无人水面艇(USV)因具有高机动性、强隐蔽性、造价低等优势成为了继无人机之后的研究热点,近些年随着传感器、计算机等技术的发展,激发了USV在复杂任务中的应用,如海岸巡逻、反潜跟踪、监视侦察等。自主威胁规避能力是无人艇完成具有对抗性质任务的基础,也是其智能程度的重要体现。本文针对无人艇在争议海域执行巡逻、监视侦察等任务中可能遇到的撞击、拦截等问题进行分析,建立在线实时航迹规划和反应式碰撞威胁规避的双层模型,分层指导无人艇应对不同威胁的规避机动。本文首先对国内外无人航器的威胁规避算法、避碰算法及突防策略进行分析,并在现有避碰方法基础上提出了分层式的威胁规避策略。其次通过对两船最短会遇时间和最短会遇距离的研究,提出综合碰撞危险度的指标计算方法和危险类型判定方法。并分析了无人艇航迹规划与避碰所需的参考坐标系选取与转换。为实现相持态势下无人艇对动态障碍威胁的规避,本文选择了实时性强的快速搜索树(RRT)算法作为无人艇自主航迹规划与避障的第一层。并针对RRT算法随机性强、无目标性、产生的路径平滑性差,无法保证规避路径最优等缺点,提出了目标偏向策略、增加无人艇机动性能约束、引入路径评价函数和优化的节点连接策略等,使得改进后的RRT算法在满足无人艇机动性能的前提下能够快速地搜索规避威胁的最优航迹。最后通过Catmull-Rom插值对改进RRT算法生成规避威胁的有序航路点进行了平滑拟合。针对水面无人艇执行任务过程中可能发生的舰艇对抗、拦截、撞击等高动态主动式威胁,将一阶速度空间危险规避速度障碍法(VO)和较好地满足无人艇动力学约束的动态窗口法(DWA)进行结合作为无人艇碰撞紧迫局面下的规避算法。通过对绝对避障区的划定、评价函数等改进对新方法进行优化。最后采用MATLAB进行不同威胁场景下的仿真实验,仿真结果表明改进的威胁规避方法可以引导无人水面艇在动态复杂的环境中完成危险境遇的规避。