激光测距方法研究现状.pdf

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1、第二十八届2014’IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议激光测距方法研究现状董淳(天津市星拓科技发展有限公司电话：15022789966)摘要：随着军事、航空航天、精密制造与测量等技术的飞速发展，在越来越多的场合需要进行大范围、高精度、快速、动态的距离和速度测量。因其亮度高、方向性强和相干距离长的特点，激光一直都是大尺度精密距离测量的首选工具。本文阐述了激光测距在工业领域中的应用，讨论了以干涉测距、脉冲激光测距、调频连续激光测距以及相位测距为代表的激光测距技术的原理及国内外发展现状。关键词：激光测距干涉测距脉冲激光调频连续波测距相位法测距ResearchStatusofL

2、aserDistanceMeasurementMethodDongChun(TianjinXingtuoTechnologyDevelopmentCo．，Ltd．Tel：15022789966)Abstract：Astherapiddevelopmentofmilitary,aerospace，precisionmanufacturingandmeasurementtechnology,therearemoreandmoredemandsforlargerange，highprecision，fast，dynamicdistanceandvelocitumeasurement．Bec

3、auseofthehighbrightness，strongdirectivity,andlongcoherencelength，laserhasbeenacommontoolfolargescaleprecisiondistancemeasurement．Inthispaper,theapplicationoflaserranginginindus仃iMareaisexpounded．nlelaserdistancemeasurementmethodisdiscussedinrespectofinterferometermeasurement,laserpulsemeasureme

4、nt,FMCWandphaselaserrangefinderKeywords：LaserdistancemeasurementInterferometermeasurementLaserpulsemeasurementFMCWphaselaserrangefinder1引言自1960年美国T．H．Maiman博士研制第一台红宝石激光器以来，激光器问世虽然只有半个世纪，但发展迅速。从红宝石激光器到Nd：YAG激光器、铒玻璃(Er：Glass)激光器、C02激光器、受激喇曼频移(RamanShift)激光器、半导体激光器、光学参量振荡(OPO)激光器、飞秒激光器等纷纷出现并快速发展，配

5、合泵浦、调Q、锁模等技术的发展以及光电二极管、APD的研制，大大推动了激光测距技术的发展。激光测距技术是集激光技术、光学、电子学、光电子学、精密机械及计算机技术为一体的综合性技术，因其具有高精度、可实现非接触测量、测量范围广，对电磁干扰不敏感等优点被广泛应用于航天、军事、机器人视觉、工业自动生产线和测绘等领域。常见的激光绝对距离测量方法有激光干涉法、脉冲法、调频连续波法、相位法等。2激光测距在工业领域中的应用在船舶、飞机制造等需要大尺寸测量(几十米至几百米)的领域，由于其测量范围较大而且直线校准和装配的要求很高，往往需要mm级甚至更高精度的测量，要得到更高的装配精度以及提高生产量就需

6、要高效的测量系统的帮助。如在飞机外形测量中，国内外在飞机外形测绘上基本上采取两种传统的方法：样板采样法和打点采样法。样板采样法是将层板或其他薄板按照飞机外形的框切面进行锯切、研磨，直至样板的曲线与飞机框切面的曲线相一致，那么该样板的曲线就是飞机的外形切面曲线：打点采样法利用水平尺、直角尺分别测出某个框切面采样点的位置，在所要的曲线垂直面里建立X．Y坐标系，分别将各个点的相对坐标测出来，对于曲率变化比较大的地方多选一些测量点，对于曲率变化较缓慢的地方可以少选择一些测量点，这些点的连线即为形成框切面的曲线。可见，传统的测量方法费时费力，而且由于飞机体积大、曲面复杂，传统的测量手段无论在第

7、二十八届2014’IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议测量准确度和效率上都无法满足实际需要，尤其是一些对接点，其测量误差通常要控制在毫米或亚毫米级。同样在某些大型试验设备、精密生产线安装等过程中，大尺寸的准确测量是保证部件间进行装配的关键，如我国迄今最大的科学工程“上海光源”的同步辐射光源装置中，主体包括IOOMeV长度为20m的直线加速器、3．5Gev周长为180m的增强器和3．5GeV周长为432m的储存环以及沿环外侧分布的同步辐射光束线和