基于光电检测的运动目标探测与跟踪已经广泛应用于多种侦查、监视以及引导性的防御系统,特别是对于低空飞行小目标的探测,已经成为重要防空体系的补充。为了避免因防御带来的附带损伤,常规的导弹打击手段在以上特定环境中已经不能适用。某企业针对以上需求已经研发出针对低空飞行小型无人机进行探测跟踪并实施打击的一款名为“后羿”的产品,该产品现阶段的探测跟踪系统主要是配合雷达、光电导引系统的图像探测、识别及跟踪系统进行,探测和跟踪精准度较高,但系统整体响应速度有待提高。本文主要就在该产品的研发基础上,采用四象限探测器为核心探测器件,结合软硬件开发,重新改善其该产品的探测性能,使其对点目标的探测跟踪反应速度更加快捷。本系统可以有效提升“后羿”在探测跟踪的响应速度,实现该产品精准快速的探测,主动跟踪的功能。主要研究内容如下:通过对光电探测器性能参数进行研究,以及对“后羿”系统总性能分析,选择四象限探测器作为系统探测模块的核心器件,对探测器的工作原理、性能参数以及外形结构进行详细介绍,设计系统总体的模块化功能框图。通过对控制芯片性能、功耗等方面的研究,选择FPGA为探测模块的主控芯片,并介绍其特点及型号;四象限探测器探测到的光斑信号经光伏效应转换为电信号,将此信号转换为电压信号之后进行放大,再滤除噪声,最后经模数转换后输入到主控芯片FPGA中进行数据计算,解算出被锁定的目标光斑位置信息,并将此信息传到上位机显示软件。通过对四种常用探测算法的线性范围、工作灵敏度等效果进行分析比较;设定探测器本身的横纵轴与整体的探测系统安装角度为零度且固定,选择最符合应用背景需求的中心近似法来实现光斑位置解算;根据选好的探测算法以及器件硬件要求,选择RS232数据通信方式。搭建二轴舵机转台实验装置,并编译上位机显示软件,便于直观清晰地显示飞行目标物光斑运动的轨迹、以及系统跟踪的实时性。二维舵机转台主要采用单片机产生PWM信号进行控制。将探测模块和跟踪模块进行模拟联调试验,四象限探测器探测到运动光斑,将所采集到的光信号转换成的电压信号进行解算,将解算值和光斑位置的实际值进行相对误差分析。分析表明该系统运行可靠,能够准确探测跟踪目标,调试简捷,实现了预期效果,有望应用于“后羿”系统产品中。