近年来,随着机械与电子、计算机图像处理、无线网络通信传输等领域的快速发展,多旋翼无人机变得日益智能化,应用领域随着社会产业发展趋势越来越广泛,在影视、农业、运输、军事、安全等多个领域得到了应用,替代人完成各种作业。随之也出现了众多的多旋翼无人机飞行控制系统,但是性能稳定、安全可靠的多旋翼无人机飞行控制系统却为数不多,大多数缺乏安全保护功能。在丢失无线控制信号或者GPS信号后,多旋翼无人机的故障率还是偏高,掉下来的事情时有发生。多旋翼无人机飞行控制系统中的安全降落控制成为了多旋翼无人机发展的热点与难题。机械结构降落方式受限制条件较大,利用计算机视觉完成多旋翼无人机降落已经发展成为多旋翼无人机回收的一种新形式。本文提出了一种基于计算机视觉的四旋翼无人机安全降落控制策略。首先对四旋翼无人机建模,阐述了四旋翼无人机的飞行运动原理,探究了其在空间中飞行的姿态描述方法,并建立了螺旋桨模型和四旋翼的动力学模型。接着提出了安全降落控制策略的目标设想,分析了组成部分的硬件构成和控制策略的实现方法。然后完成了安全降落控制系统的环境搭建,包括四旋翼无人机部分和计算机视觉系统部分的硬件系统搭建和软件环境开发。设计了无线手持遥控终端和四旋翼无人机,计算机视觉系统以高性能ARM开发板为硬件平台,搭载Linux系统,使用USB免驱摄像头模组,开发移植了V4L2应用开发接口、Open CV计算机视觉库,实现了图像采集和图像处理的功能。接着分三个部分来实现安全降落,即水平姿态控制、高度控制和安全降落区域位置向量输出部分。对姿态传感器和高度传感器的原始信号进行滤波,通过双环PID进行水平姿态控制,三环PID进行高度控制。计算机视觉系统通过摄像头采集图像、进行图像预处理、安全降落区域搜索和位置向量输出。实验结果表明,本文所提出的安全降落策略是可行的,能够提高四旋翼无人机控制的安全性能,实现安全降落。最后总结了本文内容,并对以后的工作进行了展望。