激光测距仪是一种利用激光脉冲或连续波测量目标距离的光电设备，其工作原理和应用如下：

一、工作原理

基于激光传播时间或相位差计算距离，主要分为两类：

1. 脉冲时间飞行法（ToF）

   • 向目标发射短脉冲激光，记录激光从发射到被反射返回的时间 ( t ) 。
   • 距离公式：( D = \frac{c \times t}{2} )（( c ) 为光速）。
   • 优势：测程远（可达数公里），适合野外测量。

2. 相位差测距法

   • 发射调制的连续激光束，通过检测发射波与反射波的相位差计算距离。
   • 距离公式：( D = \frac{c \cdot \Delta \phi}{4\pi f} )（( f ) 为调制频率，( \Delta \phi ) 为相位差）。
   • 优势：精度高（毫米级），适合近距离高精度场景。

二、主要应用领域

1. 测绘与地理信息

   • 地形测绘：生成数字高程模型（DEM）、森林资源调查。
   • 建筑测量：建筑物三维建模、工程量计算（如土方量）。

2. 建筑工程

   • 施工放样：定位墙体、门窗位置，测量室内空间尺寸。
   • 桥梁/隧道监测：检测结构变形与沉降。

3. 工业制造

   • 机械安装：校准设备位置，检测零部件的装配精度。
   • 机器人导航：AGV小车、工业机器人的避障与路径规划。

4. 军事与安防

   • 目标定位：火炮校准、无人机锁定目标。
   • 周界防护：监控敏感区域入侵行为。

5. 消费电子与智能设备

   • 手机测距：AR应用、室内设计辅助（如iPhone LiDAR）。
   • 智能家居：扫地机器人建图与避障。

6. 体育运动

   • 高尔夫测距：快速计算球洞距离（便携式测距仪）。
   • 狩猎/户外：辅助瞄准镜集成测距功能。

7. 科研领域

   • 天体测量：卫星激光测距（SLR）精确测定地月距离。
   • 大气研究：激光雷达（LiDAR）分析气溶胶分布。

三、技术优势

• 精度高：相位法误差可控制在±1 mm以内。
• 响应快：脉冲式测距仅需毫秒级响应时间。
• 非接触：避免对脆弱或高温目标造成损伤。
• 抗干扰：激光方向性强，不易受环境光影响。

四、与传统测距工具对比

激光测距仪通过将光速稳定性与电子计时精度结合，成为现代精密测量的核心工具，广泛应用于从日常家居到尖端科技的各个领域。