非接触式钢轨断面动态检测是钢轨磨耗和线路不平顺等轨道交通线路质量参数检测的核心技术,对指导线路养护维修、保障轨道交通安全具有重要意义。随着铁路运输向高速、重载、高密度方向发展,传统的手工、低速检测方式已经无法满足需求。因此开发高速钢轨断面检测技术具有重要意义。本论文在分析国内外钢轨断面检测技术的基础上,提出了钢轨断面高精度动态检测系统的整体结构和实现方法。系统采用三角形摄影测量原理,借助线型激光和高速数字像机获取钢轨断面轮廓信息;通过基于FPGA的片上可编程系统(SOPC)对钢轨断面图像进行实时采集压缩等处理;采用高斯曲线拟和算法对光带进行亚像素级高精度定位和标定还原,进一步提高了系统测量精度。系统测量精度优于0.06mm,整体速度达到200帧/秒。论文重点介绍了钢轨断面检测方案、高速图像采集压缩系统设计、图像亚像素级处理以及标定还原算法,并对系统的测量速度和误差进行了理论分析和实验室实物验证。多次试验证明该检测系统在速度和精度上达到了要求,可以进行下一步的在线测试。