随着人类对资源和能源需求的不断增长,蕴藏着丰富矿物资源的海洋已成为各国竞相争夺的对象,对海洋的探索与研究也随之不断深入。无人船,作为未来海洋作业中重要的平台,其相关技术的研究就显得尤为重要。双目立体视觉技术作为机器视觉的重要形式之一,使用双目视觉摄像机分别从两个不同的位置获取目标物体的两张不同的图像,基于视差的基本原理并通过对两张图像对应点之间的位置偏差进行计算,获得对应目标物体的3D立体信息的一种重要方法。本文研究的主要内容是无人船在航行过程中基于双目立体视觉技术的避障问题。首先通过在无人船上安装双目立体视觉系统,来获取前方视频图像数据,并通过船载工控机进行实时计算处理,包括双目标定、立体匹配、深度重建、目标检测等来获取无人船前方信息,确保航行安全。同时还创新地提出了一种“栅格”避障决策算法,通过对障碍物目标进行分析处理,将视差图进行栅格划分,得到无人船避碰操作所需要的转向角,并利用闭环成形滤波算法所设计的无人船PD航向跟踪控制器,来控制无人船完成局部危险避碰。通过对本文设计无人船双目立体视觉系统和PD航向跟踪控制器进行试验验证,结果表明,无人船双目立体视觉系统可以对前方危险目标信息进行实时检测,快速准确发现并识别影响航行安全的危险目标,及时控制无人船执行避障操作,同时对本文设计的无人船PD航向跟踪控制器应用MATLAB仿真工具进行试验验证,结果显示其航向跟踪效果良好,符合无人船在进行避障试验过程中对航向的控制要求。