目前,无人飞行器广泛应用于军事、民用和科学研究等多个领域,和其他类飞行器相比,多旋翼飞行器具有操控简单、控制参数易调节、机械结构可靠等优势。而微型四轴飞行器以其独特的结构对称、控制灵活等特点受到人们的青睐。同时,随着人机交互技术的发展,手势控制成为了新型的控制方式。将手势控制与微型四轴飞行器系统相结合,能够实现对飞行器更加灵活、直观的控制。本文完成了基于ARM微控制器为核心的微型四轴飞行器控制系统的设计。在此基础上,完成了基于Kinect体感传感器手势识别的飞行器控制系统,实现了人体手势控制微型四轴飞行器。论文主要工作如下:(1)分析了四轴飞行器系统结构,系统的动力学模型及飞行器在三维空间中六个自由度的运动原理;分析了常用的姿态估计和PID算法。(2)设计了微型四轴飞行器系统的结构方案,以PCB板直接作为飞行器的机架,对硬件电路进行了设计。重点分析了微控制器电路、电源模块电路、惯性导航模块电路、电机驱动电路和无线通信模块电路。(3)根据设计的硬件电路完成了飞行器底层软件设计。实现了基于四元数互补滤波算法的飞行器姿态估计,解决了欧拉角法出现的奇点问题。同时使用了角度、角速度双环PID控制算法,解决了角度单环PID控制出现的飞行器漂移问题。最后,完成了各软件模块的联合调试。(4)实现了基于Kinect体感传感器手势识别系统的设计。完成了手势识别上位机软件的设计,同时与四轴飞行器系统结合,实现了对微型四轴飞行器手势的控制。在实地飞行测试过程中,手势识别上位机软件能够快速准确的对手势进行识别。四轴飞行器系统在接收到控制命令后,能够快速、准确的执行飞行指令。可见,本文设计的基于Kinect的手势识别的四轴飞行器控制系统,很好的实现了人与飞行器之间的良好交互,具有良好的应用前景。