近年来,随着北京到上海、石家庄,武汉到广州,及郑州到西安西等高速铁路线和客运专线的相继开通运营,我国的高速铁路的总长居世界第一位,达7531km。铁路隧道衬砌质量的好坏直接关乎着日常运营的安全。在进入高速铁路的新时代的同时,如何高效地保证铁路的安全运营也成为了日益关注的重要问题。因此对铁路隧道衬砌混凝土外观质量检测技术的提高日益显现出重大的社会和经济价值。衬砌混凝土外观质量病害主要有：渗水、混凝土块剥落、漏筋、蜂窝、麻面和裂缝等。其中,影响隧道安全最为严重的因素就是衬砌裂缝。裂缝的长短和不同形式,暗示着隧道衬砌由于受到不同方向的力而已经产生变形。当前,国内对隧道衬砌质量的检测还是以人工借助辅助设备的手段,不可避免地就会使检测周期较长,并且检测精度不高,而且还会出现漏检的现象。现在己普遍应用于路桥工程中的方法是以图像处理技术为基础来检测混凝土外观质量。本文基于铁路隧道自身的特点设计并制造出一套隧道衬砌质量检测系统。在对这套系统的工作原理阐述的同时,描述了其运行的基本过程,在对多种硬件的比较和筛选之后,确定了合适的选型,并完成了相应的组装和调试。实验后得到了预期的结果。本文将一个高分辨率CCD相机(Canon EOS5D Mark Ⅱ)和两个毫米级激光测距仪,利用经过精密加工的设备,将其安装在一个旋转轴上,通过选购的精密光机产品进行精细调节,使其光心共轴。采用伺服电机和PLC系统控制整备在一个特定的运动状态下对隧道衬砌进行扫面成像。影像采集之前,对相机的镜头参数进行检校,得出的参数用于后期的图像处理。检校完成后,保持相机内外参数不变,大致寻找镜头光心的位置,借助建成室内检校场和利用精密的光机产品进行精细调整。所有的检校工作完成后,固定设备姿态,然后带至待检隧道进行测试试验。这套影像获取系统仅在试验条件允许的静止状态下模拟了相应的检测过程。本文主要阐述了以精度分析为基础的条件下隧道衬砌质量检测系统相关硬件的筛选,及完成组装调试等一系列工作后,对测试所得数字图像结果的处理和分析过程。相信图像处理技术在检测铁路隧道衬砌混凝土外观质量中的应用将随着电子科技水平的飞速发展而越来越广泛。