海洋环境复杂多变,岛屿、礁石和一些不确定动态障碍物的存在对无人水面船艇航行造成了巨大的威胁,合理的路径规划可提高航行安全性。因此,路径规划作为无人水面船艇航行的一个关键环节,既要能够完成在复杂环境中无人水面船艇的最优路径搜索,同时也需满足路径平滑性、经济性等要求。本文以无人水面船艇为对象,结合群体智能算法进行路径规划研究,其主要内容如下:（1）针对船舶避碰决策过程中碰撞危险度计算方法准确性不高的问题,提出了一种基于模糊集合理论的碰撞危险度评估方法。该方法选取了两船间距、相对方位角、船速比、最近会遇距离和最近会遇时间五个因素组成船舶碰撞危险度的影响因素集,并确定了因素集中各参数的隶属度函数。利用层次分析法确定影响因素集中各参数的权值,由模糊集合理论构建碰撞危险度评估模型。通过对两船交叉相遇、对遇和追越三种不同的会遇情形进行仿真实验,结果表明了该评估模型准确度更高且对危险目标船具有更强的辨识性。（2）针对无人水面船艇的航行环境特点,提出了一种基于量子粒子群优化算法的无人水面船艇路径规划方法。为了提高无人水面船艇航行过程中的安全性和航行路径的平滑度,获得最优路径,本文引入动态控制参数来提高该算法的搜索精度和寻优能力,并由测试函数验证其可行性。最后在航行安全的前提下,以路径长度和平滑度为规划目标,对无人水面船艇在不同环境下进行全局路径仿真实验。仿真结果表明,本文提出的方法在路径长度、路径平滑性方面均优于传统算法。（3）针对无人水面船艇局部动态路径规划问题,提出了一种基于速度障碍法和量子粒子群优化算法的局部动态路径规划方法。首先根据动态障碍物形状差异,建立了圆形和椭圆形避碰模型。然后通过碰撞危险度确定避碰程度,并结合避碰规则,利用量子粒子群算法对无人水面船艇的航速和航向进行寻优,进而实现了无人水面船艇局部动态路径规划。根据分层规划思想先对无人水面船艇进行全局路径规划,在此基础上进行局部路径规划,最后以路径长度、角度变化量和速度变化量为评估标准,分别对单一环境下和复杂环境下的两船会遇情形进行仿真实验。仿真结果表明,该方法可以有效地实现无人水面船艇自主避碰路径规划。