四旋翼无人机经过多年发展,在室外空旷场景中已有很多成熟应用,比如航拍无人机、植保无人机等。相对于户外场景,室内场景中无GPS信号、障碍物较多的特点,限制了无人机的应用。因此研究并开发能在室内安全稳定飞行、高自动化的无人机具有重要意义,这种无人机可用在仓储搬运、室内救援、智能家居等领域。本文设计了一款室内避障四旋翼无人机系统。该系统由机载计算机、飞行控制板、动力套件、双目相机、一些外接传感器和PC地面站组成,具有室内定位、机体控制、环境感知、避障和地面站遥控监控的功能。本文主要工作有算法设计与优化、硬件设计、软件设计和测试分析等。本文研究了拓展卡尔曼滤波算法,设计滤波器融合多传感器数据,精准估测位姿。本文在机体控制方面,使用了串级PID控制算法,该算法高精度、高鲁棒性地控制机体位姿。本文针对环境感知功能,使用了双目相机获取左右视图,选用SGBM算法获取深度图,并转换获得环境点云。针对避障功能,本文选用了3DVFH*局部避障算法,并针对室内环境做出一些优化,高效地自动规划路径躲避障碍物。本文设计并实现了整个室内避障无人机系统,对无人机的各项功能测试验证。实验结果表明本文设计的无人机飞行精准、鲁棒性高,避障效果好、安全性高。