近年来,多旋翼无人机由于自身灵活、成本低、控制简单,应用范围也越来越广泛,其在航拍、植保、电力巡检、目标跟踪等领域都有巨大的应用价值与研究价值,而这些都对无人机导航、避障、路径规划也逐渐做出了一定的要求。如何让无人机面对各种复杂情况,做出自动规避障碍物与自主飞行的动作并且还可以保持自身的高度是保障无人机安全执行任务的关键。本文以四旋翼无人机的精准测高策略以及避障策略为研究主题进行了深入研究:(1)本文简单介绍了无人机的基本组成、飞行原理,分析了其受力情况,为了实现四旋翼无人机的各种功能,推导并建立的四旋翼无人机的动力学模型。同时,介绍了Pixhawk飞行控制器以及与机载计算机组合实现四旋翼无人机更加复杂的功能的相关知识。(2)针对四旋翼无人机的精准测高策略,分析了二步延迟时空算法存在的一些问题,并在此基础上改进了二步延迟时空算法,并结合卡尔曼滤波,提出了一种多传感器信息融合的精准测高的策略;针对四旋翼无人机的避障策略,分析了VFH系列算法存在的优势以及问题,并在基础上提出了新的障碍物表示模型以及避障方向选择的策略。(3)针对本文提出的旋翼无人机的精准测高与避障策略,利用ROS与Gazebo仿真平台,实现了四旋翼无人机的飞行及相应的算法的仿真实验,仿真结果表明,本文提出的改进二步延迟时空算法的高度估计的均方根误差在2m与120m的误差分别比改进前少了10.2%和19.8%,再结合卡尔曼滤波使得融合精度更加准确,搭载了改进后的VFH算法的无人机也能有效地规避障碍物。