激光脉冲测距
激光测距仪的测量方法及应用 激光测距仪常见问题解决方法
激光测距仪的测量方法及应用激光测距仪常见问题解决方法激光测距仪一般接受两种方式来测量距离：脉冲法和相位法。
脉冲法测距：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还的时间。
光速和往还时间的乘积的一半，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。
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：激光测距仪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“*”和“不*”的区分？激光测距仪是用激光做为紧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紧要有以下几种：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，特别是假如眼睛不当心接触到了1064纳米波长的激光，对眼睛的损害可能将是*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“*”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*”的。
数据采集用于林业资源清查，即树高、可作商业性用材的高度，植被绘制，野生特别树种、优良树种定位，确定区域内树的等级及经济价值，或在进行培育管理讨论时如修枝，决议产生特定高度的地方的树位置，绘制伐木量剖面图，确定资源边界；在收成木材考虑捆堆木材方法时，用于捆堆木材通道的地形测定、绘制，以及用作通用目的的道路和坎坷小道施工前调查是很紧要的。
使用以往可使用的常规调查、航空摄影和GPS定位都可能碰到各种问题（例如：成本，精准度，障碍物等）。
激光测距仪在林业上的应用野外数据采集是一个长期困扰测量人员、制图员、GIS数据库管理人员、工程师和讨论人员的问题。
脉冲激光测距接收电路的设计
脉冲激光测距接收电路的设计脉冲激光测距技术是一种常见的测量距离的方法，广泛应用于工业、环境监测和机器人领域。
而脉冲激光测距接收电路是实现这一测量方法的关键部分。
脉冲激光测距接收电路的设计旨在实现精确、稳定地捕捉激光脉冲信号，并将其转化为数字信号以进行距离计算。
下面将介绍几个关键要素，以帮助您理解脉冲激光测距接收电路的设计。
第一个要素是接收器设计。
脉冲激光测距接收电路通常采用光电二极管或光电二极管阵列来接收激光脉冲信号。
这些接收器需要具备高灵敏度和快速响应的特点，以确保准确地接收到激光信号。
第二个要素是前置放大器。
由于激光脉冲信号很弱，需要通过前置放大器将信号放大到适合后续处理的水平。
前置放大器还需要具备低噪声特性，以确保测量结果的精确性和稳定性。
第三个要素是时间测量电路。
脉冲激光测距需要测量激光从发射到接收的时间差，因此时间测量电路是脉冲激光测距接收电路的核心部分。
常用的时间测量电路包括计数器、时钟和触发器等组件，用于精确测量时间差并将其转化为数字信号输出。
第四个要素是滤波器。
为了去除噪声和干扰信号，脉冲激光测距接收电路通常需要加入适当的滤波器。
滤波器可以是低通滤波器或带通滤波器，具体根据实际应用需求来选择。
最后一个要素是模数转换器。
脉冲激光测距接收电路需要将模拟信号转换为数字信号进行距离计算。
模数转换器可以是单通道或多通道的，具体选择取决于系统的要求和设计目标。
综上所述，脉冲激光测距接收电路的设计涉及到接收器设计、前置放大器、时间测量电路、滤波器和模数转换器等要素。
合理地设计这些要素，可以实现精确、稳定的脉冲激光测距功能。
脉冲激光测距仪测距参数的室内测试方法
脉冲激光测距仪测距参数的室内测试方法
脉冲激光测距仪是一种使用激光脉冲测量距离的仪器。
以下是一些可能的室内测试方法，以确保其准确性和可靠性。
1. 对比测试：将脉冲激光测距仪与其他已知准确度的测距仪进行对比测试。
在同一距离下，比较两者的测量结果，以确保脉冲激光测距仪的准确性。
2. 重复性测试：对同一距离进行多次测量，检查脉冲激光测距仪的重复性。
如果多次测量的结果一致，则说明测距仪的重复性良好。
3. 分辨率测试：检查脉冲激光测距仪的分辨率。
通过测量不同距离的物体，观察测距仪是否能准确分辨出这些距离。
4. 精度测试：通过实际测量已知长度的物体，比较测距仪的测量结果与实际长度之间的差异。
如果差异很小，则说明测距仪的精度较高。
5. 环境适应性测试：在不同的室内环境下测试脉冲激光测距仪的性能。
例如，在不同温度、湿度和气压下进行测试，以确保其在各种环境下的稳定性和准确性。
6. 校准：定期对脉冲激光测距仪进行校准，以确保其准确性。
校准可以通过与其他已知准确度的测距仪进行对比，或者使用标准长度进行测量来完成。
7. 数据处理：检查数据处理的准确性和可靠性。
例如，检查测距仪的算法是否正确，以及数据传输和处理的速度是否满足要求。
通过以上室内测试方法，可以评估脉冲激光测距仪的性能，并确保其在各种应用中的准确性和可靠性。
激光脉冲测距原理
