基于二分束的三角法激光测距研究.pdfVIP

第27卷第 12期 机 电 工 程 Vo1．27No．12 2010年 12月 JournalofMechanical＆ElectricalEngineering Dee．201O 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j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； 角法；二分束；背景噪声 中图分类号：TH744．5：0432．2 文献标志码 ：A 文章编号：1001—4551(2010)12—0040—04 Trianglem ethod oflaserrangefindingbasedon two-sectionbeam technology ZHANG Ling—bao，ZHU Hua (CollegeofScience，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310032，China) Abstract：Aimingatrealizingthefabricationofminiaturizedlaserrangefinderwith low cost，anew trianglemethodforlaserrangefinding basedonthetwo—sectionGaussianbeam wasproposed．DoublePINphotodiodewasusedtoacquiretwosectionbeams，replacingCCDorPSD ofrtraditionaltrianglemethodin laserrangefinder．Therelationshipsamongthepowerratiooftwosectionbeams，thecorrespondingrange andtheemissionanglewerederivedfrom thephotometryandGaussianbeam theory．SomefiguresfortheaboverelationswereplottedbyU— singnumericalmethods，andtherangetothetargetcouldbecalculatedrfom themeasuredpowerratio．Thetestresultsindicatethatthis methodispossessedofthemeritsofsimplestructure，highresolutionandlesssensitivetothedarknessofthetargetobject． Keywords：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