脉冲激光测距是目前远距离测距中应用最广泛的测距技术,传统激光测距机多采用模拟电路,结构较简单,但抗干扰能力差,在恶劣天气、复杂背景的环境下探测时,容易出现“虚警”或“漏检”现象,且测距精度较低。本文围绕着如何在激光测距机数字化、小型化、轻量化的前提下实现较远测距,并且有较高精度展开了研究。研究了激光测距的基本原理,介绍了脉冲激光测距的作用距离方程和信噪比方程,根据统计检测理论计算了满足虚警概率和探测概率要求所需的最小信噪比和阈噪比。并为了满足课题需求,本文设计了两种测距模式,近程模式和远程模式。远程模式测距时,针对激光回波信号微弱信噪比低,回波脉冲信号难以检测的问题,本文研究了微弱信号检测技术的理论和实现,采用多脉冲探测,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的多脉冲微弱信号处理方法,重点研究了累加平均算法,经过理论推导和Matlab环境下模拟多脉冲测距实验,结果表明多脉冲累加平均利用信号相关而噪声不相关的特性,累加N次,能使信噪比提高N倍,恢复回波脉冲波形。搭建实验平台,为了确定回波脉冲的精确位置,对回波脉冲进行窗口为5的中值滤波处理,实验数据表明,该算法能够增大测程,测程1400m,误差小于1m。近程模式测距时,只要能探测到回波脉冲,就可直接测量发射脉冲与回波脉冲的时间差,时间间隔测量精度决定了测距精度,提出了一种基于时钟内插技术的高精度时间间隔测量方法,利用FPGA内部锁相环产生5路同频率400MHz,相位均匀分布的时钟信号作为内插时钟,实验表明,测时分辨率250ps,误差小于10cm。