三角法测距
光电测距三角高程测量方法
光电测距三角高程测量方法光电测距是一种利用光学原理进行测距的方法,广泛应用于工程测量中。
光电测距的原理是利用光的传播速度以及光电传感器接收光信号的时间差来计算目标距离的方法。
光电测距主要分为直接测量法和间接测量法两种方法。
其中,三角高程测量方法属于间接测量法。
三角高程测量方法是一种基于三角形相似原理的测量方法。
它的原理是利用两个测站的测距数据和测站之间的高程差来计算目标的高程。
具体的步骤如下:1.设置两个测站:在测量区域内选择两个测站点,并在测站点上架设光电测距设备。
2.测距:测量两个测站点与目标点之间的距离。
在光电测距设备上启动测距功能,记录两个测站点到目标点的距离。
3.测高差:在一个测站点上,利用水准仪测量该测站与另一个测站之间的高程差。
水准仪的使用是为了避免在水平线上发生误差。
4.计算高程:根据测距和测高差的数据,利用三角形相似原理进行计算,得出目标点的高程。
三角高程测量方法相对于直接测量法来说,具有测量距离较远和在复杂地形中工作的优势。
不过,它也有一些限制。
首先,三角高程测量方法需要有多个测站点,并且这些测站点之间的视线要畅通才能进行测量。
其次,测站点之间的高程差不能太大,否则会影响测量精度。
在实际应用中,三角高程测量方法被广泛应用于地质勘探、海洋测量、建筑测量等领域。
在地质勘探中,三角高程测量方法可以用于测量山体的高程,进而进行地质构造的分析和研究。
在海洋测量中,三角高程测量方法可以用于测量浮标的高度,进而进行海洋流速的测量。
在建筑测量中,三角高程测量方法可以用于测量建筑物的高程,进而控制建筑物的水平度。
总结来说,光电测距三角高程测量方法是一种基于三角形相似原理的测量方法,它利用测站之间的距离数据和测站之间的高程差来计算目标的高程。
这种方法广泛应用于地质勘探、海洋测量、建筑测量等领域,具有测量距离较远和在复杂地形中工作的优势。
不过,在进行测量时需要注意测站点之间的视线畅通以及测站之间的高程差不能太大。
光学测距原理
光学测距原理光学测距是利用光学原理进行距离测量的一种方法。
光学测距原理主要包括三种方法,三角测距法、相位测距法和飞行时间测距法。
下面将分别介绍这三种方法的原理及其应用。
三角测距法是一种基本的光学测距方法,它利用光学仪器测量目标与测量仪之间的角度,通过三角函数关系计算出目标与测量仪之间的距离。
这种方法适用于需要测量远距离的场合,如地理测量、导航定位等。
其原理简单,测量精度高,但受到天气、光线等环境因素的影响较大。
相位测距法是利用光波的相位变化来测量距离的一种方法。
当光波从发射器发出后,经过一定距离后再被接收器接收,根据光波的相位变化来计算出目标与测量仪之间的距离。
这种方法适用于需要高精度测量的场合,如工业制造、光学测量等。
其原理复杂,但测量精度高,受环境因素影响小。
飞行时间测距法是利用光波的飞行时间来测量距离的一种方法。
当光波从发射器发出后,经过一定距离后再被接收器接收,根据光波的飞行时间来计算出目标与测量仪之间的距离。
这种方法适用于需要实时测量的场合,如激光雷达、遥感测量等。
其原理简单,测量速度快,但受环境因素影响较大。
在实际应用中,光学测距原理常常与其他技术相结合,以满足不同场合的测距需求。
例如,在无人驾驶领域,激光雷达常常采用飞行时间测距法进行障碍物检测和距离测量;在工业制造领域,相位测距法常常用于精密测量和三维成像;在地理测量领域,三角测距法常常用于地图绘制和导航定位。
总的来说,光学测距原理是一种重要的测距方法,它在各个领域都有着广泛的应用。
随着科技的不断进步,光学测距技术也在不断发展,将会为人类的生产生活带来更多的便利和效益。
测量地球周长的方法
测量地球周长的方法1.三角测量法:三角测量法是测量地球周长的一种基本方法。
它利用三角形的边长和角度来计算距离。
通过在大地上的不同位置测量到三角形的边长和角度,可以在地球表面上建立一系列的三角形网络。
由于地球曲率的存在,这些三角形的边长和角度会有微小的偏差。
利用这些测量数据,可以通过三角形计算地球曲线的半径,然后根据地球的半径计算出地球的周长。
2.弧度测量法:弧度测量法是另一种测量地球周长的方法。
它基于地球表面上两点之间的距离与它们在球面上所对应的弧长之间的关系。
测量地球表面上两点之间的距离可以通过GPS、测距仪、测量线和轨道地理测量等方法进行。
通过测量得到的距离和这两点所对应的球面弧长,可以计算出地球的周长。
3.地轴测量法:地轴测量法是测量地球周长的一种高精度方法。
