自21世纪起,我国高速轨道客车事业的不断发展,人们的出行方式发生了极大的变化,随着轨道客车的使用率明显提升,有关行业对轨道客车的性能和安全性等标准也越来越高。其中,轨道客车车轴作为连接车轮和为车轮传递动力的重要部件,对轨道客车的运行性能和使用寿命起着关键性的作用,因此准确的检测其形位误差是较为关键的一项技术,目前,各研究机构和企业对车轴形位误差的测量精度已经达到工业标准,但方式较为繁琐,且不能在线实时检测,针对这一问题,本文通过一套基于光幕传感器的视觉测量系统,在保证测量精度的前提下实现了轨道客车车轴的同轴度与直线度的在线误差测量。首先,本文利用一套基于光幕传感器检测系统,通过PC端发送指令至运动控制卡,运动控制卡输出脉冲来控制伺服电机工作,带动车轴的旋转和光幕传感器系统水平运动,运动过程中,光幕传感器采集车轴的表面数据,实现了不同形式的数据采集。然后,在求取车轴同轴度误差过程中,由于在线测量装卸车轴过程中存在安装偏差问题会影响测量精度,针对这一问题,本文通过最小二乘法来确定车轴的实际回转轴线,以标定车轴旋转过程中每一旋转角度的圆心位置为点集P,采用基于a-壳的最小包容圆算法求出点集P的最小包容圆,通过遗传算法求得n个测量截面最小包容圆所组成的圆柱体,进而求得车轴的同轴度误差。在求取车轴直线度误差的过程中,主要用到了最小包容区域法之中的极点计算法,在分析国标GB/T11336计算过程,其第三个极点的确定方式存在一定的缺陷,由于使用最小包容区域法需要遵循高一低一高(或低一高一低)原则,国标GB/T11336中的极点计算法在确定第三个极点过程中忽略了这一原则。为了弥补这一缺陷,本文提出了搜索第三个极点的定向搜索与迭代方法,以提高直线度误差的求取精度。最后,为验证了上述方法的正确性,将同轴度误差测量结果与三坐标测量进行比较,两种方法的测量结果误差在0.01mm级,且本文测量结果精度较高。将直线度误差测量结果和国标GB/T11336中极点计算法的结果进行比较,通过极点的定向搜索与迭代方法所得偏差值符合最小包容区域的高一低一高(或低一高一低)原则。且测量结果在0.01mm级。测量结果表明本文方法有效可行,可以达到检测标准。