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。
adm测距 原理
adm测距原理
ADM（Amplitude Distance Measurement）是一种测距原理，主要应用于激光测距仪等设备。
以下是ADM测距的基本原理：激光脉冲发射：ADM系统首先发射一个短脉冲的激光束。
这个激光脉冲以极高的速度传播，瞄准目标区域。
激光束照射目标：发射的激光束照射到目标表面上。
激光反射：激光束与目标表面相交后，会发生激光的反射。
这个反射的激光返回到ADM系统。
测量时间差：ADM系统测量从激光脉冲发射到接收到反射激光的时间差。
这个时间差被称为“飞行时间”。
计算距离：利用飞行时间，可以通过简单的计算来确定激光束从测距仪到目标的往返距离。
其中，速度是激光在空气中传播的速度，通常近似等于光速。
ADM测距原理基于光的飞行时间，通过测量激光脉冲发射和接收之间的时间差，可以准确地计算目标距离。
这种测距方法通常用于需要高精度的测距应用，例如激光测距仪、激光测距雷达等设备。
激光测距的原理
激光测距的原理
激光测距是一种利用激光技术来测量距离的方法。
其原理是利用激光束的特性，通过测量激光束从发射到接收所需的时间来计算出目标物体与测距仪之间的距离。
激光测距一般采用脉冲激光器发射一束短脉冲激光，激光束经由发射器发射出去，当遇到目标物体时会被目标物体散射或反射回来，再通过接收器接收到回波信号。
接收器会记录下激光束发射和接收之间的时间间隔，即回波的时间差。
根据光速恒定的原理，可以利用回波的时间差来计算出激光从发射到接收的路径长度，进而得出目标物体与测距仪之间的距离。
在实际激光测距过程中，还需要考虑到环境中的气候因素对激光传输的影响。
因为气压、气温和湿度等气象条件的变化会对激光的传播速度产生一定的影响，因此在测距之前需要对这些气象因素进行校正。
同时，还需考虑到激光束在传输过程中受到大气吸收、激光器本身的波长变化和散射等因素的影响，以提高测距的准确性。
总之，激光测距利用激光束的传输速度和回波时间差来计算目标物体与测距仪之间的距离，是一种精确而高效的测距方法。
激光测距非常详细ppt课件
8.2 脉冲激光测距
激光测距的基本公式为：
d 1 ct 2
c——大气中的光速
t——为光波往返所需时间
由于光速极快，对于一个不太大的D来说，t是一个很小的量，
例：设D=15km，c=3×105km/sec
则t=5×10-5sec
由测距公式可知，如何精确测量出时间t的值是测距的关键。由 于测量时间t的方法不同，产生了两种测距方法：
卫星激光测距－激光器 ：
总的来讲在其它条件相同时，发射激光的脉冲能量 越高，脉宽越窄，重复率越高，峰值功率越大，则 系统的测距能力越高。
千赫兹皮秒激光器为第四代卫星激光测距之激光器。 下一代卫星测距用激光器为双波长激光器。
测距误差分析
（1） 测距系统仪器误差 – 激光脉冲宽度误差 – 时间间隔测量误差 – 主波计时探测误差 – 回波计时探测误差 – 时钟同步误差 – 时钟频率标准误差
卫星激光测距技术集光机电于一身,涉及计算机软、硬件技术, 光学、激光学、大地测量学、机械学、电子学、天文学、自动控制 学、电子通讯等多种学科。因此SLR测距仪系统十分复杂,消耗较大, 故障率较高,同时受天气因素制约,维护起来也比较困难,需要花费 较大的人力物力,但它又是目前精度最高的绝对观测技术手段。
即Ii=IN·Cosi 则该漫反射体称作“余弦幅射体”或“郎伯幅射体”。 设激光发射光轴与目标漫反射面法线重合，且主要反射 能量集中在1rad以内（约57°） 则Ω=πu2=π
则Pe Pt T / Pt T 1 2
式中：ρ——目标漫反射系数 Tα——大气单程透过率
3、测距仪光接受系统能接受到的激光功率Pr
SPAD
接收望远镜
转台
测距精度与激光脉宽
测距精度是由于激光脉冲前后沿时间差造成的；
课程设计脉冲激光测距仪
外设接口设计
设计必要的外设接口，如按键、显示屏、通信接口等，以便于用户操作和数据显示。
软件编程
编写控制程序，实现测距仪的初始化、参数设置、数据采集、数据处理和结果显示等功能。
微控制器选择
根据测距需求和预算，选择合适的微控制器，如STM32、Arduino等。
04
CHAPTER
脉冲激光测距仪软件设计
脉冲接收
控制与显示系统
发射光学系统
将激光脉冲聚焦并导向目标，包括准直透镜和发射镜等。
光电探测器
将接收到的光信号转换为电信号，通常采用雪崩光电二极管或PIN光电二极管等。
信号处理电路
对电信号进行放大、滤波和数字化处理，以便后续的距离计算和显示。
产生短促、高强度的激光脉冲，通常采用半导体激光器或固体激光器。
实现基本测距功能
要求学生所设计的脉冲激光测距仪应达到一定的性能指标，如测量范围、测量精度、分辨率等。
性能指标要求
要求学生完成实验报告，包括设计原理、制作过程、实验结果分析和结论等，并进行答辩，展示设计成果和实验效果。
完成实验报告和答辩
02
CHAPTER
脉冲激光测距仪基本原理
通过测量激光脉冲从发射到接收的时间差来计算距离。
激光器
接收光学系统
接收反射回来的激光脉冲，并将其聚焦到光电探测器上，包括接收镜和聚焦透镜等。
控制测距仪的工作状态，显示测量结果，通常采用微处理器和液晶显示屏等实现。
