本文根据四轴飞行器具有重量轻、功耗低、体积小、机动性灵活等特点,提出了使用四轴飞行器进行高压线异物清理的想法。四轴飞行器上的飞行控制器是该系统的核心部件。该核心采用模块化设计思想,设计开发了一种基于STM32F405高性能单片机为核心的飞行控制器。为了便于控制,四轴飞行器采用X型结构。本文分析了四轴飞行器的结构形式、工作原理、软件算法,并且对整个系统分模块进行了设计。其中,加速度计、陀螺仪和磁场传感器得到的数据用来解算当前飞行器姿态,用到的算法是四元数法,并采用增量PID控制方法,设计了四轴飞行器在悬停状态下姿态控制和位置控制算法,调节电机转速,使得飞行器进行各种动作。超声波传感器用来低空定高,气压传感器用来高空定高,GPS用来定位和导航。该系统由以无刷直流电机为动力核心的动力驱动系统,并测试了多种电机和螺旋桨搭配后的拉力,并且采用了最高效的搭配,实现了大载重、续航时间长的指标。飞行控制器通过脉冲宽度调制(PWM:Pulse Width Modulation)信号控制电子调速器,电子调速器驱动无刷电机。整个系统由飞行器和激光异物清理装置构成,两者通过无线进行通讯,实现双机双控。通过遥控器分别控制飞行器飞行和异物清理操作,飞行器前端装有摄像头,摄像头图像实时传输至地面站或者手机上,可以近距离看清异物,便于准确清理异物。该过程中各种参数都会实时传回电脑,由电脑监控。该载物台通过搭配的激光异物清理装置进行异物处理,并配有传感器,异物清理后能够实现自动返航。最后试验验证了硬件和软件的功能及可靠性,设计方案的合理性。