三维成像激光雷达因其激光技术固有的优势，比传统微波雷达抗干扰性更

强，图像分辨率更高，并且能做到体积更小、重量更低，所以在雷达领域越来

越受到重视。由于国际产品和技术封锁的原因，国内早期的三维成像激光雷达

研究没有重视APD 阵列的开发应用，大多采用单点扫描或者对ICCD、CMOS 等面

阵图像传感器进行增益调制来得到三维距离信息。由于增益调制技术目前还没

有找到很好的提高信噪比的方法，远距离图像质量无法达到APD 阵列距离像的

水平。

本论文所介绍的APD 阵列成像激光雷达就是运用APD 阵列的高增益特性，

以线阵APD 脉冲测距和单向扫描的方式实现三维成像。该系统利用34 路APD 线

阵接收脉冲激光回波，通过时间测量电路分系统对每一路信号进行时间测量，

得到二维距离线阵，再通过一维扫描最终反算出三维图像。本文围绕该系统的

时间测量分系统的工作原理、电路设计、实验结果和信号误差等方面，进行了

详细的阐述和分析，提供了很多有价值的工程经验和实验结果。

本论文课题的研究主要有五项内容：一是通过介绍APD 阵列三维成像激光

雷达相关技术的国内外发展现状和技术特点，阐明本课题研究的价值；二是阐

述总系统和测时分系统的工作原理和方案；三是介绍本课题的硬件电路设计的

各关键技术细节；四是详细说明了本课题FPGA 的程序设计工作；五是对实验数

据进行全面的误差分析。