激光测距(非常详细)

laser 测量原理
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，可以分为连续激光器和脉冲激光器。

激光测距的原理主要是基于光速和时间的关系，通过测量光在空气中传播的时间来计算距离。

对于脉冲激光测距，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一般是在±10厘米左右，而测量盲区一般是1米左右。

此外，还有相位式激光测距，主要使用连续输出的氦氖、氩离子、氪镉等气体激光器。

相位式激光测距的原理是利用激光器的频率稳定度和传播速度，通过测量相位差来计算距离。

相位式激光测距的精度较高，可以达到毫米级别，但测量范围较小。

以上内容仅供参考，如需获取更多信息，建议查阅关于激光测距的资料或者咨询专业人士。

激光测距原理与方法激光测距粗划分为两种，第一种原理大致是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，以激光测距仪为例；第二种是以激光位移传感器原理为原理的方法的。

激光的测量方法大致有三种，脉冲法（激光回波法），相位法，三角反射法。

脉冲法测量距离的精度一般是在+/- 1米左右。

另外，此类测距仪的测量盲区一般是15米左右。

三角法用来测量2000mm以下短程距离（行业称之为位移）时，精度最高可达1um。

相位式激光测距一般应用在精密测距中，精度一般为毫米级。

激光回波分析法则用于远距离测量。

1第一类测距如果光以速度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1.1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。

2 第二类测距激光位移传感器能够利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。

激光位移传感器（磁致伸缩位移传感器）就是利用激光的这些优点制成的新型测量仪表，它的出现，使位移测量的精度、可靠性得到极大的提高，也为非接触位移测量提供了有效的测量方法。

按照测量原理,激光位移传感器原理分为激光三角测量法和激光回波分析法,激光三角测量法一般适用于高精度、短距离的测量，而激光回波分析法则用于远距离测量。

3测量方法一：相位式激光测距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。

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 式3.1将此关系代入（1.1）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3.2式中：φ——信号往返测线一次产生的总的相位延迟。

