随着人类对海洋资源需求的不断增长以及成像声纳技术的快速发展,利用成像声纳进行水下目标检测识别成为各国研究的一个重要方向。无人化、自主化是猎雷装备发展的重要方向,水下无人航行器目标自导技术是自主化猎雷必须解决的关键技术,因此针对水下无人航行器自导技术的研究迫在眉睫。本文利用前视声纳图像进行水下无人航行器自导技术研究。航行器自导主要可分为图像预处理、目标检测识别、航行器控制导引三个部分。本文的主要内容及方法如下:首先,阐述了前视声纳的工作方式及成像原理,对比声纳图像与可见光图像,分析总结了声纳图像的统计特性及目标在前视声纳图像中的特点。其次,研究适用于声纳图像的预处理方法。利用灰度分段线性变换进行图像规格化;通过滤波评价函数分析了工程应用中常用滤波方法,选择中值滤波作为本文滤波方法。再次,对本文难点目标检测识别进行了深入研究。根据前视声纳特点,提出了模板匹配与图像序列检测结合的多目标检测方法;分析传统聚类分割方法应用于声纳图像的不足之处,并对Otsu阈值分割进行多次分割及感兴趣区域分割改进;使用不变矩特征对经过轮廓信息筛选后的疑似目标进行识别。最后,对水下无人航行器导引进行仿真。从航行器导引的原理出发,完成了航向控制器各组成部分的分析与建模;设计航向控制数学模型,并使用Simulink搭建航向控制器,在理想状态及有海流干扰的情况下进行航向控制仿真。实测数据处理及计算机仿真结果表明,本文采用的方法具有较高的水下目标检测概率,且能满足工程应用实时性要求,设计的航向控制器具有较好控制效果,能够实现水下无人航行器的精确导引。本文的研究成果为无人自主猎雷技术奠定了良好的基础。