多光轴系统在实际应用中，光轴之间的平行性影响着其使用性能和精度，生产实践中对多光轴系统产品光轴之间的平行性检测有着重要意义。利用传统激光相纸法检测平行性，不能定量地测量光轴之间的偏差角度，测量过程受人为主观因素干扰较多，误差大，自动化程度低，而且浪费了大量的人力物力。随着现代光电技术和图像处理技术的发展，高精度、自动化测量成为了发展方向。本文对多光轴平行性测量原理和方法做了研究，在基于大口径离轴抛物面反射镜平行光管的平行性测量系统硬件设备基础上，通过图像处理技术，提高了系统的测量精度、自动化程度和抗干扰能力，并对系统测量性能进行了详细分析。本文的创新点和主要完成的工作如下：1．提出了多光轴平行性测量系统的完整解决方案和操作流程，满足系统功能要求和技术指标。系统采用大口径离轴抛物面反射镜平行光管法，结合光电检测和图像处理技术，比其他常用的平行性测量方法精度更高、应用范围更广，而且自动化程度高，抗干扰能力强，满足光轴平行性测量要求。2．针对系统特征，提出了优化的对焦评价函数和中心定位算法，提高了系统测量速度和精度。通过对系统DCT对焦评价系数法的改进和最小二乘椭圆拟合处理过程的优化，提高了系统的测量精度和抗干扰能力，同时缩短了计算耗时，增强了系统的实时性和自动化程度。3．完成了多光轴平行性测量系统的软件设计，提高了系统的自动化程度。通过编写简洁、高效、健壮的软件，分模块、多线程实现了系统的硬件设备控制、图像处理和偏差角度计算功能，提高了系统的自动化程度，减少了人为因素造成的误差。4．完成了实际多光轴系统的光轴平行性测试实验，验证了方案的可行性和测量的正确性。通过对实验数据、硬件设备参数和软件算法精度分析，从系统测量范围、测量精度、相对误差、标准偏差和测量不确定度方面，全面评估了测量系统的使用性能。