激光测距工作原理

激光测距仪的工作原理是怎样的？

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。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。

激光测距仪的应用领域主要是那些方面？

激光测距仪已经被广泛应用于以下领域：电力，水利，通讯，环境，建筑，地质，警务，消防，爆破，航海，铁路，反恐/军事，农业，林业，房地产，休闲/户外运动等。

为什么激光测距仪还有所谓“安全”和“不安全”的区别？

顾名思义，激光测距仪是用激光做为主要工作物质来进行工作的。目前，市场上的手持式激光测距仪的工作物质主要有以下几种：工作波长为905纳米和1540纳米的半导体激光，工作波长为1064纳米的YAG激光。1064纳米的波长对人体皮肤和眼睛是害的，特别是如果眼睛不小心接触到了1064纳米波长的激光，对眼睛的伤害可能将是永久性的。所以，在国外，手持激光测距仪中，完全取缔了1064纳米的激光。在国内，某些厂家还有生产1064纳米的激光测距仪。

对于905纳米和1540纳米的激光测距仪，我们就称之为“安全”的。对于1064纳米的激光测距仪，由于它对人体具有潜在的危害性，所以我们就称之为“不安全”的。

2005/12/30

激光测距的方法及原理

激光测距技术与一般光学测距技术相比具有操作方便、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，而且激光具有良好的抵抗电磁波干扰的能力。其在探测距离较长时，激光测距的优越性更为明显。光测距技术是指利用射向目标的激光脉冲或连续波激光束测量目标距离的距离测量技术。较常用的激光测距方法有三角法、脉冲法和相位法激光测距。

1．三角法激光测距

激光位移传感器的测量方法称为激光三角反射法，激光测距仪的精度是一定的，同样的测距仪测10米与100米的精度是一样的。而激光三角反射法测量精度是跟量程相关的，量程越大，精度越低。

采用激光三角原理和回波分析原理进行非接触位置、位移测量的精密传感器。 广泛应用于位置、位移 、厚度、半径、形状、振动、距离等几何量的工业测量。半导体激光器1被镜片2聚焦到被测物体6。反射光被镜片3收集，投射到CCD阵列4上；信号处理器5通过三角函数计算阵列4上的光点位置得到距物体的距离。

图1. 激光三角测量原理图

激光发射器通过镜头将可见红色激光射向物体表面，经物体反射的激光通过接受器镜头，被内部的CCD线性相机接受，根据不同的距离，CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度即知的激光和相机之间的距离，数字信号处理器就能计算出传感器和被测物之间的距离。

同时，光束在接收元件的位置通过模拟和数字电路处理，并通过微处理器分析，计算出相应的输出值，并在用户设定的模拟量窗口内，按比例输出标准数据信号。如果使用开关量输出，则在设定的窗口内导通，窗口之外截止。另外，模拟量与开关量输出可设置独

立检测窗口。常用在铁轨、产品厚度、平整度、尺寸等方面。

2．脉冲法激光测距

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。随着光电子技术的发展，精度在不断提高，盲区也在不断的缩小。该方法主要用于地形测量，战术前沿测距，导弹运行轨道跟踪，激光雷达测距，以及人造卫星、地月距离测量等。

激光测距的原理

激光测距是一种利用激光技术进行距离测量的方法，它利用激光的高速、高精度和不易受外界环境影响的特点，逐渐取代了传统的测距方法，被广泛应用于工业、军事、地质勘探、环境监测等领域。激光测距的原理主要依赖于激光的发射和接收、时间测量和速度计算等技术。

首先，激光测距的原理是基于激光的发射和接收。通常情况下，一台激光发射器会向目标物体发送一束激光脉冲，激光脉冲会被目标物体所反射，然后由激光接收器接收到反射回来的激光脉冲。接收器能够准确地捕获激光脉冲的时间信息，从而实现对目标物体的距离测量。

其次，激光测距的原理还涉及时间测量和速度计算。激光脉冲从发射到接收的时间间隔可以通过激光接收器进行精准测量。因为光速是一个已知的常数，所以可以通过光速和时间间隔的乘积来计算出目标物体的距离。换句话说，激光测距的原理是基于速度=距离/时间这一基本物理公式，通过测量激光的发射和接收的时间间隔，从而计算出目标物体和测距仪之间的距离。

另外，激光测距的原理还包括激光光束的特性。激光是一种具有高度定向性和能量密度的光束，它能够在空间中传播并且不会受到外界环境的影响。这使得激光测距能够在复杂条件下进行准确测量，例如在室内、室外或者在恶劣的天气条件下。

此外，激光测距的原理还包括激光测距仪的精准度和稳定性。激光测距仪通常具有高精度和高稳定性，能够在不同工作条件下实现准确的距离测量。这得益于激光技术的发展和传感器技术的进步，使得激光测距仪可以实现亚毫米级别的距离测量精度。

总的来说，激光测距的原理是利用激光的高速、高精度和不易受外界环境影响的特点，通过激光的发射和接收、时间测量和速度计算等技术，实现对目标物体的距离测量。与传统的测距方法相比，激光测距具有更高的精度和稳定性，可以在复杂环境下进行准确的距离测量，因此被广泛应用于各个领域。

1 激光测距技术原理：

1.激光的亮度高。固体激光器的亮度更可高达1011W／cm2Sr这是因为激光虽然功率有限，但是由于光束极小，于是具有极高的功率密度，所以激光的亮度一般都大于我们所见所有光（包括可见光中的强者：太阳光），这也是激光可用于星际测量的根本原因所在；

2.激光的单色性好。这是因为激光的光谱频率组成单一。

3.激光的方向性好。激光具有非常小的光束发散角，经过长距离的飞行以后仍然能够保持直线传输；

4.激光的相干性好。我们通常所见到的可见光是非相干光，激光可以做到他们都做不到的事情，比如说切割钢材。

在测距领域，激光的作用更是不容忽视，可以这样说，激光测距是激光应用最早的领域（1960年产生，1962年即被应用于地球与月球间距离的测量）。测量的精确度和分辨率高、抗干扰能力强，体积小同时重量轻的激光测距仪受到了大多数有测距需求的企业、机构或个人的青睐，其市场需求空间大，应用领域广行业需求多，并且起着日益重要的作用。

一、 相位法激光测距技术原理：

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 2 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。如下图所示：

核心控制电路部分激光二极管数字处理 由图所显示的关系，我们可以知道，用正弦信号调制发射信号的幅度，通过检测从目标反射的回波信号与发射信号之间的相移φ，通过计算即可以得到待测距离。Δ