单一模式制导技术因为其信息获取的局限性和使用环境的日益复杂化,不能适应现代战争的更高要求。为了更加有效地击毁目标,人们开始把不同种类的导引头模式复合制导。复合制导可以将多个传感器获得的互补或者冗余信息进行融合,来提高导引头的制导精度,作战效率非常高。多模复合导引头成为现代导引头的最新发展方向。本设计采用红外/可见光双模复合制导,主要是利用红外传感器和可见光传感器性能的互补性,对目标进行更全面的描述,实现抗遮挡,具有全天候作战能力。本文首先设计了迷你光电导引头的硬件平台,主控芯片是XILINX ZYNQ-7000系列的XC7Z030,在芯片内部PL部分实现红外和可见光图像的采集存储,在PS部分实现图像融合和目标跟踪算法。硬件平台包括电源模块,图像采集模块,图像缓存模块,图像压缩模块,经过原理图和PCB版图设计,最终制作完成板卡。根据各模块的功能设计了主控软件、图像采集软件、图像缓存软件、图像融合软件,并进行了测试以确保设计的正确性。在设计目标跟踪模块时,考虑到Camshift算法具有自适应调整搜索窗口大小,抗目标姿态形变的优点,Kalman滤波算法可以改进对大面积遮挡,快速运动的目标的跟踪。本文设计了两种不同的跟踪算法,第一种算法是先对红外图像和可见光图像进行像素级融合获得融合图像,再对可见光图像,红外图像,融合图像序列使用基于Kalman改进的Camshift算法跟踪运动目标。第二种算法基于红外图像和可见光图像不同的特性,提出对可见光图像使用基于Kalman滤波改进的Camshift算法,对红外图像采用Kalman改进的模板匹配算法,根据跟踪过程中候选目标和目标模板的相似系数设置权值,确定融合后的目标位置。本文主要设计了迷你导引头的目标跟踪模块,设计了两种目标跟踪算法,经过实验仿真结果分析,基于红外和可见光图像不同特性的特征级融合跟踪算法跟踪效果较好。最后利用ARM NEON技术对特征级融合跟踪算法进行了优化加速,在硬件平台上可以稳定的输出红外图像和可见光图像的融合跟踪结果,实现对指定目标的实时跟踪。