随着科技的进步,无人机的任务环境也越来越复杂,其灵活性和自主性成为了研究重点。本文对复杂环境下无人机的飞行问题展开了研究,针对复杂环境下无人机的测量导航和路径规划问题,提出了一种复杂环境无人机系统方案,有效解决了无人机在复杂环境下的定位问题和飞行决策问题,提高了无人机的安全性和可靠性。本文先根据无人机的任务场景建立了复杂环境模型,完成了复杂环境模型下无人机平台的选型设计并建立了无人机的数学模型和控制器模型,在模型基础上分析了无人机的稳定性和轨迹跟踪性能,确定复杂环境下无人机系统的总体方案和研究方案。针对无人机在复杂环境下的测量导航问题,本文设计了一种基于多传感器融合的导航测量方案,通过对传统导航方案的分析,将激光雷达SLAM作为复杂环境下无人机的主要导航方式。针对复杂环境下的激光雷达SLAM的姿态角误差问题,设计了一种适用于二维激光雷达的姿态角补偿装置,通过仿真验证了无人机在复杂环境下的状态估计过程,发现该导航方案能很好地适用于本文所建立的复杂环境。针对无人机在复杂环境下的路径规划问题,本文将局部地图实时避障和全局路径规划进行融合,设计了复杂环境下无人机的路径规划方案。针对封闭障碍环境设计了一种基于高度信息的实时避障方法,对于无人机在复杂环境下的路径规划结果,提出了一种基于直线圆弧模型的路径优化方法,通过和指数平滑法进行对比,证明了直线圆弧模型对于复杂路径能实现较好的优化效果。本文建立了复杂环境下无人机系统方案可视化仿真平台,完成了无人机系统方案的验证,结果表明该方案可实现无人机在复杂环境下的自主飞行。