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激光应用天地 Laser Applications 激光测距 激光传感器正步入大众消费应用领域 美国莱特太平洋公司编译 近年来，激光测距市场一直都在 急制动系统等，例如在距离其他车 持续增长。人们最早研发激光 辆太近的时候，就会启动紧急制动。 传感器是用于军事和工业领域中的高 这些功能可以告知实时的周边环境、 端应用，现在激光传感器已经进入大 提前预警、协助停车，大大提高了 众消费领域，价格也不再像以前那样 驾驶的安全性。 昂贵。在激光测距应用中，最核心的 如何使用先进的激光测距技术， 部件是价格便宜的高性能激光二极管 实现长达几千米的非接触式测距？通 和光电二极管。 过一个小型、便携设备或集成了测距 人们在自然界中就可以观察到非 人头部或上半身的前方的障碍物。而 仪的观察镜或双筒望远镜即可实现。 接触式测距和定位应用。一个众所周 手杖上面的激光二极管可以发射发散 这种系统已经在生活中获得了具体应 知的例子就是蝙蝠可以在完全黑暗的 的激光光束，如果盲人头部或上半身 用，如高尔夫球手使用这些系统来提 环境中导航，确定位置和方向。它们 的前方有障碍物，光束就会反射回来， 高标准杆数，猎人也可以用该系统更 使用回波定位和回声测距，从背反回 手杖上的探测器探测到这些背反光， 好地瞄准目标。测距仪内部的半导体 来的信号中提取出障碍物的方位和距 传感器模块就会震动，告知盲人前方 激光器功率非常低，属于人眼安全的 离信息。 有障碍物。就像上面提到的自然界中 1 级激光，因此使用者不用担心眼睛 受此启发，科学家开始研究如 蝙蝠的例子，空间方向是否可以行走 会受到伤害。 何将这种技术应用于人类。比如将 就可以确定了。 激光测距的基础是根据时间渡越 定位系统应用在机器上或服务于盲 该技术还应用到了汽车工业领 （time of flight ，TOF ）原理进行光学 人。VISTAC 研发出一套很有创意的 域，用于辅助驾驶更加方便、安全。 测距。这种非接触式方法可以测量几 产品—— 激光辅助白手杖（见图 1）。 据统计，仅2005 年一年，在欧洲就 个厘米到几千米的距离和速度。 手杖中带有激光传感器，其中包含激 有 4 万多人死于车祸。为此，欧洲 光二极管和探测器。激光辅助白手杖 委员会发起e-Safety 计划，目标是 激光测距工作原理 方面携带，可以帮助有视觉障碍和失 到2010 年将上述车祸死亡人数减 激光测距的工作原理是时间渡 明的人。 少一半。为了提高驾驶安全性，辅 越。时间渡越法测量的方案如下：经 单靠移动手杖，没有办法发现盲 助驾驶系统中增加了许多功能，如 过调制的脉冲激光，经透镜准直后发 车距提醒（见图2 ）、车道协助和紧 射。记录下反射回来的激光回到测距 仪的时间，由此可确定光束的传输时 间Δt ，光速c 是已知量，需要测量 的距离便可计算得到，即 2 n 其中，n 为周围环境介质的折射率。 图1：定位系统——激光辅助