四旋翼飞行器是一种小型的无人飞行器，它的重量较轻，飞行高度低，而且具有很强的机械性能。与传统的单旋翼无人机不同的是，四旋翼无人直升机采用的是更小的旋翼，裸露在机体外的旋翼不至于因为碰撞到周围物体而遭到破坏，从而增强了飞行器飞行的安全性和灵活性。所以，在农林业、管线巡检，安防监控等众多领域都得到了广泛的应用。本课题主要以四旋翼飞行器的飞行工况为研究对象，通过传感器和摄像头来实现对飞行器飞行工况的监控，并且通过计算机对监控图像进行分析和处理，指导飞行器独立的完成某些特性的工作，例如管线的巡查，特定地域目标的搜索等。课题初期，对比各种监控系统方案，选择出适合用于移动并且能够搭载到四旋翼飞行器上的视频监控系统的方案。这种方案，是把视频采集设备和一些传感器搭载到飞行器上，进行数据的采集，并且通过无线的方式发送到上位机，上位机通过对数据的分析和处理之后，得到飞行器飞行工况的数据，结合图像处理数据，组织相应的飞行命令，发送到飞行器，指导飞行器完成“自主”飞行。监控系统分为数据采集、数据传输和上位机三个部分。数据采集部分包含通过摄像头采集到的图像信息和测量飞行高度、速度等多个传感器采集到的实时高度、速度和电池电量等数据信息。为了尽量的减少飞行器上能源的损耗，数据传输部分分为两个通道，一个是通过无线路由器实现的视频传输通道，另一个是通过无线芯片实现的高度、速度等数据传输通道。上位机部分负责对传送回来的数据进行显示和保存。并且从传送回来的视频画面中进行标识物的识别和提取，指导飞行器飞行。最后，通过飞行器“巡线飞行”的方式验证本方案的可行性。在地面上放置“轨道”作为标识物，上位机通过图像处理的方式对标识物进行识别，首先通过Canny算法对图像进行边缘检测，然后用Hough直线和圆检测的方法提取出轨道信息。轨道信息配合高度、速度等信息，组织飞行命令，指导飞行器沿着“轨道”巡线飞行。通过巡线飞行的试验结果，总结出方案中的不足和改进方式，提出了后续课题的研究和发展方向。