近年来,海洋权益及海洋环境保护问题日益突出,无人水面艇(USV)作为信息化及智能化的产物,可以广泛应用于环保监测、科研勘探、水下测绘、搜索救援、安防巡逻乃至军事应用领域,其研究受到了普遍重视。但是单艘艇艇载设备有限,只能完成简单任务,使用多艘无人艇进行协同任务可以有效克服单艘艇的任务能力限制。多艘无人艇通过搭载不同模块和设备,可以充分获取宽广海域的信息,分工协作完成任务,增强了海上自主系统的多样性,提高了作业的整体效能。国内在无人艇协同系统及协同作业策略的研究方面几乎空白,本文基于此现状进行了如下的研究工作:(1)设计并制作了一种艇型优良且具有协同功能的双体船,对该船的操纵系统,推进系统进行了设备的选型和设计分析。选取了基于windows系统的XP-8741型PAC作为该船的核心控制器,用C++编写了智能控制系统程序实现了该船的半自主规划航行。(2)基于遗传算法,考虑到无人艇实际航行中的转弯过程,对无人艇从起点位姿状态(位置和艏向角)转换到终点位姿状态(位置和艏向角)的路径优化问题进行了探讨,提出了一种CLC路径规划策略,建立了两个航点间的路径优化数学模型,进行了路径优化情况的分析,并编写了两点间路径优化仿真平台软件,验证了该优化数学模型的可行性。(3)对基于优化的无人艇协同策略进行了探讨和分析。基于层次分解策略将协同搜索分为任务分配和路径规划两个子问题,其中任务分配采用基于分层模糊评判的方法进行求解,路径规划根据搜索的方式不同,在覆盖式搜索方式下采用沿着任务区域长边,即能耗最小的路径搜索方法进行求解,在非覆盖式搜索方式下基于概率图预测规划的航点,将其转换为TSP路径的优化问题进行求解。同时,本文提出了一种基于路径参数协同的编队控制策略。(4)完成了一种基于概率图预测的协同搜索任务场景的实验,基于贝叶斯定理更新概率图,且在实验的过程中,展示了协同系统的操作方法和步骤,验证了协同系统的可靠性。