近年来,随着高速铁路的不断进步和迅猛发展,铁路运行安全逐渐引起了人们的高度重视。在电气化铁路组成的重要部分中,接触网的工作状态好坏能够直接影响到铁路运行的安全。其中,接触线是直接和受电弓碳滑板进行接触,通过两者之间形成的接触力来随时保持接触线对受电弓的电流供给,保证行车过程中的安全。所以,经常检测受电弓与接触网间存在的接触压力对铁路机车的正常运行是具有重要意义的。当列车出车之前或者出行达到一定行程时都要对受电弓和列车车顶的情况进行检测,弓网静态接触力的大小就是其中的一项。目前,大部分铁路局主要采取的检测方法是接触式的,工作人员站在车顶上用弹簧测力计往下拉受电弓,测力计上显示的读数即是当前接触力的大小,这种检测方法既没有对工作人员的安全起到保障作用,人工读取数据又会造成读数误差,精确度不高。针对这种情况,本文将采取非接触式的检测方法,设计了一套基于单目视觉的弓网静态接触力检测系统,此系统的核心内容是利用图像处理技术,根据受电弓抬升接触线时的接触线位移检测出当前弓网静态接触力的大小。首先,介绍了本系统的整体结构,包括数据采集子系统、图像采集子系统以及数据处理系统,并详细介绍了每个子系统的硬件设备和安装方式。其中数据采集子系统采用传感器采集静态力和接触线位移数据,通过信号处理电路和单片机模数转换传入PC机,采用高斯-牛顿-多项式法拟合出两者的特性关系,图像采集子系统采用CCD相机采集接触线变化的图像,通过像素判断接触线位移。其次,采用张氏标定法进行相机标定,根据标定实验,得到相机的内、外参数矩阵、畸变系数等参数,利用相机参数,对图像进行校正。然后,根据实际应用场景与测量技术要求,提出接触线位移的测量方案。采用基于ORB的特征点匹配和基于LSD的特征线匹配相结合的方法,利用KNN法进行特征匹配,针对匹配中存在的误匹配问题,采用PROSAC法去除误匹配,之后利用匹配完成后的线坐标约束点坐标范围来计算出接触线不同位置的坐标,结合相机标定的结果,计算出接触线位移的实际距离,根据静态力和接触线位移的特性曲线,计算得出静态力的大小。最后,验证整个系统的测量精度,提出系统存在的误差并进行分析,并以Pycharm为开发平台,基于Open CV函数库,采用Python语言完成了系统的程序设计,并采用Pyqt5对整个系统进行了界面开发设计,实现了数据显示、计算、存储、查询等功能。