随着海洋作业任务日趋复杂,国家海洋强国战略对无人系统的立体跨域协作范围和协同效率提出了越来越严苛的要求。单纯的无人机或者无人艇远远不能满足复杂海空作业任务要求。开展海空一体的智能协同研究可实现无人艇续航力强载荷多和无人机探测范围广的优势互补,有望从根本上提高我国无人系统集群在海洋重大设施监测等方面的作业能力、覆盖范围、协同效率和可靠性。本课题研究的则是机-艇协同中的最重要的一点,即无人机如何实现在无人艇上动态降落。紧紧围绕这一关键点,本文的主要研究内容和创新点如下:（1）提出了一种无人机视觉识别靶标的方法,通过将识别速度快和误识别率低的April Tag靶标作为识别物,利用PNP算法来进行位姿解算,可以得到靶标与无人机在三维空间的相对位姿。此外,采用了三层嵌套的April Tag靶标,解决了在降落过程中无人机看不全、识别难的问题。（2）对四旋翼无人机进行建模分析,设计了输出调节控制器来控制无人机水平方向的运动以及高度调节,并证明了控制算法的稳定性。进一步介绍了无人机和无人艇之间的通讯方式。设计了无人机的自主降落方案,无人机将通过远距离GPS导航到近距离视觉导航,进而实现降落到运动的无人艇上。（3）基于艇载无人机平台与HUSTER-30、HUSTER-68无人艇平台完成了实验。通过本课题所设计的降落方案,无人机在岸基或者艇基起飞后,可以完成无人机从远处导航到近处视觉识别的一个过程,并实现了无人机在无人艇上的动态降落,分析了实验数据,无人机动态降落成功率大于90%,降落误差小于15cm。本文为机-艇协同的实现提供了一种思路,旨在为跨域无人机艇集群提供关键技术,让其可以在海洋经济、海洋资源勘测、海洋国防中发挥重要作用。