激光測距
關注創建者：fengxingtai 創建時間：2017-02-17
激光測距的實例教程
從地球軌道衛星的精密定軌到地月距離的毫米級測算，一項名為“激光測距”的技術正以其無與倫比的精度，為我們搭建起連接地球與深空的“測量橋梁”。衛星激光測距（Satellite Laser Ranging, SLR）、激光測衛與激光測月（Lunar Laser Ranging, LLR），這三項緊密關聯的技術，不僅是空間大地測量領域的“精度標桿”，更支撐著載人航天、深空探測、空間安全等諸多重大科研與工程任務。本文將從基本原理、國內外研究進展、應用價值三個維度，帶大家初步了解這項“用激光丈量宇宙”的尖端技術。
一、激光測距技術的基本原理
傳統的無線電測距受限于波長較長、信號易受電離層干擾等因素，精度通常在米級。而隨著航天任務對軌道精度要求日益提高——無論是導航衛星、地球觀測平臺，還是深空探測器——科學家亟需一種更高精度、更穩定、不受大氣色散影響的測距手段。激光，因其波長短（通常為532 nm綠光）、方向性好、脈沖時間極短（皮秒級），成為理想選擇。自20世紀60年代起，激光測距技術逐步發展為現代空間大地測量和深空探測的關鍵支撐工具。
衛星激光測距的基本原理可追溯至我們熟知的“距離=速度×時間”物理公式。具體而言，它是通過精確測定激光脈沖從地面測站到達衛星（或月球）并返回的時間，結合光速常數來計算距離。
激光脈沖的往返時間間隔測定是核心技術。當地面測站向衛星發射激光脈沖時，一小部分激光能量會被取樣并轉換為電脈沖，作為計時開始的“主波脈沖”。而大部分激光脈沖則射向太空，被衛星上的反射鏡反射回地面接收系統，形成“回波脈沖”停止計時。
衛星激光測距的完整鏈路的包括地面發射系統、星載反射系統和地面接收系統三大核心部分。
展開 車輛行人違法監測
由于激光測距傳感器的光束不是實質性的障礙，在利用激光測距傳感器對路面進行監控的時候，并不會阻礙交通的正常運行。
因此，在一些禁停或者禁止行人車輛通行的路段，用激光束平行路面以一定高度進行固定發射或者以一定角度進行掃描，當遇到有車輛違法停車闖紅燈或者行人違法跨越護欄等，激光測距距離值改變，可以進行報警或者警示。
這種應用光束不必要太寬，但一般要求測距距離比較長，以確保一定路段長度的防護距離。這種方式構成的智能交通違法監控系統將在交通物聯網中得到很大的應用。
激光測速傳感器
激光測距傳感器是激光測距技術在交通管理領域最早的一種形式，因為其卓越的性能，在實際應用中逐漸得到普及。激光測距傳感器是采用激光測距的原理，是對被測物體進行兩次有特定時間間隔的激光測距，取得在此時間間隔內被測物體的距離變化，從而得到該被測物體的移動速度。
激光測速儀分為固定式的和移動式兩種，固定式的一般固定在路邊或者龍門架上，以一個比較小的角度迎向來車，一般通過車牌反射進行測量，測量精度比較高，可以達到±1公里/小時，測速范圍可達250公里/小時，測距范圍在此應用中不用太大，一般80到100米即可。
移動式激光測速儀對操作要求比較高，一般光束發散角度要大于3 mrad，鑒于激光測速的原理，激光光束必須要瞄準垂直與激光光束的平面反射點，又由于車輛處于移動狀態，車體平面不大，且測速需要一定時間，只能作為臨時測速，取證應用。
激光測距傳感器由于光束發散角度較小，便于測速取證，不像雷達多普勒測速儀，在多車道測量時不能確知超速的具體車輛，且由于激光測速傳感器發射的是近紅外的光波，不能被雷達探測器、電子狗等探側，且不易受市區雷達雜波干擾。
展開 例如，我國嫦娥系列探測器的月球著陸任務中，激光測距技術提供的厘米級軌道數據，確保了探測器精準著陸于預定區域；未來我國國際月球科研站的建設，也將依賴激光測距技術實現月球基地與地球之間的精準定位與通信。此外，激光測距技術還支撐著我國<strong>“天琴計劃”</strong>等重大科研項目——地月激光測距技術可為天琴衛星提供厘米級精度的精確定位，保障<strong>空間引力波探測任務</strong>的順利實施。</p><div contenteditable="false" width="100%" class="ql-align-justify">
<img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/db64fc8c6f9f44dbbea93a21e6b83fc3~tplv-tt-shrink:640:0.image?
