无人机航迹规划是在综合考虑到无人机的飞行距离、飞行油耗、地形环境和障碍威胁等诸多因素的条件下,为无人机规划出满足实际需要的飞行航线。航迹规划是实现无人机自主飞行的关键技术,而航迹规划的核心则是航迹规划算法。因此,无论在理论上还是在实际应用上,无人机航迹规划算法研究都具有重大意义。本文以四旋翼无人机为具体对象进行航迹规划问题的研究,分别在二维和三维环境中,为四旋翼无人机规划出一条由起点到终点的最优航迹。首先,论文以真实的环境为模板,利用函数模拟和栅格法确立飞行环境模型,分析了四旋翼无人机独特性能,找到符合四旋翼无人机特性的约束条件,提出相应的评价函数,建立了适用于人工势场法、A*算法的环境建模。然后,论文介绍了二维人工势场法,针对航迹规划中的极小点问题,验证了改进斥力场函数和改进斥力方向的两种人工势场法改进方法;并针对特殊的飞行环境,提出了一种新的人工势场法改进方法——选择穿越法,解决了特殊障碍时航迹规划极小点问题;之后,将人工势场法拓展到三维空间,并对斥力场函数进行两种改进,仿真验证表明航迹规划效果比较理想。最后,论文详细的分析了A*算法的原理及实现过程,利用稀疏A*算法,加入四旋翼飞行独特的约束条件,解决了四旋翼在三维环境中的规划航迹。为了实现实时航迹规划,论文将A*算法与改进的人工势场法相结合,A*算法规划全局原始航迹,飞行过程中遇到新的障碍威胁时,人工势场法重新规划局部航迹,实验仿真达到了实时航迹重规划的预期目标。仿真实验证明:采用人工势场法和A*算法都可以很好地解决四旋翼无人机的航迹规划问题;A*算法结合改进的人工势场法可以实现实时航迹重规划。