激光测距方案现阶段，激光测距方案被广泛应用于众多领域，如建筑测量、工业制造、机器人导航等。

激光测距方案的原理是利用激光束发射出去后，在目标物体上发生反射，返回接收器，通过测量激光的时间延迟来计算出目标物体与测距仪的距离。

下面将详细介绍激光测距方案的主要组成部分和应用场景。

主要组成部分：1. 激光器：激光器是激光测距方案中最关键的组成部分，它能够产生高强度、高方向性的激光束。

常用的激光器有二极管激光器和固态激光器等。

2. 接收器：接收器接收从目标物体上反射回来的激光信号，并进行处理。

接收器通常包括光电二极管、光电倍增管等，并通过放大和滤波等电路对接收到的信号进行强化和处理。

3. 控制电路：控制电路负责控制激光器的发射和接收器的工作，包括发出激光脉冲信号、控制激光器的频率和功率等。

4. 处理单元：处理单元接收从接收器传来的激光信号，并通过算法对激光的时间延迟进行测量和计算，从而得到目标物体与测距仪的距离。

应用场景：1. 建筑测量：激光测距方案可以快速、准确地测量建筑物的长度、宽度和高度。

在建筑设计、施工和维护过程中起到重要作用，提高了测量精度和效率。

2. 工业制造：激光测距方案可以用于工业制造中的物料和产品测量，如零件尺寸测量、物料堆垛高度测量等。

通过自动化测量和数据分析，提高了生产线的准确性和效率。

3. 机器人导航：激光测距方案可以在机器人导航和避障中应用，通过测量机器人与周围障碍物的距离，实现自主导航和避障功能。

总结：激光测距方案是一种基于激光技术的测量方法，具有快速、高精度和非接触等优势。

当前，激光测距方案已广泛应用于建筑测量、工业制造、机器人导航等领域，不仅提高了测量的准确性和效率，还推动了相关技术的发展。

随着激光技术的不断进步，激光测距方案有望在更多领域得到应用和发展。

激光测距技术在空间的应用随着空间技术和航天工业的发展。

空间距离测量已成为空间领域的重要研究内容。

传统雷达测距在太空中极易受到高能粒子和电磁波的干扰，测量精度低，无法满足高精度测量的要求。

宇宙空间空气稀薄、温度变化剧烈，无法进行超声波测距。

因此。

测量空间距离需要一种适合空间环境、抗干扰能力强和测量精度高的测距方法。

激光测距技术是一种自动非接触测量方法，对电磁干扰不敏感，抗干扰能力强，测量精度高。

与一般光学测距技术相比，它具有操作方便、系统简单及白天和夜晚都可以工作的优点。

与雷达测距相比，激光测距具有良好的抗干扰性和很高的精度。

在重复测距的同时，以细激光束对空间扫描，同时获得目标的距离、角度和速度等信息，这就是激光雷达。

激光雷达能实现很多传统雷达达不到的性能要求。

激光的发散角小、能量集中。

能够实现极高的探测灵敏度和分辨率；其极短的波长使得天线和系统尺寸可以很小，这些都是传统雷达所不可比拟的。

与微波雷达相比，激光测距仪方向性好、体积小、重量轻。

非常适用于搭载在航天器上进行空间目标距离测量。

激光测距技术综合了激光器技术、光子探测技术、信号处理技术等多项技术。

测距精度高。

测程大，可靠性高，能够满足空间目标高精度、大测程测距的要求。

在空间测量领域获得了广泛应用。

1．1研究背景及意义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，激光的特点有：1．方向性好——普通光源(太阳、白炽灯或荧光灯)向四面八方发光，而激光的发光方向可以限制在小于几个毫弧度立体角内，这就使得在照射方向上的照度提高千万倍。

激光准直、导向和测距就是利用方向性好这一特性。

2．亮度高——激光是当代最亮的光源，只有氢弹爆炸瞬间强烈的闪光才能与它相比拟。

太阳光亮度大约是103瓦／(厘米2·球面度)，而一台大功率激光器的输出光亮度经太阳光高出7～14个数量级。

这样，尽管激光的总能量并不一定很大，但由于能量高度集中，很容易在某一微小点处产生高压和几万摄氏度甚至几百万摄氏度高温。

激光测距方法综述引言激光测距就是通过激光往返的时间来测定距离。

由于激光器与普通光源有显著的区别，它利用受激发射原理和激光腔的滤波效应，使所发光束具有一系列特点：激光有小的光束发散角，即所谓的方向性好或准直性好；激光的单色性好，或者说相干性好，普通灯源或太阳光都是非相干光；激光的输出功率虽然有限度，但光束细，所以功率密度很高，一般的激光亮度远比太阳表面的亮度大。

因而采用激光器做光源的测距仪也就有一些优于其他测距仪的特点：测量精度高、分辨率高、抗干扰能力强、体积小、重量轻。

因此广泛应用于军事、科学技术、生产、建设等各个方面。

一、激光测距的国内外现状1960年，世界上第一台红宝石激光器诞生，激光所具有的单色性好、方向性强和高亮度性引起了人们的普遍关注。

随后科学家和工程师们就提出了激光测距、激光雷达、激光制导研制的构想，并开展了大量研究工作。

作为激光雷达的原型，激光测距仪以其体积小巧，性能优越等优点迅速取代了传统的光学测距仪，成为光学测距主导产品。

最突出发展的是卫星测距机。

1961年，美国已成功开发出世界上第一台红宝石激光测距系统。

1969年，美国的坦克火控系统中的首次使用激光测距系统。

同年，科学家们利用激光测距系统精确测量出地球测试点和月球反射器间的距离。

二极管激光测距仪的研究起始于在20世纪60年代末，80年代中期开始陆续解决了激光装置、光学系统和信号处理电路的关键技术，在20世纪80年代后期进入应用研究阶段，并开发了各种不同用途的射频模组原型，20世纪90年代中期，各种成熟的产品不断涌现。

国外大学、研究机构和公司都进行了对脉冲半导体激光测距系统的研究。

SchwartzElectro-Optics 公司为美国的国家数据中心研制了激光波长测量装置，开发了无人海浪测量站，并为美国联邦政府的公路总局开发了激光自动感应车辆行驶速度和高度的测量系统，提高了交通效率；还开发了军用直升机激光防碰撞报警装置。

