激光测距源码

① 测距仪原理

现在市面上的测距仪主要分为三类：激光测距仪、超声波测距仪、红外测距仪，我们介绍对测距仪原理的分析也主要介绍这三种。

1. 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。
激光测距仪是目前使用最为广泛的测距仪，激光测距仪又可以分类为手持式激光测距仪（测量距离0-300米），望远镜激光测距仪（测量距离500-3000米）。

2. 超声波测距仪

超声波测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。
超声波测距仪，由于超声波受周围环境影响较大，所以一般测量距离比较短，测量精度比较低。目前使用范围不是很广阔，但价格比较低，一般几百元左右。

3.红外测距仪

用调制的红外光进行精密测距的仪器，测程一般为1-5公里。利用的是红外线传播时的不扩散原理：因为红外线在穿越其它物质时折射率很小，所以长距离的测距仪都会考虑红外线，而红外线的传播是需要时间的，当红外线从测距仪发出碰到反射物被反射回来被测距仪接受到再根据红外线从发出到被接受到的时间及红外线的传播速度就可以算出距离
红外测距的优点是便宜，易制，安全，缺点是精度低，距离近，方向性差。

② 激光尺的工作原理

激光尺利用红外线测距或激光测距的原理，测距原理基本可以归结为测量光往返目标所需要时间，然后通过光速c =299792458m/s
和大气折射系数n
计算出距离D。

由于直接测量时间比较困难，通常是测定连续波的相位，称为测相式测距仪。需要注意，测相并不是测量红外或者激光的相位，而是测量调制在红外或者激光上面的信号相位。

(2)激光测距源码扩展阅读：

激光尺的工作简介：

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，对此后激光尺很快就进入了实用联合体。

参考资料来源：网络—激光尺

③ 激光是怎样测距的

平常测量长度用什么？大家会说用尺子。要是测量两座大楼之间的距离呢？可以用工程上用的皮尺。要是测量地球到月球间的距离呢？世界上可找不到那么长的尺子。科学家想了个办法，用光做尺子测量这种遥远的距离，而且比一般的尺子精确得多。我们知道，光速是已知的，光每秒走30万千米，通过计算光照射到被测物体表面再返回来所用的时间，用这个数字乘以光速再除以2，就很容易知道物体之间的距离。不过，普通的光照不了那么远，而且方向性较差，不适合做这种“光尺”，而激光却可以轻松胜任。利用激光可以精确测量出从地球到月球之间的距离，从地面到云层或飞机的距离。现在许多军用飞机、大炮、坦克，甚至步枪都装上了激光测距仪。这样，射击精度便大为提高。

④ 测距仪原理大揭秘

测距仪顾名思义是一种用于距离测量的仪器，根据测距基本原理的不同可以分为三种类型：激光测距仪，超声波测距仪和红外测距仪。在装修过程中，测距仪是一个必不可少的常用工具，了解测距仪的原理能够有效帮助我们认识其工作过程，从而熟练的运用它。今天，小编就为大家揭秘各个类型测距仪原理。

激光测距仪原理

测量方法一：脉冲式激光测距

脉冲激光测距简单来说就是针对激光的飞行时间差进行测距，它是利用激光脉冲持续时间极短，能量在时间上相对集中，瞬时功率很大的特点进行测距。在有合作目标时，可以达到很远的测程;在近距离测量(几千米内)即使没有合作目标，在精度要求不高的情况下也可以进行测距。该方法主要用于地形测量，战术前沿测距，导弹运行轨道跟踪，激光雷达测距，以及人造卫星、地月距离测量等。

脉冲式激光测距原理如图4.1所示。由激光发射系统发出一个持续时间极短的脉冲激光，经过待测距离L之后，被目标物体反射，发射脉冲激光信号被激光接收系统中的光电探测器接收，时间间隔电路通过计算激光发射和回波信号到达之间的时间t，得出目标物体与发射出的距离L。

其精度取决于：激光脉冲的上升沿、接收通道带宽、探测器信噪比和时间间隔精确度。

测量方法二：三角法激光测距

激光位移传感器的测量方法称为激光三角反射法，激光测距仪的精度是一定的，同样的测距仪测10米与100米的精度是一样的。而激光三角反射法测量精度是跟量程相关的，量程越大，精度越低。

激光测距的另一种原理是激光三角反射法原理：半导体激光器1被镜片2聚焦到被测物体6。反射光被镜片3收集，投射到CCD阵列4上;信号处理器5通过三角函数计算阵列4上的光点位置得到距物体的距离。

激光发射器通过镜头将可见红色激光射向物体表面，经物体反射的激光通过接受器镜头，被内部的CCD线性相机接受，根据不同的距离，CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度即知的激光和相机之间的距离，数字信号处理器就能计算出传感器和被测物之间的距离。

