煤矿井下环境复杂多变,巷道四通八达,对井下灾后救援造成了较大的困扰,因此本文提出应用小型旋翼无人机侦测井下环境信息。矿难发生后井下环境未知,需要无人机在短时间采集灾后环境信息,因此针对灾后煤矿井下无人机的定位以及航迹规划算法进行了研究。灾后原有已知井下信息大部分失效,无人机无法根据已有知识确定当前位置信息和规划工作路径,因而在对地磁导航定位和惯性导航定位深入研究的基础上,提出了改进的MSD(Mean Standard Deviation)地磁匹配算法的无人机定位方法,并且对成熟的A*算法进行改进,降低了算法的运行时间并且可以修正突发威胁段的航迹,以完成灾后井下无人机的航迹规划,主要研究内容和创新工作如下:1.对灾后的井下环境进行了建模,在考虑原有井下障碍对无人机影响的基础上,综合考虑突发威胁对无人机造成的威胁,并建立了灾后井下突发威胁模型。对常见的无人机航迹规划算法进行了比较,详细分析了航迹规划算法的原理和实现方法,为后续井下无人机航迹规划算法的改进奠定了基础。2.采用惯导与地磁组合定位的方法对灾后井下无人机进行定位。通过对影响井下地磁数据采集的因素进行分析,并提出相应的解决措施。接下来对MSD地磁匹配算法进行改进,使用插值算法对算法进行优化,得到精确度较高的定位数据。结合惯性导航定位,根据无人机传感器以及飞行数据,给出惯性导航的系统状态方程,完成无人机井下初步定位。最后使用改进的MSD地磁匹配的定位算法进一步精确惯性导航的定位,得到满足井下工作精确度要求的定位结果。3.为解决煤矿环境下无人机飞行航迹规划问题,在传统稀疏A*算法的基础上,提出变权重动态稀疏A*算法,改进算法首先根据任务需要选择合适的权重系数,依据逆向变权重策略搜索航点规划出无人机的全局静态基准航迹。如果无人机在依基准航迹执行任务时遇到突发威胁,先对航迹路程上的突发威胁进行分析,然后根据引入的次目标点策略,在保持原有不受威胁航迹段的基础上,对受威胁航迹段进行修正。对改进算法进行仿真,结果表明可以快速避开突发威胁,并提高了航迹规划的实时性和安全性的。