本发明公开了一种无合作目标式无人直升机视觉自主返航与着降方法及系统，在起飞阶段，对出发点周围地面环境进行引导区域检测，并计算起飞点相对于各引导区域的方位；在返航阶段，将实时地面图像与保存的引导区域图像进行图像匹配，根据匹配成功的引导区域与出发点的相对方位实时定位着降点，并以着降点为中心生成目标区域，对其进行视觉跟踪，控制无人机飞至着降点上空并进行垂直着降。在发生故障时获取地面图像信息并检测可着降区域，对可着降区域进行基于检测的视觉跟踪，根据实时跟踪结果控制无人机飞往可着降区域上空并进行垂直着降。本发明可以不依赖于地面合作目标，实现无人机自主返航和着降，有效地增强了无人机作业的灵活性和安全性。