铁路机车车辆运行姿态测量系统(专利号200910143995.6),包括:一组在被测车体非共线的至少三个点上安装设置的高速摄像仪,所述高速摄像仪相对被测车体运行轨道设置并用于摄取铁路机车车辆运行时的轨道图像序列;图像采集及处理模块,该模块接收所述轨道图像序列,并分析每个点的高速摄像仪获取的轨道图像序列,得到每个点相对于轨道的偏移量,并确定被测车体相对于两轨道的空间姿态和偏移量。该铁路机车车辆运行姿态测量系统以轨面和轨道中心线为基准的非接触式的基于机器视觉,其能够对机车车辆的动态偏移量进行实时测量,得到车体上任意位置相对于轨面坐标系的动态偏移量,在实时在线测量车辆动态位移、进行超限预警和报警的同时,保证了测量精度。