它利用地球自转的角速度和地球周长之间的关系来计算地球的周长。
测量过程中,利用全球分布的星座的观测数据,观测其顺直小时角的变化。
通过测量得到的角速度和地球自转周期,可以计算出地球的周长。
4.卫星测量法:利用人造卫星进行地球周长测量是一种精确度较高的方法。
通过卫星对地球表面的观测和测量,可以得到地球上不同地点的准确位置坐标。
利用这些观测数据,可以建立一个高精度的地球模型,并计算出地球的周长。
5.大地水准测量法:大地水准测量法是一种通过观测地球表面上不同点的高程差来计算地球周长的方法。
测量过程中,使用水准仪在不同地点上观测测量点与参考点之间的高差。
通过测量得到的高差数据,可以计算出地球的曲率和周长。
综上所述,测量地球周长是一项复杂的任务,需要运用多种地理测量技术和数学计算方法。
通过不断改进和精确测量,科学家们逐渐确定了地球的周长,并为我们提供了准确的地球模型和地理信息,为地理学和其他相关领域的研究提供了基础数据。
距离测量与坐标采集的原理
距离测量与坐标采集的原理
距离测量和坐标采集是一种常见的测量方式,主要用于确定物体的位置和空间关系。
其原理可以通过以下几种方法实现:
1. 平面坐标法:通过测量物体在平面上的两个坐标点,可以确定物体在该平面上的位置。
根据勾股定理,可以计算出这两点之间的直线距离。
2. 三角测量法:利用三角形的几何关系来测量距离。
当我们知道一个角的大小和两边的长度时,可以通过正弦或余弦定理计算出第三边的长度。
通过设置参考点和测量角度,可以逐步测量出物体之间的距离。
3. 激光测距法:利用激光束的发射和接收来测量距离。
激光测量仪器会发射一束短脉冲激光并记录激光的反射时间。
根据光速的知识和反射时间,可以计算出物体与测量仪器之间的距离。
4. 雷达测距法:利用雷达信号的发射和接收来测量距离。
雷达发射一束电磁波并接收其反射信号,通过计算信号的传播时间和信号速度,可以得到物体与雷达之间的距离。
5. GPS定位法:利用全球定位系统(GPS)来测量物体的位置。
GPS通过接收来自卫星的信号,计算出物体与卫星之间的距离,并利用三角测量法来确定物体的坐标。
这些原理在不同的应用场景中具有各自的优劣,需要根据具体的测量需求和环境条件选择合适的方法。
激光三角法测距原理研究
《激光三角法测距原理研究》摘要:文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2020)22-0242-03,对于激光三角法测距的原理的研究可以为激光三角法的实际测量提供良好的指导作用,本文在研究激光三角法测距的原理的过程中对激光三角法测距的已有光路与重要器件进行分析,找出各方案的特点吴博文冯国强摘要:激光三角法测距是一种以激光为光源的非接触式测量方法,其测量速度快、精度高,已被广泛的应用于工业生产检测领域。
本文首先介绍了激光三角法测距的基本原理;然后对不同的测量方案例如直射式和斜射式单点激光三角法测距进行系统的分析和比较;其次对各个测量方案的优缺点、各方案中采用的光电仪器的作用与优劣,以及影响激光三角法测量结果的因素与其解决方法进行了归纳和分析。
Abstract: Laser triangulation is a non - contact measuring method with laser as the light source. It has been widely used in the field of industrial production inspection. This paper first introduces the basic principle of laser triangulation method, and then analyzes and compares the different measurement schemes such as direct beam and oblique beam single point laser triangulation method. Secondly, the advantages and disadvantages of each measurement scheme, the functions and advantages and disadvantages of the photoelectric instruments used in each scheme,as well as the factors affecting