激光測距需要哪些算法來實現(xiàn)？

時間：2022-12-28作者：上海新閎電氣有限公司瀏覽：96

本人從事激光研發(fā)及應(yīng)用相關(guān)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(guān)。暫且不管，等相關(guān)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(yuǎn)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(dāng)然遠(yuǎn)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(yīng)時間t 可表示為：

t=φ/ω 　將此關(guān)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(biāo)準(zhǔn)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(shù)和無線電測相技術(shù)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(yīng)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(xué)術(shù)層面的方法，工業(yè)領(lǐng)域還沒有進行廣泛應(yīng)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(xué)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(fù)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(xué)掃描。同時，type II SHG 被用來標(biāo)明探測光 脈沖在時域上的準(zhǔn)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(guān)元件,位移傳感器,變頻器,觸摸屏,模塊等

• 詞條

  詞條說明

• SICK編碼器在伺服電機中的應(yīng)用

  SICK編碼器在伺服電機中的應(yīng)用SICK(西克，施克)編碼器 在工業(yè)自動化領(lǐng)域的市場占有率非常廣，施耐德，樂，*，科爾摩根/丹納赫，AB,西門子,CT/艾默生等伺服電機廠商均采用過SICK編碼器產(chǎn)品。本文僅介紹與伺服電機相關(guān)的伺服反饋型SICK編碼器產(chǎn)品，供維修、調(diào)試、開發(fā)人員參考。一，分類按類型可分為增量型和**值兩種，**值分單圈和多圈。另外還有一類HIPERFACE協(xié)議用編碼器。1，伺服

• 位移傳感器怎么用

  機械設(shè)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(shè)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(shè)備測量精度與控制效果的好壞。機械設(shè)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

• 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(yīng)用相關(guān)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(guān)。暫且不管，等相關(guān)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(yuǎn)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(dāng)然遠(yuǎn)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

• 激光測距原理

  激光測距（laser distance measuring）是以激光器作為光源進行測距。根據(jù)激光工作的方式分為連續(xù)激光器和脈沖激光器。氦氖、氬離子、氪鎘等氣體激光器工作于連續(xù)輸出狀態(tài)，用于相位式激光測距；雙異質(zhì)化鎵半導(dǎo)體激光器，用于紅外測距；紅寶石、釹玻璃等固體激光器，用于脈沖式激光測距。激光測距儀由于激光的單色性好、方向性強等特點，加上電子線路半導(dǎo)體化集成化，與光電測距儀相比，不僅可以日夜作業(yè)、