无人直升机与固定翼飞机相比，有很多优点：不受地形限制，能够垂直起飞和降落，能够迅速改变航向且能在定点悬停，能够贴地飞行。这些优点使得直升机在军事侦察、地形测绘、喷洒农药等方面有着广泛的应用前景。航拍系统是自主飞行小型无人直升机的一个重要任务系统。它能够拍摄直升机周围环境，将视频图像传输回地面站显示，并且可以控制航拍云台姿态，改变航拍范围；它能够识别图像中的特定目标，实现目标追踪。本文的主要研究内容和成果有：1)航拍系统设计。包括：图像采集模块、主控模块、通信模块、地面监控模块、航拍云台控制模块、基于图像自主降落模块、目标追踪模块。在本航拍系统中采用两套航拍设计方案。其一是采用模拟摄像头进行视频的拍摄与传输，其二是采用数字摄像头进行视频的拍摄、处理与传输。2)航拍云台控制，能够实时、精确的控制航拍云台的姿态，可以拍摄、显示指定范围航拍图像。航拍云台控制也是基于图像自主降落和目标追踪技术实现的基础。3)基于图像的自主降落技术，直升机降落时，航拍系统能够实时监测直升机与目标降落点的距离和高度。航拍系统通过识别二维码判断直升机要降落的地点，并通过识别二维码计算出直升机与地面的距离和高度，控制直升机自主降落。4)航拍系统软件的设计与实现。包括图像处理算法、控制算法、数据传输算法以及地面站控制监控系统软件。本文设计与实现的小型无人直升机航拍系统，能够流畅传输视频图像，精确控制航拍云台，拍摄直升机周围环境。而基于图像的直升机降落控制方法，为增强无人直升机的机动适应性创造了条件。