随着智能驾驶的兴起，无人艇作为一种重要的海洋设备，正在被广泛的研究并应用于实际。自主避障作为无人艇研究中的一个重要分支，一直受到人们关注，一艘可以实现航线规划与避障的无人艇，可有效解决无人艇在水面上遇到的各种问题，保障无人艇航线任务的顺利完成。本文基于三维激光雷达对无人艇避障系统的障碍物检测方法与避障方法进行了研究，主要研究内容如下：
　　首先，本文综述了国内外无人艇的障碍物检测方法及其避障方法的研究现状，并分析了其优缺点；根据激光雷达的特点与无人艇的运动特性，本文建立了激光雷达的平面仿真模型与无人艇的运动数学模型。
　　其次，使用栅格地图的方法对激光雷达检测到的障碍物信息进行分析。利用基于密度的并且自适应阈值变化的近邻栅格聚类方法，对障碍物分组聚类。利用最小凸包法与最小二乘法结合的方式，对聚类好的数据进行处理，提取障碍物的轮廓，并将前后两帧的激光雷达数据进行关联，确定障碍物的状态信息。
　　然后，设计了无人艇的避障路径规划方法。对无人艇在实际中的运行约束条件进行分析，利用无人艇的最大转弯角对全局避障算法进行分析，改进了A*算法。通过对障碍物所在区域的判断，以及计算无人艇与障碍物的相对速度，并根据海事规则与约束条件，设计局部躲避动态障碍物的方法，躲避近距离的动静态障碍物，并将局部避障算法与改进的A*算法相结合。
　　最后，搭建了无人艇的避障系统，并在室外环境下验证无人艇水面航线规划与避障实验。