公路隧道衬砌裂缝是最常见也是最严重的隧道病害之一,对其进行快速的检测能为公路隧道养护部门提供科学的隧道运行技术参数,并能够为公路隧道的养护和运营管理提供重要的决策指导;对有害衬砌裂缝进行快速准确的检测和评价,可为公路隧道的安全运营提供重要的技术保障。鉴于当前公路隧道衬砌裂缝的检测多采用人工方法,费时费力且检测的准确性和效率都较低,已远不能满足现代化隧道质量检测的要求。因此,开发更先进的检测系统对隧道的养护管理工作具有重要的意义。本文分析了公路隧道衬砌裂缝产生的原因及危害,研究了公路隧道衬砌裂缝检测的主要指标、裂缝的判别标准,提出了隧道衬砌裂缝检测的主要要求;研究了隧道衬砌裂缝检测的主要方法。通过分析当前公路隧道衬砌裂缝检测系统的功能要求,提出了基于多相机的车载式公路隧道衬砌裂缝检测系统的总体设计方案,设计了图像采集系统、衬砌图像检测照明系统和供电系统及衬砌图像检测系统搭载平台。对所设计的搭载平台关键结构稳定支架进行了有限元分析,按照分析结果提出了优化结构的方案,并对优化后的搭载平台进行了有限元分析,分析结果表明优化后的结构其稳定性和可靠性均满足工作时的使用要求。提出了一种隧道衬砌图像裂缝识别方法,该方法先对裂缝图像进行自适应平滑滤波,然后利用Otsu方法与prewitt算子相结合的方法对平滑后的图像进行二值化分割,再利用图像形态学处理提取出裂缝图像的完整信息,最后利用提出的裂缝判别方法和长度、宽度计算方法判定裂缝的类型以及裂缝的长度和宽度,基于该方法开发了处理软件,通过实验证明了本文所开发的检测系统的裂缝检测效果。本文的研究,为公路隧道衬砌裂缝的快速检测提供了一种方案,该研究成果可为学者在高速公路隧道检测自动化装备研发方面提供一些参考。