激光测距传感器因其抗滋扰能力强，精度高的优势，自降生以来，获得了极大的生长，在各行各业都施展着重大的作用。1960年一台红宝石激光器问世不久，以细密测距为主要功效的激光测距手艺便随之降生了。

 

 

一台红宝石激光器

 

　　经由了50多年的生长，其生长大致体现在两个方面：首先是应用种种新手艺和装备提高测距精度和视察数据量；其ci是提高测距系统的自动化水平，减小人力和物力的消耗。详细为：
　　1、在测距精度上，从初的米级逐步提高到分米级、厘米级，现在国际上先进的台站其测距精度已能到达毫米级。
　　2、在测距能力上，从初的远1000——2000km提高到2万km，以致3.6万km。激光测月的实现使测距能力到达了38万km。
　　3、在测距频率上，从初的每秒一ci生长到现在每秒1000——2000ci，更高频率的激光测距（如10kHz测距）也在试验中。
　　4、在测距波长上，现在普遍接纳的仍是单色测距系统，一些台站也在使用双色／多色激光测距系统。双波长激光测距系统不再需要大气物理参数和大气模子的修正，只需丈量效果本shen即可修正大气延迟，就能到达更好的数据精度。
　　5、在自动化水平上，从初期的人工目视跟踪，生长到今天盘算机控制、自动跟踪。

激光测距传感器在宇宙空间探测领域的应用

 

　　

　　空间激光测距手艺在监测大陆板块运动、地壳形变、地球自转，刷新地球重力chang和地心引力常数，确定地球和海洋潮汐转变的纪律，监测空间碎片等方面具有主要作用。它也是当前高精度卫星细密定位视察的主要手段之一，是现代种种定位视察手段中单点采样精度的一种，是支持国际地球自转与参考系服务（IERS）的手艺手段之一。卫星激光测距手艺在如下应用方面已经取得了显著的成就，具有辽阔的应用远景。

 

细密测定激光卫星的轨道

 

　　使用卫星的激光视察数据所确定的轨道精度，3天弧段可达1cm；对于径向定轨精度可到达2——2.5cm。

　　 

测定地球引力chang模子及其时变性　　 

　　在研究地球质心的位置转变历程中，激光手艺测定了现在准确的地球引力常数GM，其测定值为：GM＝398600.4415km3／s2；使用差异轨道倾角和高度的激光卫星，测定了地球引力chang模子，而且测定了地球引力chang低阶球谐系数的季节衴uan浠煌被沟贸隽说厍蛑市奈恢玫闹芷谛yuan浠，包罗季节性和年际转变，新的测定值为：J2＝-2.6*10-11／年（历元1986.0）；地球引力chang的转变反映了地球内部及各圈层（包罗海洋、大气、地下水、冰层等）的重大运动和相互作用历程，具有主要研究价值。

 

 

准确测定地球自转参数

 

　　地球自转参数（ERP）界说了地球旋转轴和随时间序列的定向运动以及在天球参考框架中的旋转速率。地球自转参数包罗极移和日长（LOD）转变。使用激光测虎手艺测定的地球极移分量（XP，YP）精度现在已到达0.1——0.2mas；日长（LOD）的测定精度现在已到达0.1ms。

 

 

监测全球地壳板块运动

 

　　使用激光恒久视察数据可以测定地面测站的地心坐标，高精度测站坐标的解算使得人们监测板块运动的愿望成为可能。使用激光测距手艺获得的数据，已经预计了40多个测站的站速率和站间基线的转变率。若是测站位于板块的刚性部门，则其站速率就代表了板块运动。使用测站基线的转变率和站速率可以解算板块间的相对运动。

 

 

高精度海平面和冰盖地形的丈量

 

　　激光测距手艺与其他空间手艺（如GNSS、雷达高度计、SAR等）团结应用，将可能实现毫米级精度的海平面和冰盖地形的丈量。

 

 

空间碎片轨道确定和监测

 

　　使用激光测距手艺可以准确测定空间碎片，确定碎片轨道位置，为空间碎片监测和空间碰撞预警系统提供细密轨道信息。

　　 

　　激光测距传感器在军事领域的应用

　　 

　　轻型便携式脉冲激光测距仪

　　 

　　轻型便携式脉冲激光测距仪包罗步兵和炮兵侦探用的手持式以及前沿侦探和前沿对空控制（FAC）双用途的激光测距仪—目的指示器。对上述用途的系统，要求无邪无邪、重复轻、体积小、用电池组作电源、可靠性和维修性高以及单一产物的成本低等。

 

 

　　在现代战争中，由以前单一的步兵、炮兵自力作战生长到有步兵、炮兵和水师陆战队组成的特种队伍联相助战，武器系统也由单一的地炮、高炮逐渐接纳多功效综合高手艺。因此激光测距仪也由单一测距功效的便携式、手持式生长到激光测距、红外瞄准的昼夜视察仪以及激光测距、目的指示、红外瞄准的激光红外目的指示器等。

　　 

　　地面车载脉冲激光测距仪

　　 

