研究和建设高水平、现代化的智能无人艇对我国实现海洋强国战略具有重要意义。无人艇的路径规划与避障技术是无人艇实现自主航行和作业的关键一步,代表了无人艇智能化程度的高低。目前的无人艇路径规划方法多存在规划路径不平滑、易于陷入局部次优路径以及避碰复杂度高等缺陷,导致无人艇规划的路径出现转角大、航线长、甚至避障失败等问题。针对这些问题,本文对无人艇全局路径规划和局部避障进行了理论研究,并结合实际进行了无人艇相关试验。首先,本文结合无人艇航行环境的特点,采用粒子群算法进行全局路径规划研究。针对粒子群算法后期容易陷入局部最优的问题,先将混沌理论融入基本粒子群算法中,通过对当代全局最优值的混沌迭代,生成混沌种群并替代部分陷入局部最优的粒子,改善了种群搜索后期粒子多样性不足的问题;同时为加强算法的局部搜索能力,文中将粒子群算法与蜂群搜索算法中的跟随蜂搜索策略相结合,形成了混沌粒子群-蜂群算法。将所提的算法与三次样条插值方法相结合,并构造带有罚函数的种群适应度评价函数,求解无人艇全局路径规划问题。仿真实验证明了搜索算法在收敛速度和搜索精度方面的优势。其次,为实现无人艇航行过程中对局部障碍物的避碰,文中采用了基于粒子群算法并结合海上避碰规则的无人艇局部避障方法。该方法引入模糊数学理论综合评判无人艇与障碍物的碰撞危险度,通过建立避碰模型,将无人艇的局部避障问题转化为小艇的航向和航速变化量的优化问题,并融合国际海上避碰规则和无人艇动力学约束条件对航向和航速的取值范围做了进一步处理,通过粒子群算法的迭代寻优计算出一组最优的避障策略,使无人艇能够有效的规避局部未知障碍物。选择无人艇与海上船只的典型会遇情况及海上复杂环境进行仿真研究,验证了所提方法能良好适应无人艇对局部未知障碍物的避障情况。最后,在无人艇工作平台上对路径规划与避障方法进行了验证试验。通过离线的全局路径规划试验,证明了改进算法与三次样条插值相结合的方法具有规划路径短、路径平滑度好等优势,基于本文的无人艇局部避障试验实现了无人艇的安全航行,验证了本文局部避障方法的可行性。