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龙图腾网获悉大连海事大学申请的专利一种基于分布式模型预测控制的欠驱动无人艇避障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：CN121541637B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-08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：202511583074.7，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权一种基于分布式模型预测控制的欠驱动无人艇避障方法是由梁霄;马传可;刘殿勇;孙晨硕;成昕原;于长东;宋彦孔;李巍设计研发完成，并于2025-10-31向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于分布式模型预测控制的欠驱动无人艇避障方法在说明书摘要公布了：本实施例公开了一种基于分布式模型预测控制的欠驱动无人艇避障方法，通过单桨单舵欠驱动无人艇运动学模型与动力学模型，建立考虑了动态障碍物避让代价的代价函数；并且建立基于所述代价函数的目标函数和约束函数，对所述目标函数进行求解，获取无人艇的最优控制输入，以实现欠驱动无人艇的避障。本发明通过对动态障碍物信息包括邻居无人艇进行充分利用，据此获得无人艇的最优控制输入，使得无人艇在执行任务时，能够具有较高的避障精度，有效提升多艇系统在复杂环境中的自主避障能力。

本发明授权一种基于分布式模型预测控制的欠驱动无人艇避障方法在权利要求书中公布了：1.一种基于分布式模型预测控制的欠驱动无人艇避障方法，其特征在于，包括如下步骤： S1：建立单桨单舵欠驱动无人艇的运动学模型和误差动态模型，以根据所述误差动态模型，获取差分后的运动学模型； S2：建立单桨单舵欠驱动无人艇的动力学模型，以获取差分后的动力学模型； S3：根据所述运动学模型与动力学模型，建立考虑了包括邻居无人艇的动态障碍物的避让代价的代价函数； S4：建立基于所述代价函数的目标函数，并根据所述差分后的运动学模型和差分后的动力学模型，建立约束函数，以对所述目标函数进行求解，获取无人艇的最优控制输入，进而实现欠驱动无人艇的避障； 所述代价函数表示如下： 其中， 式中：表示跟踪误差代价；表示模型预测控制的预测时域；表示离散时间步的索引编号；表示横向跟踪误差权重系数；表示模型预测控制第个离散时间步的横向跟踪误差；表示欧几里得范数；表示航向角误差权重系数；表示无人艇第个离散时间步的航向角误差；表示速度权重系数；表示无人艇在运动坐标系下第个离散时间步的纵向速度；表示无人艇的期望纵向速度； 式中：表示控制输入代价；表示纵向推力权重系数；表示模型预测控制第个离散时间步的纵向推力；表示转艏力矩权重系数；表示模型预测控制第个离散时间步的转艏力矩； 式中：表示控制平滑代价；表示纵向推力变化权重系数；表示转艏力矩变化权重系数； 式中：表示障碍物避让代价，包括静态障碍物避让代价与动态障碍物避让代价；表示静态障碍物避障权重系数；表示模型预测控制第个离散时间步无人艇与静态障碍物的距离；表示避免距离为0时出现数值奇异的正数；表示动态障碍物避障权重系数；表示模型预测控制第个离散时间步与预测第个离散时间步的动态障碍物的欧式距离； 式中：表示用于维持艇与艇之间的空间关系的艇间吸引代价；表示当前无人艇的邻艇编号；表示当前无人艇的邻艇数量；表示当前无人艇与第艘无人艇之间吸引代价的权重系数；表示当前无人艇与第艘无人艇在第步的欧氏距离；表示当前无人艇与第艘无人艇之间的期望距离。

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