激光测距原理资料课件

第九章激光测距激光测距的基本公式为s=-ctc大气中的光速为光波往返所需时间由于光速极快,对于一个不太大的D来说,t是一个很小的量例:设D=15km,c=3×105km/sec则t=5×105sec由测距公式可知,如何精确测量出时间t的值是测距的关键由于测量时间t的方法不同,产生了两种测距方法:脉冲测距和相位测距。第九章激光测距1§91脉冲激光测距、激光测距方程(图9-1)PtKLaser光学发射系统目(初始脉冲)PPrmnKr标信号处理光学接受系统图9-1§91脉冲激光测距21、从测距仪发射的激光到达目标上的激光功率P=P·KA1·TlA1…(1)P激光发射功率(W)T大气单程透过率K发射光学系统透过率A,目标面积(m2)A.光在目标处照射的面积(m2)次使激光能量充分利用,则要求A,此时(A)但当A<A时,鸟A2、激光回波在单位立体角内所含的激光功率P(激光在目标产生漫反射,其漫反射系数为p)1、从测距仪发射的激光到达目标上的激光功率3附注:几个概念(1)*立体角(g)的概念:(如图9-2)(球面度)R0)认区图92附注:几个概念4(2)一点光光源向三维空间幅射的立体角为球面积4zR=4兀RR(3)一点光源以小孔径角(u)幅射的立体角o因为u很小,可将球面以圆面积代替圆面积=mt2(球面度)RR注意:u为孔径角(rad)。(2)一点光光源向三维空间幅射的立体角为5(4)“郎伯”定律:(如图93)朗伯体图9-3(4)“郎伯”定律:(如图93)6设光正入射到一漫反射体,设垂直于漫反射面反射的光强为I,若向任一方向漫反射的光强I满足下式即I=ICos则该漫反射体称作“余弦幅射体”或“郎伯幅射体”设激光发射光轴与目标漫反射面法线重合,且主要反射能量集中在1rad以内(约57°)-u-则P=P·p,1x=P·pz1……(2)式中:p目标漫反射系数T大气单程透过率设光正入射到一漫反射体,设垂直于漫反射面反射的光强73、测距仪光接受系统能接受到的激光功率PPP·g.Kg2日标对光接收系统入瞳的张角(物方孔径角)所对应的立体角g2=AK接收光学系统透过率A入瞳面积R—目标距离(m)所以:P=PKAR2……(3)3、测距仪光接受系统能接受到的激光功率P84、测距公式以(1)代(2)并代入(3)得:光电探测器可接收到的激光功率P为P=PzTp·AK/P2(P·K2·A,T/A)x1.T。p·A,·K,/R2整理得:P=Pt.KpK:TaA/(AsrR2)式中:大气透过率T=e,大气衰减系数a2.6V,(V:为大气能见距离km)4、测距公式9则2=(e)=e代入上式,整理得R=P·K1pAK,·Ae/x·PAs以光电探测器所能探得的最小光功率P代替上式中的探测功率P,则可得最大探测距离Rmax为Rmax=PK,K,AA,PtPAsmin结论1、激光发射能量大对测距有利:则2=(e)=e10激光测距原理资料课件11激光测距原理资料课件12激光测距原理资料课件13激光测距原理资料课件14激光测距原理资料课件15激光测距原理资料课件16激光测距原理资料课件17激光测距原理资料课件18激光测距原理资料课件19激光测距原理资料课件20激光测距原理资料课件21激光测距原理资料课件22激光测距原理资料课件23激光测距原理资料课件24激光测距原理资料课件25激光测距原理资料课件26激光测距原理资料课件27激光测距原理资料课件28激光测距原理资料课件29激光测距原理资料课件30激光测距原理资料课件31激光测距原理资料课件32激光测距原理资料课件33激光测距原理资料课件34激光测距原理资料课件35激光测距原理资料课件36激光测距原理资料课件37激光测距原理资料课件38激光测距原理资料课件39激光测距原理资料课件40激光测