双光楔扫描是具有广泛应用前景的下一代激光扫描工作体制,由于双光楔扫描具有独特的工作模式和成像特性,其成像数据受参数、环境影响较大,因而对该扫描体制激光成像系统数据的时间、空间特性进行研究具有重要的理论和实际应用价值。因此,针对双光楔扫描机制的成像原理,对双光楔扫描激光成像过程进行三维、动态的建模并设计仿真平台变得十分关键。同时,对不同成像参数及环境条件下的成像数据进行仿真生成点云数据,分析不同场景下扫描数据的成像特性也具有特殊意义。运用仿真结果来验证三维目标检测和识别算法的性能,对双光楔扫描激光成像系统的设计和研制具有参考价值。本文具有如下研究内容:(1)在激光雷达仿真部分,研究了国内外现有多种扫描体制激光雷达仿真平台的优缺点,提出了具有双光楔扫描特性的三维仿真平台的功能需求。(2)在双光楔激光雷达建模方面,以双光楔扫描机制为基础,对其进行了数学分析,研究了双光楔扫描过程中的各项参数及效果,并对双光楔激光雷达的两种不同扫描方式做了初步分析,展示了不同扫描模式下的数据形式和优缺点,为基于双光楔扫描方式的激光雷达仿真平台打下理论基础。(3)在三维动态仿真部分,详细介绍了三维空间的构建及组织,包括航迹规划、地形制备和模型控制的目的及方法,讲解了双光楔扫描激光雷达的各项参数,并设定了误差仿真时的各项误差准则。同时,重点描述了动态仿真的实现及最终三维点云数据获取输出的方法。最后,对仿真平台的不同条件的数据输出进行了验证,同时,分析了参数、模型、场景、模式转换多种条件下仿真点云数据表现及特征。(4)提出了一种基于双光楔扫描方式的实时目标检测方法,用于在双光楔激光雷达模式转换过程中进行目标检测。并对该方法进行了性能评估,通过设计实验,分析了目标类型、目标姿态、场景对检测算法的影响。