钢轨磨耗的检测技术是保证火车安全运行的前提。伴随当今经济的迅速发展,火车的运输重量和密度的增大,使得钢轨的磨耗越来越严重。尤其是近几年来城市之间的来往的时间要求越来越短,列车运行速度达到更高的要求。因此,确保火车线路的质量是一项巨大但重要的工作。在火车运行时,火车侧面轮廓容易损失,故必须定期对钢轨侧面进行磨耗检测。因此,方便快捷的检测磨耗值是确保火车安全运行的重要条件。钢轨磨耗有多种测量方法,比如人工目测分析法,卡尺测量方法等等。上述几种方法人工强度大,误差大不能满足当其高速铁路的测量精度与速度的需求。本文提出了基于面阵CCD (Charge-coupled Device,即电荷耦合元件)的轨道磨耗测量方法,结合计算机视觉与图像处理的知识。并通过MFC与OpenCV进行系统的开发。在系统上完成轨道磨耗的测量。本文首先介绍了钢轨磨耗检测方案发展,具体包括检测方法、检测原理和检测产品,在检测方法与精度上对国内外检测方案进行比较。在查阅大量参考文献的基础上,提出了基于面阵CCD的非接触轨道磨耗检测方案。在此原理上,提出了系统的总体框架,其中包括检测原理、检测功能、系统的硬件、系统的软件。钢轨的结构、分类与钢轨磨耗的定义给以介绍。本文重点在于数字图像的采集、处理与分析。数字图像的采集主要包括CCD驱动、光学系统的设计、线状激光器参数设计、面阵CCD的参数的设计,并在现场采集多幅图片进行实验。图像处理部分,对数字图像方法进行理论的分析,探讨,图像的去噪、图像的二值化、图像的闭操作以及图像的细化的操作,便于后期的图像的还原等等。图像的分析部分,根据处理后的图像进行图像基准点的选取、图像的匹配、钢轨磨耗的计算与研究。本文开发了现场采集处理软件,其中包括图像的采集与处理、摄像机的标定与还原,磨耗值的计算等。本系统集光学技术、光电技术、数字图像处理与系统软件技术于一体,可检测钢轨磨耗的参数,包括水平磨耗、垂直磨耗和总磨耗。系统体积小、易操作,精度较高对钢轨的维修起到一定的积极作用。