随着应用需求和航空产业的发展，近年来在世界范围内掀起了无人机的研究热潮。无人机具有体积小、造价低、使用方便和对任务环境要求低等优点，并且其被应用于多个领域中。在整个飞行导航过程中，安全着陆是一个非常重要的阶段，本文主要研究了自主着陆的视觉导航方法，并对视觉导航算法进行了三维视景仿真。与传统导航方式相比较，利用机器视觉实现无人机的自主着陆具有精度高、不受电子干扰等优点。首先，本文研究了无人机视觉导航的图像处理算法，通过检测单连通闭合轮廓和多边形拟合提取特征点。针对无人机位姿估计的实时性要求，提出了利用光流法跟踪特征点来提高算法效率。其次，本文对无人机自主着陆视觉导航控制中的位姿估计进行了相关研究。根据坐标系相互转换关系及透视投影模型，获得了无人机刚体运动六分量的超定方程组，使用奇异值分解对此超定方程组求解。再次，本文研究了合成视景相关的建模技术，并介绍了三维建模的一般流程及飞机模型和地形模型的生成过程，介绍了利用虚拟仪表软件进行仪表开发的通用流程，详细描述了空速指示模块和姿态指示模块的具体开发过程。然后，本文对所提出的视觉导航方法进行了综合仿真验证。利用虚拟现实和可视化技术，构建了三维地形、着陆地标以及机载摄像机，在三维场景中对无人机位姿估计算法进行了仿真试验。仿真结果表明，该系统可以有效的对着陆地标进行检测，能够直观、实时的显示位姿的估计值，实现了仿真验证的功能，为实际工程应用提供了一个良好的仿真平台。最后，简要总结了本文研究的内容，并对本文的研究方向进行了展望。