旋翼无人机具有悬停、垂直起飞和机动性能良好等特点,在军用和民用领域都得到了广泛的应用。其中,准确的姿态信息是保证无人机稳定飞行的关键。旋翼无人机的姿态测量系统主要由MEMS的三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴磁力计组成,因此多传感器融合技术是进行无人机姿态解算的关键,目前已成为国内外学者的研究热点,具有较大的现实意义。本文针对IMU和磁力计解算无人机姿态中的一些关键问题进行了研究,主要工作为以下几个方面。首先,对于传统的传感器标定方法复杂,需要借助高精密仪器的问题,本文设计了简单便捷的、可现场标定的传感器标定方法。建立了各个传感器的误差模型,用椭球拟合法对三轴加速度计和三轴磁力计进行标定,并且设计了一种不借助转台等精密仪器的陀螺仪标定方法,并设计了相关实验来验证标定方法的有效性。其次,对当前流行的两种无人机姿态解算算法(互补滤波和卡尔曼滤波)进行了研究,并分析了这两种算法在外力加速度和磁干扰的条件下精度会变差的原因,根据此原因建立了外力加速度和磁干扰的检测机制,并通过实验验证了检测机制的可行性。再根据外力加速度和磁干扰的检测机制设计了自适应的互补滤波和卡尔曼滤波算法,并通过对转动实验效果的比较得到了自适应卡尔曼滤波算法的精度更高、收敛速度更快及数据更为平滑,所以本文选择自适应卡尔曼滤波算法进行无人机的姿态解算。最后,通过VS2013实现姿态角在电脑端的实时解算,并设计静态精度实验、转动精度实验和动态精度实验来验证该算法的精度。实验表明该算法在静态、动态和磁干扰下都能保持较好的精度。