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激光測(cè)距儀的光學(xué)原理、分類及其發(fā)展歷程

2010-11-12

                                              激光測(cè)距儀的光學(xué)原理、分類及其發(fā)展歷程

關(guān)于激光測(cè)距儀的測(cè)量原理我們可以用發(fā)問式的方式來一步步為你解答，如下：
1.利用紅外線測(cè)距或激光測(cè)距的原理是什么？
    測(cè)距原理基本可以歸結(jié)為測(cè)量光往返目標(biāo)所需要時(shí)間，然后通過光速c =299792458m/s 和大氣折射系數(shù)n 計(jì)算出距離D。由于直接測(cè)量時(shí)間比較困難，通常是測(cè)定連續(xù)波的相位，稱為測(cè)相式測(cè)距儀。當(dāng)然，也有脈沖式測(cè)距儀，典型的是WILD的DI-3000
    需要注意，測(cè)相并不是測(cè)量紅外或者激光的相位，而是測(cè)量調(diào)制在紅外或者激光上面的信號(hào)相位。建筑行業(yè)有一種手持式的激光測(cè)距儀，用于房屋測(cè)量，其工作原理 與此相同。
2.被測(cè)物體平面必須與光線垂直么？
    通常精密測(cè)距需要全反射棱鏡配合，而房屋量測(cè)用的測(cè)距儀，直接以光滑的墻面反射測(cè)量，主要是因?yàn)榫嚯x比較近，光反射回來的信號(hào)強(qiáng)度夠大。與此可以知道，一 定要垂直，否則返回信號(hào)過于微弱將無法得到精確距離。
3.若被測(cè)物體平面為漫反射是否可以？
    通常也是可以的，實(shí)際工程中會(huì)采用薄塑料板作為反射面以解決漫反射嚴(yán)重的問題。
4.超聲波測(cè)距精度比較低，現(xiàn)在很少使用。

基本原理：激光測(cè)距儀是利用激光對(duì)目標(biāo)的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定的儀器。激光測(cè)距儀在工作時(shí)向目標(biāo)射出一束很細(xì)的激光，由光電元件接收目標(biāo)反射的激光束，計(jì)時(shí)器 測(cè)定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間，計(jì)算出從觀測(cè)者到目標(biāo)的距離。若激光是連續(xù)發(fā)射的，測(cè)程可達(dá)40公里左右，并可晝夜進(jìn)行作業(yè)。若激光是脈沖發(fā)射的，一般絕對(duì)精度較低，但用于遠(yuǎn)距離測(cè)量，可以達(dá)到很好的相對(duì)精度。
 
主要分類：

一維激光測(cè)距儀
用于距離測(cè)量、定位；

二維激光測(cè)距儀（Scanning Laser Range finder）
用于輪廓測(cè)量，定位、區(qū)域監(jiān)控等領(lǐng)域；

三維激光測(cè)距儀（3D Laser Range finder）
用于三維輪廓測(cè)量，三維空間定位等領(lǐng)

發(fā)展歷史：
    世界上第一臺(tái)激光器，是由美國(guó)休斯飛機(jī)公司的 科學(xué)家梅曼于1960年，首先研制成功的。美國(guó)軍方很快就在此基礎(chǔ)上開展了對(duì)軍用激光裝置的研究。1961年，第一臺(tái)軍用激光 測(cè)距儀通過了美國(guó)軍方論證試驗(yàn)，對(duì)此后激光測(cè)距儀很快就進(jìn)入了實(shí)用聯(lián)合體。
    激光測(cè)距儀重量輕、體積小、操作簡(jiǎn)單速度快而準(zhǔn)確，其誤差僅為其它光學(xué)測(cè)距儀的五分之一到數(shù)百分之一，因而被廣泛用于地形測(cè)量，戰(zhàn)場(chǎng)測(cè)量，坦克，飛機(jī)，艦艇和火炮對(duì)目標(biāo)的測(cè)距，測(cè)量云層、飛機(jī)、導(dǎo)彈以及人造 衛(wèi)星的高度等。它是提高高坦克、飛機(jī)、艦艇和火炮精度的重要技術(shù)裝備。
    由于激光測(cè)距儀價(jià)格不斷下調(diào)，工業(yè)上也逐漸開始使用激光測(cè) 距儀。國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了一批新型的具有測(cè)距快、體積小、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)的微型測(cè)距儀，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控、礦山、港口等領(lǐng)域。