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龙图腾网获悉华南理工大学;广船国际有限公司申请的专利一种无人艇自主航行性能测试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：CN116353789B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18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：202310403286.7，技术领域涉及：B63B71/00；该发明授权一种无人艇自主航行性能测试系统及方法是由洪晓斌;彭荣发;崔彬;饶银辉;罗浩;陈远明设计研发完成，并于2023-04-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种无人艇自主航行性能测试系统及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种无人艇自主航行性能测试系统及方法，所述系统由基于热成像图像采集模块的测试场、可设定温度的标志模块和岸基数据处理及控制可视化平台组成。首先通过在测试场四角布置热成像摄像机和在被测无人艇上布置球形标志物；然后设定球形标志物温度，使其温度有异于环境温度，便于热成像摄像机能清晰拍摄到其形状；接着，无人艇按测试预设航线行驶，各热成像摄像机对航行中的无人艇球形标志物进行连续拍摄；之后，利用球形标志物在各热成像摄像机拍摄到的图像中的像片坐标的改变来求解无人艇实际位置的改变，并记录无人艇实际航行轨迹；最后通过分析无人艇实际航行轨迹来评价无人艇自主航行性能的优劣。

本发明授权一种无人艇自主航行性能测试系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种无人艇自主航行性能测试系统，其特征在于，所述系统包括：基于热成像图像采集模块的测试场、可设定温度的标志模块和岸基数据处理及控制可视化平台； 基于热成像图像采集模块的测试场，设立热成像图像采集模块，并通过该模块选定搭载热成像摄像机的焦距、视场角及其安装高度和安装角度，使采集到的图像清晰度满足图像坐标解算要求； 可设定温度的标志模块，安装于被测无人艇上，由球形标志物和温度控制模块组成，用于观测以及设定和控制球形标志物的表面温度； 岸基数据处理及控制可视化平台，对球形标志物图像信息进行采集，求解出无人艇的实际位置，对无人艇的路径跟踪性能和自主避障性能进行评价；以及实现路径跟踪的航迹误差可视化； 基于热成像图像采集模块的测试场为一块矩形的测试水域，并在测试场的四个角分别设立热成像图像采集模块；热成像图像采集模块根据测试水域的大小选定搭载热成像摄像机的焦距、视场角及其安装高度和安装角度； 所述热成像图像采集模块具体包括：热成像摄像机、工控机以及通信电台；热成像摄像机将采集到的无人艇的热成像图像经由网线直接传输至工控机，工控机基于热成像图像计算出无人艇上的球形标志物的图像坐标，附上时间戳后打包成报文段，通过通信电台回传至岸基数据处理平台； 所述可设定温度的标志模块安装在被测无人艇上，由球形标志物和温度控制模块组成；球形标志物竖立安装于无人艇高处，便于观测；温度控制模块用于设定和控制球形标志物的表面温度，以使热成像摄像机从环境温度中区分出标志物的形状和位置； 利用球形标志物在各热成像摄像机拍摄到的图像中的像片坐标来求解无人艇的实际位置坐标，并通过连续拍摄来跟踪和获取无人艇实际航行轨迹，具体包括： 根据热成像摄像机的光路方程有： 式中，x、y为标志物在热成像摄像机拍摄到的图像中的像片坐标；X、Y、Z为标志物在测试场中的实际位置坐标；Δx、Δy为热成像摄像机物镜的非线性畸变；l1,l2,...,l11为光路方程系数；可取 Δx＝k1x-x0r23 Δy＝k1y-y0r24 其中，k1为畸变比例系数，x0、y0为像主点在图像中的坐标，其可由如下公式求得： 在测试场不同位置放置多个已知实际坐标的标志点，各热成像摄像机对已知实际坐标的标志点进行拍摄，并获取其像片坐标；将各标志点的像片坐标和实际坐标分别代入1-7式中，求解出l1,l2,…,l11和k1这12个系数的具体数值，从而完成热成像摄像机的光路标定；标定后，由1～7式便可确定像片坐标x、y和实际位置坐标X、Y、Z间的一一对应关系； 各热成像摄像机对无人艇上的标志物进行拍摄，并获取其像片坐标；将像片坐标代入标定好的式1-7式中，便可求解出标志物的实际坐标；通过连续拍摄获取无人艇的实际航行轨迹； 所述岸基数据处理及控制可视化平台包括无人艇航行位置解算模块、自主航行性能评价模块和三维可视化模块； 所述无人艇航行位置解算模块通过测试场布置的四个热成像摄像机对被测无人艇的球形标志物进行图像信息采集，并根据采集到图像求解出无人艇的实际位置； 自主航行性能评价模块，根据无人艇航行位置解算模块获得的数据，对无人艇的路径跟踪性能和自主避障性能进行评价，其中路径跟踪方面的评价指标为实际航迹与期望航迹的交叉误差和艏向角误差；自主避障方面的评价指标为反应距离、回归距离和避障时间； 三维可视化模块，基于无人艇航行位置解算模块的信息，对无人艇的实际航行轨迹进行实时显示，同时对比设定的期望航迹，实现路径跟踪的航迹误差可视化。

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