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激光測距儀的光學原理、分類及其發展歷程

2010-11-12

激光測距儀的光學原理、分類及其發展歷程

關于激光測距儀的測量原理我們可以用發問式的方式來一步步為你解答，如下：
1.利用紅外線測距或激光測距的原理是什么？
    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。

基本原理：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。

主要分類：

一維激光測距儀
用于距離測量、定位；

二維激光測距儀（Scanning Laser Range finder）
用于輪廓測量，定位、區域監控等領域；

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

發展歷史：
    世界上第一臺激光器，是由美國休斯飛機公司的科學家梅曼于1960年，首先研制成功的。美國軍方很快就在此基礎上開展了對軍用激光裝置的研究。1961年，第一臺軍用激光測距儀通過了美國軍方論證試驗，對此后激光測距儀很快就進入了實用聯合體。
    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。