随着计算机技术的飞速发展,智能视频监控系统越来越多的被应用到人们的日常生活当中。主动摄像机转台伺服跟踪作为智能视频监控系统的一大重要组成部分,是系统得以成功应用的重要前提。而PTZ摄像机转台伺服跟踪一般具有目标轨迹含噪声和机动性、转台控制量不连续、控制命令响应滞后等特点,这些都对转台伺服控制策略的研究带来了巨大挑战。加之之前的控制策略主要以PID等传统算法为主,较少考虑系统自身的滞后特性以及模型不确定性,同时对如何有效跟踪复杂的目标运动轨迹也很少讨论,跟踪过程往往存在状态滞后、噪声难以滤除等问题,严重影响跟踪效果。针对上述问题,本文主要研究了机动目标轨迹平滑滤波和转台伺服跟踪控制器设计。首先,采用机理建模与最小二乘法辨识建模相结合的方式,建立了 PTZ摄像机水平轴和垂直轴的转台数学模型,为后续控制器设计打下良好基础。其次,针对PTZ摄像机转台跟踪的目标轨迹含有噪声成分和机动性的特点,设计了基于希尔伯特黄变换的滤波器。该滤波器不仅能够可以较好的保留轨迹的机动性,而且可以有效滤除轨迹中的噪声信号以平滑轨迹,从而进一步减少跟踪过程中PTZ摄像机的抖动,保护设备。接着,基于SONY公司生产的型号为BRC-Z330的PTZ摄像机,分别设计了一种改进的串级PID控制器和滑模预测控制器,并在BRC-Z330平台上进行了实验。实验结果表明,设计的两种控制器均能够达到PTZ摄像机转台伺服跟踪的快速性和平稳性要求,且跟踪精度较高。最后,为了方便算法的实际工程应用,进行了转台伺服跟踪控制器软件模块的设计。模块设计基于封装和接口抽象原则,既考虑了外部使用接口的简明性,同时也考虑了模块的灵活可配置性和可拓展性,从而尽可能地适应更多复杂的应用场景,保证了软件模块的可重用率。