上海理工大学周成龙获国家专利权
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龙图腾网获悉上海理工大学申请的专利水下潜航器控制障碍约束的模型预测运动规划方法及系统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：CN121577044B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-01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：202610070677.5，技术领域涉及：G01C21/20；该发明授权水下潜航器控制障碍约束的模型预测运动规划方法及系统是由周成龙;陈铭治;朱大奇;冯丽明;李鸿飞;陈琦;庞文;张运豪设计研发完成，并于2026-01-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本水下潜航器控制障碍约束的模型预测运动规划方法及系统在说明书摘要公布了：本发明提供了水下潜航器控制障碍约束的模型预测运动规划方法及系统，涉及水下潜航器在狭窄水道中的安全避碰运动规划技术领域。本发明针对狭窄水道复杂海流环境及多艘水下潜航器协同场景，通过深度神经网络生成神经可达性场实现全局路径引导，结合非线性控制障碍函数CBF构建动态避障地图，并嵌入与《国际海上避碰规则》一致的修正器，确保安全交汇与规则遵守。本发明较传统技术安全距离提升2‑3倍，多艘水下潜航器协同最小间距达0.82米，且实时性满足0.2秒级要求，显著增强了水下潜航器在动态环境中的运动规划能力与合规性。
本发明授权水下潜航器控制障碍约束的模型预测运动规划方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种水下潜航器控制障碍约束的模型预测运动规划方法，其特征在于，所述方法包括： 构建水下潜航器运动学模型和动力学模型； 基于所述运动学模型和动力学模型，构建运动规划的模型预测控制MPC框架，表达式如下： 模型预测控制MPC的构建能够同时优化速度指令，满足避障约束条件，并利用神经可达性场进行全局引导；能使到达时间最小化的同时又能满足动态约束的运动序列； 式中，J表示目标函数，表示水下潜航器运行过程中的位姿，表示，表示第步的控制输入速度，表示速度集合，和分别代表预测时域和控制时域，而是在点，处的神经可达性值；用于权衡引导成本，而则对偏差从0.01开始进行惩罚；设置为1000，这使得优化目标函数时优先满足控制李雅普诺夫函数不等式；当控制李雅普诺夫函数约束发生冲突时，才会激活；设置为0.01，用于控制可达性值的期望下降；函数是非线性控制障碍函数对避障安全性的编码；松弛量0,1软化了非线性控制障碍函数约束，以保持可行性，同时对不等于0.01时进行惩罚，并限制1。
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