在整个铁路运行系统中,机车轮对是影响列车安全行使的一个重要因素,尤其是近年来,列车不断提速,车辆运行的安全问题也变得更加突出。轮对状况直接关系到列车的运行安全,对其磨耗参数进行检测是保障行车安全的一项重要措施。本文阐述了斜射光切法检测轮对磨耗的基本原理,并提出了使用线结构光以及图像传感器在线检测机车轮对磨耗的新方法,分别对轮缘高度、轮缘厚度和轮对内侧距等参数的检测方法进行了分析。设计了一套机车轮对磨耗参数光电在线检测系统。①设计了机车轮对动态测速装置,仅当机车运行在设定速度范围时,启动后续测量单元。②设计了基于面阵CCD异步复位的在线图像采集装置,包括多相机异步复位触发采集装置、精确延时电路和基于线结构光的轮缘轮廓图像的成像视场设计等。③完成了光电在线检测系统的硬件和软件设计,实现了运行状态下机车轮对轮缘轮廓图像的在线采集、存储和图像处理。完成了异步复位触发信号实验、实时图像采集及存储实验、在线图像处理实验、以及现场调试等试验。实验结果表明,轮缘高度和轮缘厚度的测量精度达到0.5mm,轮对内侧距的测量精度达到0.2mm,实现了机车轮对磨耗参数的非接触在线检测。