同时，光束在接收元件的位置通过模拟和数字电路处理，并通过微处理器分析，计算出相应的输出值，并在用户设定的模拟量窗口内，按比例输出标准数据信号。如果使用开关量输出，则在设定的窗口内导通，窗口之外截止。另外，模拟量与开关量输出可设置独立检测窗口。

常用在铁轨、产品厚度、平整度、尺寸等方面。

测量方法三：激光回波法

激光位移传感器采用回波分析原理来测量距离可以达到一定程度的精度。传感器内部是由处理器单元、回波处理单元、激光发射器、激光接受器等部分组成。激光位移传感器通过激光发射器每秒发射一百万个脉冲到检测物并返回至接收器，处理器计算激光脉冲遇到检测物并返回接收器所需时间，以此计算出距离值，该输出值是将上千次的测量结果进行的平均输出。

其原理与脉冲式激光测距类似，又称脉冲回波法，用于激光位移传感器。

超声波测距仪原理

超声波具有指向性强，传播距离远(在介质中)，因此也常被运用于距离测量。

超声波在空气中传播，遇到障碍物就会立即返回。超声波测距仪的工作原理就是通过发射装置发出超声波，然后根据接收器接收超声波的时间差而计算出距离。具体计算方法如下：

超声波在空气中的传播速度v=340m/s,如果超声波在空气中传播于A、B两点间往返一次所需时间为t，那么A、B两点间距离D=vt/2

其中：

D——测站点A、B两点间距离;

v——超声波在空气中的传播速度;

t——光往返A、B一次所需的时间。

超声波测距仪在军事和捕方面用途广泛，还可以运用于海底地貌测量。

红外测距仪原理

红外测距仪利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理来检测障碍物的远近。测距仪内有红外信号发射与接收二极管，发射管发射特定频率的红外信号后，接收管接收了障碍物反射的这个信号，经过数字化处理后就能得出障碍物间的距离。简而言之，就是利用高频调制的红外线在待测距离上往返产生的相位移算出光束度越时间t，从而得出距离D=ct/2(c为红外线在的传播速度)。

红外线测距仪便宜且易制，使用起来也快捷安全，但是精度较低，测量距离也比较近，且方向性差。

简单来说，三种测距仪的原理都是通过发射某种物质使其在介质中以一定的速度传播，并接收其遇到障碍物后反射回来的部分，然后根据路程(S)=时间(t)*速度(v)的简单数学原理公式而估算出两点间的距离。以上就是有关测距仪原理的内容，希望能对大家有所帮助!

⑤ 激光雷达测距原理

激光雷达测距的原理是什么？
激光雷达测距的基本原理是通过测量激光发射信号和激光回波信号的往返时间来计算目标的距离。首先，激光雷达发射激光束，该激光束在被障碍物击中后被反射回来并被激光接收系统接收和处理，以知道激光器发射和反射回来和接收的时间之间的时间，即飞行激光的时间。根据飞行时间，可以计算障碍物的距离。根据发射的激光信号的不同形式，激光测距方法可分为两种类型：脉冲法激光测距和相位法激光测距。
（1）脉冲方法激光测距：脉冲方法是在激光雷达发射激光束后，一部分激光被反射回障碍物，并被激光雷达的接收器接收。同时，可以在激光雷达内记录发送和接收之间的时间间隔，并且可以根据光速计算要测量的距离。
（2）相位法激光测距：相位法是由激光发射器进行强度调制的连续激光信号。在被障碍物照射后，它被反射回来。测量光束将在往返行程中产生相位变化。通过计算雷达中的激光信号和障碍物来回飞行的物体之间的相位差以及障碍物的距离被转换。
2.有哪些类型的激光雷达？
根据是否有机械旋转部件，激光雷达可分为机械激光雷达，固态激光雷达和混合固态激光雷达。 （1）机械激光雷达：机械激光雷达具有控制激光发射角度的旋转部件。它体积大，价格昂贵，并且具有相对较高的测量精度，并且通常放置在汽车的顶部。
（2）固态激光雷达：固态激光雷达依靠电子元件来控制激光发射角度。它不需要机械旋转部件，因此尺寸小，可以安装在车身中。
（3）混合固态激光雷达：混合固态激光雷达不具有大容量旋转结构，通过旋转内玻璃片实现固定激光光源改变激光束方向需要多角度检测，并采用嵌入式安装。
根据线束的数量，激光雷达可分为单线激光雷达和多线激光雷达。
（1）单光束激光雷达扫描一次只产生一条扫描线，获得的数据是2D数据，因此无法区分目标物体的3D信息。然而，由于其测量速度快，数据处理能力低，单线激光雷达被用于安全防护，地形测绘等领域。
（2）多线激光雷达一次可以产生多条扫描线。目前，市场上的多线激光雷达产品包括4线束，8线束，16线束，32线束，64线束等。适用于2.5D激光雷达和3D激光雷达。 2.5D激光雷达和3D激光雷达之间的最大区别在于激光雷达是垂直的。