铁路是国民经济的大动脉,是货物运输和旅客出行的重要交通方式。由于列车行驶速度很快,一旦在行驶中发生意外,会造成相当严重的后果,因此定期检查铁路安全是铁路运营中尤为关键的一步。钢轨是列车运行的基础支撑设备,钢轨的安全在铁路安全检查中是最为重要的。钢轨磨耗程度是铁路质检部门对钢轨进行打磨更换的依据,因此精确、快速地检测出钢轨的磨损变形,可以提高铁路质量工作效率,有效地保障铁路安全。本文在分析国内外钢轨磨耗检测设备与系统的基础上,设计并开发出一种车载式钢轨轮廓实时检测系统。论文的主要工作概括如下:(1)阐述本文设计的检测系统使用的测量技术及其原理,并对比测量其他技术,确认本设计方案的优缺点;(2)对测量系统的整体架构和设计原理进行了说明,参照系统需求对系统的软件实现方法和过程进行了详细设计;(3)针对在实际测量中遇到的轮廓异常情况,使用了广域浮动窗口滤波和局部中值滤波的方法对轮廓进行预处理,以及在考虑钢轨实际中存在轨底坡的情况下,实现对测量轮廓的两次配准,最后拟合出测点坐标。(4)提出本文设计的钢轨轮廓检测系统的设计方案:通过光电编码器触发车身左右两侧的2D激光位移传感器对两侧钢轨进行数据采集,通过以太网传到工控机上的检测软件,系统的软件部分通过预处理和匹配校准,计算出钢轨横断面精度,对比标准轮廓得到钢轨的磨耗量,对比铣磨前后的钢轨横断面精度计算出铣磨量;(5)在实验室搭建实验平台,对本文设计的钢轨轮廓检测系统进行各方面测试:系统功能单元测试、集成测试、重复性测试,实验结果表明本文设计的钢轨轮廓检测系统符合预期要求。