激光測距需要哪些算法來實現(xiàn)？

時間：2022-12-28

本人從事激光研發(fā)及應用相關工作，對于具體使用激光來測距的原理略知一二，但題主詢問的是具體算法，不知道是否跟自動化編程有關。暫且不管，等相關人士來作答。這里，本人就具體原理做一個簡單回答。

激光測距的方法根據(jù)所測距離遠近有多重方法。

1. 較簡單的，直接**激光脈沖，同一位置的探測器探測到反射回來的脈沖，根據(jù)時間差乘以光速除以二，即得到距離。當然遠距離測量時一般無法做到像使用反射鏡精確反射原光脈沖，探測器可以接收到較弱的漫反射而來的光信號，同時考慮到存在光速在空氣中傳播的速度變化，但是一般的，這種誤差可以忽略不計了。這種方法精度可以做到米級甚至厘米級。

2. 三角法。光束以一定的角度射向被測點，反射的光束以一定的角度反射回光源旁的接收器，反射光入射接收器的角度可以測出，反射光入射接收器的位置也可測得，根據(jù)正弦定理計算，很容易就可以算出光源與被測點的距離。如圖

l可知，α、β可知，即可算得d=l*sinβ/sin(π-α-β)

3. 相位法。使用無線電頻率對激光進行幅度調(diào)制，并測定調(diào)制光往返測線一次所產(chǎn)生的相位延遲，再根據(jù)調(diào)制光的波長，換算此相位延遲所代表的距離。即用間接方法測定出光經(jīng)往返測線所需的時間。

若調(diào)制光角頻率為ω，在待測量距離D上往返一次產(chǎn)生的相位延遲為φ，則對應時間t 可表示為：

t=φ/ω 　將此關系代入上式距離D可表示為：

D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ)=c/4f (N+ΔN)=U(N+) 式中：

φ——信號往返測線一次產(chǎn)生的總的相位延遲。

ω——調(diào)制信號的角頻率，ω=2πf。

U——單位長度，數(shù)值等于1/4調(diào)制波長

N——測線所包含調(diào)制半波長個數(shù)。

Δφ——信號往返測線一次產(chǎn)生相位延遲不足π部分。

ΔN——測線所包含調(diào)制波不足半波長的小數(shù)部分。

ΔN=φ/ω

在給定調(diào)制和標準大氣條件下，頻率c/(4πf)是一個常數(shù)，此時距離的測量變成了測線所包含半波長個數(shù)的測量和不足半波長的小數(shù)部分的測量即測N或φ，由于近代精密機械加工技術和無線電測相技術的發(fā)展，已使φ的測量達到很高的精度。

為了測得不足π的相角φ，可以通過不同的方法來進行測量，通常應用較多的是延遲測相和數(shù)字測相，目前短程激光測距儀均采用數(shù)字測相原理來求得φ。

（來源ofweek相位法激光測距：相位式激光測距儀原理分析 - OFweek激光網(wǎng)）

4. 答友soliton提到的飛秒雙光梳飛行時間法精度較高，屬于比較*的學術層面的方法，工業(yè)領域還沒有進行廣泛應用，可以參考一些論文了解一下。以下直接引用張弘元、尉昊赟等的論文《雙光梳飛行時間**距離測量》：

“我們提出一種基于非線性異步光學采樣(nonlinear asynchronous optical sampling, nonlinear ASOPS)的非相干雙光梳**距離測量方法。兩臺光頻梳重復頻率上的差異保證探測光脈沖和采樣光脈沖在時域上能夠重合，實現(xiàn)時域光學掃描。同時，type II SHG 被用來標明探測光脈沖在時域上的準確位置。通過探測倍頻光脈沖的時間間隔，我們可以根據(jù)飛行時間法計算得到待測距離?！?/p>
上海新閎電氣有限公司專注于開關元件,位移傳感器,變頻器,觸摸屏,模塊等

詞條
詞條說明
位移傳感器特性
又稱為線性傳感器，是一種屬于金屬感應的線性器件，傳感器的作用是把各種被測物理量轉(zhuǎn)換為電量。在生產(chǎn)過程中，位移的測量一般分為測量實物尺寸和機械位移兩種。按被測變量變換的形式不同，位移傳感器可分為模擬式和數(shù)字式兩種。模擬式又可分為物性型和結構型兩種。常用位移傳感器以模擬式結構型居多，包括電位器式位移傳感器、電感式位移傳感器、自整角機、電容式位移傳感器、電渦流式位移傳感器、霍爾式位移傳感器等。數(shù)字式位移
激光測距需要哪些算法來實現(xiàn)？
本人從事激光研發(fā)及應用相關工作，對于具體使用激光來測距的原理略知一二，但題主詢問的是具體算法，不知道是否跟自動化編程有關。暫且不管，等相關人士來作答。這里，本人就具體原理做一個簡單回答。激光測距的方法根據(jù)所測距離遠近有多重方法。1. 較簡單的，直接**激光脈沖，同一位置的探測器探測到反射回來的脈沖，根據(jù)時間差乘以光速除以二，即得到距離。當然遠距離測量時一般無法做到像使用反射鏡精確反射原光脈沖，探測
激光測距傳感器應用案例
應用領域：測地學/建筑學應用類型：監(jiān)測應用描述：項目的顧問工程師在監(jiān)測泥石流活動時，常常會使用到激光傳感器。鐵路沿線的泥石流會造成山間水流阻塞，從而導致鐵軌被淹沒，通過使用激光傳感器，可以對這種情況進行預防監(jiān)測。中兩臺激光測距儀的測量距離都在25米左右。一旦檢測到測量距離明顯變短或發(fā)生測量錯誤，則會通過G手機的數(shù)據(jù)記錄器發(fā)出警報。為了監(jiān)測山體滑坡和泥石流活動，項目設計了一整套龐大的系統(tǒng)，激光測距傳
位移傳感器怎么用
機械設備自動化系統(tǒng)由執(zhí)行元件，傳感器部分，控制器部分三部分組成，位移傳感器主要用于設備位移測量與位置定位，位移傳感器質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定了機械設備測量精度與控制效果的好壞。機械設備生產(chǎn)制造與維修行業(yè)常用的位移傳感器產(chǎn)品有：直線位移傳感器、拉繩位移傳感器、磁致伸縮位移傳感器、磁致伸縮液位傳感器、LVDT位移傳感器、電渦流傳感器、磁柵尺位移傳感器、角位移傳感器（角度傳感器、傾角傳感器）等。位移傳感器種類