近年来,Gm-APD激光雷达广泛应用于各个高科技探测领域中,其成像系统平台在实际工作过程中往往受到各种噪声的干扰,从而出现激光雷达成像不稳定的情况。因此对于激光雷达成像系统的稳像研究是非常有必要的。本文基于PID控制算法针对激光雷达的稳像系统平台进行了研究:首先,介绍了Gm-APD激光雷达稳像理论,研究了激光雷达稳像系统平台的结构组成及其工作方式,研究了PID控制算法的原理以及PID算法的环节选择和参数调节方式,指出了稳像系统的设计指标,并介绍了常见的几种激光雷达图像清晰度评价方法。其次,对Gm-APD激光雷达稳像控制系统进行了模型搭建,对控制平台中电机、电机驱动器、传感器等关键器件进行了传递函数计算及优化,确定了速度和位置环的双闭环控制方式,分别运用了PI、PD、PID三种常用PID控制算法对系统速度环进行了算法仿真,运用了P控制器对系统位置环进行了算法仿真,并对仿真后的稳像系统加入了噪声干扰以进一步对比分析了三种控制算法的特点,同时针对稳像系统中陀螺仪输出的不稳定性,利用Allan方差法对陀螺仪噪声进行了分析,并利用卡尔曼滤波对陀螺仪的真实输出数据进行了噪声滤除,针对卡尔曼滤波算法中噪声协方差阵难以估计的特点,引入改进自适应卡尔曼滤波对陀螺仪真实输出进行了噪声滤除,并与卡尔曼滤波的去噪效果进行了对比。最后,将PID控制算法和陀螺仪滤波算法写入了DSP嵌入式平台中,对PID控制算法进行了指向跟踪功能测试,确定了PID控制的算法环节和参数,并进行了真实Gm-APD激光雷达稳像实验,对激光雷达成像系统平台施加了正弦波振动干扰,利用PID控制、PID+卡尔曼滤波控制、PID+改进自适应卡尔曼滤波控制三种方法进行稳像,通过对稳像过程中的图像实时漂移像素数与最值法成像图像的清晰度的分析,将三种稳像方法的稳像效果进行了对比分析,结果表明PID算法和自适应卡尔曼滤波算法对激光雷达成像系统具有良好的稳像效果。