在信息技术快速发展的今天,智能机器人在人们生活中越来越常见,尤其是微小型四旋翼无人机在测绘、消防、植保、航拍以及监测方面应用广泛,各个研究机构也对四旋翼无人机的应用及性能提升进行研究。单个四旋翼无人机由于其载重小、续航短等条件制约无法完成某些任务,为了解决这个问题,需要对多无人机协同编队方面进行研究。本文通过对四旋翼无人机编队控制系统进行研究,设计并实现了一套基于视觉的四旋翼无人机编队控制系统,且完成了硬件系统的搭建及软件系统的研发,并经过各种实验来验证系统的稳定性及可靠性。本文主要工作及贡献如下:(1)针对实际需求,对四旋翼无人机编队控制系统进行整体方案的软硬件设计,并选取合适的相机、板载计算机、无人机动力系统组件、无人机机架等对方案平台进行搭建。对四旋翼无人机的运动学模型进行分析,并设计四旋翼无人机飞行控制系统软件对四旋翼无人机进行姿态和位置控制。通过对飞控软件实现,使四旋翼无人机能够完成平台控制需求。(2)设计多四旋翼无人机定位系统,通过对SVO视觉里程计进行改进,使每个无人机可通过向下的摄像头来获取自身位置,并通过地面标签对编队中无人机进行全局位置坐标系统一,使所有无人机位置信息均在同一个坐标系下。采用视觉传感器来获取无人机位姿信息,可以使编队控制系统能够在室内外均可完成编队控制任务。对编队控制律进行设计,编队控制律采用一致性控制算法来对无人机队形形成、队形变换以及队形跟随进行控制,在编队过程中通过设计人工斥力场来保证每个无人机之间的距离安全,不会在编队过程中发生内部碰撞。采用分布式编队控制体系结构,有效提高编队系统的鲁棒性,使编队系统完成任务的可靠性提高。(3)对所设计的编队控制系统进行MATLAB仿真、GAZEBO仿真、单个无人机飞行实验以及多无人机编队飞行实验,通过实验验证了编队控制系统可以完成队形形成、队形变换以及队形跟随等任务并证明了平台系统设计的稳定性,为编队控制系统后续研究奠定基础。