the measurement results of laser triangulation method and their solutions are summarized and analyzed. Finally, an improved laser triangulation measurement scheme is designed and its feasibility and influencing factors are discussed. The development trend and prospect of laser triangulation are deduced.关键词:激光三角法;测距;直射式;斜射式Key words: laser triangulation;distance;direct type;oblique type中图分类号:TN249 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2020)22-0242-030 引言随着工业的发展,与科学技术的进步,在一些领域对测量方面的要求越来越高越来越严格。
求实际距离的三种方法
求实际距离的三种方法当我们需要测量两个点之间的距离时,我们可以使用许多不同的方法。
但是,实际距离的测量需要考虑到许多因素,例如地形、障碍物、海拔高度等。
在本文中,我们将介绍三种测量实际距离的方法,以帮助您选择最适合您需要的测量方法。
第一种方法:三角测量法三角测量法是一种基于三角形原理的测量方法。
这种方法适用于两个点之间没有障碍物的场合。
首先,我们需要在两个点之间建立一个基线,然后在两个点的位置上测量出一个直角三角形的两个角度和一个角度的距离。
根据三角形的原理,我们可以使用三角函数计算出两个点之间的距离。
三角测量法需要使用专业的测量仪器,例如全站仪、经纬仪等。
这些工具可以提供高精度的测量结果,并且可以在不同的地形和环境条件下使用。
但是,这种方法需要专业的技能和经验,因此需要受过专业培训的人员来执行。
第二种方法:激光测距法激光测距法是一种使用激光器测量距离的方法。
这种方法可以测量两个点之间的距离,而且可以在有障碍物的情况下使用。
激光测距法使用激光束发射器从一个点向另一个点发射激光束,然后使用接收器接收反射回来的激光束。
根据激光束的时间和速度,我们可以计算出两个点之间的距离。
激光测距法是一种非常准确的测量方法,可以提供高精度的测量结果。
此外,激光测距器非常小巧轻便,可以携带到不同的地方使用。
但是,激光测距法需要有一个明显的反射面,否则激光束将无法反射回来,无法测量距离。
第三种方法:GPS测距法GPS测距法是一种使用全球定位系统(GPS)测量距离的方法。
这种方法可以测量两个点之间的距离,而且可以在不同的地形和环境条件下使用。
GPS测距法使用GPS接收器接收来自卫星的信号,并使用这些信号计算出两个点之间的距离。
GPS测距法是一种非常方便的测量方法,可以在任何地方使用。
此外,GPS接收器也非常小巧轻便,可以携带到不同的地方使用。
但是,GPS测距法的精度受到许多因素的影响,例如卫星信号的质量、天气条件、地形和建筑物的遮挡等。
三角法测距离的原理
三角法测距离一、什么是三角法三角法是一种测量地理空间距离的方法,它是利用三角形的两个边长和它们之间的夹角来计算第三边的长度。
三角法是一种简单有效的测量距离的方法,它可以帮助我们准确地测量距离,并且测量的距离准确精确。
二、三角法的原理三角法的原理是基于三角形的两边长和夹角之间的关系,它是一种测量距离的有效方法。
基本的三角法的原理是,假设有三个点A、B、C,以点A为原点,以点B为终点,以点C为参考点,我们可以测量AB点之间的距离。
根据三角形的两边长和夹角之间的关系,我们可以用下面的公式来求解三角形的第三边长:AC = AB * sin C其中,AC表示点A到点C的距离,AB表示点A到点B的距离,sin C表示点A到点B的夹角的正弦值。
三、三角法的实际应用三角法是一种常用的测量距离的方法,它可以帮助我们准确地测量距离。
它可以用于测量地理空间的距离,也可以用于测量物理物体的距离。
例如,在测量地理空间距离时,我们可以利用三角法来测量两个城市之间的距离。
在测量物理物体距离时,我们可以利用三角法来测量一个物体到另一个物体的距离。
四、三角法的优点三角法是一种简单有效的测量距离的方法,它的优点有:1、简单易行:三角法的操作简单,只需要测量三角形的两边长和夹角,就可以准确测量距离。
