随着现代科学技术的飞速发展,高自动化的机械产品逐渐成为当今时代的迫切需求。无人机作为机械自动化的代表产品,因其体积小、重量轻、成本低、性能可靠、运用灵活等优点广泛应用于医疗救援、地质勘探、快递运输等行业。而单架无人机在执行任务时,因其负载小,电池容量有限等因素限制了其优势的发挥,多架无人机的同步飞行能够有效突破单机的限制,最大程度发挥无人机的优势。在编队的同步飞行中,无人机的精准定位是发挥其各项功能最基础也是最重要的前提。GPS定位系统设备小巧、定位精度高,是当前主流的同步飞行定位方式。然而,过度依赖于GPS导致了无人机在同步飞行时存在很大的缺陷。当GPS信号被人为屏蔽,或者信号太弱时,无人机的飞行功能将完全丧失,因此GPS的失效将对无人机的正常飞行带来巨大的风险。针对上述问题,本文通过对比信号源定位、激光定位、红外定位等方式的优劣势,提出了使用摄像机作为传感器,结合视觉定位算法的方法作为无人机同步飞行的定位方式。本文搭建多架基于GPS定位的四旋翼无人机,并对每架无人机进行单机性能测试,确保单机定位的精确性,以基于相对状态偏差的一致性算法为基础,使用多架无人机组成四旋翼无人机同步飞行实验平台,实现了基于GPS定位的四旋翼无人机同步飞行。针对其定位过度依赖GPS的情况,本文利用摄像头采集飞行中的环境照片,进行前后帧图像特征点的提取和匹配,结合SLAM视觉定位算法,实现了基于视觉定位方式的四旋翼无人机同步飞行。本文通过同步飞行实验平台,分别对使用GPS定位和使用视觉定位方式的四旋翼无人机同步飞行进行实际编队飞行测试。实验结果证明本文设计实现的基于视觉的同步飞行系统具有较高的定位精度和较好的飞行队形期望,可以弥补GPS定位短板,同时满足无人机同步飞行的精度要求,从而验证了本文方案的可行性,对于无GPS下的无人机同步飞行具有一定的应用价值,对于同类产品(如无人移动机器人等)的控制也具有一定的参考意义。