大尺寸空间异面直线夹角的测量在现代工业及国防现代化建设中具有重要的现实意义。要在数米甚至数十米的范围内对两条空间异面直线的夹角实现直接测量是比较困难的，通过线结构激光可以为两者建立可靠的公共基准，从而将两个独立的测量坐标系准确地联系起来。当前的实现方法是通过CCD摄像头采集图像，用上位机机进行处理来实现的。本文在上述的测量方案基础上进行了处理系统微型化的研究，提出了应用于该领域的智能相机设计方案，主要工作及具体内容如下：1、通过分析比较多种智能相机设计方案，确立了以DSP+FPGA为核心的硬件结构，选取了型号为EP4CE30F23C8N的FPGA和型号为TMS320DM642的DSP作为系统核心处理芯片，并搭建了外围电路。2、遵循高速PCB的绘制原则，进行了PCB绘制，并对系统内关键信号的信号进行了信号完整性分析。3、结合系统的实际使用环境，确定了以SOBEL边缘检测算子为核心的图像预处理过程，分析了BT.656的数据格式，对该类视频信号的有效信号提取及其格式整合进行了系统的研究，并利用Verilog HDL语言实现了预处理功能。4、对IIC的配置过程进行了研究，并分别利用FPGA和DSP实现了对视频解码芯片和视频编码芯片的IIC配置。5、提出了一种夹角计算的核心算法，并通过DSP编程实现。6、学习了TCP/IP的网络传输协议，完成了DSP同上位机的以太网通讯。在系统调试部分，搭建了简易的实验平台，阐述了实验过程，给出了实验结果，并对实验结果进行了分析，给出了评价。实验表明，该系统体积小，处理速度高，能够对大小为720×576的图像进行25f/s的实时采集处理，并可以利用显示器显示边缘提取后的图像，通过以太网传输实现处理数据的显示，各方面均能够达到设计指标。