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针对钢轨复杂曲面的特点,设计了环形频闪的照明方案,利用7台线阵相机完成钢轨完整表面图像的采集;建立钢轨表面点云模型,根据钢轨基本形状重新标定光源方向,计算钢轨表面法向量,从而正确重构钢轨三维表面;提出引入点云配准消除运动方向梯度误差的方法,提高钢轨表面三维重建的精度。利用重建得到的钢轨表面三维模型进行表面缺陷的宽度和深度测量,平均相对误差为7.23%,证明该方法可用于钢轨表面缺陷的三维在线检测。