水下目标三维检测作为海洋探索及开发利用中的关键技术,受到各国政府和科研机构的广泛关注。其应用领域涵盖海洋探测、水下救援、海底测绘等众多领域。但由于水下环境的复杂性,导致光在水下传输过程中发生扰动,使得传统的三维检测方法并不适用于水下复杂目标,因此对水下复杂目标三维检测的研究有着重要的理论意义和实用价值。针对种类繁杂的水下重构目标,水下湍流由于其自身存在形状任意、高瞬时性等特点可以作为一类具有代表性的水下复杂目标,且水下湍流也会作为衍生产物伴随在水下目标三维检测当中,因此本文在目标选取中将水下湍流作为主要研究对象。通过将波前检测和激光距离选通两种方法相结合,本文创新地提出了基于门控波前传感技术的三维检测系统,利用Matlab实现了水下湍流复杂面型的三维检测,并通过对水下不同面型湍流的重构实验验证该方法的三维检测性能。本文首先阐述了水下目标三维检测技术的研究现状与基本原理。提出通过门控波前传感系统,克服普通三维检测方法因水下散射等环境因素造成重构精度低的问题。通过引入飞行时间技术(TOF)精确控制门控相机的选通时间,避免水下散射光等环境因素的干扰,提高对水下湍流面型的三维检测精度。随后本文针对因水下环境导致的图像退化与模糊进行了分析和研究,借助波前检测算法对水下湍流调制的光斑阵列图像进行阈值分割与质心提取,并计算出包含面型特征的Zernike系数用于复杂目标的三维重构。此外本文详细介绍门控波前传感系统的工作过程。最后针对本文提出的方法,进行了一系列的验证实验。通过不同深度和不同流速制造出不同面型的水下湍流目标,借助重构结果对该方法面型重构的性能加以论证。