随着经济的蓬勃发展,我国的铁路建设已经进入了快速发展时期。为了提高铁路运输的舒适性和安全性,需要对钢轨的质量提出更高的要求。道岔是铁路建设的薄弱环节,其结构复杂,需要很高的技术水平,其生产质量可以反映出铁路建设水平的高低。目前钢轨道岔生产厂商对钢轨外形检测主要是人工测量,存在劳动力需求大、检测效率低下的问题,并且存在历史数据查询不方便等问题,这些问题严重影响了钢轨的生产效率。本文旨在提出一种采用双目视觉方法利用激光轮廓传感器对道岔尖轨外形进行全面检测的系统。本文提出了针对经过铣削的钢轨形成的道岔尖轨进行轮廓测量的技术,主要利用激光传感器作为采集装置,通过工控机进行采集控制,采用数控机床系统进行测量结果的显示和保存。本文的主要工作如下:(1)研究了激光传感器的工作原理。分析了从相机采集的图像中提取物体轮廓数据的算法以及图像的滤波和二值化的算法,研究了结构光条纹的中心提取的算法,推导了激光测距和物体轮廓测量的具体理论公式。(2)对钢轨轮廓数据的提取进行了仿真分析。研究了钢轨检测系统的标定过程,对钢轨图像进行了滤波,优化了处理算法,仿真结果验证了本系统所设计方案的可行性。(3)根据激光传感器的原理分析和钢轨轮廓数据的仿真验证,本文构建了道岔尖轨检测系统,分别在软、硬件层面对系统进行了实现。针对需要测量不同型号的道岔的需求,提出了一种可以自由调节角度和高度的固定激光传感器的机械结构设计,降低了产品成本。(4)对本论文所设计的系统进行测试。为了保证系统测试的准确性,首先介绍了系统工作时所采用的硬件和软件环境,并对系统工作的环境状态和道岔尖轨的轮廓数据标准进行了叙述。为了验证本系统设计的可靠性和实用性,从重复性和准确性这两方面进行了测试,测量结果表明基本符合系统的设计需求。本文设计的道岔尖轨检测系统经过测试验证表明所设计的产品符合系统的功能需求,已经正式投入生产使用。