精确制导系统和精确打击技术是现代高科技武器发展的新趋势,而图像制导,以其分辨率高、弹载设备体积小、重量轻等显著优点在精确制导领域受到越来越多的重视。本文的研究分为两个部分:一是基于灰度的图像匹配算法研究,二是运动目标的跟踪算法及仿真研究。基于图像匹配的精确制导系统具有更高的精度和可靠性。本文首先介绍了图像匹配的基本理论,包括图像匹配的概念、数字描述、匹配流程、匹配相似度、匹配算法以及影响匹配的因素。然后讨论匹配预处理问题,对于灰度失真、噪声、几何失真等影响匹配性能误差因素,给出了相应的处理方法。论文接着阐述了小波变换的基本理论,分析比较了几种基于灰度的匹配算法,提出一种基于小波变换的快速图像匹配算法,结合实验分析各个算法的优缺点,实验结果表明本文提出的算法具有精度高、速度快等优点,取得了良好的匹配效果。目标跟踪是精确制导系统中的重要组成部分。本文针对运动目标跟踪问题,在建立运动模型的基础上,分别建立了二维、三维模型,应用推广卡尔曼滤波进行了跟踪算法研究。考虑到直角坐标系下的扩展卡尔曼滤波容易发散,导致滤波精度变差,本文采用自适应推广卡尔曼滤波器针对非线性观测模型和线性动态模型的滤波发散问题进行了改善处理。该算法对虚拟噪声进行了估计,动态补偿观测器模型的线性化误差,减小了系统的观测误差。仿真结果表明:该算法提高了滤波的稳定性、快速性和精确性,优于一般的扩展卡尔曼滤波算法。