接触轨供电是地铁常见的供电形式,其相对走行轨的几何参数对接触轨供电性能影响巨大。接触轨长期与集电靴接触,会增大几何参数偏离设计值的概率,进而影响正常供电,因此需要定期对该几何参数进行测量检查,而传统的测量方法存在误差大、效率低等问题。根据地铁运营公司对接触轨高效维护的需求,提出采用单目摄像机配合线结构光的方法对接触轨几何参数进行检测。针对检测方法在精度、效率和适应性方面存在的问题进行研究并改进,设计一套高效、高精度且适应性强的检测系统,最后通过试验对该系统测量功能进行检验。论文主要内容如下:（1）研究并改进了常用摄像机内外参数标定方法,建立高精度成像数学模型。分析了摄像机的成像原理,采用同心圆环标定靶标的形式和间接提取特征点的方法分别对系统摄像机内参和光平面外参进行标定,标定试验结果显示这两种方法能有效提高标定精度。通过ICP点集配准算法将检测到的点集从世界坐标系转换到轨道坐标系,实现检测系统和接触轨几何参数基准坐标系的统一;（2）提出结合形态学法和边缘检测法用于提取光条主体,解决暗光和亮光环境下线结构光在图像中成像受噪声影响的问题,提高检测系统在不同环境下的适用性。对图像背景光源产生的噪声,采用形态学法中的闭运算进行去除;对于光条自身产生的散射噪声,采用基于边缘检测算子的图像去噪方法,并通过对比几种边缘检测算子的去噪效果,选用降噪效果最好的Sobel边缘检测算子去除散射噪声,最终得到形态良好的光条主体;（3）改进传统Steger光条中心提取算法,提高该算法对光条中心线的提取效率。基于Hessian矩阵的Steger算法提取精度高,但存在计算量大的问题,本文在Steger算法的基础上,提出一种引入光条骨架和IIR型高斯滤波器的结构光中心提取方法,该方法能定位光条中心区域,并利用高斯滤波器递归算法简化卷积运算过程,实现对光条中心线的快速提取。经过试验比较发现,改进算法的提取效率提升达57%以上;（4）提出采用切片统计法和建立约束连线法对不同几何参数测量位置的特征点进行针对性提取。分析几何参数特征点在提取中心线上的分布情况,对于特征点数量较多的测量位置,切片统计元素数量最多的坐标区间,以该区间内特征点几何特征方向的坐标平均值表示几何参数;对于特征点数量较少的测量位置,以预先设置的约束点连线和阈值范围内点集拟合曲线的交点为特征点,以该特征点几何特征方向的坐标值表示几何参数。在全局测距试验中,验证了上述方法得到的几何参数具有较高的精度和稳定性。