近几年,微小型四旋翼无人机已经成为了无人飞行器研究领域的一个热点。它结构简单、机动性强、便于维护,能够在空中悬停、垂直起飞和降落。在军用和民用方面具有较大的潜在应用价值,国内外许多研究单位纷纷致力于四旋翼无人机飞行控制系统的架构设计与飞行控制的研究,以实现四旋翼无人机的自主飞行。机载传感器系统是四旋翼无人机飞行控制系统的重要组成部分,它为机载控制系统提供可靠的飞行状态信息,是实现四旋翼无人机自主飞行的重要设备。本文以四旋翼飞行器航模为无人机本体,研究了以微型姿态航向参考系统(AHRS)和高精度声纳传感器为主的机载传感器系统,完成了对飞行状态信息的采集与处理;配合机载控制器,实现了四旋翼无人机空中自主悬停控制。首先,对ARM嵌入式控制器的功能进行二次开发,构建了一个功能完善的机载控制器硬件平台;建立了OE交叉编译环境,可将控制程序的源代码经过交叉编译后移植入ARM嵌入式系统运行。其次,采集和处理了机载传感器系统(微型姿态航向参考系统和声纳传感器)的测量数据。分析了微型姿态航向参考系统在指定工作模式下输出的消息结构,建立了Linux下基于串口异步通信的数据传输机制,实现了四旋翼无人机飞行姿态和位置信号的采集与处理。基于I2C通信原理,通过Linux下的C++编程,获取了声纳传感器数据,经过处理得到了四旋翼无人机低空飞行的高度信息。最后,基于UDP网络传输协议编写了服务器(四旋翼无人机)和客户端(地面监控系统)数据通信程序,实现了四旋翼无人机飞行数据的无线传输与存储。