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龙图腾网获悉集美大学申请的专利基于势场的船舶航行预警方法、设备、介质及产品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：CN121747368B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21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：202610236393.9，技术领域涉及：G08G3/02；该发明授权基于势场的船舶航行预警方法、设备、介质及产品是由杨神化;黄泽洋;陈国权;王浦;谢道顺;杨晨铮设计研发完成，并于2026-02-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于势场的船舶航行预警方法、设备、介质及产品在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于势场的船舶航行预警方法、设备、介质及产品，该方法包括：获取船舶状态、静态障碍集合、航行规则集合以及环境扰动与不确定性信息；将信息进行无量纲化尺度统一与风险映射归一化；基于轨迹点到静态障碍集合的最短距离和安全余度的差，获得船舶在当前轨迹点的静态环境势场；基于目标船状态与相对运动紧迫性构建动态交互势场；基于会遇态识别结果触发航行规则并生成规则约束构建规则约束势场；基于不确定性信息对安全余度进行膨胀修正构建不确定性修正势场；融合得到总势场；根据总势场获得风险指数与预警等级。该技术方案基于可计算的多维安全势场实现风险预警，在复杂水域与多船会遇条件下提升合规性、稳定性与鲁棒性。

本发明授权基于势场的船舶航行预警方法、设备、介质及产品在权利要求书中公布了：1.一种基于势场的船舶航行预警方法，其特征在于，包括： S1，获取本船状态、目标船状态、静态障碍集合、航行规则集合以及环境扰动与不确定性信息；所述本船状态和目标船状态包括船舶的地固坐标、航向和速度；其中，静态障碍包括如下中的一项或多项：航道边界、岸线、浅滩、礁石、桥墩和港池结构物；所述环境扰动与不确定性信息包括针对风浪流估计、能见度、传感误差和或执行误差进行统计获得的估计协方差或标准差的集合； S2,使用所选取的长度标度、速度标度与时间标度，将步骤S1获得的本船状态、目标船状态、静态障碍集合、航行规则集合以及环境扰动与不确定性信息进行无量纲化处理，得到无量纲状态量与由无量纲状态量导出的无量纲指标；所述无量纲指标包括：无量纲距离指标、无量纲时间指标以及无量纲不确定性尺度；并将所述无量纲指标输入风险映射函数进行归一化； 其中，针对任一无量纲指标s的风险映射函数为： ； 其中，为无量纲指标s对应的无量纲参考值，为大于0的增益系数；表示非线性饱和函数或激活函数； S3，基于轨迹点到静态障碍集合中静态障碍的最短距离和预设的安全余度的差，使用所述风险映射函数确定轨迹点的静态风险，并根据静态风险和预定的对数势能变换公式获得船舶在轨迹点的静态环境势场； 其中，所述预定的对数势能变换公式为：； 其中，所述为在步骤S2确定的长度标度L下得到的无量纲最短距离，所述为在所述长度标度L下得到的无量纲安全余度； 其中，； ； 其中，为预定的极小正数，为针对指标s的静态环境势场， 为针对所述最短距离的静态环境势场； S4，基于两船相对运动的紧迫性指标和预设的交互安全距离，获得本船与每一目标船的交互风险，根据交互风险和所述预定的对数势能变换公式获得本船与每一目标船的动态交互势场，并通过预定的多目标加权融合的方式获得本船与所有目标船的动态交互势场；所述紧迫性指标包括通过所述长度标度L下得到的两船的无量纲最近点距离和无量纲到达最近点时间； S5，基于本船与每一目标船的会遇态识别结果触发航行规则，生成针对目标船的规则约束集合；并基于控制量及所述规则约束集合构造允许机动集合及禁止机动集合，进而构造目标船对应的距离型违规度；然后根据与预定的对数势能变换公式获得目标船的规则势场分量，并通过对所有目标船的规则势场分量进行加权融合获得本船针对所有目标船的规则约束势场；所述控制量包括偏航角速度与纵向加速度；其中： ； 其中，为惩罚系数；表示目标船对应的紧迫性权重，为目标船的总数目；表示违反的深度，其中，当时，；否则，；表示控制量与允许机动集合的最小欧氏距离； S6，基于所述环境扰动与不确定性信息，对距离类指标进行修正，获得修正后的有效距离，并在距离类风险映射中使用所述替换所述距离类指标以获得不确定性修正势场；其中： 其中，为经步骤S2无量纲化处理后的距离类指标；为置信系数； S7，将所述静态环境势场、所述动态交互势场、所述规则约束势场和所述不确定性修正势场按照预定的权重加权融合，得到总势场； S8，将t时刻的总势场通过指数饱和或Sigmoid函数映射为风险指数，，并通过比较风险指数与预设风险指数阈值的值来输出预警等级。

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