随着我国近海沿岸经济不断快速发展,近海水面异物垃圾污染情况日益严重,对海洋生态环境造成很大影响,如何快速高效收集水面异物成为当今社会急需解决的问题。当前,人工清理水面异物操作灵活简单,但劳动强度大、效率低。而大型清理船技术成熟,工作效率高、清理量大,但结构制造复杂,经济成本高,也不适用于近海水域。本文以省级课题“深远海大型智能渔业养殖装备技术研究”（ZJW-2019-01）为项目背景,以实现近海水面异物高效清理为目的,对收集机器人的系统和路径规划技术进行了深入研究,从而研发了一款适用于近海水域的水面异物收集机器人。本文的主要研究工作如下:（1）首先通过对本课题具体的应用场景与功能需求进行研究分析,提出了基于近海水域的水面异物收集机器人的整体系统设计方案。然后根据机器人的总体系统设计方案完成了机器人的机械系统结构和控制系统的设计。接着对水面异物收集机器人的航行运动特点进行分析,建立了机器人的运动学数学模型。最后对机器人的船体结构进行静力学受力分析仿真,验证了其功能的有效性。（2）提出了一种基于改进的麻雀搜索算法应用于水面异物收集机器人的路径规划。其中利用多种策略改进麻雀搜索算法的具体步骤如下:在算法初始阶段引入自适应权重,减弱随机初始化的影响并提高算法收敛速度;采用黄金正弦算法优化发现者的位置更新公式,增强算法搜索的稳定性;结合鲸鱼气泡网捕食策略改进加入者的位置更新公式,保证种群的多样性,增强跳出局部最优的能力;将生成的路径通过简化算子路径平滑策略去除多余拐点,平滑后得到最优的路径。本文利用MATLAB仿真平台做对比实验,分析得出本文改进的路径规划算法具有更好的优异性能。（3）根据水面异物收集机器人的系统设计方案和实际应用需求,对远程遥控系统的各个硬件模块进行分析与选型,同时基于远程遥控机器人对完成收集清理工作的控制要求,并根据相关的硬件模块特点,对机器人的软件系统进行了设计,实现了基于Lo Ra无线远距离通讯控制设计,完成了机器人的人机交互操控界面设计。（4）完成机器人实物样机研制,搭建开发了远程遥控系统的硬软件实验测试平台,在近海海面实际场景中对水面异物收集机器人进行以下实验测试:水面异物收集机器人相关技术参数测试,远程操控性能测试,水面异物垃圾收集测试和航行路径测试。由实验测试结果可知:在近海水域环境中,机器人上位机与下位机远程通讯可靠,操控性能良好,达到远程遥控收集水面异物垃圾的良好效果。