2、准确精确:三角法能够准确精确地测量距离,可以满足不同用户的需求。
3、易于实施:三角法的实施比较容易,只需要一些基本的测量工具就可以实施,不需要复杂的技术支持。
五、结论三角法是一种简单有效的测量距离的方法,它可以帮助我们准确地测量距离,并且测量的距离准确精确。
它可以用于测量地理空间的距离,也可以用于测量物理物体的距离,具有简单易行、准确精确、易于实施的优点。
三角法测距原理
三角法测距原理
三角法测距原理是一种常用的测量距离的方法,它基于平行线之间的相似三角形关系。
该原理利用了直角三角形的三边比例关系,即当两条直线相互平行时,它们与一条横截线的交点处所夹角的大小相等。
在测距过程中,我们可以利用这一原理构建一个由三条互相垂直的线段所形成的直角三角形。
具体的测距过程如下:首先,我们需要选择一个固定的基准点,然后将目标物体与基准点之间的距离作为基线。
然后,我们站在基准点的位置上,通过仪器或测量工具测量出与目标物体的两个角的大小。
接下来,利用三角函数的计算公式(如正弦定理或余弦定理),我们可以根据测得的两个角的大小以及基线的长度来计算出目标物体与基准点之间的距离。
三角法测距原理的优点是测量精度高,并且适用于不同距离范围内的测量。
但是,它也存在一些限制,如测量过程中需要准确测量角度以及基线的长度,这对于测量者的技术水平有一定要求。
此外,如果目标物体位于地面以上较高的位置,测量过程可能会受到阻碍。
总的来说,三角法测距原理是一种常用且可靠的测量距离的方法,它在许多领域如地理测量、工程测量等方面都有广泛的应用。
基于PSD的激光三角测距法原理、系统和精度分析
基于PSD的激光三角测距法原理、系统和精度分析激光三角测距法原理、系统和精度分析1.三角测距方式三角测距是一种测量距离的方法,通过测量三角形的三个角度或三个边长来确定目标物体与测量仪之间的距离。
激光三角测距法就是利用激光束发射器向目标物体发射激光束,然后通过接收器接收反射回来的激光束,最后利用三角形计算目标物体与测量仪之间的距离。
2.激光三角法原理分析激光三角测距法是利用激光束在空间中直线传播的特性,通过测量激光束的发射方向和反射方向之间的角度差,来计算目标物体与测量仪之间的距离。
在实际应用中,通常采用相位测量法来测量激光束的相位差,进而计算出角度差,从而得到目标物体与测量仪之间的距离。
3.激光三角法距离计算激光三角测距法的距离计算涉及到角度测量和相位测量两个方面。
角度测量是通过测量激光束的发射方向和反射方向之间的角度差来实现的,而相位测量则是通过测量激光束的相位差来计算角度差。
最终,通过三角形计算公式,可以得到目标物体与测量仪之间的距离。
4.激光三角法精度分析激光三角测距法的精度受到多种因素的影响,包括系统探测能力、像点弥散斑等。
系统探测能力是指系统对光信号的接收能力,它受到PSD接收光功率、光能质心等因素的影响。
像点弥散斑是指激光束在目标物体表面反射时产生的光斑扩散现象,它会对系统的探测能力产生影响。
5.系统探测能力的影响因素5.1 PSD接收光功率对系统探测能力的影响PSD接收光功率是影响系统探测能力的重要因素之一,它受到激光束功率、反射率等因素的影响。
当PSD接收光功率较小时,系统的探测能力会受到限制,从而影响测量精度。
因此,在实际应用中,需要采用一定的技术手段来提高PSD接收光功率,以提高系统的探测能力。
5.2 光能质心对探测能力的影响光能质心是指激光束在PSD上的位置,它受到激光束发射方向、反射面形状等因素的影响。
当光能质心偏离PSD中心时,会导致系统的探测能力下降,从而影响测量精度。
测距望远镜原理范文
测距望远镜原理范文三角测距法是一种基于几何关系的测量原理,它利用观察者和目标之间的角度和基线长度来计算目标的距离。
当站在不同的位置观察同一个目标时,目标的位置在视角上会发生变化。
通过测量这些角度差,并结合已知的基线长度,可以使用三角函数关系计算目标的距离。
这种方法在测绘和地理测量中经常使用,并且可以在没有其他仪器的情况下进行测距。
激光测距法则是利用激光技术来测量目标距离的原理。
激光测距法通常使用一束激光束发射到目标上,并通过接收器接收返回的激光脉冲。
利用激光在空气中传播的速度和激光的飞行时间,可以计算出目标与观察者之间的距离。
激光测距法具有高精度和快速测量的特点,广泛应用于军事和测绘等领域。
例如,在军事中,激光测距仪可以用来测量目标的距离,并提供给狙击手或者火炮来调整射击。
无论是三角测距法还是激光测距法,测距望远镜都需要一些关键的组件来实现测距功能。
