近些年来,地下管线已经成为城市正常运行的重要组成部分,定时的检测可以预防地下管线引发的各类问题。目前常用的管线位置检测方法有电磁法、地震波法等管线内检测方法,但是这些方法受限于管线分布杂乱、地质情况复杂、电磁场易受干扰等因素,导致测量结果误差大。本文设计了一种新型的基于激光光斑的管道偏转和位置检测结构,利用激光斜着打在成像屏上的光斑位置,来反映管线的位置,并通过成像屏四周的五个小椭圆确定光斑直角坐标系。由于激光的准直性,所以该方法检测出的管线位置精度高、实时性好。本系统采用两块嵌入式Linux开发板作为整个系统的数据处理中心、控制中心,驱动摄像机拍摄激光光斑图像,并送入图像处理模块提取激光光斑在给定坐标系下的坐标。图像处理模块首先采用张氏标定法对摄像机进行标定,其次将光斑图像进行灰度化、自适应中值滤波、腐蚀膨胀得到预处理后图像,然后将预处理图像分两步处理,一步经过阈值分割、轮廓提取筛选、小椭圆定位得到五个小椭圆的光斑位置,从而确定给定的直角坐标系,另一步经过阈值分割、轮廓提取、光斑中心定位得到光斑中心的位置,最后将光斑中心位置通过坐标系转换,转换成给定直角坐标系下的坐标。最后本文提出了一种管线重构的算法,利用一系列测量点坐标,结合三轴加速度计、陀螺仪数据,推导出所有测量点在第一个测量点空间坐标系下的坐标,从而重构出地下管线的空间分布图。