随着我国铁路系统的蓬勃发展与飞快进步,铁路运输已成为国民经济发展的大动脉。而车轮与钢轨之间的长期摩擦和冲击会对钢轨造成巨大损耗,导致钢轨表面会出现不平顺、脆裂、脱落、肥边等病害,严重影响铁路平稳的行驶,因此需要高精度、高效率的钢轨磨耗测量方法来保障铁路运输的安全。本文首先介绍了国内外常见的钢轨磨耗测量的方法,重点对激光图像法和激光位移法进行详细分析,其中发现激光图像法在实际测量中,轨道不平顺所引起的设备晃动会导致相机需要重复标定且标定工作复杂,从而会出现测量精度降低的现象,针对此问题,本文提出一种基于2D激光位移传感器的钢轨磨耗测量的方法,并对提出的测量方法进行讨论和研究,通过搭建实验环境和真实环境双平台进行了验证和测试。本文算法部分先行阐述了2D激光位移传感器与被测钢轨的相对位置,以传感器收发线性激光来测量钢轨原始轮廓数据的方法。通过分析所采集的轮廓数据发现,绝大部分采集轮廓中均存在噪声和干扰点,因此提出将其进行一系列的钢轨轮廓预处理的算法。预处理算法包括轮廓分裂和去除稀疏离群点、轮廓合并和区域凹凸性检验、粗匹配和基于单向Hausdorff距离的轨腰相似度检验、原始轮廓重配准和离群点有效去除以及补点。然后针对应用于铣磨车的应用场景,本文提出了断面精度以及铣磨量的相关计算方法。本文将提出的算法实际应用于铣磨机车上进行磨耗测量。首先,提出了钢轨磨耗测量平台的软硬件总体设计,为了让用户简单、方便调用函数,将核心轮廓处理函数进行封装工作。其次,钢轨磨耗测量平台运行时,左右两股2D激光位移传感器由光电编码器外部触发的方式采集钢轨轮廓数据,光电编码器跟随车轮一同转动,采集得到的数据通过千兆网线传输到处理器,上位机使用所研究的预算法进行判别和处理,并且可以将钢轨轮廓实时在软件界面呈现。最后,基于2D激光位移传感器的钢轨磨耗测量平台进行功能测试、预处理判别方法验证以及钢轨磨耗测量方法的精度测试。实验结果表明,本方法有效的识别出了正常钢轨轮廓,达到了实测平台的技术指标要求。