一种无人水面艇折线路径跟踪控制系统及方法

本专利属于智能无人艇技术领域，针对现有路径跟踪方法实用性较差、鲁棒性和智能化水平较低等问题，设计更加契合航海实践的折线路径跟踪控制系统及方法，显著提升了路径跟踪质量，增进了水面船艇航行的智能化水平。

本专利技术已应用于水面巡逻、自主巡航、海洋测绘等领域，切实增进了海事监管能力，推动了船舶工业和航运业智能化发展进程，服务了海洋强国、交通强国战略。

浙江嘉蓝海洋电子有限公司使用本专利技术后，切实提升了船舶航行集成平台、无人船艇等核心业务的市场竞争力，全面改善了产品智慧化水平，同时联合发布企业标准1项，提升了公司行业影响力，为占据高新技术船舶市场奠定了坚实基础。

威海天帆智能科技有限公司主营智能无人船业务，应用本专利技术后，显著提升了公司无人船产品航行稳定性，受到用户好评，同时产品在各类海洋牧场生产、监测及管理等领域发挥出了巨大作用。

广州海工船舶设备有限公司主营无人船相关业务，应用本专利技术后，提升了无人船产品在复杂水域水面巡逻、水样采集、水上安防等作业性能，自主航行能力优异，路径跟踪和巡航监管反响效果极好。

镇江元理创新科技有限公司主营无人船相关业务，应用本专利技术后，其生产的无人船在国际标模自航船模试验、水质监测等领域作用凸显，为公司无人船领域技术研发、控制系统集成和算法实现提供了有力的技术支持。

一、经济效益

经核算，本专利技术共产生1.8亿元销售额，创造直接经济效益6650万元。本专利技术有效保障了水面船艇安全、经济、高效和自主地航行，应用价值巨大，可进一步运用于在水上应急救援、水面监测侦察、水文探测、水质釆样等领域，市场前景广阔。

二、社会效益

随着新一代信息技术的兴起，全球船舶工业、航运业迎来了新一轮的发展契机。无人水面船艇已成为全球主流国家竞相争逐的战略要地。美、英、法、日、韩等国斥巨资以抢占无人水面船艇路径规划、路径跟踪、自主避碰等系列技术领域高地，我国紧随其后处于并跑阶段。我们需清醒地认识到，路径跟踪等系列核心技术引进不来，是制约无人船艇发展的卡脖子技术，其关键技术的突破，如应用到各类船艇上，必将为航运业和船舶工业带来千亿级产业，助力我国引领世界行业发展潮流。

航海实践中路径由系列转向点连接而成，形成折线路径。现有的路径跟踪方法存在实用性差、鲁棒性和智能化水平偏低等问题，为切实服务航海实践路径跟踪需求，本发明提供了一种无人水面艇折线路径跟踪控制系统及方法，保障了无人水面艇高精度跟踪预设路径，提升了水面船艇航行的安全性、经济性和智能化水平。

经测算，水面船艇使用本专利所设计的系统后，其路径跟踪效率提升了30%以上，跟踪路径缩短5%以上、跟踪误差不超过1. 3m,单艘船艇搭载本专利技术所需改造费2万元以内，其航行安全性得到了极大改善。

同时，本专利技术以无人水面艇为载体，可应用于多种领域。如：

水上应急搜救：能有效减少在船人员、增进航行安全性能，执行危险水域燃爆、溢油、碰撞等场景作业，快速、高效、自主地完成作业任务，替代传统人力救援模式，提高救援效率和质量，保障人民群众的生命和财产安全。

海洋探测：服务海洋强国战略，水面船艇可承担海岸测绘、海岸环境监测、海洋气象预报、海洋生物研究、通信中继、海洋资源勘探与开发等任务。