伴随现代战斗机机动性能的不断提高，航空火力控制系统要求也越来越高，其重要组成部分头盔瞄准具/显示器越来越受到重视，国外已开始装备部队，而我国技术还相对落后，其中重要问题就在于头盔质量过重以及跟踪技术还不够精确，因此研究一种先进的瞄准方法及其系统就显得尤为重要。论文正是在此背景下，对头盔显示器中人眼视线方向相对头部位置的跟踪做了深入的研究。 论文通过对头盔显示器概念和作用的介绍，引出其中一种重要技术——视线跟踪技术，论述了视线跟踪技术的发展状况及前景。然后介绍了视线跟踪技术中关键的眼动特性及其测量方式，比较以往的视线方向跟踪系统后，在其基础上提出了一种新的视线方向跟踪方案。从新的角度考虑问题，提出视频图像处理法，即从两幅图像中同一瞳孔特征点位置的偏移来判断视线移动的方向，该方法与传统普尔钦斑点法不同，可满足头部在正常转动的情况下对于视线方向检测的准确性。并根据眼球的光学特性，设计出了视频图像处理法采集图像的摄像光路系统。 为了更精确的提取特征点位置，并且保证计算速度以满足实时性的要求，结合分析图像滤波、图像分割以及图像跟踪算法后，提出利用中值滤波对采集到的图像进行滤波去噪预处理，然后结合阈值分割方法，采用波门跟踪中的矩心跟踪算法提取图像的特征点位置。再与基准图中对应特征点位置进行比较，依照坐标与偏转角度的关系可得出单眼视线偏转的方向。配合头部转动中心点和两个表征人眼眼点之间的几何位置关系，论文提出了一套算法，将两单眼视线方向的偏转合成为视线方向相对头部位置的偏转。 综合以上算法，采用VC++6.0编程工具结合DirectX SDK开发包在Windows下实现了具体功能，在仿真试验环境下取得良好效果。结果证明，论文提出的基于视频图像处理的视线方向跟踪算法是可行的。