首先,测距望远镜需要一个能够调整焦距以便观察远近的物体的镜头系统。
这个系统通常是一个由多个镜片组成的复杂光学系统,可以调整镜头的位置和形状以实现对目标的清晰观察。
其次,测距望远镜需要一个角度测量装置。
这通常是一个可以测量视角和基线长度的装置,以便计算目标的距离。
这个角度测量装置可以是附加在测距望远镜上的刻度,也可以是一个电子装置,能够精确测量角度。
最后,测距望远镜需要一个激光发射器和接收器,以便执行激光测距法。
激光发射器会发射激光束,并激发目标返回激光脉冲。
激光接收器会接收返回的激光脉冲,并计算出激光的飞行时间,从而确定目标的距离。
总而言之,测距望远镜利用几何关系和光学原理来测量目标与观察者之间的距离。
无论是基于三角测距法还是激光测距法,都需要一个经过精确设计的光学系统、角度测量装置和激光器组件。
这些能够实现高精度和快速测量的功能,使测距望远镜在军事、航空和测绘等领域发挥了重要作用。
三角法红外测距原理
三角法红外测距原理
三角法红外测距原理是一种常用的测量物体距离的方法。
它基于三角形的几何关系,通过测量物体的角度和距离,可以计算出物体到测量设备的准确距离。
在红外测距装置中,通常包含一个红外发射器和一个红外接收器。
发射器会发出一束红外光束,该光束会经过物体,并被物体反射回来。
接收器会接收到被反射回的红外光束。
为了计算物体到测距装置的距离,我们需要测量物体的角度和红外光束的发射角度。
通过测量发射器和接收器之间的角度差,以及物体与测距装置之间的角度,我们可以使用三角函数来计算出物体到测距装置的距离。
具体而言,我们可以使用正切函数来计算距离。
设发射器到物体的距离为a,物体到接收器的距离为b,物体到测距装置的
距离为c,测得发射器和接收器之间的角度差为θ,则有如下
关系:
tan(θ) = a / b
我们可以通过测量发射器和接收器之间的距离和角度差,来计算出a和b的值,从而得到c的值。
三角法红外测距原理适用于许多领域,如自动驾驶、室内导航、安防监控等。
它具有测量精度高、响应速度快的特点,并且可以在不同光照条件下进行测量。
基于CAD的激光三角测距法原理、系统和精度分析
基于CAD的激光三角测距法原理、系统和精度分析1. 概述激光三角测距法是一种常用于测量距离的精确且非接触的方法。
本文将介绍基于计算机辅助设计(CAD)的激光三角测距法的原理、系统和精度分析。
2. 原理激光三角测距法基于三角形相似原理。
当我们将一个激光束发射到目标物体上时,它会被物体表面反射回来。
通过测量激光束的发射角度、接收角度以及激光束的时间差,我们可以计算出目标物体与测距系统的距离。
3. 系统组成基于CAD的激光三角测距系统主要由以下组成部分构成:- 发射器:用于发射激光束的装置。
- 接收器:用于接收激光束的装置。
- 光电探测器:用于转换激光信号为电信号的装置。
- 计算机:用于处理接收到的电信号,并计算出测距结果。
4. 精度分析激光三角测距法的精度受到多种因素的影响,以下是一些常见的影响因素:- 反射率:目标物体的表面反射率会影响激光束的反射强度,进而影响测距精度。
- 环境条件:例如大气湿度、温度变化等因素会影响激光传播的速度,从而对测距精度产生影响。
- 系统误差:包括仪器自身的误差、对齐偏差等,都可能导致测距结果的误差。
为了提高测距精度,我们可以采取以下策略:- 选择合适的目标物体:目标物体的表面应具有良好的反射性能,以确保激光束能够有效地返回。
- 校准系统:定期对测距系统进行校准,以减小系统误差。
- 控制环境条件:尽可能在稳定的环境条件下进行测距,减小环境因素对测距精度的干扰。
5. 总结基于CAD的激光三角测距法是一种精确和可靠的测距方法。
通过了解其原理、系统组成和精度分析,我们可以更好地应用该方法,并在实际应用中取得准确的测距结果。
为了提高测距精度,我们应注意选择合适的目标物体、进行系统校准和控制环境条件。
三角法测距
三角法测距-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1三角法红外测距原理介绍工作原理:Sharp的红外传感器都是基于一个原理,三角测量原理。
红外发射器按照一定的角度发射红外光束,当遇到物体以后,光束会反射回来,如图1所示。
反射回来的红外光线被CCD检测器检测到以后,会获得一个偏移值L,利用三角关系,在知道了发射角度a,偏移距L,中心矩X,以及滤镜的焦距f以后,传感器到物体的距离D就可以通过几何关系计算出来了。
