是一种利用激光束测量目标距离的高精度技术。

它广泛应用于建筑、工业、航空、军事等领域，例如测量建筑物、桥梁、隧道等的尺寸，以及导航、制导和火控系统中的测距。

因此，研究脉冲激光测距的设计和优化，对于提高测量精度和实现自动化测量具有重要意义。

二、研究目的和内容本文旨在设计并研究一套脉冲激光测距系统，包括激光器、调制器、接收器、信号处理和距离计算等模块。

具体内容包括：1. 设计一种高功率、相位稳定的激光器，满足距离测量的要求。

2. 设计合适的调制器，实现脉冲激光发射和接收。

3. 设计接收器和信号处理模块，对接收到的信号进行放大、滤波和数字化等处理，提取出目标信号的时间和强度信息。

4. 根据接收到的信号数据，计算目标距离，并对系统进行校准、优化和测试。

三、研究方案和方法1. 激光器设计采用半导体激光器，运用多模斜率效应抑制单模振荡，采用反馈控制保持激光的相位稳定。

2. 调制器选用脉冲调制器，通过控制脉冲宽度和重复频率产生合适的激光脉冲。

3. 接收器部分采用 PIN 光电二极管和高增益的前放电路，滤波器采用数字滤波器，实现信号处理的高效和精确。

4. 利用 TOF（Time of Flight）原理计算目标距离，通过对系统进行校准和优化，提高系统的测距精度和稳定性。

最后，对系统进行测距测试和与其他系统对比测试。

四、研究计划和进度1. 第一阶段（1-2周）：调研相关文献，了解脉冲激光测距的基础理论和现有研究进展。

2. 第二阶段（3-4周）：设计和制作激光器、调制器、接收器，以及信号处理和距离计算模块。

3. 第三阶段（5-6周）：对系统进行校准和优化，测试系统的性能，包括测距精度、稳定性和响应时间等指标。

4. 第四阶段（7-8周）：优化系统的设计，比较实验结果并对系统进行改进和完善。

五、预期结果和成果通过设计和研究脉冲激光测距系统，预期能够获得以下成果：1. 实现一套高精度、高稳定性的脉冲激光测距系统。

脉冲激光测距仪原理
脉冲激光测距仪原理是利用激光束的特性来测量目标物体与测距仪之间的距离。

脉冲激光测距仪通常由激光器、发射模块、接收器、时钟、计数器和数据处理单元等组成。

脉冲激光测距仪的工作原理可以分为发射和接收两个过程。

在发射过程中，激光器产生的激光束经过复发控制模块进行控制，发射出去。

激光脉冲具有很高的瞬时功率和短脉冲宽度，通常是一束红外激光。

发射的激光束会经过一定的透镜或准直器，使其成为一个尽可能平行的光束，然后射向测量目标。

在接收过程中，激光束射向目标后，一部分激光会被目标物体散射或反射回测距仪。

这部分散射的激光经过接收模块接收，被接收器接收到。

接收器会将接收到的激光信号转化为电信号，然后通过放大和滤波等处理，将信号送入计数器进行计数。

计数器根据接收到的光脉冲的数量和时间间隔来计算测量目标和测距仪之间的距离。

接收到的脉冲信号中含有目标物体的信号以及由于激光器的波长变化或其他因素引起的误差。

为了减少误差的影响，脉冲激光测距仪通常会采用模拟滤波和数字滤波等技术来对接收信号进行处理。

这些滤波技术可以滤除噪声和干扰信号，提高测距仪的精度。

脉冲激光测距仪中的时钟系统会精确测量光脉冲之间的时间间隔。

通过测量脉冲的飞行时间和光在空气中的传播速度，可以计算出目标物体和测距仪之间的距离。

由于激光速度极快，脉冲激光测距仪可以在纳秒级的时间内完成测量。

脉冲激光测距仪的主要优点是测量精度高、测距范围大、测量速度快、对目标物体无损伤等。

因此，它被广泛应用于工程测量、建筑测量、航天测量、地质勘探、机器人导航、自动驾驶等领域。

激光脉冲测距实验报告一．实验目的通过学习激光脉冲测距的工作原理，了解激光脉冲测距系统的组成，搭建室内模拟激光器系统进行正确测距，为今后的工程设计奠定理论基础和工程实践基础。

二．实验原理激光脉冲测距与雷达测距在原理上是完全相同的，如图2.1所示。

在测距点激光发射机发射激光脉冲，光脉冲经过光纤到达接收端，并被测距机上的探测系统接收。

测出从激光发射时刻到被接收时刻之间的时间间隔t，根据已知光速，即可求出光纤的长度R为R=/2(2-1)式中c为光速。

真空中的光速是一个精确的物理常数C1=299792458 m/s光纤中的平均折射率n为n=1.45（查阅得知）故光纤中的光速为C=299710000可见，激光测距的任务就是准确地测定时间间隔t。