EXXON 公司研制了用于海洋石油勘探开发的激光二极管角度测距系统。

激光测距原理与方法激光测距是一种常见的测量距离的方法，它基于激光的特性来实现高精度的测距。

激光测距广泛应用于建筑、工程、地质勘测等领域，具有快速、准确、非接触等优点。

本文将介绍激光测距的基本原理和常用的测距方法。

一、原理激光测距的基本原理是利用激光器发射出的激光束，并通过接收器接收反射回来的激光束，通过测量激光传播的时间来计算出距离。

具体来说，激光测距仪发射激光束后，激光束会在测量目标上产生反射，反射回来的激光束会被接收器接收到。

通过测量激光从发射到接收的时间间隔，再结合光速的知识，就可以计算出目标物体与测距仪之间的距离。

二、方法1. 直接测量法直接测量法是最常见的激光测距方法，它通过测量激光从发射到接收的时间来计算距离。

该方法适用于目标物体与测距仪之间没有障碍物的情况下。

具体操作上，测距仪会发射一束激光并计时，当激光束反射回来时停止计时，通过计算时间差并结合光速，即可得到距离。

2. 干涉测量法干涉测量法是一种高精度的激光测距方法，它利用激光的干涉现象来实现测量。

该方法适用于需要高精度测距的场景，如光学仪器的校准等。

干涉测量法的原理是将激光束分成两束，一束直接射向目标物体，另一束经过反射后再射向目标物体，通过比较两束激光的相位差来计算距离。

3. 相移测量法相移测量法是一种基于相位差的激光测距方法，它通过改变激光的相位来实现测量。

该方法适用于需要高精度测距和抗干扰能力的场景，如工业制造中的测量和定位。

相移测量法的原理是通过改变激光的相位，使得接收到的激光信号与参考信号之间产生相位差，通过测量相位差来计算距离。

4. 多点测量法多点测量法是一种基于三角测量原理的激光测距方法，它通过同时测量目标物体与测距仪之间的多个点来计算距离。

该方法适用于需要测量目标物体的形状和尺寸的场景，如建筑物的测量和勘测。

多点测量法的原理是通过测量目标物体多个点之间的距离，并结合三角测量原理计算出目标物体与测距仪之间的距离。

总结激光测距是一种高精度、快速、非接触的测量方法，它通过测量激光的传播时间或相位差来计算目标物体与测距仪之间的距离。

激光测距系统的基本原理与操作步骤在现代科技的发展中，激光测距系统成为了一项重要的测量技术。

激光测距系统利用激光束进行测距，具有高精度、快速、非接触等优点，在许多领域得到了广泛应用，例如建筑测量、工业制造、地质勘探等。

本文将介绍激光测距系统的基本原理与操作步骤，以帮助读者更加深入了解和掌握这一技术。

一、激光测距系统的基本原理激光测距系统的基本原理是利用激光束在空间中的传播速度与被测物体的距离之间的关系进行测距。

激光束从发射器发出后，经过一定的传播路径到达接收器，接收器接收到激光束后进行处理，根据接收到的激光信号的时间差计算出距离。

激光测距系统中最常用的原理是时间差测距原理。

该原理利用激光在空间中传播的速度是已知的，一般为光速，因此可以根据激光从发射到接收的时间差计算出距离。

具体的计算公式为：距离 = （时间差 * 光速）/2在激光测距系统中，一般会采用调制激光的方式，即在激光束中加入一定的调制信号。

这样可以通过调制信号的波形来判断激光测距系统是否正常工作，并进行测距误差的补偿。

二、激光测距系统的操作步骤激光测距系统的操作步骤分为准备工作和实际测量两个部分。

下面将详细介绍每个步骤。

1. 准备工作在进行激光测量之前，首先需要对激光测距系统进行准备工作。

这包括选择适当的激光测距仪器、校准仪器、设置测量模式等。

通常情况下，选择合适的激光测距仪器是非常重要的。

根据测量的具体需求，可以选择不同类型的激光测距仪，例如手持式激光测距仪、三角测量仪等。

同时还要校准仪器，确保其准确性。

