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针对无人机的结构特点,提出了一种基于目标轮廓提取、轮廓自动分段、头部定位以及头部模板匹配四个模块的目标头部检测跟踪算法。首先对第一帧图像提取目标轮廓,并通过计算轮廓点的变化率,对轮廓进行自动分段,得到目标的4个局部轮廓点列,进而根据头部轮廓点列的特点,完成头部轮廓筛选,然后利用基于目标中轴的二次曲线拟合,实现头部顶点的检测,并在轮廓图中提取头部模板。对后续帧,通过与前一帧进行头部模板匹配,完成目标图像序列的头部检测跟踪。实验表明,该算法能够有效地实现无人机头部的检测跟踪。