展開 來源 | 新機器視覺
激光三角測距法作為低成本的激光雷達設計方案，可獲得高精度、高性價比的應用效果，并成為室內服務機器人導航的首選方案，本文將對激光雷達核心組件進行介紹并重點闡述基于激光三角測距法的激光雷達原理。
激光雷達四大核心組件
激光雷達主要由激光器、接收器、信號處理單元和旋轉機構這四大核心組件構成。
激光器：激光器是激光雷達中的激光發射機構。在工作過程中，它會以脈沖的方式點亮。
接收器：激光器發射的激光照射到障礙物以后，通過障礙物的反射，反射光線會經由鏡頭組匯聚到接收器上。
信號處理單元：信號處理單元負責控制激光器的發射，以及接收器收到的信號的處理。根據這些信息計算出目標物體的距離信息。
旋轉機構：以上3個組件構成了測量的核心部件。旋轉機構負責將上述核心部件以穩定的轉速旋轉起來，從而實現對所在平面的掃描，并產生實時的平面圖信息。
激光三角測距法原理
目前激光雷達的測量原理主要有脈沖法、相干法和三角法3種，脈沖法和相干光法對激光雷達的硬件要求高，但測量精度比激光三角法要高得多，故多用于軍事領域。而激光三角測距法因其成本低，精度滿足大部分商用及民用要求，故得到了廣泛關注。
激光三角測距法主要是通過一束激光以一定的入射角度照射被測目標，激光在目標表面發生反射和散射，在另一角度利用透鏡對反射激光匯聚成像，光斑成像在CCD（Charge－coupled Device，感光耦合組件）位置傳感器上。當被測物體沿激光方向發生移動時，位置傳感器上的光斑將產生移動，其位移大小對應被測物體的移動距離，因此可通過算法設計，由光斑位移距離計算出被測物體與基線的距離值。
展開 砂石廠使用激光測距傳感器對物料高度進行檢測的主要原因是它具有高精度、非接觸式和快速響應的特點。激光測距傳感器能夠通過測量反射光束的時間來準確測量物體距離，因此可以實時監測料位高度，無需與物料接觸，從而避免了對物料造成干擾或污染。這種精準、無接觸的測量方式，可以幫助砂石廠更準確地監控物料的儲存量和流動情況，有助于提高生產效率，并確保設備運行在安全的范圍內。摩天射頻推薦一款激光測距傳感器L2s-40用于砂石廠室內或棚內的物料高度測量。
激光測距傳感器L2s-40是一種采用650nm可見紅色單點激光，進行無接觸式測量的距離傳感器。通常需要接入PLC，設置好測試距離，當測量到物料堆實際距離表示料滿，反之表示無料。它在室內3米白墻處靜止測量，精度±1mm，速率最大10Hz(RS485接口)，量程最大支持80米(反射點需加裝反射板)。通常，縮短量程不會導致精度的提升。它不同的接口，返回的數據速率會有差異。一般來講，TTL＞232＞485＞4-20mA模擬電流接口的傳輸速率。
展開 
激光測距的最新內容
傳感器可以像車輛上已安裝的光學或熱/紅外攝像頭以及雷達、激光雷達或聲納測距設備一樣復雜，它們已經在車輛上用于支持其他安全系統。這些設備可提供物體的尺寸、位置和速度信息，尤其是迎面而來的汽車的信息。較簡單的傳感器可提供方向盤的位置、環境照明條件和天氣信息。ADB系統的準確運行取決于在傳感器和ECU之間建立精確的反饋回路，以幫助執行必要的操作。
從厘米到月球：激光測距技術14天前
