随着国民经济的快速发展,铁路运输扮演着越来越重要的角色,至2007年4月18日第六次全国大面积提速以来,中国铁路开启了“追风时代”。轨道缺陷检测有效时间因列车提速而变得越来越短,同时对轨道缺陷检测设备要求也变得更高。针对轨道缺陷检测小车性能要求,研究其里程装置,使其合理安装光电编码器,实现里程轮与光电编码器同轴转动,进而获得里程脉冲信息；通过对脉冲信息的倍频、鉴向处理,实现对轨道缺陷检测小车里程计数和运行方向的判别；通过对线阵相机、镜头等元件的选型搭建图像采集系统,同时为了达到检测系统精度要求,并且图像采集不受小车运行速度的影响,通过单片机控制输出脉冲实现对CCD线阵相机等间隔脉冲触发,采集轨道图像信息。研究轨道缺陷图像处理相关算法,对于钢轨表面缺陷,首先采用加权中值滤波,去除图像噪声信息,然后采用轨道图像垂直投影法分割出钢轨平面,最后运用改进区域连通算法提取钢轨缺陷信息,并运用LVQ神经网络实现对缺陷的分类。对于扣件缺陷检测,首先改进“十字定位”法定位扣件目标区域,解决先验知识定位不准确的缺点。然后对于提取的扣件区域,提出扣件轮廓方向场扣件识别算法,根据扣件轮廓梯度方向匹配、识别扣件缺陷。运用Prote199se完成单片机硬件控制电路设计,采用Matlab实现对轨道缺陷相关算法研究,并验证其算法可行性。对实地拍摄的轨道缺陷图像进行处理,不断优化算法,完成对缺陷信息的正确识别与匹配。对于光电编码器脉冲计数、鉴向程序采用Visual C++6.0编写,然后烧入单片机中实现功能要求。最后,完成系统平台组建,融合各系统软件,实现缺陷信息的准确检测。