四旋翼飞行器因其稳定的结构,灵活的飞行动作,被广泛应用在航拍摄影、精确农业、电力巡检、快递运输及地形勘探等任务中。但是四旋翼飞行器进入山洞或树林等狭小空间内进行低空飞行勘探任务时,周围环境中存在许多不确定的障碍物,而且这些狭小空间的形状不规则,控制人员的操作稍有差错,便会使飞行器与空间内的障碍物发生碰撞,致使飞行器在狭小空间内的操作难度增加。为了降低四旋翼飞行器在狭小空间内的飞行难度,本文对四旋翼飞行器在狭小空间内的避障问题进行了系统分析,设计了四旋翼飞行器低空飞行避障系统。鉴于四旋翼飞行器在狭小空间内低空飞行难度较大的问题,通过在四旋翼飞行器的各个轴臂上安装红外测距传感器,并根据不同的障碍物情况设计了飞行器避障算法设计,实现了四旋翼飞行器在狭小空间内低空飞行时自动避障的目的。并且在此基础上,设计了差分进化算法改进飞行器的姿态控制,进一步提高了四旋翼飞行器的自动避障的灵敏度,使飞行器能够更加快速、稳定地响应避障算法。此外,为了提高飞行器的稳定性,在飞行器机身上设计了陀螺仪和加速度计硬件模块,来测量飞行器飞行时所在空间坐标系中的加速度和角加速度,并根据所测数据的误差干扰特性,设计了卡尔曼滤波算法对所得数据进行滤波处理,从而提高了飞行器避障系统的稳定性,到达了低空飞行时快速、稳定的自动避障效果。最后通过MATLAB仿真工具对本文的飞行器自动避障算法进行仿真实验验证,结果显示该算法能够使飞行器在狭小空间内快速,稳定地实现避障。并且可以在飞行器上搭载微型摄像头等模块,来实现对狭小空间内的航拍摄影、地形勘探等工作。