精密检测在现代工业领域中占据着重要地位,广泛应用于尺寸检测、模具造型等方面。随着光电信息、激光器、图像识别等技术的高速发展,传统卡具接触式检测的局限性逐步显现出来,以激光扫描为代表的非接触式检测技术近年来得到快速发展,并在很多领域得到广泛应用。基于激光扫描的二维轮廓测量有两种方式,其一是点激光结合平移或旋转等机械运动,可完成对轮廓的扫描,但难以满足对不规则轮廓的扫描;其二是线激光结合相机可完成对轮廓的扫描,可用于不规则表面轮廓的扫描,但其精度低于点激光扫描方式。列车运行过程中,车轮对钢轨的碾压和摩擦会在二者接触面产生严重的磨耗,影响列车平稳运行,存在脱轨等重大安全隐患,因此准确高效地测量车轮、钢轨轮廓对列车安全运行至关重要,本文结合以上两种激光扫描方式,主要研究了点激光和线激光扫描在车轮踏面轮廓和钢轨表面轮廓测量的应用及轮廓可视化技术。其中,车轮踏面轮廓使用精度为0.05mm的点激光位移传感器进行机械扫描,使用磁栅位移传感器为扫描过程提供X轴位移坐标,扫描完成即可得到轮廓的二维坐标,计算求得轮缘高度、轮缘厚度、QR值和轮辋宽度等几何参数;论文对其存在的误差进行了分析和补偿,补偿后系统的重复性误差小于0.05mm,各参数的测量误差小于±0.1mm。钢轨轮廓测量采用线激光扫描,对相机采集到的激光条纹图像依次进行去噪声、设置ROI区域、提取激光条纹中心亚像素坐标等图像处理操作即得到钢轨轮廓,对其进行轮廓配准后按照定义即可求得垂直磨耗、侧面磨耗、总磨耗等参数;通过重复性实验得到系统的重复性误差小于0.03mm,各参数测量误差小于±0.1mm,论文对系统存在的误差进行了分析。概括起来,本文的主要工作如下:1.介绍了论文研究背景意义以及国内外研究现状。2.采用基于点激光扫描方式,获得车轮踏面轮廓,计算得到其轮廓参数;介绍了测量原理以及硬件设计,给出各参数的计算方法。3.采用基于线激光扫描方式,获得钢轨轮廓,计算得到其磨耗值;介绍了其测量原理及硬件参数,详细讨论了图像处理算法以及轮廓配准方案。4.基于Android平台,编写钢轨轮廓检测仪专用软件和车轮轮廓检测仪专用软件,实现轮廓测量可视化。5.进行重复性实验,验证了方案的可行性,并对仪器存在的误差进行分析。