在直径1.75米的焦面板上对4000根光纤单元的精准位置提取,是LAMOST闭环定位系统研究中的一大关键技术难题。在闭环定位系统中,对光纤定位单元的精确控制依赖于视觉检测系统对光纤位置的高精度测量。因此,视觉检测系统中的光纤位置检测精度的高低是决定闭环定位系统是否成功的关键。本文主要研究基于前照条件下的光纤位置检测方案。对于在远距离、大尺度条件下的微小光纤位置检测任务,本文尝试将整个基于前照条件下的检测方案按检测识别顺序分成三个模块进行研究实现:（1）光纤单元检测模块:在该模块研究中,分析出在大尺度图像内含有众多小目标的任务背景下,目前Faster RCNN网络在小目标检测任务中存在的准确率较低的问题,并在本模块识别中开创性地提出了一种基于“图像切割”的Faster RCNN小目标检测方案,解决了原先网络的小目标漏检问题;（2）光纤位置提取模块:在对光纤位置提取问题的研究中,本文从最小二乘法拟合原理入手,提出了一套基于改进型最小二乘法的光纤位置提取方案,解决了在某些特殊情况下原最小二乘法检测精度较差的问题,提升了算法鲁棒性;（3）光纤单元匹配模块:本文针对原有最小值匹配算法在前照条件下的匹配效率低下的问题进行研究,并对原匹配算法进行了优化,实验证明改进后的匹配算法运行效率平均提升了 90%;为验证改进后算法的实际效果,本课题在实验室条件下搭建了具有低畸变、低像差的远心测量平台,基于该平台拍摄三个具有标准距离的双头光纤单元作为实验检测基准,经由本文光纤位置检测方案计算得出的光纤距离和万工显所测的真值比较,以其误差值作为本方案检测精度的数据。实验结果表示,本方案平均检测精度为9.2微米,达到了预期要求。此外,为了验证搭载本方案的视觉检测系统的可靠性,本文按照LAMOST工作环境一比一还原搭建了小焦面中试平台,通过该视觉检测系统长时拍摄静止于零位的光纤单元,累计拍摄一小时,分析数据并保存上述所有模块的识别结果。结果显示在本次实验中,光纤单元检测模块的平均精准率为96.5%,召回率为100%,光纤位置提取模块的光纤位置稳定性数据标准差为16.7微米,光纤单元匹配模块匹配成功率均为100%,均取得了较好的结果,验证了基于本文方案的视觉检测系统在真实环境下的可靠性。