随着我国高速铁路的快速发展,高隧线比的铁路越来越多,隧道建成后的后期病害检测越来越重要。隧道断面变形检测是隧道检测中的重中之重。传统的隧道断面检测方法显然不能满足大量的工程检测需要,所以亟待研究隧道轮廓的快速检测方法。正是在这样的背景下,在总结已有的隧道断面检测方法的基础上提出了环向不等距安装激光测距仪传感器的断面测量方案,它是一种快速、简单而又经济的断面检测方案。主要工作如下：(1)提出了一种隧道轮廓定位和测量系统启停方法。隧道轮廓定位采用RFID辅助修正里程定位,通过在洞口、洞尾设置电子标签修正里程位置确定测量系统的启停。(2)研究了激光测距传感器的布置方式,提出了相机和激光测距传感器联合标定的隧道结构表面检测方法,相机和激光测距传感器的联合标定恢复了相机深度信息。(3)针对隧道结构断面特征,提出了隧道断面和曲面轮廓的三次B样条拟合法。隧道断面轮廓的拟合,采用三次B样条拟合直墙型隧道,三次样条拟合圆弧型隧道。对隧道断面进行了识别研究,识别算法采用基于曲率差分的图元识别算法,提出了针对圆弧型轮廓的特征点二次调整算法。隧道三维轮廓数据点通过控制点反算后,利用双三次B样条曲线对隧道进行三维重建,同时提取指定位置的断面数据,作为断面轮廓变形的参照,避免了传统断面测量方法需要断面定位或者标记的麻烦。CCD相机和激光测距传感器的联合标定给出了标定表达式,测量数据的后处理算法均用高速铁路标准隧道断面进行了模型试验,试验结果表明算法的可行性,为实际项目中的断面测量系统提供了理论依据和实验方法。