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监测铁路机车车辆特别是超重超限货车的运行姿态，判断是否接近甚至超出限界，是铁路进一步提速丞待解决的问题。本文提出了基于机器视觉的车辆姿态监测方案——非接触的高速CCD光学测量系统：在被测车辆非共线的四个点上安装高速线阵摄像仪。随着车辆的运动，摄像仪高速扫描钢轨，记录钢轨相对摄像仪(固连于车体)的运动图像序列，运用图像处理技术，分析得出每个测点相对于钢轨的横向位移和垂向位移，综合各测点的相对偏移量得到整个车体的运行姿态。介绍了检测方案和原理，建立了由测点的动态偏移量计算描述车体运行姿态的五种振动量的公式。试验结果表明采用的试验方案、光照措施、计算分析方法满足测量要求，测试系统稳定可靠。