钢轨磨耗是轨道基础设施的主要病害之一,准确测量磨耗值对于钢轨养护维修和保证列车行车安全具有重要意义。随着轨道交通行业的高速发展,传统的人工接触式测量方法效率低下且无法实现动态测量,已经无法满足目前工务部门的测量需求。因此,本文基于线结构光视觉测量技术,研发了一套搭载于手推式轨道检测小车的非接触式钢轨磨耗测量系统,实现钢轨磨耗的动态准确测量。论文首先分析了目前钢轨磨耗测量技术的研究现状,确定了基于线结构光视觉的非接触式测量方法,在此基础上设计了系统的整体方案,完成了关键硬件的选型和测量平台的搭建。通过研究相机的成像模型与标定方法,建立了线结构光测量系统数学模型,确定了相机和结构光平面的标定方案,实验验证了系统标定的精度。其次,设计了钢轨线结构光图像处理算法,包括滤波、阈值分割、中心提取和坐标还原,针对非均匀线结构光图像的阈值分割问题,提出了改进的Otsu算法,并针对经典Steger中心提取算法的计算效率进行了改进,通过实验分别验证了改进后算法的有效性和效率。第三,针对动态测量过程中关键的钢轨轮廓配准问题进行了研究,提出了一种基于RDP和改进ICP算法的两段式钢轨轮廓配准方法。最后,基于Visual Studio 2015平台,结合OpenCV、Qt等开源库开发了钢轨磨耗测量系统软件和交互界面,实现了图像采集、磨耗测量与数据管理等功能。为了验证系统精度和效率,在实验室环境以及实际线路上分别完成了静态和动态实验,结果表明系统测量精度可达±0.2mm,测量效率较高,可以满足基于手推式轨道检测小车的钢轨磨耗测量要求。