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针对激光测距仪测量火车轮对踏面形状中出现激光装置定位难和测量误差问题，采用最小二乘法解决激光装置定位问题，确定激光测距仪在坐标系中的坐标，以及采用正交多项式曲线拟合方法过滤掉测量数据中的发散点，得到准确的踏面形状曲线数据；应用结果表明，该数学方法是可靠的和有效的；同时说明计算机在工业控制和数控加工的应用中，合理使用数学方法的必要性和优点，并为相关问题处理提供借鉴。