信息技术的飞速发展与进步,使得系统向智能化方向迈进成为一个趋势。主动视觉是智能化系统的一个重要组成部分,主动视觉跟踪的首要目的是获取高质量的目标图像信息。主动摄像机作为目标图像采集的重要装置,其云台转动控制的性能对整个视觉跟踪系统的效果有重要影响。被跟踪目标运动的机动特性以及视觉测量信号夹带的噪声特性是影响云台跟踪性能的两个主要因素。首先,针对这一问题,本文将用在对机动目标进行跟踪的自适应跟踪滤波算法用于对云台角度参考轨迹信号进行处理,一方面,可以有效滤除轨迹中的噪声信号,减小了控制器跟踪时候的抖动;另一方面,跟踪滤波过程中不仅可以实时获取目标运动状态当前时刻的估计值以及下一时刻的预测值,还可以识别目标现阶段的运动模型,这些信息可以用于指导云台控制器实时调整控制策略,以提高对复杂轨迹的跟踪性能。其次,本文将多模型控制思想用于云台跟踪控制策略的自适应调整,分别讨论了基于模型线性加权组合的参数多模型自适应PID跟踪控制律以及基于模型切换策略的结构多模型自适应状态反馈跟踪控制律,并进一步针对系统扰动抑制问题,讨论了基于扩张状态观测器的含扰动被控对象的动态补偿线性化策略,以及基于该策略的自抗扰轨迹跟踪控制。最后,针对静止多目标和运动多目标跟踪场景下决策目标先后被跟踪次序时的云台调度问题,通过将其转化为对应的经典旅行商问题和动态旅行商问题,分别讨论了该类问题的精确形式解法和近似形式解法,并进一步分析了实际目标跟踪视场有限时云台调度对应的约束动态旅行商问题模型以及相关求解思路。将本文提出的跟踪滤波方法及其自适应跟踪控制律在一类直流伺服电机驱动的转台系统模型上进行轨迹跟踪仿真实验,结果表明该方法能够有效提高转台对复杂轨迹的跟踪性能。并且在多目标跟踪问题上引入了云台调度策略后,合理的目标跟踪次序使得系统对动态目标流的整体跟踪效果得到了提升。