室内目标识别与跟踪是利用一种或多种信号传感及信息处理技术,在空间相对封闭,存在较多遮挡和反射物的环境下,研究对既定对象进行特征判断和运动轨迹追踪的一类问题。由于房间是室内环境的基本单元,且属于视距范围之内,在分析现有室内目标跟踪技术手段的基础上,本文从信道扩展和接收器件优化角度入手,提出一种采用红外光信号进行目标身份特征补偿,结合视觉传感器进行目标跟踪的方法。目标携带能产生特定红外信号的装置在室内环境任意移动,系统通过遍布室内场合并形成网络连接的感应节点获得目标的实时方位信息。感应节点包括红外视觉系统和运动执行结构,视觉系统利用红外光与可见光相似的传输特性和透镜变换原理,得到光源目标方位与透镜成像面光斑坐标的线性映射关系、成像范围与视场范围的约束关系,从而将目标跟踪问题转换为二维平面小范围内的光斑采集与坐标回归问题;运动执行机构使能节点在水平和垂直两自由度内任意旋转运动,实时响应目标动作,获得对目标轨迹跟踪的最佳收敛,通过视觉传感器获得目标的二维区域信息。论文详述了系统的工作原理与具体实现。持续稳定,并能进行远距离协同工作的红外传感电路是系统实现的基础,为此,在研究现有红外LED光电特性和红外传感器响应特性的基础上,设计了一种红外信号合成,及基于合成信号频谱特征的目标特征合成和辨识电路。作为节点动作的执行元件,步进电机的运动及其优化控制是跟踪任务完成的关键环节,因此将步进电机的变速运动过程进行分解,提出了避让谐振峰频率的阶梯型控制方法。本文完成了节点系统软、硬件设计,电路板的制作和调试,以及执行机构的设计等,分析了室内场合中的视场遮挡等常见问题,从数据采集和处理算法上提出了应对策略。实验结果表明,系统工作稳定,环境依赖程度小,网络连接易扩展,具有良好的应用价值,达到了本文的预定目标。