电能作为一种高效、清洁的生产能源,在社会经济发展中具有非常关键的作用。为提升电力供应能力,我国的电力事业在改革开放的局势下,不但发电装机量快速增加,而且输电能力大幅提升,使得电力消费与社会经济密切结合,逐步形成了一种高供给高消费的模式。在我国电力建设以及电力供应的高增量发展模式,给我国的经济发展打下坚实的基础的同时,电力的发展中也出现了很多问题,就如,在电力建设的现代化进程中,电力线路的的检修与维护工作还处于传统的发展水平,检修工作的繁重给电力运维人员增加了很大的负担,提升电力线路的现代化管理水平迫在眉睫。针对这一问题,本文针对电力杆塔中的巡检与维护工作开展研究。首先,本文针对输电杆塔进行故障类型分析。在不同的等级的输电线路中,输电杆塔往往具有不同的类型,并具有不同的功能,这也使得人工的日常巡检工作变得更加复杂。文中讨论了输电杆塔的类型,以及它们的功能特点,分析可能出现的故障种类,并提出了对不同故障进行检测的位置与方法。其次,针对四旋翼无人机模型进行了分析。根据四旋翼无人机的飞行特点,讨论了无人机两种不同的动力学模型建立方法,并在ROS(Robot Operating System)环境中使用牛顿-欧拉方程建立无人机的动力学模型,并设计了位置控制子系统和姿态控制子系统,并在ROS中进行四旋翼无人机的控制仿真证明了控制系统设计的可行性。然后,针对基于采样的路径规划方法进行分析。在多种采样规划方法中,RRT(Rapid-exploring Random Tree)算法虽然在低维以及高维空间中表现很好,但得到的路径十分复杂,不适用于无人机跟踪。双树联结型RRT算法通过在空间中构建两颗搜索树,极大的提高了搜索的效率,同样存在规划路径不适合无人机跟踪的问题。针对RRT算法搜索到的路径未经过优化,RRT*(RRT-Star)算法通过不断地对初始规划路径进行优化,最后能得到一条次优化的路径,但耗时较长。对于它们在三维空间搜索中存在的不足,以及四旋翼无人机无法跟踪规划路径的问题,找出了算法应该具有的功能,以及改进的方法。最后,在输电杆塔的仿真环境中进行改进算法路径规划分析。针对四旋翼无人机在RRT算法规划路径不可跟踪的问题,提出了改进RRT算法,并在ROS环境中进行输电杆塔环境中的路径规划与轨迹跟踪仿真试验。改进的算法通过添加扩展高度约束,不但可以使得算法的扩展过程在高度上逐层递进,路径更加优化,并且能够在狭窄空间中找到可行的路径。