刘继勇，王小淘

（西安工业大学 电子信息工程学院，陕西 西安 710021）

激光由于其高单色性、高方向性以及相干性好，激光测量技术相比其他测量手段具有独特优势，得到了长足的发展。测量距离的方法很多，主要有干涉法测距、三角法测距和 TOF法测距[1]等方法。激光测距利用干涉法测距的原理，主要有以下两种方法：相位测距和脉冲测距。相位式激光测距是利用较低频率的电信号调制高频光信号，使光通量发生周期性的变化，通过测量调制光信号往返一次的相位改变量来实现距离的测量，具有测程近和需要合作目标等缺点。脉冲式激光测距是利用光脉冲往返于测距仪和目标之间的传播时间实现距离的测量，主要适用于大距离或超大距离的测量，且测量精度一般为米级。具有测量精度较低、体积大等缺点[2]。本文主要研究的基于FPGA的脉冲式激光测距系统，既适用于长距离测量，又适用于短距离测量，而且测量精度较高。

1 脉冲激光测距原理

脉冲激光测距利用了激光在空气中传播速度基本恒定的特性，它通过测定激光脉冲在被测目标距离走一个往返的时间来测定目标的距离[3-4]。激光测距雷达对目标发射一个或一列很窄的光脉冲（脉冲宽度小于等于50 ns），测量自发射光脉冲起始，到达目标并由目标返回到接收机的时间，由此计算出目标距离如图1所示[4]。

图1 脉冲激光测距原理图Fig.1 Schematic of the pulsed laser ranging

设目标距离为R，光脉冲往返经过的时间为t，光在空气中传播速度为c，则