为适应日益复杂的战场环境，在新一代的光电侦察告警系统中，可搭载高分辨率、高精度相机以实现对大视场中目标的快速获取和处理。基于CMOS成像技术的光学成像系统以其精度高、状态平稳、抗干扰能力强、分辨率高和成本低等特点能够应对系统的前端要求。本文设计了一套基于高清CMOS相机的大视场目标探测系统，用于检视较大视场范围的天空场景中的运动目标。该系统具有高速、低功耗、小型化的特点，并可灵活编程，且易于系统的升级维护。　　本文依照实际应用场景和检测目标特性从数据获取、结果输出、数据流控制以及算法性能四个方面对系统的功能需求进行了分析，并确定了系统的硬件框架。　　本文参照算法需求，在对常用目标检测算法分析的基础上，研究提出了一种基于帧间差分的多次聚类目标检测算法。该算法以目标在成像中的帧间移动速度和其成像尺寸的比值作为目标的决策判定依据，以实现对特定种类目标的检测。通过多次聚类可以有效解决帧间差分带来的重叠问题和二次判定问题。该算法处理流程清晰、算法复杂度低，可以在本文设计的FPGA+DSP平台上使用。　　本文设计了一套硬件实现系统以实现本文所提出的目标检测算法。首先在对硬件系统功能剖析的基础上，给出了主体功能芯片的选型以及功能介绍。其次阐述了系统算法以及其它系统功能的软件实现。最后详细叙述了基于FPGA+DSP平台的算法移植方法以及系统中各个功能的软件实现。