.
0
N
014
0
n1
创
技 术
新c
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a
n
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T
e
c
no
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n加
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g
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rHa
td
激 光测 技距术 国内外 发状展况 及 原理郑
明 杰鑫 ( 工 业大刘学人 文息 学信院 吉 林长 长春
摘春、
,
3
0
11
:
一 高种度相 干 能 量 集 中 以及方 向 性很强 的 光辐 射 些这 特点 对 于实 现 测量 过程中 的 自动化 高效 率 高精及 是 十 分度 有益 要 的 光激是:
、
。
关键 词 激光 距 测技术 发展 状 况 原 理 中 分图 类号
汀N 429
文
献标码 识 A:
文章
号
编:
1
7 46o g x (2 s014) 0(a
1一
)
0 0 3501
一
1一
激
光 测 距 术 国技 外内 展 发况
状国内外在2 0世纪7 0年 代的 一初些 测量
推出了 实 用 于不 同 场景的 不 同 型 号 的 激
光狈 」 系统距2
,0
达到
2士
5
m
,
m 处于国 际 先 进水平
由
其狈 」距的 快速 性 及 电磁 扰 干
的仪 器 始 采 开用了 激 光 术 技 界世上第 一台 激 光器 由是美国 休 斯飞 机 公 司 科 学 的 家梅,
不
敏 性感而 广 泛 应 用 各在 个 域领
激
光 测 距技 术的基 本 原理
光测激距 的常 方用有 法位相
法、
世
纪
7
0
年
代
,
国
激内光 器 样 机 的
研
冲脉
曼
于 916 0 年 首先 研 制成功 被 的称 作柯 丽
l型
达G vs一
,
,
究 出现 了北 京光 学 仪 仄 苏器州 一第 学光仪
器厂先 后制研成 功 了以 器 光 源作 的 经 仪纬,
,
法
激 光狈」 距 技 术 通 常 对 目是 标 发射 一 窄个 脉宽的 激 光 脉 或冲发 射连 续 激 光 波束来
狈l 量J 标 距 离目 一 种 技的 术下 将面 针对 常 用
19
3
型
年1美 军国 方率 先配 置 了A N/
7,
H
e
一
红 石宝 激 狈光lJ 距系统 自此 各 国,
军
队逐 渐配 了 用备 侦 查于的 激 光 狈 」距 各
由机 于积大 使 用 寿 命 短 原则 每上年 都 要更
换2
七2一
N 气
激体光e e 激 光器体 N
,
的下相 位 法 及 脉 冲法做 些一简 介单绍
2 1
.
种 号 的 型激光 测 距 装 相 置应 到得了 应 用纪世 70年代,
、
0
2
所 以给以
美国 俄 罗等斯国 著名的 公司
H,
e一
e N
气 体
光激 器作为光源
的相
位 法 相位 法 是 通 过 向标目发 射 连 的续 调
,
制激
光 纬 仪 带经来 许多不足 有两 种 结构使
开 展作研合
究其品产涉 及 工业航 海
,天 ,
、
、
He
一 激e 光 光引束 人 望远 镜 一种 是 刚 性N,
,,
脉
并冲 通过 比 发对 射信号 接 受 信 号与之
间相的位 差来 判 断目标 的 距 但离
,是
洋 等
多个方 面 经 过多 年 断 不探 索激光 测
机 距 更 了 两新 代已经 研 制更新 了到第3 代
接 导人直式 这 型 种式 然虽 单简
结 构光 能
损 失 但小对 仪器 的使用 并 利不
,,
对, 目
于由于 激光,
标 的 距
离大于 测 量 距离时 将会 出 现 重 多 结 仅 当果相 位 差 小 于 二 时 有 2 一唯 值且 并仅当
脉冲 频率 高 时误 才会差 降低狈l J量 距 离 就 下会降 , ,
第 l代激 测 光距 统系是 光 电 倍 增管 探 测 和器红 外宝 石 激 光 构器 的 但成 是由于 占 面 地积
重 量重广、 、
器 及
其 壳 较外 重 体积 较大横 轴 承 支 方不
便
又 为因 光 器激偏 离 横 于一轴侧 所 望以
远镜 俯做 仰工作 时 心重 平不 衡
但,应相
的
耗费 电量 多等 缺点 被 第 代而2
另
外由 于
,
因此
本方 法 有较大
的狈」
距系统代 取第2代 激光 狈」 系距统用采 近
需
要 联接 外 接 源电 线使 仪 得器的 轴横和竖 轴都 以 难3作 6
,0。
红 外 钱激光 器(主 要 是P
工
,
NN:
dA Y
G激 光
器和
)转 给 使旋用 带 不来便 另
,
局 限 性 22月 永 法冲
.
