随着自动控制等技术的快速发展,无人机系统以其广阔的应用前景受到越来越多的关注。多旋翼无人机因其操作简单、可定点悬停等优势,在自主完成各类复杂空中作业中担任着越发重要的角色。无人机在复杂环境下执行完空中作业后,对其进行安全回收是很重要的一个环节。本文以6-UPS并联机器人为操作机构,基于自动控制和机器视觉技术,开展了多旋翼无人机智能抓捕与收纳技术研究。论文的主要研究内容如下:首先,基于派克可编程自动化控制器（Programmable Automation Controller,PAC）与STC15系列单片机设计开发了无人机抓捕与收纳机器人系统。以派克PAC作为机器人本体控制器,六条电动缸作为运动支链设计了机器人本体;以STC15系列单片机作为机器人抓手控制器,步进电机作为驱动,对机器人抓手进行了设计。同时,为便于对机器人进行运动控制及直观查看其运动状态,基于Modbus/TCP通信与串口通信开发了系统上位机软件。其次,建立了 6-UPS并联机构的运动学模型,并进行了工作空间和精度分析。利用并联机构动静平台间的几何向量关系分析了运动学逆解问题,应用牛顿迭代法求解了运动学正解问题。基于快速极坐标搜索法分析了并联机构的工作空间。在运动学逆解的基础上,推导了并联机构的误差模型,定量分析了结构参数误差对抓捕平台位姿精度的影响。进一步,以双目相机作为测量工具,对无人机位姿进行了实时跟踪,为抓捕提供了位姿引导。基于小孔成像原理对相机成像模型做了详细介绍,解析了像素坐标系与相机坐标系之间的映射关系。采用张正友标定法对相机的光学参数进行标定,得到了视觉系统的重投影矩阵。通过对手眼系统模型的分析,推导了手眼标定的原理与方法。基于ArUco marker设计了用于视觉测量的靶标,进而对无人机位姿拟合进行研究,解算了无人机在机器人坐标系中的位姿。最后,搭建了无人机抓捕与收纳机器人实验样机,并进行了机器人运动控制和无人机抓捕与收纳实验。提出一种改进梯形运动规律对机器人进行运动轨迹规划,以减小梯形轨迹规划中由于加速度突变引起的冲击。最后,进行了无人机的抓捕与收纳实验,验证了设计方案、抓捕机构与控制系统的有效性。