印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)是用于元件电气导通的绝缘基板,其在很大程度上减少了传统元器件连接的导线数,在电子工业中占据重要地位,PCB元器件的焊接也成为了工业生产领域的决定性一环。目前通孔元器件的焊接方式可分为手工焊接和机器焊接。手工焊接比较耗费人力物力和时间成本,焊接的好坏往往受到操作者知识技能、焊接经验技巧、个人主观情绪等的干扰,而目前的锡焊机器人常用的是示教编程方式工作,输入焊接点的坐标后主控单元驱动焊接头完成焊接,属于半自动的焊接方式,并且设备成本和维护成本高。针对这些问题,本文结合机器视觉对通孔元器件的焊孔检测定位进行了研究,相比手动输入坐标点的示教方式,基于机器视觉和图像处理的方法将自动检测目标位置,并将定位坐标传送给机械控制单元,整个流程实现自动化操作,更具灵活性和实用性,具有重要的研究意义。故本文采用机器视觉算法对元件焊接位置进行检测,提取目标的关键特征信息对焊接位置进行精确定位。本文的主要研究工作如下:(1)基于C++、Qt 5.0、Visual Studio 2013的软件开发平台,设计并实现了通孔元件焊接位置检测定位的图形化界面,包括图像采集、图像处理、目标检测定位、结果输出四个模块。并用实验验证了软件系统的稳定性和可靠性。这为论文的研究奠定了良好的基础。(2)分析PCB的图像特征把握检测的切入点,确立了图像预处理流程,主要包括图像去噪、颜色空间转换、图像阈值分割。其中分析研究了常用的图像分割算法,最终提出了一种L空间直方图平滑和融合最大类间方差法理论的PCB图像阈值分割算法,该方法实现了PCB图像多小目标的有效分割。图像的预处理为后续的检测定位打下了良好基础。(3)对现有的圆检测定位算法进行了研究,提出了一种基于区域组合形状特征筛选和改进亚像素轮廓提取的多圆目标检测,并应用在圆形通孔焊盘的检测上。通过实验对比分析,详细计算了检测准确率和定位精度,验证了算法的有效性。(4)研究了存在元件管脚、PCB多层封装的情况下,定位焊接位置的方法。巧妙地以模板焊盘图像和待检图像的焊盘检测结果做融合对准,提取关键特征后得到对比后的差异图像,以此作为元件管脚焊接位的映射。