社会安全问题一直以来都是大问题，近年来，群体事件时有发生，面对某些复杂的情况，警务人员未能作出正确指挥判断，造成很多不必要的损失，给警务人员带来不少压力和挑战。四旋翼飞行器结构简单，可以搭载重物执行高空飞行任务，而且通过控制器的设计，可以在外界干扰的情况下，实行姿态自调整。设计出低功耗，高稳定性并且能定点规划飞行的飞控系统对提高警务人员工作效率具有重要作用，对无人机的发展也具有划时代意义。　　本文采用卡尔曼滤波算法融合IMU单元测量数据，利用四元数法估算运动姿态，解码遥控信号进行数据校正，采用串级PID调节姿态反馈信号，转化到电机调节量，产生PWM信号控制电机来调整飞行器运动姿态。通过对四旋翼飞行器工作原理、姿态估计原理、串级PID控制原理、误差数据融合方法的研究，设计出了以STM32作为微控制器、MPU6050，HMC5883L作为惯性测量传感器的四旋翼飞行器，以优化算法，寻求更简单，效率更高的控制理论和算法。　　通过对系统的姿态检测和仿真实验表明:仿真数据和曲线特性能够符合设计的要求;四元数微分方程算法能够很好的对飞行器姿态进行估测;卡尔曼滤波算法将加速度传感器和陀螺仪测得姿态角进行融合互补，提高了姿态信息的稳定性;串级PID控制算法比单环PID性能有了很大提升，系统响应时间短了，提高了系统对外界干扰的姿态调整能力。