自准直仪是利用光学自准直的原理,实现小角度测量的精密测量仪器。由于其使用方便而且具有较高的检测精度,被广泛地应用于航空航天、船舶、军工等测角精度要求较高的行业,例如机械加工工业、计量检定行业、棱镜角度定位及监控、光学元件的测试及安装精度控制等。然而,传统光电自准直仪的组成结构决定了其在移动性、智能化及精度方面都有一定的不足。为了能更好的适应科研和生产的提出新要求,需要引入一些新的设计方法。在光电自准直仪的结构中引入嵌入式处理平台,不仅能提高系统的智能化水平,同时能提高检测精度。本文研究了一种基于Android的嵌入式数字光电自准直仪,结合光学自准直原理和嵌入式系统,提出了一种数字式的光电自准直仪的整体结构设计方法,并采用Cortex-A8处理器为核心的ARM硬件平台和Android操作系统的整体架构,通过对CMOS成像模组、触摸屏等硬件的驱动及自准检测的应用程序开发,实现了系统所要求的功能。在算法和软件方面,本文详细的研究了在低照度条件下CMOS获取图像的特征,分析噪声特点,并在实验的基础上,找到了有效噪声滤除方法。同时,为了提高系统测角精度,研究了光点的亚像素定位算法,在对现有的各种亚像素定位算法研究的基础上,提出一种快速二维高斯拟合亚像素定位光点中心算法,并通过实验分析了算法的抗干扰性、稳定性及检测精度。本文在上述研究的基础上,采用JAVA语言在Android系统下实现了上述各种算法并编写了用户界面,完成光电自准直仪的详细设计,并对最终设计的光电自准直仪进行了测量实验,系统经过标定后,其测量精度可达0.2”。