摘要：提出为实现小型四旋翼无人机自主飞行控制，设计一种基于视觉的飞行控制方法，并搭建嵌入式控制架构飞行试验平台。在控制过程中，光流信息与姿态角信息进行融合用于估计无人机水平位置信息，利用获取到的水平位置信息作为内外环结构的比例微分积分（Proportion integration differentiation, PID）控制器外环反馈信息。不同于传统的基于地面站的控制架构试验平台，该飞行系统中采用了一个嵌入式控制架构的试验平台。该平台依靠机载嵌入计算机进行光流计算、运动状态估计，并采用机载飞行控制器执行控制算法。这种嵌入式控制架构工程实现难度高，但更利于实现四旋翼无人机的全自主飞行控制。试验结果表明，提出的设计方法取得了较好全自主飞行控制效果。

关键词：四旋翼无人机 视觉 运动状态估计 自主控制 

单位：天津大学电气与自动化工程学院 天津300072 天津大学机器人与自主系统研究所 天津300072 天津市过程检测与控制重点实验室 天津300072