激光测距(非常详细)ppt课件
激光测距_百度文库讲解
脉冲激光测距系统设计 激光测距是指利用射向目标的激光脉冲测量目标距离的一种距 离测量仪。 脉冲激光测距法由于激光的发散角小, 激光脉冲持续时间 极短,瞬时功率极大(可达兆瓦以上 ,因而可使激光测距系统具有 方向性好,测距精度高,测程远,抗干扰能力强,隐蔽性好等优点, 在军事领域得到广泛的应用。 目前, 激光测距系统种类繁多,大体分 为脉冲测距法,相位测距法和干涉测距法三类。 脉冲激光测距法相比相位激光测距法有以下几项优点: 第一, 在相同的总平均光功率输出条件下, 脉冲光波型激光测距 仪可测量的距离远必连续光波型激光测距仪要长。 第二,测距速度较快。 第三,不需要合作目标,隐蔽性和安全性好。 考虑以上特点和实际系统设计要满足体积小,功耗低,高重频, 测距速度快等特点, 本实验中我们选择脉冲激光测距法作为整体系统 的测距方式。 一 设计任务 通过对典型光电子信息系统—激光测距系统的设计和实现,了解 常见光电子信息系统的组成, 掌握典型光电子信息系统的一般设计方 法, 利用提供的硬件模块搭建室内模拟激光测距系统, 编写单片机程 序计算测距距离并显示,实现室内激光模拟测距。 二 工作原理 脉冲激光测距系统的原理与微波脉冲雷达测距原理相似,在测距
点向被测目标发射一束短而强的激光脉冲, 光脉冲发射到目标后一小 部分激光反射到测距点被光功能接收器接收。设目标距离为 R ,激光 脉冲往返经过的时间为 t ,光在空气中传播的速度为 c ,则测距公式 如下:R=ct/2。 实际脉冲激光测距机是利用时钟晶体振荡器和脉冲技术起来测 定时间间隔 t 的。 时钟即晶体振荡器用于产生固定频率的电脉冲振荡 (T=1/f ,脉冲计数器的作用是对晶振产生的电脉冲个数进行计数。 如在测距机和目标之间光往返的时间 t 内脉冲个数为 N ,能带测距离 R==。相对测距精度为 。如图 : 三 系统组成及总体方案论证 脉冲激光测距系统由三部分组成:激光发射部分, 激光接收部分 和信号处理部分。 首先由半导体激光器发射一个激光脉冲, 该激光脉 冲经过发射光学系统准直后射向目标 (本实验中激光通过一段光纤传 播 ,同时在主波取样透取出主波的一小部分作为参考脉冲送入接收
激光测距讲解
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。激光打孔、切割、焊接和激光外科手术就是利用了这一特性。
激光测距
激光在军事中的应用
激光测距
激光测距技术出现于20世纪60年代中期，最早在航空、航天中得到应用 、随着激光技术和数字处理技术的发展，由于其优异的性能得到了广泛的应用。
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分为连续激光器和脉冲激光器。氦氖、氩离子、氪镉等气体激光器工作于连续输出状态，用于相位式激光测距；双异质砷化镓半导体激光器，用于红外测距；红宝石、钕玻璃等固体激光器，用于脉冲式激光测距。
激光测距仪由于激光的单色性好、方向性强等特点，加上电子线路半导体化集成化，与光电测距仪相比，不仅可以日夜作业、而且能提高测距精度，显著减少重量和功耗，使测量到人造地球卫星、月球等远目标的距离变成现实。
激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定(又称激光测距)的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。
激光测距有脉冲法、相位法和脉冲—相位法。脉冲法准确度低，相位法准确度高
1.脉冲法测距
过程：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。
