农业机械学报

作者：王文良，刘晓阳，印长坤，赵和鸣，陈启俊，张家旭，张海光，李国栋，王魏，林远山

单位：大连海洋大学,大连海洋大学,大连海洋大学,大连海洋大学,大连鑫玉龙海洋生物种业科技股份有限公司,大连市智慧渔业重点实验室,大连市智慧渔业重点实验室,中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所,大连海洋大学,大连海洋大学,

关键词：海参;水下观测机器人;区域覆盖;密度估计;相机标定

基金：辽宁省属本科高校基本科研业务费专项资金项目(2024JBZDZ004)、2023中央财政对辽宁渔业补助项目、辽宁省重点研发计划项目(2023JH26/10200015)、辽宁省自然科学基金项目(2020-KF-12-09)、辽宁省教育厅基本科研项目(LJKZ0730、QL202016)、设施渔业教育部重点实验室开放课题(202219)、广西重点研发计划项目（桂科AB23075150）、辽宁省应用基础计划项目(2022JH2/101300187)和辽宁省科技计划联合计划项目（2024JH2/102

针对海参养殖领域传统人工盘点方法效率低、随机性强且覆盖率不足的问题，设计了一种可自主作业并能实时面积计算的水下观测机器人（ROV），旨在实现养殖区全覆盖扫描与精准生物量监测。首先，提出一种集视觉采集、运动控制、动态面积计算于一体的ROV系统框架；然后结合海参圈实际养殖场景设计基于PID的定高、定航的自主运动功能；接着依据运动学模型解算ROV位姿设计“几”字形路径规划算法，实现水下区域全覆盖，并依据相机标定参数动态计算相机扫描面积。实验结果显示，所设计的水下观测机器人垂直定位精度为±0.02m，面积计算误差小于2.31%，密度估算误差小于5%。该ROV以传感-运动-计算闭环设计，解决了水下机器人自主作业与实时面积反馈问题，为海参养殖提供了全自动、高可靠性的生物量监测方案。

来源：2025年第8期

《农业机械学报》期刊编辑部

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