当不考虑光纤中光速的微小变化时，测距精度⊿R主要是由测时精度⊿t确定的⊿R=C⊿t/2 (2-2)实际脉冲激光测距机中是利用时钟晶体振荡器和脉冲计数器来测定时间间隔t的。

时钟晶体振荡器用于产生固定的频率的电脉冲振荡，脉冲计数器的作用是对晶体产生的电脉冲个数进行计数。

设晶体振荡器产生的电脉冲频率为f，则脉冲间隔T=1/f。

若从激光脉冲发出时刻脉冲计数器开始计数，到光脉冲被接收时刻停止计数。

设这段时间内脉冲计数器共计得脉冲个数为m，则可计算出被测光纤的长度为R=cmT=cm/f=1.6m (2-3)相应的测距精度为⊿R =Ct=c/f (2-4)可见，脉冲激光测距机的测距精度由晶振的频率决定。

常用军用激光测距仪的晶振频率有15MHz、30MHz、75MHz和150MHz等，与其相对应的测距精度分别为正负10m、正负5m、正负2m和正负1m。

晶振的频率愈高，测距精度就愈高，但随之而来的，不仅是计数器的技术难度增加，而且要求激光脉冲的宽度愈窄，激光器的难度也增加。

对脉冲测距系统，计数器的“开门”信号是由取出一小部分发射激光脉冲经光探测器转换成电信号形成的。

这两个信号既可由同一探测器提供，也可以用两个探测器提供。

脉冲信号测距离的原理脉冲信号测距原理是一种通过发送和接收脉冲信号的方式来测量目标距离的方法。

它广泛应用于雷达、激光测距仪等领域。

下面将详细介绍脉冲信号测距的原理。

脉冲信号测距利用了电磁波在空间传播的特性。

当我们发送脉冲信号时，它会在空间中以光速传播，并在遇到目标后发生反射。

然后接收器会接收到这个反射信号，并测量它与发送信号之间的时间差（即往返时间）来计算目标距离。

在测距过程中，首先需要发送脉冲信号。

这个信号可以是雷达中的无线电脉冲或者激光测距仪中的激光脉冲等。

当信号发射出去后，它会经过空气、大气层、云层等介质的传播。

在传播的过程中，信号会遇到目标，一部分信号会被目标反射回来。

接下来，接收器会接收到目标反射回来的信号。

接收器通常会具备高灵敏度和快速响应的特点，以便能够检测到来自目标的微弱信号。

当接收器接收到反射信号后，它会记录下接收信号的时间。

通过记录发送信号和接收信号之间的时间差，我们可以计算出信号在空间传播的距离。

因为电磁波在空中的传播速度很快，约为光速，所以可以忽略不计。

这样，往返时间的一半就是信号从发送器到目标再返回接收器的时间。

乘以光速，我们就可以得到目标距离的近似值。

需要注意的是，在实际应用中，可能会有一些误差影响测量结果。

例如，信号在传播过程中会受到介质的影响而发生衰减，同时也会受到大气层折射、多路径效应等因素的干扰。

这些因素都会对测距结果产生一定的偏差。

为了提高脉冲信号测距的准确性，通常采用一些补偿措施。

例如，可以通过校准和校正手段来消除仪器本身的误差。

此外，还可以利用多次测量取平均值的方法来减小测量误差。

另外，对于激光测距仪等设备，还可以配备旋转镜头或扫描器，以获得更全面、精确的测量结果。

总之，脉冲信号测距原理是通过发送和接收脉冲信号来测量目标距离的方法。

它利用了电磁波在空间传播的特性，通过测量信号往返时间来计算目标距离。

虽然在实际应用中可能会受到一些误差的影响，但通过采取一些补偿措施和提高测量精度的方法，可以获得较为准确的测距结果。

脉冲激光测距的基本原理
脉冲激光测距是利用激光脉冲信号测量目标距离的一种主要方法。

其基本原理是通过测量激光从发射到反射返回的时间差来计算目标的距离。

通俗地讲，就是利用激光从仪器中发射出去，经过一定时间后被目标体反射回来，再经过激光器从目标体中回收，最后通过计算器处理，即可测量距离。

具体实现过程中，脉冲激光发射器首先对目标进行照射，并记录信号的发射时间，接着光脉冲从目标表面反射回来到接收器，接收器开始计时，同时记录下接收到信号的时间。

由于光速是固定不变的，可以根据信号从发射器到接收器所需的时间来计算出目标的距离。

在实际应用中，由于目标本身具有特定的物质结构，会对激光光脉冲的反射产生不同的影响，通过对这些影响的分析，可以推算出目标具体的物理特性和空间形态，从而实现对目标的精准测量和定位。

