无人艇在规模化推广应用过程中,其自主航行性能测试技术的发展水平与其应用情况不对称。为促进无人艇自主航行技术提升和提高安全性,对其性能测试的探索和研究是非常有必要的。避障性能是无人艇自主航行最直观最综合的性能之一,针对无人艇避障性能测试技术研究具有十分重要的意义。本文以“基于移动式浮标的无人艇避障性能测试系统研究”为题,设计无人艇避障性能测试系统框架和移动式浮标集成测控系统软硬件,提出先浮标解算再岸基融合的无人艇避障航行监测方法,建立无人艇避障性能定量评价模型,并通过实验验证。论文的主要工作内容包括:⑴分析无人艇避障性能测试需求,设计基于移动式浮标的无人艇避障性能测试系统架构。规划测试技术方案,包括障碍物感知、静态避障和动态避障三项避障性能测试部分,并分别确定测试场景、测试任务和测试步骤。⑵结合无人艇避障性能测试系统架构,设计移动式浮标集成测控系统,将测控系统分为各个子系统,并根据各个子系统功能进行硬件选型和设计;设计测控系统软件框架各模块执行流程,实现移动式浮标在作为障碍物的同时可采集无人艇航行信息。⑶针对无人艇避障航行监测问题,结合测试系统架构组成,将无人艇航行位置的确定分为先浮标解算和再岸基融合解算两部分。各浮标融合滤除后的点云数据和DGPS数据解算无人艇航行位置并传输至岸基;岸基通过小生境遗传算法确定各浮标数据权重,自适应加权融合得到无人艇航行位置。⑷针对无人艇避障性能定量评价问题,采用层次分析法将避障性能评价分为评价方面、评价因素、基础衡量数据三层,选取各层次指标并确定权重;分别采用成本函数法和模糊综合评价法建立评价因素层和评价方面层的评价模型;设计定量评价软件,实时显示无人艇和移动式浮标航行轨迹、视频、定量评价结果,并保存评价数据。⑸基于移动式浮标无人艇避障性能测试研究。搭建移动式浮标平台在测试海域内进行无人艇自主航行监测实验,结果表明经岸基融合之后的无人艇的静态位置和动态轨迹误差减小,误差均小于无人艇长度的10%;基于移动式浮标模拟避障场景进行避障测试,通过航行数据对避障性能定量评价,结果表明测试系统对无人艇的障碍物感知、静态避障、动态避障性能评价合理,评分与无人艇避障表现的优劣正相关,可对无人艇避障性能的提升提出建议。上述研究内容为无人艇避障性能测试提供了一套新思路和新方法,具有较高的学术价值和工程应用价值。