国内对图像法检测车轮参数的研究也较多，成都主导科技集团与成都铁路局研制的 LY 系列车辆轮对动态检测装置[2]利用“光截图像测量技术”和“电磁超声探伤”设计了车辆轮对动 态检测装置，采用高功率激光线光源提高图像对比度，采用双机并行处理方式保证图像的快 速处理。文献[20]提出的地铁车轮外形磨损自动检测系统在轨道内外测分别安装 2 台 CCD 摄 像机和辅助照明光源，列车在小于 15km/h 速度入库时，CCD 摄像机捕捉车轮两侧图像，然 后经过图像的平滑处理去除图像在数字化后产生的干扰噪声，进一步的对图像进行锐化处理 使图像更清晰，最后采用图像二值化处理使图像成为黑白的二值图，通过边缘处理和图像逆 反处理得到车轮轮缘踏面曲线，进而通过计算可以得到车轮尺寸。

3 激光法

激光位移传感器将激光发射、接收与数据处理融合为单个传感器，具有抗干扰强、测量 准确、一致性好等优良性能，国内外各大研发机构纷纷研制基于激光位移传感器的轮对尺寸

监测系统。基于激光法的车轮测量装置又可以分为动态在线检测和静态检测，其中动态检测 指铁路车辆在运行时进行测量，静态检测指车辆在检修时进行测量。

在动态测量方面，瑞士 ELAG 电子有限公司的 OPTIMESS 通过式轮对测量系统可实现轮 对踏面和直径参数的自动检测以及轮对磨损评估[21]。其工作原理如下：轮对踏面测量方面， 使用 2 个 2D 激光位移传感器进行测量，其中一个 2D 激光位移传感器测量轮对内侧的踏面， 另一个测量轮对外侧的踏面，通过电脑将这两部分踏面数据合成为完整的踏面参数；直径测 量方面，使用 6 个三角法点式激光位移传感器并根据特殊的数学计算方法排列，实现轮对直 径的高精度测量。该系统可以实现轮对尺寸参数的高精度测量以及磨损情况的预测记录，进 而辅助轮对的维修保养，其成本在 1000 万元以上。南京理工大学研制的基于激光位移传感器 的地铁车辆轮对尺寸在线动态检测系统[22]，其测量原理是将两组 2D 激光位移传感器对称安 装在轨道两侧，传感器同时测量车轮坐标后，通过坐标变换和坐标平移将坐标融合到同一坐 标系上，然后通过曲线拟合和尺寸计算可以得到车轮参数，该系统测量精度高，成本低。类 似的系统还有波兰 GRAW 公司的 Laser Measurement System[23]，该系统由车轮轮廓测量、车 轮直径测量、转向架几何参数测量三个子系统组成；澳大利亚 IMTRAM 公司的车轮轮廓和磨 损测量系统[24]。这类激光检测仪大多以异步电机或步进电机作为驱动装置。

在静态检测方面，ELAG 公司使用一维激光位移传感器研制了便携式测量装置，通过机 械装置带动激光传感器沿着车轮车轴方向运动，从而扫描踏面轮缘形状，通过微处理器可以 得到车轮轮廓线，进而得到车轮尺寸，与其原理相似的装置还有俄罗斯 RIFTEK 的 IKP 系列 手持式火车轮径测量仪[25]，国内柳州科路研制的 GF212-J 型便携式机车车轮踏面参数检测 仪，北京精准伟业测控技术公司研制的 TYJM-1 激光铁路车轮检测仪。

对于便携式轮对测量装置来说，以前主要是使用接触式测量技术，而非接触式测量技术 主要用于动态轮对测量装置，但近些年来，随着计算机信息处理技术与电子技术的快速发展， 非接触测量中的数字激光技术已经具备了在便携式测量装置中的应用条件，并得到了国内外 部分研究机构的重视。上述的激光静态检测仪器均属于使用激光技术开发的便携式测量装置， 能够简单快速实现车轮参数测量，但是在使用中是存在一些问题的，比如 ELAG 便携式测量 装置在广州地铁八号线实际使用过程中，发现其轮径测量机械机构存在设计问题，造成仅适 用于新轮对测量而不能对镟修过的轮对进行测量，且其前端传感测量单元与后台 PAD 显示单 元物理上完全分开，至少需要两个工人协同方能工作。柳州科路和北京精准伟业的踏面参数 测量仪在进行了试点应用后，取得了较好的应用效果，但与俄罗斯 RIFTEK 公司相关产品类 似，其缺点是功能较为单一，仅能进行踏面及轮缘参数的测量，而无法实现轮径参数测量。