我国的城市化迅速，地铁可以很好的解决城市交通阻塞的问题。然而，利国利民的地铁工程存在着各种安全隐患，研制快捷、高效的检测隧道病害的设备刻不容缓。其中，反映隧道安全问题较为综合的病害是隧道壁表面裂缝和隧道断面形变。
　　目前，地铁安全检测设备的性能参差不齐：有的还是比较传统的人工方法，只能对地铁隧道进行单点检测，不能对地铁隧道做一个全面检查，效率也比较低下；有的是或引进、或自研的自动化检测设备，然而其成本比较高，可以检测的病害不齐全。论文源于研制一种地铁隧道安全光电综合检测系统的项目，该检测系统集隧道壁表面裂缝检测、隧道断面形变检测于一体，可以实现高效率、低成本完成对地铁隧道的检测。检测系统目前可以以32km/h的速度对地铁隧道进行检测，其中检测隧道形变的精度可达2mm，分割隧道壁表面物体的最小尺寸为10mm。的论文主要阐述了检测系统软硬件的研制以及三维点云数据的处理，论文具体研究内容如下：
　　(1)论文介绍了地铁隧道的病害形成原因，然后深入学习、比较了国内外的相关研究案例。然后，根据理论计算和实际应用场景对安全检测系统的硬件进行了设计和选型，以及设计了系统数据采集软件。
　　(2)针对本系统的特点，设计并实现了对使用二维激光扫描仪采集的三维点云数据的预处理方法(去噪点和抽稀压缩)。提出并实现了一种基于密度聚类的分割方法对隧道中物体三维点云数据进行分割，其分割结果跟区域生长分割法进行了对比，说明了所提方法在本系统中应用的优势。
　　(3)论文还就基于三维点云分析隧道形变的要点，提出并实现了可以同时从宏观(隧道椭圆度)和微观(隧道横断面形变量)综合判断隧道形变情况的方法。
　　(4)最后，用研制的实验样机对合作方搭建的模拟隧道采集了数据，证明所研制检测系统满足检测需求。并用采集到的数据验证了论文设计实现的算法的适用性、有效性。