在近地面复杂环境中,利用视觉技术来为微小型四旋翼飞行器自主导航飞行控制系统提供所需飞行状态参数问题,一直都是无人机领域内的研究热点之一。本文以微小型四旋翼飞行器为研究对象,从推导与建立其位姿控制的数学模型入手,对基于视觉的微小型四旋翼飞行器的位姿参数估计方法进行了研究与探讨。在实验室环境中,提出了视觉位姿参数估计工程处理方法。它采用联合基色动态统计的自适应阈值分割法来对视觉图像进行预处理,并利用投影与小波变换的联合方法来提取目标图像的特征信息,从而减小了其计算时间和计算复杂度,提高了视觉图像工程处理的实时性。在此基础上,研制出微小型四旋翼飞行器飞行控制系统与视觉位姿参数估计系统的软硬件平台。以此平台为基础,在微小型四旋翼飞行器空中稳定悬停飞行时,对其飞行姿态参数的估计进行了仿真实验。研究结果表明:本文所建立的微小型四旋翼飞行器位姿控制的数学模型精确有效,为微小型四旋翼飞行器系统软硬件平台的研制提供了有价值的理论基础。论文所提出的图像处理方法,从实际工程应用层面上保证了嵌入式DSP视觉位姿参数估计系统的实时性,解决了基于视觉的微小型四旋翼飞行器位姿估计的难题。它可为近地面复杂环境中基于视觉的自主导航飞行提供参考。