成像目标跟踪在目标测量、医学、气象、资源探测、天文、空中交通管理、视频压缩、自动驾驶系统、安全监控系统以及机器人视觉等方面有着广泛的应用。现代目标测量系统正朝着高精度和高自主性的方向发展，这对成像目标跟踪提出了更高的要求。多传感器跟踪系统可以同时利用多种信息资源，具有可靠性高、存活能力强、观测空间大等优点，在目标测量系统中得到了广泛的应用。本研究充分挖掘单传感器下成像目标的信息，采用多模复合检测和跟踪技术，以提高整个目标跟踪系统的抗干扰能力和作用范围。多模复合检测和跟踪技术是基于信息融合理论，采用人工智能的方法融合多个跟踪器的信息，以满足不同背景和目标特性下的目标可靠和稳定跟踪。本研究主要内容如下：　　 ⑴介绍了成像跟踪技术的发展趋势，指出智能化的多模复合跟踪技术将是未来精确跟踪的发展方向。多模复合跟踪技术的基础是单个的目标检测和跟踪算法，因此，本文阐述了目标检测与跟踪的基本理论，包括目标检测技术、目标跟踪技术、目标识别技术以及信息融合技术。　　 ⑵以单模小目标检测算法和单模相关跟踪算法为对象，提出了能够检测低信噪比弱小目标的空间高通滤波算法，以及能够适应目标大小变化的实时的边缘相关跟踪算法。　　 ⑶阐述了基于线性滤波、非线性滤波和时域滤波的小目标检测技术，介绍了小目标复合检测的基本规则和判决准则，并分析了直接观测数据融合技术的优点和难点，且采用了基于k/n规则的硬判决融合方法使复合检测达到较好的综合性能。针对扩展目标类型，论述了基于目标形状特征的检测技术和基于分形特征的目标检测技术，并采用D-S证据理论的方法实现了扩展目标的复合检测。而当待检测目标的大小、类型等特性未知时，采用多种目标检测算法并行处理，扩大目标检测的范围，并利用各算法提取的目标特征的相关性，采用空间相关处理、时间相关处理和知识相关处理的技术实现多种检测算法的复合，实现目标的可靠检测。　　 ⑷以对比度跟踪为主跟踪方式，相关跟踪为辅助跟踪方式论述了主辅跟踪的处理流程和实现方法；并探讨了分时跟踪技术面临的难题，以及采用两级门限的软切换方法保证算法切换的时效性和稳定性；并行跟踪技术是多种跟踪算法并行处理实现目标跟踪的方法，采用基于分布式的联邦滤波器结构实现多种跟踪算法的融合，使跟踪系统具有较高的容错能力和实时性，同时提高了跟踪精度。　　 ⑸论述了多模跟踪系统的实现技术，包括基于多FPGA+DSP的硬件平台设计和软件结构设计，并介绍了该系统具有的全视场快速捕获和稳定跟踪等特点。