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微型无人自主直升机在侦察和巡逻、建筑物勘察、航空地图绘制、危险环境下的清障等军事和民用特殊领域显示出了巨大的应用潜力，国外对微型无人自主直升机展开了广泛而深入的研究，每年一次的国际空中机器人比赛吸引了众多的参加者。视频图像处理系统作为微型无人自主直升机的重要组成部分，主要负责进行目标检测和定位，为导航控制提供参考依据。 本文通过对一些典型系统的分析，建立了一套完整的微型无人自主直升机视频图像处理系统，包括硬件组成和软件开发。硬件组成详细探讨了系统结构，并对所采用的CCD摄像机、视频采集卡等硬件单元作了描述；在软件设计中，首先对不同操作系统环境下的视频捕获做了讨论；接着，重点研究了针对机载摄像机拍摄图像的目标检测方法，提出并实现了基于模板匹配和不变矩的目标检测算法，以及基于机器学习的目标检测算法。文章最后，列举了实验结果，对两种目标检测算法的优劣做了比较。