03
CHAPTER
脉冲激光测距仪硬件设计
根据测距需求和预算，选择合适的激光器，如固体激光器、半导体激光器等。
激光器选择
设计合适的驱动电路，以提供稳定的电流和电压，确保激光器正常工作。
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激
νsb
c 2Lsb
15MHz
νsl
c 2Lsl
150 kHz
光
测
距
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第 6.3.2 激光相位测距
六 2. 分散的直接测尺频率和集中的间接测尺频率
章
➢集中的间接测尺频率方式是采用一组数值接近的调制频率，间接获得各个测尺
激
的一种方法。假定我们用两个频率为s1和s2的光波分别测量同一距离d，则有：
于Ls时，
N
0
d
Ls
2
应 2. 分散的直接测尺频率和集中的间接测尺频率
用
➢一定的测尺长度Ls，相应于一定的测尺频率s，它们之间的关系是:
νs
c 2Ls
§6.3
➢分散的直接测尺频率方式选定的测尺频率s是直接和测尺长度Ls是相对应的。
例如选用两把测尺Lsb＝10m、Lsl＝1000m，则相应选用的测尺频率为
第 6.3.2 激光相位测距
六 3. 相位差的测量
章
➢差频测相原理如图（6-20）所示中的电路部分。设主控振荡电信号（图中的
激 “主振”）为 光
ed Acos2νdt 0
在 该信号发射到外光路经过一定距离的传播后相位变化了m，该信号被光电接收放
精 大后变为 密
ems B cos2νdt 0 m
测 设本地振荡信号（图中的“本振”）为el C cos2νlt
量
中 输送到参考混频器与 ed 和ems 混频，在混频器的输出端分别得到差频参考信号和测
的 距信号分别为：
应 用
er D cos2 νd νl t 0 em E cos2 νd νl t 0 m
经过差频后的低频信号输入相位差计进行比较就可以检测出相位差。
距
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第 6.3.2 激光相位测距
六 1. 激光相位测距原理
章
➢原理:测定连续的调制激光在待测距离d上往返的相位差q来间接测量传播时间
激 的。图（6-20）所示激光相位测距仪的光路。
光
在
精
密
测
量
中
的
应
用
§6.3
激
光
测
图6-20 激光测距仪原理方框图
距
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光 在 精 密 测
d
Ls1 ( N1
1 ) 2
d
Ls2 (N2
2 2
)
由上面两式可得： d
Ls1 Ls2 Ls2 Ls1
[( N1
N2)
( 1 2
2 2
)]
量 中
令：
的
应 则有：
用
Ls
Байду номын сангаас
Ls1 Ls2 ，N Ls2 Ls1
N1
N 2并且 ＝1－2
d
Ls (N
2
)
上式中Ls可以认定一个新的测尺长度，其相应的测尺频率为:
第 6.3.2 激光相位测距
六 1. 激光相位测距原理 章
激 ➢光波每传播波长的一段距离，位相就变化2。所以距离d、光波往返位相差
光 和光波波长之间的关系为：
在 精 密
d
调制 2
2
令＝2N 且Ls 2 d
Ls (N
) 2
测 量 中 的
当距离d大于测尺长Ls时，仅用一把光波测尺是无法测定距离的。但是，当d小
§6.3
激 光 测 距
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第 六 章 激 光 在 精 密 测 量 中 的 应 用
激 光 测 距
§6.3
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3. 激光脉冲测距仪对光脉冲的要求
的 ➢光脉冲应具有足够的强度。
应 ➢光脉冲的方向性要好。
图6-18 激光脉冲测距仪的简化结构
用 ➢光脉冲的单色性要好。
➢光脉冲的宽度要窄。
§6.3
4. 激光巨脉冲的产生
5. 距离显示
图6-19 脉冲计数原理方框图
激 光 测
➢脉冲测距中脉冲在测程上往返时间极短，所以通常是用记录高频振荡的晶体的 振动次数来进行计时。图（6-19）就是这种设备的方框图。
s
c 2Ls
c 2
Ls1 Ls2 Ls2 Ls1
c1 (
2 Ls1
1 Ls 2
)
s1
s2
§6.3
激 光
上式中的正是用s1和s2的差额s＝ s1－ s2的光波测量距离d时所得到的位相 尾数，由上式知正好等于用频率为s1和s2的光波测量d时得到的位相尾数之差
测 1－ 2。
距
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第 6.3.1 激光脉冲测距
六 1.激光脉冲测距原理
章
➢原理:通过发射激光脉冲控制计时器开门，接收返回的激光脉冲控制计时器关
激 门，测量出激光光束在待测距离上往返传播的时间完成测距的。其计算公式为：
光 在
d 1 ct 2
精 2.激光脉冲测距仪的结构
密 测
➢测距仪的简化结构如图(6-18)所示。
量 中