自从第一架四旋翼飞行器成功升空后，对这个长着四个手臂的怪家伙的研究一直方兴未艾。由于四旋翼无人机模型便宜且在校园这种环境里也能安全地进行飞行测试，所以航空界和控制界都对它的设计产生了浓厚的兴趣。和普通直升机依靠改变主旋翼和尾翼的倾斜度和转速来实现飞行不同的是，这种飞行器使用四个固定在“X"形框架末端的相互独立的旋翼。所有的运动都是靠单独改变各个旋翼的角速度，即每个旋翼的升力来完成的，优点在于飞行器在三维空间作出任意动作而机身所要作出的相应改变尽可能的少。

这种设计使得四旋翼无人机在许多情况下比普通带尾翼的直升机有更好的选择。首先，它机械结构简单，使得它更便宜和可靠，而且四个旋翼通过刚性框架转化为简单的动力，比较容易控制;第二，有一定强度的碳纤维框架、机身少数的运动部件、并可以安装轻型旋翼的整流罩使得四旋翼无人机相对来说飞行平稳，很少震动；最后，个旋翼的固有冗余使得万一其中一个螺旋桨或者电机出现故障也有可能紧急降落。

由于四旋翼无人机在飞行期间的软碰撞是可以容忍的，使得编队或成群飞行的鲁棒控制也变得比较简单。所有这些优势解释了为何在无人执行而又需要可靠性或鲁棒性的任务中使用这种飞行器引起人们极大的兴趣。这种无人机可在民用、科研、军事等方面得到广泛应用，包括电力线检查、交通控制、警察处理案件时的支援、监视、高空摄影、战场或地形识别、甚至在大气密度充分的时候可以进行自动化行星探铡[6]。

1.2  国内外研究现状

1.2.1   国外研究现状

1.2.2   国内研究现状

1.3  本课题的科学意义和应用前景

四旋翼无人直升机是多旋翼式的遥控/自主飞行器，一般是电动的，避免了携带大重量的油箱，显著特点是能够垂直起降(VTOL, Vertical Take-off and Landing ) 。四旋翼飞行器在总体布局上可以归入非共轴式碟形飞行器一类，与单桨直升机相比，飞行原理简单，结构紧凑，单位体积上能够产生更大的升力，并且由于两个对角线的四片旋翼转速相反，可以相互抵消反扭力矩，而不需要专门的尾桨来平衡。

机载视频跟踪技术也在不断发展。在航模上安装机载摄像头，根据摄像头反馈的信息，通过编程控制航模的航向、升降、悬停等姿态动作，对目标进行进一步的探究，对于各种严峻地形地势等环境进行航拍，解决了多种恶劣环境的局限。四旋翼无人直升机擅长于在树林、室内、城市和恶劣天气等复杂环境下执行监视和抢险救灾等任务，具有非常广阔的应用前景;同时，它的另一重要研究方向之一就是火星探测无人飞行器;另外，四旋翼无人直升机所表现出的强烈优势吸引着广大科研人员，成为国际上新的研究热点。文献综述

1.4  本文的主要工作及内容安排

本项目是机载目标视频跟踪与控制技术研究课题的子课题之一，要求根据航模遥控器进行改造，对于航模的姿态信息通过串口进行读取，并发布控制信号给航模进行控制，实现数字计算机对遥控器的数字通信，为实现航模的数字控制提供硬件支持。

本文的具体内容如下：

第一章绪论。首先介绍了无人机的发展历史和存在优势研究意义。针对国内外的研究现状，提出本文的研究前景，简述本文的内容安排。

第二章无人机系统总体结构分析。介绍无人机通信系统的主要方式和原理。简单介绍了四旋翼无人机的基本工作原理。

第三章为本课题的主要内容。简要介绍本课题的主体设计，硬件设计选择WMC飞控板，对飞控板及无线通信元件进行简单介绍。并对机载底层通信程序进行说明。