摘要
目标识别与跟踪技术的应用随着科技的不断进步逐渐普遍化，其在抗灾救援、目标搜寻、视频监控等领域发挥着重要的作用。传统的目标识别与跟踪系统往往采用的是静态的视频采集设备，由固定安装的摄像装置组成，这样就极大的局限了视频采集范围，在执行目标跟踪任务过程中就很容易导致目标丢失。近年来，无人机产业的迅速崛起引领了整个信息时代的变化，如今民用无人机在航拍、地理勘测、抗灾救援、电路巡查等方面都有了很好的市场前景，而摄像装置作为无人机执行各类任务必不可少的组成部分，在无人机应用过程中起到了不可替代的作用。 针对传统目标跟踪系统的缺陷和不足，本文采用了四旋翼无人机作为目标跟踪系统的搭载平台，提出了一种运动目标跟踪的解决方案，主要从地面运动目标的识别与跟踪算法、无人机定位算法、目标跟踪策略三个方面进行了研究。针对一般目标识别与跟踪算法的无记忆性和目标易丢失的缺点，本文采用了一种基于在线学习的实时目标跟踪算法，能够实时稳定的对目标进行跟踪，并通过在线学习的方法对目标的特征进行实时更新，使算法适应目标状态的实时变化。在无人机定位方面，本文改进了单目视觉定位算法存在的定位尺度问题，实现了无人机的精确定位。为了使目标跟踪系统能够长时间稳定的对地面运动目标进行实时跟踪，本文提出了一套完整的目标跟踪策略，将整个目标跟踪过程分为目标搜索、目标跟踪、目标丢失三个阶段，并在每个阶段设计相应的控制策略对无人机的位姿进行实时调整，以达到实时跟踪地面目标以及在目标丢失的情况下将目标寻回的目的。 通过搭建仿真平台，本文验证了无人机地面运动目标跟踪系统的可行性，并在实际环境中进行了一系列的实验，进一步证明了目标跟踪算法的可靠性以及目标跟踪策略的完整性和实时性。
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