目前,航拍摄影领域是四旋翼无人机应用最受欢迎的领域。在四旋翼无人机上承载相机或摄像机,从而实现低空摄影摄像任务,这就实现了航拍。航拍的应用场景主要有图像获取、影视拍摄等。在航拍过程中,有很多因素会影响航拍图像的清晰度,一方面,为了使无人机飞行控制系统更加稳定,本文对无人机的飞行控制算法进行了分析探讨,为无人机系统设计了相应的控制器,并通过仿真实验进行了分析,说明了控制算法的有效性;另一方面,由于航拍系统会受到运动的相对性、姿态变换、以及大气的影响,从而导致航拍图像的运动模糊现象,本文提出了一种优化的图像复原算法,能够对图像中存在的噪声污染起到很好的抑制效果。本文主要从以下几个方面加以研究:1、基于四旋翼无人机工作原理及空气力学的知识,然后根据地理坐标系和机体坐标系对其飞控系统进行数学建模,并对该数学模型做了相应的简化。2、根据四旋翼无人机的数学模型,研究了四旋翼的飞控算法,首先分析了传统PID算法的优缺点,然后讨论了自抗扰算法(ADRC),由于ADRC控制器在参数整定方面难度较大,最后将模糊数学理论和自抗扰算法相结合,为四旋翼无人机设计Fuzzy-ADRC控制器,并进行了相应的仿真对比分析。3、分析造成航空摄影获取降质退化图像的因素,并基于这些因素构造该退化图像的数学方程式,然后介绍了图像清晰度评估的几种方法,重点分析了几种较为成熟的退化图像恢复算法,并提出了一种优化的Lucy-Richardson(L-R)算法,最后对上述复原算法加以仿真对比验证。4、设计了具有航拍功能的四旋翼无人机的硬件平台和软件程序,以本文提出的模糊自抗扰算法和图像修复算法为理论基础进行了一定的实验分析,实验结果表明,本文为四旋翼无人机设计的Fuzzy-ADRC控制器能够很好地满足系统对稳定性的要求,优化的L-R算法有效保护了图像的边缘细节,提高了航拍图像的清晰度。