激光測距儀的測量原理

更新時間：2013-08-07

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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。
激光測距儀一般采用兩種方式來測量距離:脈沖法和相位法。相位測距技術的測距精度高,但作用距離有限,主要用于高精度大地測量。*，光在給定介質的傳播速度是一定的，因此，通過測量光在參考點和被測點之間的往返傳播時間，即可給出目標和參考點之間的距離。

相位測距法是通過強度調制的連續光波在往返傳播過程中的相位變化來測量光束的往返傳播時間，其計算公式如下：

t=Φ/2πf

式中，t為光波往返傳播時間（s）；Φ為調制光波的相位變化量（rad）; f為調制頻率（Hz）。

光的往返傳播時間得到后，目標至參考點的距離可由下式求得

R=（c/2）×（Φ/2πf）=（λ/2）×（Φ/2π）

式中，R為目標至參考點距離（m）；c為光波傳播速度（m/s）；λ為調制光波波長（m）。

相位位移是以2π為周期變化的，因此有

Φ=（N+△n）.2π

式中，N為相位變化整周期數；△n為相位變化非整周期數。

由以上兩式可知

R=λ/2×（N+△n）

上式表明，只要測出發射和接收光波的相位差，即可得到目標的距離。因此相位測距可理解為以調制光波半波長為“測量尺度”的距離測量方法。

文章來源：北京綠野創能機電設備有限公司

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激光測距儀的測量原理