接触网起到为电力机车提供电力的重要作用,是铁路系统的主要组成部分。接触网提取能够为包括外观、侧面限界、倾斜角度、与线路中心线角度等的接触网支柱检测项目,以及包括导高、拉出值等接触线检测项目提供重要数据支持,对保障接触网正常工作、维护铁路行车安全具有重要意义。目前接触网提取存在支柱受其他构件影响提取精度不高,以及接触线提取精度受坡度、长度影响较大的问题。提出基于凸包的接触网支柱点云提取算法,解决接触网支柱由于上方与腕臂、拉杆、承力索、吊弦、接触线等各种接触网构件相连而导致的提取精度不高问题。该方法主要利用接触网支柱的两个特点:1)接触网支柱与腕臂、拉杆、承力索、吊弦、接触线等接触网构件相连时较其他非地面地物在水平方向跨度大,竖直方向高度高;2)接触网支柱柱体上下具有相似性。首先进行整体分割,将与其他接触网构件相连的接触网支柱通过水平方向跨度与高度两个属性与其他非地面地物区分,然后进行部分分割,通过选取接触网支柱主体部分与接触网其他构件区分,最后通过接触网支柱主体部分的水平投影点云生成的凸包在竖直方向上提取出完整的接触网支柱。通过对长1.285km车站的车载三维激光点云数据进行接触网支柱的提取实验验证基于凸包的接触网支柱点云提取算法从铁路场景提取接触网支柱目标的有效性;通过对一组含51个接触网支柱及与之相连的腕臂、拉杆等接触网构件的车载三维激光点云数据进行基于凸包的接触网支柱点云提取算法与基于球状邻域的接触网支柱点云提取算法的对比实验,比较两者算法在受其他接触网构件影响下对接触网支柱单体的提取精度。基于凸包的接触网支柱点云提取算法结果在目标基准的Precision达到100.00%,Recall达到98.04%,F-Measure达到了98.99%;提取结果在点云基准的Precision、Recall以及FMeasure分别达到了99.01%、94.64%、96.77%,相较于基于球状邻域的接触网支柱点云提取算法提取结果Precision相当、Recall提高了27.42%,F-Measure提高了16.37%。提出基于最邻近钢轨点高差的接触线点云提取算法,解决基于高程分布的接触线点云提取算法受坡度、长度影响较大,难以适用于铁路场景接触线提取的问题。主要利用铁路接触线距离钢轨的高差相对稳定这一性质,计算候选接触线点云与最邻近钢轨点高差,结合候选接触线点云中各构件与钢轨的在竖直方向上的分布规律,确定高差范围完成接触线的提取。通过选取一组长度约为500m,坡度分别为0.2‰、1.0‰、2.0‰、2.8‰、3.8‰的铁路点云数据以及一组坡度约为4.0‰,长度分别为200m、400m、600m、800m、1000m的铁路点云数据,使用基于最邻近钢轨点高差的接触线点云提取算法以及基于高程分布的接触线点云提取算法分别进行接触线提取实验。基于最邻近钢轨点高差的接触线点云提取算法的结果在点云基准的Precision、Recall和F-Measure相较于基于高程分布的接触线点云提取算法的结果分别提高了24.03%、53.44%、45.75%,且各项精度指标一直保持在93%以上。结果证明最邻近钢轨点高差的接触线点云提取算法受地形坡度、长度影响较小,能适用于铁路场景接触线点云提取。