● 摘要
目标跟踪技术在许多领域内有着广泛而实际的应用。其中包括：导弹的地形和地图匹配，飞机导航，武器投射系统的末制导，光学和雷达的图像跟踪，工业流水线的自动监测等等。在点目标跟踪领域，国内外的学者已经提出了很多在杂波环境下对点目标跟踪的算法，综合各种算法，大都是针对大探测面和多象元的跟踪系统，对于本文的贫点阵探测器，这些方法不再适用。本文根据贫点阵探测跟踪系统的要求，在目标跟踪数学模型、阈值分割、目标跟踪等方面，进行了系统地仿真研究。主要内容如下：(1)介绍了机动目标的各种数学模型，同时为了分析目标运动特征，本文给出了基于透视投影原理的目标成像模型，建立了空间三维坐标系、成像面坐标系以及坐标转换关系。(2)重点研究了红外图像灰度直方图的特点和性质，结合贫点阵探测器成像特点，以灰度直方图作为统计手段和依据，提出了一种基于自适应类直方图实时阈值分割方法。(3)针对贫点阵探测器，提出一种基于状态机循环处理的目标跟踪方法，该方法根据目标成像位置离探测靶面中心的距离来对目标在跟踪过程中可能所处的状态进行划分，并利用序列图像对目标处于不同状态时进行位置和速度估计，根据估计的结果驱动控制成像跟踪系统的伺服机构，使目标落在成像面的中心。为了验证本方法的有效性，进行了仿真实验并给出了仿真结果与分析。(4)在单目标跟踪的基础上，分别对含有噪声的目标跟踪和多目标跟踪进行了研究，该研究使目标跟踪方法更具有通用性。本文给出了不同阶段含有噪声的目标跟踪仿真结果和多目标跟踪的仿真结果。