除了上述基本原理外，脉冲激光测距还需要以下因素来保证测量的准确性：首先是激光器的发射功率和波长，发射功率越高，测距范围也相应地增加；其次是探测器的灵敏度和响应速度，对于响应速度比较慢的探测器，测量误差也会增大；还有环境因素的干扰，如大气密度、湿度等，这些因素都会对激光的传播产生影响。

总之，脉冲激光测距的基本原理是通过测量发射激光信号到目标反射返回所需的
时间差计算目标距离，在实际应用中，需要考虑到各种干扰因素，并采取相应的措施来保证测量的准确性和稳定性。

《脉冲式半导体激光测距系统的设计》篇一一、引言随着科技的飞速发展，测距技术被广泛应用于军事、民用等各个领域。

在众多测距技术中，脉冲式半导体激光测距系统因其高精度、高速度、高效率等优点，逐渐成为研究的热点。

本文将详细介绍脉冲式半导体激光测距系统的设计原理、系统架构及关键技术。

二、系统设计原理脉冲式半导体激光测距系统基于激光测距原理，通过发射激光脉冲并接收反射回来的光信号，根据光信号的往返时间计算距离。

系统主要由激光发射器、接收器、控制器和数据处理单元等部分组成。

三、系统架构1. 激光发射器：采用脉冲式半导体激光器，具有体积小、功耗低、寿命长等优点。

通过控制器调节激光脉冲的频率、宽度和能量等参数，以满足不同测距需求。

2. 接收器：接收反射回来的激光信号，并将其转换为电信号。

接收器应具有高灵敏度、低噪声等特点，以保证信号的准确性和可靠性。

3. 控制器：控制整个系统的运行，包括激光发射器的脉冲控制、接收器的信号处理以及数据处理单元的数据处理等。

控制器可采用微处理器或FPGA等高性能芯片，实现高速、高精度的控制和处理。

4. 数据处理单元：对接收到的电信号进行处理，提取出距离信息，并进行显示或传输。

数据处理单元应具有高精度、高速度、高稳定性的特点。

四、关键技术1. 激光脉冲调制技术：通过调节激光脉冲的频率、宽度和能量等参数，实现对测距精度的控制。

同时，要保证激光脉冲的稳定性和可靠性，以避免干扰和误差。

2. 信号处理技术：接收到的激光信号经过接收器转换为电信号后，需要进行滤波、放大、采样和数字化等处理，以提取出距离信息。

信号处理技术应具有高灵敏度、低噪声、高动态范围等特点。

3. 距离计算算法：根据光信号的往返时间计算距离，需要采用高精度的计时器和算法。

同时，要考虑大气折射、多径效应等因素对测距精度的影响，进行相应的校正和补偿。

4. 系统抗干扰设计：为保证系统的稳定性和可靠性，需要进行抗干扰设计，包括电源滤波、屏蔽、接地等措施，以降低电磁干扰和噪声对系统的影响。

脉冲激光测距关键技术研究学科：研究生签字：指导教师签字：摘要随着科学技术的不断发展，激光测距仪在各领域被广泛应用。

目前激光测距仪正朝着小型化、低功耗和高精度的方向发展。

脉冲激光测距法与其他测量方法相比较，有响应快、测量准确、测程远、结构简单等优点，因此备受人们关注。

国内外对激光测距的发展和应用都做了大量的研究，本文通过对脉冲激光测距的关键技术进行研究，提出可行的设计方案并制作脉冲激光测距仪。

该课题在防暴装备防护性能检测装置研制CXY1013（7）的基础上，通过激光在大气中传输的损耗对测量精度的影响、脉冲激光测距的发射电路、接收电路以及控制电路等关键技术进行研究，并运用相关软件进行仿真。

使脉冲激光测距仪便于携带、测量精度高、测程远且成本低。

脉冲激光测距技术与光学，电工学，计算机软件编程等多学科相关，但激光测距的指标主要包括：测量精度、测量范围和测量速度。

本文从脉冲激光测距的关键技术着手，其研究的主要内容包括：第一，对激光在大气中的传输损耗进行分析与研究，为后续的电路设计提供理论支持。

其次，发射模块的设计，采用由MSP430F1611单片机产生触发信号，利用驱动芯片DS1040驱动半导体激光二极管产生脉宽为15ns到75ns可调的脉冲；接收单元的设计，则是主要包括对高压偏置电路、前置放大器、信号比较以及高精度的时间测量等电路设计，并通过相关验证实现系统的可行性。

最后，完成了脉冲激光测距的发射、接收和控制电路的PCB设计和硬件的相关调试，经过软件编程实现了单片机对发射电路、接收电路以及TDC-GP2的数据通信，在整体上使脉冲激光测距仪的性能得到进一步的改善。

关键词：脉冲激光测距；激光大气传输；发射、接收电路；TDC-GP2。