图1:三角测量原理可以看到,当D的距离足够近的时候,L值会相当大,超过CCD的探测范围,这时,虽然物体很近,但是传感器反而看不到了。
当物体距离D很大时,L值就会很小。
这时CCD检测器能否分辨得出这个很小的L值成为关键,也就是说CCD的分辨率决定能不能获得足够精确的L值。
要检测越是远的物体,CCD的分辨率要求就越高。
非线性输出:Sharp GS2XX系列的传感器的输出是非线性的。
没个型号的输出曲线都不同。
所以,在实际使用前,最好能对所使用的传感器进行一下校正。
对每个型号的传感器创建一张曲线图,以便在实际使用中获得真实有效的测量数据。
下图是典型的Sharp GP2D12的输出曲线图。
从上图中,可以看到,当被探测物体的距离小于10cm的时候,输出电压急剧下降,也就是说从电压读数来看,物体的距离应该是越来越远了。
但是实际上并不是这样的,想象一下,你的机器人本来正在慢慢的靠近障碍物,突然发现障碍物消失了,一般来说,你的控制程序会让你的机器人以全速移动,结果就是,"砰"的一声。
当然了,解决这个方法也不是没有,这里有个小技巧。
只需要改变一下传感器的安装位置,使它到机器人的外围的距离大于最小探测距离就可以了。
如图3所示:图2:Sharp GP2D12输出曲线。
光电测距三角高程测量方法高程控制测量
光电测距三角高程测量方法高程控制测量光电测距三角高程测量方法是一种基于光电测距技术的高程测量方法,通过测量物体与测量仪器之间的距离差,来计算出物体的高程。
该方法常用于土地测量、建筑工程和地质勘探等领域。
在光电测距三角高程测量方法中,测量仪器通常由一个发射器和一个接收器组成。
发射器发出一束光,并通过反射回来的光信号来计算物体与仪器之间的距离。
在进行高程控制测量时,需要事先确定一个已知高程点,作为参考点,从而建立一个高程控制网络。
测量过程中,首先需要设置一个基线,即已知高程点与待测高程点之间的直线距离。
然后,在待测高程点处设置一个测量仪器,将发射器和接收器对准目标物体。
发射器发出一束光,并在目标物体上产生一个反射点。
接收器接收到反射回来的光信号,并通过测量光信号的时间差来计算出物体与仪器之间的距离。
接下来,需要进行三角高程测量。
首先,在已知高程点处设置一个测量仪器,将发射器和接收器对准目标物体。
同样地,发射器发出一束光,并在目标物体上产生一个反射点。
接收器接收到反射回来的光信号,并通过测量光信号的时间差来计算出物体与仪器之间的距离。
然后,通过比较已知高程点与待测高程点的测量结果,可以计算出两个测量仪器之间的高程差。
这样,就可以根据已知高程点的高程值和测得的高程差来计算出待测高程点的高程值。
通过重复这个过程,可以建立一个高程控制网络,并进行高程控制测量。
在实际应用中,光电测距三角高程测量方法具有许多优点。
首先,它可以实现非接触式测量,无需接触物体即可测量其高程,从而避免了测量过程中可能引起的误差。
其次,该方法测量精度高,可以达到亚毫米级别的精度要求。
此外,该方法适用于不同的测量距离范围,可以测量几米到几百米的距离。
然而,光电测距三角高程测量方法也存在一些限制。
首先,该方法对环境光的干扰较为敏感,需要在光照条件良好的环境下进行测量。
其次,该方法在长距离测量时,由于大气折射的影响,测量结果可能存在一定的误差。
激光三角实验报告
激光三角实验报告激光三角实验报告一、实验目的本实验旨在通过激光三角法测量物体的距离和高度,理解激光三角测距原理,培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理激光三角法是一种通过测量激光束在物体表面反射后与基准光束之间的夹角,结合激光束的发射和接收装置之间的距离,计算物体距离和高度的方法。
假设物体的高度为h,距离为d,反射角度为θ,接收装置与发射装置之间的距离为L,则有以下关系:d = L / tan(θ)h = (L / tan(θ)) × tan(θ2)其中,θ1为激光束与反射光束之间的夹角,θ2为反射光束与接收装置之间的夹角。
通过测量θ1和θ2,即可计算出物体的高度h和距离d。
三、实验步骤1.准备实验器材:激光三角测距仪、尺子、笔记本、计算器等。
2.将激光三角测距仪放置在平整的地面上,调整发射装置的角度,确保激光束能够照射到待测物体表面。
3.将待测物体放置在激光束照射的区域内,调整物体的位置和角度,确保反射光束能够被接收装置接收。
4.观察并记录激光三角测距仪上显示的测量数据,包括θ1和θ2的角度值、物体的高度h和距离d等。
5.重复以上步骤,测量多个待测物体的高度和距离。
