由于微电子技术和芯片技术的发展,多旋翼无人机技术发展也得到了巨大推动,技术的发展给人们带来了良好的生活质量和便利的生活条件。针对日益紧张的城市交通监控监管问题,使用日益成熟的多旋翼无人机技术可以低成本有效解决很多其中的问题,本文依托安徽省省属的安徽省重点研发计划——基于空中机器人平台的智慧交通管控系统研发与应用示范,对四旋翼无人机数学模型及控制算法进行了研究改进,并搭建了四旋翼无人机,并对Qgroundcontrol无人机地面站进行针对交通管控应用场景的二次开发,在Ubuntu系统中对四旋翼无人机进行了运动仿真。（1）本文根据国内外研究文献研究四旋翼无人机的基本数学模型,包括四旋翼无人机的基本运动原理,机体坐标系和地球坐标系的建立,无人机姿态感知模块IMU惯性测量单元的原理及数据解析,并确立四旋翼无人机控制通道传递函数。（2）多旋翼无人机控制算法研究,根据目前研究的热门的无人机控制算法和可以应用的硬件环境,选择PID控制作为多旋翼无人机的具体控制方法,通过对串级PID,变速积分PID,模糊PID的研究仿真,可以得出可变控制参数的姿态控制算法具有更强的应用能力和更好的控制性能,最终使用外环变速积分PID,内环模糊PID的串级算法作为本项目四旋翼无人机使用的控制算法,并在MATLAB simulink中进行仿真。（3）基于pixhawk飞控硬件平台的四旋翼无人机组装调试,使用pixhawk开源飞控,加载PX4固件作为四旋翼无人机的控制核心。选择合适的无人机机体,无刷直流电机和电调,GPS和磁罗盘模块,数图传系统,遥控器模块;并选择合适配件组装完成四旋翼无人机,并对无人机进行软件调试。（4）根据项目要求选择Qgroundcontrol地面站作为地面指挥中心,对Qgroundcontrol进行二次开发适配城市交通管控特性,在Ubuntu系统中对使用修改的PX4固件代码进行仿真测试,包括控制测试及航线飞行测试,测试成功之后再对整个交通管控系统进行实飞测试,完成对交通管控系统的研发应用。