相位式激光测距仪的原理

山东科技大学学士学位论文 摘要

摘要

相位式激光测距法由于其计算方便、体积小巧、测距精度高等优点，成为最有发展潜力的距离测量技术。将激光用低频信号进行调制发射，距离信息就隐含在从目标物反射回的调制光波的相位信息中。测出发射与接收光波之间的相位差，通过适当的换算，即可得到待测距离的实际值。

本文首先介绍了相位式激光测距仪的研究背景、意义，总结和概括了激光测距的有关理论基础，并且介绍了相位式激光测距仪的测距原理，提出了测距系统的实现框图；接着围绕接收系统的性能开展深入研究，主要研究探测器件的选择，偏压电路、混频电路、自动增益控制电路的设计等问题；利用Proteus技术对APD偏压电路和自动增益控制电路进行仿真，通过仿真结果不断完善设计。

关键词：激光测距；雪崩二极管；相位；混频；自动增益控制

山东科技大学学士学位论文 摘要

ABSTRACT

The phase-shift laser ranging becomes the most potential techni

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摘要

相位式激光测距法由于其计算方便、体积小巧、测距精度高等优点，成为最有发展潜力的距离测量技术。将激光用低频信号进行调制发射，距离信息就隐含在从目标物反射回的调制光波的相位信息中。测出发射与接收光波之间的相位差，通过适当的换算，即可得到待测距离的实际值。

本文首先介绍了相位式激光测距仪的研究背景、意义，总结和概括了激光测距的有关理论基础，并且介绍了相位式激光测距仪的测距原理，提出了测距系统的实现框图；接着围绕接收系统的性能开展深入研究，主要研究探测器件的选择，偏压电路、混频电路、自动增益控制电路的设计等问题；利用Proteus技术对APD偏压电路和自动增益控制电路进行仿真，通过仿真结果不断完善设计。

关键词：激光测距；雪崩二极管；相位；混频；自动增益控制

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ABSTRACT

The phase-shift laser ranging becomes the most potential techni

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摘要

相位式激光测距法由于其计算方便、体积小巧、测距精度高等优点，成为最有发展潜力的距离测量技术。将激光用低频信号进行调制发射，距离信息就隐含在从目标物反射回的调制光波的相位信息中。测出发射与接收光波之间的相位差，通过适当的换算，即可得到待测距离的实际值。

本文首先介绍了相位式激光测距仪的研究背景、意义，总结和概括了激光测距的有关理论基础，并且介绍了相位式激光测距仪的测距原理，提出了测距系统的实现框图；接着围绕接收系统的性能开展深入研究，主要研究探测器件的选择，偏压电路、混频电路、自动增益控制电路的设计等问题；利用Proteus技术对APD偏压电路和自动增益控制电路进行仿真，通过仿真结果不断完善设计。

关键词：激光测距；雪崩二极管；相位；混频；自动增益控制

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ABSTRACT

The phase-shift laser ranging becomes the most potential techni

胡亚斌

美国LaserCraft高精度激光测距仪－Contour XLRic型，这款激光测距仪是高精度和远量程的结合体，是目前市场性能最好的一款手持激光测量系统。它能成功地在保持良好精度的前提下测量以下目标到前所未有的距离：175米到电力线，400米到电线杆，800米到建筑物。同时，它是一款坚固防水的仪器，遇到下雨，下雪，大雾或沙尘暴天气时，您只把工作模式选择到“坏天气”模式，您的工作就不会受到任何影响。在坏天气下使用它，就如同在好天气下使用一样方便，好用。如果装配了三脚架，它就可以用来进行更远距离的精确测量和进行精密的倾斜测量。

Contour XLR采用最新激光技术，小巧、轻便、使用方便，可准确测量目标距离。有恶劣天气工作模式保证仪器在仪器在雨、雪、雾、沙尘暴天气条件下仍可可靠工作。仪器配备HUD显示器，可边瞄准边测量。是建筑结构规划等通用距离测量的得力仪器。最大测量距离1850米，精度0.1米。 Contour XLRi具有XLR系列的全部特点，同时增加360度倾角传感器。有六种工作模式，分别是距离、角度、水平距离、垂直距离、二点高度、三点高度。有串行口，可通过计算机或数据记录器记录数据。典型应用：矿山地形测量、森林资源调查、倾斜测量、高度

Laser rangefinder

A long range laser rangefinder is capable of measuring distance up to 20 km; mounted on a tripod with an angular mount. The resulting system also provides azimuth and elevation measurements.

