四旋翼飞行器具有结构简单、控制灵活、垂直起降等优点,搭载视觉传感器的四旋翼飞行器能够有效的解决摄像头固定或只能在小范围内运动情况下目标的检测和跟踪问题,是进行侦察、空中监控、安防等基于视觉任务的理想平台。因此,针对四旋翼飞行器移动目标跟踪技术的研究具有重要的意义和广阔的应用前景。本文主要研究内容如下:1.设计了四旋翼飞行器对移动目标跟踪的整体方案并搭建了配备有视觉传感器的四旋翼飞行器。通过对四旋翼飞行器的飞行原理、运动模式和结构的分析,推导了四旋翼飞行器的动力学模型并进行了仿真。2.搭建了HOG-SVM与KCF目标检测跟踪框架。将HOG-SVM目标检测算法和KCF目标跟踪算法相结合,使用KCF跟踪算法对目标进行跟踪,在此过程中,利用HOG-SVM目标检测结果修正跟踪框的位置,使得对目标跟踪的准确性和实时性都得到保障。根据得到的移动目标在像素坐标系下的位置信息结合四旋翼飞行器的运动状态信息,采用目标视觉定位的方法对移动目标相对于四旋翼的位置进行计算。3.研究了四旋翼实际控制问题。首先根据四旋翼飞行器欠驱动非线性以及姿态角之间存在耦合的特性,设计了角度环采用比例控制,角速度环采用自抗扰控制的姿态控制器。在能够对姿态进行稳定控制的基础上,根据四旋翼飞行器的运动状态信息,设计了串级PID控制器对四旋翼飞行器的位置进行控制。最后利用目标视觉定位方法得到的移动目标相对于四旋翼飞行器的位置信息,设计了基于PID的目标跟踪控制器实现对移动目标的跟踪控制。4.为了对本文设计的四旋翼移动目标跟踪控制系统各部分的性能进行验证,分别进行了仿真以及实际飞行实验,表明所采用的四旋翼飞行器移动目标跟踪控制方法能够实现对移动目标的实时跟踪。