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钢轨波磨的高精度测量是研究钢轨波磨问题的基础。基于钢轨波磨检测与定位问题，提出了一种结合结构光视觉、波磨横向测量线以及连续小波变换的波磨测量系统。建立基于结构光视觉的钢轨轮廓测量模型，提出依据11条波磨测量线来提取轨面不平顺并运用连续小波变换时频分析方法，实现了波磨的横向与纵向位置定位。通过搭载测量系统的波磨小车对实际线路进行测试，结果表明，该曲线内轨曲中点和缓圆点处均存在波磨，且曲中点处波磨幅值大于缓圆点处；外轨曲中点和缓圆点处轨面在所有测量线处无周期性，不存在波磨。该曲线波磨纵向位置在K19+555～K19+650范围内，横向位置在B-B测量线上，波长约为200mm，横向定位后的轨面不平顺水平要比未经定位的轨面不平顺水平大4.2dB。波磨测量系统实现了钢轨波磨的精确定位与测量。