随着水面无人艇的用途越来越广泛,各国纷纷对无人艇的性能及功能展开了大量研究,其艇型设计(水动力性能分析)和动力系统设计为性能(快速性、操纵性、耐波性等)的研究重点,功能模块设计集中在能源、控制、避碰、跟踪等。将无人艇性能设计与功能设计相结合,对其进行综合优化设计分析,可以提高无人艇的综合执行任务能力,成为当下水面无人艇设计的新趋势。本文将无人艇综合性能及功能(视觉系统)设计相结合,设计了一种多用途的HYSWATH(水翼复合小水线面双体)无人艇。可用于智能巡航、水质水文信息采集和气象信息采集等。其中的视觉功能设计系统(单目标全方位立体视觉系统)为理论模型优化,主要可用于当下无人艇的水面目标检测技术。主要工作如下:首先根据模糊数学船型评优法对多用途无人艇进行了选型分析,然后对艇体进行初步设计工作(包括型线设计和总布置设计)。其次,构建了多用途小水线面复合无人艇的快速性、操纵性、耐波性和视觉功能系统的综合优化数学模型,选定相关的目标函数,根据约束条件设计对应的惩罚函数,最后完成包括性能及功能的最终优化数学模型。通过智能优化算法(遗传算法),计算并得到特定吨位(7.9吨)下的水翼复合小水线面双体无人艇的优化后的主尺度及涉及到的相关目标的子目标变量参数,选择了一种最佳的试验艇的艇型方案。按照优化计算后的得到主尺度和相关参数,结合母型船型线,进行了小水线面双体无人艇艇模的设计和制作,首先进行主艇体和水翼的制作,然后对艇模的推进系统和操纵系统进行设计并安装,并搭载以PAC为内核控制的相关的系统模块。最后,开展HYSWATH-USV模型试验研究,包括水密性试验、快速性试验、回转运动试验、耐波性试验(横摇试验)、监测系统试验、半自主规划航行试验,并根据其试验的结果进行试验分析,表明了该多用途无人艇的可靠性和稳定性。