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龙图腾网获悉中北大学申请的专利一种用于欠驱动自主水下机器人的三维路径跟踪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：CN119937566B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28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：202510118420.8，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权一种用于欠驱动自主水下机器人的三维路径跟踪方法是由何隆;张亚;李世中;李波设计研发完成，并于2025-01-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于欠驱动自主水下机器人的三维路径跟踪方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种用于欠驱动自主水下机器人的三维路径跟踪方法，方法包括：初始路径规划、路径优化、构建机器人运动模型、控制律设计和实时调整。本发明属于于水下机器人技术领域，具体是指一种用于欠驱动自主水下机器人的三维路径跟踪方法，本方案路径优化，具体为将路径表示为粒子的位置，在路径优化的过程中更新生产者的位置、搜刮者的位置、拾荒者的位置以及预警麻雀的位置，更新麻雀的速度和位置，得到路径最优值，提高机器人跟踪性能；采用定义路径跟踪误差，确定控制律目标，设计虚拟目标的的速度控制律和角速度控制律，计算参数自适应律，根据自主水下机器人的状态实施调整控制律，解决自主水下机器人偏离曲线轨迹的问题。

本发明授权一种用于欠驱动自主水下机器人的三维路径跟踪方法在权利要求书中公布了：1.一种用于欠驱动自主水下机器人的三维路径跟踪方法，其特征在于：该方法包括以下步骤： 步骤S1：初始路径规划，具体为确定自主水下机器人执行任务的目标，进行环境数据收集，确定初始路径点，对路径进行平滑处理； 步骤S2：路径优化，具体为将路径表示为粒子的位置，在路径优化的过程中更新生产者的位置、搜刮者的位置、拾荒者的位置以及预警麻雀的位置，更新麻雀的速度和位置，得到路径最优值； 步骤S3：构建机器人运动模型，具体为构建自主水下机器人的运动学模型和动力学模型； 步骤S4：控制律设计，具体为定义路径跟踪误差，确定控制律目标，设计虚拟目标的的速度控制律和角速度控制律，计算参数自适应律，根据自主水下机器人的状态实施调整控制律； 步骤S5：实时调整； 所述路径优化，包括以下步骤： 步骤S21：将路径表示为粒子的位置； 步骤S22：更新生产者的位置，所用公式如下： ； 式中，t表示迭代次数索引，表示第t+1次迭代后生产者的位置，表示第t次迭代后的生产者位置，Q是从正态分布中提取的变量，取值的随机性为生产者位置的更新引入一定的不确定性，表示告警值，ST表示安全阈值，告警值小于等于安全阈值属于安全情况，告警值大于安全阈值属于危险情况； 步骤S23：更新搜刮者的位置，所用公式如下： ； 式中，表示在t+1次迭代时搜刮者的位置，反映了搜刮者在不同迭代阶段位置的动态变化，表示在t次迭代时搜刮者的位置，生产者占据的最优位置，表示第t次迭代后的最差位置，n表示搜刮者的总数，L表示调整搜刮者位置更新幅度； 步骤S24：更新拾荒者的位置，所用公式如下： ； ； 式中，表示第t+1次迭代拾荒者的位置，表示第t次迭代拾荒者的位置，A表示每个元素都被随机分配为1和-1的矩阵，T表示矩阵的转置，表示拾荒者更新矩阵； 步骤S25：更新预警麻雀的位置，所用公式如下： ； 式中，表示预警麻雀在t+1次迭代时的位置，表示预警麻雀在t次迭代时的位置，c表示自适应系数，随着迭代次数的增加而增加，表示在第t次迭代时预警麻雀所处搜索空间中的最佳位置，表示用于调整预警麻雀位置更新的幅度，表示预警麻雀个体的适应度函数值，表示预警麻雀全局的适应度函数值； 步骤S26：更新麻雀的速度和位置，得到路径最优值，所用公式如下： ； ； 式中，表示粒子在第d维空间中第t+1次迭代时的速度，决定了粒子在下一次迭代中的移动快慢和方向，表示粒子在第d维空间中第t次迭代时的速度，c1表示粒子飞向自身历史最优位置的加速权重，c2表示粒子飞向全局最优位置的加速权重，r1和r2表示在[0，1]区间内均匀分布的随机数，表示粒子在第d维空间中第t+1次迭代时的位置，表示粒子在第d维空间中第t次迭代时的位置。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人中北大学，其通讯地址为：030000 山西省太原市尖草坪区学院路3号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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