近年来,无人机微型化、智能化的迅速发展,使无人机在多种领域得以应用,而在四旋翼飞行器在室内定位和避障方面还有待改善。因室内光照环境不明确,探测元件在感知外部环境信息时无法准确获取障碍物信息,导致飞行器地图构建过程中绘制的地图不准确;室内布局不明朗,飞行器在躲避障碍物时会做折返运动或大曲率转弯运动,导致工作效率低,甚至会危及飞行器安全。本设计对四旋翼飞行器机械结构和工作原理进行分析,建立了飞行器的动力学方程,在硬件上采用双控制系统设计,有利于提高计算速度、数据传输速度,扩展外接设备和增加信息存储等能力,为四旋翼飞行器在室内工作环境中提供有利条件;设计激光惯导系统作为室内定位系统,实验证明该系统能获取准确的位置信息。采用弱光补偿Canny算法来提高障碍物信息准确性,通过激光单目视觉系统获取的图像信息,并进行弱光补偿、阈值选取和膨胀腐蚀处理,计算障碍物与飞行器之间的距离。实验证明该算法能准确提取障碍物信息,测量距离与实际距离相差小。采用LDPRM算法优化路径,在执行室内任务时,飞行器根据定位系统的“地图”选取路径,障碍物与飞行器的距离满足躲避条件时,对在避障时做折返运动或大角度转弯的路径点做平滑处理,使飞行器以高效的方式完成任务。通过MATLAB仿真工具箱进行仿真实验验证LDPRM算法能有效的根据传感器信息进行路径规划。本设计的定位和避障系统能够满足在普通室内环境中自主飞行的能力,可通过搭载相关设备执行多种室内任务,具有较大的应用价值和市场竞争力。