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龙图腾网获悉哈尔滨工程大学申请的专利一种输水隧洞检测AUV的节能规划系统及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：CN117519259B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12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：202311478287.4，技术领域涉及：G05D1/485；该发明授权一种输水隧洞检测AUV的节能规划系统及方法是由孙玉山;张力文;祁彧;谭杰辉;刘湛设计研发完成，并于2023-11-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种输水隧洞检测AUV的节能规划系统及方法在说明书摘要公布了：本发明提出了一种输水隧洞检测AUV的节能规划系统及方法，分析了隧洞检测AUV能耗，将能耗划分为可控能耗和可变负载能耗，从可变负载能耗和可控能耗两方面分别建立了隧洞检测AUV在输水隧洞中的能耗模型，并提出了综合时间最短和减少控制计算量的节能方案，展开了推进器推力曲线实验，获得了推进器在AUV的推力与功率之间关系，并用四次函数拟合得到了推进器功率曲线模型。

本发明授权一种输水隧洞检测AUV的节能规划系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种输水隧洞检测AUV的节能规划系统的节能规划方法， 所述规划系统包括水面监控系统和水下控制系统； 所述水面监控系统是运行在上位机上的图形化控制模块，用于显示隧洞检测AUV的状态信息、设置参数或发送指令； 所述水下控制系统是运行在隧洞检测AUV上的嵌入式计算机PC104模块和基于STM32的驱动控制模块，用于执行具体的功能模块和硬件驱动，水面监控系统和水下控制系统之间通过通信模块进行数据传输； 所述嵌入式计算机PC104模块用于AUV内部的嵌入式计算机系统：采用了两个PC104模块，分别负责不同的功能；一个PC104模块作为任务控制器，执行航位推算、推力分配、定位控制和路径规划，并接收和处理各个传感器信息；另一个PC104模块作为数据处理器，处理侧扫声呐反馈给隧洞检测AUV的大量数据信息，并通过网络信号传递给任务控制器； 所述基于STM32的驱动控制模块用于AUV内部的控制和执行机构：负责产生隧洞检测AUV的推进器和舵机执行机构以及各传感器的开关控制信号，并与任务控制器进行通信；其特征在于： 所述方法具体包括以下步骤： 步骤1，分析隧洞检测AUV能耗，将能耗划分为可控能耗和可变负载能耗；建立隧洞检测AUV的能耗模型； 步骤2，分析隧洞检测AUV的运动阶段及其对应的力学模型； 步骤3，增加隧洞检测AUV的限制条件； 步骤4，通过对隧洞检测AUV执行任务时的运动状态、受力状态以及能耗情况的分析，对隧洞检测AUV的能耗进行建模，得到综合时间最短和减少控制计算量的节能方案； 隧洞检测AUV在水下执行任务时，需要根据任务需求和环境条件调整其速度和方向；在速度变化过程中，隧洞检测AUV的运动可以分为三个阶段：隧洞检测AUV进行加速运动、隧洞检测AUV保持匀速运动和隧洞检测AUV进行减速运动；这三个阶段的力学模型和能量转换机制不同，因此需要分别进行分析； 在加速运动阶段，隧洞检测AUV通过推进器将电池提供的电能转化为推力，或利用水流使自身获得动能；在保证任务完成的前提下，利用水流作为推力来减小隧洞检测AUV推进器使用时间的方式来降低加速过程中的能耗； FT+Fw＝ma2 其中FT为推进器对隧洞检测AUV的作用力，FW为水流对隧洞检测AUV的作用力，m为隧洞检测AUV的质量，a为隧洞检测AUV的加速度； 在匀速运动阶段，隧洞检测AUV通过推进器维持其所需的速度，并平衡水流对其施加的阻力；当隧洞检测AUV需要与水流保持相同或相近的速度时，则可以停止或减少推进器工作，利用水流带动其前进，从而节省能耗； FT＝Fw3 在减速运动阶段，隧洞检测AUV通过调节推进器方向或关闭部分推进器来降低其速度，并消耗自身的动能；缩短减速过程中所需时间和距离，避免过多地消耗能量； FT-Fw＝ma4 根据功率和能量的关系，推进器所做的功，即它所消耗的能量为功率对时间进行积分，推进器产生的推力是由作用在隧洞检测AUV的力F减去水流对隧洞检测AUV的作用力Fw后得到，则可变能耗模型为： P2＝Pzt·n9 其中，W2为可变功耗，P2为推进器功耗，n为此方向上推进器布置个数；Pzt为主推进器功率，F为AUV受到的水流和推进器的合力。

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