随着我國低空空域開放步伐的加快以及傳感器、自動控制、計算機等技術領域的發展，近幾年微小型無人機得到了快速的發展。旋翼無人機作為無人機家族中的重要成員，由于其具有空中懸停、垂直起降、貼地飛行等獨特的飛行特性，更是成為國内外大學和研究機構關注的焦點。
一個完整的控制系統需要有被控對象、傳感器、控制器，構成一個完整的閉環。對應到四旋翼無人機控制系統中，需要有能夠接收無線通信的無人機，可以得到無人機狀态資訊（無人機的姿态資訊和位置資訊）的傳感器，發送指令的地面控制站。在室外環境中，無人機的定位通常使用GPS實作。但在算法驗證階段的實驗室環境中，無法使用GPS，而且小型實驗室環境對定位精度的要求遠大于室外環境，是以找到一個控制回路的高精度位姿回報解決方案非常重要。
對此，中國石油大學無人系統實驗室采用了NOKOV（度量）光學三維動作捕捉系統來進行無人機的定位。NOKOV度量動作捕捉系統是通過發射一定波長紅外光的動捕相機，來定位放置到無人機上的Marker點，輸出标記點位置資訊的精度可達到亞毫米級。而無人機上Marker點之間的距離固定，是以無人機可被多個Marker建構成一個剛體，動捕系統實時得到剛體的六自由度資訊——橫滾角、俯仰角、偏航角。将這些位姿資訊發送到地面站上，地面站的控制算法就可計算運動參數，估計航點位置，釋出航點指令，無人機收到指令繼續運動，下一時刻的資料資訊又被捕獲并輸出到地面站中，實作無人機室内的飛行控制。
控制閉環形成後，可設計自主要制實驗來驗證算法的可行性與穩定性。如一個自主懸停實驗，可設定無人機懸停的位置坐标為固定值，滾轉／俯仰／偏航角均為０°。經過多次實驗，測量無人機在自主懸停狀态下的位置偏差和姿态角資料以驗證控制算法。
若算法的穩定性和控制精度達不到要求，可進行算法的強化學習。在預訓練階段，利用NOKOV度量動作捕捉系統采集真實環境下的位姿資訊做智能算法的訓練資料集，以特定的位姿資料構造獎勵值，直到訓練一段時間後的深度模型收斂，達到更穩定的控制效果。