【摘 要】
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随着电子学技术和激光技术的发展，激光雷达得到了快速发展和广泛应用。如今，激光雷达已经被应用于军方、科学研究、企业等各个领域。近年来，随着无人机、机器人、交通安全的兴起，激光雷达展现出了广阔的应用前景。激光雷达最基本的功能是测距，而影响测距精度的关键因素便是飞行时间的精度，飞行时间的测量需要准确的定时，传统的时刻鉴别方法会受到噪声、上升沿、脉宽等因素的影响而导致测量误差较大，从而影响时间的测量精度。
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随着电子学技术和激光技术的发展，激光雷达得到了快速发展和广泛应用。如今，激光雷达已经被应用于军方、科学研究、企业等各个领域。近年来，随着无人机、机器人、交通安全的兴起，激光雷达展现出了广阔的应用前景。激光雷达最基本的功能是测距，而影响测距精度的关键因素便是飞行时间的精度，飞行时间的测量需要准确的定时，传统的时刻鉴别方法会受到噪声、上升沿、脉宽等因素的影响而导致测量误差较大，从而影响时间的测量精度。得益于高速AD技术的迅速发展，激光雷达全波形回波信号探测由于能够获得回波波形的整体数据而受到关注，其中，波形形心法应用较为广泛，此算法能够利用多点信息，充分考虑回波形状，理论上精度更高。
本文提出一种基于斜率选择与强度加权的激光脉冲形心定时算法。该算法，通过计算斜率自适应选取符合要求的波形数据，结合强度加权形心定时算法计算激光雷达回波波形形心。对激光脉冲回波特性进行了分析，讨论了由于目标表面斜率、作用面积和反射率等因素造成的目标回波展宽和畸变情况，给出了几种典型目标的回波仿真波形。在对回波特性分析后，建立了短脉冲激光雷达发射信号和回波信号经验模型，设置了仿真所需参数，并对回波脉冲进行了滤波处理，之后将该方法与几种常见的激光雷达回波脉冲定时方法进行了不同SNR下的仿真对比。仿真结果表明，与其他算法相比，本文提出的算法具有更佳的计算精度和稳定性，可有效应对杂波干扰，具有更强的鲁棒性。最后通过本文算法对引起总的时间的误差进行了讨论，对信噪比和距离造成的定时误差、ADC的采样率和量化精度造成的测时误差以及时钟引起的累积误差进行了不同条件下的仿真与分析。
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