随着我国交通事业的蓬勃发展,道路交通网络日渐完善,现有的道路服役时间增长,路面技术状况逐渐恶化,由路面行驶质量下降引发的交通事故层出不穷,这与人们对道路行车安全日渐增长的需求背道而驰,由于路面车辙和平整度直接影响到路面行车舒适性和安全性,所以成为了道路检测方面的重要内容,如何快速准确地进行路面车辙和平整度的测试成为目前众多科研机构和道路检测部门的共同关注点。近年来兴起的集成了惯性导航、全球定位系统和高精度激光测距技术的机载激光雷达检测技术,充分发挥了无人机机动性强、数据采集密度大、精度高的特点,已经广泛应用于交通基础设施检测。本文总结了现有的路面车辙和平整度检测方法,并指出了目前常用的车载式路面车辙和平整度检测技术存在的一些问题。在此基础之上,提出了一种基于机载激光雷达的车辙和平整度检测方法,并通过现场测试验证了此方法的可行性与准确性,可以实现对路面高效率检测,为道路自动化检测提供了一种轻量化检测手段。本文的研究内容主要包括:（1）总结了车辙形成机理及评价方法、平整度定义及评价方法。在此基础之上,介绍了本研究使用的主要检测手段——机载激光雷达路面检测技术,并对检测系统进行了总体设计,详细说明了检测系统整体的硬件组成、关键设备参数和雷达标定方法。（2）基于机载激光雷达检测设备对100m长的测试路段进行了现场检测,得到了路面点云信息。编写MATLAB程序对雷达数据进行处理,选用了合理的车道横断面拟合方法和车辙深度计算方法,并使用无人机姿态信息对计算结果进行修正,使车辙深度以报表的形式输出。生成了路表三维曲面模型,更加直观地展现了被测路段的车辙深度情况,同时验证了数据处理算法的可靠性。（3）介绍目前世界上通用的平整度评价指标:国际平整度指数IRI（International Roughness Index）及其计算模型和计算方法;提出了一种基于路面点云的路表数字高程模型的构建方法,并在此模型基础之上进行道路纵断面高程数据的获取、修正、IRI值计算以及精度验证。（4）对机载激光雷达车辙检测精度的影响因素进行了分析,通过三维空间建模提出了一种激光脚点定位误差模型,根据此模型分析了各种因素对激光脚点坐标误差的影响。提出了一种基于MATLAB的车辙深度测试仿真方法,模拟了不同飞行高度和雷达角度分辨率下的车辙深度检测结果,与激光雷达在真实场景下的测试数据对比,验证仿真模型的准确性。