我国拥有超过300万平方公里的海洋国土资源,随着国家的战略资源开始逐渐转向海洋的开发,基于海洋复杂的工作环境下无人船技术的研究也在逐渐成为了目前的研究热点方向。通过前期的调研工作实验,本文确立了对无人船的自主路径问题作为主要的工作方向。也正是基于这一大背景下,本文将引入国际海事避碰规则(COLREGs),对无人船的避障规范化,并使用了PSO算法分别对无人船进行了离线路径规划和在线路径规划,最后提出了一种在COLREGs规则下的无人船海上路径规划方法。首先我们经过调研对无人船产生的背景进行简单的介绍,并总结了近年来国内外对无人船的研究工作。前期的调研工作我们着重于路径规划相关技术的研究,并在后续的工作中对当前国内外对于常见无人船路径规划算法研究的现状进行详细的研究分析,最终决定选用粒子群算法进行路径规划的深入分析。接下来本文将对无人船环境建模算法进行深入的研究,在极坐标下搭建出无人船和障碍物的几何模型,并提出无人船碰撞危险度CRI的概念,用于判断无人船是否要执行避障策略。接着引入国际海事避碰规则(COLREGs),将无人船海上避障分为四种情况,并对这四种情况的使用说明进行相关定义,建立起基于COLREGs的无人船海上避障模型。针对无人船离线模式下的路径规划,本文将重点研究标准PSO算法的原理并搭建出基本算法的模型。对该算法进行详细的分析,针对粒子群算法中存在的缺陷提出改进的方案。将其定义为一种增加潜力因子和改进位置分量的PSO算法。后期的实验数据显示,基于此改进的PSO的算法不会很快收敛,不容易陷入局部极值点。针对无人船在线模式下的路径规划,本文选择在COLREGs规则下使用PSO算法对无人船进行在线路径规划。根据COLREGs规则,计算分析无人船在遇到移动障碍物的时候应当采取的避障措施,即“正面相遇(head-on)”,“交叉相遇(crossing)”还是“超越(overtaking)”。最后针对无人船的离线路径规划和在线路径规划,本文提出一种基于PSO算法融合了COLREGs规则的全局路径规划方法。算法能够根据已知的环境信息规划出一条最优的路径,如果在无人船在航行的过程中遇到了移动障碍物,能够根据COLREGs规则采用合适的避障策略。通过MATLAB对算法进行仿真验证证明该算法能够解决存在动态障碍的路径规划和其他常见的路径规划问题,具有良好的有效性和可行性。