自主水下潜航器(AUV)的目标跟踪研究是AUV技术研究的热点领域之一。由于对自主水下潜航器智能要求的提高,希望潜航器不仅有完成对静止目标的探测的能力,而且可以跟踪运动的目标。本文主要研究AUV的运动目标跟踪,研究内容包括以下几个方面:首先,为研究的对象建立数学仿真模型。包括非机动目标和机动目标数学模型、AUV推进系统模型、AUV运动方程。给出了AUV运动控制系统模型与AUV运动坐标系;应用PID控制原理并结合AUV自身传感器及推进系统设计了目标轨迹跟踪控制器。其次,以消耗能量最小为目标,制定了区域目标跟踪策略。根据AUV自身的观测能力,设定当目标超出AUV附近特定的区域边界时,启动AUV进行跟踪。AUV区域目标跟踪策略可以使AUV间断进行目标跟踪,以达到降低能耗的目的。再次,将狄色动态预测模型应用到对目标进行典型运动跟踪时的轨迹预测中。在对目标运动进行小样本灰色建模、灰色动态预测的基础上,实现对目标运动轨迹实时预测。最后,根据文章中研究的跟踪策略和对目标轨迹预测,设计了AUV跟踪策略仿真演示案例。结合AUV运动模型设计目标进行典型运动时的轨迹跟踪仿真实例,并设计引入对目标轨迹预测后的仿真实例。以验证AUV对目标轨迹进行跟踪的可行性。AUV的目标跟踪具有一定实际应用价值,如AUV执行敌方舰船跟踪和连续的敌方情报搜集等。