随着科技水平飞速发展,飞行器在日常生活、探险救灾、安防巡查等领域的作用越来越明显。视觉导航技术相比于惯性导航具有探测范围广、获取信息量大等优点,正逐渐成为飞行器领域的重要导航技术。对于地面机器人来说,使用里程计搭配复杂视觉传感器进行SLAM(同时定位与地图创建)已经证明可以构建很成功的视觉导航系统,且有许多用于地面机器人大环境下的视觉定位导航算法。然而,使用这些算法在飞行器上实现同样的工作则需要配备更多的传感器,同时会受限于飞行器自身载荷有限、板载计算能力有限、惯性定位误差较大、运动控制响应要求更迅速等特点,一些算法在飞行器上并不适用。针对上述问题,本文设计并实现了一种基于四轴飞行器AR.Drone的室内视觉导航系统。该视觉导航系统使用一个低成本摄像头,无需对室内环境有预先了解,也不用进行复杂的3D模型建立,就能够达到让飞行器在室内走廊环境自主导航飞行,同时能够检测任意飞行时刻前方的行人或空白墙壁之类的障碍并智能躲避。具体技术实现如下：(1)避障方面,提出了结合图像熵技术和光流技术的综合避障策略。对由摄像头获取的一般室内环境视频流进行两步处理。第一步,对每帧图片进行图像熵值计算和分析,实现墙壁或其它低纹理障碍的靠近检测,然后做出智能退避或转向。第二步,对图像帧序列分区域进行光流检测,具体操作包括预处理、特征角点的选取和特征点的L-K光流跟踪。然后基于光流平衡避障策略,检测走廊中行人或其它一般障碍并做出躲避；(2)导航方面,设计并实现了一种快速的消失点导航算法。对由摄像头采集到的走廊环境图片进行预处理、边缘检测、随机Hough变换直线提取和VQME快速消失点估计等处理,得到指向走廊尽头的消失点,然后计算导航误差,对飞行器进行导航控制。实验证明,该视觉导航系统在一般避障和走廊导航上都取得了较满意的效果,具有一定的理论价值和较强的实用性。