水下无人潜航器(Unmanned underwater vehicle,UUV)作为推动海洋事业发展的中坚力量,无论在军事还是民用领域,都是各国家关注的焦点。随着海洋作业的复杂化,单UUV已经难以满足任务要求,多UUV协同作业的方式应运而生。本文针对多UUV协同搜索问题展开了如下的研究:首先,对多UUV协同搜索的方法进行总结,分析了不同协同搜索方式下目标搜索问题的难点,并总结相应解决方案。在此基础上建立了环境栅格模型、UUV运动学模型、前置声呐模型以及任务评估模型;同时,分析了多UUV通信环境特性。其次,讨论了多UUV以编队形式按照固定队形在不同搜索模式下的搜索效率。着重讨论了多UUV横排队形下的搜索路径规划。针对传统的“Z”字形搜索路径在搜索过程中所有UUV都需要在搜索区域外进行转弯的情况,提出一种改进的“Z”字形搜索路径,在保证对区域完全覆盖的前提下,减少了UUV编队的整体搜索路径长度。并对由于故障原因而进行队形重构后,搜索算法的可持续性进行了分析。仿真结果表明,所提的改进算法可以提升UUV编队的搜索效率。然后,详细分析了在已知环境信息下,多UUV协同搜索目标的方法。结合问题特点,将问题分解为任务区域分配和子区域覆盖路径规划两个子问题。针对任务区域分配问题,提出了基于模糊推理的UUV性能评估方法,并以得到的评估结果为基础,结合多边形面积分割思想,为各UUV分配符合自身能力的任务区域。在子区域覆盖路径规划问题上,根据区域复杂度的不同,分别利用基于梳状扫描线的简单区域覆盖路径规划方法和基于生成树的复杂区域覆盖路径规划方法对任务区域进行搜索,并用改进的蚁群算法对生成树的构建过程进行了优化。仿真结果表明了所提方法的有效性。最后,考虑到水下作业任务的日趋复杂化,将搜索区域扩展到了未知的水下环境中,结合未知环境下多UUV协同搜索的特点和UUV运动限制,提出了一种基于子区域模式的随机搜索策略。为了改善随机算法的盲目性,将随机目标点的选取控制在UUV实时探测窗口内,同时在栅格环境模型下,建立未搜索网格链表和已搜索网格链表来避免UUV陷入重复搜索某网格区域的情况。为了提升UUV在未知环境下的适应力,将动态窗口法应用到UUV的实时避障中,并通过对比仿真验证了以上方法的可行性。