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龙图腾网恭喜山东省科学院海洋仪器仪表研究所申请的专利一种水面无人艇编队路径规划方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119987381B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-01发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510457450.1，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权一种水面无人艇编队路径规划方法是由孙泽强;万俊贺;李俊晓;杨德龙;李辉;谢思意;刘岩设计研发完成，并于2025-04-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种水面无人艇编队路径规划方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种水面无人艇编队路径规划方法，涉及编队路径规划技术领域，包括将地图栅格化处理，调整初始无人艇编队队形，确定领航者起点和终点信息，确定动态障碍物的位置和静态障碍物的信息；向A‑Star算法的启发式函数中引入衰减系数，并采用改进的A‑Star算法进行路径规划；通过自适应选择控制点的贝塞尔曲线进行路径平滑处理；引入改进的动态窗口法进行动态局部避障；根据初始无人艇编队队形及编队中跟随者位置，结合领航者全局路径，生成跟随者规划路径，且跟随者保持与领航者相同的速度和偏转角度。本发明确保了领航者的路径规划的最优性，也保证了跟随者能够实时适应性调整，有效提高了编队路径规划的效率、稳定性和实用性。

本发明授权一种水面无人艇编队路径规划方法在权利要求书中公布了：1.一种水面无人艇编队路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1，将地图栅格化处理，调整初始无人艇编队队形，确定无人艇编队的领航者起点和终点信息，确定动态障碍物的位置和静态障碍物的信息； 步骤2，向A-Star算法的启发式函数中引入衰减系数，并采用改进的A-Star算法进行路径规划； 步骤3，通过自适应选择控制点的贝塞尔曲线进行路径平滑处理； 步骤4，引入改进的动态窗口法进行动态局部避障，生成领航者全局路径； 步骤5，根据初始无人艇编队队形及编队中跟随者位置，结合步骤4所得的领航者全局路径，生成跟随者规划路径，且跟随者保持与领航者相同的速度和偏转角度； 所述步骤5中，采用步骤4所述的动态窗口法进行跟随者动态局部避障，当障碍物之间距离小于无人艇编队队形尺寸时，对不同无人艇设置避障优先级，确保无人艇编队中无人艇按顺序通过; 所述步骤2中A-Star算法的启发式函数具体为： ; ; 其中，是总代价函数；表示从起始点到节点的代价函数；表示从节点到目标节点的启发式评价函数；表示结合高斯函数构造的衰减系数，用于动态调整启发式函数的权重比；和是相关参数; 所述步骤4中动态局部避障具体包括： 步骤4.1，建立无人艇运动学三自由度模型： ; ; 其中，,表示欧拉角向量；表示其角速度向量；表示转换矩阵；表示无人艇相对于惯性坐标系的偏转角； 步骤4.2，基于步骤4.1所得的无人艇运动学三自由度模型进行速度采样； 步骤4.3，根据步骤4.1所得的无人艇运动学三自由度模型及步骤4.2所得的速度，在每个时间步长内，更新下一时刻的无人艇位置和航向角，选定一个时间段T，在每个时间间隔a不断采样，生成预测轨迹； 步骤4.4，对步骤4.3生成的预测轨迹，通过评价函数进行评价，评价函数表达式为： ; ; ; 其中，表示当前轨迹的朝向偏差；表示距离障碍物的最小距离；表示平滑性代价；表示到达目标的时间代价；表示当前无人艇与编队预期位置的距离偏差；表示当前无人艇与其他成员的速度误差；表示权重系数；是领航者当前速度组合预测出的下一个位置；表示根据编队结构与领航艇位置计算出的理想队形位置；和是当前速度组合的线速度和角速度，和是前导艇的速度参考值; 所述步骤4.2中可采样的速度空间： ; ; ; ; ; 其中，和分别表示无人艇的最小线速度和最大线速度；和分别表示无人艇的最小角速度和最大角速度；和表示当前时刻的线速度和角速度的值；和分别表示无人艇的最大线加速度和最大角加速度；表示当前速度下对应的模拟轨迹与周围障碍物之间的最近距离；表示无人艇与动态障碍物之间的距离，表示无人艇与周围静态障碍物的距离。

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