Jak fungují laserové měřiče vzdálenosti?

Laserový měřič vzdálenosti funguje tak, že měří čas, za který se puls laserového světla odrazí od cíle a vrátí zpět odesílateli. Toto je známé jako princip „doby letu“ a metoda je známá buď jako „doba letu“ nebo „pulzní“ měření.

Laserový dálkoměr vysílá puls laseru na cíl. Pulz se pak odráží od cíle a zpět k vysílajícímu zařízení (v tomto případě laserový měřič vzdálenosti). Tento princip „doby letu“ je založen na skutečnosti, že laser světlo cestuje poměrně konstantní rychlostí v zemské atmosféře. Jednoduchý počítač uvnitř měřiče rychle vypočítá vzdálenost k cíli. Tato metoda výpočtu vzdálenosti je schopná měřit vzdálenost mezi Zemí a Měsícem během několika centimetrů. Laserové dálkoměry lze také označovat jako „dálkoměry“ nebo „laserové dálkoměry“.

Vzdálenost mezi metrem a terčem je dána vztahem D = ct / 2, kde c se rovná rychlosti světla at se rovná době, po kterou je cesta zpět mezi metrem a cílem. Vzhledem k vysoké rychlosti, s jakou se puls pohybuje, a jeho zaostření je tento hrubý výpočet velmi přesný na vzdálenosti stop nebo mil, ale ztrácí přesnost na mnohem menší nebo větší vzdálenosti.

Lasery jsou soustředěné, intenzivní paprsky světla, obvykle jedné frekvence. Jsou velmi užitečné pro měření vzdáleností, protože procházejí atmosférou a cestují poměrně konstantní rychlostí mnohem delší vzdálenosti před divergencí (oslabení a šíření paprsku světla) snižuje účinnost Metr. Je méně pravděpodobné, že se laserové světlo rozptýlí jako bílé světlo, což znamená, že laserové světlo může cestovat mnohem větší vzdálenost bez ztráty intenzity. Ve srovnání s běžným bílým světlem si laserový puls zachovává velkou část své původní intenzity, když se odráží od cíle, což je velmi důležité při výpočtu vzdálenosti k objektu.

Přesnost laserového měřiče vzdálenosti závisí na původním pulzu, který se vrací do vysílajícího zařízení. I když jsou laserové paprsky velmi úzké a mají vysoké energie, podléhají stejným atmosférickým zkreslením, které ovlivňují normální bílé světlo. Tato atmosférická zkreslení mohou ztěžovat získání přesného odečtu vzdálenosti objektu v blízkosti zeleně nebo na dlouhé vzdálenosti větší než 1 kilometr v pouštním terénu. Různé materiály také odrážejí světlo ve větší či menší míře. Materiál, který má tendenci absorbovat nebo rozptylovat světlo (difúzi), snižuje pravděpodobnost, že se původní laserový pulz může odrazit zpět pro výpočet. V případech, kdy má cíl difúzní odraz, by měl být použit laserový dálkoměr využívající „metodu fázového posunu“.

Aby byla zajištěna spolehlivost, používají laserové měřiče vzdálenosti nějakou metodu k minimalizaci světla pozadí. Příliš mnoho světla na pozadí může interferovat s měřením, když senzor omylem zaměří určitou část světla pozadí na odražený laserový puls, což má za následek nesprávné odečtení vzdálenosti. Například laserový měřič vzdálenosti navržený pro použití v antarktických podmínkách, kde se očekává intenzivní světlo pozadí, využívá a kombinace filtrů s úzkou šířkou pásma, kmitočtů děleného paprsku a velmi malé clony, která blokuje tolik rušení z pozadí světla jak je to možné.

Laserové měřiče vzdálenosti a dálkoměry mají širokou škálu použití, od tvorby map až po sport. Mohou být použity k vytvoření map oceánského dna nebo topografických map zbavených vegetace. Používají se v armádě k zajištění přesné vzdálenosti k cílům pro odstřelovače nebo dělostřelectvo, pro průzkum a pro strojírenství. Inženýři a designéři používají laserové měřiče vzdálenosti ke konstrukci 3D modelů objektů. Lukostřelci, lovci a golfisté používají k výpočtu vzdálenosti k cíli dálkoměry.