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龙图腾网获悉上海交通大学申请的专利一种基于领导者协同的多无人船编队的严格安全控制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：CN115903800B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29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：202211409769.X，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权一种基于领导者协同的多无人船编队的严格安全控制方法是由张卫东;郑建文;吴文涛;张义博;谢威;胡小波;李常伟;熊明磊;裴海龙;褚德英设计研发完成，并于2022-11-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于领导者协同的多无人船编队的严格安全控制方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于领导者协同的多无人船编队的严格安全控制方法，包括以下步骤：搭建水面无人船编队仿真平台；建立无人船地球坐标系模型；获取无人船姿态信息，输入速度估计模块，得到实际速度、实际艏摇角速度以及外部环境总扰动，并代入无人船地球坐标系模型；建立基于领导者协同控制的标称控制器，利用无人船地球坐标系模型，确定严格安全控制策略；获取环境障碍物的信息，建立无人船运动安全集；利用二次型优化对严格安全控制策略进行校正，求解最优速度和艏摇角速度，将校正后的严格安全控制策略应用于多无人船编队的包含操纵作业任务。与现有技术相比，本发明具有能够实现多种动态及静态障碍物实时避碰、控制精确度高等优点。

本发明授权一种基于领导者协同的多无人船编队的严格安全控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于领导者协同的多无人船编队的严格安全控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 搭建水面无人船编队仿真平台； 建立无人船地球坐标系模型； 获取无人船姿态信息，输入速度估计模块，得到实际速度、实际艏摇角速度以及外部环境总扰动，并代入无人船地球坐标系模型，所述姿态信息包括无人船的位置和航向； 建立基于领导者协同控制的标称控制器，利用无人船地球坐标系模型，确定严格安全控制策略； 获取环境障碍物的信息，建立无人船运动安全集； 基于无人船运动安全集，利用二次型优化对严格安全控制策略进行校正，求解最优速度和艏摇角速度，将校正后的严格安全控制策略应用于多无人船编队的包含操纵作业任务； 所述速度估计模块为三阶状态观测器，分别估计无人船在地球坐标系下的实际速度qi，实际艏摇角速度ri以及外部环境总扰动ζib： 其中，和三者为ηi，θi和ζib的估计值，ηi是第i艘无人船位置和航向，qi是第i艘无人船在地球坐标系下的速度，ri为第i艘无人船的艏摇角速度，ζib表示外部环境总扰动；是观测系数；τib是地球坐标系下标称控制输入； 所述建立基于领导者协同控制的标称控制器包括设计针对多个欠驱动无人船的严格安全有限时间制导律，即严格安全控制策略，和针对多个虚拟领导者的有限时间路径更新律； 为实现领导者之间的协同，驱动每个领导者完成以下两个任务： 速度参数在有限时间内收敛于预设的速度值vs，使领导者保持预设的编队速度； 路径参数θk收敛于预设的超级领导者协同参数Θk，使所有领导者的相对位置时刻处于预配置的范围要求之内； 所述针对多个虚拟领导者的有限时间路径更新律具体为： 编队中每艘无人船追踪由对应领导者和相邻无人船所确定的凸包完成，同时第k个领导者按照预设定参数化路径pkrθk移动，以实现路径引导下的协同控制，对于第k个领导者，其速度参数的更新律为： vs为预设的速度值，超级领导者以预设的速度vs航行，即k＝0时，χk为协同误差，定义为： 其中，为调谐增益，ek为路径误差， Θkl为领导者之间的误差，表示取整，为与第i艘无人船相邻的无人船集合，为与第i艘无人船相邻的领导者集合，aij为布尔型无人船编队通讯系数，当第i艘可以接收第j艘无人船的通讯信息时，aij＝1，当第i艘无法接收第j艘无人船的通讯信息时，aij＝0。

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