目前,无人机在军民应用的信息化领域具有举足轻重的地位,使用十分广泛。无人机造价较低、以其良好的适应力、多样化的功能等良好特性使其成为科研的潜在热点。由于着陆环节的故障发生率极高,军用和民用领域应用时对其智能化着陆系统又有着很高需求,因此对于自动着陆的实现和改善显得十分必要。尤其着陆过程在整个无人机航行中是相对重要且复杂的环节,如何实现其安全精确着陆是无人机研发领域的一个关键技术。本课题为基于单目摄像机的图像处理技术来实现四旋翼飞行器自动着陆控制系统的设计研究。主要工作如下：首先,对无人机自动着陆系统的研究背景、研究目的、国内外的研究现状及展望进行了简要的阐述,并对四旋翼飞行器的控制原理和自动着陆的用途及特点进行了详细的介绍;其次,采用了高斯金字塔算法进行向下采样减少数据量；通过几种算法效果对比利用实时性更好的二值化对图像进行阈值分割；采用开-闭运算、Sobel算子进行图像降噪并完成图像轮廓提取；再次,对已经获取的图像信息采用霍夫变换对其完成特征提取,根据所提取的角点来判断并纠正飞行位姿,使达到机身坐标系和图像坐标系相重合,进入待降落模式；最后,经过比较采用比经典PID调节收敛更加迅速的粒子群算法(PSO)进行PID控制器的设计,利用Simulink来构建仿真模型,从而使着陆角度和高度达到稳态模式,并进行实验来判断基于粒子群算法的PID控制部分对自动着陆的误差精度影响,初步完成了对四旋翼飞行器自动着陆的功能实现。通过本论文的研究,是对四旋翼飞行器的自动着陆控制进行了一个系统化的研究和设计,在某些环节的实现上具备较好的创新,对图像处理环节和飞行控制器的设计环节的实现可为相关课题的进一步研究打下基础。