题目：提升小型无人机机载激光雷达测距精度的关键方法研究

小型无人机设备在军事和民用领域得到了越来越广泛的应用。激光测距系统是一种关键的机载设备，提升其精度是改善系统性能最核心的问题。目前最常用的激光测距方法有脉冲式激光测距、三角法激光测距和相位式激光测距。本文全面分析了三种典型方法的原理，探讨了各种方法的关键问题和解决思路，并开发了样机进行实验验证。首先，本文分析了激光雷达光电探测原理，接下来重点研究了脉冲式激光测距的时刻鉴别方法；其次，探讨了三角法激光测距中机器视觉的关键问题；对相位式激光测距提出了一种通用化改进方法。最后，在上述研究的基础上提出了一种高精度机载激光测距的融合方法。论文的主要创新工作和贡献体现在：

(1)脉冲式激光测距的时刻鉴别方法是保证脉冲激光测距精度的关键。目前大多沿用传统的阈值前沿时刻鉴别方法，采用数字信号处理的方法鲜有报道。本文提出了基于小波多分辨率分析的脉冲式激光测距时刻鉴别方法，首次将小波奇异点提取引入到脉冲式激光测距的时刻鉴别问题中。该方法对脉冲发射和接收信号进行小波分解，通过检测两脉冲信号各分解层细节重构信号上的局部模极大值点，找到奇异点位置。根据局部模极大值点位置的时间差，计算补偿距离值，修正由单阈值前沿时刻鉴别法得出的测距模型，实现游走误差的补偿。该方法突破了现有硬件的局限性，在单阈值前沿时刻鉴别法的基础上极大提升了测距精度。

(2)小波多分辨率分析中小波基类型和分解层参数很难确定，针对这一问题，引入基于局部极大值分布和相似度的最优参数评估方法。根据各分解层重构的细节信号上局部极大值点的分布可以得到补偿的距离值，进而确定最佳的小波基类型；根据各分解层重构的近似信号，由欧式距离计算其与原始信号的相似度，确定最优的分解层数。
(3)目前市场上高性价比的手持式相位式激光测距仪层出不穷，针对这一现状，对美国相位式激光测距仪FLUKE 411D进行二次开发。提出FLUKE 411D核心电路信号的解码算法，设计出一种可应用于多种测试系统高适配的通用相位式激光测距系统。该项研究提出了一种高效的通用化改进思路，可推广应用于检测领域传感器模块通用化设计中。
(4)近几年来三维信息获取和重构技术的发展如火如荼，如何构建轻型和高性价比的三维激光测距系统是研究人员亟待解决的问题。本文基于三角法激光测距，将小波多分辨率分析融合到激光束中心线提取中，将最小二乘法的数据处理和误差分析方法用于算法的参数修正中，提出了一种轻型价低的机载三维激光测距方法，构建了一种新型的小型无人机分布式机载激光测距在线监测网络，获取目标物体表面高精度的三维信息。