本课题的研究目的是测量大尺寸空间范围两条异面直线的夹角,应用一束线性结构激光光线充当公共基准[1][2][3],利用激光稳定性高、抗干扰能力强、生成简单、应用方便等特性体现测量基准。在此基础上,应用机器视觉技术和图像处理技术实现两个独立坐标系中待测角度的准确、稳定而快速的非接触式测量。整个测量系统体积小、重量轻,便于现场使用,同时仪器成本低,便于推广。因此,对本课题的深入研究具有积极的意义。本论文完成的工作主要包括如下几个方面:1、在查阅大量的资料和相关文献的基础上,简要介绍系统关键技术的发展现状、本课题的研究意义及进展。2、在理论分析的基础上,对系统硬件部分进行了优化设计。包括激光器的焦距调节、环境光照与光圈范围的确定、摄像机镜头畸变的校正。针对系统机械结构的误差,提出一种新的实施方案,对其硬件结构参数进行理论计算,证明其具有可行性。3、对系统软件中图像处理技术的应用进行深入研究,分析各环节对系统测量精度的影响。选择合适的边缘检测算子提取目标轮廓,在对轮廓进行细化的基础上,采用一种基于端点的方法筛选轮廓点,对可用拟合点进行畸变校正处理后,应用最小二乘法拟合直线,计算斜率。针对新的硬件方案,提出相应的轮廓跟踪算法,验证其可靠性。4、在系统符合测量要求的前提下,完成了系统的产品化过程,使其具备产品的特性,可以在实际测量环境中,准确、方便、安全地实现测量目的。