移动机器人目标追踪定位已经成为机器人领域的研究热点。但目前对破拆机器人破拆目标追踪定位的研究尚处于空白。人工手动破拆极易引发碎石飞溅、坍塌,容易造成二次灾害。开展对破拆机器人目标追踪定位系统研究,使破拆机器人具备追踪定位破拆目标并自主移动至目标附近调整破拆臂位姿实施破拆任务功能的研究意义很大。通过对破拆机器人目标追踪定位原理分析得出:在破拆机器人移动过程中,防止目标的丢失、保持摄像头始终正对目标是实现破拆机器人自主定位破拆目标的关键。为此,本课题针对实现破拆机器人移动过程中对目标实时追踪的方法进行了研究。首先,分析了破拆机器人目标追踪定位原理,明确了保证破拆机器人运动过程中摄像头实时追踪并正对目标,即保持目标处于图像中心的课题要求。设计了实现破拆机器人目标追踪的总体方案:在摄像头获取的图像选择兴趣目标;运行目标追踪算法,获得目标中心在图像中坐标;计算目标中心坐标与图像中心坐标差值,并将差值转换为舵机云台转动角度;控制舵机云台转动,带动摄像头实时正对目标,使目标中心保持在图像中心,实现对目标的追踪。最后根据总体方案搭建了由机器人与目标追踪模块组成的系统平台。第二,目标特征选取和目标追踪算法的确定。对各种目标特征进行了可行性对比,并结合破拆任务实际情况,确定颜色特征作为目标特征。对比了基于颜色特征Meanshift算法、Camshift算法、序贯蒙特卡洛算法等目标追踪算法,并结合Camshift算法改进了序贯蒙特卡洛算法。最后,对各算法进行了实验验证。第三,为保证追踪算法的实时性和准确性,解决Camshift算法在目标遮挡时发生错误追踪的问题,提出了结合改进序贯蒙特卡洛算法的Camshift算法。将Bhattacharyya系数做为判定是否遮挡的标准。当Bhattacharyya系数大于阈值,认为目标没有被遮挡,运行实时性好的Camshift追踪算法。当Bhattacharyya系数小于阈值,认为目标被遮挡,选择准确性高的改进序贯蒙特卡洛算法对目标进行追踪。第四,定义了视觉坐标系,采用张正友标定法对摄像头标定,计算摄像头内参数矩阵,推导了目标中心与图像中心差值跟云台旋转角度的转换关系。为防止云台的频繁摆动,设定了追踪有效范围,当目标中心处于追踪有效范围内即认定追踪成功。编写了Arduino控制舵机云台程序,实现摄像头对目标的追踪。最后,在搭建的平台上完成了破拆机器人移动过程中的目标追踪实验。分别验证机器人在室内与室外废墟环境中前进、后退、左右转的运动状态下对目标的追踪情况,并完成误差分析。为后续破拆机器人导航控制提供支持。