光电 二 极或管者 雪 崩 光电 二 管极 与第
,
一
种是 光 导纤 维 导 人 式采用 光 导 了 纤维
脉冲通 法过计 算发 射冲与 脉接 受冲脉的
间时差 来 计算 目标 距离 的 因 光 在波空 气
一代 相 第比 2代激 光 狈 」距 系 统 的耗 量电和
联管结 这是种一挠联性结 使 时仪器 不用装载
积 都体小 很多因 此 得到 了 速 迅发展 到 2 世纪070代年,
H e
一
e 光 激器 和激 光 电的源 因此 没 N,
,
中的传 播 度速 为恒定
,值
此因只 要得 光知
Y
GA
激
光 器 技术 趋于成 将
熟、
、,
有不 利
于器 横轴仪支
,
承
同时 激光 器产
这生种 激 光器 应 用 于远 程中程 程 短 激 光的狈
距 」 雷达以 成 为 一 种趋 势但 由是于其 全对
的
热 引起量望远 视轴 镜和 光激束 轴的 变化
波 发从 出到 接 收 的时间 t 即 算 出可 待 目 :测标 的 距离为
L一
。火
完也克全服了 即 束光 生发漂 移 导纤 维 光 联 管结 存在 着结 构较 杂复 传递 光 光束能
损失 大问等 另题 仪器 的横外 轴和轴也
、竖
天候测 距 精度 低兼 容 性 差及损 人 眼伤的 缺 点 随 着 伴 光激技 术 与 子电技 术 的 发 展 逐
被渐第 3 代激 光 狈 距」 统系所取 第代
3 ,,
、
二
2
代
,
激难
作
以36
0。
旋的转 给使用 带 来不
便, ,,
,
式
中 L 一标 与 目系 统距 离 ;t 一 脉冲 往 返于目 标 时 的间 间 隔
然虽量 测精较度相 法位低
:
要,,
光
狈」 距 系 相 统 较 于 前 代两而 言 有了十 足 的 发
展 其结 构采用 对人 眼 安 全 的激光 器用最 新电子的 技 术
, 、
可 以 说
在起
步的 段 阶 国 我的 激 光
技
是但脉
,
并
迅 术速 展发
在技 术上 都已 接
近国际 先进
,
激冲 光测距 法却 有 以 下 优 第 点一 在两
种 法 的方 平 总 功均率 相同 情 况的 下 脉冲激光
狈 」 距 法 可以 产 瞬生间 的 大功率 从 而使 得 接 ,
且并 体 积小耗 电 量少
、
水
平 在 激 测光 方 距面的 研究 我 国于 1 972
而精 更度 高 西方 国 家开 发 出 了 用 途不 同
的」 距狈 系 统 单有 光束 激光 」狈距 统
系,
,
年成 功 的研 制出 J了
C ,
,
一
lY型 精密气体激
光
,
维激
二l狈 巨 J 第机二 年 出了推
J
C Y一2
型
19 9
年
6收 信号足 够 强 相较 而言 测 量距 离 相就应 的大增
,
光
描 扫 式测 系 距统 其 中 一 维 系 统等 于用
上
海 光 机 所 成 设功计 出了 便 携 式 半导 体 激光 狈」距 机测距 度精
,为
、第 二
一在 情 般况下 脉 冲 狈 距法
」 ,,
,
,
量测 离距二 维系 统 于 用扫 描平 面 监 控一 片 域 区 维三 狈 」距系 统 用 于 对空间 定的位
与 三轮维 廓 测量等 应用领 域 由于 光激 」 狈系
,
距
,,
.
士
0
5
m接 下来几
狈的 lJ 量速 快度而 位相法 由 需于 要 比较信 号 间的 相 位之 和差隐蔽 性 好 此 因 测量 时间 较 长 不 适
, ,合
年
里 体积 精小度 高的 便携式 测距 机 成为了研
究 的 主题,
在1 9 99年 为提 高测量精
,
,
高 率 频 的量 测第 三脉 冲 测 式 法距 安 全 性
统
的 高 精度快 速性及 抗 扰干性 能 等 强优点
而 受推 备
崇2 008
年,
、
度详 的 细判别 误 了 来 源 认 差 为狈」 距 的误 差主 要 是由 于接 收系统 响 时应 和 自量 间
化 外 国 许的多 科机 研构 大和 学
亦在 此
域 领展开 研究 球全 业 工全安领 域 的专 家迈 赛
S 30
时, 的 钟频 率稳 定 度以及 脉 的宽影 响
,
、
20
参 的文 考
献【 ] 付宝 臣 高 精 度激 光狈 」l 距 仪 硬件 电路 研.
年 清
大华学 赵 龙 秦大来贵 等 人 对激 光测
距 机 的 接 问受题 了做初步 分 并 提 析出了 自 ,
展 示全了新 的
L能
够产 生 一个达 到9 01, ,
【 M ]究南 京理工 大
,学 ,
.
,
.2 00 7
度的 不 可 见.的 非接触 的 控 监 面平 并且能 够
软 件 来 用由的自 制 监控 控的 域区
触发 距 测的 案方
2 0差 0 年
7,
,
减 少了测 距所 带来 的
T D 误c
一
【]赵 大龙 秦来贵 霍 晶玉脉 冲 光 激测2 .
较易 于满
m m
可与
口,
中国科 院学 上海 物理 研 究 所
采PGI
, ,
J, ]光 电技术 距应收接 术的技研究
【.
足特殊的 业工要 求
,近些 劳年意提斯出
了
一
,
用了 用 的 专 时 间 隔间 测量 芯 片
,
用
,
2
0 50(3
)
列系 狈的 距 」系统 分辨其达率到 30
不
增 仅 了加 狈 距」 范 提 高围 测 了 精量 还度
通
过P
L
P R OCF 工B SU
D
P
口 或红接 接
,
外 便 于控制 使和用
上 等位机 实现 通信 同 莱 时 公 卡司 亦
科 中院 成功研 制 了出 基 于 时 幅转 换的 激 狈光」 距 统系精
度,
2
00 年8
科 技创 新 报导
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