　　地面车载脉冲激光测距仪包罗坦克、步兵战车（IFV）、火控、对空防御、火炮或导弹制导火控以及现在生长的地面车载激光测距仪—目的指示器等。其主要手艺性能：大测程4——10km，测距精度±5——10m，目的分辨约20m，重复频率0.1——1Hz，束散角0.4——1mrad。

 

 

　　激光测距仪在坦克火控系统中的应用是提供弹道轨迹的超仰角修正信息和因逆风或目的移动引起的方位角校正信息以及距离信息。步兵战车主要是使用激光测距仪去丈量目的是否在反坦克导弹的距离内，其ci用于枪炮火控和对目的的分选。

　　 

　　对空火炮和导弹防御脉冲激光测距仪

　　 

　　对空防御的脉冲激光测距仪以及接纳了讁uan；ご胧┑牟奖匠刀钥辗烙龀寮す獠饩嘁蔷n火控系统和作战系统的要求事情，在距离和距离速率以内对空中高速无邪目的提供稳固的跟踪信息和距离信息，以反抗武装直升机、隐shen飞机和巡航导弹、反辐射导弹的威胁。

　　 

　　这要求激光测距仪提供较量高的数据率（高的激光脉冲速率）和相当高的距离精度，如大测程为4——20km，测距精度为±2.5——5m，重复频率为6——20Hz，束散角为0.5——2.5mrad等。

 

 

机载脉冲激光测距仪

 

　　机载脉冲激光测距仪可以用来装备武装直升机的导弹指令制导和装备牢靠翼飞机，用于封锁支援的光电航行器等目的以及阻挡飞机和导弹的攻击。

　　机载脉冲激光测距仪的主要手艺性能：测程远、测距精度高、重复频率高、束散角小，同时机载装备应体积小、重量轻并要与航空指示器共用。　

　　因此，激光器必须使用高效循环液体作冷却器，以顺应高的运转速率要求，否则要接纳气体或混淆气体升压冷却。

 

 

舰载脉冲激光测距仪

 

　　舰载脉冲激光测距仪的生长在轻型便携式、车载和对空防御激光测距仪之后，它包罗水面舰载和潜艇潜望两大类。

　　水面舰载脉冲激光测距仪在手艺性能指标方面与车载火控和对空防御激光测距仪相同，在情形使用方面要顺应舰载海空、海面以及海上盐雾的荷刻要求，而在体积、重量、电效率、维护调养能力和成本等方面的要求又不苛刻。　　 

　　因此，目莂n罅坑美醋氨竿ɡ鹂睾投钥辗烙乃⒅，如掩护（无声雷达）舰载飞机接纳和与红外热成像、电视等组成跟踪系统，全天候监视和跟踪空中目的等奇异的舰上应用正在泛起，其应用远景相当普遍。

 

 

潜艇潜望脉冲激光测距仪现在接纳两种组合方式，一种将激光测距仪、图像zeng强器和热成像仪装于其潜望镜中，而距离显示器、触发an钮平划分装于操作手上方或周围。
 
其优点是传输光路中激光消耗。馐疲灰撞蹲侥康模坏诙种将上面三部门均装在潜望镜底部，整个系统的安装，调试、拆卸均很利便，但接纳这种要领的激光束要通过12m长的潜望镜管和15——20块透镜，能量消耗较大。
 
云高脉冲激光测距仪
 
使用脉冲激光测距仪来丈量云层垂直高度的仪器称为云高激光测距仪。这类激光测距仪主要用来丈量机chang的云层高度，也可用来丈量卫星发射点的云层高度，为飞机的起降或卫星发射提供清静的气象数据。
 
这类脉冲激光测距仪可以为前沿军事基地、机chang或军用卫星发射点（近距离）的清静提供可靠的气象数据，是现代战争不行缺少的仪器；若使用它为大型国际机chang、小型商业民用机chang和民用通讯卫星发射点（近距离）提供飞机起降或卫星发射的清静气象数据，将对国民经济建设和提高国际信誉发生重大的经济效益和社会效益。

 

 

　　激光测距传感器在智能交通领域的应用
　　 
　　激光测距手艺在物联网智能交通中的一些可能应用偏向，主要包罗：激光测速传感器、汽车防撞系统、车流量监控、车型描绘、车辆行人违法监测以及其他一些细密监控丈量中的应用等。
　　 
　　汽车防撞探测器

 

 

　　一ban来说，大多数现有汽车碰撞预防系统的激光测距传感器使用激光光束以不接触方式用于识别汽车在前或者在后形势的目的汽车之间的距离，当汽车间距小于预定清静距离时，汽车防碰撞系统对汽车举行紧迫刹车，或者对司机发出报警，或者综合目的汽车速率、车距、汽车制动距离、响应时间等对汽车行驶举行即时的判断和响应，可以大量的镌汰行车事故。在高速公路上使用，其优点越发显着。
　　 
　　车流量监控及车轮廓描绘
　　 
　　这种使用方式一ban牢靠到高速或者主要路口的龙门架上，激光发射和吸收垂直地面向下，瞄准一条车道的中央位置，当有车辆通行时，激光测距传感器能实时输出所测得的距离值的相对改变值，进而描绘出所测车的轮廓。
　　 
　　这种丈量方式一ban使用测距规模小于30米即可，且要求激光测距速率较量高，一ban要求能到达100赫兹就可以了。
　　 
　　这对于在主要路段监控可以到达很好的效果，能够区分种种车型，对车shen高度扫描的采样率可以到达10厘米一个点。对车流限高，限长，车辆分型等都能实时分辨，并能快速输出效果。

