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目标定位技术作为机器视觉的重要组成部分，在工农业、航天航空、遥感观测和医药等诸多行业领域有着广泛应用，它是目标位姿获取、尺寸精度测量、字符和一维码二维码识别等的必要组成和前提条件。随着自动化水平的不断提高，目标定位技术在各行各业尤其是工业领域具有巨大的应用潜力，同时它又是现今研究的重点和难点问题。本文首先分析现有目标定位方法中存在的优点和局限性，针对待定位目标的组成和形状特性，将分别研究相似目标定位、多部件目标定位、变形目标定位和几何基元定位，有效选择各定位算法中的特征空间、相似度度量、搜索空间和搜索策略四要素，并设计基于相似目标定位和几何基元定位的编带内芯片字符缺陷检测算法。研究在光照变化、外物遮挡等环境下与模板具有平移、旋转和缩放变换的相似目标定位算法，分析各种特征的优缺点，提取目标关键轮廓特征，并以轮廓点X、Y方向梯度向量和梯度强度值作为特征描述，针对此特征设计相应的相似度度量方法。为提高定位效率和节省内存消耗，改进图像金字塔多分辨率搜索策略，根据待检图具体图像信息，提出图像金字塔最高层二级筛选匹配和非最高层快速优化搜索算法，根据模板信息，自动计算图像金字塔分层数、模板旋转角度步长和缩放步长。针对多部件目标定位算法，使用目标关键轮廓特征的同时，提出设计用于多部件目标定位的搜索树策略，各部件按照规则排序并相继进行定位，同时给出当根部件或中间部件定位失败后的继续定位下一部件的有效方法。研究设计变形目标定位算法，采用与相似目标定位算法相同的特征和搜索空间，提出轮廓分段搜索匹配策略，确定模板和变形目标对应轮廓点之间的最佳对应变换关系表达式。提出以几何线段基元为特征的目标定位算法，利用模板最长纵横线段基元优先粗定位的快速搜索策略，在刚体变换搜索空间中，寻找符合基元相对位姿关系的目标。以编带内芯片字符定位检测为案例，研究使用相似目标定位和几何基元定位算法定位编带内芯片字符和矩形塑封体位姿，提出基于灰度高斯分布、宽窄字符笔画模板和芯片塑封体与字符之间的相对位姿关系的缺陷定位检测方法。基于工业实际应用需要，对采集的各种类型和环境下的目标图像进行识别率和实时性测试，由实验可知，提取的关键轮廓特征满足精简要求，四种定位方法识别率均为96%以上，因目标尺寸、各类参数设置的不同，不同环境不同目标的运行时间不同，但都在毫秒数量级。对各类编带内芯片字符和矩形塑封体进行定位检测，因目标和环境随机干扰等原因，准确度在98%左右。根据各种测试结果可知，本文设计的四种定位方法算法已满足工业现场实时性、精确性要求。