随着铁路运输的迅速发展,钢轨磨耗日益严重,直接对铁路的安全运行造成威胁。对钢轨磨耗及时进行检测并打磨修复是主要维护措施,传统的磨耗检测方法已无法满足要求。因此开发出一套适用于自动化钢轨打磨设备的钢轨磨耗检测系统就显得尤为重要。本文主要针对钢轨磨耗检测的关键技术及相对应的廓形生成算法进行研究。基于机器视觉技术,研究设计了一种单目视觉激光摄像测量系统。采用CCD工业相机和结构光线性激光器组合成的成像系统对钢轨进行了测量,提取出了钢轨轮廓测量光带,设计了相机标定及图像处理软件部分,实现了原始测量光带到单像素宽钢轨轮廓的图像转换及还原,得到了世界坐标系下的真实钢轨轮廓。在获取静态测量轮廓的基础上,研究了振动影响下的失真轮廓与静态轮廓之间的仿射映射特性,基于模型配准的思想,设计了一种钢轨磨耗廓形生成算法,实现了动态失真轮廓与静态测量轮廓的失真配准、静态测量轮廓与标准钢轨轮廓的匹配测量及磨耗计算。最后,本文在Matlab平台和Visual.C#环境下编写了钢轨磨耗廓形生成软件,通过实验模拟了振动对轮廓测量的影响,对磨耗检测系统进行了功能测试,对廓形生成算法的有效性进行了验证,测试结果表明系统初步实现了钢轨轮廓测量、动态测量轮廓失真配准、磨耗匹配计算以及钢轨磨耗廓形生成等功能。