目标追踪技术是机器人研究领域的一项热门课题,它在军事制导、视觉导航、智能交通、公共安全等诸多方面有着非常广泛的应用。为了更好地了解、掌握和应用目标追踪这一技术,在综合了解了国内外诸如足球机器人、汽车自动驾驶等目标追踪技术的典型应用的相关研究的基础上,论文以足球机器人为研究对象来研究目标追踪问题。首先,将完整的目标追踪过程分解为自身定位、目标定位以及轨迹规划三个部分,并重点针对目标定位及轨迹规划这两个部分进行研究。其次,在假设对目标位置的检测得到相对准确地完成的前提下,基于最小二乘法原理,采用多项式拟合的方式,拟合目标运动轨迹,并利用拟合出的结果来实现对跟踪目标的预测定位。再次,在充分分析和理解足球机器人的运动特性与设计要求的基础上,分别利用模糊PID和无模型自适应控制(Model-free Adaptive Control, MFAC)两种控制算法,控制并规划足球机器人的运动轨迹,实现了对运动目标的实时跟踪,验证了无模型自适应控制理论对于动态目标实时跟踪的有效性,同时分析比较两种方法的各自特点。最后,综合考虑模糊PID控制方法和无模型自适应控制方法各自的优点,提出了基于模糊PID和无模型自适应控制的模块化控制器设计方法来进一步优化对足球机器人运动轨迹的控制,一定程度上解决了足球机器人系统因跟踪目标的随机性和动态不确定性而带来的控制困难的问题。仿真表明：在跟踪目标随机移动的情况下,所提控制方法能较好地实现对运动目标轨迹的实时跟踪,并且整个目标跟踪系统保持有良好的抗干扰能力。