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龙图腾网获悉四方智能(武汉)控制技术有限公司;北京四方继保自动化股份有限公司;四方继保(武汉)软件有限公司申请的专利基于时空同步规划的无人船决策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：CN115981320B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02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：202211667147.7，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权基于时空同步规划的无人船决策规划方法是由向伦凯;汪一;周毅;张呈;向超;熊斌;杨咏林设计研发完成，并于2022-12-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于时空同步规划的无人船决策规划方法在说明书摘要公布了：本发明涉及基于时空同步规划的无人船决策规划方法，包括以下步骤：S1、由集控后台根据用户应用要求下发任务测线或者航线，以任务测线或者航线作为决策规划的指引线；S2、从感知单元实时订阅静态障碍物列表和动态障碍物一段时间的轨迹列表；S3、构建最优控制问题：定义代价函数，运动学约束，边界条件以及碰撞约束，并求解最优控制问题；S4、控制单元订阅规划结果，将轨迹分成路径‑时间曲线和速度‑时间曲线分别进行闭环调节跟踪。本发明有效的同时处理无人船本身运动学约束、静态障碍物约束以及高度动态对象约束，并输出安全、效率和舒适的规划结果，这对于在长江大量动态货船环境下的无人测绘作业以及脏乱湖泊的水质检测作业都有很好的应用。

本发明授权基于时空同步规划的无人船决策规划方法在权利要求书中公布了：1.一种基于时空同步规划的无人船决策规划方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、由集控后台根据用户应用要求下发任务测线或者航线，以任务测线或者航线作为决策规划的指引线； S2、从感知单元实时订阅静态障碍物列表和动态障碍物一段时间的轨迹列表； S3、构建最优控制问题：定义代价函数，运动学约束，边界条件以及碰撞约束，并求解最优控制问题； S4、控制单元订阅规划结果，将轨迹分成路径-时间曲线和速度-时间曲线分别进行闭环调节跟踪； 所述步骤S3中，包括以下步骤： S301、构建最优控制问题OCP； S302、动态规划决策，同时开辟凸空间获得粗解： S303、可迭代规划优化算法； 所述步骤S301中，最优控制问题OCP的形式如下： MinimizeJzt,ut zt∈[zmin,zmax],ut∈[umin,umax],t∈[0,T] z0＝z0,u0＝u0,zT＝zT,uT＝uT hcollisionzt≤0 其中，zt表示系统状态向量，zt代表[xt,yt,θt,vt,at]，[xt,yt]表达无人船位置，θt代表无人船当前航向，vt代表无人船当前纵向速度，at代表加速度；ut＝[jerkt,ωt]，其中 所述步骤S301中，运动学约束fkinematics描述无人船状态的微分方程关系，具体形式如下： 碰撞约束hcollisionzt为无人船在规划轨迹的任何时间位置都不与静态和动态对象发生碰撞，T为规划时间； 所述步骤S301中，将非线性碰撞约束简化为盒子约束，具体形式如下： Jzt,ut为规划要求的代价函数总和，具体形式如下： 所述步骤S302中，T代表规划时间，通过将时间[0,T]划分成NT片段，每一个片段代表无人船在该时间的位置的集合，相邻两个时间片之间的时间为Δt＝TNT-1，S代表沿着测线或者航线方向Δt时间运动的里程，L代表偏离测线或者航线的位置，对S方向采样Ns段，L方向采样NL端，则每一层有节点NL×NS个，层与层之间的最大里程数为vmaxΔt； 所述步骤S303中，可迭代规划优化算法的临时OCP问题如下： zt∈[zmin,zmax],ut∈[umin,umax],t∈[0,T] z0＝z0,u0＝u0,zT＝zT,uT＝uT 所述可迭代规划优化算法的步骤如下： S303-a：初始化χ←trajcoarse,iter←0，即输入初始解以及设置迭代次数为0； S303-b：while循环，如果iter＜itermax，则执行步骤S303-c，否则执行步骤S303-e； S303-c：构建并求解临时OCP问题，得到解χ，计算运动学约束违反度量如果fpenalty小于设定裕度，则执行步骤S303-e；否则计算步骤S303-d； S303-d：将当前解χ作为下一次迭代初始解，并重新计算航行隧道，更新变量：iter←iter+1,wpenalty←αwpenaltyα＞1，然后执行步骤S303-b； S303-e：从当前解中抽出轨迹部分作为决策规划规划的最终解答。

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