激光測(cè)距概述

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(又稱激光測(cè)距)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。

世界上第一臺(tái)激光器，是由美國休斯飛機(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。

激光測(cè)距儀一般采用兩種方式來測(cè)量距離:脈沖法和相位法。脈沖法測(cè)距的過程是這樣的:測(cè)距儀發(fā)射出的激光經(jīng)被測(cè)量物體的反射后又被測(cè)距儀接收，測(cè)距儀同時(shí)記錄激光往返的時(shí)間。光速和往返時(shí)間的乘積的一半，就是測(cè)距儀和被測(cè)量物體之間的距離。脈沖法測(cè)量距離的精度是一般是在+/- 10厘米左右。另外，此類測(cè)距儀的測(cè)量盲區(qū)一般是1米左右。

激光測(cè)距是光波測(cè)距中的一種測(cè)距方式，如果光以速度c在空氣中傳播在A、B兩點(diǎn)間往返一次所需時(shí)間為t，則A、B兩點(diǎn)間距離D可用下列表示。

D=ct/2

式中:

D--測(cè)站點(diǎn)A、B兩點(diǎn)間距離;

c--速度;

t--光往返A(chǔ)、B一次所需的時(shí)間。

由上式可知，要測(cè)量A、B距離實(shí)際上是要測(cè)量光傳播的時(shí)間t，根據(jù)測(cè)量時(shí)間方法的不同，激光測(cè)距儀通?？煞譃槊}沖式和相位式兩種測(cè)量形式。典型的是WILD的DI-3000、真尚有的LDM30X 。

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。

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。

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。

激光測(cè)距儀精度可達(dá)到1毫米誤差，適合各種高精度測(cè)量用途。

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)域。

激光測(cè)距儀分手持激光測(cè)距儀和望遠(yuǎn)鏡式激光測(cè)距儀。

1、手持激光測(cè)距儀:測(cè)量距離一般在200米內(nèi)，精度在2mm左右。這是目前使用范圍最廣的激光測(cè)距儀。在功能上除能測(cè)量距離外，一般還能計(jì)算測(cè)量物體的體積。

2、云服務(wù)激光測(cè)距儀:通過藍(lán)牙Meterbox將激光測(cè)距儀上測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)揭苿?dòng)終端如手機(jī)、平板電腦上;通過wifi聯(lián)網(wǎng)可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫朔?wù)器，在遠(yuǎn)程的施工伙伴實(shí)時(shí)共享測(cè)量數(shù)據(jù),如iLDM-150。

3、望遠(yuǎn)鏡式激光測(cè)距儀:測(cè)量距離比較遠(yuǎn)，一般在600-3000米左右，但精度相對(duì)較低，精度一般在1米左右。主要應(yīng)用范圍為野外長距離測(cè)量。

一維激光測(cè)距儀

用于距離測(cè)量、定位;激光測(cè)距儀

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)域。

圖:使用激光測(cè)量月球到地球距離的示意圖

激光測(cè)距儀廣泛用于地形測(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，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控、礦山、港口等領(lǐng)域。

激光測(cè)距儀使用時(shí)需要注意的問題:激光測(cè)距儀不能對(duì)準(zhǔn)人眼直接測(cè)量，防止對(duì)人體的傷害。同時(shí)，振動(dòng)儀一般激光測(cè)距儀不具防水功能，所以需要注意防水。最新的美國里奧波特激光測(cè)距儀，由于在美國當(dāng)?shù)刂饕m用于戶外狩獵愛好者，所以制作之處的優(yōu)勢(shì)即是可以防水防霧，配有叢林樹木枝葉涂彩。

激光器不具備防摔的功能，所以激光測(cè)距儀很容易摔壞發(fā)光器。

激光測(cè)距儀維護(hù):

① 經(jīng)常檢查儀器外觀及時(shí)清除表面的灰塵臟污、油脂、霉斑等。

② 清潔目鏡、物鏡或激光發(fā)射窗時(shí)應(yīng)使用柔軟的干布。嚴(yán)禁用硬物刻劃，以免損壞光學(xué)性能。

③ 本機(jī)為光、機(jī)、電一體化高精密儀器，使用中應(yīng)小心輕放，嚴(yán)禁擠壓或從高處跌落，以免損壞儀器。