近些年来,随着我国国民经济的快速发展,公路交通作为国民经济基础设施,也随着蓬勃发展起来。交通的基础建设投资力度不断加大,我国的高等级公路通车里程也逐年快速增长。可以预见,与我国公路建设的快速发展相对应,未来一段时期内大量的路面需要保养、维修和改造,以保持良好的路用性能。车辙作为路面的主要危害之一,如何精确、快速地检测路面的车辙深度受到了世界各国的关注。本文在详细分析国内外车辙检测技术现状的基础上,介绍了基于三维结构光检测原理的路面车辙检测系统,详细阐述了结构光三维测量原理及其几何模型,在此基础上,构建一种新的三维测量模型,对其实际产生的误差进行分析,通过实验证明其合理性与适用性。针对三维结构光路面车辙检测系统主要技术的研究,本文主要进行了以下几个方面的工作：1.对结构光车辙检测系统进行实际测量实验,得到实验标准块与摄像机中心有一定角度时,图像中的形变与实际标准块高度并非是一个简单的线性关系。考虑系统的非线性,从两种情况研究图像变形投影与地面变形之间的关系,建立结构光二维几何模型,初步实现了对路面车辙深度的计算。2.从几何模型的角度,建立全新的结构光三维模型及扩展的三维模型。考虑车辙线结构光检测的特点,激光器投射到被测地面,形成扇形投影,引起路面形变凸起点与其投影点位置的差别,进行分析得到三维几何模型中车辙深度的解算公式。在此基础上,考虑实际车辆行驶影响,提出了三维几何模型的推广形式。3.由已建立的结构光三维检测模型,分析车辆在运动时,车辙检测系统的变化,以及由此产生的误差影响。对系统线性性进行讨论,得到线性最优解。在此基础上,分析车辆在行驶过程中出现颠簸和振荡对所建模型的影响和车辆检测系统中的内部装置相对运动对所建模型的影响两个方面,得到某个指标参数发生小范围的变化,系统的误差影响。4.在理论模型的基础上,进行实验。编写线结构光标定与处理程序,建立完整的标定算法。通过测量标准块不同位置时的图像的形变,得到图像各像素至虚平面上各点之间的相互投影关系,在此基础上,对系统参数进行计算,验证所建立的理论模型及其算法。