光电子信息技术是现代通信生存和发展的基础,也使得构建大规模高速通信网络成为可能。光纤的对准熔接是影响光纤通信的重要因素,高精度低损耗的光纤对准熔接对建立优良的光纤通信网络具有重要意义。目前,商业化的光纤对准熔接机普遍采用两个光学显微镜头,两光纤的相对位姿通过精密的夹具保持一致,但这种方式对光纤装夹平台的精度要求较高。此外,随着工业镜头制作工艺的不断提升,具有高分辨率、低畸变以及恒定放大倍率的远心镜头应运而生,其在精密测量领域有良好的表现。本课题将远心镜头应用在光纤对接,并摆脱精密夹具的限制,采用视觉伺服的方式实现光纤在空间5个自由度的精密对接。论文主要包括以下几个方面:首先,光纤的特征提取是求取光纤相对姿态的基础。特征点精度越高,得到的光纤位置关系就越准确。另一方面,光纤姿态的动态检测需要快速的图像处理算法,为了兼顾光纤特征提取所需的高精度和高速度,本课题针对光纤图像的特点提出了一种基于拟合法的快速亚像素光纤图像处理算法。接着,特征点的匹配是光纤三维重构的重点。考虑到光纤的特征简单,没有多余的纹理信息,本课题提出一种基于几何约束的光纤特征点提取算法,并针对远心视觉系统特点,提出一种快速估计基本矩阵的方法,进而实现了光纤在三维场景下的重构。然后,研究了光纤对接的策略。先对整个运动平台进行解耦,依据现有的设备,提出了一种两步对接策略,并对系统中由于图像处理时间等造成的“迟滞”现象做了补偿,一定程度上实现了光纤对准的视觉伺服控制。最后,集成了系统。对光纤对接的过程做了大量重复试验,并对影响光纤对接的因素做了实验分析,实验表明,本系统能够快速准确实现光纤的对接,并具有较强的鲁棒性。