激光測距儀的原理有哪些？

來源：閱讀(du)：426 發布時間：2022-12-22 17:06:20

激光測距儀，是利用激光對目標距離進行測定的儀器。在工作的過程中，激光測距儀會向目標發射一束極細的激光束，由光電元件接收反射的激光束，再由計時器測定光束從發射到接收的時間，從而計算距離。

根據工作原理的不同，激光測距儀大體可分為脈沖法、干涉法、相位法和三角法四種。

1 脈沖測距法

脈沖測距法的原理基于光的傳播速度為恒量，激光器發射的脈沖通過發射器投射到待測目標上，通過目標的漫反射由接收器接收，再由光電轉換元件轉換為電信號，經過放大器放大后，用數字電路或圖像法直接測定光往返一次所需的時間，然后計算出距離并將其顯示。

脈沖式激光測距儀的主要特點是光能以脈沖形式集中發射，通過待測目標的漫反射進行距離測量，不需要專門設置合作目標，使用非常方便。但由于反射物表面的高低不平及時間測量技術的限制，這種測距裝置精度較低，一般誤差為2-5m。

脈沖測距法原理圖

2 干涉測距法

干涉測距法是基于光波干涉原理進行測距的方法根據光的干涉原理，兩束具有固定相位差，而且有相同頻率、相同振動方向或振動方向之間夾角很小的光相互交疊，將會產生干涉現象，入射激光到達分光鏡后分成反射光和透射光，并分別由固定反射鏡和可動反射鏡反射后在分光鏡處匯合成相干光束。兩束光的路程之差會影響合成光的振幅，最終影響光強。

激光干涉儀利用這一原理使激光束產生明暗相間的干涉條紋，由光電轉換器接收并轉換為電信號，經處理后由光電計數器計數，從而實現對位移量的檢測。由于激光的波長極短，特別是激光的單色性好且波長值很精確，因此，用激光干涉法測距的精度非常高。

光電測量法原理圖

3 三角測距法

將物面與光源及接收系統擺放在三個點，構成三角形光路，即為三角測距法。激光光源發出的光束經透鏡聚焦照射到被測物面上，光線由物面反射，被光電接收系統接收。為了能使光敏面清晰成像，可在其前方加一聚焦鏡頭。如果物面發生移動，可根據三角形相似原理求出光敏面上光斑的移動。反之，如果知道光敏面上光斑的移動量也可求出物面的移動量。

激光三角測距法形式多樣，既可以使激光正入射到物面上，光電接收系統傾斜接收；也可使激光斜入射到物面上、光電接收系統正接收或傾斜接收。光源與接收系統如何放置主要是看測量系統所測試的目標、測量系統的構造、測量系統其他輔助設備的設計等。