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成像跟踪制导是精确制导中的一个重要研究方向。它融合了图像处理、模式识别、人工智能、自动控制以及计算机等多个领域的先进技术，具有隐蔽性、直观性、抗电子干扰性和性价比高等突出优点。本文在深入分析实时成像跟踪系统发展现状和趋势的基础上，为了提高现有实时成像跟踪系统实时性和跟踪精度，设计了一套基于两级模板匹配相关跟踪算法的实时成像跟踪系统软硬件平台，实现了相应的目标跟踪算法，完成了对复杂地面背景下的目标进行有效跟踪。首先针对跟踪系统不同的应用环境，对几种具有工程应用价值的典型目标跟踪算法进行分析对比，最终选择序列相似性检测算法作为跟踪算法蓝本，采用两级匹配作为系统的跟踪算法核心，并给出了系统算法的计算机仿真结果，验证了其有效性。其次，根据跟踪系统的信号处理流程，给出各个数据处理阶段的实现方法。然后结合系统指标要求和跟踪算法的处理流程，设计出以Field Programmable GateArray (FPGA)为数据处理核心的数字信号处理平台，实现了跟踪过程所涉及到的视频序列图像的采集与跟踪状态监控、目标捕获与跟踪。最后，进行了不同背景下的外场实验，从抗干扰性、跟踪精度、稳定性和实时性等方面验证和分析了系统跟踪性能。实验结果表明，本系统的各项技术指标满足项目要求，具有较好的先进性和适用性。