近年来，随着图像传感器技术的发展及计算机实时处理速度的提高，基于视觉成像的图像处理技术在几何量测量领域得到了有效应用。本课题通过建立极坐标体视成像系统，利用图像处理技术，实现铁路接触线拉出值和导高值的测量，主要内容包括以下几个方面。1．分析立体视觉技术的研究动态，指出其关键技术和发展前景。根据铁路接触线的测量环境和测量要求，建立了以极坐标镜头为核心的立体视觉测量系统。根据极坐标镜头的成像特点，建立了测量拉出值和导高值的数学模型。根据测量系统的视场范围、测量精度等要求，选择了适当的系统结构参数，设计了系统中的光学系统、夜间辅助照明光源以及配套的测量软件，并将相关组件进行装配，制造了样机。2．利用测量系统采集接触线图像，分析接触线图像的特征。为了准确测量接触线的导高和拉出值，研究了基于直线检测的定位算法和基于质心公式的定位算法，确定接触线中轴线，并为两种算法补充了抗噪处理方法。这两种定位算法均可分辨0.5个像素的图上位置变化，且有较好的抗噪能力，定位稳定，实际定位误差在0.3像素以内。利用误差理论分析图像定位误差与系统测量精度的关系，推算测量系统的误差范围。3．提出了一种基于求最优解方法的系统参数标定算法，在实验室环境下对测量系统内部参数进行标定。通过实验室环境下的仿真实验及在铁路现场的接触线测量实验，获得大量实测数据，并与在用激光测量仪比对分析。实验研究表明，系统能够满足铁路接触线测量的精度要求，并具备现场测量能力。课题研究成果可提高接触线检测的效率，克服了激光测量仪对准困难、无法连续测量的不足，在连续测量、自动化测量方面具有潜在优势。若图像处理在自动识别与连续测量方面进一步完善，本测量系统将会有很好的发展应用前景。