四旋翼无人机(Quadrotor Unmanned Aerial Vehicle, QUAV)是一种常见的旋翼飞行器,被广泛应用于军事侦察、实时监控和灾区救援等领域。为了进一步提高QUAV适应复杂环境和执行多样任务的能力,其关键在于具备自主控制能力。然而QUAV是一个四输入六输出的欠驱动系统,具有多变量、非线性和强耦合特性,因此自主控制系统的设计与开发成为技术难点。针对该问题本文重点对QUAV的飞行姿态和运动轨迹自主控制问题进行研究,采用STM32微处理器设计与开发了QUAV的自主控制系统,实现了其在室内或无卫星定位下的自主飞行。具体研究成果如下：(1)针对QUAV在室内飞行的空间定位问题,提出了一种基于视觉导航的空间位置估计算法,在给定的轨迹标识下,完成了对该标识的识别与跟踪。该算法利用机载摄像头采集给定的标识图像信息,通过视频特征提取算法完成给定标识的左右边沿控制线的特征提取,并计算标识中心线位置,通过判断中心线在图像中的位置估计出QUAV在实际环境中相对于给定标识的相对位置,从而完成了QUAV的飞行轨迹的空间定位。(2)针对QUAV飞行姿态稳定控制问题,本文利用多传感器(主要包括：陀螺仪、加速度计和磁力计等)获得QUAV的实时姿态数据,通过互补滤波融合算法对获得的多传感器数据进行姿态融合,以降低稳态控制误差,提高了QUAV的姿态稳定控制能力。(3)对QUAV的自主控制系统软件和硬件进行设计与开发,实现了QUAV的寻迹自主飞行。