列车轮对关键尺寸随着运行时间增加而容易发生变化,关键尺寸应满足相关技术要求才能保证列车安全运营,对轮对维保与关键尺寸测量是日常检修工作的重要内容。目前对轮对关键尺寸的测量方法分为静态与动态方式,静态方式包括人工卡尺测量与手持式激光测量,动态方式主要是地面列车通过式测量。动态测量造价过高,行业应用率低,静态测量是主流测量方式,但已有静态测量设备功能较单一,测量轮对的关键参数需要多种设备配合应用,各自测量结果记录繁琐,影响综合检修效率。针对以上问题,本文设计并研制了一套集成多种参数测量的手持式轮对关键尺寸快速测量系统,创新性地将不同的测量原理通过合理的机械结构设计进行融合,并对系统的相机与激光器采集模块、主控测量算法和网络传输存储、客户端参数存储与访问进行了分析与开发。考虑基于高分辨率相机的测量系统图像计算压力大,对点式激光内侧距测量过程中的光斑中心提取算法进行了优化。根据光斑移动特征,提出了先裁剪出含光斑的局部图片,再进行光斑中心的精确提取算法;对多线结构光踏面测量过程中的连续线条光斑中心提取算法进行了优化,提出了从连续线条光斑初始位置进行搜索光心的优化算法,以上方法极大的缩减了图像处理的计算量,提高了测量速度。根据多线结构光踏面测量结果,提取每条踏面轮廓线的轮径测量基点,通过拟合基点,重构车轮直径所在圆参数,从而有效地计算轮径值。考虑车轮关键尺寸数据的智能管理与查询,设计了基于云服务器的轮对数据管理系统,数据由测量终端传输至服务器存储,在基于C#开发的客户端软件上实现对已记录轮对数据的查询及统计管理功能。根据激光与视觉测量原理及系统结构设计了标定及校准试验,通过与机械卡尺测量方式的对比试验结果表明,设计的快速测量系统能够满足现场应用需求,测量数据记录管理方便、测量速度是机械卡尺10倍以上、极大的提高了测量效率。