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1、第27卷第12期机电工程Vo.l27No.122010年12月JournalofMechanical&ElectricalEngineeringDec.2010基于二分束的三角法激光测距研究张灵宝,祝华(浙江工业大学理学院,浙江杭州310032)摘要:为了实现激光测距仪小型化和低成本制作,提出了一种新型的基于高斯光束二分束的三角法激光测距方法,采用双PIN管探测器来替代传统三角法激光测距系统中的CCD或PSD光电检测单元,实现光束的二分束;利用光度学和高斯光束理论,推导出两分束的光功率比与待测
2、距离及发射角的关系,并通过数值计算获得其关系图,进而通过测量分束比计算出目标距离。试验结果表明,本方法具有结构简单、精度高、对目标物颜色深浅不敏感等优越特性,并具有良好的应用前景。关键词:激光测距;三角法;二分束;背景噪声中图分类号:TH744.5;O432.2文献标志码:A文章编号:1001-4551(2010)12-0040-04TrianglemethodoflaserrangefindingbasedontwosectionbeamtechnologyZHANGLingbao,ZHUHu
3、a(CollegeofScience,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310032,China)Abstract:Aimingatrealizingthefabricationofminiaturizedlaserrangefinderwithlowcost,anewtrianglemethodforlaserrangefindingbasedonthetwosectionGaussianbeamwasproposed.DoublePINphotodiodew
4、asusedtoacquiretwosectionbeams,replacingCCDorPSDfortraditionaltrianglemethodinlaserrangefinder.Therelationshipsamongthepowerratiooftwosectionbeams,thecorrespondingrangeandtheemissionanglewerederivedfromthephotometryandGaussianbeamtheory.Somefiguresfortheab
5、overelationswereplottedbyusingnumericalmethods,andtherangetothetargetcouldbecalculatedfromthemeasuredpowerratio.Thetestresultsindicatethatthismethodispossessedofthemeritsofsimplestructure,highresolutionandlesssensitivetothedarknessofthetargetobject.Keywor
6、ds:laserrangefinding;trianglemethod;powerratio;backgroundnoise点是测量精度高,能够达到毫米级别,但要求使用连续0引言激光器,单次测量时间较长,测量较远距离时,需要在目标处放置合作目标。对于小型或便携式激光测距设激光具有方向性好、单色性好、亮度高等特点,因备而言,由于受到激光器功率的限制,相位激光测距的此利用它作为测距的发射源有很多优势,比如测量速[8]测程一般不大,通常为百米以内。干涉法激光测度快、精度高、测程远等。随着半导体激光器的出现,距
7、,其特点是测量精度较高(达到微米级)。但其测量激光测距正向小型、快速、低功耗、低成本和人眼安全精度容易受大气起伏的影响,而且要求基座采用笨重方向发展。目前激光测距技术主要有脉冲测距、相位[15]的仪器设备。激光三角法测距,其特点是简便、精度测距、激光干涉法测距、激光三角法测距等。高,适合测量微小位移。但其测量精度受光学系统和脉冲激光测距的主要特点是单次测量时间短、测CCD成像系统分辨率的限制,系统对接收器件的要求程远、无需合作目标、隐蔽和安全性能好。但测量精度[67]也比较高,同时不能使用非匹配表面物体
8、和透明物体相对较低,一般为米级精度。相位激光测距,其特[9]作为被测目标。收稿日期:2010-03-30作者简介:张灵宝(1982-),男,浙江台州人,主要从事光机一体化方面的研究.Emai:lzlbcute@163.com第12期张灵宝,等:基于二分束的三角法激光测距研究!41!本研究提出一种新型的基于二分束的三角法激光其中探测器接收的背景噪声面积:222测距技术,与传统三角法激光测距成像系统中采用%(R&R
