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以轨道交通轮对参数在线检测中的图像采集为背景，针对车辆轮对快速运动时曝光时间短曝光量不足的问题，提出一种具有高精度同步闪光功能的图像采集方法。设计了曝光、闪光同步时序，采用高亮度闪光光源来保证光通量，通过光电耦合器和单片机对触发信号进行处理，利用高精度的延时控制模块来调节曝光、闪光起始时刻。设计并实现了异步图像采集功能，保证车辆轮对运动到预设位置时能够精确地曝光和闪光。分析了同步误差的影响因素，通过实验验证，当运行速度不高于80 km/h时系统的同步误差小于25μs，运动模糊小于1 mm。