自准直仪(又称自准直测微平行光管)是应用自准直原理测量微小角度的检测仪器。它是将被测件上反射镜旋转角度的变化转换成自准直仪接收器件上的线量变化,通过检测线量变化间接检测出反射面微小角度变化。自准直仪按测量维数可分为一维和二维两种,二维自准直仪可同时测量两个方向的微小角度变化量。作为最常用的小角度精密测量仪器,自准直仪是精密测量、仪器制造等相关科研、计量部门必不可少的检测设备,也是精密机械工程中安装、检查、调整的重要工具。目前国内的高精度自准直仪多为一维测量且存在测量范围小,智能化程度低等缺点。为了改变国内自准直测量系统的现状,本课题对高精度、大量程、便携式的光电自准直仪进行了研究,设计了采用双线阵CCD作为光电探测器,采用CPLD可编程逻辑器件进行驱动,利用DSP芯片对数据进行采集和后期处理以及用LCD显示的光电自准直系统。研究内容主要包括:仪器的光学系统、硬件电路、系统软件设计、调试及实验验证。硬件电路部分采用CPLD实现双线阵CCD同步驱动,并且设计了CCD输出信号的调理电路和DSP的双通道高速采集、处理及显示电路。通过实验实现了利用DSP芯片对数据进行高速采集、处理、显示及按键控制的便携式系统。软件设计中,对线阵CCD上成像位置提取的算法进行了研究,选择了重心法对采到的信号进行中心提取的处理方法,保证了系统实现亚像素细分高精度测量,同时完成了直线度、角度测量算法的研究和对LCD的驱动。