防区外陌生地域的突防与搜索是无人机的典型任务形式之一。任务过程包括复杂环境下的快速突防和对任务区的有效覆盖搜索两个阶段,受到复杂的突防环境、无人机机动能力限制以及突防与搜索的路径耦合问题等因素的制约,本文以提升无人机任务执行效率为目的,研究无人机避障突防与协同搜索一体化规划方法。主要研究内容如下:1)基于高层体系结构的环境对象与行为规则建模。应用高层体系结构的分类方法,确立各对象的基本要素、物理意义以及属性特征。针对突防和搜索所面对的复杂环境对象,以及威胁和障碍环境对无人机突防要求的不同,建立了具有特异算法适应性的无人机环境模型。针对无人机的机动能力约束以及无人机离散环境模型,建立了合理表达无人机机动能力的离散行为模型。2)基于混合算法的无人机的突防路径和航线转移路径规划。针对突防任务要求与环境对象特点,分别提出三种混合突防规划算法,规避单一算法的缺陷,进行突防任务,从而实现匹配固定翼无人机机动能力的突防路径规划。针对无人机转弯约束,设计了快速随机树法和Dubins方法结合的方法;针对威胁与障碍的不同要求,建立了快速随机树法和势函数结合方法;针对复杂环境与现有势场法的缺陷,建立了流水填充势场的无人机的突防路径规划算法。并且改进的混合算法符合应用要求。3)基于自主引导算法的覆盖搜索方法研究。针对典型的覆盖搜索几何规划航迹易被捕捉和预测,难以应对复杂不规则搜索区域的缺陷,提出了基于多步贪婪算法引导、环境-策略知识库映射和势函数方法的覆盖搜索自主引导策略。并进行仿真验证,得到了高效率低冗余的搜索区覆盖结果。4)基于遗传编码的突防-搜索一体化任务规划体系研究。对于无人机不同任务阶段间的切换衔接和整体耦合规划问题,提出了基于遗传编码的突防搜索一体化任务规划。将突防任务规划方法和覆盖搜索任务规划方法作为子程序,应用遗传编码和模式组合优化的思想,实现完整的一体化的耦合任务规划过程,并进行了防区外的无人机多区域搜索任务的仿真验证。