在日常生活和工程实践中，自动跟踪系统有着广泛的应用。本文的研究工作着眼于将自动控制理论与数字视频处理技术相结合，设计并实现了—套基于图像的摄像机指向自动跟踪控制系统。在摄像机指向的闭环控制系统部分，将被控对象归入图像处理与分析环节，并在图像投影平面上建立模型分析目标的运动，提出纯角度跟踪的概念；采用双缓冲区模型及预测算法解决采样环节延迟问题；提出分步求解的方法计算云台控制量。在视频图像采集与处理部分，图像局部灰度化方法提高了图像预处理速度；隐藏二值化方法加快图像推理、计算速度；分块搜索策略加快目标的搜索速度。在Windows平台上，应用VC++6.0和LogiTechQCSDK开发工具完成控制系统及视频图像处理部分的编程，使用了异步多线程串口通讯技术。采用CCD摄像头、云台、PC机建立了实验装置，确定算法中的参数，并以简单场景下的匀速圆周运动为例验证了跟踪系统性能。