当前人们对海洋资源的探索和开发与日俱增,水下机器人技术也随之飞速发展。为了更优越的性能,人们加大了对仿生机器人的研究,仿生机器海豚已成为当今的研究热点之一。机器海豚可以在许多领域发挥着重要的作用,比如资源探测、泄露检测、水质检测、军事探索和攻击等。目前多数的机器海豚是采用地面站进行控制运动的,但是现阶段水下无线通信技术多数存在着一定的延迟,难以实时传输数据和控制指令。为了使机器海豚能够自主游动,可以在无人干预下完成预定路线巡游等任务,本文利用了测距、姿态、定位等传感器,结合避障控制和路径规划,设计了一种自主巡游机器海豚的控制系统。本文首先是从自主巡游机器海豚的整体需求出发,进行机器海豚的总体方案设计,并对机器海豚的动力学建模和结构设计作简要介绍。再根据机器海豚的控制系统需要,对芯片、传感器、电机和舵机等硬件进行选型,在STM32下位机中分功能模块设计相应的软件系统,并通过Lab VIEW搭建操纵与显示一体的上位机控制系统。其次,通过分析机器海豚的转向运动来决定采用模糊算法进行机器海豚避障设计,根据距离传感器探测前方障碍物的距离数据来进行模糊推理转向控制参数,使机器海豚完成避障,并通过MATLAB进行仿真测试避障算法的可靠性。接着是针对已知障碍物环境下的路径规划设计,机器海豚的工作环境通过栅格法进行建模后,利用遗传算法进行最优路径的求解,在MATLAB中对不同的障碍物环境进行仿真验证该算法的适用性。规划好路径的坐标点数据通过坐标转换为经纬度数据,导入下位机中,通过与导航模块的数据对比并通过模糊算法控制转向来实现沿路径前进。同时在上位机中设计了实际路径与规划路径的对比显示界面。针对在已经规划好的路径中存在未知障碍物的问题,本文提供了一种较低运算量的方案。将避障控制与路径控制结合使用,在沿路径前进中探测前方距离小于设定值时切换为避障控制避开未知障碍物,之后继续沿路径前进。这样提高了机器海豚巡游效率,也不会提高芯片成本。最后,将本课题所设计的机器海豚样机进行组装调试,接着在水池里进行水下测试,结果表明所设计的自主巡游机器海豚控制系统基本达到了预期的设计目标,为机器海豚的自主巡游设计提供了一定的参考意义。