我国是贝类养殖大国,海洋贝类养殖产量约占海水养殖总产量的80%并且贝类的年产量逐年增长,2015年我国海水养殖贝类产量约1316.55万t。其中贝类采捕是贝类养殖的重要环节,随着贝类产量的增加传统的采捕方式暴露出了一些问题。传统作业方式因海底环境的多变性与未知性对海底环境和采捕设备造成了一定程度的影响。为海下采捕设备添加智能避障技术将有效地提高工作效率,减小对海底贝类养殖区生态环境和设备的损害。针对海下采捕设备工作过程中对工作路线、工作环境不可预测造成采捕效率下降、设备损坏以及海底贝类养殖区生态环境破坏等问题,本文开展了贝类采捕海下智能避障系统的研究。论文主要完成了采捕设备行走系统设计和采捕设备避障系统设计,并对采捕设备行走避障系统初步试验研究。采捕设备避障行走系统设计,通过分析计算海底工作环境中的各种参数,如海底底质、接地比压等泥土性质,并结合采捕行走机构自身因素,选定履带式行走机构作为采捕设备行走系统的行走方式;考虑工作过程中海底环境和噪音干扰等状况,选用超声波探测为该采捕设备的主要探测方式。针对海下特殊工作环境设计完成了采捕设备小型样机行走系统的硬件部分,包括驱动轮、支重轮、导向轮、支架等结构,整体尺寸为60cm×38cm×32cm、重约30kg。采捕设备避障系统采用了超声波探测、红外线等传感器,以及LabVIEW软件和NI 9201模拟输入模块、NI 9265模拟输出模块、NI cDAQ-9178机箱等硬件设备,快速建立自动测试程序进行数据采集、数据处理、数据分析以及信号滤波等处理,完成对采捕设备预定路线上的障碍物信息采集处理。系统设计的软件控制部分主要包括障碍物探测系统的设计、采捕车动态路径的选择和数据处理三部分。通过使用LabVIEW软件编写信息采集子模块(DAQ.vi)、信号发生子模块(ConFig.ure Simulate Signal.vi)以及信号调整子模块等子程序,分别完成了采捕设备行进过程中障碍物的探测、对所收集信号的处理和对采捕设备运动路线的控制。通过在实验室水槽(8m×1m×0.8m)中安放不同的障碍物,对采捕设备进行行走系统的初步试运行、行走机构越障特性的测试、对前方障碍物的识别能力分析以及避障试验等初步试验研究。试验结果表明,拥有智能避障系统的采捕行走机构达到了如下性能1)可以在水下保持匀速平稳的行走;2)可以越过垂直高度为13cm以下的障碍物并保持正常行走;3)可以探测到5m以内的障碍物,并接收到障碍物信息误差可达1%;4)可根据探测信息确定避障行走路线。