2. 实际测量在进行实际测量时，需要注意以下几个步骤：（1）设置测量模式：根据具体的测量需求，选择适当的测量模式。

一般情况下，激光测距仪可提供单次测量、连续测量等多种模式供用户选择。

（2）瞄准目标：使用激光测距仪瞄准目标物体。

确保激光束可以正常照射到目标上，保持水平和垂直的工作状态。

（3）测量距离：根据具体的测量模式，按下测量按钮进行测量。

激光测距（即电磁波，其速度为30万公里/秒），是通过对被测物体发射激光光束，并接收该激光光束的反射波，记录该时间差，来确定被测物体与测试点的距离。

激光测距仪一般采用两种方式来测量距离:脉冲法和相位法。

相位测距技术的测距精度高,但作用距离有限,主要用于高精度大地测量。

众所周知，光在给定介质的传播速度是一定的，因此，通过测量光在参考点和被测点之间的往返传播时间，即可给出目标和参考点之间的距离。

相位测距法是通过强度调制的连续光波在往返传播过程中的相位变化来测量光束的往返传播时间，其计算公式如下：
t=Φ/2πf
式中，t为光波往返传播时间（s）；Φ为调制光波的相位变化量（rad）; f为调制频率（Hz）。

光的往返传播时间得到后，目标至参考点的距离可由下式求得
R=(c/2)×(Φ/2πf)=(λ/2)×(Φ/2π)
式中，R为目标至参考点距离（m）；c为光波传播速度（m/s）；λ为调制光波波长（m）。

相位位移是以2π为周期变化的，因此有
Φ=（N+△n）.2π
式中，N为相位变化整周期数；△n为相位变化非整周期数。

由以上两式可知
R=λ/2×（N+△n）
上式表明，只要测出发射和接收光波的相位差，即可得到目标的距离。

因此相位测距可理解为以调制光波半波长为“测量尺度”的距离测量方法。

激光测距的原理与应用激光测距的原理激光测距是一种利用激光束测量两点间距离的技术。

激光测距的原理主要基于光的传播速度恒定不变的特性。

当激光束发射后经过一定的传播时间后被接收到，通过测量光的传播时间，就可以计算出两点的距离。

1. 发射和接收激光束激光测距仪首先需要发射一束激光光束，光束经过一定的传播距离后被接收器接收到。

发射和接收激光束是激光测距的基本步骤。

2. 测量光的传播时间通过测量激光光束传播的时间，即从激光发射到接收器接收到的时间间隔，可以计算出两点之间的距离。

这是激光测距的核心原理。

3. 计算距离利用测量到的光传播时间，可以使用速度和时间的关系计算出两点间的距离。

常见的计算公式为：距离 = 光速 × 时间。

激光测距的应用激光测距技术在许多领域都有广泛的应用。

以下列举了几个常见的应用领域：1. 航空航天领域在航空航天领域，激光测距技术可以用于飞行器的精确定位和导航。

通过测量飞行器与地面之间的距离，可以实时更新飞行器的位置信息，从而提高飞行的安全性和精确度。

2. 地理测绘领域激光测距技术在地理测绘领域中广泛应用。

利用激光测距仪扫描地表，可以获取地形数据和地物的三维坐标。

这对于绘制高精度的地图和地形模型非常重要。

3. 工业制造领域在工业制造领域，激光测距技术可以用来测量物体的尺寸和位置。

例如，在汽车制造过程中，使用激光测距仪可以精确测量车身的尺寸，以确保各个零件的精确配合。

4. 建筑施工领域在建筑施工领域，激光测距技术可以用于建筑的测量和校正。

施工人员可以利用激光测距仪测量建筑物的尺寸和位置，以确保施工的准确性和精度。

5. 环境监测领域激光测距技术在环境监测领域中也有应用。

例如，在大气污染监测中，激光测距仪可以用来测量大气中污染物的浓度和分布情况。

6. 军事应用在军事领域，激光测距技术可以用于目标距离的测量和火力打击的精确定位。

这对于军事行动的规划和执行非常重要。

除了以上列举的领域，激光测距技术还被广泛应用于机器人导航、交通监控、医学影像等领域。