水平仪是一种至关重要的用于水平度测量的仪器。气泡式水平仪具备直观性和高可靠性,是所有水平度测量仪器中最经典的,应用也是最广泛的。随着国家对科技的重视,社会各方面都在不断进步,对检测技术的精细度和自动化程度都有所提高。为了将传统水平仪的检测方法应用于现代技术,需要提升测量的自动化程度和数据的精度,为此本文设计了一种基于图像检测的二维水平仪。以图像处理代替人工读数实现读数的精确度,以电机驱动平台回转实现校准的自动化,并利用移动终端显示检测数据,避免了测量过程中操作人员可能存在的危险,也便于水平仪检测不可达的场合。论文首先分析了水平仪和图像传感器的发展现状,阐明了设计的意义。接着提出总体方案设计,给出整体机械结构图,并对二维水平仪硬件的重要模块进行介绍,说明了每个模块的选型以及原理。其次,基于嵌入式Linux操作系统,进行了相关的配置以及移植工作。同时,对该水平仪设计了图像传感器、Wi-Fi通信、LED照明以及电机回转等各模块的软件。图像检测是获取数据的关键。在整个图像处理过程中,先是转换了图像格式,然后进行灰度转换和阈值分割预处理,再应用Hough变换检测气泡圆心和半径。最后,基于Android手机客户端开发了水平仪应用程序,利用Wi-Fi技术将测量的数据传送到Android手机客户端,实现了二维水平仪的基本功能,对整个二维水平仪进行了组装和调试。该水平仪的优点众多,比如自动化程度高、读数精准以及方便携带,在实际应用中具有重大意义。