小型无人飞行器(UAV)的发展,越来越多的受到世界的关注,各大科技巨头都开始参与小型UAV的研究。小型UAV已经在空中运输、航拍、农业等领域得到了广泛的应用。同时,智能手机也已经在世界各地普及,并且得益于智能手机上集成的各种各样的传感器,能够开发出无数的应用程序。本文将这两种技术结合在一起,实现基于智能手机运动感知的小型UAV姿态控制。为了保证控制小型UAV的准确度,需要保证智能手机自身的空间姿态估计准确、可靠。由于智能手机中的传感器属于低成本的微机电系统,测量误差大,会造成较大的姿态估计误差。因此本文首先对智能手机中的磁力计、加速度计、陀螺仪的校准算法进行了研究,提出了一套不需要借助辅助工具的传感器校准策略。然后,本文通过将校准后的磁力计、加速度计和陀螺仪的测量值进行数据融合,提出了基于最优梯度下降法的姿态滤波器算法,能够准确、稳定的估计出智能手机的空间姿态。最终,通过设计一套无线数据传输设备,将智能手机空间姿态作为控制量传递到小型UAV上,实现智能手机对小型UAV的姿态控制。本文通过使用APM飞控和Open Pilot飞控进行了实际飞行实验,对本文设计的通过智能手机运动感知来控制小型UAV的技术进行了验证,通过实验结果充分证明了本文设计的控制方式能够稳定、实时、灵活的控制小型UAV,并且功能上具有可扩展性。