高速公路作为国家运输的重点工程项目,其巡检养护工作一直是交通部关注的重点。人工以及固定路段监控检测设备作为目前高速公路巡检最主流的两种巡检手段,前者工作量大、危险系数高,且存在部分无法到达的区域,后者仅在主要高速路段及部分收费站分布,巡检区域有限,存在大量的视觉盲区。针对以上问题,本文创新性的提出了一种基于无人机自主飞行的高速公路巡检系统并对其关键技术进行研究,该系统分为采集系统与处理系统,采集系统可以自主起飞完成高速公路巡检并采集公路信息,再由处理系统进行数据处理,为高速公路巡检智能化提供助力。论文主要研究内容如下:首先,明确高速公路巡检的规章制度以及工作内容,分析其周边环境、现存的巡检问题、无人机巡检的优势,并结合上述条件确定其约束。明确高速公路巡检无人机飞行任务,以此为后续研究提供依据。其次,基于无人机设计理论及控制实践,设计、选型一款适用于高速公路巡检的无人机,保证巡检飞行任务可以顺利完成。同时创新性的提出“改进A*算法”和“双目视觉航迹算法”两种无人机航迹规划算法,以支撑无人机自主飞行。再通过对照实验,对文中的算法方案进行比较和可行性验证。实验结果显示,双目视觉航迹算法可应用于无人机高速公路巡检,完成飞行任务。最后,基于图像处理技术,将摄像头采集信息进行图像预处理和图像特征识别得到路面损害特征信息,并实验验证。实验表明,通过图像预处理和图像识别能够清晰的识别到裂痕类路面损害和车辆违规变道行为。本文综合考虑了高速公路巡检需求和无人机巡检优势,设计了一种基于无人机自主飞行的高速公路巡检系统并研究其关键技术,提出了“改进A*算法”及“双目视觉航迹算法”两种无人机航迹算法。研究成果对实现无人机在高速公路巡检的应用具有一定的现实意义和参考价值。