随着无人机在民用和军事领域的广泛应用，特别是在基于信息化和高新技术的现代战争中有着独特作用，无人机的研究受到世界各国的广泛关注。与之相关的光电载荷变焦成像系统作为无人机的“眼睛”，对空中侦察、监视等起着举足轻重的作用。本文围绕国产某微小型无人机光电载荷，对其自动聚焦成像系统进行了深入研究。本论文的主要研究内容包括：（1）阅读了解国内外相关研究工作并结合课题的背景和技术指标，设计了自动聚焦成像系统的总体方案。同时，按照技术指标进行了选型，选了变焦镜头和CCD成像模组并确定了实现自动聚焦的硬件平台。（2）根据所选变焦镜头的特点，研究了步进电机的驱动原理并设计了适合本系统的步进电机驱动电路。在驱动电路的基础上，实现了变焦镜头的步进电机软件设计。根据步进电机定位精度和聚焦策略特点，采取离线标定的方法优化了爬山搜索策略，提高了算法的抗干扰能力并加快了聚焦速度。（3）通过研究自动聚焦技术，在常见的聚焦评价函数中选择了适合本系统的两种评价函数。结合它们的优点设计新的聚焦评价函数并在处理区域上进行优化。同时对新的聚焦评价函数设计了实验，验证了算法的有效性。最后设计了测量系统焦距值的实验。本论文的主要工作：根据研究镜头变焦、聚焦相关的研究和选型变焦镜头和光电载荷的特点，设计了变焦步进电机电路板。在变焦控制上采用离线标定的方式实现初步聚焦，同时利用此方法优化了爬山搜索策略。根据DSP图像处理平台的资源限制和应用背景的复杂性，构建了新的聚焦评价函数。最后通过采用离线变焦的方式，实现了系统焦距值的测量。