随着中国高速铁路的发展,列车在快速运行中的安全问题引起了人们的普遍关注。通过受电弓摩擦接触网获取电能是列车获取动力的主要方式。接触网在与受电弓长期摩擦中会产生一定的磨损,加上接触网所处的环境十分恶劣,当磨损程度超出一定范围时就会出现供电不足,甚至断电的严重后果,可能造成巨大的损失。为了杜绝这种安全隐患,必须对接触网的磨损程度进行定期检测,以便及时维护或更换无法正常供电的接触网,确保高速铁路的安全运行。本文在分析国内外接触网磨损检测相关原理与技术的基础上,重点研究了一种基于图像处理的非接触式接触网磨损检测的方案,并进行了设计与实际验证。搭建了实验平台,在提供主动光源的条件下,利用高分辨率千兆以太网线阵摄像机对目标采集尽可能清晰的图像,为后续接触网磨耗的测量和计算提供便利。采用FPGA作为控制芯片,在其中植入Nios Ⅱ软核处理器以对整个图像采集系统的数据进行控制和预处理。在FPGA最小电路系统的基础上,设计了千兆以太网硬件接口电路。详细解析了千兆以太网摄像机标准通信协议-GigE Vision协议原理,并以此为依据,对图像采集系统的软件进行了设计,主要包含数据发送模块、数据接收模块和数据传输模块,由此实现了对图像数据的稳定采集。在FPGA中对图像完成初步的预处理包括二值化、滤波处理、图像分割等操作,通过双端口RAM将处理后的图像数据传给基于DSP的磨耗量检测处理系统,利用细致化的数字图像处理技术完成检测工作,并显示结果。实验证明,该系统稳定可靠,对接触网摩擦磨耗的研究具有一定的参考价值。