在非结构化和动态的环境中,航迹规划的任务不仅局限于允许目标移动,还包括快速确定无碰撞和平滑的路径,同时满足安全要求。现有技术的主要局限是仅考虑二维静态航迹规划来简化航迹规划问题,因此它们不适合实际应用,因为大多数环境是动态的、三维的和未知的。本文以四旋翼无人机的航迹规划为研究对象,以传统的人工势场法为研究基础,重点解决传统算法在航迹规划中出现的局部极小值和航迹震荡问题。将规划环境分为二维和三维空间,在此基础上分别包含了静态和动态障碍物,最后进行了针对电力杆塔巡检的无人机航迹规划研究。首先,本文开展了对二维静态环境中的航迹规划研究,基于此掌握了传统算法的规划原理,对传统算法中导致航迹规划失败的问题进行分析并解决,然后与蚁群算法进行算法性能对比。在二维空间航迹规划成功的条件下,将规划空间扩大至三维。对于三维空间复杂性更高的问题,将传统算法再次进行了改进,改进算法通过与传统算法以及其他方式的改进算法进行比较,发现本文所提算法在最短航迹和最小航迹代价上具有明显优势。其次,本文将动态障碍物纳入了研究对象范围,构造了速度势场和加速度势场。在进行航迹规划的过程中进行了多次判断,用于当无人机与障碍物处于不同距离时力的大小调整,以期使无人机能够预先躲避障碍物。最后,研究了面向电力杆塔巡检的无人机航迹规划方式,出于安全考虑以及为了使无人机圆满完成任务,为无人机设定禁飞区域,用来保证在出现外部影响时无人机不会与电力杆塔发生碰撞。除此之外,设置了巡检点和引导点,辅助无人机完成巡检任务。通过以上仿真实验发现,将人工势场法用于航迹规划,具有算法简便、仿真时间短和可行性高等优点。