对于在高速公路上行驶的汽车，由于轮胎的故障而引起的交通事故的比例达到46%，其中爆胎引起的事故占到此数据的70%，基于轮胎安全防护系统的重要性，本文依托山西省科技创新项目（20120020）“汽车轮胎主动安全防护系统研究”，针对车辆行驶路面的小型尖锐物，提出了改进的MSR以及Sobel算法理论，并进行了图像处理的仿真和实验验证。结果表明：该算法在本系统是可行的，该操作技术也取得了很好的效果。论文首先对本系统涉及的基础理论进行了分析，研究分析人类视觉的测距原理，对车辆行驶路面尖锐物的机器视觉系统进行了设计，并对系统所需硬件进行了选型；然后建立了CCD与路面尖锐物测距的测量模型，并对相关参数进行精确的定位，从而实现了车辆与路面尖锐物的纵向实时距离的精确测量。其次，研究与分析了车辆行驶路面小型尖锐物的图像定位、降噪、增强等关键技术。在降噪增强处理技术上，对线性滤波、非线性滤波、巴特沃斯、同态滤波、SSR、MSR等降噪增强方法进行比较分析，得出MSR算法对图像处理效果较好；随后对MSR算法进行改进优化，并将优化的算法应用到路面尖锐物的图像处理，结果显示：该改进算法可以更好的应用到路面尖锐物的降噪增强处理中。最后，针对增强降噪后的图像，采用Sobel算法对尖锐物在图像中的区域精确定位；对Sobel算法进行相关的优化、改进，结果显示：算子模板对尖锐物图像区域的各个方向都有着重点，对提取尖锐物图像有很大的帮助；随后依据主观和客观指标对改进算法处理后的图像进行评价，该算法可以很好的满足课题需要。