深空探测是继卫星应用、载人航天之后的重要航天技术领域，而小行星深空探测作为空间探测活动新的发展方向，已成为21世纪深空探测的重要内容之一。论文以精确着陆小行星的探测任务为工程研究背景，对自主光学导航方法进行研究，设计了着陆段的自主光学导航方案。　　首先，介绍了一种探测器自主选取安全着陆点的方法。改进二维最大熵阈值分割算法，利用双阈值分别对障碍物的阴影区和亮光区进行分割，并采用快速递推法提高算法的效率;通过形态学滤波对障碍物进行处理，滤除噪声的干扰;利用凸包和最小外接圆对障碍区域进行标记;最后基于搜索空白圆的方法识别出安全着陆区。　　其次，研究了导航路标特征的提取方法。结合Harris和Forstner两种算子的优点，运用Harris_Forstner结合算子对行星着陆面进行特征点检测，实验结果表明Harris_Forstner算法可靠稳定，既提高了特征点提取的速度，又满足特征点的定位精度，适合工程应用。　　然后，对图像特征匹配与跟踪的相关算法进行研究。提出一种基于局部特征区域的匹配方法，利用不变矩和互信息作为相似性度量分别对特征区域进行初始匹配和精确匹配，并引入双向匹配策略，提高算法的匹配精度;为实现缩放图像的特征匹配，提出一种改进的SIFT算法，实验表明，该方法既可以对缩放图像的特征点进行有效匹配，又提高了传统SIFT算法的运算速度;提出一种基于特征点与着陆点相对位置矢量关系实时跟踪着陆位置的方法，实验表明，当图像不发生大的形变时，该方法具有较高的跟踪精度。　　最后，提出基于光学测量的自主导航方法。通过分析小行星的环境，建立探测器的动力学模型;结合光学测量信息和三个坐标系的转换关系，求出探测器与着陆点的相对位置矢量;引入UKF方法估计探测器的状态并抑制传感器的测量噪声，使测量更加准确;运用比例-微分控制器控制探测器的着陆轨迹，通过数值仿真实验验证了基于光学测量的自主导航方法的可行性。