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龙图腾网获悉中国人民解放军国防科技大学申请的专利一种基于改进粒子群算法的水下航行器三维路径规划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：CN116088516B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-13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：202310050166.3，技术领域涉及：G05D1/43；该发明授权一种基于改进粒子群算法的水下航行器三维路径规划方法是由耿正霖;程兴华;包长春;王文珂;李乐;吴佳妮;郑林涛;王得志设计研发完成，并于2023-02-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于改进粒子群算法的水下航行器三维路径规划方法在说明书摘要公布了：本发明涉及路径规划领域，尤其涉及一种基于改进粒子群算法的水下航行器三维路径规划方法。包括如下步骤：设置任务以及获取原始数据：设置任务海区范围，导入任务海区的地形数据；在三维空间中，用节点的三维坐标建立从起点到终点的路径模型；考虑航行的安全性、可执行性、经济性建立评价函数；对传统粒子群算法进行改进，利用算法对路径进行优化；设定算法参数，进行路径规划，得出规划结果。本发明以三维坐标描述水下航行器的路径，并对传统粒子群优化算法进行改进，提高优化效果，利用该方法进行水下航行器的路径规划，从而得到最优的规划路径，可以显著提升水下航行器路径的优化质量，提高路径的适用性。

本发明授权一种基于改进粒子群算法的水下航行器三维路径规划方法在权利要求书中公布了：1.一种基于改进粒子群算法的水下航行器三维路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤： S1.设置任务以及获取原始数据：设置任务海区范围，导入任务海区的地形数据，所述地形数据包含对应海区范围内海底高程的测量信息； S2.建立路径模型：在三维空间中，用节点的三维坐标建立从起点到终点的路径模型； S3.建立路径评价模型：考虑航行的安全性、可执行性、经济性；基于路径所经过区域的水深建立安全性评价函数；基于路径水平和垂直方向上转角大小建立可执行性评价函数；基于路径的路径长度建立经济性评价函数，通过加权得到路径的综合评价函数； S4.对传统粒子群算法进行改进，利用该算法对路径进行优化； 用下标i区分不同的路径，第i个粒子表示第i条路径； 第i条路径表示为 第i条路径的第j个节点用三维坐标pi,j＝[xi,j,yi,j,zi,j]T表示； 第i条路径的速度矢量表示为 以连续的三个节点的位置关系计算中间节点的优化方向，改进粒子位置的调整方式；用pi,j-1、pi,j和pi,j+1表示路径上的三个连续节点，以中间节点为起点，作其指向前后节点的矢量，即pi,j-1-pi,j和pi,j+1-pi,j，设置加权因子分别为c3和c4，c3和c4为0～1之间的随机数，以两矢量加权和的方向为该点的位置调整方向，确定调整矢量的方向，调整比例因子为h，确定调整矢量的大小； 则节点pi,j的速度变化值表示为： 则所有粒子的速度调整矩阵表示为ui＝[ui,1,ui,2,...,ui,N]； 基于速度调整矩阵进行位置调整，采用的粒子位置更新方法为： 以上标k表示优化更新的迭代次数 则更新只与当前粒子位置有关，如下式： 粒子速度更新方式： S5.设定粒子群算法的相关参数，进行路径的规划，得出规划结果。

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