被誉为空战力量倍增器的空中加油技术，已在现代战争中得到了广泛的应用，是各国竞相研究的热点。我国的空中加油技术还相对落后，在软式空中加油实施的过程中需要加油机指引员引导受油机，经过多次对接才能成功，操作复杂，风险高。因此，亟需研发一套空中加油辅助指引系统。本文将就如何应用视频图像技术，对目标锥套进行检测、跟踪和定位展开深入研究。论文首先对目标图像的预处理技术进行研究。从目标图像的RGB彩色模式中提取色调通道图像，并对该通道图像进行阈值分割、形态学场景滤波和高斯滤波平滑处理，通过不同预处理方法的组合，实现对目标图像的分段多重预处理，使得距离摄像机不同位置处的锥套具有较好的特征信息。其次，论文针对目标的精确检测算法开展研究。当锥套距离摄像机距离较远时，采用基于最小二乘拟合的目标二次检测算法进行处理；而对于近距离的情况，则采用基于目标轮廓提取的检测方案。根据锥套距离摄像机距离的不同，采用不同的算法进行检测，实现了不同距离情况下对目标锥套的精确检测。接着，论文研究了目标锥套的跟踪定位算法。根据视频序列图像的特点，对不同距离段的跟踪方案进行了设计，并给出了检测、跟踪模式间的具体切换方案。引入了模板匹配方法，提高了跟踪算法效率，保证了跟踪算法的稳定性与实时性。基于摄像机的针孔模型，研究了目标锥套的单目视觉定位算法，并对其有效性进行了测试。最后，文中搭建了一套目标图像实时采集处理系统，在不同的外部环境、光线条件、运动状态下，对本文提出的目标锥套检测、跟踪、定位等算法进行了实验测试。实验结果表明，本文研究的算法正确可行，能够实现对目标锥套的有效检测、稳定跟踪和精确定位，具有较好的实时处理能力。