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目前通常采用的基于传感器的接触式测量方法，虽然可以监测机车运行状态并完善机车运行的安全性理论，但存在动态测量困难、零漂大和抗干扰能力差等缺点。针对轮轨接触状态最直接的反映——机车轮轨之间的相对位移，提出了一种火车轮轨相对横向位移的图像检测方法。将激光点以一定的角度照在车轮的平面上，把机车轮轨相对横向位移的测量转为车轮圆心与激光点在图片上位置的变化，最终实现车轮圆心和激光红点精确定位。实验结果表明，该方法能够准确地计算出轮轨相对横向位移，为后续进一步监测列车运行的状态以完善列车运行的安全性理奠定了基础。