随着我国公路建设事业的快速发展，公路隧道数量日益增多。隧道照明不同于一般的道路照明，既要考虑运营成本又要考虑驾驶的安全性和舒适性。亮度检测对于隧道照明系统的设计和控制有着重要作用，现行的亮度检测方法已不适应目前隧道照明的要求，利用科学手段实现准确、便捷、实时地检测隧道亮度对隧道光环境控制与节能有重要意义。针对隧道照明的标准与特点，分析国内外先进的亮度检测技术，为克服现行的亮度检测系统的主观性和复杂性，采用一种基于图像处理技术的嵌入式隧道亮度在线检测系统，设计了动态图像采集和静态图像处理的控制方案。首先，通过分析与实验，完成各功能模块核心元件的选型与外围电路设计。经过硬件调试，完成了最小系统、图像采集、数据缓存、实时显示和数据传输等功能模块的硬件设计。绘制系统原理图与PCB图，经过制版、焊接完成硬件平台的设计。其次，在硬件平台的基础上，实现各个功能模块的软件功能。结合灰度转换和空域滤波等图像处理算法，完成嵌入式图像采集与处理的软件设计，实现图像亮度信息的提取。最后，结合光度学原理，在数码相机成像法的基础上，通过摄像头标定和光学特征化实验，结合亮度检测算法，实现图像亮度信息与亮度值的对应。设计了基于图像传感器的自动曝光算法，有效地增加了亮度检测范围。实验表明，系统通过图像处理技术和亮度检测算法得出场景的平均亮度，并能实时显示和上传处理结果，满足隧道亮度检测要求，具有一定的稳定性和较强的实用性。