A laser rangefinder is a device which uses a laser beam to determine the distance to an object. The most common form of laser rangefinder operates on the time of flight principle by sending a laser pulse in a narrow beam towards the object and measuring the time taken by the pulse to be reflected off the target an

面积体积测量连续测量

加法（+）键测屋键准边犍退格/关机键

开启/测虽键

间接测虽

自动水平

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减法（一）键

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如何选择适合自己的激光测距仪

激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激

光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。

若激光是连续发射的，测程可达40公里左右，并可昼夜进行作业。若激光是脉冲发射的，一般绝对精度较低，但用于远距离测量，可以达到很好的相对精度。

世界上第一台激光器，是由美国休斯飞机公司的科学家梅曼于1960年，首先研制成功的。美国军方很快就在此基础上开展了对军用激光装置的研究。1961年，第一台军用激光 测距仪通过了美国军方论证试验，对此后激光测距仪很快就进入了实用联合体。

激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一，因而被广泛用于地形测量，战场测量，坦克，飞机，舰艇和火炮对目标的测距，测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。它是提高高坦克、飞机、舰艇和火炮精度的重要技术装备。

由于激光测距仪价格不断下调，工业上也逐渐开始使用激光测距仪。国内外出现了一批新型的具有测距快、体积小、性能可

靠等优点的微型测距仪，可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。

脉冲激光测距仪发射与接收的透镜设计

摘要：根据脉冲激光测距仪的原理，采用单透镜对脉冲激光测距仪发射的光述进行准直和对回波光束的汇聚。通过对单透镜准直系统对发散角的压缩，以及对反射回波的汇聚，运用ZMAX对发射和接收的光学成像系统进行模拟，选取最佳的设计方案。该方法不仅满足脉冲激光测距仪的基本设计要求，同时可以方便校正像差，使得准直系统的设计比较简单，节省制作成本，且便于携带。 关键词：激光测距；发射光束准直；ZEMAX；像差

Abstract： 1 引言

脉冲激光测距仪具有体积小、重量轻、功耗低、便于携带等优点，因此在许多领域被广泛应用。脉冲激光测距仪发射和接收激光能量决定其测距性能的主要参量之一。由于半导体激光二极管发射出来的光束，在相互垂直的平面内有一定的发散角，侧向发散角?//一般为10°左右；而横向发散角??为30°左右。所以在使用半导体激光器时作为发射源时，需要对半导体激光器发射出来的光束先进行准直。目前，有非球面单透镜准直系统，长焦距大孔径的光学系统组合，柱面镜加普通光学系统进行准直，宏/微观光学元件结合进行准直等进行准直。接收有单透镜的接收设计和透镜组系统的设计等。

2 激光光束

从激光二极管半导体发射出来的光束呈高斯分布的TE

相位式激光测距仿真系统的设计与实现

孙英1,2, 张珂殊1

（1.中国科学院光电研究院，北京 100094; 2.中国科学院研究生院，北京 100049）

摘要：在高精度相位式激光测距系统的设计中，要实现测距精度的逼真分析，必须全面考虑环境和系统条件中各种干扰因素。基于模块化和参数化模型设计方法，综合分析了发射、传输、接收、信号处理、鉴相等环节的建模要素，并在传统主噪声源基础上添加了相位噪声、同频干扰、谐波等微弱噪声因子，得到了逼近实际系统的精度分析模型。运用Simulink开发了仿真系统并进行了实验，仿真与实际结果对比表明了该模型的正确性和有效性，满足高精度相位式激光测距系统的设计需求。 关键词：相位式激光测距；系统仿真；系统模型；仿真实验 中图分类号：N945.13 文献标识码：A

Design and Implementation of Simulation System for Phase-Shift Laser Rangefinder

SUN Ying1,2，ZHANG Ke-shu1

（1. Academy of Opto-Electronics, Chinese Academy of Scie

全球最具才艺的手持激光测距仪

NEW: 全球最具才艺的手持激光测距仪 ! 配备了激光瞄准器，高清晰度 2.4 英寸彩色大显示屏， 360° 角度传感器和 BLUETHOOTH? 蓝牙科技，是世界上首台能提供多种测量选择的仪器。

360° 角度传感器内置的角度传感器所能做的远比简单的测量角度更多。角度和距离的测量组合开启了全新的测量可能。例如可以快速和有效的绕过阻碍物测量水平距离，又或是测量树的高度，即使它没有任何反射点。房顶的斜坡或是正面区域也可以安全快速的在地面上进行测量。 Leica DISTO D8 还能测量简单的水平任务，全数字化测量，一人轻松搞定，无需他人帮助！ 4 倍变焦数码瞄准器

4 倍变焦数码瞄准器可使您更快的瞄准遥远处的目标物，在明亮的户外环境中也可使用。在肉眼无法分辨激光点的环境下，您可通过 2.4 英寸高清晰度彩色大屏幕轻易辨识激光点，准确进行远距离测量。 无误差的 BLUETOOTH 数据传输

测量数据可以通过内置的蓝牙无线传输到手掌机或是电脑中，并可直接运用 Excel ， AutoCAD 或者其它软件处理，避免人工传输计算带来的误差。 AutoCAD 的插件程序便于在软件中进行设计或制图。

标准配置实用可靠