近年来,随着我国城市化建设的现代化和迅猛发展,地下管道的应用越来越广泛。对地下管道三维空间分布的检测,包括了管道相对于外部的倾斜状况,三维管道的空间位置和弯曲状况等等信息,是十分必要和急需解决的问题。而地下管道分布密集、地形结构复杂、电磁环境干扰因素多,对地下管道的非开挖探测是十分复杂和艰难的任务,还有许多方面的工作需要研究。该三维管道检测仪采用了ARM嵌入式芯片为微处理器,通过激光器和位敏探测器(PSD)、MEMS重力传感装置器等对管道弯曲状况、管道倾斜状况、三维空间位置进行测量,用无线收发模块以及串口进行通讯,将数据传输到PC机上。PC机上程序对获得的结果进行数据处理,并对三维管道检测器进行测试、控制、调试。针对PSD器件,本文对其工作原理进行了研究,在此基础上分析了其数据测量的误差。并且,在对其进行程序设计的基础上,做了相应的调试和对数据的计算处理。本文编写了MEMS重力加速度计的测试程序,通过ADXL345芯片测量了随着设备倾斜状况发生变化时与各个敏感轴上重力加速度分量的变化,之后经过相应的公式计算出各个敏感轴的夹角大小,以此获得了整体的三维倾斜状况。本文考虑到管道检测时空和环境上的一些局限性,利用射频无线通讯加以实现。主要传输功能的实现是通过nRF24L01这个芯片来完成,控制单元由ARM嵌入式系统负责。编写了相关的测试程序,实现了单方向对数据的循环无线收发和双向的数据收发通讯。涉及到数据的处理以及串口控制显示部分,由VC++编程设计实现对PSD探测数据和加速度计模块数据的串口通讯操作,将上述的数据传输到PC机上进行处理和显示,同时实现了对上述相应模块的控制操作。