此外，歐洲空間局（ESA）正推動空間碎片激光測距（SDLR）技術的產業化應用，通過搭建商業激光測距數據交換平臺，為空間態勢感知提供高精度數據支持。
我國衛星激光測距技術起步于20世紀70年代，經過數十年的自主研發，已實現從“跟跑”到“領跑”的跨越。
設備與夾具適配
設備校準：測試前檢查跌落試驗機升降系統、釋放機構、計數系統，用激光測距儀校準跌落高度，確保誤差≤±0.5mm；清潔跌落面，保證平整度≤0.5mm/m，無碎屑、凸起影響沖擊效果。
夾具選擇：根據產品形態定制夾具 —— 手機、平板采用真空吸盤固定，確保吸附牢固且不損傷機身；小型 TWS 耳機使用專用微型夾具，避免夾持過緊導致外殼變形，或過松造成跌落姿態偏移。
什么是波導？2個月前
使用光學波導的其它常見應用包括光探測與測距（激光雷達）、視覺傳感器和光纖傳感器等。
光學波導的制造
光學波導的制備技術包括：
光刻
激光寫入
薄膜沉積
光纖拉制
直寫技術
對于片上光學波導，半導體芯片采用傳統IC芯片的半導體制造工藝制成的。
激光雷達超遠距離測距技術2個月前
激光通信測距一體化技術已發展的較為成熟，在激光通信的同時實現雙終端間距離和時鐘之間的時差測量。2009年，俄羅斯在GLONASS-K導航衛星上搭載了測距通信激光通信終端，實現了5.5萬千米雙星間的測距通信，測距精度達到了3cm。2013年9月，美國宇航局完成月地之間激光鏈路建立，實現下行622 Mbit/s、上行20Mbit/s的數據傳輸，測距精度為3cm。
激光測速傳感器
激光測距傳感器是激光測距技術在交通管理領域最早的一種形式，因為其卓越的性能，在實際應用中逐漸得到普及。激光測距傳感器是采用激光測距的原理，是對被測物體進行兩次有特定時間間隔的激光測距，取得在此時間間隔內被測物體的距離變化，從而得到該被測物體的移動速度。
理工男的“量體裁衣”：定制鑄鐵測試底座的尺寸計算與避坑全指南
對理工男而言，定制鑄鐵測試底座從不是“隨便報個尺寸”，而是毫米級的“量體裁衣”——既要通過嚴謹公式測算，讓底座適配設備、工況與安裝環境，又3個月前
解決方案：用卡尺、水平儀、激光測距儀工具驗收，現場試裝，要求廠家提供檢測報告并留存憑證。
總結：理工男定制底座的核心是“計算有依據、細節無疏漏、避坑有方法”。掌握三大維度計算邏輯，避開四大坑點，就能定制出適配需求、精度穩定的底座，既體現素養，又保障設備運轉。
激光測距技術應用—太空探索3個月前
此外，歐洲空間局（ESA）正推動空間碎片激光測距（SDLR）技術的產業化應用，通過搭建商業激光測距數據交換平臺，為空間態勢感知提供高精度數據支持。
激光變倍擴束的技術痛點與行業需求
激光技術的廣泛應用，對擴束系統提出了更高要求：一方面，激光器天然存在發散角，需通過擴束壓縮以實現遠距離傳輸（如激光通信需大口徑光束保證接收功率）；另一方面，不同場景（如激光測距、空間探測）對光斑尺寸的需求差異大，連續變倍擴束成為核心技術訴求。
應用場景
卡塞格林望望遠鏡廣泛應用于天文觀測，卡塞格林望遠鏡廣泛應用于天文觀測、空間成像和激光測距等領域，憑借其折疊光路設計，實現了長焦距與緊湊結構的結合，具有口徑大、像差校正能力強和易于安裝探測器等優點。