6.分析实验数据,得出实验结论。
四、实验结果与分析通过实验测量,我们得到了多个待测物体的高度和距离数据。
根据这些数据,我们可以得出以下结论:1.实验结果可靠:本实验所采用的激光三角测距仪具有较高的测量精度和稳定性,测量结果可信度高。
同时,我们在实验过程中采取了多种方法进行测量,以减小误差和偶然性因素的影响。
2.物体高度和距离可测量:通过激光三角法,我们可以快速、准确地测量物体的距离和高度。
这种方法在工程、测绘、安全监控等领域具有广泛的应用价值。
3.误差分析:在实验过程中,我们发现存在一些误差因素,如测量角度的误差、物体表面反射率的差异等。
这些因素会影响到测量结果的精度。
为了减小误差,我们可以采取一些措施,如使用高精度的测量仪器、对物体表面进行平整处理等。
三角法激光雷达测距原理
三角法激光雷达测距原理
三角法激光雷达是一种常用的测距设备,其工作原理是利用激光束发射器发射出的激光束,在目标物体上反射后,经过接收器接收并处理,从而得到目标物体的距离信息。
三角法激光雷达测距原理主要是通过三角形的角度和边长关系来计算目标物体的距离。
具体来说,激光束发射器会向目标物体发射一束激光束,当激光束照射到目标物体上时,会被反射回来并被接收器接收。
此时,接收器会记录下激光束的发射时间和接收时间,从而计算出激光束从发射到接收所花费的时间。
同时,激光束发射器和接收器之间的距离已知,因此可以根据距离、时间和光速的关系,计算出目标物体到测距设备的距离。
通过多次测量,可以得到目标物体的坐标,并进一步确定其位置和运动轨迹。
三角法激光雷达测距原理具有精度高、测量范围广等优点,在工业、交通、地质勘探等领域得到广泛应用。
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激光三角测距系统
激光测距三角系统1.激光三角法基本原理在被测物体表面上方,用一束激光以一定的角度照射,激光在物体表面发生反射或者散射,在另一个角度用成像系统对激光反射或散射光进行汇聚成像,被测物体上激光照射所产生的光斑的位置变化,光反射或散射的角度也会变化,用光学系统对光线进行汇聚,光斑成像在CCD或者PSD位置传感器上,沿激光方向当被测物体发生移动时,位置传感器上的成像光斑就会发生移动,其位移对应物体移动距离,从而间接的实现激光测量。
由于入射和反射光构成一个三角形,对光斑位移的计算,几何三角和激光器运用其中,所以这种方法被称为激光三角测量法。
2.系统组成图1 光学系统结构图光学器件:AL0650P2尾纤型激光器A414-光纤准直器650BP35-OD3T0E02窄带滤光片DLB-10-25PM的双胶合透镜系统软硬件设计:电路部分以AVR单片机为核心的硬件电路,包括线阵CCD驱动电路、CCD信号处理电路,以及以单片机为核心的测量、显示电路,基本满足系统测量精度和在线检测的要求。
图2 系统硬件框图软件模块包括单片机对线阵CCD的驱动、信号数据二值化、单片机采集处理和发送程序,控制LCD显示测量结果。
主程序的结构为:(1)开始,LCD液晶显示屏点亮,初始化单片机和显示器。
(2)等待外部按键的幵始命令。
(3)开始命令发出后,执行CCD驱动程序、脉冲计数填充和采集程序(4)关闭计数器,控制LCD显示数据。
3.系统CCD本系统为微位移检测装置,即通过测量被测物体在CCD上成像的像点移动来测量物体的位移,所以选用线阵CCD。
考虑到测量系统应该要满足实时测量要求,并且有较好的动态范围,所以要求系统至少1kHz的响应频率,要求CCD有较好的转移速率,最终选定了 TCD1206SUP。
其驱动波形如下,本系统采用ATmegal6单片机最小系统对CCD进行驱动,另外单片机在小数据处理和LCD控制方面也足以胜任。
图3 TCD1206SUP驱动脉冲波形图4.信号处理电路(1)差分放大电路考虑到CCD的输出信号频率较高(1MHz),所以在对输出信号进行放大处理的时候,要选用通频带较宽的运算放大器,且在本设计中选用的CCD输出信号包含两路输出,需对其进行差分放大处理。
三角孔测距法
三角孔测距法
三角孔与臂长尺类似,也是一种简易的测距工具。
三角孔的制作方法如图:取长约15厘米,宽为8厘米的硬纸片,中间用刀挖一等腰三角形孔,使底边B 长和高L的比值为1:2,底边B长等于自己臂长的1/10,再在三角形两腰刻上10等份分划,并从顶角注记0、1、2、3……10等数字,那么两腰上相应数字的孔间,表示臂长的百分之几。
