钢轨波磨是一种沿轨道纵向不规则的波浪型磨耗,是钢轨损伤形式中的一种。波磨会导致列车发生颠簸和产生噪音,严重的还会影响车辆行驶安全造成脱轨等重大事故。在波磨产生初期对其进行全面有效的检测与治理,是防止损伤加重的重要手段。随着我国铁路事业的发展,铁路安全维护的需求越来越高,对波磨进行高精度检测也愈发重要。在此背景下,改进和完善波磨检测系统,提高波磨检测的效率至关重要。本文结合传统波磨测量方式,提出点面结合弦测法动态波磨检测理论并对其进行实验验证。在充分研究国内外波磨检测理论与方式的基础上,提出一种点面结合的新型波磨测量理论。以三点弦测理论为基础,结合点对加权的改进ICP点云轮廓配准算法,实现轨顶中心线±10mm波磨区域曲面的信息还原。在此理论基础上,完成实验样机的设计制作。利用Solidworks三维制图软件设计样机的机械框架及机械零部件,保证结构的强度与样机运行的稳定性。设计以STM32芯片作为微处理器的数据采集硬件电路PCB板,配合硬件驱动程序的设计与调试,可支持波磨采集的动态与静态模式,实现数据的稳定采集与传输。设计PC上位机图形界面窗口,设计数据传输协议,实现数据的接收、存储与处理可视化。各模块组装并进行联合调试,完成实验用样机的制作。根据点面结合弦测法动态波磨检测理论进行实验验证。以动态波磨曲线还原算法理论为基础,对波磨测量点的真实空间位置进行还原,通过算法曲线与静态情况下测得真实曲线的实验对比,其均方误差不超过0.0108mm。基于波磨空间曲线还原算法与点云粗配准的Super-4PCS算法及点云精配准的点对加权改进ICP算法,检测轨顶中心线±10mm内波磨空间区域曲面,通过对单个轮廓多次重复性测量,其测量标准差满足波磨检测的精度要求。实验证明,点面结合弦测法动态波磨检测系统可以实现波磨曲面的还原,其精度满足标准要求。