激光测距仪是一种利用激光精确测量目标距离的仪器(又称激光测距仪)。激光测距仪工作时向目标发射极细的激光束,光电元件接收目标反射的激光束。计时器测量从发射到接收激光束的时间,并计算从观察者到目标的距离。
如果连续发射激光,测量范围可达40km左右,可昼夜操作。如果激光是脉冲的,绝对精度一般较低,但对于远距离测量可以达到较好的相对精度。
世界上第一台激光器最早是由休斯飞机公司的科学家梅曼于1960年研制的,美军很快在此基础上开展了军用激光装置的研究。 1961年,第一台军用激光测距仪通过了美军的演示试验。之后,激光测距仪很快进入了实用联盟。
激光测距仪具有重量轻、体积小、操作简单、速度快、准确度高等优点,其误差仅为其他光学测距仪的五分之一至百分之一。因此,它广泛用于地形测量、战场测量、坦克、飞机、舰船、大炮的目标测距,以及云层、飞机、导弹和人造卫星的高度测量。是提高坦克、飞机、舰船和火炮精度的重要技术装备。
随着激光测距仪价格的不断下降,行业也逐渐开始使用激光测距仪。国内外涌现出一批具有测距快、体积小、性能可靠等优点的新型微型测距仪,可广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。
激光测距仪一般采用两种方法来测量距离:脉冲法和相位法。脉冲测距的过程如下:测距仪发出的激光经被测物体反射后被测距仪接收。测距仪同时记录激光的往返时间。光速与往返时间的乘积的一半就是测距仪与被测物体之间的距离。脉冲法测距的精度一般在±10cm左右。另外,这种测距仪的测量盲区一般在1m左右。
激光测距是光波测距中的一种测距方法。如果光在空气中以速度 C 传播,并且从 a 点到 B 点往返所需时间为 t,则 a 点和 B 点之间的距离 d 可以表示如下。
D=ct/2
在哪里:
D——A站和B站之间的距离;
C——速度;
T——光 a 和 B 往返一次所需的时间。
从上式可以看出,测量a和B的距离实际上就是测量光的传播时间T。根据测量时间方法的不同,激光测距仪通常可以分为脉冲式和相位式。典型的是wild的di-3000和real world的ldm30x。
需要注意的是,相位测量不是测量红外或激光的相位,而是在红外或激光上调制的信号相位。建筑行业有一种手持式激光测距仪,用于房屋测量,其工作原理是一样的。
一般精密测距需要全反射棱镜的配合,而用于房屋测量的测距仪是通过光滑墙壁的反射直接测量的,主要是因为距离比较近,光反射的信号强度足够大。由此可知,必须是垂直的,否则返回信号太弱,无法得到准确的距离。
这通常是可能的。在实际工程中,将采用薄塑料板作为反射面来解决漫反射的严重问题。
激光测距仪精度可达1mm误差,适用于各种高精度测量用途。