激光雷达具有测量精度高、抗干扰能力强、体积小重量轻、使用方便等特点，在目标探测领域具有较好的应用前景。但由于激光光束发散角小，光束对目标空域的覆盖范围有限，需要通过扫描来实现对目标的探测。研究激光扫描控制方法，提高激光雷达目标捕获概率，成为激光雷达研究领域的一个重要方向。本文以激光雷达扫描控制系统设计，以及提高其目标捕获概率为研究重点，主要内容有：
　　介绍了激光雷达的技术优势及激光扫描技术在国内外的研究现状，分析了压电陶瓷扫描镜、MEMS扫描镜和音圈电机扫描镜3种光学扫描器件的原理、特点和适用情况。推导了栅形扫描法、六边形扫描法、螺旋形扫描法和李萨茹扫描法的扫描方程，分析了几种扫描方程中参数的物理意义，重点介绍了李萨茹扫描图案的特点。最后选择音圈电机扫描镜作为本激光扫描控制系统的扫描器件，选择李萨茹扫描法作为本激光扫描控制系统的基本扫描方法。
　　介绍了目标搜索理论，推导了李萨茹扫描法的光斑分布概率密度函数，和高斯分布目标在扫描区域出现的概率密度函数。以目标搜索理论为基础，建立了激光扫描控制系统的目标捕获概率数学模型，并根据扫描器件性能参数，给出了模型的约束条件。
　　设计了激光扫描控制系统的主控软件和扫描控制器。主控软件采用C++语言编写，可运行于工控机上，用于接收输入的扫描命令，并将扫描命令编码后发送到扫描控制器。扫描控制器是在DSP开发板基础上二次开发而成，可根据主控软件发送的扫描命令生成扫描码值，经数模转化电路和放大电路后，驱动音圈电机扫描镜偏转，实现对激光束的扫描控制。
　　最后对提高激光扫描控制系统捕获目标的概率问题进行了分析。用数值计算的方法，求解出李萨茹扫描法下高斯分布目标的最优扫描参数。提出了一种基于李萨茹扫描法的变频扫描策略，该策略使用最优扫描参数进行首场扫描，在后续扫描场中根据捕获目标情况，以一定步长不断增加扫描幅值。最后利用蒙特卡洛仿真实验，验证了变频扫描策略具有较高的目标捕获概率，所设计的激光扫描控制系统可优先采用该扫描策略探测目标。