 

 

　　在没有车辆到来时，激光测距传感器测出的是一个距离常量，也就是激光测距传感器到地的距离，当有车辆从激光测距传感器下面经由时，距离值改变，当距离值再ci回到常量就以为有一辆车通过，凭证这种方式hy5900cc海洋之神(中国)有限公司可以对通过一些路段的车流量举行监控。
　　 
　　现在常用的要领是对一段时间内的车流举行统计平均的要领，带有很大的预计因素，而视频统计的要领尚有许多现实应用的难题，因此，激光测距统计要领为车流量统计提供了一种可行的方案。
　　 
　　车辆行人违法监测

 

 

　　由于激光测距传感器的光束不是实质性的障碍，在使用激光测距传感器对路面举行监控的时间，并不会阻碍交通的正常运行。
　　 
　　因此，在一些禁停或者榨取行人车辆通行的路段，用激光束平行路面以一定高度举行牢靠发射或者以一定角度举行扫描，当遇到有车辆违法停车闯红灯或者行人违法跨越护栏等，激光测距距离值改变，可以举行报警或者警示。
　　 
　　这种应用光束不须要太宽，但一ban要求测距距离较量长，以确保一定路段长度的防护距离。这种方式组成的智能交通违法监控系统将在交通物联网中获得很大的应用。
　　 
　　激光测速传感器
　　 
　　激光测距传感器是激光测距手艺在交通治理领域早的一种形式，由于其卓越的性能，在现实应用中逐渐获得普及。激光测距传感器是接纳激光测距的原理，是秠uan徊馕锾寰傩辛絚i有特准时间距离的激光测距，取得在此时间距离内被测物体的距离转变，从而获得gai被测物体的移动速率。
　　 
　　激光测速仪分为牢靠式的和移动式两种，牢靠式的一ban牢靠在路边或者龙门架上，以一个较量小的角度迎向来车，一ban通过车牌反射举行丈量，丈量精度较量高，可以到达±1公里/小时，测速规模可达250公里/小时，测距规模在此应用中不用太大，一ban80到100米即可。
　　 
　　移动式激光测速仪对操作要求较量高，一ban光束发散角度要大于3 mrad，鉴于激光测速的原理，激光光束必须要瞄准垂直与激光光束的平面反射点，又由于车辆处于移动状态，车体平面不大，且测速需要一准时间，只能作为暂时测速，取证应用。
　　 
　　激光测距传感器由于光束发散角度较。阌诓馑偃≈，不像雷达多普勒测速仪，在多车道丈量时不能确知超速的详细车辆，且由于激光测速传感器发射的是近红外的光波，不能被雷达探测器、电子狗等探侧，且不易受市区雷达杂波滋扰。

 

 

在当下火热的无人驾驶领域，也是激光测距传感器大显shen手的地方

 

　　谷歌的无人驾驶汽车一个“突出”的特点就是其车顶上方的旋转式激光测距仪，gai测距仪能发出 64 道激光光束，资助汽车识别蹊径上潜在的危险。gai激光的强度较量高，能盘算出 200 米规模内物体的距离，并jie此建设出情形模子。

 

 

　　谷歌无人汽车

　　 
　　据认真无人驾驶汽车项目的总工程师Sebatian Thrun先容，整个系统的焦点是车顶上的激光测距仪（Velodyne 64-beam）。gai装备在高速旋转时向周围发射64束激光，激光遇到周围的物体并返回，便可盘算出车体与周边物体的距离。
　　 
　　盘算机系统再凭证这些距离数据描绘出细腻的 3D 地形图，然后跟高分辨率舆图相团结，天生差异的数据模子供车载盘算机系统使用。

 

 

汽车顶部的激光测距仪是整套系统的焦点

 

 

无人驾驶系统描绘出的3D地形图

 

总结
 
现实上，激光测距传感器的运用规模远不至上述这些，它还被普遍应用于：电力，水利，通讯，情形，修建，地质，警务，消防，爆破，航海，铁路，反恐/军事，农业，林业，房地产，休闲/户外运动等各个领域。
 
现在激光测距手艺越来越朝着小型化、结构简朴、高精度、高适用规模的偏向生长，特殊是随着数字处置赏罚手艺的生长，激光测距手艺将变的越发完善。如先进的配景抑噪手艺和三角丈量手艺的引入，可以使激光测距传感器在越发重大的qing况下更好地事情。hy5900cc海洋之神(中国)有限公司信托，随着手艺的生长，激光测距传感器及激光测距手艺一定会获得越来越普遍的应用。