激光光斑检测是光学测量中的一项关键技术,旨在利用视觉测试技术检测远距离传输后的激光光斑,对光斑中心进行定位。广泛应用于激光器光斑漂移检测、激光模拟射击成绩检测和铁轨铺设准直度检测等领域,具有极高的实用价值。典型的光斑检测系统由CCD模拟摄像机、图像采集卡和计算机组成,对图像信号的图像处理都是在计算机内完成。针对传统检测系统成本高、体积大、集成度低、安全性差的缺点,本文提出了以CMOS数字图像传感器为采集前端,可编程逻辑器件FPGA为核心控制芯片的激光光斑检测方案。此方案为数字化采集与传输,具有很高的可靠性及较强的抗干扰能力。CMOS图像传感器构成的单芯片采集模块提高了系统集成度,有效降低了系统体积和成本,方便安装和携带;FPGA代替计算机进行硬件图像算法,大大提高了运算速度,满足嵌入式系统要求。在系统硬件电路方面,图像采集模块采用MT9T001图像传感器芯片;采用EP3C16F484C8芯片作为图像采集处理单元的控制核心。系统工作时,通过I2C总线对CMOS图像传感器工作模式进行正确配置,在合适的光照条件下,得到了较为清晰的激光光斑图像。在FPGA中设计了存储单元SDRAM的控制模块,成功的将采集到的光斑图像存储在SDRAM之中。采集到的光斑图像经畸变校正、滤波、阈值分割和中心提取等一系列硬件图像算法处理,成功提取出光斑中心坐标。本文对新设计的光斑检测系统进行了电路调试和程序修改,实验结果和仿真结论与理论分析基本一致。在此基础上,进行了系统精度测定实验,实验表明,系统误差基本在1mm以下,满足设计要求。