随着无人艇技术的快速发展,利用无人艇执行水域勘测任务已成为当今社会一大重要需求。随着任务需求愈发复杂,任务难度不断加大,以单艘无人艇进行作业会变得效率低下,且在浅水区域或一些特殊任务环境下的狭窄区域,大型无人艇无法正常通行。针对这些问题,本文利用实验室自主研发的小型无人探测艇,提出一套基于蜂窝结构的多无人艇协同区域探测方案,具体研究工作包含如下:(1)针对环境区域划分问题,本文结合栅格法和单元分解法的优点,并借鉴蜂窝网络的思想,提出一种基于蜂窝结构的子区域划分方式,将待测环境划分成多个均匀分布的正六边形子区域,并将障碍物区域和自由区域划分开来。正六边形子区域的大小相同且相邻子区域之间的间距相同,既有利于子区域之间的衔接,也有利于后期对各无人艇的任务区域均衡分配。(2)针对区域内主体行进方式问题,根据正六边形子区域的特征以及实验室小型无人艇的结构限制,本文提出一种基于类阿基米德螺线的主体行进方式,使其不仅在正六边形子区域内有较高的覆盖率,且能保证无人艇在行进过程中探测点均匀分布,同时可以让无人艇始终以匀速率的方式行进,具有很高的能效。(3)针对多无人艇任务区域分配问题,结合待测区域以蜂窝结构划分的特点,本文提出一种基于能耗均衡的任务区域分配方式,使得各无人艇所分配的任务区域面积大小相当,在主体行进方式相同的情况下即能保证各无人艇的能耗相对均衡。(4)针对上述研究内容,在MATLAB软件环境下进行了相关算法的仿真与分析,以证明其可行性,并利用实验室自主研发的小型无人艇进行了室外初步实验。