距原理资料课件41激光测距原理资料课件42激光测距原理资料课件43激光测距原理资料课件44激光测距原理资料课件45激光测距原理资料课件46激光测距原理资料课件47第九章激光测距激光测距的基本公式为s=-ctc大气中的光速为光波往返所需时间由于光速极快,对于一个不太大的D来说,t是一个很小的量例:设D=15km,c=3×105km/sec则t=5×105sec由测距公式可知,如何精确测量出时间t的值是测距的关键由于测量时间t的方法不同,产生了两种测距方法:脉冲测距和相位测距。第九章激光测距48§91脉冲激光测距、激光测距方程(图9-1)PtKLaser光学发射系统目(初始脉冲)PPrmnKr标信号处理光学接受系统图9-1§91脉冲激光测距491、从测距仪发射的激光到达目标上的激光功率P=P·KA1·TlA1…(1)P激光发射功率(W)T大气单程透过率K发射光学系统透过率A,目标面积(m2)A.光在目标处照射的面积(m2)次使激光能量充分利用,则要求A,此时(A)但当A<A时,鸟A2、激光回波在单位立体角内所含的激光功率P(激光在目标产生漫反射,其漫反射系数为p)1、从测距仪发射的激光到达目标上的激光功率50附注:几个概念(1)*立体角(g)的概念:(如图9-2)(球面度)R0)认区图92附注:几个概念51(2)一点光光源向三维空间幅射的立体角为球面积4zR=4兀RR(3)一点光源以小孔径角(u)幅射的立体角o因为u很小,可将球面以圆面积代替圆面积=mt2(球面度)RR注意:u为孔径角(rad)。(2)一点光光源向三维空间幅射的立体角为52(4)“郎伯”定律:(如图93)朗伯体图9-3(4)“郎伯”定律:(如图93)53设光正入射到一漫反射体,设垂直于漫反射面反射的光强为I,若向任一方向漫反射的光强I满足下式即I=ICos则该漫反射体称作“余弦幅射体”或“郎伯幅射体”设激光发射光轴与目标漫反射面法线重合,且主要反射能量集中在1rad以内(约57°)-u-则P=P·p,1x=P·pz1……(2)式中:p目标漫反射系数T大气单程透过率设光正入射到一漫反射体,设垂直于漫反射面反射的光强543、测距仪光接受系统能接受到的激光功率PPP·g.Kg2日标对光接收系统入瞳的张角(物方孔径角)所对应的立体角g2=AK接收光学系统透过率A入瞳面积R—目标距离(m)所以:P=PKAR2……(3)3、测距仪光接受系统能接受到的激光功率P554、测距公式以(1)代(2)并代入(3)得:光电探测器可接收到的激光功率P为P=PzTp·AK/P2(P·K2·A,T/A)x1.T。p·A,·K,/R2整理得:P=Pt.KpK:TaA/(AsrR2)式中:大气透过率T=e,大气衰减系数a2.6V,(V:为大气能见距离km)4、测距公式56则2=(e)=e代入上式,整理得R=P·K1pAK,·Ae/x·PAs以光电探测器所能探得的最小光功率P代替上式中的探测功率P,则可得最大探测距离Rmax为Rmax=PK,K,AA,PtPAsmin结论1、激光发射能量大对测距有利:则2=(e)=e57激光测距原理资料课件58激光测距原理资料课件59激光测距原理资料课件60激光测距原理资料课件61激光测距原理资料课件62激光测距原理资料课件63激光测距原理资料课件64激光测距原理资料课件65激光测距原理资料课件66激光测距原理资料课件67激光测距原理资料课件68激光测距原理资料课件69激光测距原理资料课件70激光测距原理资料课件71激光测距原理资料课件72激光测距原理资料课件73激光测距原理资料课件74激光测距原理资料课件75激光测距原理资料课件76激光测距原理资料课件77激光测距原理资料课件78激光测距原理资料课件79激光测距原理资料课件80激光测距原理资料课件