具有自主起降能力的
无人驾驶飞行器是一个极具挑战性的多学科交叉的前沿性研究课题。作为空中机器人的
无人驾驶直升机，在军事上可用于侦察、监视等，在民用上可用于大地测量、遥感等。自主起降一直是无人机研究的一个热点，具有极大的难度与挑战性。旋翼无人飞行机器需要根据临地附近的不同环境起飞和降落，要求对其起飞降落的位置和姿态进行精确控制。该小型无人直升机利用GPS与声纳进行精确的高度定位，并结合姿态航向参考系统AHRS，可以准确得到飞机的位置、姿态等信息。并将其融入GPS/INS组合导航系统，使得无人机实现平稳的自主起降与飞行。
自主无人机主要由飞行控制计算机、传感器系统
伺服控制系统、地面监测系统等组成。系统所采用的飞行控制计算机为AT91 SAM7SE（512），传感器系统包括
惯性测量单元、电子罗盘、GPS和Sonar；伺服控制系统由遥控器、PCM接收机和控制滚转、俯仰、航向、油门和总矩的5个舵机组成；地面监控系统包括PC104、无线路由器以及运行地面监控程序的PC。无人机的控制系统架构如图1所示。
串级
PID控制系统由2个串联起来的
PID调节器构成，其中主调节器的输出作为副调节的给定值。因此它能改善过程的动态特性，提高了系统的控制质量，对于进入副回路的扰动能迅速克服。
系统采集的信息数据主要包括IMU输出三轴的角速度和线加速度；Compass输出三轴的地磁通量；GPS输出的经纬度、海拔、速度、卫星等；Sona输出的高精度高度数据。主控器综合各种信息，在串级PID控制下通过卡尔曼滤波算法融合诸数据实现无人机的自主飞行起降。