自主着陆是旋翼式无人机的起飞、巡航、悬停、着陆四个阶段中最重要的环节,基于视觉的无人机自主着陆导航也逐渐地成为了近年来无人机领域研究的热点。视觉导航具有精度高、成本低的优点,能够弥补传统的GPS/INS等导航的在定点着陆方面缺点。本文使用四旋翼无人机飞行平台,针对基于合作目标的无人机视觉着陆技术进行了研究。本文的主要研究成果如下:为了解决无人机着陆过程中高度的变化导致机载摄像机视野受限的问题,设计了一种采用分级策略的合作目标以及基于分级合作目标的定位识别算法,通过不同等级合作目标间的面积比进行合作目标的等级划分,再用直线检测的方式对等级内的合作目标进行特征点提取与识别,最终输出位姿估计方法所需要的坐标信息。通过对现有的基于投影的Tsai标定方法和基于几何的快速四点方法的两种无人机位姿估计方法的研究和实验分析讨论,分析其存在的缺陷并将两种方法融合计算位姿参数,既可以避免Tsai方法中迭代求解所消耗的时间,也能够提高Tsai方法和快速四点方法中位姿参数计算的精度。针对上述提出的位姿估计算法进行了四旋翼无人机的自主着陆实验,通过实验对合作目标的识别定位算法以及位姿估计算法进行了有效性和准确性的分析,最终的实验表明融合算法能够满足自主着陆对无人机位姿参数获取准确性和实时性的要求。