无人驾驶飞行器通常简称无人机。它是指一种机上无驾驶员操作，仅由无线电遥控操纵或自身程序控制，利用空气动力承载飞行的飞行器。与载人飞机相比，它结构简单、成本低廉、适应性好，安全性能高。因此，广泛应用在军事、民用和科学研究等多个领域中。无人机根据结构的不同，可分为固定翼型无人机和旋翼型无人机。作为一种常见的旋翼式无人机，四旋翼无人机正受到国内外越来越多的关注，成为近年来无人机领域中研究的热点。本文针对四旋翼无人机，设计并完成了基于激光雷达的无人机室内定位算法及对应的机载软件系统，成功实现了在没有全球定位系统(GlobalPosioning System，GPS)提供导航信息的情况下四旋翼无人机位置姿态参数的提取。本文的主要内容分为以下三个方面：（1）针对四旋翼无人机的硬件结构，设计并完成了无人机机载软件系统的架构和流程。在实现过程中，首先利用Linux系统下的多线程技术将程序中分为若干个模块，每个模块对应一个任务。然后，利用信号处理技术完成对各个子模块的管理调度，从而使整个软件系统高效稳定地运行。（2）设计实现了基于底层控制芯片的串口扩展电路。目前，四旋翼无人机系统中的串行接口设备（如数传电台，蓝牙等）逐渐增多，这就直接导致了无人机硬件平台串口资源的不足。因此，针对这个问题，本文中进行了串口扩展电路设计的尝试，目的在于实现底层控制芯片与多个串口设备的通信连接。（3）设计实现了基于激光雷达的四旋翼无人机室内定位算法。四旋翼无人机定位的主要目的在于获取无人机在飞行过程中相对于全局坐标系的位姿参数。目前，GPS技术为四旋翼无人机领域中应用较为广泛的定位方法。然而当无人机飞行在复杂环境（例如室内环境、城市楼群间等）中时，GPS无法为其提供准确的位置信息。因此研究如何利用其自身传感器系统完成四旋翼无人机的定位至关重要。本文中选用激光雷达作为机载传感器，并结合了惯性导航单元，在现有的二维定位技术的基础上，设计并实现了一种新的无人机三维自主定位算法。