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龙图腾网获悉季华实验室申请的专利一种水面机器人高精度轨迹跟踪控制方法及相关设备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：CN121364646B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-17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：202511944857.3，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权一种水面机器人高精度轨迹跟踪控制方法及相关设备是由王豪;杨鹏;邓涛;古家威;温志庆设计研发完成，并于2025-12-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种水面机器人高精度轨迹跟踪控制方法及相关设备在说明书摘要公布了：本申请属于控制技术领域，公开了一种水面机器人高精度轨迹跟踪控制方法及相关设备，所述方法包括：构建包含水面三维几何拓扑信息与水流场矢量信息的动态多模态环境地图；根据动态多模态环境地图，采用嵌入水流动力学方程约束的改进量子粒子群优化算法进行全局路径规划，并对规划得到的全局路径进行平滑参数化处理，生成参考轨迹；根据水流场矢量信息，基于流固耦合动力学模型预测流场扰动，并利用扩张状态观测器估计系统残差扰动，结合生成前馈控制量；根据实时的水流场流速与轨迹跟踪误差，自适应切换非线性模型预测控制器与自适应滑模控制器，结合前馈控制量，生成控制指令以驱动水面机器人跟踪参考轨迹；从而实现了高精度轨迹跟踪控制。

本发明授权一种水面机器人高精度轨迹跟踪控制方法及相关设备在权利要求书中公布了：1.一种水面机器人高精度轨迹跟踪控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： A1.通过多源异构传感器采集环境信息，用以融合构建包含水面三维几何拓扑信息与水流场矢量信息的动态多模态环境地图； A2.根据所述动态多模态环境地图，采用嵌入水流动力学方程约束的改进量子粒子群优化算法进行全局路径规划，并对规划得到的全局路径进行平滑参数化处理，生成参考轨迹； A3.根据所述动态多模态环境地图中的水流场矢量信息，基于流固耦合动力学模型预测流场扰动，并利用扩张状态观测器估计系统残差扰动，结合所述流场扰动和所述系统残差扰动生成前馈控制量； A4.根据实时的水流场流速与轨迹跟踪误差，自适应切换非线性模型预测控制器与自适应滑模控制器，结合所述前馈控制量，生成控制指令以驱动水面机器人跟踪所述参考轨迹； 所述嵌入水流动力学方程约束的改进量子粒子群优化算法为： 在量子粒子群优化算法的适应度函数中，将离散化的Navier-Stokes方程作为物理约束条件嵌入，用以优化路径的能量消耗与安全性； 步骤A4包括： A401.实时获取水流场流速和轨迹跟踪误差； A402.当所述水流场流速不大于预设流速阈值且所述轨迹跟踪误差不大于预设误差阈值时，选取非线性模型预测控制器作为反馈控制器；当所述水流场流速大于预设流速阈值或所述轨迹跟踪误差大于预设误差阈值时，选取自适应滑模控制器作为反馈控制器； A403.利用选取的反馈控制器生成反馈控制量； A404.叠加所述反馈控制量和所述前馈控制量，生成控制指令； A405.根据所述控制指令驱动水面机器人的执行机构。

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