作为一种主动成像技术,激光雷达已经成为现在目标探测领域的研究热点。Gm-APD(Geiger-Mode of Avalanche Photodiodes)阵列激光雷达,拥有单光子灵敏度与亚皮秒量级的时间分辨率,可以对远距离、弱信号目标进行探测。本文应用该探测器来获取远距离探测目标的强度像和距离像,研究了DSP平台的目标探测算法,并对算法进行了仿真。本文首先介绍了Gm-APD阵列激光雷达的工作原理,同时根据光子的泊松特性建立出Gm-APD阵列激光雷达的泊松概率模型。根据实际项目要求,探测目标特征是远距离、小目标,在64×64的探测阵列中只占有少部分像素点,根据这个特征,本文利用目标的稀疏性,通过累计测量得到的光电子数和雪崩泊松概率,选用稀疏泊松重构算法逆推出探测目标的实际强度信息。本文根据实际探测环境进行了仿真研究,估计的反射率分布与真实目标的反射率分布之间误差矩阵的Frobenius范数(F范数)为3.08,通过与中值滤波与累加近似进行对比,得出该算法的误差更小,精度更高。其次,由于探测目标的稀疏性,本文利用正交匹配追踪算法(orthogonal matching pursuit,OMP)来计算目标距离的稀疏估计解后,通过解的范围,筛除不正确的距离值后,通过稀疏泊松重构算法求解出探测目标的距离值。通过改变正则化参量的大小,分析重构距离值噪声与精度之间的关系,得出随着正则化参量的增加,距离值精度升高,但噪声明显增多。最后,利用DSP芯片拥有独立硬件乘法单元以及可以对浮点数进行运算的优势,将本文所研究的算法在DSP平台进行仿真验证,并对仿真结果进行分析。