当前,计算机硬件和人工智能算法的飞速发展使得移动端设备拥有更强劲的性能,更智能化的功能和更低的成本。应国家战略发展要求,智能无人艇的研发对我国军事战略具有重大意义。对无人艇的控制及其自主完成任务的研究,对于开展水上救援,现代水上战争和海洋资源研究也具有重要作用。伴随着人工智能发展,将最新的人工智能技术应用到无人艇上,可以以更低的成本解决很多人工完成的作业;甚至在某些情况,可以拥有比当前最新设备更高的精度。为解决视线法航迹跟踪在小范围水域或者小型船体上无法使用GPS和惯性导航系统,又因为水域上方架设摄像头困难而无法在室外实现视线法航迹跟踪的问题。本人应用计算机视觉的目标跟踪方法,提出一种侧向拍摄的方法,通过一定的畸变转换消除误差,基于图像坐标系实现动态航迹跟踪的方案。首先,在水面建立坐标系,对水面航行器运动进行建模分析,并通过仿真验证参数有效性。接着,为提取目标航向和位置逻辑信息。在计算机视觉方面,本文选取KCF算法坐标目标跟踪算法。在分析其算法原理后,指出其缺点,结合本设计要求,对目标尺度变换跟踪和抗遮挡跟踪方面的缺点进行了改进,经试验证明了有效性。在视觉测量方面,本设计采用单目测距方式来获取目标大致位置信息。针对图像坐标系对实际航向角度畸变,本设计采用双摄像头加权采样并引入一个畸变纠正矩阵,进一步增加了测量的准确度。然后,通过试验测定本设计无人艇模型参数,设计了航向控制算法,通过仿真,该算法有效且稳定。最后,在实验室搭建的3x3(m)水池中通过实验,以水面上方架设的摄像头对实验过程进行拍摄采集数据,绘制航迹曲线。通过多组不同航迹跟踪实验和对比视线法航迹跟踪实验表明,本设计算法有效,相比于基于GPS的定位方案减小了误差。