随着无人机应用的日益广泛,在城市和山区等复杂环境的无人机飞行活动日趋增多,无人机的避障问题日益突显。一方面无人机生产厂商可以通过提升无人机的性能来改善其避障能力,尤其是动态避障能力。另一方面,无人机运营者通过对无人机性能的测试评估,并构建科学的碰撞模型,进行合理的避障路径规划,从而实现静态的无人机障碍物规避。静态路径规划基础上的动态避障技术无疑是无人机避障的有效途径。本文以目前常用的四旋翼无人机为典型机型,以校园环境作为本次实验的实际飞行环境,对无人机避障路径规划中的主要问题进行探讨。论文首先依据四旋翼无人机的基本模型,设计了无人机性能测试的方案,通过多次重复试验飞行,获取了较丰富的飞行记录数据。其次,对试验飞行获取的飞行轨迹与设定路径作对比,得到导航精度误差数据,并对其进行处理和分析。通过对误差数据不同分布的假设检验,以及多项式、高斯、指数等非参数模型的拟合,得到了导航精度误差的分布规律和概率密度函数类型,以及水平精度误差和垂直精度误差的概率分布函数,并依据此建立碰撞概率计算模型。再次,对比数字高程、栅格法、几何法等数字环境建立方法,并利用栅格法构建了包含典型障碍物的数字飞行环境。然后,将概率碰撞模型、数字飞行环境与A*算法相结合,给出了基于性能约束和障碍物威胁概率的旋翼无人机避障路径规划算法;最后,对路径规划算法得到的避障路径进行验证飞行,并对飞行数据进行分析。本文通过对试验飞行数据的分析,得到了四旋翼无人机水平导航精度误差和垂直导航精度误差分别符合二阶指数分布和二阶高斯分布,相应概率密度函数拟合公式与真实数据之间的相关系数~2的值均大于0.99,有较高的可信度。据此建立的碰撞概率模型是合理可信的。对验证飞行数据的分析表明,基于该模型的旋翼无人机避障路径规划算法是合理有效和可信的。同时该碰撞概率模型对多无人机安全间隔距离计算、动态避障算法研究也有一定借鉴意义。