激光测距具有精度高、速度快和节约人力等优点,在行车定位系统、地形勘探等工业领域得到广泛应用。但铁路部门对于站台限界的测量目前以手工使用测量尺等设备进行接触式测量为主。本文基于单目激光测距原理,研究并改进了站台限界测量的测距模型和算法,设计并实现了基于单目摄像头和线激光器的站台限界测量仪。本文基于单目摄像头和线激光器,研究了三角测距法的原理,在原有直射式模型上进行改进,推导了带仰角的测距模型,并应用该模型设计实现了高铁站台限界测量系统。首先,通过分析相机的光学结构,对所需的相机参数矩阵进行标定。此外,为了提高系统对光线变化的适应性,采用近红外激光提高成像的清晰度。最后通过图像预处理、激光条纹提取、依测距模型计算目标位置等过程,实现了复杂背景下的站台限界测量功能。本文设计并实现了样机系统,采集现场测试数据,分析了个别工况下误差产生的具体原因,提出了相应的解决方案。与现有的激光测距仪和接触式测量尺相比,本文所研究的测量技术在保持较高的测量精度的同时,扩大了量程,具有更高的效率和全天候适应能力。