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激光測距儀原理與推薦

所屬欄目:技術文章 | 浏覽次數: | 更新時間:2016-11-05 | 來源:http://zhongte34646.cn/news-77-404-1.html

激光測距儀是利用激光對目标的距離進行準确測定的儀器激光測距儀在工作時向目标射出一束很細的激光,由光電元件接收目标反射的激光束,計時器測定激光束從發射到接收的時間,計算出從觀測者到目标的距離。

 

若激光是連續發射的,測程可達40公裡左右,并可晝夜進行作業。若激光是脈沖發射的,一般絕對精度較低,但用于遠距離測量,可以達到很好的相對精度。

 
 

激光測距儀重量輕、體積小、操作簡單速度快而準确,其誤差僅為其它光學測距儀的五分之一到數百分之一,因而被廣泛用于地形測量,戰場測量,坦克,飛機,艦艇和火炮對目标的測距,測量雲層、飛機、導彈以及人造衛星的高度等。它是提高高坦克、飛機、艦艇和火炮精度的重要技術裝備。

 

由于激光測距儀價格不斷下調,工業上也逐漸開始使用激光測距儀。國内外出現了一批新型的具有測距快、體積小、性能可靠等優點的微型測距儀,可以廣泛應用于工業測控、礦山、港口等領域。

 

激光是六十年代發展起來的一項新技術。它是一種顔色很純、能量高度集中、方向性很好的光。激光測距儀是利用激光進行測距的一種儀器。它的作用原理很簡單:通過測定激光開始發射到激光從目标反射回來的時間來測定距離。例如用激光測距儀來測量月球的距離,如果激光從開始發射到從月球反射回來的時間被測定為2.56秒,激光發射到月球的單程時間就等于1.28秒,而激光的速度是光速,等于每秒三十萬公裡。因此,測得的月球離地球的距離為單程時間和光速的乘積,即三十八萬四千公裡。為了發射和接收激光,并進行計時,激光測距儀由激光發射器、接收器、鐘頻振蕩器及距離計數器等組成。 激光測距儀還能用來對人造衛星跟蹤測距,測量飛機飛行高度,對目标進行瞄準測距,以及進行地形測繪,勘察等。[1]

 

 

 
分類

激光測距儀分手持激光測距儀和望遠鏡式激光測距儀。

 

1、手持激光測距儀:測量距離一般在200米内,精度在2mm左右。這是目前使用範圍最廣的激光測距儀。在功能上除能測量距離外,一般還能計算測量物體的體積。

 

2、望遠鏡式激光測距儀:測量距離一般在600-3000米左右,這類測距儀測量距離比較遠,但精度相對較低,精度一般在1米左右。主要應用範圍為野外長距離測量。[2]

 

一維激光測距

 

用于距離測量、定位;激光測距

 
 

二維激光測距(Scanning Laser Range finder)

 

用于輪廓測量,定位、區域監控等領域;

 

三維激光測距(3D Laser Range finder)

 

用于三維輪廓測量,三維空間定位等領域。

 

圖:使用激光測量月球到地球距離的示意圖

 

 

 
用途

激光測距儀廣泛用于地形測量,戰場測量,坦克,飛機,艦艇和火炮對目标的測距,測量雲層、飛機、導彈以及人造衛星的高度等。它是提高高坦克、飛機、艦艇和火炮精度的重要技術裝備。由于激光測距儀價格不斷下調,工業上也逐漸開始使用激光測距儀,可以廣泛應用于工業測控、礦山、港口等領域。[2]

 

 

 
原理

1.利用紅外線測距或激光測距的原理

 

測距原理基本可以歸結為測量光往返目标所需要時間,然後通過光速c =299792458m/s 和大氣折射系數n 計算出距離D。由于直接測量時間比較困難,通常是測定連續波的相位,稱為測相式測距儀。當然,也有脈沖式測距儀,典型的是WILD的DI-3000

 

需要注意,測相并不是測量紅外或者激光的相位,而是測量調制在紅外或者激光上面的信号相位。建築行業有一種手持式的激光測距儀,用于房屋測量,其工作原理與此相同。

 

2.被測物體平面必須與光線垂直麼?

 

通常精密測距需要全反射棱鏡配合,而房屋量測用的測距儀,直接以光滑的牆面反射測量,主要是因為距離比較近,光反射回來的信号強度夠大。與此可以知道,一定要垂直,否則返回信号過于微弱将無法得到精确距離。

 

3.若被測物體平面為漫反射是否可以?

 

通常也是可以的,實際工程中會采用薄塑料闆作為反射面以解決漫反射嚴重的問題。

 

4.超聲波測距精度比較低,現在很少使用。

 

5.激光測距儀精度可達到1毫米誤差,适合各種高精度測量用途。

 

 

 
選購

在選購測距儀時,需要考慮的幾點:

 

1.測量範圍

 

2.測量精度

 

3.使用的場合

 

基本分為以下幾種情況:

 

a) 隻需要在幾米或者十幾米範圍之内進行距離測量,

 

且精度要求不高的情況下。

 

建議——可選用“超聲波測距儀”。

 

備注——超聲波測距儀測量的效果受環境影響較大,穩定和方向性較激光測距儀差,但價格相對便宜,适合與室内測量。

 

b) 測量距離不長,多用于室内,精度要求高。

 

建議——可選購“手持式激光測距儀”。

 

備注——手持式激光測距儀最适合在室内使用,測量精度及效果都非常不錯。

 

(如用戶需要在室外的環境下進行探測的話,建議配上專業的激光瞄準器和反射闆,結合使用才能達到預期的測程及效果。)

 

c) 測量距離較遠,多用于戶外使用。

 

建議——選購“望遠鏡式激光測距儀”(即:激光測距望遠鏡)[3]

 
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