建立了基于DM642的嵌入式线结构光角度视觉检测系统, 用于精确实时地在线检测线结构光角度。首先，将以CCD为图像传感器的装置与基准平面固定，以线结构激光发生器为光源的装置与被测平面固定; 用CCD采集投影屏上的线结构光图像，再由DM642进行实时处理得到线结构光的角位置，并对角位置进行标定来获得被测平面与基准平面的夹角。然后，分析系统误差源，得出系统主要误差是由CCD感光面阵平面与投影屏平面之间的夹角α所致。最后，针对此误差项建立数学模型，并根据模型采用圆光栅控制激光发生器精确转动3个角位移，由圆光栅所得的精确角位移值和对应的图像检测值计算出标定夹角α的大小和方向，并对由此夹角误差导致的检测误差进行精确补偿。实验结果表明：在α为0.331 97°时，经误差补偿后的圆光栅角位移值和对应的图像检测值之间的转角误差由22.522%减小到0.595%，系统测量的不确定度为0.051 44°。

为了实现大尺寸空间异面直线夹角检测系统的现场标定，提出了基于待测对象的现场标定方法。结合一个具体的工程实例介绍了系统的测量方法，针对系统内部机器视觉子模块的测量对象提出了适于现场快速实施的标定策略。分析了影响系统检测精度的各项误差源，给出了系统标定板的设计加工方案。研究了系统的框架设计和标定板布局的合理性。设计了标定环节的数字图像处理流程，并给出了各个步骤的处理结果。实验结果表明，在光照条件为355 lx的情况下，采用所提出的标定方法使视觉检测系统的误差均值由0.065123°缩减为0.00219°，补偿效果满足要求，系统对于间隔7 m的异面角度的标准测量不确定度为0.114°。

针对实际工程中相距数米至数十米的若干几何元素之间的空间夹角, 提出了大尺寸空间异面直线夹角激光检测系统的设计方案。首先, 根据常见待测直线元素不同的实体存在形式, 设计了相应的实体体现方法, 并建立了异面夹角测量所需的公共基准; 对于待测元素在公垂线方向距离很远的情况, 采用单束线结构激光作为公共基准。然后, 针对一个具体的工程实例, 给出了系统检测框架的设计思路。最后, 提出了公共基准与待测元素空间关系的获取方法。采用数字图像处理技术检测公共基准与各个待测元素构成的夹角并通过三角关系间接获得了待测元素异面夹角的检测结果。在30次系统测量中, 系统重复性精度达到±0.020 85°, 表明所提出的检测系统满足测量要求, 验证了测量原理的可行性。