为了实现激光投射线平面度的在线检测，提出一种基于最小二乘法拟合平面的激光平面度检测方法。首先运用平行光管搭配CCD工业相机采集不同方向上的激光投射线图像，并使用骨架提取、中值滤波等图像处理方法，将得到的激光线有效像素点转化为三维点云坐标。然后使用最小二乘法拟合测量的激光线水平面的平面度，提出平面度的计算方法，并且模拟激光线偏差角度为的水平面的平面度作为检测标准。实验验证本算法的一致性与准确度，该方法的提出增加了当前行业内激光头质量检测的标准，同时对比传统激光头质量检测，提高了检测准确性，减少了操作难度，在耗时上也减少了75%。作为一种高效可靠的检测手段，该方法在激光头生产与激光投线仪组装领域具有广泛的应用前景和参考价值。