在复杂多变的海洋环境中,实时并准确的进行多元信息快速融合的环境感知是实现无人艇自主航行的前提和避碰决策控制的基础。针对未知动态海洋环境下的无人水面艇对航行态势的实时感知和多元信息的统一描述问题,进行了艇载航海雷达、电子海图和组合导航的多信息快速融合与优化理论的研究。本文以大连海事大学蓝信号高速无人水面艇为研究对象,设计多信息融合的无人水面艇环境感知系统,以惯性导航系统作为运动状态基准信息,将雷达图像叠加到电子海图中进行统一尺度的描述,同时采用特征快速提取方法解算障碍物运动状态信息,对环境信息的感知精度进行了优化。主要的研究内容有:1、为解决电子海图与雷达图像匹配叠加的问题,选用了轮廓匹配算法。首先,通过船载雷达获取实时海域信息生成雷达图像,串口接收惯性导航数据,解析出无人艇的位置信息与航向信息。然后,采用最小二乘拟合建立经纬度与像素点之间的关系,通过对惯性导航信息的解算,将位置信息解算到电子海图中,运用图像处理技术,对雷达图像进行尺寸和方位的调整,对雷达图像和电子海图进行处理,实现第一步的匹配融合。最后,采用Hausdorff距离匹配算法,通过对轮廓的相似比对,对匹配点进行修正,实现雷达图像和电子海图的准确匹配叠加。2、针对无人水面艇感知的需求,设计了特征快速提取方法解算障碍物运动状态信息,首先,通过对障碍物的轮廓提取,计算轮廓面积以及位置。然后,比对连续两张图像的障碍物位置变化,设计航速计算方法,确定0度航向方向,利用航速信息设计航向计算方法,求解单目标动态障碍物运动状态信息。最后,针对多目标障碍物信息提取,通过障碍物位置变化,设计多目标准确对应的方法。实现不同图像下多目标一一对应,求解出障碍物航速和航向。3、为验证方法的有效性,设计多信息融合的无人艇环境感知系统,搭建硬件实验平台。首先,以蓝信号无人艇为实验平台,以船载雷达、船载惯性导航系统、电子海图开发系统作为多信息源。以VS2013和QT5.7为软件开发环境,搭建软件系统。然后,设计软件算法编程,实现对多信息的分工处理,将处理的信息进行整合。最后,进行实船实验,完成算法的分析验证。