在目标探测识别领域，二维图像识别已经取得了较好的成果，二维图像反映的是物体的光谱反射特性，而物体还具有一定的三维几何形状，也可以用于目标识别，前提条件是需要三维传感器获取物体的三维信息。距离选通激光成像结合了非扫描激光主动成像技术和距离选通技术，通过激光器发射激光脉冲照射目标，由选通相机接收目标对激光波束的反射回波以实现目标成像同时获得目标距离信息，选通成像可以抑制后向散射噪声以提高图像质量。通过使用滑动门技术对物体不同距离进行多次成像，可以获取目标的距离选通序列切片图像及切片距离信息以实现物体三维成像，继而通过三维重建可以提供物体的三维几何信息用于目标识别。距离选通激光成像在目标探测识别领域具有广阔的应用前景，开展基于距离选通激光成像的三维目标重建与识别方法研究具有重要的理论意义和实际应用价值。关于距离选通激光成像的三维重建与识别目前存在以下两方面的问题:首先，距离选通序列切片数据与三维点云和网格数据存在显著差异，结合距离选通激光成像的特点建立序列切片数据向三维点云或网格数据的转换是三维目标识别的基础;其次，三维目标识别采用的特征描述符维数普遍较高，而且有时为了稳定性而牺牲描述性，使得三维目标的识别效率与精度有限。本论文将从上述两个问题着手，以实现基于距离选通序列切片数据的三维目标识别为目标，研究分析制约三维目标识别的关键问题;并通过建立仿真平台和实验原型完成对理论方法的实验验证。本文的主要研究内容如下:　　(1)距离选通序列切片三维重建　　针对成像过程中由激光强度的空间分布特性引起的目标光照不均匀、由大气湍流引起的不同切片光照强弱不一致、由成像参数可能引起的目标表面不连续等问题，从强度像序列切片灰度值矫正、相邻切片数据插值等角度对切片数据进行了处理，建立了适用于三维目标识别的均匀网格表达。　　(2)基于三维模型几何特征的目标识别　　针对现有的局部特征描述符Spin Image维数过高以及丢失形状信息等现象，从设计由低维特征和高维特征组成的新复合特征、调整匹配识别策略的角度对Spin Image方法进行了改进，并针对误匹配建立了快速可靠的正确特征匹配选择策略，以提升识别的效率和精度。　　(3)融合反射数据与距离数据的三维目标识别　　针对单纯的三维距离数据难以区分形状相同但反射属性不同物体的问题，通过将物体表面几何特征与反射特征相融合，同时根据反射特征与几何特征的维度差异建立了由粗到精的匹配策略以提升识别效率和精度。　　(4)算法验证平台建立与算法验证　　在上述理论研究的基础上，首先根据距离选通激光成像原理建立了仿真系统以生成模拟距离选通序列切片数据用于重建与识别算法的初步验证，而后采集了距离选通成像的真实数据对理论方法进行实验验证，验证了理论方法的可行性。　　本文的研究工作对基于距离选通激光成像下的三维目标重建与识别进行了有益的尝试，有助于推动距离选通激光成像技术在实践中的应用。