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激光測距儀原理與推薦

所屬欄目:技術文章 | 瀏覽次數: | 更新時間:2016-11-05 | 來源:http://www.cdrpm.com/news-77-404-1.html

激光測距儀是利用激光對目標的距離進行準確測定的儀器。激光測距儀在工作時向目標射出一束很細的激光,由光電元件接收目標反射的激光束,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標的距離。

 

若激光是連續發射的,測程可達40公里左右,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確,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,艦艇和火炮對目標的測距,測量云層、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。國內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。它是一種顏色很純、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標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,等于每秒三十萬公里。因此,測得的月球離地球的距離為單程時間和光速的乘積,即三十八萬四千公里。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,對目標進行瞄準測距,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米內,精度在2mm左右。這是目前使用范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。主要應用范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,艦艇和火炮對目標的測距,測量云層、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標所需要時間,然后通過光速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號相位。建筑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么?

 

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,直接以光滑的墻面反射測量,主要是因為距離比較近,光反射回來的信號強度夠大。與此可以知道,一定要垂直,否則返回信號過于微弱將無法得到精確距離。

 

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板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,適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.測量范圍

 

2.測量精度

 

3.使用的場合

 

基本分為以下幾種情況:

 

a) 只需要在幾米或者十幾米范圍之內進行距離測量,

 

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,適合與室內測量。

 

b) 測量距離不長,多用于室內,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適合在室內使用,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板,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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