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随着我国铁路交通的快速发展，火车速度的不断提高，对轨道的质量要求也越来越高，轨道的状态是影响铁路行车安全的重要因素，科学准确的轨道检测是轨道安全的重要研究课题。
本文首先介绍了国内的GJ-4轨检车改造项目的意义。为了提高GJ-4轨检车的检测准确度和安全性，引进了美国Imagemap公司的激光摄像方式轨距轨向测量系统。本文在第二章重点介绍Imagemap测量系统。首先说明系统的构成和测量原理，同时对钢轨测量参数和整个测量系统中图像处理流程进行说明。无接触光学测量系统的核心是图像处理系统，本文在第三章重点介绍测量系统中的图像处理过程。根据系统工作流程依次分析研究了图像平滑、图像滤波、灰度拉伸、图像分割和图像锐化技术，这些都是轨道检测中图像曲线提取的预备工作。图像曲线的提取关系到整个测量的精度，本文首先分析介绍光截曲线的中心线提取算法，找出现有算法的缺点，提出了改进的OPTA细化算法，提高了中心线提取的精度。由于摄像机捕获图像的角度和自身的原因，提取的中心线并不能代表实际的轨道参数，在第四章介绍图像的系统标定，通过对获得图像进行畸变校正和坐标变换，得到标定后的图像精确反映了轨道的参数，由此可获得轨道的实时状态。最后分析整个实施方案并对本文提出的图像处理技术的应用价值进行了分析。