Автор:www.opticsden.com
Автор перевода:Шеховцов Д.А.
Источник: http://www.opticsden.com/finding-the-distance-how-do-rangefinders-work/
Аннотация:
В данной статье описывается принцп работы лазерного дальномера
Лазерные дальномеры — эти устройства, которые используются для измерения расстояния от объекта до пользователя. Лазерные дальномеры наряду с радаром и гидролокатором являются активным дальномером. Их используют охотники, спортсмены, геодезисты, солдаты и многие другие. Лазерные дальномеры создают пучок фотонов, направленных к объекту. Луч отражается от объекта назад к его источнику, а дальномер измеряет время, необходимое для того, чтобы луч совершил свое путешествие. На основе прошедшего времени и скорости луча устройство вычисляет расстояние до объекта. Этот метод расчета расстояния основан на принципе «времени полета». Подобным же образом радиолокационные дальномеры используют радиоволны вместо лазерных лучей, а сонарные устройства генерируют звуковые волны для той же цели.
Поскольку лазерный луч проходит очень быстро, количество времени, которое требуется для того, чтобы луч возвращался к источнику, очень мал. Это делает его чрезвычайно трудным для измерения, и поэтому лазерные дальномеры несколько ограничены в своей точности измерения. Тем не менее, наименее точное из этих устройств может точно рассчитать расстояния в пределах около метра, в то время как наиболее сложным может быть доверено быть точным в пределах нескольких миллиметров.
В то время как скорость светового луча может рассматриваться как вред, он также дает четкое преимущество. Сигнал с медленным перемещением, такой как сигнал, предоставляемый радиолокатором и гидролокатором, не очень хорош для измерения движущихся объектов, потому что к тому времени, когда сигнал вернется к наблюдателю, объект будет перемещен. Эта проблема усугубляется большими расстояниями; и когда направление движения цели находится прямо (или от) дальномера. Поскольку свет проходит во много раз быстрее, чем радиоволны или звуковые волны, лазерный дальномер является наиболее чувствительным активным дальномером для подачи данных в реальном времени на быстро движущийся объект.
Эффект рассеяния пучка, наряду с атмосферными искажениями и помехами, может приводить к изменениям в длительности времени, необходимого для того, чтобы даже последовательные импульсы возвращались в отправляющий блок. Чтобы минимизировать влияние этих ошибочных сигналов, большинство лазерных дальномеров используют среднее время прохождения серии импульсов для повышения их точности.
Использование последовательных лазерных импульсов также поддается кодированию импульсов в качестве способа минимизации попыток замятия устройства. Эффективность импульса также является критическим фактором точности дальномера: более сложные системы очень быстро реагируют на быстрые входные сигналы из-за сравнительно низкого увеличения или падения импульса.