近年来我国道路交通建设进入了高速发展阶段,其中地铁工程建设、运营维护等已成为国家和社会高度关注的公共安全问题。本课题旨在构建一套基于大视场视觉测量的自动化、高精度隧道变形检测系统该要求测量范围在2m-7m,测量精度1mm。文章主要通过仿真指导设计和实际选型,基于非接触式线结构光测量方案,通过前期的理论计算、中期仿真模拟、后期实际测量设计加工出了一套用地铁隧道测量的隧道扫描视觉传感器装置。同时配套设计出一个集建模、参数分析、标定、测量于一体的图像用户界面。主要工作有:(1)利用Zemax光学设计软件仿真设计了用于隧道测量的仿真模型,并基于该仿真给出了传感器的结构参数。(2)分析并对比了传感器的感光元件按照沙姆定律倾斜4.86°放置时,对提高系统检测精度的影响。(3)设计的GUI界面如何在Matlab与Zemax之间,实现动态数据交换,这其中就包括物体空间位置的设置和探测器图片的显示。(3)利用已有的结构参数和选择好的光学器件,搭建出了一套隧道扫描视觉传感器的装置,完成了传感器的精度测试和实验数据处理分析。