主动避碰技术是无人无缆水下航行器(UUV)和智能水下航行器(AUV)研究领域的核心问题之一。本课题来源于某公司委托开发的实际工程项目。该项目的目的是研制一种小型无人潜水器,对该公司下辖的出海航道的水深情况进行实时监测。潜水器按既定路线进行航行的过程中,障碍物随时可能出现在规划好的路径上,因此潜水器必须具备主动避碰能力。本课题的研究内容是无人潜水器的一个重要组成部分—主动避碰系统的研究。该主动避碰系统采用四个声纳采集无人潜水器前、后、左、右四个方向上的障碍物信息,然后以在线方式进行避碰规划,在达到一定碰撞危险度的情况下,提供给操控系统必要的避碰信息,最后由操控系统完成潜水器的主动避碰。声纳的可靠性对整个主动避碰系统至关重要。本课题首先设计了一套实用的实验方案,从声纳测量距离的准确性、开角准确性、水面/水底的状况以及扰动对声纳测量的影响、声纳探测精度、声纳的量程等方面入手,进行现场实验测试和实验数据分析,对避碰系统采用的ESE-50声纳的性能作出评估,测试结果表明了该声纳能够用于潜水器的主动避碰。然后采用AT89S51作为控制核心,通过串口扩展芯片GM8125,设计开发一套声纳串口数据读取和存储系统,通过程序控制,实现了对多路声纳串口数据的实时采集和存储。在主动避碰策略规划方面,首先在整个航道内建立直角坐标系,基于潜水器前、后、左、右4路声纳的探测能力,以艇头方向、当前航向、障碍物方向和距离信息为已知参数,提出一套新的航行目标点的确定方法。再针对航道内潜水器主动避碰时最可能出现的碰撞情况,制定适用的避碰策略。整个避碰策略规划通过软件编程实现,在单片机系统上进行了仿真。仿真结果表明,该避碰策略规划能够实现潜水器在航道环境中的简单避碰。