红外成像制导技术通过对红外图像进行实时处理,能够实现对目标的全天候跟踪,并提取制导所需信息,是制导武器的关键技术之一。随着地面战场环境日趋复杂以及时敏目标种类和数量的不断增加,对跟踪技术提出了更高要求,所以深入研究红外多目标跟踪技术对于未来空地制导武器择优打击、精确打击能力的提高具有重大意义。围绕这一课题,本文主要做了以下工作：以航空时敏制导炸弹打击地面时敏目标为背景,首先对双框架导引头的工作原理和粒子滤波的基础理论框架进行了推导和分析,针对经典粒子滤波红外目标跟踪算法中仅以灰度特征作为观测模型而不能准确描述目标特征的问题,在原观测概率模型基础上,融合了描述梯度特征的方向梯度直方图(HOG);并在原跟踪算法中加入自适应模板更新策略以解决因目标变形、遮挡而导致的失跟问题,同时提高了跟踪的精确性和稳定性；在此基础上,为提高粒子滤波算法运算效率,采用共享存储并行编程方法对跟踪程序进行了并行化处理。仿真结果表明,该跟踪算法跟踪准确度高、鲁棒性强、运算效率高,可为红外图像多目标并行跟踪应用的工程化提供理论参考,为航空时敏制导炸弹择优打击时敏目标提供一种跟踪手段和方法。最后,通过无人机挂载红外导引头飞行试验模拟了航空时敏制导炸弹红外成像末制导的工作过程。以四核ARM板作为导引头嵌入式图像处理平台,对导引头采集的图像数据进行并行跟踪处理,形成云台驱动指令,操纵导引头光轴对准和跟踪目标。借此试验分析了本文所设计的红外目标并行跟踪算法在具体工程应用中的性能优势以及不足。