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面向海参分布密度估计的水下观测机器人设计与实验

文献类型： 中文期刊

作者： 王文良 1 ; 刘晓阳 1 ; 印长坤 1 ; 赵和鸣 1 ; 陈启俊 2 ; 张家旭 3 ; 张海光 3 ; 李国栋 4 ; 王魏 1 ; 林远山 1 ;

作者机构： 1.大连海洋大学信息工程学院

2.大连鑫玉龙海洋生物种业科技股份有限公司

3.大连市智慧渔业重点实验室

4.中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所

关键词： 海参;水下观测机器人;区域覆盖;密度估计;相机标定

期刊名称： 农业机械学报

ISSN： 1000-1298

年卷期： 2025 年 56 卷 008 期

页码： 535-543,601

收录情况： EI ; 北大核心 ; CSCD

摘要： 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±0.02 m,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.

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