光电吊舱是一种能够执行侦测任务的光电探测系统,其红外目标跟踪性能决定了其全天候工作能力。由于红外图像缺少颜色信息及其相对较低的信噪比与对比度,传统控制方式与红外跟踪算法难以满足高性能红外跟踪的要求。本文以光电吊舱红外跟踪及控制技术为研究对象,设计能够自适应非线性复杂干扰的控制策略,研究适用于复杂场景下变尺度目标的红外跟踪算法,提高光电吊舱红外跟踪性能。针对光电吊舱红外视觉稳定与跟踪问题,论述其基本工作原理,归纳系统精度的影响因素,总结出光电吊舱在复杂干扰下稳定控制的技术难点,及其面对弱小目标、背景干扰、尺度变化、目标遮挡情况时红外跟踪的技术难点。对于其稳定控制的难点,建立控制系统数学模型,分析原始系统动态特性及PID控制算法的不足,研究模糊自适应PID控制策略,设计模糊自适应PID控制器,观察其对系统稳定性能的提升效果。对于其红外跟踪的难点,重点针对复杂背景下的变尺度目标跟踪,分析对应红外视频中目标的动静态特征,确定红外目标跟踪的决策准则,研究初始图像的目标快速检测方法,设计局部自适应最优分割方法,在此基础上提出一种基于多特征融合与ROI预测的红外目标检测与跟踪算法。进行仿真实验与外场实验,验证控制策略的控制效果以及红外目标跟踪算法性能。结果表明控制策略能够提高系统的稳定与跟踪精度,对于非线性的复杂干扰具有良好的抑制能力;红外跟踪算法具有较高的鲁棒性,能够完成复杂场景下变尺度目标的稳定红外跟踪。相关研究成果可以应用于光电吊舱的红外目标跟踪,解决光电吊舱在复杂背景干扰、目标尺度变化时红外跟踪性能降低的问题,提升其全天候工作能力。