为了解决火箭加注后在大风影响下垂直瞄准系统光电自准直仪无法自准直箭上目标棱镜的问题，本论文提出了在上仪器自准直仪前方增加风摆跟踪机构的设计方案。风摆跟踪机构采用电视跟踪系统的相应技术，其主要由图像处理单元、光路传递单元和伺服控制单元构成。图像处理单元完成目标的捕获与跟踪，光路传递单元完成自准光路的实时传输，伺服控制单元完成伺服跟踪操作。本文结合风摆跟踪机构的具体应用环境，提出采用基于波门的MAD模板匹配算法完成目标的快速捕获与跟踪操作，提出采用五点外推一点的最小二乘法完成运动目标偏移量的实时补偿操作，提出采用模糊-PID复合控制算法完成伺服电机的调速和位置控制操作。搭建了以TMS320DM642DSP为核心的图像处理平台，搭建了以TMS320F2812为核心的伺服控制平台。完成了图像处理单元图像跟踪算法和串口通信模块的软件设计，完成了伺服控制单元URAT通信模块、编码器接收模块、复合控制模块、电机驱动模块的软件设计。完成了风摆跟踪机构跟踪目标模拟单元、图像处理单元、光路传递单元和伺服控制单元的系统联调工作，在实验室环境下成功模拟风摆跟踪机构对箭上目标棱镜的实时跟踪操作。最后对风摆跟踪机构的跟踪性能进行了测试，并对误差进行分析，提出了进一步的改进措施。