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龙图腾网获悉青岛哈尔滨工程大学创新发展中心申请的专利一种基于多源数据融合与闭环校正的船舶运动仿真与可视化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：CN121671819B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-14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：202610179101.2，技术领域涉及：B63B79/20；该发明授权一种基于多源数据融合与闭环校正的船舶运动仿真与可视化方法是由唐滨;王昊东;王一飞;肖汛;张敬轩;廖晓枫;秦硕;许溥阳设计研发完成，并于2026-02-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于多源数据融合与闭环校正的船舶运动仿真与可视化方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于多源数据融合与闭环校正的船舶运动仿真与可视化方法，属于数字孪生技术领域。该方法包括：采集操控指令与多源传感器数据；基于MMG模型预测船舶状态与轨迹，并解算出推进器控制量以驱动实体设备；同步融合视觉与雷达数据生成环境点云；利用预测状态生成船舶轮廓先验，并与实时点云进行配准，得到位姿偏差；将该偏差作为视觉观测量，与GPS、惯导等数据融合，通过状态估计器闭环校正预测状态；最后将校正后的轮廓、轨迹叠加显示于视频与视景系统中。本发明解决了仿真与实体不同步、缺乏实时校正的问题，显著提升了船舶操控仿真的直观性、精度与训练效率。

本发明授权一种基于多源数据融合与闭环校正的船舶运动仿真与可视化方法在权利要求书中公布了：1.一种基于多源数据融合与闭环校正的船舶运动仿真与可视化方法，其特征在于，包括以下步骤： 采集控制台输出的模拟电压信号，经模数转换与低通滤波后得到数字控制指令，并打上时间戳； 采集船舶的观测数据，包括GPS、惯性导航、舵角及船舶艏向角数据，形成统一坐标系下的观测包； 利用前一周期的观测包与所述数字控制指令，基于MMG模型预测当前船舶的状态并外推短期预测轨迹，输出船舶预测状态及预测轨迹； 读取摄像头图像、深度图及雷达点云数据，通过投影模型与坐标变换统一到世界坐标系并融合，经降采样与去噪处理，得到场景动态点云； 根据所述船舶预测状态及船舶几何参数，计算出船舶在世界坐标系下的矩形四点轮廓先验，基于每个角的矩形四点轮廓先验得到四角矩形轮廓； 基于平面刚体变换参数将所述场景动态点云与所述四角矩形轮廓进行配准，得到配准变换参数； 将所述配准变换参数与GPS、惯性导航、陀螺仪数据输入状态估计器对所述船舶预测状态进行更新，输出校正后的船舶状态； 用所述校正后的船舶状态重新计算船舶矩形轮廓，并结合预测轨迹叠加绘制于监控视频中，并同步更新视景系统中的虚拟船模； 其中，生成所述四角矩形轮廓的方法为： 将船舶预测状态中船舶转向角速度二重积分得到当前时刻预测值的艏向角，获取船舶长度和宽度； 在船体坐标系下，基于船舶长度和宽度以船体中心为原点构造矩形四角的相对向量集合； 利用从预测状态得到的艏向角构造二维旋转矩阵，通过二维旋转矩阵将所述矩形四角的相对向量集合旋转至世界坐标系，并与世界坐标系下的船舶预测轨迹相加，得到世界坐标系下的四点坐标，形成矩形四点轮廓先验； 基于每个角的矩形四点轮廓先验得到世界坐标系下的四角矩形轮廓； 其中，所述配准变换参数，获取方式具体包括： 以所述四角矩形轮廓为中心设置门控区域，从所述场景动态点云中筛选出落入门控区域周边的点作为门控云，具体的，所述门控区域周边为门控区域长度方向外延船舶长度的8%，门控区域宽度方向外延船舶宽度的16%； 对所述门控云进行聚类，并基于尺寸匹配、PCA主方向一致性、矩形占用率和边界贴合特征计算综合一致性评分函数，筛选出最佳船体点簇； 通过迭代优化求解所述平面刚体变换参数，使所述最佳船体点簇与所述四角矩形轮廓贴合，输出配准变换参数； 其中，所述综合一致性评分函数为： ， ， ， ， 其中，为尺寸匹配特征，矩形占用率特征，为边界贴合特征，为PCA主方向一致性特征，、、、为权重系数；为候选点簇的长度，为船舶的真实长度，为候选点簇的宽度，为船舶的真实宽度，为当前候选点簇的点数，为候选点簇的点，表示落入预测矩形的点，为候选点簇的总点数，为候选点簇的PCA主轴方向角与预测轮廓的艏向角的差值，为符号距离的中位数，量化候选点簇中所有点与预测矩形轮廓边界的贴合程度，为候选点簇中三维点到预测矩形轮廓的带符号距离。

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