随着无人机技术的快速发展,无人机已经和人们的生活密切相关。PX4作为一款优秀的开源飞控软件,基于它而开发出来的无人机也层出不穷。随着人工智能、计算机视觉和微型计算机的高速发展,人们对无人机的飞行精确度和智能化的要求也越来越高。当前国内无人机的降落技术大多采用GPS定位的方法,路径规划是人为手工设定一系列路径点,存在降落精度差(GPS降落精度一般误差在5m左右)、手工设定路径点繁琐和飞控硬件计算性能差的缺点。为了解决上述问题,本文设计了一款基于计算机视觉定位降落,通过图结构自动生成路径的基于PX4的无人机降落控制系统软件。这款软件运行在机载电脑和地面站上,与搭载飞控软件PX4的pixhawk2.1平台进行通信。本文首先对基于PX4无人机降落控制系统功能进行需求分析,主要介绍了基于MAVLink协议通信功能、视觉定位功能、降落逻辑功能和路径发送功能。基于MAVLlink协议通信功能主要包括机载电脑读取消息功能和机载电脑发送消息功能。视觉定位功能主要包括配置摄像头功能、图像处理并识别功能、距离计算功能和坐标计算功能。降落逻辑功能主要包括目标检测失败的降落逻辑设计和目标检测成功的降落逻辑设计。路径发送功能包括机载电脑切换飞控飞行模式功能和机载电脑向飞控发送路径功能。根据需求分析,本文采用模块化思路进行基于PX4无人机降落控制系统软件的总体和详细设计。本文具体包括基于MAVLlink协议通信模块、视觉定位模块、降落逻辑模块和路径发送模块的详细设计与实现。最后分别对基于MAVLlink协议通信、视觉定位模块、降落逻辑模块和路径发送模块的功能与性能进行测试。测试结果表明,本文设计的基于PX4无人机降落控制系统可以使无人机按照机载电脑发送的路径进行飞行任务,在降落时采用视觉定位的方法使无人机精准着陆在目标板内。