激光测距方法的分类
般来说激光测距技术可分为两类:激光飞行时间测距和激光非飞行时间测距。激光飞行时间测距既利用激光到达目标所用时间来进行测距的方法。非飞行时间测距则是采用光子计数或数学统计方法进行测距的方法。
飞行时间测距主要有三种方法:相位激光测距、脉冲激光测距和调频连续波测距。其中相位激光测距和调频连续波测距都是连续波激光测距,只是两者起止时刻标识不同。脉冲激光测距和相位激光测距应用范围最为广泛。
脉冲激光测距
由于激光在空气中的传播速度基本不变,所以通过测量激光到目标往返所用时间就可计算出距目标物的距离,脉冲激光测距正是利用了这一特性,它通过测定激光脉冲在被测目标距离走一个往返的时间来测定目标的距离[6]。激光测距经由触发信号触发,对目标发射一个或一列很窄的光脉冲(脉冲宽度小于等于50ns),测量自发射光脉冲起始,到达目标并由目标返回到接收机的时间,由此计算出目标距离[7]。
由信号处理电路发射触发信号驱动激光发射电路发射激光,经目标反射回来的脉冲激光为回波。设测量目标距离为R,激光脉冲往返经过的时间既主波与回波之间的时间间隔为t,则R = ct/2。
式中,光在空气中传播速度为C,光脉冲发射到目标,经由目标反射回到激光接收电路的时间间隔t是通过对在这一时间间隔内进入计数器的时钟脉冲个数来测量距离的,激光脉冲在此只起到开关作用。设在这段时间里进入计数器的时钟脉冲有n个,设时钟脉冲之间的时间间隔为T,此时时钟脉冲的振荡频率/ = l/r为,则