用三角孔测距离时,手持三角孔板,臂向前平伸,眼睛通过三角孔观察目标,使目标间隔〔高度〕正好嵌在三角孔的某个对应刻画间,读出分划数,按公式:
间隔〔高度〕×100
距离=―――――――――――――――
分划数
即可求出目标距离。
基于PSD的激光三角测距法原理、系统和精度分析
激光三角测距法原理、系统和精度分析目录1 三角测距方式 (2)2 激光三角法原理分析 (4)3 激光三角法距离计算 (5)4 激光三角法精度分析 (6)5 系统探测能力的影响因素 (9)5.1 PSD接收光功率对系统探测能力的影响 (9)5.2光能质心对探测能力的影响 (16)5.3像点弥散斑对系统探测能力的影响 (19)激光三角法作为目前一种非常重要的非接触式测量方法,广泛运用于物体位移、厚度和三维面形等方面的测量。
激光三角法利用一束激光经光学系统调节后照射到被测物体表面,形成一小光斑,经过被测物体表面散射后通过接收物镜聚焦成像在光电探测器的接收面上。
被测点的位移信息由该光点在探测器的光接收面上所形成的像点位置决定。
当被测物体移动时,光斑相对于接收物镜的位置发生变化,相应的其像点在光探测器接收面上的位置也将发生改变,根据其像点位置的变化和测量系统的结构参数可求出被测点的位移信息。
由于入射光线和反射光线构成一个三角形,所以该方法被称为激光三角法。
1 三角测距方式系统三角结构方式初步选定采用直入射法垂直接收屏方式。
对于本系统,接收物镜面几乎与散射光光轴垂直,接收物镜光轴与入射光光轴的夹角θ角非常小,计算出只有约1.14度,在一般的机械零件加工和安装调试过程中这么小的角度是很难实现的,而且此时接收物镜也很难在普通光学支架上定位,故将垂直接收方式的结构设计为以下形式:图1 改进型垂直接收屏方式原理图改进型方式中,接收物镜光轴平行于入射光轴,并与物面散射光光轴成θ角,接收物镜与光电探测器接收面平行。
光束i垂直入射到移动物面上并与接收物镜的主光轴相交于位于M平面上的O点,称M平面为零参考平面,O点在像屏上的像点是O’点。
移动物面上的A点和参考平面上的O点经过漫反射和半漫反射后通过透镜分别成像在光电传感器P上的A’点和O’点。
A点相对于零参考平面M的位移量记为∆,A点的位移计算公式为:θδθθcos sin cos 120+=∆d d (1) 与垂直接收屏接收方式相比,位移计算公式中多了一个系数θ2cos此时,焦距公式为sd f 1111-= (2) 由此推导出精度公式:)11()(cos sin )cos cos (222210220s f ds s s d d d d d +∆-=∆-=∆θθθθδ (3)在相同焦距和系统宽度条件下,比垂直接收方式相对比,三种颜色曲线代表不同的接收物镜焦距,如图2。
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三角法红外测距原理介绍
工作原理:
Sharp的红外传感器都是基于一个原理,三角测量原理。
红外发射器按照一定的角度发射红外光束,当遇到物体以后,光束会反射回来,如图1所示。
反射回来的红外光线被CCD检测器检测到以后,会获得一个偏移值L,利用三角关系,在知道了发射角度a,偏移距L,中心矩X,以及滤镜的焦距f以后,传感器到物体的距离D就可以通过几何关系计算出来了。
图1:三角测量原理
可以看到,当D的距离足够近的时候,L值会相当大,超过CCD的探测范围,这时,虽然物体很近,但是传感器反而看不到了。
当物体距离D很大时,L值就会很小。
这时CCD检测器能否分辨得出这个很小的L值成为关键,也就是说CCD的分辨率决定能不能获得足够精确的L值。
要检测越是远的物体,CCD
的分辨率要求就越高。
非线性输出:
Sharp GS2XX系列的传感器的输出是非线性的。
没个型号的输出曲线都不同。
所以,在实际使用前,最好能对所使用的传感器进行一下校正。
对每个型号的传感器创建一张曲线图,以便在实际使用中获得真实有效的测量数据。
下图是典型的Sharp GP2D12的输出曲线图。
从上图中,可以看到,当被探测物体的距离小于10cm的时候,
输出电压急剧下降,也就是说从电压读数来看,物体的距离应该是
越来越远了。
但是实际上并不是这样的,想象一下,你的机器人本
来正在慢慢的靠近障碍物,突然发现障碍物消失了,一般来说,你
的控制程序会让你的机器人以全速移动,结果就是,"砰"的一声。
当然了,解决这个方法也不是没有,这里有个小技巧。
只需要改变
一下传感器的安装位置,使它到机器人的外围的距离大于最小探测
距离就可以了。
如图3所示:
图2:Sharp GP2D12输出曲线。