在航天和国防军事等探测、侦查领域中,以制导、红外成像、雷达探测为主要功能的军事武器,都装配有半导体激光发射装置、可见光成像仪器等富含远红外、激光、近红外等多种波段的光电系统。武器系统各光轴平行性越好,则在现代以及未来可能突发的全数字化战争中,越具有主动性优势,可以快速掌握战时情报,实现精确打击与灵活机动。由于某些光电武器的特殊性能要求,为其装备了多种光电单元,使得武器设备整体尺寸较大,造成光电单元间的跨距较大,不仅安装困难,同时各光电单元的光轴精度也无法保证。当武器装备实际侦查使用时,若各光电设备的光轴平行性不一致,会造成跟踪对象位置偏离,实际打击中则可能误伤无辜。故多光轴一致性检测与提高光轴平行性精度,始终是一个重点研究领域。影响光电设备各光轴平行性精度的因素较多,如实际加工误差、恶劣环境中使用、使用时间较长等等,都会造成光轴间平行性精度降低。故在光电设备的使用前和使用中的各个阶段,都要不定期的进行精度检测调节,根据具体设备自身实际情况,将光轴偏角调节到工作许可范围内。本文通过对小口径平行光管法的研究,针对中航工业某机载雷达武器系统的光电单元,开发了一套组装方便、操作便捷、高精度的光轴一致性检测系统。采用离轴抛物面反射镜结构,在满足视场角的要求下,将内部光路多次折叠反射,极大缩小了设备自身体积。本系统装配有红外、激光、可见三种不同波段光源发生装置,结合机器视觉实现目标光轴位置采集。本文通过建立光路传播数学模型,得出光源位置与光斑位置具有一致性的结论,同时分析了光轴偏角检测原理。采用图像处理及目标识别算法实现光斑质心的快速定位。本文通过分析机载雷达系统的光斑特点,提出了基于连通域判别的光斑定位方法。通过改进的自适应阈值算法缩小目标区域,利用连通域标记识别出所有前景,根据连通域尺寸剔除大量噪声及无关区域,最终得到目标光斑轮廓信息。仿真实验结果表明,改进的自适应阈值法结合连通域判别法可有效抑制机载雷达系统中激光光斑的背景噪声,快速定位激光光斑能量中心。本系统可适用于室内及外场环境中,可检测原位或离位设备。根据系统结构组成分析了本系统不确定度小于10秒。通过实验,检测了系统初始状态各光轴间偏角。同时检测出激光光轴的最大调节范围为21分。