原理：测距机发射矩形波激光脉冲，入射被测目标后返回部分的激光由测距机接收。测距机与目标物的距离L为 L=c𝑡2 ，c为光速，t为激光脉冲往返时间 。在激光器发射功率一定的情况下，光电探测器接受的回波功率𝑃𝐿的大小与测距机的光学系统的透过率有关，与目标物物理性质有关，与被测距离L的大小有关。
在不同目标下的测距方程：
漫反射大目标：𝑃𝐿=𝑃𝑇𝐴𝑅2𝜋𝐿2𝜌𝐾𝑓𝐾𝑅𝐾𝑇𝐾2𝛼
激光测距原理详细讲解
激光测距原理详细讲解
嘿，朋友们！今天咱来唠唠激光测距原理。你说这激光测距，就像是我们生活中的一个小魔术，可神奇啦！
想象一下哈，激光就像一把超级精准的尺子，但它可不是普通尺子哦。它能快速地“飞”出去，然后又准确地跑回来，告诉我们距离有多远。这是咋做到的呢？
其实啊，激光测距就是利用了激光的特性。激光那可是一束非常集中、非常亮的光呀！它就像一支勇往直前的箭，直直地射出去。当这束光碰到目标后，会反射回来。然后呢，仪器就通过计算光出去和回来的时间，就能算出距离啦！这就好比你把一个球扔出去，然后根据球飞出去和回来的时间，就能大概知道你扔了多远，是不是挺有意思的？
那有人可能会问啦，这激光测距准不准呀？嘿，那可太准啦！它比你用尺子量还准呢！而且它速度超快，眨个眼的功夫，距离就出来啦！你说厉不厉害？
咱再打个比方，激光测距就像是一个特别厉害的侦探，能一下子就找到目标的位置。不管是测房子的长度，还是测两个东西之间的距离，它都能轻松搞定。
你看在建筑工地上，工人们用它来测量尺寸，保证房子盖得稳稳当当的；在测绘领域，它能帮助绘制出精确的地图；甚至在一些高科技的领域，比如无人驾驶，它也是大功臣呢！它就像一个默默无闻但超级厉害的小助手，在背后帮了大忙。
激光测距原理虽然听起来有点复杂，但其实理解起来并不难呀。就是光跑个来回，我们算个时间的事儿。这么一想，是不是觉得也没那么神秘啦？
而且呀，随着科技的不断进步，激光测距技术也越来越厉害啦！它的精度越来越高，能测的距离也越来越远。说不定以后呀，它还能有更多更神奇的用处呢！
所以说呀，这激光测距原理可真是个好东西！它让我们的生活变得更方便、更精确。我们得感谢那些聪明的科学家们，是他们让这个神奇的技术出现在我们的生活中。让我们一起为激光测距原理点个赞吧！它真的很棒！
激光测距讲解 2
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。激光打孔、切割、焊接和激光外科手术就是利用了这一特性。
激光测距原理 超详细
激光测距原理 超详细
激光测距原理是基于激光器发射一束激光束，然后通过接收器接收激光束的反射信号来测量目标物体的距离。
激光测距的原理可以分为两个主要步骤：光的发射和光的接收。
首先，激光器向目标物体发射一束激光束。激光器产生的激光束具有高度的单色性和方向性，以及狭窄的光束角度，可以准确地照射到目标物体上。
当激光束照射到目标物体上时，一部分光会被目标物体吸收，另一部分光会被目标物体表面反射回来。被反射回来的光称为反射光。
接下来，接收器开始接收反射光。接收器通常使用光电二极管进行接收。光电二极管能够将光能转化为电信号。
当反射光照射到光电二极管上时，光能会激发光电二极管产生电流。这个产生的电流强度与接收到的反射光的强度成正比。
通过测量接收到的反射光的强度，可以获得目标物体与测距设备之间的距离。这是因为反射光的强度会随着距离的增加而减弱。
为了精确测量距离，需要在激光发射和接收之间进行时间测量。在激光器发射激光束后，通过记录接收到反射光的时间差来计算出距离。由于光速恒定，可以使用以下公式计算距离：
距离 = （光速 * 时间差）/ 2
其中，光速代表光在真空中的传播速度，时间差是激光发射和接收之间的时间差。
需要注意的是，由于光速非常快，测量距离时需要非常精确的时间测量。因此，激光测距设备通常使用高精度的计时器或锁相放大器来测量时间差。
总结起来，激光测距的原理是利用激光器发射激光束，通过接收器接收反射光，并测量发射和接收之间的时间差来计算距离。这种测距方式精度高、响应速度快，被广泛应用于工业测量、建筑测量和导航等领域。