四旋翼飞行器作为无人机的重要分支，具有垂直起降、自由悬停、低空低速飞行、灵活机动等优点，在探测监视、目标定位、救援救灾等方面具有广泛的应用。本文针对基于视觉的四旋翼飞行器运动控制开展研究，论文的主要内容如下:　　首先，介绍了四旋翼飞行器的研究背景和研究意义，阐述了典型的四旋翼飞行器系统，对四旋翼飞行器的飞行控制和传感定位进行了综述，分析了基于视觉的四旋翼控制的研究现状，并对论文内容和结构做了介绍。　　其次，开展了基于图像矩的四旋翼飞行器悬停控制研究。分析了四旋翼飞行器的工作机理及动力学模型，合理选取图像矩并进行归一化处理，从而获得具有解耦结构且满秩的图像雅克比矩阵。在此基础上，引入虚拟图像平面，结合惯性测量单元的数据，将获得的图像投影到该虚拟图像平面上，减弱由四旋翼飞行器欠驱动特性所导致的图像平面内的耦合程度。将图像矩的雅克比矩阵和四旋翼的动力学模型综合起来，得到四旋翼视觉伺服系统的完整模型，并采用反步法设计控制器，实现基于视觉的四旋翼悬停控制。　　第三，提出了一种基于视觉的四旋翼飞行器跟踪方法。通过选取四个图像矩，对四旋翼独立可控的四个自由度进行视觉反馈，并推导其雅克比矩阵，结合四旋翼飞行器的动力学模型获得视觉伺服系统的模型，在此基础上采用反步法设计了跟踪控制器。考虑目标轨迹参数无法预知且测量带有噪声的问题，设计了轨迹观测器，结合图像信息和惯性测量单元的数据，估计目标的运动参数，保证了对不确定轨迹目标的有效跟踪。　　第四，搭建了由四旋翼飞行器和地面站构成的实验系统，并提出了一种四旋翼飞行器模糊控制方法。四旋翼飞行器和地面站以无线的方式传输图像数据和控制指令。为所跟踪的地面目标配置了图像标识，通过二值化、模板匹配、Canny边缘检测、霍夫变换等步骤实现标识的识别，再根据惯性测量单元提供的横滚角和俯仰角，将特征点投影到虚拟图像平面上，计算得到实时图像矩。然后，设计了由模糊参数调节器和PD控制器构成的模糊PD控制器，其中模糊参数调节器根据图像矩误差和误差微分调整PD参数以提高适应性。模糊PD控制器输出的控制量用于四旋翼飞行器空间位置的调整，最终实现基于视觉的四旋翼飞行器悬停控制与目标跟踪，通过实验进行了验证。　　最后，对本文工作进行了总结，并指出了需要进一步开展的研究工作。