近些年来,由于海洋气候变化异常,海啸、台风活动频繁,海难事故发生比例明显增加,海上作业或执行任务的危险也逐渐增多。相比有人驾驶船舶,无人水面艇因其具有低成本、高速度、高机动性以及高智能化等特性,特别是在危险情况下代替人工作业的应用实践,近年来已成为一个研究热点。无人艇要体现其高度智能化特征,其研究难点在于对关键控制技术如通用平台设计、自主避碰等方面的突破。本文首先分析无人水面艇技术的发展现状,指出国内在某些关键技术领域的不足,如智能化、高速、低成本、自主避碰等方面,然后以构建USV通用控制平台和实现多样化任务为研究目标,采用自主研制的智能终端将CAN总线引入控制系统,进而提出了一种基于总线的分布式控制平台设计方案。整个系统结构分为船端控制平台、通信单元、岸端监控子系统,船端控制平台采用智能终端将各传感设备、执行机构、任务模块接入到CAN总线,主控单元采用工控机,承载自主巡航、自主避碰等核心控制算法。然后详细分析了智能终端的总体方案设计、内部电路设计、电路布局设计等,以及主控单元的设计方案,并对自主避碰算法进行仿真。结合实际项目-无人海事救助船进行了系统测试,设计控制平台测试试验,包括智能终端功能测试、主控单元调试界面测试以及自主避碰算法测试;另外,设计多任务测试试验,包括海上巡逻功能和海上搜救功能测试。实验数据表明本文提出的分布式控制平台设计方案可行,通过自主研制的智能终端可稳定、可靠地实现多传感器数据的分布式采集、处理以及共享,无人艇可实现航向保持自主巡航功能、自主避碰功能,分布式结构保证系统可方便地搭载或变更任务模块,通过智能终端对每一个设备单独打开和关闭,实现多任务的自由切换。通过光电跟踪能稳定可靠的传输视频信息和实现目标跟踪,救生装置能按指令投射救生设备。本文通过实船试验对USV的多种功能进行试验,相比传统的计算机仿真更具说服力,为USV技术的后续研究提供了新的思路。