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激光测距在现代激光应用领域已经得到了广泛的应用。针对远距离激光测距中弱信号探测的问题,研究了一种基于阵列雪崩光电二极管(Avalanche Photon Diode ,APD)探测器的光子计数法与卷积神经网络相结合的综合信号处理方法,从理论与仿真两方面验证了该方法的有效性。该方法可提升信号识别能力。提出了光子计数法和卷积神经网络相结合的空间三维卷积神经网络信号处理模型,该模型通过三级信号辨识,能够在“强背景、弱信号”情景下将信号光的辨识度提升近一倍。